摘 要：選取全國二氧化碳排放量為研究對象，從人口和經(jīng)濟兩個方面，對影響二氧化碳排放的因素進行簡要分析。先用SAS軟件擬合方程，通過進行異方差性、序列相關(guān)性、多重共線性等檢驗證明方程的可行性。再用正交試驗設(shè)計軟件確定最優(yōu)組合方案。

關(guān)鍵詞：二氧化碳排放;SAS方程擬合;正交試驗設(shè)計;計量經(jīng)濟學(xué)檢驗

中圖分類號：F124.5 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2014）31-0277-03

引言

溫室氣體排放是全球所面臨的重大環(huán)境問題，越來越受到全世界的關(guān)注，發(fā)展低碳經(jīng)濟、降低碳排放是遏制全球氣候變暖的重大戰(zhàn)略舉措。

改革開放以來，中國經(jīng)濟高速發(fā)展，同時也帶來了二氧化碳排放的快速增長。根據(jù)國際能源署（IEA，2009）統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2007年中國二氧化碳的排放量已經(jīng)超過美國，成為世界上最大的二氧化碳排放國。為此，中國政府向全世界承諾，2020年單位GDP二氧化碳排放量要在2005年的基礎(chǔ)上降低40%～45%。這使得中國竭力優(yōu)化碳排放結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)未來碳排放的目標。

本文以二氧化碳排放為研究對象，從人口和經(jīng)濟兩個方面選取指標進行分析。人口方面選取了人口數(shù)量、人均GDP兩個因素;經(jīng)濟方面選取了煤炭比重、城市化程度、工業(yè)增加值比重三個因素。對所選數(shù)據(jù)，先用SAS軟件進行方程擬合，并進行計量經(jīng)濟學(xué)檢驗。再用正交設(shè)計助手進行直觀分析與方差分析，以確定因素對指標的影響程度，最終確定最優(yōu)組合。

一、SAS方程擬合

（一）模型建立

1.建立模型

本文采用對數(shù)模型：

lnY=lnX1+lnX2+lnX3+lnX4+lnX5

其中，Y代表二氧化碳排放量，X1代表煤炭比重，X2代表人口數(shù)量，X3代表城市化程度，X4代表人均GDP，X5代表工業(yè)增加值比重。

2.二氧化碳排放量的測算

根據(jù)《中國能源統(tǒng)計年鑒》，能源消費種類分為煤炭、汽油、柴油、天然氣、煤油、燃料油、原油、電力和焦炭等九類。能源的消費必然會產(chǎn)生二氧化碳的排放，所以可以根據(jù)歷年能源消費量來測算二氧化碳的排放量。公式如下：

Yt=∑（Eti*ηi）

其中，Yt為第t年的二氧化碳排放量，Eti為第t年第i種能源消費量，ηi為第i種能源的碳排放系數(shù)。

查詢資料可知，各種能源的碳排放系數(shù)分別為：煤炭為0.7476t碳/t標準煤、汽油為0.5532t碳/t標準煤、柴油為0.5913t碳/t標準煤、天然氣為0.4779t碳/t標準煤、煤油為0.3416t碳/t標準煤、燃料油為0.6176t碳/t標準煤、原油為0.5854t碳/t標準煤、電力為2.2132t碳/t標準煤、焦炭為0.1228t碳/t標準煤。

由于測算碳排放需要轉(zhuǎn)化為標準統(tǒng)計量，2008年《中國能源統(tǒng)計年鑒》給出具體換算方法為：煤炭為0.7143kg標煤/kg、焦炭為0.9714kg標煤/kg、原油為1.4286kg標煤/kg、燃料油為1.4286kg標煤/kg、汽油味1.4714kg標煤/kg、煤油為1.4714kg標煤/kg、柴油為1.4571kg標煤/kg、天然氣為13.300t標煤/萬立方米、電力為1.229t標煤/萬kWh。

3.數(shù)據(jù)搜集

通過參閱2001—2013年的中國統(tǒng)計年鑒，可以搜集到五個解釋變量從2000—2012年的的時間序列數(shù)據(jù)，部分數(shù)據(jù)需要通過一些運算才能得到。

（二）方程擬合與計量經(jīng)濟學(xué)檢驗

1.方程擬合

應(yīng)用SAS軟件進行方程擬合，擬合結(jié)果如下：

lnY=1.93482lnX1+19.60461lnX2-0.85549lnX3+0.17548lnX4-

0.21170lnX5-90.50714

F=200.99，R2=0.9931，R2=0.9881

由擬合結(jié)果可知，模型擬合是成功的，但是解釋變量都沒有通過t檢驗，所以需要進行進一步提取，應(yīng)用逐步回歸法擬合方程可以消除多重共線性。選取R2最大的那個，方程如下：

lnY=2.07965lnX1+14.71320lnX2+0.17365lnX4-73.55598

F=428.43，R2=0.9930，R2=0.9907

由F與R2可知，再次擬合的方程擬合很成功，并且每個指標都通過了t檢驗。同時可知：二氧化碳排放量主要有煤炭比重、人口數(shù)量與人均GDP決定，而與城市化程度、工業(yè)增加值比重關(guān)系不大。

從實際意義上出發(fā)，在煤炭消費中，工業(yè)消費占主要部分，工業(yè)增加也就意味中煤炭比重上升，所以煤炭比重上升中包括工業(yè)增加值比重;同時，人均GDP上升的直接結(jié)果就是國民追求更高層次的生活條件、設(shè)備等等，最直接的就是城市移民，造成城市化程度的上升。

2.異方差性檢驗

本文采用懷特檢驗，SAS運行結(jié)果如下：

lnY=-0.33283lnX1+0.17767lnX2-0.43005lnX4+0.00724（lnX4）2+

0.0779lnX1lnX4

F=0.59，R2=0.2953，R2=-0.2081

可知，因素都沒有通過t檢驗，F(xiàn)值與R2值很小，所以，方程擬合不成立，方程不存在異方差。

3.序列相關(guān)性檢驗

本文應(yīng)用拉格朗日乘數(shù)檢驗，1階滯后殘差項的輔助回歸方程為：

lnY=-0.51026lnX1+10.47830lnX2-0.40298lnX4+0.47223et_1-44.0.388

F=1.74，R2=0.4990，R2=0.2128

由方程的擬合程度來看。F值與R2值很小，同時因素都沒有通過t檢驗，所以方程擬合不成立，方程不存在序列相關(guān)性。

綜上，可知再次擬合的方程成立，并且二氧化碳排放量主要二氧化碳排放量主要有煤炭比重、人口數(shù)量與人均GDP決定。其中，人口數(shù)量影響程度最大，煤炭比重次之，人均GDP最小。

二、正交試驗設(shè)計分析

1.直觀分析

煤炭比重、人口數(shù)量與人均GDP具體數(shù)據(jù)可以由表1可知。選取最近三年的數(shù)據(jù)作為因素的水平，用正交表處理，應(yīng)用正交設(shè)計助手，直觀分析結(jié)果如下：

可知，因素X2的極差最大，因素X1的極差次之，因素X4的極差最小，所以影響程度X2最大，X4最小，這個結(jié)果與SAS運行的結(jié)果分析一致，也佐證了SAS運行的正確性。最優(yōu)組合為：X1的三水平，X2的一水平，X4的一水平。

2.方差分析

正交試驗設(shè)計助手方差分析結(jié)果如下：

可知，三個因素X1、X2與X4的F值都大于臨界值，所以對作為因變量的二氧化碳排放量都有較為明顯的影響。由F比可知，455.514最大，51.783最小，所以，因素X2的影響最大，因素X1次之，因素X4的影響最小，這個結(jié)果與上面直觀分析的結(jié)果、SAS運行結(jié)果都一致，將相關(guān)數(shù)值帶入擬合的方程，可以得到最優(yōu)組合對應(yīng)的實驗結(jié)果為負值，并且通過了指標的預(yù)估計，所以最優(yōu)組合為X13X21X41。

本部分主要是對數(shù)據(jù)的處理過程，分別用SAS軟件和正交設(shè)計助手軟件進行擬合和相關(guān)檢驗，最終確定最優(yōu)方程，繼而確定最優(yōu)組合。

結(jié)論

論文主要分三步：（1）確定因變量和解釋變量，測算因變量的值，搜集解釋變量的數(shù)值，建立模型，為分析做準備。（2）應(yīng)用SAS軟件，先擬合方程，再利用計量經(jīng)濟學(xué)檢驗確定最終方程。（3）應(yīng)用正交設(shè)計助手軟件，進行直觀分析和方差分析，找出解釋變量對因變量的影響程度的大小，最終確定最優(yōu)組合。

從本論文的結(jié)果看，二氧化碳排放量主要二氧化碳排放量主要有煤炭比重、人口數(shù)量與人均GDP決定。并且煤炭比重保持2012年的數(shù)值，人口數(shù)量保持2010年的數(shù)值，人均GDP保持2010年的數(shù)值，可以使二氧化碳排放量保持最低。

參考文獻：

[1] "李子奈.計量經(jīng)濟學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2000：107-144.

[2] "善起.正交表的構(gòu)造方法及其應(yīng)用[M].成都：電子科技大學(xué)出版社，2004：34-40.

[3] "露泉.試驗優(yōu)化設(shè)計與分析[M].北京：高等教育出版社，2003：16-20.

[4] "李國志，李宗植.二氧化碳排放決定因素的實證分析——基于70個國家（地區(qū)）面板數(shù)據(jù)[J].數(shù)理統(tǒng)計與管理，2011，（4）.

[5] "劉學(xué)軍.城市化對二氧化碳排放的影響——來自中國時間序列和省際面板數(shù)據(jù)的經(jīng)驗證據(jù)[J].上海經(jīng)濟研究，2012，（5）.

[6] "杜立民.中國二氧化碳排放的影響因素：基于省際面板數(shù)據(jù)的研究[J].南方經(jīng)濟，2010，（11）.

[7] "馬曉鈺，李強誼，郭瑩瑩.中國人口因素對二氧化碳排放的影響——基于STIRPAT模型的分析[J].人口與經(jīng)濟，2013，（1）.

[責(zé)任編輯 " 陳 鶴]