城市收缩表现为持续的人口减少，这种现象已从成熟的工业发达国家扩展到全球超过三分之一的城市（翟等，2022年）。这一全球趋势挑战了以增长为导向的规划，要求制定新的管理城市社会生态系统的方法（哈塞等，2014年）。与不断扩张的城市不同，收缩的城市表现出独特的代谢动态，这深刻改变了区域碳排放（克雷恩霍夫等，2018年；宋等，2024年；杨等，2022年）。因此，在全球城市收缩的时代，理解收缩与脱碳之间的相互作用对于实现国家气候目标至关重要。
收缩城市内的排放动态是一个关键的研究领域（吉尔伯特，2009年）。从根本上说，收缩的生态外部性源于城市发展能力的变化与人均资源禀赋的变化之间的相互作用（江和孙，2024年）。随着劳动力集中度的下降，不仅会侵蚀城市生产力，还会产生基础设施和工业用地的结构性过剩（孙等，2023年；维赫曼和帕拉格斯，2012年）。这种转变不仅仅是数量上的减少；它从根本上重新配置了城市形态，导致多个子系统的代谢效率系统性下降（宋等，2021年；孙等，2024年；王和朱，2021年；吴和李，2019年）。这种低效率的主要原因是建成环境的运营弹性不足，因为能源消耗无法与人口损失成比例减少（何等，2024b；贾等，2025年）。这一现象在中国的高住房空置率（17.4%）中得到了体现，空置资产无论是否有人居住都会产生固定的碳成本（郑等，2025年）。因此，城市形态的刚性意味着即使总需求下降，人均能源支出也往往会增加，严重损害了城市的能量效率（安东尼克和杜基奇，2020年；霍斯珀斯，2014年）。
关键的是，收缩与排放之间的关系是非线性的，受人口减少速度的复杂阈值效应影响（爱德华和马修，2010年；何等，2024a；黄等，2023年）。虽然适度的收缩（定义为每年0.5%至1%的损失）可能有助于提高配置效率，但快速收缩（超过1%）会突破集聚的临界阈值，从而由于基础设施利用率低和服务效率低下而引发代谢反弹（童等，2022年；肖等，2019年）。在依赖资源的城市中，这种不稳定尤为严重，因为财政困境和沉没成本锁定了向低碳能源系统过渡所需的资本投资（郭等，2025年；郭等，2024年）。
尽管有这些理论见解，实证证据仍然存在矛盾。例如，虽然中国某些工业地区的数据显示人口减少与总排放量下降之间存在相关性，但日本的研究却揭示了人均排放强度的意外上升（王等，2023年；肖等，2019年）。这种困惑源于两个方法论限制。首先，现有研究通常分别考察碳排放总量和强度，掩盖了总排放量名义上的减少可能掩盖的结构性效率下降（冷等，2024年）。其次，依赖线性模型的方法忽略了城市收缩所固有的非线性临界点（曹等，2025年；张等，2025b）。这种方法论差距与日益要求同时管理排放总量和效率的政策要求不符。欧盟的气候战略（杜邦等，2023年）和中国国务院2024年7月实施的双重控制体系都体现了这一范式转变，强调绝对限制和效率标准。为了支持这些双重目标政策，迫切需要一个综合的分析框架来解决收缩城市中代谢路径之间的冲突。
为了弥合这些方法论差距，本研究基于城市代谢和集聚经济的理论框架，以中国城市的实际情况作为战略性的实证实验室，系统地剖析人口减少对碳排放的双重影响。研究目标包括三个主要方面：城市收缩如何不同地影响总排放量和排放强度；这些影响是否表现出依赖于收缩程度的非线性或阈值效应；以及哪些传输机制或边界条件（如产业结构）调节了这些关系。
通过解决这些问题，本研究在三个维度上为文献做出了贡献。理论上，它通过纳入非线性阈值效应，挑战了传统环境规划的线性决定论，认为集聚经济的削弱产生了抵消规模减少好处的代谢效率低下。方法论上，它通过整合排放总量和强度的双重视角框架，超越了碎片化的分析范式，使学术研究与新兴的双重控制气候治理标准保持一致。实证上，利用288个城市的面板数据，本研究稳健地量化了排放总量和效率之间的差异，并确定了具体的调节机制，为收缩城市系统的适应性治理提供依据。
本文的其余部分结构如下：第2节建立理论框架和研究假设，第3节详细说明方法论和数据来源，第4节进行实证分析，第5节讨论研究结果，第6节总结结论和政策建议。图1展示了详细的技术路线图。
