为了考察更高层次上经济发展对城市绿化水平的复杂影响,本研究在式(1)、式(3)分别逐步引进了人均地区生产总值的二次项、三次项,共回归估计了7个面板方程。本研究分别对7个方程进行F检验和LR检验以及Hausman检验,结果均表明应建立固定效应模型。运用Wooldridge(2002)方法和修正后的沃尔德法(Modified Wald Test)分别进行残差序列相关检验、异方差检验,发现数据存在序列相关和异方差,为此,本研究在估计时运用面板校正标准误方法以获得有效估计结果 [21] 。表2给出了具体的估计结果。
表2 估计结果
表2 估计结果-续表
由表2可知,各模型的整体F检验均在1%的水平上显著拒绝假设,调整后的R 2 在0.41~0.72内,这表明,设定的模型较好地拟合了城市绿化覆盖率变化,具有较高的解释能力。从各解释变量来看,人均地区生产总值、城镇化率均通过显著性检验,控制变量也通过了显著性检验。另外,逐步引进关键变量后,各变量估计系数的符号均未发生改变,并与预期相符,这在一定程度上表明模型稳健性较好。比较7个估计结果可知,相对于仅考虑人均地区生产总值或城镇化率,同时考虑人均地区生产总值与城镇化率的式(3)拟合效果更好,且引入人均地区生产总值二次项和三次项后,即估计结果(3)c的拟合效果最优。因此,以下选取估计结果(3)c做进一步分析和解释。
(1)人均地区生产总值与城市绿化覆盖率呈N形关系。人均地区生产总值及其二次项、三次项符号分别为正、负、正,且分别在1%、1%、5%水平上显著,这意味城市绿化覆盖率随着人均地区生产总值的增加而出现提升、下降、再提升的现象,即二者并不是直线关系而是N形变化关系,这与已有研究(Chen和Wang,2013)结论一致,假设H1得到验证。这一结论的可能原因是:在经济发展初期(人均地区生产总值低于40393元),城市绿化水平提高潜力较大,人均地区生产总值的增加容易对城市绿化产生正向影响;而当经济发展到一定阶段(人均地区生产总值高于40393元且低于100559元)时,为了支撑经济进一步发展,建成区面积增速可能会超过绿化速度,加上城市绿化的规模报酬递减作用,城市绿化覆盖率呈下降趋势;当经济发展至更高水平(人均地区生产总值高于100559元)时,公众的生态环境意识和政府绿化能力都处于较高水平,城市建成区面积则可能趋于稳定,以第三产业为主的产业结构(如公园、游乐场、体育场等)也可能促进城市绿化水平提高,因此,城市绿化覆盖率可能由降转升。
若将经济发展与城市绿化的关系划分为3个阶段,则就2011年69个样本城市来看,安庆、蚌埠、北海等25个城市(占截面组的36.23%)仍处于第一阶段,处于第二阶段的城市最多,有北京、上海、长春等39个城市,占56.52%,仅包头、杭州、宁波等5个城市处于人均地区生产总值较高且城市绿化覆盖率上升的第三阶段,具体如图3所示。
图3 2011年大中城市经济发展与城市绿化关系
注:横轴为人均地区生产总值,纵轴为城市绿化水平。
(2)城镇化率对城市绿化覆盖率具有积极影响。城镇化率的估计系数为正,且在5%水平上显著,这与Zhao等 [13] 、潘家华 [8] 的研究结论一致,假设H2得到验证。这表明,2000年以来的快速城镇化提高了城市绿化水平,具体而言,城镇化率每增加1个单位,城市绿化覆盖率将提高0.0927个单位,主要原因可能是:人口向城市的集聚增加了绿化需求,同时也为城市提供了充足的城市绿化所需的劳动力要素,从而引起城市绿化增加速度快于为容纳更多人口而进行的城市向外扩张的速度,最终表现为城镇化率与城市绿化覆盖率之间的正向关系,如武汉与长沙的人均地区生产总值、人口密度、财政支出占地区生产总值比重以及自然条件均差别不大,但武汉的城镇化率明显比长沙高,城市绿化覆盖率也较高。
(3)控制变量。城市人口密度、财政支出占地区生产总值比重系数均为正,且均通过了显著性检验,说明二者与城市绿化覆盖率呈显著的正向关系。由城市人口密度的表达式
可知,城市人口密度大意味着在建成区面积(即分母)一定时城市人口(即分子)较多或者城市人口相同时建成区面积较小,前一种情况使得公众对城市绿化的需求更多,在后一种情况下更易于实施城市绿化。与预期一致,城市绿化作为提供生态服务的公共品,在其他条件不变的情况下,财政支出占地区生产总值比重越高,城市绿化能力和倾向也越高,所以城市绿化水平可能更高。以气候带为表征的自然因素均在1%水平上显著,其系数符号为负表明,相对于地处热带、亚热带的城市,地处内陆性和高原高山气候带的城市的绿化覆盖率较低,如除自然因素外其他条件都很相近的郑州与厦门、兰州与徐州等城市之间的绿化水平的差异。
为了更清晰地观察城市绿化覆盖率的个体和时期差异,图4和表3分别从区域个体(细化气候带)和时期角度做了进一步刻画。
图4为按细分气候带展示的个体差异(固定效应)估计值δ i ,即各城市绿化覆盖率与整体均值的偏离,大于0表示高于全国水平,反之低于全国水平。观察图4可知,三亚、深圳、北海、海口等城市的绿化覆盖率明显右偏(高)于整体平均水平,而兰州、西宁、呼和浩特、乌鲁木齐等城市的绿化覆盖率显著左偏(低)于整体的水平。所以,基本可以认为,我国城市绿化水平呈现由南向北、由东向西下降的区域趋势,也可以表述为由沿海向内陆,由热带、亚热带向温带、高原高山气候带递减的地理、气候特征。这不仅与我国植被梯度变化规律一致,而且在一定程度支持了自然因素对城市绿化有显著影响的结论,是城市绿化应因地制宜的基本依据之一。
图4 大中城市绿化覆盖率个体差异
注:字母表示城市,如bj、tj、sh分别表示北京、天津、上海,以此类推。个别说明如下:syh=三亚,syl=沈阳,ycn=银川,ych=宜昌,gzg=广州,gzj=赣州,md=牡丹江,ha=哈尔滨,sj=石家庄,pd=平顶山,jni=济宁,jna=济南,ht=呼和浩特,wq=乌鲁木齐。 ZONE 表示气候带,其中,1=热带季风气候,2=亚热带季风气候,3=温带季风气候,4=温带大陆性气候,5=高原高山气候。
表3为2000~2011年我国大中城市的绿化覆盖率的时期差异。表3表明,我国大中城市绿化水平具有明显的时期趋势:2000~2011年城市绿化水平基本呈上升趋势,2006年为转折点,时间差异估计值由负(-0.1622)转为正(0.9703),且2006年以来一直为正,这意味着,在考察期内随着时间推移,大中城市的绿化水平呈增加趋势。然而,2008年、2011年的城市绿化水平分别低于2007年、2010年,这很可能是金融危机后国家积极推行经济升级转型,以及地方政府人为加速城镇化的结果,对于后者进行“反思”是必要的
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表3 2000~2011年大中城市绿化覆盖率的时期差异
表3 2000~2011年大中城市绿化覆盖率的时期差异-续表