摘要：運(yùn)用碳足跡的相關(guān)含義以及研究方法估算了2001 — 2011年甘肅省能源利用的碳足跡、碳足跡產(chǎn)值、碳足跡強(qiáng)度與碳足跡生態(tài)壓力，并利用回歸分析法，探討經(jīng)濟(jì)增長與碳足跡之間的定量關(guān)系。結(jié)果表明，甘肅省碳足跡逐年上升，從2001年的0.565 hm2/人上升到2011年的1.238 hm2/人；煤炭類利用的碳足跡所占比例最大，石油次之，天然氣最小；碳足跡產(chǎn)值從2001年的0.776萬元/hm2增加到2011年的1.582萬元/hm2，呈上升趨勢，碳足跡強(qiáng)度從2001年的1.288 hm2/萬元下降到2011年的0.632 hm2/萬元，呈下降趨勢，碳足跡生態(tài)壓力從2001年的0.75上升到2011年的1.65。碳足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展不表現(xiàn)為環(huán)境庫茲涅曲線的倒U形關(guān)系，而是S形曲線關(guān)系。

關(guān)鍵詞：碳足跡；能源利用；回歸分析；甘肅省

中圖分類號：X196；F127 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）02-0349-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.02.020

研究表明，未來100年全球變暖的趨勢還會進(jìn)一步加劇[1]，而且會對自然系統(tǒng)和社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生更為顯著的負(fù)面影響。有效地減少碳排放成為國際政治、經(jīng)濟(jì)及學(xué)術(shù)研究關(guān)注的熱點(diǎn)之一[1，2]。碳足跡（Carbon footprint）是在生態(tài)足跡的概念基礎(chǔ)上提出的，但在大部分研究中被用來表征碳排放量，而有別于生態(tài)足跡的概念[3]。碳足跡是目前世界普遍認(rèn)可的用于應(yīng)對氣候變化、解決定量評價碳排放的研究方法，國外對碳足跡的研究起步較早，研究角度、研究對象也多種多樣[4]。其所研究的方向可歸納為以下4個類型[5]：①國家/城市碳足跡：整個國家的總體物質(zhì)與能源的耗用所產(chǎn)生的碳排放量，并著眼于“間接”與“直接”、“進(jìn)口”與“出口”所造成的排放量。②企業(yè)碳足跡：生產(chǎn)與非生產(chǎn)活動的碳排放量。③個人碳足跡：每個人日常生活中的衣、食、住、行所導(dǎo)致的碳排放量。④產(chǎn)品碳足跡：計算產(chǎn)品在全生命周期中的碳排放量。

碳足跡是評價溫室氣體排放重要而有效的指標(biāo)之一，計算碳足跡的方法在碳足跡的定義中并沒有體現(xiàn)。目前，碳足跡研究中基于生命周期評價原理的方法主要有兩類[6]：“自下而上”模型，以過程分析為基礎(chǔ)；“自上而下”模型，以投入產(chǎn)出分析為基礎(chǔ)。本研究通過對甘肅省2001 — 2011年的能源利用情況進(jìn)行研究，以期為甘肅省能源利用的可持續(xù)發(fā)展提供理論和數(shù)據(jù)支撐。

3 能源利用碳足跡分析

3.1 能源利用碳足跡計算結(jié)果分析

根據(jù)能源利用碳足跡計算方法，對2001 — 2011年甘肅省能源利用的碳足跡進(jìn)行了計算，結(jié)果見表3。

從總能源利用方面來看，碳足跡由2001年的0.565 hm2/人上升到2011年的1.238 hm2/人，甘肅省2001 — 2011年的碳足跡總體呈現(xiàn)上升趨勢，2009年之后其上升速度更是進(jìn)一步提高。在能源類型方面，2001 — 2011年各類能源利用的碳足跡中以煤炭類利用的碳足跡所占比例最大，石油制品次之，天然氣最小。煤炭類利用的碳足跡一直處于上升的趨勢，由2001年的0.345 hm2/人上升到2011年的0.860 hm2/人；石油制品利用的碳足跡相對平穩(wěn)，變化幅度較小，一直處于0.218～0.358 hm2/人之間；隨著甘肅省天然氣使用的推廣，天然氣利用的碳足跡增長迅速，由2001年的0.002 hm2/人上升到2011年的0.020 hm2/人，十年間增長達(dá)10倍。

由此可見，煤炭類在一次性能源的使用中比重仍然過高，而天然氣等清潔優(yōu)質(zhì)能源的比重較低。雖然近年來甘肅省一直加緊轉(zhuǎn)變并優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展可再生能源、開發(fā)新能源，但由于甘肅省的地理條件及社會經(jīng)濟(jì)等因素，預(yù)計在較長的一段時間內(nèi)，煤炭利用的碳足跡仍將是主要部分。

3.2 能源利用碳足跡產(chǎn)值與強(qiáng)度分析

根據(jù)文獻(xiàn)[8]和[10]，利用表1中人均GDP數(shù)據(jù)，計算分析2001-2011年甘肅省能源利用的狀況得出近10年的碳足跡產(chǎn)值與強(qiáng)度，見圖3。

2001 — 2011年甘肅省能源利用的碳足跡產(chǎn)值逐年增加，從2001年的0.776萬元/hm2增加到2011年的1.582萬元/hm2，總共增加了0.806萬元/hm2，這說明近10年來甘肅省經(jīng)濟(jì)發(fā)展良好，能源利用效率不斷提高，單位土地面積產(chǎn)值與單位能源利用的碳足跡所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價值不斷增加。

對2001 — 2011年甘肅省能源利用強(qiáng)度進(jìn)行計算分析得出，甘肅省近10年的能源利用碳足跡強(qiáng)度走勢良好，2001年碳足跡強(qiáng)度為1.288 hm2/萬元，強(qiáng)度最大，最小為2011年的0.632 hm2/萬元，降低了0.596 hm2/萬元，這進(jìn)一步證實(shí)了甘肅省能源利用效率在逐年提高，并且還存在提升空間。

近些年來，甘肅正不斷進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，但作為一個西部的能源大省，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)仍然是“二一三”型，工業(yè)始終是甘肅省的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。而其經(jīng)濟(jì)的發(fā)展主要也還是依靠工業(yè)的發(fā)展，即依賴能源的消耗發(fā)展經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)其GDP的增長。

甘肅經(jīng)濟(jì)發(fā)展的提高存在很多因素的影響。首先，甘肅保持了高儲蓄率和高資本形成率。在1952 — 1978年、1979 — 1998年、1999 — 2007年，其分別以年均6.38%、6.70%、16.90%的速度增長，呈加速趨勢?？焖俚馁Y本形成主要是高儲蓄 — 高投資的結(jié)果，高資本形成率為甘肅經(jīng)濟(jì)增長提供了前提條件。其次，由于近些年甘肅省投資的著力點(diǎn)與國家支持的投資方向吻合，加上外資的不斷投入，生態(tài)環(huán)境、社會民生、基礎(chǔ)設(shè)施等方面的投資建設(shè)有力地促進(jìn)了甘肅省經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。

此外，甘肅在科技研發(fā)和創(chuàng)新上增加了投入，推動了社會科技的發(fā)展。2000年研究與發(fā)展經(jīng)費(fèi)支出占生產(chǎn)總值比重僅為0.71%，到2008年為1.02%。與此同時，在甘肅這個以工業(yè)為主的省份，其產(chǎn)業(yè)部分對專業(yè)技術(shù)工人的需求逐年上升。2000年大專及以上的人口占總?cè)丝跀?shù)比例僅為2.665%，到了2010年就增長到了7.520%，增長了約2倍。甘肅居民的受教育程度逐年增高，加快了科技的應(yīng)用，提高了能源的利用效率。不管在第一產(chǎn)業(yè)還是第二產(chǎn)業(yè)，能源利用率的提高又反過來促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會健康持續(xù)的發(fā)展。

3.3 能源利用的碳足跡壓力分析

根據(jù)文獻(xiàn)[8]和表1人均林地面積，分析計算得出甘肅省2001 — 2011年能源利用的碳足跡生態(tài)壓力，見圖4。

由圖4可知，甘肅省能源利用的碳足跡生態(tài)壓力呈波動上升趨勢，從2001年的0.75上升到2011年的1.65，特別是2003 — 2007年碳足跡生態(tài)壓力上升速度顯著，而在2009年后碳足跡生態(tài)壓力更是飛速增長。這主要是甘肅省的林地（包括牧草地）面積雖然處于增長趨勢，但其增長速度極慢，而經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的壓力下，能源消耗一直增加，其消耗速度遠(yuǎn)超林地面積的增長速度。說明能源利用的碳足跡面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人均綠地面積?？梢?，隨著甘肅經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對能源需求量不斷增加，能源利用對自然環(huán)境造成的壓力越來越大。

造成甘肅省林地面積增長速度緩慢的原因主要有甘肅所在的地理位置、地質(zhì)地貌、氣候條件及其在林業(yè)方面的資金投入等。甘肅省位于北緯32°11′-42°57′、東經(jīng)92°13′-108°46′之間，大部分位于中國地勢二級階梯上。境內(nèi)地形復(fù)雜，山脈縱橫交錯，海拔相差懸殊，高山、盆地、平川、沙漠和戈壁等兼而有之，是山地型高原地貌。從東南到西北包括了北亞熱帶濕潤區(qū)到高寒區(qū)、干旱區(qū)的各種氣候類型。而政府為了縮小其與東部省份的經(jīng)濟(jì)差距，在林地建設(shè)上所投入的人力與資金只是很小的一部分，無法達(dá)到顯著的效果。這些因素都在一定程度上限制了甘肅省內(nèi)林地面積的增長速度。

3.4 能源利用碳足跡與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系分析

Grossman等學(xué)者依據(jù)實(shí)證分析得出了環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC），指出經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量之間也可能存在倒U形曲線關(guān)系，即在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期階段經(jīng)濟(jì)增長、人均收入的提高將會導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量的下降，然而一旦經(jīng)濟(jì)發(fā)展超越了某一臨界值點(diǎn)，人均收入的進(jìn)一步提高反而會有助于降低環(huán)境污染、改善環(huán)境質(zhì)量[13-15]。本研究運(yùn)用SPSS 18.0進(jìn)行擬合回歸分析，得出5種回歸曲線中碳足跡（CFP）與人均GDP之間的回歸關(guān)系情況，如圖5所示。

回歸曲線的模型概要和參數(shù)估計SPSS輸出表，如表4所示。

具體的回歸方程為：Y=-0.259 8+0.000 2X-1.847 7×10-8 X2 + 4.782 5×10-13 X3。R2=0.993，F(xiàn)=339.530，sig.=0.000。

從表4中可以看出，甘肅省碳足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的回歸模型中擬合優(yōu)度R2（決定系數(shù)）均大于或等于0.880，表明擬合程度較高，其中三次曲線回歸方程的擬合優(yōu)度最高，達(dá)到了0.993，說明擬合程度良好，三次曲線回歸方程能解釋因變量99.3%的變化，且方差檢驗(yàn)量F=339.530，sig.=0，表明回歸方程有意義，可以接受，且回歸方程整體顯著性檢驗(yàn)很好，碳足跡與人均GDP的立方關(guān)系非常顯著。因此，甘肅省的能源利用碳足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的基本關(guān)系是三次曲線關(guān)系，其碳足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間存在S形曲線關(guān)系。

甘肅省的碳足跡與人均GDP之間的基本關(guān)系呈正相關(guān)性，即10年來隨著甘肅省經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人均GDP進(jìn)一步上升，其碳足跡也是逐漸增加，同時其所表現(xiàn)的S形曲線關(guān)系表明：在未來的一段時間內(nèi)，甘肅省內(nèi)的碳足跡還會繼續(xù)快速上升。

4 結(jié)語

通過對甘肅省能源利用的碳排放足跡研究分析，可以得出以下結(jié)論：①甘肅省2001 — 2011年能源利用的碳足跡逐年上升，碳足跡產(chǎn)值和碳足跡生態(tài)壓力也呈上升趨勢，說明甘肅省能源利用效率在逐年提高，但對自然系統(tǒng)所造成的壓力逐年增大；②能源類型方面，煤炭類為主要排放源，占總排放量的一半以上，石油次之，天然氣最小，但隨著天然氣使用的推廣，其增長速度較快；③碳足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間存在S形曲線關(guān)系，甘肅省的能源利用碳足跡會隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、能源的消耗而呈現(xiàn)快速增長的趨勢。

結(jié)合甘肅省實(shí)際的能源利用問題，提出如下對策：①優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展太陽能、風(fēng)能等可再生能源；加強(qiáng)新能源和替代能源的研發(fā)應(yīng)用；促進(jìn)公眾煤炭清潔高效利用。②產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的低碳化調(diào)整。發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)，鼓勵和引導(dǎo)第三產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，優(yōu)化升級工業(yè)結(jié)構(gòu)，建設(shè)新型工業(yè)化體系。③加強(qiáng)土地管理，在保持現(xiàn)有林地面積的基礎(chǔ)上，增大資金的投入，加大植樹造林力度。④節(jié)約能源，提高能源利用率。發(fā)展高新技術(shù)，提供各種高效節(jié)能設(shè)備、材料和工具。⑤宣傳教育。通過廣播、電視和報紙等媒介，幫助公眾了解當(dāng)?shù)丨h(huán)境質(zhì)量和資源狀況，提高節(jié)能意識，促進(jìn)公眾參與地方環(huán)境保護(hù)的決策過程。

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