天津市人口结构与产业结构耦合协调度对碳排放影响研究.pdf

【摘要】随着“双碳”目标的提出，越来越多的学者对碳减排进行研究。基于天津市 20052021 年数据，首先采用熵值法构建人口结构与产业结构指标体系；其次，运用耦合协调度模型测算两系统耦合协调度；最后，利用向量误差修正模型，考察人口结构与产业结构共同变化时，两系统的耦合协调度变动对碳排放强度的影响。研究结果表明，20052017 年人口结构与产业结构耦合协调发展水平呈现震荡下降态势，2018 年达到最低点，20192021 年呈现上升态势；两系统耦合协调度的提高对区域碳减排具有显著的正向影响。基于以上结论提出推动天津市人口结构与产业结构协调发展、实现区域碳减排目标的政策建议。【关键词】人口结构；产业结构；碳排放强度；耦合协调度【中图分类号】F124【文献标识码】A【文章编号】1674-2362（2023）04-0053-06收稿日期：2022-11-04基金项目：天津市统计科学研究项目“双碳背景下天津市制造业向绿色智能化发展路径研究”（TJ2023KY30）作者简介：刘小军（1967），男，湖南衡阳人，教授，博士，主要从事产业经济学研究；张佳伟（1998），女，黑龙江佳木斯人，硕士研究生，主要从事产业经济学研究；田廷廷（1982），女，山东淄博人，主要从事煤化工研究。天津商业大学学报Journal of Tianjin University of Commerce第 43 卷第 4 期圆园23 年 7 月Vol.43 No.4Jul.2023天津市人口结构与产业结构耦合协调度对碳排放影响研究刘小军1，张佳伟1，田廷廷2（1.天津商业大学经济学院，天津 300134；2.淄博轩驰经贸有限公司，山东淄博 255000）随着全球资源环境问题日益严峻，低碳减排成为人类的共同选择。2020 年 9 月，我国在联合国大会上明确提出了 2030 年“碳达峰”与 2060 年“碳中和”的双碳目标。目前，我国作为第一大二氧化碳排放国和世界上人口数量最多的发展中国家，能源消费总量一直在全球排名中处于靠前位置，随着经济的快速发展和城镇化的推进，实现碳减排目标有着较大压力。天津作为中国近现代工业的发源地之一，已走过百年工业发展历程，工业基础雄厚，始终坚持“制造业立市”战略，努力建设全国先进制造业基地，实现城市经济高质量发展。2021 年，天津市中央生态环境保护督察报告 指出，天津市在大力推进生态文明建设和生态环境保护方面取得重要进展，但全市仍然存在工业结构偏重、能源结构偏煤、运输结构偏公等问题，全市六大高耗能产业的比重由 2017 年的 33.5%上升至 2019 年的 35.4%。天津与北京、上海相比，存在 GDP 碳排放和人均碳排放过高的问题，因此，天津作为直辖市和老工业城市，坚持经济发展与环境保护同行，意义重大，任务艰巨。天津市作为国内第一批低碳城市试点，应锚定“双碳目标”，积极探寻地区绿色发展之路，推动碳达峰目标如期实现。本文从人口结构与产业结构的关系出发探讨碳排放问题，不仅有利于把握碳减排政策的可操作性，同时为天津市寻找合理有效的区域碳减排路径提供参考。1文献综述从已有文献来看，国内学者对人口结构与碳排放之间的关系研究相对较晚。朱勤等1通过实证分析首次提出人口结构变化对碳排放的影响已超过人口规模变化对碳排放的影响，不应该单单考虑人口规模的影响。其他学者陆续从人口的年龄结构、教育结构及空间结构等方面研究人口结构各因素对碳排放的影响。在年龄结构方面，众多学者认为人口老龄化是驱动碳排放增长的主要因素2-4，马晓钰等5运用 STIRPA 模型验证了年龄结构是影响碳排放的重要因素。在教育结构方面，刘传江等6发现 人力资本 积累对碳 排放的影 响呈现“倒 U型”，郭炳南等7进一步研究发现人力资本结构对碳排放的影响具有区域异质性，对我国东部地区有促进作用，但对西部地区有抑制作用。在空间结构方面，郭文等8发现人口空间分布的变化会显著地影响碳排放量的增长，王鑫静等9研究表明城镇化水天津商业大学学报2023 年平对碳排放效率的提升具有显著的抑制作用。本文在构建人口结构系统时，综合考虑上述已有研究的人口因素，全面考察人口结构因素对碳排放的影响。李健等10通过实证分析发现，全国 16 个地区的第二产业是影响碳排放强度的主要因素，但不是绝对因素，第三产业的影响在不断增强。吴正信等11研究发现，就业结构与碳排放强度之间存在长期协整关系，且就业结构对碳排放强度的影响显著。随着经济发展水平的提高与各产业的蓬勃发展，更多学者对产业结构升级对碳排放的影响更为关注。徐成龙等12运用 LMDI 方法将碳排放进行分解，发现未来产业结构调整有利于碳减排。孙攀等13实证研究发现，产业结构的高级化、合理化对碳减排具有积极影响。刘志华等14通过 PVAR 模型研究指出，产业结构升级与碳排放效率之间具有较强的协调性，且二者相互之间均能产生正向的促进作用。现有研究关于人口结构与产业结构对碳排放的影响主要是以人口老龄化为背景，考察产业结构对碳排放的影响。刘健强等15指出人口老龄化倒逼产业结构升级，有助于释放人口老龄化的碳减排效应。鲜有文章从人口结构与产业结构耦合协调度出发，研究其对区域碳排放的影响。2人口结构与产业结构的耦合作用机理人口结构与产业结构之间不是简单的耦合，而是在双向促进、互惠共生的基础上，两个子系统内部的元素重新组合，形成更加协调、优势互补的新结构。耦合系统由无序走向有序机理的关键在于其内部各子系统参量之间的协同作用。人口结构与产业结构在相互关联和相互影响的过程中，实现共同发展。人口是产业结构变动的重要要素禀赋，合理的人口结构是实现产业结构持续健康发展的重要支撑，同时产业结构的调整对人口结构的各个方面产生深刻影响，产业结构调整引领人口结构变动。两系统的协调发展是在人口结构发生重大变化和产业结构优化升级背景下实现碳减排和经济高质量发展的关键一环。第一，人口的年龄结构变动对产业结构发展既可能产生抑制作用，也可能产生促进作用。一方面，人口年龄结构的变动影响产业结构调整过程中的劳动力数量，人口红利期的劳动力成本优势显著，人口老龄化的加深使适龄劳动力人口不断减少，劳动力价格上升，不利于劳动密集型产业发展。另一方面，人口老龄化也会促进企业加大科研和创新力度，使企业从劳动密集型向技术、知识密集型方向转变；同时，老年人口增加推动第三产业发展，为产业结构调整提供新动能。产业结构的调整优化意味着社会保障体系和医疗服务的不断完善，有助于降低死亡率，提高人类的平均寿命，优化人口的年龄结构。第二，城镇化过程中人口从农村向城市转移，居民的消费需求层次和消费水平不断提高，拉动城市第二、三产业发展，同时倒逼农业机械更新换代的速度加快。产业空间结构的变动是人口迁移重要的影响因素，产业结构调整中，大量劳动力聚集在产业园区附近，人口空间结构随之发生变化，同时新产业的发展带来的补偿效应和第三产业的快速发展会引起人口就业结构的变化。第三，人口受教育水平的提高会提高劳动生产率和创新能力，大量的技术人才和高技能劳动力能有效地将信息和知识等新发展要素应用到高新技术产业中。产业结构优化会提高对劳动力文化水平和受教育程度的要求，因此会促使人力资本水平不断提升以适应产业发展的需要，改善人口受教育程度。第四，人口男女比例失衡会直接影响社会再生产和产业发展，产业布局要衡量男女就业需求。第三产业蓬勃发展时，脑力劳动在高薪产业中逐渐成为主要的劳动形态，为高素质女性的职业发展提供广阔天地，有助于社会和谐稳定。3人口结构与产业结构耦合协调度测算3.1数据来源本文从数据可得性和真实性的原则出发，选天津市 20052021 年数据，探析人口结构与产业结构的耦合协调度，研究所需的数据均来自于历年国家统计年鉴 与 天津市统计年鉴。3.2指标体系构建由于人口结构与产业结构变动均受多种因素综合作用的影响，本着科学、严谨、可操作的原则，构建人口结构和产业结构的指标体系，见表 1。就人口结构指标体系而言，人口结构具有多维性，从内涵的多重特征出发，构建包括人口年龄结构、人口教育结构、人口性别结构、人口空间结构四个一级指标和八个二级指标的指标体系。就产业结构指标体系而言，在设有产值结构和就业结构两个维度的同时，添加产业结构合理化和高级化一级指标，其中产业结构合理化参考杜金岷等16的研究用修54第 4 期正后的泰尔指数衡量，产业结构高级化参考干春晖等17的研究用第三产业增加值与第二产业增加值之比衡量，从四个维度全面测度产业结构体系，每个维度根据其特征细分，共下设八个二级指标。3.3耦合协调度测度方法耦合协调度模型用于测度两个或两个以上系统之间产生相互作用时协调发展的动态关联关系。其中，耦合度是反映系统之间相互依赖、相互制约的程度；协调度是反映耦合相互作用中良性耦合程度的大小，分析事物之间的协调发展水平，体现协调状况的好坏。其计算过程如下。（1）数据无量纲化处理。为排除由于各变量单位不同对分析产生的可能影响，采取归一化方法对数据进行处理，使数据之间数理单位保持一致，公式如下：当 Xij忆是正向指标时，Xij忆=Xij-min（Xij）max（Xij）-min（Xij）（1）当 Xij忆是负向指标时，Xij忆=max（Xij）-Xijmax（Xij）-min（Xij）（2）式（1）、（2）中，i 为年份，j 为人口结构与产业结构指标体系中的不同变量，Xij为某年人口结构和产业结构系统里的指标初始值，Xij忆为标准化的指标数值。（2）系统综合发展水平测度。采用熵值法，根据两个系统里指标变异性的大小确定各个指标所占的客观权重，构建人口结构与产业结构综合水平指数，公式如下：S1（S2）=mj=1移Xij忆伊Pij（3）式（3）中，Pij为各指标权重，S1、S2分别为产业结构和人口结构的综合指标指数，测算 S1时，式中m=7，测算 S2时，式中 m=8。（3）计算耦合度和协调度。两个系统测度的耦合度和协调度模型如下：C=S1S2（S1+S2）22姨=2S1S2姨S1+S2（4）S=琢S1伊茁S2（5）D=S伊C姨（6）式（4）、（5）、（6）中，C 为人口结构与产业结构耦合度，C 值越大，两系统耦合度越高。S 为综合协调指数，琢、茁 为待定参数，且 琢+茁=1，考虑人口结构和产业结构对研究同等重要，所以二者均取值为0.5，D 为二者耦合协调度，D 值越高，两系统的协调发展水平越好。参考廖重斌18对两系统的耦合协调程度划分区间和等级的设定，将协调度区间划分为 10 个等级，形象直观地反映天津市人口结构与产业结构两系统的耦合协调水平，见表 2。3.4耦合协调度结果分析根据耦合协调度计算公式和等级判断准则得到的结果，见表 3。20052021 年天津市人口结构与产业结构耦合协调度大致呈现 U 型特征，20052017 年人口结构与产业结构耦合协调发展水平呈现震荡下降态势，2018 年达到最低点，20192021 年呈现上升态势；其中，2016 年之前两系统耦合协调度均大于 0.5，处于协调状态；2017一级指标二级指标属性人口结构人口年龄结构总抚养比/%负014 岁人口比重/%负1564 岁人口比重/%正65 岁及以上人口比重/%负人口教育结构 大专以上学历占 6 岁以上人口比重/%正人口性别结构男女性别比/%正人口空间结构城镇化率/%正产值结构第一产业增加值/GDP/%负第二产业增加值/GDP/%正第三产业增加值/GDP/%正就业结构第一产业就业人数/总就业人数/%负产业结构第二产业就业人数/总就业人数/%正第三产业就业人数/总就业人数/%正合理化泰尔指数/%负高级化第三产业增加值/第二产业增加值/%正表 1人口结构与产业结构指标体系表 2耦合协调度等级协调度区间等级0，0.1极度失调(0.1，0.2严重失调(0.2，0.3中度失调(0.3，0.4轻度失调(0.4，0.5濒临失调(0.5，0.6勉强协调(0.6，0.7初级协调(0.7，0.8中级协调(0.8，0.9良好协调(0.9，1.0优质协调刘小军，等：天津市人口结构与产业结构耦合协调度对碳排放影响研究55天津商业大学学报2023 年变量检验类型ADF值P值平稳性CI（C，0，0）-2.8660.073平稳*D（CI）（C，T，0）-4.2390.025平稳*D（C，T，0）-2.1200.494不平稳D（D）（C，0，0）-3.7200.017平稳*注：*、*、*分别表示通过 1%、5%、10%的显著性检验。表 4单位根检验结果表 3天津市 20052021 年人口结构与产业结构耦合协调度年份耦合协调度20050.878 00120060.890 80220070.825 13720080.839 20320090.769 76920100.621 32920110.677 92120120.677 38720130.666 38320140.654 59520150.517 50320160.533 99020170.494 52520180.439 00520190.468 06120200.556 42820210.597 0392019 年，耦合协调度低于 0.5，处于失调状态；2020 2021 年为勉强协调状态。总体上来看，天津市人口结构与产业结构的耦合协调度在 0.439 005 和 0.890 802 之间，跨度较大，说明两系统之间协调发展水平发生重大变化。分析可知，两系统耦合协调度总体呈现不断下降的趋势，目前协调发展水平不高，这表明天津市现阶段人口结构与产业结构不但处于勉强协调的阶段，而且两系统之间的良性互动在不断减弱，两系统的协调发展面临巨大压力。其可能的原因是：从人口结构角度看，近几年来，天津市人口老龄化程度不断加深，人口红利逐渐消失，人口呈现净流出态势；从产业结构角度看，天津市作为北方重要的开放城市和工商业城市，第二、三产业发展较好，产业结构不断调整、优化。总体来说，产业结构调整的速度、幅度与人口结构的大幅度、高频率的变化无法匹配，致使人口结构与产业结构之间的耦合协调度呈现低落现状。4实证分析4.1变量说明被解释变量为碳排放强度。根据 IPCC 提供的碳排放强度计算准则进行估算，公式如下：CI=CGDP=移ba=1Ea啄aGDP（7）式（7）中，CI 为碳排放强度，C 为碳排放总量，GDP 为地区生产总值，Ea为能源消费量，啄a为能源a 的碳排放系数，能源选取煤炭、原油、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、天然气共九种燃料，b=9。4.2误差修正模型建立与分析4.2.1单位根检验为避免由于时间序列不平稳产生“伪回归”现象，导致研究无意义，对时间序列进行平稳性 ADF检验，消除经济类时间序列数据中所表现出的共同趋势，检验结果显示 CI 与 D 均在 5%的显著性水平下拒绝原假设，所有变量经过一阶差分后均通过单位根检验，结果如表 4 所示。4.2.2协整检验原时间序列是不平稳的，所以先对原序列进行协整检验，Engel-Grange 和 Johansen 是常见的两种协整检验方法，相比之下后者受限更小，本文采用Johansen 方法进行检验。协整检验结果显示，迹统计量在 5%的水平下拒绝原假设，由此得到标准化的协整方程如下：CI=-0.421D-1.325+着（8）式（8）中，着 为残差项。对残差序列进行单位根检验，ADF 检验值为-3.204，P 值为 0.040，在 5%的水平下拒绝原假设，说明人口结构与产业结构的耦合协调度与碳排放之间存在稳定的协整关系。协整方程表明，20052021 年，天津市人口结构与产业结构耦合协调度与碳排放强度之间存在长期的稳定关系，所有变量均通过了 5%显著性水平下 t 统计量检验。两者之间存在负相关关系，当两系统耦合协调度增加 1 个百分点，碳排放强度降低 0.421 个百分点。这意味着，人口结构与产业结构两大系统耦合协调度升高，对碳排放强度的增加起到削弱作用，有利于实现碳减排目标。4.2.3格兰杰因果检验格兰杰因果检验结果，见表 5，说明人口结构与产业结构耦合协调度与碳排放强度之间存在因果关系，即人口结构与产业结构耦合协调度变56第 4 期原假设滞后项P值CI 不是 D 的格兰杰原因10.181D 不是 CI 的格兰杰原因0.008CI 不是 D 的格兰杰原因20.046D 不是 CI 的格兰杰原因0.030表 5格兰杰检验结果表 6误差修正模型估计结果误差修正项D（CI）D（D）CointEq1-0.395 73-3.104 070.067 451.858 84D（CI（-1）-0.022 73-0.080 580.102 561.276 94D（CI（-2）-0.022 73-1.219 670.102 562.834 33D（D（-1）-0.269 31-0.297 75-0.203 84-0.791 79D（D（-2）-0.722 87-0.704 740.081 510.279 20C-0.237 71-2.220 350.045 261.485 31注：CointEq1 为误差修正项，方括号内的数字表示 t 统计值。图 1VECM 模型有效性检验结果-1.51.51.00.50.0-0.5-1.01.51.00.50.0-0.5-1.0-1.5刘小军，等：天津市人口结构与产业结构耦合协调度对碳排放影响研究化时，会对碳排放强度产生影响，并具有一定的滞后性。4.2.4误差修正模型及稳定性检验误差修正模型弥补了 VAR 模型的不足，应用于变量不均为平稳序列、但各变量之间存在协整关系的情形。误差修正模型估计结果见表 6，误差修正项系数为负，说明短期内人口结构与产业结构的耦合协调度与碳排放强度之间呈现负相关关系，两系统耦合协调度的上升会降低碳排放强度，且效果显著。对误差修正模型进行平稳性检验，结果见图1，各单位根均落在单位圆内或单位圆上，即该模型具有稳定性，说明误差修正模型的修正机制合理且有效。5研究结论与政策建议本文采用天津市 20052021 年时间序列数据，运用误差修正模型分析人口结构与产业结构耦合协调度对区域碳排放的影响，结果表明：第一，天津市人口结构与产业结构的耦合协调度呈“U”型分布，20052017 年，人口结构与产业结构之间耦合协调度总体呈现下降趋势；2018 年达到最低点，处于勉强协调状态；20192021 年，两者的耦合协调度已从“U”型的左半边转化到右半边，呈现上升趋势，态势向好。第二，人口结构与产业结构的耦合协调度显著影响碳排放强度。基于以上结论，为加速人口结构优化与产业结构升级，促进二者均衡协调发展，从而推动双碳目标的实现，提出以下政策建议。第一，不断优化天津市人口结构，使其与产业结构升级的步伐相适应。首先，针对人口老龄化，一方面提高社会各界对老龄人口的关注度，鼓励老龄人群增加自给能力；另一方面制定行之有效的人口生育政策，在国家当前实施的“二孩政策”“三孩政策”基础上，加强女性生育价值的社会补偿，增加地区性生育福利待遇；同时在购房方面予以倾斜，在子女教育方面予以补贴。其次，面对人口呈现净流出态势，应加大“海河英才计划”的实施力度，增加政府投入，引进互联网、大数据等高端技术人才，吸引和鼓励大学毕业生本地就业，提高人口教育质量，为产业发展提供所需人才。在城镇化进程中，天津市政府应引导农村人口有序向城镇转移，满足人口流动各方面的需求，推动一、二、三产业健康发展。第二，加快产业结构调整，倒逼人口结构优化。首先，天津市作为北方重要的工业城市，积极响应我国制造业供给侧改革，积极引导新兴产业发展，吸引大量劳动力向天津流动。其次，积极发展第三产业，比如养老产业应建立完善的养老服务体系，发展综合养老机构，拓展居家养老服务，培育老年服务组织和队伍，提升老年人口素质，优化人口结构。第三，加快推进人口结构与产业结构耦合协调发展进程。政府应加大对企业资金、技术、人才支持，人力资本和资金的积累有助于企业打开抑制碳排放的技术窗口，鼓励企业加大科技创新投入，提高资源利用效率与劳动生产率，由高污染向低污染、低附加值向高附加值的环保低碳行业转型；同57天津商业大学学报2023 年（责任编辑于丹）Effect of coupling and coordination degree between populationstructureandindustrialstructureoncarbonemissionsinTianjinLIU Xiaojun1,ZHANG Jiawei1,TIAN Tingting2（1.School of Economics,Tianjin University of Commerce,Tianjin 300134,China2.Zibo Xuanchi Economy and Trade CO.,Ltd,Zibo 255000,Shandong,China）Abstract：With the putting-forward of the proposal of carbon peaking and carbon neutrality goals,more and morescholars have researched carbon emission reduction.Based on the data of Tianjin from 2005 to 2021,firstly,the indexsystem of population structure and industrial structure is constructed with entropy method.Secondly,the coupling andcoordination degree model is used to measure the coupling and coordination degree of two systems.Finally,with themutual changes of population structure and industrial structure,the vector error correction model is used to investigate theeffect of the change of coupling and coordination degree of two systems on carbon emission intensity.The results show thatfrom 2005 to 2017,the level of coordinated development of population structure and industrial structure showed afluctuating downward trend,reached the lowest point in 2018,and had an upward trend from 2019 to 2021.Theimprovement of the coupling and coordination degree between two systems has a significantly positive effect on regionalcarbon emission reduction.Based on the above conclusions,policy suggestions are put forward to promote the coordinateddevelopment of Tianjin忆s population structure and industrial structure and achieve regional carbon emission reductiongoals.Key words：population structure;industrial structure;carbon emission intensity;coupling and coordination degree时，加强对高污染、高能源消耗型企业管理力度，有效限制资本无序扩张。参考文献：1 朱勤，彭希哲，陆志明，等.人口与消费对碳排放影响的分析模型与实证 J.中国人口 资源与环境，2010（2）：98-102.2 尹向飞.人口、消费、年龄结构与产业结构对湖南碳排放的影响及其演进分析基于 STIRPAT 模型J.西北人口，2011（2）：65-69.3 尹迎港，常向东.人口老龄化、产业结构升级与区域碳排放 J.兰州财经大学学报，2022（1）：60-74.4 童玉芬，周文.家庭人口老化对碳排放的影响基于家庭微观视角的实证研究 J.人口学刊，2020（3）：78-88.5 马晓钰，李强谊，郭莹莹.我国人口因素对二氧化碳排放的影响基于 STIRPAT 模型的分析 J.人口与经济，2013（1）：44-51.6 刘传江，向晓建，李雪.人力资本积累可以降低中国二氧化碳排放吗?基于中国省域人力资本与二氧化碳排放的实证研究 J.江南大学学报（人文社会科学版），2021（2）：76-88.7 郭炳南，卜亚.人力资本、产业结构与中国碳排放效率基于 SBM 与 Tobit 模型的实证研究 J.当代经济管理，2018（6）：13-20.8 郭文，孙涛.人口结构变动对中国能源消费碳排放的影响基于城镇化和居民消费视角 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