陳星星，黃曉勇

（1.特華博士后科研工作站，北京 100029；2.中國社會科學(xué)院數(shù)量經(jīng)濟與技術(shù)經(jīng)濟研究所，北京 100732；3.中國社會科學(xué)院研究生院，北京 102488）

一、問題的提出

中國經(jīng)濟發(fā)展的同時帶來了能源消耗水平的不斷攀升，資源匱乏、環(huán)境污染和地區(qū)發(fā)展不均衡特征成為制約中國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。為了破解環(huán)境與資源的約束，中國政府一直在尋求協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟、資源和環(huán)境平衡發(fā)展的方式。通信技術(shù)、交通技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，加上我國“一帶一路”倡議的實施，使得中國區(qū)域空間發(fā)展已從“點-軸”模式演變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)形態(tài)。在探討中國能源消耗和節(jié)能減排問題時，已經(jīng)不能孤立地從某個省份出發(fā)，而應(yīng)該充分考慮能源供給、消耗和使用的區(qū)域聯(lián)系。能源空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)客觀存在，如何識別區(qū)域間能源消耗產(chǎn)出的空間效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)，如何建立復(fù)雜精確的模型測算能源消耗產(chǎn)出的空間網(wǎng)絡(luò)特性，如何分析空間網(wǎng)絡(luò)的整體特征和省域個體特性，明確省域在能源消耗產(chǎn)出空間網(wǎng)絡(luò)中的角色和地位，從而制定符合區(qū)域發(fā)展的能源戰(zhàn)略和區(qū)域協(xié)調(diào)機制，是當(dāng)今空間能源消耗研究中需要解決的問題。

目前，空間網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在分析區(qū)域經(jīng)濟增長的空間關(guān)聯(lián)和區(qū)域發(fā)展問題方面［1-3］。劉華軍等基于2000—2013年中國省際地區(qū)發(fā)展與民生指數(shù)，運用社會網(wǎng)絡(luò)分析方法揭示了中國區(qū)域發(fā)展的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征及其影響因素［4］。馮朝陽研究了環(huán)渤海地區(qū)區(qū)域經(jīng)濟空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，將環(huán)渤海地區(qū)分為“遼寧”和“京津冀魯”兩個子網(wǎng)絡(luò)［5］。也有一些文獻研究了產(chǎn)業(yè)的空間關(guān)聯(lián)特征，如林春艷等測算了中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平，運用社會網(wǎng)絡(luò)分析法研究中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)效應(yīng)［6］。部分文獻研究了碳排放的空間關(guān)聯(lián)性，如孫亞男等利用社會網(wǎng)絡(luò)分析方法（SNA）對中國省際碳排放的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其效應(yīng)進行了實證考察，研究發(fā)現(xiàn)中國省際碳排放的空間關(guān)聯(lián)關(guān)系呈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形態(tài)［7］；楊桂元等基于中國省際碳排放的空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)特征，測度了中國省域網(wǎng)絡(luò)的地位和作用［8］。從已有研究文獻看，大多基于截面數(shù)據(jù)構(gòu)建能源空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，尚未有文獻綜合考慮二氧化碳排放等非期望產(chǎn)出對能源消耗的影響，從而會高估空間網(wǎng)絡(luò)特征對能源消耗產(chǎn)出的影響，其結(jié)果是有偏的。

本文構(gòu)建了能源消耗引力模型，將社會空間網(wǎng)絡(luò)分析引入中國省域能源消耗的研究，探究中國省域能源消耗的空間關(guān)聯(lián)特征和影響因素。通過測度中國省域能源消耗的度數(shù)中心度、接近中心度、中間中心度和特征向量中心度，分析各省份的能源消耗地位；借助空間聚類，討論能源消耗板塊間的屬性特征和傳導(dǎo)機制，為政府制定區(qū)域節(jié)能減排目標(biāo)和協(xié)同發(fā)展機制提供參考。與已有研究相比，本文主要貢獻如下：第一，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)等級、網(wǎng)絡(luò)效率、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)度構(gòu)建動態(tài)面板整體能源消耗網(wǎng)絡(luò)特征，而目前部分文獻僅考慮截面能源消費網(wǎng)絡(luò)特征，在中心性分析和模塊分析時并未整體考慮面板網(wǎng)絡(luò)特征，如劉華軍等［2］；第二，本文首次將非期望產(chǎn)出引入能源消耗的空間網(wǎng)絡(luò)分析模型，能夠在分析省域能源消耗時充分考慮非期望產(chǎn)出的影響，從而提高了模型的合理性和解釋能力；第三，本文分省域研究了中國不同地區(qū)的能源消耗網(wǎng)絡(luò)特征，在構(gòu)建能源消耗引力模型時，在省會城市間的球面距離中加入了單位能源消耗產(chǎn)出系數(shù)，在考慮省域能源消耗的空間距離時不僅考慮了省域的空間地理位置，同時也考慮了省域的能源消耗和經(jīng)濟規(guī)模，因而能充分考慮各省份的資源稟賦和經(jīng)濟發(fā)展水平，從而更合理地反映能源消耗的空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。

二、模型構(gòu)建及數(shù)據(jù)來源

社會網(wǎng)絡(luò)分析方法（Social Network Analysis，簡稱SNA）是一種以關(guān)系數(shù)據(jù)為基本分析單位，運用圖論等知識研究系統(tǒng)空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)系和結(jié)構(gòu)的社會學(xué)研究方法，近年來其應(yīng)用領(lǐng)域已從社會學(xué)逐漸向經(jīng)濟學(xué)和管理學(xué)拓展。

（一）能源消耗引力模型

引力模型（Gravity Model）最早源于萬有引力定律，反映物體間質(zhì)量和距離的關(guān)系。Tinbergen［9］提出了經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域的引力模型，其構(gòu)建的貿(mào)易引力模型為其中，Xij為國家 i對國家 j的出口，Yi和Yj分別為國家i和國家j的國民收入GNP，Dij為兩國家之間的距離，a、b為參數(shù)，K為常數(shù)。根據(jù)李平等［10］以及陳星星［11］的研究，將引力模型引入能源消耗的空間研究，揭示能源消耗產(chǎn)出的空間關(guān)聯(lián)動態(tài)演變特征，構(gòu)建非期望產(chǎn)出下中國省域能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)引力模型：

其中：Yij為省份i與省份j間的能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)系；βij為省份i的能源消耗量在省份i和省份j能源分別表示省份i和省份j的總能耗；capi和capj分別表示省份i和省份j的實際資本存量；labi和labj分別表示省份i和省份j的就業(yè)人口；disij為省份i和省份j省會城市間的球面距離，用ArcGIS軟件計算；λ為單位能源消耗產(chǎn)出系數(shù)GDP。

（二）指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)處理

選取1990—2014年中國省域能源消耗產(chǎn)出數(shù)據(jù)，投入指標(biāo)采用實際資本存量（capital）、就業(yè)人口（labor）、總能耗（energy），期望產(chǎn)出指標(biāo)為實際GDP／總能耗（egdp），非期望產(chǎn)出指標(biāo)為二氧化碳排放量（carbon）。其中，實際資本存量以1990年為基期進行調(diào)整，單位為億元；就業(yè)人口為年末從業(yè)人員數(shù)，單位為萬人；總能耗單位為萬噸標(biāo)準煤；實際GDP／總能耗以1990年為基期進行調(diào)整，單位為億元，實際GDP為各地區(qū)實際生產(chǎn)總值GDP。有關(guān)數(shù)據(jù)來源為1995—2014年《中國統(tǒng)計年鑒》和《中國能源統(tǒng)計年鑒》，部分缺失數(shù)據(jù)由地方統(tǒng)計年鑒補全。由于二氧化碳排放量不能直接獲取，需要借助政府間氣候變化專門委員會IPCC公布的碳排放系數(shù)和碳氧化因子估算，具體公式為

本文在構(gòu)建能源消耗產(chǎn)出空間網(wǎng)絡(luò)模型時首先對投入指標(biāo)進行預(yù)處理，即運用四階段數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法，根據(jù)非期望產(chǎn)出二氧化碳排放量的數(shù)值，獲得投入指標(biāo)的松弛變量，得到調(diào)整后的投入指標(biāo)和非期望產(chǎn)出下的能源消耗產(chǎn)出空間網(wǎng)絡(luò)模型。由于篇幅所限，本文不再列出投入指標(biāo)的具體調(diào)整過程，如有興趣請參考筆者的有關(guān)研究。本文所需有關(guān)變量的描述性統(tǒng)計如表1所示。

表1 變量描述性統(tǒng)計

三、實證分析

根據(jù)構(gòu)建的能源消耗引力模型，參考Borgatti等［12］，本文考察了1990—2014年中國28個省份的能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)特征分布情況，分別從空間網(wǎng)絡(luò)整體特征、網(wǎng)絡(luò)中心性和聚類屬性3個維度展開分析。需要說明的是，由于西藏數(shù)據(jù)大量缺失，海南省的數(shù)據(jù)結(jié)果異常，同時為了數(shù)據(jù)的一致性，將重慶并入四川，故本文最終選取1990—2014年中國28個省份的能源消耗數(shù)據(jù)，采用UCINET軟件中的Netdraw模塊，繪制中國能源消耗空間分布網(wǎng)絡(luò)。

（一）空間網(wǎng)絡(luò)整體特征

1.網(wǎng)絡(luò)密度與關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)

從1990年到2014年中國能源消耗空間分布網(wǎng)絡(luò)可以發(fā)現(xiàn)，中國能源消耗的空間關(guān)聯(lián)性加強，網(wǎng)絡(luò)密度逐年上升，網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)數(shù)從204個上升到213個，網(wǎng)絡(luò)密度由1990年的0.269 8上升到2014年的0.281 7。直觀來看，1990年中國能源消耗空間分布網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)密度較大的幾個省份為浙江、福建、山西、江蘇、廣東，網(wǎng)絡(luò)密度較小的幾個省份為上海、黑龍江、河北、新疆、青海。2014年中國能源消耗空間分布網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)密度較大的幾個省份為北京、廣東、山西、江蘇、河南，網(wǎng)絡(luò)密度較小的幾個省份為黑龍江、吉林、遼寧、廣西（圖1）。在能源消費需求日益變化的25年中，廣東、江蘇和山西保持了較大的能源密度，而北京和上海的能源密度上升，反映了“西氣東輸”“西電東送”“西煤東運”帶來的能源密度空間變化。

圖1 2014年中國能源消耗空間分布網(wǎng)絡(luò)

由于最大可能關(guān)系數(shù)等于關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)除以網(wǎng)絡(luò)密度，對于2014年，中國能源消耗空間分布網(wǎng)絡(luò)的最大可能關(guān)系數(shù)為756（＝213／0.281 7）。因此，盡管考察期內(nèi)中國能源消耗空間分布網(wǎng)絡(luò)密度呈逐年上升趨勢，但是從數(shù)值上看，中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)緊密程度并不高，省際間能源消耗的空間聯(lián)系還存在較大空間，這與劉華軍等［2］的研究是一致的。

與劉華軍等［2］的研究不同，本文在剔除非期望產(chǎn)出對能源消耗的影響后，得到的能源空間關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降的倒U型趨勢（圖2）。總體來看，1990—2005年中國能源空間關(guān)聯(lián)程度逐年上升，主要是由于國家加快實施“北煤南運”等國家級特大能源工程項目，加快了中國能源跨省域流動，促進了能源生產(chǎn)要素流動，調(diào)整了能源結(jié)構(gòu)，增強了能源消耗的空間關(guān)聯(lián)特征。2006年能源空間關(guān)聯(lián)程度有所下降，這主要因為一方面能源工程形成的強大能源調(diào)度促使能源空間關(guān)聯(lián)程度顯著加強，導(dǎo)致能源緊缺的東部地區(qū)能源短缺情況得到緩解，但另一方面也由于長期以來中國環(huán)境保護政策的不完善導(dǎo)致這些區(qū)域出現(xiàn)大量的二氧化碳排放，環(huán)境污染程度加劇，能源消耗的綠色產(chǎn)出效率下降。隨著能源網(wǎng)絡(luò)密度的增大導(dǎo)致能源網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)連線冗余，能源流入地超出了當(dāng)?shù)氐哪茉次{能力，能源流動的交易費用升高，能源網(wǎng)絡(luò)超出了其承載能力，再加上能源的行政干預(yù)導(dǎo)致能源配置效率下降，空間關(guān)聯(lián)程度降低。

2.網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)性

1990—2014年中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)度均為1，說明中國省域能源消耗聯(lián)系非常緊密，存在明顯的空間關(guān)聯(lián)和溢出效應(yīng)?？紤]非期望產(chǎn)出后，能源消耗網(wǎng)絡(luò)等級度亦呈現(xiàn)倒U型趨勢（表2），具體表現(xiàn)為在1990—1998年維持在0.35左右的水平，在1999—2003年有一個小幅下滑并逐漸反彈，而自2004年至今大致保持在0.4的水平。能源消耗網(wǎng)絡(luò)等級度先降后升表明中國能源加強空間聯(lián)系，能源空間壁壘被打破，省際空間能源關(guān)聯(lián)程度加強。但能源空間關(guān)聯(lián)關(guān)系在達到一定程度后，由于貿(mào)易成本和要素流動的限制，空間關(guān)聯(lián)程度逐漸減弱。能源空間網(wǎng)絡(luò)效率從1990年的0.661 0下降到2014年的0.595 4，說明中國空間能源網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性得到提升，空間網(wǎng)絡(luò)連線增加。最近上限的變化趨勢與能源消耗網(wǎng)絡(luò)等級度相反，同樣反映了中國能源空間的關(guān)聯(lián)程度先上升后下降。從綜合網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)性的4項指標(biāo)可以看出，隨著中國能源市場化進程的加快，能源要素市場流動加快，能源行政指令干預(yù)逐漸減弱，在一定程度上降低了能源交易成本，加快了能源消耗的省域間聯(lián)系，促進了能源消耗網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

圖2 1990—2014年中國能源消耗空間關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)和網(wǎng)絡(luò)密度

表2 1990—2014年中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)密度、關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)及關(guān)聯(lián)性指標(biāo)

續(xù)表（表2）

（二）網(wǎng)絡(luò)中心性

對2014年的能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)做中間中心度的可視化分析。處于網(wǎng)絡(luò)中心的省份（如北京、江蘇、山西、廣東），是能源消耗的中心省份，比其他省份的能源消耗更多。研究發(fā)現(xiàn)，1990—2014年中國省域能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)中心度平均值在4種中心度下的排名差異不大，排名前幾位的均為浙江、江蘇、廣東和福建，排名后幾位的均為廣西、黑龍江、遼寧和吉林。此外，從省域能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)中心度的分布來看，東部地區(qū)的中心度高于中部地區(qū)，中部地區(qū)高于西部地區(qū)。

從圖3可以看出，1990—2014年中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度和接近中心度逐年上升，中間中心度逐年下降，特征向量中心度基本不變，保持在25左右的水平。4項指標(biāo)基本均從2000年起高于平均值。

圖3 1990—2014年中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)中心度

1.度數(shù)中心度

1990—2014年中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度的全國平均值為40.918 5，高于平均值的省份一共有10個，分別是浙江、廣東、江蘇、福建、山西、北京、山東、河南、甘肅、江西；低于平均值的省份一共有19個。高于中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度平均值的省份具有較高的空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)性，與其他省份的能源消耗關(guān)聯(lián)度較高，處于能源消耗的空間網(wǎng)絡(luò)中心，擁有絕對權(quán)力。其中，浙江的空間網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度高達74.666 6，說明浙江與其他省份的能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)特征明顯，空間溢出效應(yīng)顯著。中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度較高的省份大多集中在東部地區(qū)，說明東部地區(qū)對能源消耗空間溢出效應(yīng)具有較大的影響力。處于能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度后幾位的省份分別為廣西、黑龍江、遼寧、吉林、云南，這些省份涵蓋了中國東北三省和部分西部地區(qū)省份，經(jīng)濟欠發(fā)達，交通便利程度較差，不利于能源要素的流動，造成能源成本的提升，從而能源消耗的空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)程度和溢出效應(yīng)較差。

進一步分析2014年中國省域能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度的點入度和點出度，從整體來看，整個空間網(wǎng)絡(luò)點入中心度為70.645%，整個空間網(wǎng)絡(luò)點出中心度為28.395%，點出度和點入度的平均值均為8。點出度高于平均值的省份有（按從高到低排列）：新疆、甘肅、寧夏、青海、貴州、福建、廣東、浙江、江西、湖北、四川、云南；點入度高于平均值的省份有（按從高到低排列）：北京、江蘇、山西、河北、廣東、河南、山東、天津、安徽、江西?？梢钥闯?，點入度高于全國平均值的省份其值也遠高于點出度，這些地區(qū)大多數(shù)為經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)，能源消耗水平高，而能源供給量相對不足，能源依存度較高且需要其他省份的能源溢出。

2.接近中心度

1990—2014年中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)接近中心度均值為63.325 9，東部地區(qū)高于中西部地區(qū)，中西部地區(qū)基本相同。分時段來看，省域接近中心度逐年上升，從1990—1994年的61.482 9上升至2010—2014年的64.147 5。分區(qū)域來看，東部地區(qū)2010—2014年能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)接近中心度較高的省份為北京、江蘇、浙江、廣東，中部地區(qū)接近中心度較高的為河南、安徽、江西、湖南，西部地區(qū)接近中心度較高的為新疆、貴州、四川、陜西。接近中心度反映了某省份與其他省份之間的接近程度，省份的接近中心度越高，與其他省份在能源要素流動上越容易，越可能處在能源消耗的空間網(wǎng)絡(luò)中心位置上。處于接近中心度較高的省份大多在該區(qū)域?qū)儆诮?jīng)濟發(fā)達、人口密集、能源消耗較為集中的省份，這些省份是與其他省份在能源消耗中鏈接的關(guān)鍵省份，在網(wǎng)絡(luò)中存在多條路徑，與自身和其他省份在能源消耗水平上較為接近。

2014年中國省域能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)接近中心度均值為65.159 9，高于平均值的省份有（按從高到低排序）：北京、江蘇、山西和河北。較高的接近中心度說明這些省份在能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)中與其他省份更快地建立了聯(lián)系，能源流動性更強。此外，這些省份的接近中心度點出度遠高于點入度，能源獲取效率更高，在能源網(wǎng)絡(luò)中扮演凈受益的角色，是能源消耗的行動者。接近中心度較低的省份有新疆、黑龍江、寧夏、吉林、青海，這些省份表現(xiàn)出在能源消耗和使用中容易受到其他省份的影響。

3.中間中心度

1990—2014年中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)中間中心度均值為2.208 2，東部地區(qū)遠高于中部和西部地區(qū)。分時段來看，1990—2014年中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)中間中心度逐年下降，從1990年的2.431 8下降到2014年的2.136 8。分省域來看，2010—2014年中間中心度均值為2.226 3，東部地區(qū)中間中心度高于地區(qū)平均值的省份為北京、江蘇、廣東、浙江，中部地區(qū)中間中心度高于地區(qū)平均值的省份為山西、江西、河南、安徽，西部地區(qū)中間中心度高于地區(qū)平均值的省份為貴州、新疆、四川、陜西、寧夏。中間中心度測度了某省份對能源資源的控制程度，中間中心度較高的省份處于其他省域能源消耗的捷徑上。

根據(jù)Freeman中心度測算結(jié)果，2014年中國省域能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)非標(biāo)準化中間中心度為2 347.738，整個網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準化中心勢（Network Centralization Index）為0.123 9，網(wǎng)絡(luò)中心化指數(shù)為12.39%，中間中心度反映了整個網(wǎng)絡(luò)向某個點集中的趨勢。2014年中國省域能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)Freeman中間中心度平均值為36.607，高于該平均值的省份有江蘇、湖北、江西、浙江、甘肅、廣東、遼寧、貴州、河南、山西、安徽，這些省份在控制其他省份能源消耗、能源流通和能源要素交流方面的能力較強。其中，江蘇的能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)Freeman中間中心度高達120.455，遠高于其他省份，而青海和新疆兩個省份的中間中心度接近于0，能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)中間中心度分布不均衡現(xiàn)象顯著。此外，高于全國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)Freeman中間中心度平均值的11個省份的中間中心度之和占全國中間中心度總和的82.41%，中間中心度主要集中在能源資源較為豐富的省份。

4.特征向量中心度

1990—2014年中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)特征向量中心度均值為25.427 2。東、中、西部地區(qū)特征向量中心度差異不明顯，東部地區(qū)略高于中部和西部地區(qū)。分時段來看，1990—2014年中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)特征向量中心度逐年上升，從1990年的25.180 8上升到2014年的25.365 4。分省域來看，2010—2014年特征向量中心度均值為25.563 1，東部地區(qū)特征向量中心度高于地區(qū)平均值的省份為北京、江蘇、浙江、廣東、河北、福建，中部地區(qū)特征向量中心度高于地區(qū)平均值的省份為山西、河南、安徽、江西，西部地區(qū)特征向量中心度高于地區(qū)平均值的省份為新疆、四川、青海、陜西、甘肅、貴州?？梢钥闯?，絕大多數(shù)省份的特征向量中心度高于平均值。

2014年中國省域能源消耗空間整個網(wǎng)絡(luò)的特征向量中心度為27.26%，點度特征向量中心度平均值為25.365，高于平均值的省份有北京、江蘇、山西、河北、廣東、新疆、河南、四川、浙江、安徽、湖南、福建、江西、甘肅、湖北，特征向量中心度的分布較為均等，特征向量最大值的北京（28.749 0）是特征向量最小值的吉林（7.587 0）的4倍。

（三）塊模型分析

根據(jù)Concor（Convergent correlation）方法做迭代收斂分析，研究網(wǎng)絡(luò)凝聚子群，選擇最大分割度為3、集中標(biāo)準為0.2，將28個省份劃分為8個板塊（表3）。

表3 2014年中國能源消耗網(wǎng)絡(luò)凝聚子群

2014年中國能源消耗網(wǎng)絡(luò)空間中存在213個關(guān)聯(lián)關(guān)系，其中板塊內(nèi)部間的關(guān)聯(lián)關(guān)系有14個，板塊間關(guān)聯(lián)關(guān)系有199個，說明板塊間能源消耗存在明顯的空間關(guān)聯(lián)和空間溢出效應(yīng)。2014年板塊1的接收關(guān)系數(shù)有64個，屬于板塊內(nèi)部的有10個，接收其他板塊溢出的關(guān)系有54個，板塊溢出關(guān)系有18個，期望內(nèi)部關(guān)系比例為14.29%，實際內(nèi)部關(guān)系比例為55.56%，板塊1屬于凈受益板塊。同理，可以分析其他7個板塊的屬性類別（表3、表4），并將其分為凈受益板塊、經(jīng)紀人板塊、雙向溢出板塊、凈溢出板塊4個類別。其中，凈受益板塊位處東部沿海、京津冀、長三角、珠三角等經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)，涵蓋了中國大部分大型城市和特大城市，能源消耗量大，主要接受能源儲備豐富地區(qū)的能源資源溢出；經(jīng)紀人板塊接收和溢出關(guān)系均來自板塊外，主要包括中西部內(nèi)陸省份和東北地區(qū)省份，既接收來自其他能源豐富板塊的能源溢出，同時也對其他板塊提供能源供給，在能源空間網(wǎng)絡(luò)中扮演中介和橋梁的作用；雙向溢出板塊包括貴州和云南兩個省份，該板塊既包括板塊內(nèi)的接收和溢出，也包括板塊外的接收和溢出，但接收和溢出關(guān)系均主要來自于板塊外；凈溢出板塊包含甘肅、青海、寧夏、新疆4個省份，它們均為經(jīng)濟欠發(fā)達、人口較為稀少、能源資源較為富足的西部地區(qū)，也是中國“西氣東輸”“西煤東運”“西電東送”的主要來源地，這些地區(qū)除了能源能夠自給外，同時還向其他板塊輸送大量的能源資源。

表4 2014年中國能源消耗網(wǎng)絡(luò)空間關(guān)聯(lián)板塊及關(guān)系

2014年中國能源消耗整體空間網(wǎng)絡(luò)密度為0.281 7，若有板塊密度大于整體空間網(wǎng)絡(luò)密度的板塊，則能源消耗更集中在該板塊，因此將板塊密度大于整體空間網(wǎng)絡(luò)密度的板塊取值為1，板塊密度小于整體空間網(wǎng)絡(luò)密度的板塊取值為0，根據(jù)密度矩陣構(gòu)造像矩陣如表5所示。

表5 2014年中國能源消耗網(wǎng)絡(luò)密度矩陣

續(xù)表（表5）

根據(jù)表5構(gòu)造的中國能源空間網(wǎng)絡(luò)像矩陣可以進一步繪制2014年中國能源消耗八大板塊間網(wǎng)絡(luò)溢出效應(yīng)圖（圖4）。從圖4可以清晰看出，凈受益板塊1、板塊3、板塊4和板塊5經(jīng)濟較為發(fā)達，能源供給緊張，能源消耗量大，主要依賴其他省份能源輸入；經(jīng)紀人板塊2、板塊6以及雙向溢出板塊7，既有能源的輸入，又有能源的溢出，能源交易頻繁，聯(lián)動效應(yīng)明顯；凈溢出板塊8中蘊含豐富的石油、天然氣和煤炭資源，是全國能源供應(yīng)的“發(fā)動機”。

圖4 2014年中國能源消耗八大板塊間網(wǎng)絡(luò)溢出效應(yīng)

四、中國省域能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效應(yīng)分析

前文構(gòu)建了中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)模型，給出了中國能源消耗的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，下面進一步分析非期望產(chǎn)出下中國省域能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的效應(yīng)，即能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)的屬性對能源消耗的影響。

（一）整體空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效應(yīng)分析

分別以全國單位能耗GDP均值（egdpj）和省際單位能耗GDP標(biāo)準差（egdpb）為被解釋變量，網(wǎng)絡(luò)密度（wlmd）、網(wǎng)絡(luò)等級度（wldj）、網(wǎng)絡(luò)效率（wlxl）、最近上限（zjsx）為解釋變量，構(gòu)建逐步最小二乘法回歸模型，結(jié)果如表6所示。研究表明，模型（5）和模型（10）的擬合效果良好，回歸系數(shù)均通過顯著性檢驗，模型P值均為0.000 0。

表6 整體空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效應(yīng)分析

從模型（5）可以看出，網(wǎng)絡(luò)密度、網(wǎng)絡(luò)等級度、網(wǎng)絡(luò)效率、最近上限均對全國單位能源消耗GDP影響顯著，說明能源空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對能源消耗有顯著影響。其中，網(wǎng)絡(luò)密度和網(wǎng)絡(luò)效率對單位能源消耗GDP有顯著負向影響，網(wǎng)絡(luò)等級度和最近上限對單位能源消耗有顯著正向影響。①網(wǎng)絡(luò)密度對單位能源消耗GDP影響顯著為負，說明網(wǎng)絡(luò)密度越大，整體網(wǎng)絡(luò)越集中，就會增加單位能源消耗的產(chǎn)出的空間差異，因此過多的能源政策造成人為能源省際間聯(lián)系加強，以及過多的能源空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)實際上不利于單位能耗產(chǎn)出，中國能源特大型項目的空間調(diào)配加強了區(qū)域能源空間集中度，但在實際能源效率上并未達到最優(yōu)。②網(wǎng)絡(luò)等級度和最近上限對單位能耗GDP影響顯著為正，說明網(wǎng)絡(luò)等級度越高最近上限越大，適度增加網(wǎng)絡(luò)等級結(jié)構(gòu)能夠提高單位能耗產(chǎn)出，即增加能源消耗從屬省份，加強對從屬省份能源消耗的行政指導(dǎo)，可以減少能源消耗的無效行為，促進能源效率的提高。③ 網(wǎng)絡(luò)效率對單位能耗GDP影響顯著為負，說明網(wǎng)絡(luò)效率越低，能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)中的連線越多，單位能耗產(chǎn)出越高。這表明，適度增加能源消耗網(wǎng)絡(luò)中的空間連線，加強能源消耗區(qū)域間資源、人才和技術(shù)的流通，縮小能源區(qū)域差異，降低區(qū)域能源流通成本，可以有效提升能源效率，加強能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

此外，模型（10）的結(jié)果表明，網(wǎng)絡(luò)密度、網(wǎng)絡(luò)等級度、網(wǎng)絡(luò)效率（wlxl）、最近上限4項能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)屬性對省際能源消耗產(chǎn)出的標(biāo)準差產(chǎn)生顯著影響。省際單位能耗GDP標(biāo)準差反映了單位能源消耗GDP的省際差異，體現(xiàn)了能源消耗的空間公平性，這種差異越小，空間公平性就越高。網(wǎng)絡(luò)密度和網(wǎng)絡(luò)效率越大、網(wǎng)絡(luò)等級度和最近上限越低，能源消耗的空間差異越小，能源空間公平性越高。這說明空間公平性和能源效率、能源空間網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性是彼此制衡的結(jié)合。當(dāng)加強了能源的空間網(wǎng)絡(luò)密度、提升了能源空間網(wǎng)絡(luò)效率、增加能源區(qū)域網(wǎng)絡(luò)集中度時，一方面會降低單位能源消耗產(chǎn)出，不利于能源效率的實現(xiàn)，另一方面卻能夠縮小能源消耗區(qū)域間空間差異，提升能源空間公平程度。當(dāng)提升能源空間網(wǎng)絡(luò)等級度、增加能源網(wǎng)絡(luò)最近上限時，雖然能夠提升單位能耗產(chǎn)出，促進能耗效率的提高，但是卻以損失能源空間網(wǎng)絡(luò)公平性為代價，不利于能源空間網(wǎng)絡(luò)一體化的形成。

因此，在制定能源政策時，應(yīng)當(dāng)綜合考慮能源空間網(wǎng)絡(luò)效率、單位能源消耗產(chǎn)出、能源空間公平性以及能源空間網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，制定適合中國能源發(fā)展的區(qū)域能源政策。

（二）個體空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效應(yīng)分析

以1990—2014年各省份單位能耗GDP為被解釋變量，度數(shù)中心度、接近中心度、中間中心度、特征向量中心度為解釋變量，對所有變量取對數(shù)后，分別做面板數(shù)據(jù)回歸分析（表7）。結(jié)果表明，除模型（4）需要選擇隨機效應(yīng)模型外，其他模型均支持固定效應(yīng)模型。從模型的擬合效果來看，模型（5）選擇固定效應(yīng)模型的擬合效果較好，根據(jù)回歸結(jié)果，度數(shù)中心度和接近中心度對單位能耗GDP均產(chǎn)生顯著正向影響，中間中心度和特征向量中心度對單位能耗GDP均產(chǎn)生顯著負向影響。因此，提高能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)的度數(shù)中心度和接近中心度，降低中間中心度和特征向量中心度能夠促進單位能耗GDP的提升。

表7 基于面板數(shù)據(jù)的個體空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效應(yīng)分析

進一步地，度數(shù)中心度每提高一個百分點，單位能耗GDP提高4.679 9個百分點。由于最大可能關(guān)聯(lián)數(shù)恒定，因此其值越大，直接關(guān)聯(lián)數(shù)越多，省域間能源消耗聯(lián)系越緊密。省域空間能耗聯(lián)系越緊密，消耗單位能源得到的產(chǎn)出值越大，說明能源網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟效率越高。因此對于度數(shù)中心度較低的省份，如廣西、黑龍江、遼寧、吉林、云南，應(yīng)當(dāng)注意加強與其他能源消耗產(chǎn)出較大的省份之間的聯(lián)系，促進區(qū)域能源使用一體化，提高能源分配效率和使用效率。

接近中心度每提高一個百分點，單位能耗GDP提高0.789 0個百分點。接近中心度反映了能源空間網(wǎng)絡(luò)中省份不受其他省份對能源消耗的影響程度，接近中心度越高的省份越不容易受到其他省份的影響。因此，省份的接近中心度越高，在單位能耗下獲得的能耗產(chǎn)出越多。對于接近中心度較低的省份如新疆、黑龍江、寧夏、吉林、青海，應(yīng)當(dāng)注意提升該地區(qū)的接近中心度，縮短省域與周邊省域能源資源調(diào)配的捷徑距離，提升省域能源風(fēng)險抵御能力。

中間中心度每提高一個百分點，單位能耗GDP降低0.299 7個百分點；特征向量中心度每提高一個百分點，單位能耗GDP降低4.451 9個百分點。中間中心度和特征向量中心度反映了一個省份影響其他省份能源消耗的能力，處于中間中心度較高的省份比其他省份在能源資源中擁有更多的控制能力。省域的中間中心度和特征向量中心度越高，單位能耗產(chǎn)出越低，因此應(yīng)該降低中間中心度和特征向量中心度較高省份的中心度數(shù)值，如江蘇、湖北、江西、浙江、甘肅、廣東，提高單位能源產(chǎn)出效率。

五、結(jié)論及建議

本文首次將非期望產(chǎn)出引入能源消耗的空間網(wǎng)絡(luò)分析模型，通過構(gòu)建中國省域能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)模型，研究了1990—2014年中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)密度和空間關(guān)聯(lián)特征。主要結(jié)論如下：

（1）1990—2014年中國能源消耗的空間關(guān)聯(lián)性加強，網(wǎng)絡(luò)密度逐年上升，中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)緊密程度并不高，省際間能源消耗的空間聯(lián)系還存在較大空間，在剔除非期望產(chǎn)出對能源消耗的影響后，得到的能源空間關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降的倒U型趨勢。2014年中國能源消耗空間分布網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)密度較大的幾個省份為北京、廣東、山西、江蘇；網(wǎng)絡(luò)密度較小的幾個省份為黑龍江、吉林、遼寧、廣西。

（2）1990—2014年中國省域能源消耗聯(lián)系非常緊密，存在明顯的空間關(guān)聯(lián)和溢出效應(yīng)?？紤]非期望產(chǎn)出后，能源消耗網(wǎng)絡(luò)等級度亦呈現(xiàn)倒U型趨勢。能源消耗網(wǎng)絡(luò)等級度先降后升表明中國能源加強空間聯(lián)系，能源空間壁壘被打破，省際空間能源關(guān)聯(lián)程度加強。中國空間能源網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性得到提升，空間網(wǎng)絡(luò)連線增加，能源空間的關(guān)聯(lián)程度先上升后下降。

（3）處于網(wǎng)絡(luò)中心的省份（如北京、江蘇、山西、廣東），是能源消耗的中心省份，比其他省份的能源消耗更多。1990—2014年中國省域能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)中心度平均值在4種中心度下的排名差異不大，排名前幾位的均為浙江、江蘇、廣東和福建，排名后幾位的均為廣西、黑龍江、遼寧和吉林。從省域能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)中心度的分布來看，東部地區(qū)的中心度高于中部地區(qū)，中部地區(qū)高于西部地區(qū)。1990—2014年中國能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度和接近中心度逐年上升，中間中心度逐年下降，特征向量中心度基本不變。

（4）做迭代收斂分析，可將28個省份分為凈受益板塊、經(jīng)紀人板塊、雙向溢出板塊、凈溢出板塊4個類別。其中，凈受益板塊處于東部沿海、京津冀、長三角、珠三角等經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)，涵蓋了中國大部分大型城市和特大型城市，能源消耗量大，主要接受能源儲備豐富地區(qū)的能源資源溢出；經(jīng)紀人板塊接收和溢出關(guān)系均來自板塊外，主要包括中西部內(nèi)陸省份和東北地區(qū)省份，在能源空間網(wǎng)絡(luò)扮演中介和橋梁的作用；雙向溢出板塊既包括板塊內(nèi)的接收和溢出，也包括板塊外的接收和溢出，但接收和溢出關(guān)系均主要來自于板塊外；凈溢出板塊均為經(jīng)濟欠發(fā)達、人口較為稀少、能源資源較為富足的西部地區(qū)，也是中國“西氣東輸”“西煤東運”“西電東送”的主要來源地，這些地區(qū)除了能夠使當(dāng)?shù)啬茉醋越o，還可以向其他板塊輸送大量的能源資源。

（5）網(wǎng)絡(luò)密度、網(wǎng)絡(luò)等級度、網(wǎng)絡(luò)效率、最近上限均對全國單位能源消耗GDP影響顯著，說明能源空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對能源消耗有顯著影響。其中，網(wǎng)絡(luò)密度和網(wǎng)絡(luò)效率對單位能源消耗GDP有顯著負向影響，網(wǎng)絡(luò)等級度和最近上限對單位能源消耗有顯著正向影響。提高能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)的度數(shù)中心度和接近中心度，降低中間中心度和特征向量中心度能夠促進單位能耗GDP的提升。

綜上所述，本文提出如下政策建議：（1）充分考慮能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)關(guān)系，綜合屬性目標(biāo)和關(guān)系目標(biāo)制定整體節(jié)能減排目標(biāo)。如果僅考慮總能耗這一屬性目標(biāo)，1990—2014年從高到低依次為：山東（17 796萬噸標(biāo)準煤）、河北（15 033萬噸標(biāo)準煤）、廣東（13 725萬噸標(biāo)準煤）、江蘇（13 440萬噸標(biāo)準煤）、遼寧（12 740萬噸標(biāo)準煤），均位于東部地區(qū)，經(jīng)濟發(fā)展水平高、人力資本豐富、能源消耗量大，因此需要重點關(guān)注這些省份的能源發(fā)展和節(jié)能減排情況。然而，如果綜合能源消耗空間網(wǎng)絡(luò)的密度和中心度這些關(guān)系目標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)密度排名前5位的為北京、廣東、山西、江蘇、河南；度數(shù)中心度排名前5位的為浙江、廣東、江蘇、福建、山西；接近中心度排名前5位的為北京、江蘇、山西、河北、河南，則應(yīng)該重點考慮這些區(qū)域的節(jié)能減排任務(wù)，由點及面，由局部向整體，逐步構(gòu)建中國能源節(jié)能減排空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聯(lián)動體系。（2）根據(jù)能源消耗產(chǎn)出空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征，制定差異化省域能源政策，構(gòu)建能源供給和消費的跨區(qū)域協(xié)調(diào)機制。根據(jù)本文構(gòu)建的能源消耗產(chǎn)出空間網(wǎng)絡(luò)的八大板塊和4項分類，充分發(fā)揮經(jīng)紀人板塊和雙向溢出板塊的中介橋梁作用和聯(lián)動效應(yīng)，提高區(qū)域能源使用效率，引進先進能源技術(shù)人才，提高能源管理水平，為能源輸入地和輸出地的能源要素流通提供便利，具體包括安徽、河南、四川、湖北、陜西、遼寧、黑龍江、貴州、云南9個省份；根據(jù)凈受益板塊的特點，加強總能耗較高省域的能源供給，提高能源的使用效率，充分發(fā)揮區(qū)域技術(shù)和管理優(yōu)勢，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展新能源和清潔能源，具體包括京津冀地區(qū)、長三角、珠三角地區(qū)等北京、上海、廣東、天津、山東、山西、江蘇、福建、江西、浙江、湖南、吉林、廣西、河北、內(nèi)蒙古15個省份；利用凈溢出板塊中石油、天然氣、煤炭等的能源資源，最大程度地保障能源短缺地區(qū)的供給，加大能源開采力度，強化區(qū)域能源的生產(chǎn)和調(diào)配能力，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，具體而言包括甘肅、青海、寧夏、新疆4個省份。（3）實時監(jiān)測能源空間網(wǎng)絡(luò)密度，提高能源消耗產(chǎn)出空間公平性，平衡能源空間網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和能源空間網(wǎng)絡(luò)效率之間的關(guān)系。當(dāng)加強能源空間網(wǎng)絡(luò)密度、提升能源空間網(wǎng)絡(luò)效率時，可以增加能源區(qū)域網(wǎng)絡(luò)集中度，這一方面會降低單位能源消耗產(chǎn)出，不利于能源效率的實現(xiàn)，另一方面卻能夠縮小能源消耗區(qū)域間空間差異，提升能源空間公平程度。當(dāng)提升能源空間網(wǎng)絡(luò)等級度、增加能源網(wǎng)絡(luò)最近上限時，雖然能夠提升單位能耗產(chǎn)出，促進能耗效率的提高，但是卻以損失能源空間網(wǎng)絡(luò)公平性為代價，不利于能源空間網(wǎng)絡(luò)一體化的形成。在制定能源政策時，需要綜合考慮能源空間公平性、能源空間網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性以及能源空間網(wǎng)絡(luò)效率，制定適合中國能源發(fā)展的區(qū)域能源政策。應(yīng)當(dāng)實時監(jiān)測能源空間網(wǎng)絡(luò)密度，構(gòu)建適宜的能源空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)數(shù)量，適當(dāng)提升能源空間網(wǎng)絡(luò)等級度，縮小能源區(qū)域空間差異，加快能源要素市場流動速度，減少能源行政指令干預(yù)，協(xié)調(diào)政府與市場的關(guān)系，提升能源空間公平性。