(華北水利水電大學(xué) 測繪與地理信息學(xué)院,河南 鄭州 450046)

城市是人類能源活動(dòng)和碳排放集中分布的區(qū)域,城市直接和間接產(chǎn)生的碳排放占全球碳排放的絕對主體[1]。國際能源署的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2007年我國的碳排放總量已超過美國,成為全球第一大排放國,且呈持續(xù)增長的趨勢[2]。面對日益增長的碳排放和國際減排壓力,我國承諾爭取到2020年碳排放強(qiáng)度比2005年下降40%—45%[3],城市是實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的主要執(zhí)行單元之一,所以減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)不僅依賴于國家層面宏觀的碳減排政策,更依賴于市域?qū)用婢唧w實(shí)施節(jié)能減排行動(dòng)[4]。近年,國內(nèi)外學(xué)者從不同空間尺度圍繞區(qū)域碳排放的空間差異及影響因素開展了大量研究。就國家層面而言,宋德勇[5]、朱勤等[6]對我國城市碳排放的影響因素進(jìn)行了分析,并對碳排放的周期波動(dòng)特征進(jìn)行了實(shí)證研究，量化了各種影響因素的貢獻(xiàn)率;林伯強(qiáng)[7]等用修正后Kaya恒等式研究了我國當(dāng)前城市化階段碳排放的影響因素。國外學(xué)者一般是從人口規(guī)模[8]、城市化水平[9]、能源消費(fèi)[10]等因素分析與碳排放之間的關(guān)系。區(qū)域尺度上,部分學(xué)者采用LMDI因素分解模型、SVAR模型、STIRPAT模型、Kaya恒等式、協(xié)整分析、格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)、計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型等方法對北京[11]、廣東[12]、江蘇[13]、新疆[14]等省市碳排放的區(qū)域特征及其影響因素進(jìn)行了研究。城市尺度上,Wang等[15]以北京為例，對CO2的影響因素進(jìn)行了實(shí)證分析,發(fā)現(xiàn)城市化水平、經(jīng)濟(jì)增長和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是碳排放增加的主要因素;方創(chuàng)琳等[16]從城市形態(tài)的角度入手,以我國30個(gè)省會(huì)城市為例,量化了城市形態(tài)對碳排放的影響。目前,碳排放空間格局研究也是區(qū)域碳排放研究的熱點(diǎn)之一,但大多只是從國家層面和省級尺度進(jìn)行了研究。

以上研究主要集中在國家層面[17]和省級[18,19]尺度,而對我國城市碳排放的空間差異及影響機(jī)制研究還需進(jìn)一步加強(qiáng)。本文在對我國285個(gè)城市碳排放進(jìn)行核算的基礎(chǔ)上,通過構(gòu)建計(jì)量模型定量解析城市碳排放的影響機(jī)制,開展了城市碳排放不同類型區(qū)的的劃分,并提出了不同類型區(qū)城市低碳發(fā)展的策略,有助于為城市層面的碳減排和不同類型城市低碳道路的選擇提供實(shí)踐指導(dǎo)。

1 理論框架、數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 理論框架

城市碳排放是一個(gè)受多種要素相互作用形成的復(fù)雜系統(tǒng)。一方面,城市碳排放和碳流通涉及到城市生產(chǎn)、消費(fèi)和流通的各個(gè)環(huán)節(jié);另一方面,城市碳排放受城市規(guī)模、人口、城市化水平、能源和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和階段等因素的影響,如人口因素將直接或間接影響碳排放。隨著人口規(guī)模的擴(kuò)大,人類對自然資源需求隨之增加,將直接導(dǎo)致能源消耗增加,促進(jìn)居民消費(fèi)碳排放增長。此外,人口密度的提升會(huì)直接或間接導(dǎo)致交通擁堵,從而產(chǎn)生巨量交通碳排放。城市化是通過間接作用方式引起經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、居民消費(fèi)、交通、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的變化,從而促進(jìn)碳排放增長。城市經(jīng)濟(jì)增長主要帶動(dòng)消費(fèi)和能耗增加。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高,居民可支配收入增加,居民在衣食住行等方面的需求不斷增加,因此需要更多的能源投入。此外,城市經(jīng)濟(jì)水平的提高離不開投資和出口,這兩者都需要消耗大量的能源。城市碳排放主要來源于能源消耗,其中又以第二產(chǎn)業(yè)的能耗最大,它在生產(chǎn)、消費(fèi)、流通過程中表現(xiàn)出了高能耗、高排放、高污染特征。伴隨著第三產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,例如能耗較高的交通運(yùn)輸業(yè)也在一定程度上影響著城市碳排放(圖1)。

圖1 城市碳排放的構(gòu)成及其影響機(jī)制分析

1.2 數(shù)據(jù)來源

從市域單元尺度構(gòu)建2013年我國能源消費(fèi)碳排放及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的截面數(shù)據(jù)庫。其中,地級單元共285個(gè)(地級以上城市數(shù)量參考2014年的《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》),包括4個(gè)直轄市(北京、上海、天津、重慶)和281個(gè)地級市(三沙、銅仁、畢節(jié)、拉薩、普洱、香港與澳門特區(qū)、臺(tái)灣地區(qū)的數(shù)據(jù)不全或統(tǒng)計(jì)口徑不一致,因此未包含在本研究中,下同)。本文收集整理了2013年各城市年度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),包括GDP(萬元)、人口(年末城市和非農(nóng)總?cè)丝?，萬人)、行政區(qū)域土地面積(km2)、工業(yè)生產(chǎn)總值(萬元)、三次產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、化石能源(煤炭、石油、天然氣)消耗量(萬t)。本研究數(shù)據(jù)主要來自2014年的《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》等。需要說明的是:由于部分省份缺乏城市層面的能源消費(fèi)數(shù)據(jù),本文采用省級尺度的能源消費(fèi)數(shù)據(jù),結(jié)合各城市的GDP、人口等指標(biāo)對城市的能源消費(fèi)量進(jìn)行了分解和推算。同時(shí),由于城市數(shù)量較多,數(shù)據(jù)收集較為困難,且2013年的各類數(shù)據(jù)相對完整,因此本文采用2013年的截面數(shù)據(jù)對城市尺度碳排放進(jìn)行研究,重點(diǎn)探討了城市碳排放空間格局及其影響機(jī)制。

1.3 研究方法

城市碳排放核算方法:借鑒IPCC的計(jì)算方法,確定各種能源消費(fèi)碳排放的計(jì)算公式為[20]:

CEenergy-i=Qenergy-i×Henergy-i×(Cenergy-i+Menergy-i)

2.5 敲低 lncRNA-8439 能降低 nanog 表達(dá)水平和腫瘤細(xì)胞懸浮球數(shù)量 使用 siRNA-2 在 Huh7和 Hep3B 細(xì)胞中敲低 lncRNA-8439 的表達(dá)后，分別收集細(xì)胞利用實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 和蛋白質(zhì)印跡法檢測 nanog 的表達(dá)量，結(jié)果顯示干擾組中的 nanog 表達(dá)量在 RNA（圖5A）和蛋白水平（Huh7 細(xì)胞：40.57±1.19 vs 435.81±6.75，Hep3B：18.50±0.75 vs 470.13±2.18；圖5B）均降低，與對照組相比差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P 均＜0.01）。同時(shí)，干擾組的腫瘤細(xì)胞懸浮球數(shù)量明顯少于對照組（圖5C）。

(1)

式中,CEenergy-i為第i種能源的碳排放量;Qenergy-i為第i種能源的消費(fèi)量;Henergy-i為第i種能源的凈發(fā)熱值;Cenergy-i為第i種能源的碳排放系數(shù);Menergy-i為第i種能源的CH4排放系數(shù)。Cenergy-i=Ai×Bi,Ai為缺省碳含量,Bi為缺省二氧化碳因子。

城市碳排放聚類分析方法:進(jìn)行碳排放區(qū)域及影響因素差異分析,首先需要辨識(shí)不同城市間的相似性及差異,然后分析影響碳排放區(qū)域差異的諸多因素,在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行綜合評價(jià)。聚類分析是統(tǒng)計(jì)學(xué)上定量分析樣本之間的親疏關(guān)系,并按這種親疏關(guān)系程度對樣本進(jìn)行聚類的方法,目的是使聚類內(nèi)部差異最小,類間差異最大。通過K-均值聚類(K-Means)方法,解析我國285個(gè)城市碳排放區(qū)域及影響因素差異。在聚類分析過程中采用歐式距離(Euclidean Distance)測度城市碳排放及影響因素樣本距離,歐式距離計(jì)算公式為[21]:

式中,x、y分別為城市樣本。K-均值聚類分析中,首先需要選取k個(gè)凝聚點(diǎn),本研究選取了4個(gè)凝聚點(diǎn),即k=4,然后根據(jù)“最近距離”原則將所有的樣本分到事先確定的4個(gè)類別中。本研究借助SPSS統(tǒng)計(jì)軟件確定4個(gè)類別的初始聚類中心,并以此來計(jì)算每個(gè)城市樣本到4個(gè)聚類中心的歐式距離,然后得到4個(gè)城市類別,計(jì)算出各類別中每個(gè)變量的均值,用此均值點(diǎn)作為新聚類中心。根據(jù)新的中心位置，重新計(jì)算每個(gè)樣本到新中心的距離,最后得到新的分類,再重復(fù)以上步驟,直到滿足終止聚類的條件。

2 結(jié)果分析

2.1 碳排放核算及其區(qū)域差異分析

從城市碳排放的空間分布看,我國城市碳排放量總體上呈“東部高、西部低，北部高、南部低”的空間格局。從東向西依次看,碳排放量在空間上呈現(xiàn)出“高—低—高—低”的特征(圖2)。城市碳排放具有聚集特征,東北工業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)、京津冀經(jīng)濟(jì)區(qū)、成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)和長三角經(jīng)濟(jì)區(qū)是高碳排放量集聚地。這些區(qū)域內(nèi)重點(diǎn)城市的經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、人口體量很大,直接影響區(qū)域碳排放。因此,基于區(qū)域內(nèi)重點(diǎn)城市采取有針對的碳減排政策,必將帶動(dòng)區(qū)域產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。從碳排放強(qiáng)度分布圖看,我國市域碳排放強(qiáng)度的空間差異較明顯,大體呈“西高東低”的特征。碳排放強(qiáng)度也存在明顯的聚集特征,西部以甘肅、貴州為中心,是高碳排放強(qiáng)度聚集地,中部以山西為中心表現(xiàn)出高碳排放強(qiáng)度特征,而東部和部分中部地區(qū)城市碳排放強(qiáng)度相對比較低。碳排放量與碳排放強(qiáng)度分布在空間上差異明顯,且存在不匹配現(xiàn)象,所以未來東部城市應(yīng)重點(diǎn)考慮降低碳排放總量,而中西部城市應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)降低單位GDP的CO2排放。

圖2 中國城市碳排放量及其強(qiáng)度的空間分布特征

2.2 中國城市碳排放的影響機(jī)制分析

指標(biāo)選取和模型建立:根據(jù)已有的城市碳排放研究[22],經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、人口增長、城市化水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等與碳排放有著密切的關(guān)系。因此,本研究選取人均GDP、人口密度、人口數(shù)量、GDP、第二產(chǎn)業(yè)比重、第三產(chǎn)業(yè)比重和城市化水平等7個(gè)指標(biāo)作為自變量,碳排放量為因變量,以分析城市碳排放的影響機(jī)制。其中,人口數(shù)量和人口密度代表人口因素,人均GDP和GDP代表經(jīng)濟(jì)水平因素,第二、三產(chǎn)業(yè)所占比重代表產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素,城市化水平代表城市當(dāng)前發(fā)展的程度(表1)。

表1 主要變量定義

結(jié)合選取的指標(biāo),設(shè)定以下計(jì)量回歸模型:

lnY=b0+b1lnx1+b2lnx2+b3lnx3+b4lnx4+b5lnx5+b6lnx6+b7lnx7+ε

(3)

我國城市碳排放影響因素的回歸分析:本研究采用2013年我國285個(gè)城市橫截面數(shù)據(jù)，不考慮變量間相關(guān)性,直接將自變量與因變量進(jìn)行簡單多元線性回歸分析,得到以下回歸結(jié)果:

lnY=-0.282-0.417lnx1-0.18lnx2-0.125lnx3+1.099lnx4+0.721lnx5+0.362lnx6+0.064lnx7

(4)

回歸方程中,R2=0.862,調(diào)整R2=0.858,回歸方程擬合較好,但部分回歸系數(shù)并不顯著,說明變量間可能存在相關(guān)性,因此簡單的線性回歸分析不能有效地解釋碳排放量和各影響因素間的關(guān)系。計(jì)算變量間的偏相關(guān)系數(shù),得到系數(shù)矩陣(表2)。從表2可見,變量間確實(shí)存在著相關(guān)性。如人均GDP水平與GDP之間的相關(guān)性為0.636,人均GDP水平與城市化水平之間的相關(guān)性達(dá)到0.705等,自變量之間存在的相關(guān)性會(huì)造成參數(shù)估計(jì)的不穩(wěn)定,會(huì)對模型的擬合和結(jié)果帶來嚴(yán)重的影響,所以必須先消除變量間相關(guān)性,最后采用主成分回歸分析來消除變量間相關(guān)性。

表2 變量間相關(guān)系數(shù)矩陣

主成分分析是在多個(gè)原始變量中通過實(shí)際的內(nèi)部相關(guān)性來獲取新變量,此方法可找到幾個(gè)綜合因子來代表原來的變量,這樣做既能減少分析指標(biāo)個(gè)數(shù),又能反映原始指標(biāo)絕大多數(shù)的信息(表3)[23]。首先對所有變量取自然對數(shù),然后計(jì)算各變量間相關(guān)矩陣,得到矩陣的特征值,最后通過特征值分別計(jì)算出對應(yīng)的主成分表達(dá)式(F)。

表3 主成分統(tǒng)計(jì)信息

由表3可知,特征值大于1且累積貢獻(xiàn)率大于85%的有三個(gè)特征根,故提取出第一、二、三主成分,根據(jù)因子得分矩陣,構(gòu)建主成分與各變量之間的線性關(guān)系,三個(gè)主成分表達(dá)式分別為:

F1=0.43lnx1+0.39lnx2+0.30lnx3+0.58lnx4+0.05lnx5+0.30lnx6+0.37lnx7

(5)

F2=0.44lnx1-0.20lnx2-0.46lnx3-0.03lnx4+0.52lnx5-0.38lnx6+0.38lnx7

(6)

F3=-0.18lnx1+0.37lnx2+0.39lnx3+0.12lnx4+0.53lnx5-0.51lnx6-0.34lnx7

(7)

由于各主成分間互不相關(guān),可用提取的主成分代替自變量進(jìn)行回歸分析。這里將主成分得分作為自變量,與碳排放量進(jìn)行多元線性回歸分析,得到以下回歸方程:

(8)

由于F2的回歸系數(shù)沒有通過顯著性水平檢驗(yàn),所以將該表達(dá)式從模型中移除,將F1、F3的表達(dá)式代入式(6),最終模型為:

(9)

從回歸分析結(jié)果可見,人均GDP每增加1%,城市碳排放量增加0.16%,說明我國城市的人均GDP與碳排放量呈正相關(guān)關(guān)系。GDP每增長1%,碳排放量將增加0.26%。我國目前正處于工業(yè)化中期階段,該階段的重要特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度明顯加快,工業(yè)能源消耗大,并產(chǎn)生巨量碳排放?？傮w上,經(jīng)濟(jì)因素對碳排放增長有正向的作用,未來應(yīng)通過能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,提高能源效率,降低單位GDP的碳排放強(qiáng)度,以實(shí)現(xiàn)碳減排與經(jīng)濟(jì)增長共贏。

人口密度每增加1%,碳排放量增加0.2%;人口數(shù)量每增加1%,碳排放量增加0.17%,說明人口因素對碳排放增長起正向作用。人口增加意味著對交通、能源、部分公共設(shè)施的需求不斷增加,在某種程度上加大了對化石能源的需求,增加碳排放。城市化水平每提高1%,城市碳排放量會(huì)增加0.19%。城市化過程中,一方面城市人口在不斷增長,另一方面城市是人口的集聚地,能源和資源需求不斷加大,會(huì)直接或間接增加碳排放量。

第二產(chǎn)業(yè)比重每增加1%,城市碳排放量會(huì)增加0.07%,說明第二產(chǎn)業(yè)比重與碳排放量之間呈正相關(guān)關(guān)系。改革開放后,我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中居于主導(dǎo)地位,工業(yè)的快速發(fā)展加大了對能源的需求,而大量使用煤、石油、天然氣必然導(dǎo)致碳排放量增加。城市發(fā)展過程會(huì)引起產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷演變。在城市發(fā)展早期階段,第一產(chǎn)業(yè)占很大比重,隨著城市的高速發(fā)展,第二產(chǎn)業(yè)比重不斷提高,加大了對能源的需求,所以碳排放總量增多難以避免。

第三產(chǎn)業(yè)比重每增加1%,城市碳排放量會(huì)增加0.08%,說明第三產(chǎn)業(yè)比重與碳排放量呈正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)前，我國第三產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段,且尚未定型,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化難度低于工業(yè)[24]。第三產(chǎn)業(yè)雖然屬于低排放產(chǎn)業(yè),但內(nèi)部存在著像交通運(yùn)輸業(yè)等碳排放較高的行業(yè)。隨著城市的不斷發(fā)展,第三產(chǎn)業(yè)比重在不斷提高,帶來的交通碳排放逐漸成為不可忽視的問題。未來我國第三產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步優(yōu)化,減少第三產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)的碳排放。

表4 市域碳排放影響因素聚類評價(jià)指標(biāo)

2.3 基于聚類分析的我國城市碳排放類型區(qū)劃分

合理選擇評價(jià)指標(biāo)是分析城市碳排放影響因素差異的前提。本文探討了人均GDP水平、城市化水平、人口密度、人口、GDP、第二次產(chǎn)業(yè)比重、第三次產(chǎn)業(yè)等因素對碳排放的影響?？紤]到變量間的相關(guān)性(表2)和研究的尺度問題,剔除相關(guān)性較強(qiáng)的城市化水平、人口密度、人口、GDP、第三次產(chǎn)業(yè)比重指標(biāo)?？紤]到碳排放強(qiáng)度指標(biāo)的重要性,采用人均碳排放、人均GDP、第二產(chǎn)業(yè)比重和碳排放強(qiáng)度4個(gè)指標(biāo)對我國地級城市的碳排放進(jìn)行聚類分析(表4)。在聚類分析之前,首先對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理(均值為0,方差為1),目的是統(tǒng)一量綱。然后,通過SPSS軟件的K-均值聚類(選取初始K值為4)功能將285個(gè)城市分為4類(圖3)。

圖3 中國城市碳排放影響因素的類型區(qū)分布

第一類區(qū)域城市的特點(diǎn)是人均GDP高與人均碳排放量均較高,但碳排放強(qiáng)度和第二產(chǎn)業(yè)所占比重較低,代表城市有北京、哈爾濱、西安、黃山、張家口、開封、?？诘?。這類城市的內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在不斷優(yōu)化,開始形成以低碳環(huán)保的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)和旅游業(yè)為經(jīng)濟(jì)支柱。該區(qū)域碳排放水平主要受居民生活方式和低碳理念的影響,所以應(yīng)繼續(xù)發(fā)展與低碳相關(guān)的服務(wù)業(yè)和旅游業(yè),宣傳低碳生活方式,使低碳理念深入人心。

第二類區(qū)域城市的特點(diǎn)是第二產(chǎn)業(yè)比重與碳排放量均較高,但有著較低的碳排放強(qiáng)度,代表城市有天津、呼和浩特、沈陽、上海、南京、廣州、深圳等。雖然這類城市的資源稟賦缺乏,但內(nèi)部高耗能產(chǎn)業(yè)占地區(qū)工業(yè)產(chǎn)值的比重低,人均碳排放也低,內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程度較高，隨著經(jīng)濟(jì)水平不斷提高,碳排放總量可能會(huì)繼續(xù)增加,但碳排放強(qiáng)度會(huì)維持在較低水平。由于資源稟賦缺乏,區(qū)域具有大力發(fā)展風(fēng)能、核能、太陽能等可再生能源的潛力，因此在低碳轉(zhuǎn)型過程中應(yīng)注重能源供給結(jié)構(gòu)調(diào)整,建設(shè)現(xiàn)代新型能源體系。此外,應(yīng)繼續(xù)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,增強(qiáng)關(guān)鍵低碳技術(shù)的自主創(chuàng)新能力。

第三類區(qū)域城市的特點(diǎn)是人均碳排放高、人均GDP較低,城市碳排放量與碳排放強(qiáng)度相匹配,即同時(shí)有著較高的碳排放量和碳排放強(qiáng)度。這與白宏濤[25]、王少劍[26]等的研究結(jié)果一致,代表城市是太原、大同、晉城、晉中、運(yùn)城、臨汾、貴陽、六盤水、遵義、安順、蘭州等。由于特殊的自然資源稟賦,在發(fā)展資源能源密集型產(chǎn)業(yè)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢,因此這些城市內(nèi)部高耗能工業(yè)占比非常高。目前這些城市的工業(yè)經(jīng)濟(jì)正處于快速發(fā)展中,所以第二產(chǎn)業(yè)的比重會(huì)持續(xù)提高,碳排放量也會(huì)不斷增多。由于煤炭使用比例高、低碳技術(shù)相對落后,導(dǎo)致這些城市碳排放強(qiáng)度高。所以，未來應(yīng)該圍繞產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)降低碳排放強(qiáng)度的努力程度。

第四類區(qū)域城市的特點(diǎn)是第二產(chǎn)業(yè)比重高和碳排放強(qiáng)度較高,代表城市是成都、重慶、石家莊、邯鄲、保定、長春、合肥、馬鞍山、安慶、濰坊、鄭州等。這些城市的資源稟賦差異較大,但基本都處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段,典型的特征就是嚴(yán)重依賴碳能源的相關(guān)產(chǎn)業(yè),所以這類城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對較低而碳排放強(qiáng)度較高。未來這些城市在發(fā)展碳能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)時(shí),應(yīng)提高能源利用效率,重心向清潔能源和節(jié)能環(huán)保等產(chǎn)業(yè)發(fā)展,構(gòu)建具有區(qū)域特色的低碳產(chǎn)業(yè)體系,探索適合本地區(qū)的低碳發(fā)展路徑。

2.4 討論

城市碳排放及其強(qiáng)度的空間差異:本研究基于我國285個(gè)城市2013年的一次能源消費(fèi)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)截面數(shù)據(jù)對我國市級層面碳排放量及碳排放強(qiáng)度進(jìn)行測算,得到的結(jié)果與其他研究相似。鄭長德、劉帥[27]的研究表明,碳排放量與經(jīng)濟(jì)增長有一定的關(guān)系,東部發(fā)達(dá)地區(qū)碳排放量明顯高于西部地區(qū);劉永偉[28]對我國省級單元碳排放進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果表明各省碳排放量的區(qū)域差異呈現(xiàn)“高—低—高—低”的變化趨勢;顏艷梅等[29]根據(jù)IPCC的計(jì)算方法對我國各省市碳排放強(qiáng)度進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果表明我國各省市碳排放強(qiáng)度整體上呈現(xiàn)“南低北高、東低西高”的格局,本文與其他研究結(jié)果基本一致。

城市碳排放的影響因素:本文的碳排放影響因素研究結(jié)果與其他研究基本一致。不同學(xué)者從國家、省、城市層面對碳排放因素進(jìn)行了研究,大部分研究結(jié)果表明人均GDP水平、城市化水平、人口密度、人口規(guī)模、GDP和第二、三次產(chǎn)業(yè)比重等因素對碳排放有顯著影響。Shafik[30]、Hatzigeorgiou[31]、宋德勇和盧忠寶[5]、馮相昭和鄒驥[32]等研究表明，經(jīng)濟(jì)水平因素與碳排放之間存在正相關(guān)關(guān)系;Zha[33]、Puliafito[34]研究結(jié)果表明，人口因素和城市化水平對碳排放的增加有明顯的作用;Wang[35]、王少劍[36]、盧愿清和史軍[24]研究表明,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中第二、三產(chǎn)業(yè)比重提升對碳排放具有明顯的促進(jìn)作用。但本文的研究結(jié)果與其他研究也有不同之處：關(guān)海玲[37]、周葵[38]的研究表明,城市化水平每增長1%,碳排放量將相應(yīng)增加1.6%—1.8%，而本文的結(jié)果是城市化水平每增長1%,城市碳排放量會(huì)增加0.19%。出現(xiàn)差異的原因有兩點(diǎn)：一是城市化水平的測度指標(biāo)不同,關(guān)海玲、周葵的研究采用城市人口占總?cè)丝诒戎貋砗饬?二是他們的研究是以國家為研究尺度,沒有將城市化水平細(xì)分到省市級層面上。

研究尺度的差異:以往研究尺度大多選擇的是國家層面[6-8]和省級層面[19,20],由于碳排放的影響因素和空間格局在不同尺度有所差異,因此本文從城市層面對碳排放的影響因素與空間差異進(jìn)行了探討,并同國家和省級層面的研究進(jìn)行了對比。

不足之處:動(dòng)態(tài)面板數(shù)據(jù)相比于靜態(tài)數(shù)據(jù)可靠性更強(qiáng),動(dòng)態(tài)面板涵蓋了時(shí)間序列和橫截面數(shù)據(jù),可以反映多地區(qū)的時(shí)空變化趨勢。由于城市層面不同類型數(shù)據(jù)收集和匹配較困難,本文未開展市域?qū)用嫣寂欧趴臻g格局與影響因素的時(shí)間尺度變化分析;囿于指標(biāo)量化的可能性和數(shù)據(jù)的可得性,本文僅考慮了人口因素、城市化水平因素、經(jīng)濟(jì)水平因素和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素,未來研究應(yīng)將更多指標(biāo)融入系統(tǒng)之中。今后應(yīng)進(jìn)一步開展我國不同城市長時(shí)間序列能源消費(fèi)和碳排放活動(dòng)數(shù)據(jù)的調(diào)查和收集,以建立更完整的城市碳排放數(shù)據(jù)庫,為準(zhǔn)確評估城市碳排放的時(shí)空變化特征提供科學(xué)依據(jù)。

3 結(jié)論與政策建議

主要結(jié)論為:①碳排放量與碳排放強(qiáng)度分布在空間上有明顯差異,且存在不匹配現(xiàn)象。碳排放量總體上呈現(xiàn)“東高西低”的態(tài)勢,而碳排放強(qiáng)度大體呈“西高東低”的特征。②人口、經(jīng)濟(jì)水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素是城市碳排放的關(guān)鍵影響要素。隨著城市化進(jìn)程、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長和第二、三產(chǎn)業(yè)比重的提升,推動(dòng)了城市碳排放量的大幅增長。③依據(jù)碳排放及其強(qiáng)度差異,我國城市可以分為四種類型,各類城市碳排放的主導(dǎo)影響因素具有明顯差異。

主要策略:①構(gòu)建清潔低碳能源體系。相對于碳排放量和碳排放強(qiáng)度較高的城市，應(yīng)強(qiáng)化能源消費(fèi)總量和強(qiáng)度雙控,大力調(diào)整能源結(jié)構(gòu),堅(jiān)持“節(jié)約優(yōu)先”的能源戰(zhàn)略,著力提高綠色清潔能源消費(fèi)比重,并結(jié)合不同城市碳排放及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制的差異,實(shí)施以低碳為導(dǎo)向的差別化考核與管理機(jī)制。②推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級,打造低碳產(chǎn)業(yè)體系。針對碳排放量較高的第二產(chǎn)業(yè)應(yīng)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,積極控制工業(yè)領(lǐng)域排放,并增加城市生態(tài)系統(tǒng)碳匯。③推動(dòng)城市向低碳方向發(fā)展。優(yōu)化城市主體功能區(qū)和空間布局,加強(qiáng)城市低碳化建設(shè)和管理,加快推進(jìn)低碳交通運(yùn)輸體系的建設(shè)。④針對不同類型城市,應(yīng)在充分考慮能源和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口和城市規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的基礎(chǔ)上,采取側(cè)重點(diǎn)不同的低碳發(fā)展策略。⑤建立不同區(qū)域城市橫向碳補(bǔ)償機(jī)制。由于不同城市的碳排放及其強(qiáng)度具有較大的空間差異,為實(shí)現(xiàn)城市均衡發(fā)展,建議實(shí)施城市之間的橫向碳補(bǔ)償,并作為全國統(tǒng)一的碳交易市場的補(bǔ)充。⑥加快建立以綠色生產(chǎn)和消費(fèi)為導(dǎo)向的低碳循環(huán)發(fā)展的城市經(jīng)濟(jì)體系,大力倡導(dǎo)綠色、低碳、健康文明的生活方式和消費(fèi)模式,通過宣傳和引導(dǎo),增強(qiáng)市民的參與,更好地推動(dòng)城市向低碳方向轉(zhuǎn)型。