بررسی تأثیر متغیر‌های جمعیتی بر کیفیت محیط زیست بر مبنای مدل STIRPAT

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره هجدهم، ویژه نامه شماره3، زمستان 1395

بررسی تأثیر متغیر­های جمعیتی بر کیفیت محیط زیست بر مبنای مدل STIRPAT

سید کمال صادقی [1]*

sadeghiseyedkamal@gmail.com

سکینه سجودی [2]

فهیمه احمدزاده دلجوان[3]

چکیده

زمینه و هدف: اندازه و ترکیب جمعیت از مهم­ترین متغیر­های تأثیرگذار بر کیفیت محیط زیست می­باشند. مطالعات تجربی در مورد تأثیر عوامل جمعیتی بر انتشار آلودگی نتایج بسیار متفاوتی داشته است. شناسایی و تعیین چگونگی و میزان تأثیر این متغیر­ها بر کیفیت محیط زیست می­تواند در اتخاذ سیاست­ها و تدوین مقررات زیست محیطی نقش به­سزایی داشته باشد.

روش بررسی: در مطالعه حاضر با به‌کارگیری تجزیه و تحلیل اقتصاد سنجی و با استفاده از مدل STIRPAT و داده‌های مربوط به انتشار دی اکسید کربن در میان کشور‌های گروه دی هشت از سال 1995 تا 2010، به بررسی تأثیر متغیر‌های جمعیتی نظیر اندازه جمعیت، سن جمعیت، تمرکز جمعیت و شهرنشینی و نیز تأثیر تولید ناخالص داخلی (GDP) بر انتشار  گاز دی‌اکسیدکربن پرداخته شده است.

یافته­ها: نتایج حاکی از آن است که اندازه جمعیت و تمرکز جمعیت، تأثیر معنی­داری بر انتشار گاز­های گلخانه­ای ندارند. از طرفی سن جمعیت بین 15 تا 64 سال، شهرنشینی و درآمد سرانه واقعی به ترتیب بیشترین تأثیر را در انتشار سرانه دی­اکسید کربن در بین کشورهای عضو گروه دی هشت از خود نشان می­دهند.

نتیجه گیری: کشش بالای انتشار آلاینده­ها نسبت به دوره سنی 15 تا 64 سال در جامعه ما از اهمیت بالایی برخوردار است، چرا که توزیع سنی جمعیت در این بازه سنی متراکم شده است. از آن­جایی که این دوره سنی سهم بالایی در تولید و رشد اقتصادی و مصرف انرژی دارد، تأثیر بالایی نیز در انتشار CO₂ خواهد داشت. بنابراین باید از طریق اقداماتی نظیر آموزش­های فرهنگی حفظ محیط­زیست و افزایش راندمان مصرف انرژی، تخریب محیط­زیست توسط مصرف­کنندگان را به کمترین حد کاهش داد.

واژه­های کلیدی: محیط­زیست، دی­اکسیدکربن، اندازه جمعیت، ترکیب جمعیت، مدل STIRPAT.

Investigating the Effect of Demographic Variables on Environment Quality Based on STIRPAT Model

Seyed Kamal Sadeghi[4]*

sadeghiseyedkamal@gmail.com

Sakineh Sojoodi[5]

Fahimeh Ahmadzadeh Deljavan[6]

Abstract

Background and Objective: Population size and composition are the most important factors affecting the quality of the environment. Empirical studies of the impact of demographic factors on pollution emissions have very different results. Identifying the impact of these variables on the quality of environment, can play a significant role in formulation and adoption of policies and environmental regulations.

Method: Using econometric analysis, STRIPAT model and carbon dioxide emissions data among the D8 group from 1995 to 2010, the impact of demographic variables such as population size, age of population, urbanization and concentration of population and also the impact of Gross Domestic Product (GDP) on carbon dioxide emissions have been examined in this study.

Results: The results indicate that the population size and concentration of population, have no significant effect on greenhouse gas emissions. On the other hand, the population aged between 15 to 64 years, urbanization, and per capita real income, respectively indicating the greatest impact on carbon dioxide emissions among D8member states.

Conclusion:High rate of emissions related to the population raging from 15 to 64 years old in our society is important, because age distribution of the population in this age range has become more concenterated. Since this age range has a high proportion of production, economic growth and energy consumption, it has a high impact on CO₂ emissions. Therefore, the environmental damage by users should be reduced to the lowest level through some measurments such as cultural environmental training and energy efficiency increase.   

Keywords: Environment, Carbon Dioxide, Population Size, Population Composition, STIRPAT Model.

مقدمه

در طول 200 سال گذشته، جمعیت جهان، درآمد جهانی (تولید ناخالص داخلی[7]) و انتشار کربن به ترتیب 6، 70 و 20 برابر شده است (1).

 نگاهی اجمالی به فرآیند توسعه در اغلب کشورهای توسعه یافته نشان می­دهد که تا چند دهه اخیر، بخش صنعت بیشترین  سهم را در انتشار کربن داشته است. با این حال، اطلاعات آماری اخیر نشان می­دهد که از سال 1990 مصرف انرژی توسط بخش خانگی در برخی از کشورهای توسعه یافته منجر به انتشار کربن بیشتری نسبت به بخش­های صنعتی شده است (2).

 این امر باعث توجه مطالعات متعدد به اثرات رشد جمعیت و مصرف انرژی بخش خانگی بر انتشار کربن شده است (3-5).

شناسایی رابطه بین جمعیت و محیط زیست در درجه اول به دلیل گستردگی اثرات جمعیت بر محیط زیست از اهمیت بالایی برخوردار است. این اثرات معمولاً به صورت غیرمستقیم و از طریق متغیرهای متعدد هم­چون مصرف، تولید، فن­آوری و تجارت، است. از طرفی به دلیل تغییر مداوم ویژگی­های جمعیتی از جمله اندازه جمعیت، ساختار سنی جمعیت و توزیع جمعیت، مطالعه اثرات این متغیرها بر محیط­زیست در برنامه­ریزی­های سیاستی می­تواند دارای اهمیت بالایی باشد. 

با وجود این­که رشد جمعیت در کنار تغییر در الگوی مصرف و شیوه­های تولید و افزایش حجم فعالیت­های اقتصادی از جمله عوامل اصلی افزایش انتشار گاز­های گلخانه­ای شناخته شده و سهم بالایی از افزایش میانگین دمای زمین را به خود اختصاص داده­ است، در مطالعات داخلی، بیشتر تأثیر عواملی مانند مصرف انرژی در حوزه مطالعات محیط زیست وارد شده و توجه کمی به تأثیر متغیر­های جمعیتی شده است. بنابراین، این مطالعه در نظر دارد به بررسی تأثیر عواملی مانند مقیاس جمعیت و ساختار جمعیت بر انتشار گاز دی اکسید کربن و در نتیجه کیفیت محیط زیست بپردازد. سازماندهی این مطالعه بدین ترتیب است که بخش دوم و سوم، به اختصار مبانی نظری و پیشیینه­ تحقیق را معرفی می­کند، بخش چهارم، روش­شناسی تحقیق را ارایه می­دهد، بخش پنجم، نتایج تجربی را عرضه می­کند و بخش ششم، به نتیجه­گیری و پیشنهادات خواهد پرداخت.

مبانی نظری

محیط زیست از جمله عوامل موثر در سیر تکامل و روند توسعه جوامع به شمار می­رود. از این رو ارتباط متقابل محیط زیست با عوامل مختلف مورد توجه بوده و در ادبیات اقتصادی نیز وارد شده است. عملاً منشأ اقتصاد زیست محیطی سال ۱۹۶۰ می­باشد، یعنی در زمان شروع اولین موج مدرن تفکر» سبز« و برداشت­های سیاسی در کشورهای پیشرفته که به محیط زیست گرایی (او ریوردان، ۱۹۸۳) معروف است. بدون تردید شالوده اقتصاد زیست محیطی در طول دهه ۱۹۶۰ استوار گردیده و مطالعات گسترده­ای را در بررسی عوامل مؤثر بر کیفیت محیط­زیست به انجام رسانده است (6). از جمله این مطالعات می­توان به فرضیه زیست­محیطی کوزنتس (EKC[8]) مبنی بر وجود رابطه میان رشد اقتصادی و تخریب محیط زیست اشاره نمود. مطالعات نشان داد رابطه­ای به صورت U معکوس میان این دو متغیر برقرار است. مطالعات بعدی در ارتباط با اقتصاد محیط­زیست نشان می­دهد که علاوه بر رشد اقتصادی، اندازه، ترکیب سنی و تراکم جمعیت نیز می­توانند از مهم­ترین متغیرهای تأثیرگذار بر کیفیت محیط­زیست باشند. در این قسمت به سازوکار­های اثرگذاری چهار متغیر اندازه جمعیت، ساختار سنی، شهرنشینی و تراکم جمعیت بر انتشار گازهای گلخانه­ای پرداخته می­شود.

الف- اندازه جمعیت و محیط زیست: برای اولین بار اوتیس دانکن[9] (1959) چگونگی تأثیر متغیر اندازه جمعیت (P) را در کنار متغیرهایی چون سازمان (O) و تکنولوژی (T) بر محیط زیست (E) مورد بررسی قرار داد. این الگو POET نامیده شد و به عنوان بهترین سیستم کلان زیست محیطی شناخته و در دهه­های اخیر به طور گسترده به کار رفت. فرمول POET به عنوان اولین مدل در فرموله کردن احتمال یک متغیر محیطی به عنوان یک متغیر پاسخ مطرح شده است. این الگو محیط زیست را قادر می­سازد تا به عنوان یک متغیر وابسته نسبت به ویژگی­های دموگرافیکی و پیامد­های اقتصادی مورد ارزیابی قرار گیرد. بعدها تاثیر اندازه جمعیت بر محیط زیست در مدل IPAT مورد تأکید بیشتری قرار گرفت. این مدل به بررسی روابط متغیر­های اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی پرداخته و در سال 1970 توسط ارلیک و هولدرن[10] ارایه شد. در این مدل اندازه جمعیت (P) در کنار وفور یا ثروت (A) و فن­آوری (T) عوامل اصلی موثر بر زیست محیط انسانی (I) می­باشند. در این مدل، جمعیت بر مبنای کل تعداد افراد در یک منطقه تعیین شده و این عامل به عنوان نیروی محرکه تأثیرات منفی زیست محیطی مطرح می­شود. از طرفی تولید ناخالص داخلی (GDP) به عنوان شاخص رفاه و وفور نیز تأثیر منفی بر محیط زیست دارد (7). کومونر[11] (1972) بیان می­کند که تکنولوژی (T)، مهم­ترین عامل در اثرات منفی زیست محیطی است اما می­تواند به عنوان یک ابزار مفید برای محیط زیست نیز مورد استفاده قرار گیرد. این نظریه دیدگاه خوشبینانه­ای را از فن­آوری در معادله IPAT مطرح کرد. در این نگرش فن­آوری به عنوان عاملی جبرانی برای کاهش اثرات منفی زیست محیطی (از لحاظ نظری) افزایش در جمعیت و یا در وفور نعمت مطرح می­شود. توانایی IPAT در این است که عوامل اصلی تغییرات زیست محیطی را مشخص کرده و نیز رابطه بین عوامل و اثرات متغیر­ها را شناسایی می­کند. علاوه بر این IPAT نشان می­دهد که عوامل اصلی اثرات زیست محیطی وابسته به هم بوده و تنها یک عامل نمی­تواند به تنهایی تعیین کننده اثرات زیست محیطی باشد (8). این معادله توسط شولز[12] (2006) توسعه داده شده و در سراسر جهان به منظور بررسی انتشار گاز­های گلخانه­ای CO₂ استفاده شده است. معادله IPAT معمولا با کاربرد P، A و T به صورت زیر نوشته می­شود (9):

انتشار گاز­های گلخانه­ای= (جمعیت)*(GDP سرانه)*(CO₂ منتشر شده از هر واحد GDP)

بیردسال[13](1992) دو سازوکار برای تأثیر  رشد جمعیت کشور­های در حال توسعه بر انتشار گاز­های گلخانه­ای معرفی نموده است. سازوکار اول مربوط به تأثیر رشد جمعیت بر مصرف سوخت­های فسیلی است که ناشی از افزایش تقاضای انرژی برای تولید برق، صنعت و حمل و نقل می­باشد. سازوکار دوم اثر افزایش جمعیت بر انتشار گاز­های گلخانه­ای از طریق جنگل زدایی است (10).

هولدرن[14](1991) بیان می­نماید که با افزایش جمعیت و در نتیجه رشد تقاضای انرژی، مواد معدنی و سوخت­ها با کیفیت پایین­تر نیز مورد مصرف قرار خواهد گرفت که این امر موجب تشدید انتشار آلودگی خواهد شد. هم­چنین افزایش جمعیت و پراکندگی آن، تقاضایی را برای خدمات انرژی بر ایجاد می­کند که در جامعه­ای با جمعیت کم چنین تقاضایی به وجود نخواهد آمد (11).

ب- ساختار سنی جمعیت و محیط زیست: با این فرض که یک فرد رفتار مشابهی را در تولید و مصرف از خود نشان می­دهد، در میان تمام مدل­های اقلیمی تقریبا اندازه جمعیت به عنوان تنها متغیر دموگرافیکی مورد توجه قرار گرفته است. اما این فرض ممکن است نادرست و گمراه کننده باشد. از این رو توجه بیشتر به متغیر ساختار جمعیت در بررسی اثر جمعیت بر انتشار کربن لازم است. به عبارت دیگر، علاوه بر تأثیر اندازه جمعیت بر محیط زیست، ترکیب جمعیت نیز می­تواند در حفظ یا تخریب محیط­زیست تأثیرگذار باشد. جیانگ و هاردی (2009)، معتقدند که الگوی مصرف و تولید بین گروه­های سنی مختلف از مردم متفاوت است.

سن بالاتر و طول عمر بیشتر قادر است از چند کانال بر انتشار گاز­های گلخانه­ای اثر گذار باشد. کانال اصلی عبارت از وابستگی سرانه فعالیت­های اقتصادی به ساختار سنی است، به طوری که می­توان بیان کرد هر چه تعداد کمتری از جمعیت در سن فعالیت باشند، درآمد سرانه کاهش یافته و همین امر می­تواند انتشار گاز­های گلخانه­ای را تحت تأثیر قرار دهد (12).

کانال دیگر، تأثیری است که ساختار سنی جمعیت می­تواند از طریق تغییر در الگوی مصرف و تولید داشته باشد. در بخش تولید تغییرات ترکیب سنی جمعیت منجر به تغییر در الگوی تقاضا شده و از این طریق ترکیب تولید را به نفع تولیدات صنعتی و یا برعکس تغییر داده و در نهایت انتشار آلودگی را تحت تأثیر قرار می­دهد. در بخش مصرف چند دلیل بر وجود ارتباط بین ترکیب سنی و تولید دی اکسید کربن وجود دارد. به طور استقرایی می­توان استدلال کرد که کودکان تأثیر زیادی در انتشار گاز­های گلخانه­ای ندارند و یک کودک مقدار نسبتاً کمی را به استفاده از انرژی­های خانگی (گرمایش، خنک کننده، روشنایی و پخت و پز) می­افزاید. در مقابل، افراد بالای 65 سال که نسبت به افراد با سنین پایین­تر به احتمال زیاد، بیشتر به تنهایی زندگی می­کنند، فضای بیشتری را به ازای هر نفر اشغال کرده، از این رو استفاده غیر موثرتری را از انرژی خواهند داشت و در نهایت موجب انتشار بیشتر گاز­های گلخانه­ای خواهند شد (13).

ج- شهرنشینی و محیط زیست: شهر نشینی به عنوان یکی از خصوصیات جمعیت­شناختی و موثر در کیفیت محیط زیست توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. زیرا این مسأله بر مقیاس مصارف خانگی و ساختار مصرف افراد اثر می­گذارد. شهر نشینی به سه طریق روی انتشار کربن تاثیر گذار است:

اول: تغییر الگوی مصرف و در نتیجه تغییر ترکیب تولید که باعث افزایش مصرف انرژی در بخش تولید و خانگی می­شود.

دوم: الزامات مورد نیاز برای خانه­های مسکونی و زیر ساخت­ها که همراه با رشد شهرنشینی گسترده­تر می­شود. افزایش تقاضا برای مصالح ساختمانی(به خصوص محصولات سیمان) که از منابع مهم انتشار کربن به حساب می­آیند، به تخریب بیشتر محیط­زیست منجر می­شود.

سوم: تبدیل چراگاه­ها و جنگل­ها به مناطق مسکونی است که همین امر موجب ازدیاد انتشار گاز­های گلخانه­ای خواهد شد(14).

د- تراکم جمعیت و محیط زیست: در حوزه جمعیت و محیط زیست، جمعیت شناسان و دیگر دانشمندان علوم اجتماعی به دنبال درک روابط میان متغیر­های جمعیتی (از جمله اندازه جمعیت، رشد، تراکم، ترکیب سنی، جنس، شهر نشینی و...) و تغییرات زیست محیطی بوده­اند. هر یک از این نظریات منجر به نتیجه­گیری و سیاست­گذاری کاملاً متفاوتی شده و توصیه­های مختلفی را اعلام می­نماید. می­توان بیان کرد بحث برانگیز­ترین نظریه در ادبیات جمعیت و محیط زیست مربوط به فرضیه معروف مالتوس[15] (1798) می­باشد. او معتقد بود جمعیت به حالت تصاعد هندسی و منابع غذایی به حالت تصاعد حسابی رشد می­کنند. این عامل منجر به تراکم بیشتر جمعیت نسبت به منابع شده و باعث استفاده فزاینده از طبیعت و در نتیجه تخریب محیط زیست خواهد شد. واکنش­ها به این نظریه بعد از گذشت 200 سال از نخستین انتشار آن هنوز هم به حالت جدی وجود دارد. طرفداران مالتوس (نئو مالتوسینیسم[16]) معتقدند که جمعیت انسان­ها به دلیل تمایل در افزایش نمایی در اثر باروری بدون کنترل، منابع زمین را با فاجعه زیست محیطی مواجه خواهد کرد. این نظریه الگویی مسلط در زمینه جمعیت و محیط زیست بوده است. اما بسیاری از دانشمندان علوم اجتماعی، این نظریه را بر خلاف اصول بیولوژیکی-زیست محیطی دانسته و آن را رد می­کنند و معتقدند انسان­ها با استفاده از پیشرفت­های تکنولوژیکی و فن­آوری کارآمدتر قادر هستند به طور بهینه از ظرفیت­های موجود استفاده کرده و در نتیجه مانع از تخریب فزاینده محیط زیست شود. در این میان می­توان به فرضیه باسروپین[17] که توسط استر باسروپ[18] بنا شده است، اشاره کرد. این فرضیه بیان می­کند که تولید محصولات کشاورزی با رشد جمعیت و در نتیجه تراکم بیشتر، از طریق شدت بخشیدن به تولید، افزایش می­یابد که این فرآیند از طریق ورود نیروی کار و سرمایه بیشتر صورت  می­گیرد. در این نظریه بر خلاف مالتوس فن­آوری به عنوان عاملی درون زا در شرایط جمعیت و منابع طبیعی لحاظ شده و معتقد است که با تراکم جمعیت و بروز ایده­ها و تکنولوژی­های جدید می­تواند اثرات مخرب را از بین برده و تأثیر مثبتی بر محیط زیست داشته باشد (15).

نظریه کورنوکوپین[19] که مورد حمایت بعضی از اقتصاددانان نئوکلاسیک می­باشد، به طور کاملاً آشکاری در تقابل با نئو مالتوسینیسم، قرار گرفته است، زیرا آن­ها فرض می­کنند که نبوغ انسان (از طریق افزایش عرضه افراد خلاق در جامعه) و جایگزینی در بازار (به عنوان منابع خاص کمیاب) از بحران کمبود منابع در آینده جلوگیری خواهد کرد. در این خط تفکر، شکست بازار و فناوری­های نامناسب نسبت به اندازه و تراکم جمعیت عامل اصلی در تخریب محیط زیست تلقی خواهد شد و منابع طبیعی می­تواند با ابزار ساخته شده توسط انسان جایگزین شود (همان).

پیشینه تحقیق

این بخش به مرور اجمالی مطالعات تجربی انجام گرفته در خصوص تأثیر عوامل جمعیت شناختی بر محیط زیست اختصاص دارد. از میان مطالعات فراوان می­توان به موارد زیر اشاره نمود:

کناپ و موکرجی[20](1996) رابطه علی بین رشد جمعیت جهان و انتشار گاز­های گلخانه­ای را با استفاده از آزمون علیت گرنجر[21] در بین سال­های 1880 تا 1989 مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد هیچ رابطه تعادلی بلند مدت بین این دو متغیر وجود نداشته اما رابطه کوتاه مدت بین CO₂ و رشد جمعیت برقرار است (16).

شی[22] (2003)، به بررسی مدل IPAT[23] بر اساس داده­های سالیانه 93 کشور مختلف در دوره 1975-1996 پرداخته و نشان داده است که تأثیر تغییرات جمعیت در انتشار CO₂ به طور قابل ملاحظه­ای در کشور­های در حال توسعه بزرگتر از کشور­های توسعه یافته است. هم­چنین در این مطالعه مشخص شد که کشش انتشار گاز­های گلخانه­ای نسبت به تغییر جمعیت جهان 42/1  می­باشد (17).

دالتون و همکاران[24] (2008)، به منظور برآورد و مقایسه اثرات سن جمعیت و تغییرات تکنولوژی بر مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه­ای، ساختار سنی جمعت را در یک مدل رشد اقتصادی– انرژی با مجموعه­ای متعدد از خانوار­های ناهمگن وارد کردند. نتایج این مطالعه نشان می­دهد که بالا رفتن سن جمعیت می­تواند در بلند مدت تا 40 درصد انتشارگاز­های گلخانه­ای را کاهش دهد (18).

سترتویت[25] (2009)، سطح انتشارCO₂  را در کشور­های مختلف برای دوره 1980-1950 و 2005-1980 مورد بررسی قرار داده است. نتایج این مطالعه نشان می­دهد که رابطه ضعیفی بین رشد سریع جمعیت و افزایش انتشار CO₂ وجود دارد و حتی کشور­هایی با انتشار سرانه بسیار پایین از CO₂ دارای مقدار رشد بالایی در جمعیت بوده­اند (19).

پومان وانگ و  همکاران[26] (2010)، در نمونه­ای شامل 99 کشور اثرات شهر نشینی را بر مصرف انرژی و انتشار گاز­های گلخانه­ای مورد بررسی قرار دادند. در این مطالعه نویسندگان مرحل مختلف توسعه را با استفاده از مدل STIRPAT و داده­های متوازن تابلویی در دوره  1975-2005 بررسی کردند. نتایج نشان می­دهد که تأثیر شهر نشینی بر انتشار کربن در همه گروه­های درآمدی مثبت است. اما این اثر در گروه با درآمد متوسط بارزتر از سایر گروه­هاست (20).

کین و زیس[27](2012)، با استفاده از مدل(STIRPAT) به بررسی اثرات اندازه جمعیت، ساختار جمعیت و سطح مصرف بر انتشار گازهای گلخانه­ای از سال­های 1978 تا 2007 پرداختند. نتایج حاکی از آن است که تغییرات در سطح مصرف و ساختار جمعیت از جمله عوامل تاثیر گذار بر سطح انتشار گاز­های گلخانه­ای بوده و اندازه جمعیت تأثیری در گسترش انتشار آلاینده­ها نداشته است (21).

در میان مطالعات داخلی متغیر شهرنشینی مورد توجه محققان بوده است. بهبودی و همکاران (1388)، با استفاده از مدل VAR به بررسی رابطه مصرف انرژی، رشد اقتصادی، جمعیت شهرنشین، آزاد