۳٫۱٫ منطقه مطالعه
چین یک کشور معمولی در حال ظهور است که شهرنشینی بی‌سابقه‌ای را در چند دهه گذشته تجربه کرده است، بنابراین با رشد سریع اقتصادی و مهاجرت گسترده از روستا به شهر مشخص شده است. چشم انداز شهری چین دستخوش تغییرات شگرفی شده است و شهرها هم به صورت عمودی و هم افقی گسترش می یابند تا هجوم مردم و فعالیت های اقتصادی را در خود جای دهند. [
۲۳]. سرعت سریع شهرنشینی در چین نگرانی‌هایی را در مورد تأثیرات زیست‌محیطی آن به‌ویژه از نظر انتشار کربن ایجاد کرده است. دولت چین با درک چالش های ناشی از شهرنشینی سریع، بر نیاز به استراتژی های توسعه شهری پایدار تاکید کرده است. استفاده فشرده از زمین شهری به عنوان یک رویکرد امیدوارکننده برای ترویج رشد شهری فشرده، کارآمد و سازگار با محیط زیست ظاهر شده است. [
۲۴,
۲۵,
۲۶]. هدف توسعه شهری فشرده با بهینه سازی الگوهای کاربری زمین، کاهش پراکندگی و بهبود کارایی زیرساخت ها، کاهش اثرات زیست محیطی و در عین حال حمایت از رشد اقتصادی و رفاه اجتماعی است. “قوانین صرفه جویی در زمین و استفاده شدید” منتشر شده توسط وزارت زمین و منابع، خط مشی اساسی “پنج آیین نامه” را برای گسترش آهسته تر، بهینه سازی موجودی، راندمان جریان و بهبود کیفیت ترسیم می کند. [
۲۷]. با افزایش اثربخشی نهاده‌های صنعتی، امکان تصفیه آلاینده‌ها یا کاهش زمان رفت و آمد، استفاده فشرده از زمین‌های شهری ممکن است به ساخت شهرهای کم کربن کمک کند. [
۱۶,
۲۵].
۳٫۲٫ توضیحات داده ها
بر اساس بررسی ادبیات و در دسترس بودن داده ها، این مطالعه چارچوب ورودی – تراکم – ستانده را برای توصیف شدت کاربری زمین شهری اتخاذ کرد. شدت سرمایه، شدت نیروی کار و شدت سرمایه گذاری تحقیق و توسعه به عنوان سطوح ورودی زمین انتخاب شدند. شدت جمعیت برای تعریف تراکم زمین انتخاب شد. خروجی اقتصادی در واحد سطح به عنوان شدت تولید زمین در نظر گرفته شد.
داده های مورد استفاده در این مطالعه شامل انتشار کربن، مساحت زمین شهری، تولید ناخالص داخلی، جمعیت، تعداد نیروی کار، سرمایه گذاری تحقیق و توسعه، سرمایه گذاری ناخالص در دارایی های ثابت و مصرف انرژی شهرهای نمونه می باشد. منابع داده در شرح داده شده است
میز ۱.
با توجه به ناهمگونی سطوح توسعه در میان شهرهای چین، ما شهرها را بر اساس سطح توسعه آنها به سه گروه تقسیم کردیم که با تولید ناخالص داخلی سرانه اندازه گیری شد: این سطح توسعه بالا، سطح توسعه متوسط و سطح توسعه پایین را به همراه داشت. با توجه به اطلاعات موجود، ۱۵۳ شهر به عنوان شهر نمونه انتخاب شدند.
آمار توصیفی داده ها در نشان داده شده است
جدول ۲. طیف گسترده ای از انتشار کربن، داده های اجتماعی-اقتصادی، و سطوح شدت استفاده از زمین در میان شهرها، همانطور که توسط انحرافات استاندارد قابل توجه نشان داده شده است، نشان دهنده تفاوت در عملکرد زیست محیطی و شیوه های پایداری در مناطق شهری است. توصیف داده‌ها بر اهمیت اکتشاف طبقه‌بندی‌شده با در نظر گرفتن ناهمگونی شهر و مداخلات سیاستی هدفمند متناسب با ویژگی‌ها و چالش‌های خاص شهرها تأکید می‌کند.
داده‌های انتشار کربن و شاخص‌های کاربری فشرده شهری در توزیع فضایی در ارائه شده است
شکل ۲. نشان داده شده است که انتشار و شدت استفاده از زمین در مناطق مختلف بسیار متفاوت است، که نشان دهنده شکاف بزرگ توسعه در بین شهرها است. شهرهای غرب چین، که معمولاً به عنوان مناطق توسعه عقب مانده در نظر گرفته می شوند، دارای انتشار کربن بالا، با شدت سرمایه و شدت سرمایه گذاری تحقیق و توسعه هستند. برعکس، شهرهای ساحلی شرقی چین که شرایط اقتصادی خوبی دارند، شدت کاربری زمین شهری و انتشار کم دارند.
۳٫۳٫ توسعه مدل
مدل STIRPAT، مخفف «تأثیرات تصادفی با رگرسیون بر جمعیت، ثروت و فناوری»، در ارزیابی اثرات زیست‌محیطی و شناسایی عوامل مؤثر بر انتشار کربن محبوبیت گسترده‌ای به دست آورده است. [
۲۹,
۳۰]. این مدل چند برابری بر اساس هویت IPAT ساخته شده است، که بیان می کند که تأثیر زیست محیطی محصول عوامل جمعیت، ثروت و فناوری است. با استفاده از مدل STIRPAT، محققان در مطالعات زیست محیطی می توانند به طور موثر رابطه بین جمعیت، توسعه اقتصادی و عوامل تاثیر محیطی را بررسی کنند. یکی از مزیت های قابل توجه مدل STIRPAT در مقایسه با رویکردهای دیگر مانند مدل IPAT، انعطاف پذیری آن در ترکیب محرک های نماینده از دیدگاه های مختلف است. [
۳۱,
۳۲,
۳۳,
۳۴]. به عنوان مثال، عواملی مانند کاربری زمین و شهرنشینی را می توان بر اساس الزامات خاص مطالعه در مدل ادغام کرد. این امکان تجزیه و تحلیل جامع تری از روابط بین جمعیت، عوامل اقتصادی و اثرات زیست محیطی را فراهم می کند. به عنوان یک نتیجه از توانایی آن برای در بر گرفتن محرک های متنوع، یافته های تجربی به دست آمده از مدل STIRPAT معقول تر و معتبرتر هستند. محققان می توانند مدل را با زمینه تحقیقاتی خاص خود تطبیق دهند، بنابراین اطمینان حاصل کنند که عوامل مرتبط گنجانده شده است و به درک دقیق تری از پویایی پیچیده بین جمعیت، توسعه اقتصادی و نتایج زیست محیطی کمک می کند.
این مطالعه از مدل STIRPAT برای تجزیه و تحلیل تأثیر استفاده شدید از زمین شهری بر انتشار کربن در شهرهای چین استفاده کرد. مشخصات مدل STIRPAT را می توان به صورت زیر بیان کرد:
در مدل، عبارت ثابت a به عنوان یک ضریب مقیاس عمل می کند، در حالی که توان های b، c و d نشان دهنده توان های مربوط به متغیرهای P، A و T هستند که تخمین زده می شوند. علاوه بر این، عبارت خطای “e” تغییرات غیرقابل توضیح را به حساب می آورد. زیرنویس i نشان می دهد که این متغیرها (I، P، A، T و e) در بین واحدهای مشاهده ای مختلف متفاوت هستند.
یک مدل رگرسیون افزایشی که در آن همه متغیرها به شکل لگاریتمی هستند، تخمین و آزمون فرضیه را تسهیل می‌کند:
در این معادله، ضرایب b، c و d نشان دهنده تغییرات متناسب در اثرات زیست محیطی برای هر ۱% تغییر در اندازه جمعیت، سطح ثروت و سطح فناوری است.
در این تحقیق با محرک‌های معرف شاخص‌های کاربری فشرده به مدل اضافه شده، مدل STIRPAT توسعه‌یافته با روش حداقل مربعات معمولی (OLS) به صورت زیر نشان داده می‌شود:
جایی که α۰ نشان دهنده یک ثابت است. e بیانگر عبارت خطا است. CE، POP، PCGDP، EC، LI، KI، RI، PI و OI نشان دهنده انتشار کربن، جمعیت، تولید ناخالص داخلی سرانه، شدت مصرف انرژی، شدت نیروی کار، شدت سرمایه، شدت سرمایه گذاری تحقیق و توسعه، تراکم جمعیت، شدت خروجی اقتصادی، به ترتیب؛ و α۱، آ۲، … و α۸ نشان دهنده پارامترهایی است که باید تخمین زده شوند.
مدل OLS یک تکنیک برآورد پارامتر جهانی است که تنها می تواند سهم متوسط را نشان دهد، زیرا ضرایب ثابت را فرض می کند. [
۳۵]. با این حال، انتشار کربن و عوامل تعیین کننده آن تمایل به همبستگی جغرافیایی دارند [
۳۶,
۳۷]. عدم ایستایی فضایی عناصر جغرافیایی توسط مدل OLS نادیده گرفته می شود، که می تواند به راحتی یافته های مغرضانه یا تخمین های بی اثر را ارائه دهد. [
۳۸]. مدل رگرسیون وزن‌دار جغرافیایی (GWR) می‌تواند ویژگی‌های فضایی تأثیرات را توصیف کند، در حالی که ناهمگونی فضایی با انجام تخمین محلی در نظر گرفته می‌شود. [
۳۹]. مدل GWR را می توان به صورت زیر بیان کرد:
جایی که انتشار کربن است، و jامین متغیر مستقل در مکان i هستند. و ضرایب تخمینی در مکان i هستند. مختصات مکان i و خطای تصادفی در مکان i است.
