李治國，王 杰

（中國石油大學（華東）經(jīng)濟管理學院，山東 青島 266580）

一、引 言

經(jīng)濟集聚作為區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略實施和經(jīng)濟綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展的必然結(jié)果和重要推力，有效發(fā)揮經(jīng)濟活動集中的正外部性，是提升經(jīng)濟發(fā)展效率、實現(xiàn)低碳目標和促進可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵?；邳S河流域發(fā)展現(xiàn)實，城鎮(zhèn)化加速、城市群興起以及上中下產(chǎn)業(yè)鏈延伸的空間分布形態(tài)已然成為經(jīng)濟集聚的基本表現(xiàn)。中原城市群等七大城市群作為人口—產(chǎn)業(yè)—城鎮(zhèn)的重點集聚區(qū)，經(jīng)濟密度較高，同時，大氣污染問題也尤為突出，在黃河流域全域減排中承擔重大責任。以黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展為代表的區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略的實施，一方面得益于生產(chǎn)要素的集中配置和規(guī)模效應(yīng)，有助于經(jīng)濟水平提升和生產(chǎn)技術(shù)進步等，進而體現(xiàn)為對低碳減排的促增作用；另一方面，經(jīng)濟集聚則又通過生產(chǎn)活動擴張和要素投入的增加，形成對能源消費數(shù)量的引致需求，最終引起局域碳排放總量攀升和環(huán)境污染加重。同時，大氣污染排放具有跨界傳輸和邊界擴張的分布特征，而區(qū)域碳排放又往往存在顯著的空間差異性和聚斂性特征，基于區(qū)域異質(zhì)性的能源需求、產(chǎn)業(yè)活動以及經(jīng)濟發(fā)展與碳排放的現(xiàn)實相關(guān)性不斷加深，經(jīng)濟集聚與碳排放分布特征動態(tài)演化的內(nèi)在關(guān)聯(lián)不斷強化。顯然，把握經(jīng)濟集聚與碳排放空間格局分布之間動態(tài)的復(fù)雜關(guān)系，準確監(jiān)測省際碳排放強度躍遷狀態(tài)和分異特征，明晰其作用方向和影響機制，對于構(gòu)建經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的雙贏路徑具有重要的現(xiàn)實意義。針對黃河流域經(jīng)濟集聚和低碳減排實現(xiàn)情況，本文提出如下問題：黃河流域碳排放強度空間分布呈現(xiàn)怎樣的演化格局？經(jīng)濟集聚在碳強度動態(tài)躍遷過程中存在怎樣的驅(qū)動效應(yīng)？基于對上述問題的思考，本文立足于區(qū)域視角和空間分析理論，探討經(jīng)濟集聚對于碳強度空間躍遷的驅(qū)動效應(yīng)，并基于省際碳強度差異考察多元驅(qū)動模式。

二、文獻綜述

基于時間和空間尺度考察環(huán)境污染（碳排放）動態(tài)分布特征，從而尋求節(jié)能減排和環(huán)境治理在經(jīng)濟轉(zhuǎn)型過程中的優(yōu)化路徑，是現(xiàn)階段雙控目標約束下環(huán)境研究的熱點問題。已有的研究往往選取單項或多項環(huán)境污染指標構(gòu)建反映區(qū)域污染狀況的綜合性污染指數(shù)，并基于探索性時空數(shù)據(jù)分析（ESTDA）方法描述環(huán)境污染時空格局演變過程，如朱平輝等（2010）、朱菁（2010）以及許和連和鄧玉萍（2012）分別基于工業(yè)污染數(shù)據(jù)等構(gòu)建環(huán)境污染綜合指數(shù)來考察我國省際或城市環(huán)境污染狀況［1-3］。針對環(huán)境污染分布格局的具體研究，主要包括域間環(huán)境污染強度的比較（張雷等，2010）［4］、空間分布集聚或分異水平的評估（劉賢趙等，2016）［5］以及環(huán)境污染格局的動態(tài)演進（陳志建等，2015）［6］等方面。基于不同的區(qū)域主體，屈小娥（2012）利用環(huán)境污染動態(tài)綜合評價模型評估我國三大區(qū)域污染狀況，發(fā)現(xiàn)西部地區(qū)環(huán)境污染強度最小，依次為中部和東部地區(qū)［7］；程葉青等（2015）采用莫蘭指數(shù)方法分析得出中國省際碳排放強度空間集聚程度不斷提高，且低碳省份和高碳省份均存在顯著的空間鎖定效應(yīng)［8］；周侃（2016）通過我國地市環(huán)境污染物空間集聚格局分析，發(fā)現(xiàn)污染強度呈現(xiàn)優(yōu)化開發(fā)區(qū)域—重點開發(fā)區(qū)域—農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)—重點生態(tài)功能區(qū)依次遞減態(tài)勢［9］；李連剛等（2019）則選取吉林省縣域環(huán)境污染數(shù)據(jù)精準分析，發(fā)現(xiàn)縣域環(huán)境污染呈西北—東南分布格局且由中心向四周擴散［10］。任小靜等（2018）應(yīng)用空間相關(guān)性檢驗發(fā)現(xiàn)，環(huán)境污染高低集聚區(qū)域在省際存在差異化的演進路徑，低污染物排放集聚區(qū)正在由東部向東南部擴展，高污染物排放集聚區(qū)正在由西北部向東北部擴展［11］。在空間維度上關(guān)注區(qū)域環(huán)境污染分布格局的同時，還有學者將時間因素納入分析框架，邵帥等（2019）通過構(gòu)建動態(tài)空間杜賓模型發(fā)現(xiàn)碳排放強度和人均碳排放指標均存在時間滯后效應(yīng)和時間路徑依賴特征，跨期碳排放的滾雪球效應(yīng)明顯［12］。與此同時，部分學者則定位于產(chǎn)業(yè)碳排放時空分布研究，李波等（2011）將農(nóng)業(yè)部門碳排放總量的波動劃分為快速增長期、緩慢增長期、增速反彈回升期、增速明顯放緩期等四個變化階段，高碳區(qū)域則集中于東部沿海發(fā)達省份和中部農(nóng)業(yè)大省［13］；畢斗斗等（2018）則聚焦于旅游產(chǎn)業(yè)部門，指出其碳排放效率具有穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)和較強的時空依賴性［14］。

針對環(huán)境污染（碳排放）時空分布規(guī)律和演進趨勢，國內(nèi)外學者采用LMDI指數(shù)方法（鞏芳和王芳，2013；陳祖海和雷朱家華，2015）［15-16］、STIRPAT分解模型（湯姿和李曉紅，2019；牛鴻蕾，2019）［17-18］、EKC假說（許廣月和宋德勇，2010；魏下海和余玲錚，2011）［19-20］以及格蘭杰因果檢驗（潘慧峰等，2015）［21］等方法考察多因素與環(huán)境污染（碳排放）的內(nèi)在關(guān)聯(lián)、驅(qū)動效應(yīng)和影響機理。進一步地，含有空間效應(yīng)的空間計量方法被引入碳排放驅(qū)動的分析框架，如鄧長德和劉帥（2011）、佟昕等（2014）、胡宗義和劉亦文（2015）等學者均采用空間回歸分析考察碳排放的多維度空間驅(qū)動效應(yīng)［22-24］?；谏鲜鲅芯糠椒ǎ延械奈墨I指出區(qū)域碳排放和減排過程受多方面因素的影響，包括能源結(jié)構(gòu)（馬麗 梅 和 張 曉 ，2014）［25］、經(jīng) 濟 發(fā) 展（Wang 等 ，2015）［26］、能源效率（Shao等，2016）［27］、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（楊浩和張靈，2018）［28］、政策管理（陳詩一，2018）［29］以及技術(shù)創(chuàng)新（李志學等，2019）［30］，等等。而在現(xiàn)階段區(qū)域一體化戰(zhàn)略實施、城鎮(zhèn)化快速推進以及產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展的宏觀背景下，經(jīng)濟資源和經(jīng)濟活動集中所形成的集聚效應(yīng)對區(qū)域碳排放的作用效果不斷凸顯。如楊仁發(fā)（2015）以及袁華錫等（2019）考察經(jīng)濟集聚、產(chǎn)業(yè)集聚和金融集聚等集聚指標對于環(huán)境污染和綠色發(fā)展的影響［31-32］。

總結(jié)已有文獻的相關(guān)結(jié)論，不難看出，經(jīng)濟集聚對于環(huán)境污染（碳排放）存在雙重效應(yīng)，即促增效應(yīng)和抑制效應(yīng)。一方面，基于生產(chǎn)活動集中的環(huán)境負外部性，經(jīng)濟集聚往往導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴張和能源需求上升，進而引起環(huán)境污染加劇。在國外早期研究中，Vikanen（1998）以及 Verhoef和Nijkamp（2002）等提出了經(jīng)濟活動規(guī)?；@著加劇大氣污染的觀點［33-34］。另一方面，基于生產(chǎn)活動集中的規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)、技術(shù)溢出效應(yīng)和資源集約效應(yīng)，經(jīng)濟集聚通過能源利用效率提升的引致作用抑制污染物排放。Glaser（2011）、劉習平和宋德勇（2013）均通過經(jīng)濟集聚水平較高的城市樣本證實產(chǎn)業(yè)集聚能夠有效改善城市環(huán)境污染［35-36］，張可和豆建民（2013）亦有相似的結(jié)論［37］，產(chǎn)業(yè)集聚水平更高的東部沿海城市的環(huán)境效率高于中西部城市。陸銘和馮皓（2014）則進一步指出經(jīng)濟活動集聚有助于碳排放強度特別是工業(yè)碳排放強度的下降，在生產(chǎn)過程中呈現(xiàn)節(jié)能減排效應(yīng)，在綜合考慮上述雙重效應(yīng)的基礎(chǔ)上，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟集聚與環(huán)境污染之間存在不確定或非線性關(guān)系［38］。楊仁發(fā)（2015）基于Copeland-Taylor模型分析產(chǎn)業(yè)集聚對環(huán)境污染的作用機制，發(fā)現(xiàn)兩者之間存在顯著的門檻效應(yīng)?；诳臻g非線性關(guān)系假設(shè)，沈能（2014）發(fā)現(xiàn)工業(yè)集聚與城市環(huán)境效率存在“倒U”型關(guān)系［39］，這一結(jié)論得到了李筱樂（2014）等學者相關(guān)研究的佐證［40］?；诓煌臄?shù)據(jù)樣本和考察周期，部分學者發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟集聚水平與環(huán)境污染之間存在著更為復(fù)雜的聯(lián)動關(guān)系。李偉娜等（2010）通過制造業(yè)集聚與環(huán)境污染的回歸分析發(fā)現(xiàn)兩者呈“N型”動態(tài)相關(guān)性，而現(xiàn)階段我國制造業(yè)尚處于中級集聚階段，即大氣污染總量隨集聚度提高而增加［41］；與之相反，邵帥等（2019）運用動態(tài)空間杜斌模型考察經(jīng)濟集聚與碳強度、人均碳排放的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)均存在“倒N”型關(guān)系［12］。

既有研究針對經(jīng)濟集聚和環(huán)境污染（碳排放）作用機理展開了較為豐富的討論，但缺乏進一步將環(huán)境污染（碳排放）分布格局動態(tài)演進納入分析框架的嘗試。顯然，基于生產(chǎn)活動的空間集聚與單元污染（碳）排放強度存在強相關(guān)性，進而形成對環(huán)境污染空間格局動態(tài)演進驅(qū)動效應(yīng)的分析具有相對嚴謹?shù)倪壿嬓?，有助于從時空維度剖析經(jīng)濟集聚的節(jié)能效應(yīng)及其影響機制。此外，現(xiàn)有文獻的主要不足包括：研究視角上，多數(shù)文獻多采用全國省域數(shù)據(jù)或單樣本數(shù)據(jù)，但尚未發(fā)現(xiàn)以區(qū)域特別是黃河流域作為切入點的實證研究；研究方法上，空間計量分析在碳排放空間驅(qū)動問題中雖然應(yīng)用較為廣泛，但一方面缺乏區(qū)域異質(zhì)性的考慮，缺乏不同碳環(huán)境下經(jīng)濟集聚驅(qū)動效應(yīng)的差異化分析，另一方面，環(huán)境污染（碳排放）驅(qū)動因素空間回歸分析中忽略了潛在的內(nèi)生性問題、時間路徑依賴特征以及研究結(jié)論的穩(wěn)健性檢驗；研究內(nèi)容上，已有文獻中經(jīng)濟集聚作用于環(huán)境污染（碳排放）的研究多依托于經(jīng)驗分析和定性描述，而缺乏數(shù)理模型的嚴格推導(dǎo)和量化分析，更缺乏環(huán)境（碳）排放空間格局動態(tài)演進驅(qū)動機制的規(guī)范化闡釋和框架構(gòu)建。

基于上述研究不足，本文將環(huán)境變量（碳排放）納入傳統(tǒng)的產(chǎn)出密度模型，用以刻畫黃河流域經(jīng)濟集聚與碳排放強度的理論相關(guān)性，進而構(gòu)建空間面板分位數(shù)回歸模型與碳強度時空躍遷機制相嵌套的分析框架，對經(jīng)濟集聚的碳強度空間分布驅(qū)動效應(yīng)進行規(guī)范闡述和實證計量，強化研究結(jié)論穩(wěn)健性的同時，拓展經(jīng)濟集聚驅(qū)動碳排放格局空間分析中的區(qū)域研究視角。

三、理論模型和機制設(shè)計

（一）經(jīng)濟集聚的碳強度驅(qū)動效應(yīng)理論模型

傳統(tǒng)的經(jīng)濟集聚理論用以刻畫經(jīng)濟活動的密集程度，即產(chǎn)出規(guī)模與生產(chǎn)空間的比重。本文在Ushifusa和Tomohara（2013）所提出的產(chǎn)出密度精簡模型［42］基礎(chǔ)上，基于生產(chǎn)投入端的改進將污染物（碳排放）納入產(chǎn)出密度的分析框架。產(chǎn)出密度基本表達式如下：

其中，qi表示黃河流域i省份的產(chǎn)出密度水平；Qi和Ai分別對應(yīng)i省份的非農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值和省域面積；ni和ki則表示i省份單位面積的非農(nóng)業(yè)就業(yè)人口和物質(zhì)資本投入；Ωi表示?？怂怪行詤?shù)；β（0＜β＜1)表示勞動要素投入對于產(chǎn)出密度的貢獻率；α表示勞動和資本要素投入對產(chǎn)出密度的綜合貢獻率；λ(λ＞1)則表示產(chǎn)出密度系數(shù)。

不難看出，相較于傳統(tǒng)的柯布—道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)，產(chǎn)出密度模型在關(guān)注要素邊際報酬率的同時，增加(Qi/Ai)(λ-1)λ乘項用以刻畫集聚生產(chǎn)的外部性特征，即空間集聚效應(yīng)?；诓煌慕?jīng)濟發(fā)展階段，產(chǎn)出密度系數(shù)λ以及產(chǎn)出密度彈性(Qi/Ai)(λ-1)λ與現(xiàn)實經(jīng)濟運行狀況相匹配，且能夠?qū)⑸a(chǎn)要素的擁擠效應(yīng)同時予以體現(xiàn)。有鑒于現(xiàn)階段的產(chǎn)出密度函數(shù)尚未將環(huán)境要素（碳排放）納入分析框架，本文從投入端嘗試進行擴展，將環(huán)境要素視為生產(chǎn)投入要素，而將污染物（碳排放）對于環(huán)境的破壞視為環(huán)境要素消耗。假定pi為i省份單位面積的碳排放量，則投入端改進的生產(chǎn)密度模型表達為：

其中，l(0＜β+l＜1)定義為資本投入對于產(chǎn)出密度的貢獻份額；α則重新定義為勞動力、資本和環(huán)境要素投入的綜合貢獻率。假定資本投入在黃河流域省份之間完全自由流動，即利率（r）與資本要素的邊際產(chǎn)出持平，則資本投入的密度函數(shù)可以表示為：

將式（3）代入式（2）中可以得到：

將式（4）兩邊同時取對數(shù)并將環(huán)境投入項pi替換為碳排放Ci可得：

式（5）說明碳排放強度與經(jīng)濟集聚之間存在密切關(guān)聯(lián)，經(jīng)濟集聚的邊際節(jié)能減排效應(yīng)可以近似表示為(1-αλ)α(1-l-β)?？紤]經(jīng)濟集聚過程中不確定的外部效應(yīng)，當滿足λ＞α-1＞1時，經(jīng)濟集聚表現(xiàn)為對碳排放強度的抑制作用；相反，1＜λ＜α-1時，經(jīng)濟集聚則會導(dǎo)致碳排放強度上升和環(huán)境污染加劇?；谏鲜隼碚摲治霭l(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟集聚通過不確定的外部性、空間溢出以及專業(yè)化分工等途徑作用于碳排放強度的機制分為兩類：一是促進作用，即生產(chǎn)活動的聚集加劇產(chǎn)能擴張和能耗增加，經(jīng)濟集聚表現(xiàn)出顯著的負外部性特征；二是抑制作用，得益于城市群經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)集群經(jīng)濟興起，全域技術(shù)溢出、知識共享以及聯(lián)防聯(lián)控環(huán)保意識強化等正外部效應(yīng)不斷凸顯，經(jīng)濟集聚有助于降低碳排放強度。

（二）碳強度時空躍遷理論與分位數(shù)回歸嵌套分析

基于探索性時空數(shù)據(jù)分析（ESTDA）框架，全局空間自相關(guān)指數(shù)用以刻畫黃河流域碳排放強度的整體空間相關(guān)性，進而利用局部空間自相關(guān)指數(shù)則反映局域碳強度的集聚或分異水平，即個別省區(qū)與鄰接地區(qū)的差異情況，具體表達式為：

碳排放強度的局部空間自相關(guān)直觀反映在Lo?cal Moran'sI散點圖中，第一象限（高—高）和第三象限（低-低）說明所觀測的局部地區(qū)分別以較高或較低的碳強度水平集聚；與之相反，第二象限（低—高）和第四象限（高—低）則說明局域碳強度水平差距較大，存在顯著的分異特征。為刻畫局部關(guān)聯(lián)類型在不同時段的變動情況，本文利用Rey等（2006）提出的時空躍遷理論［43］，從時間和空間維度劃分省際碳排放強度在鄰接單元間的轉(zhuǎn)移狀態(tài)和動態(tài)路徑。具體來說，空間躍遷狀態(tài)大致包括區(qū)域自身相對躍遷、鄰接區(qū)域相對躍遷、區(qū)域自身和鄰接區(qū)域共同躍遷以及區(qū)域自身和鄰接區(qū)域保持穩(wěn)定，具體見表1所列。

表1 碳強度時空躍遷基本類型劃分

基于碳排放強度時空躍遷的類型劃分，分位數(shù)回歸模型能夠與之進行深度嵌套（趙桂梅等，2017）［44］。一方面，碳強度分位數(shù)回歸模型能夠克服強分布假設(shè)約束和異常值的誤差影響；另一方面，分位數(shù)回歸結(jié)果在分階段考察經(jīng)濟集聚對于碳強度驅(qū)動效應(yīng)的同時，還能夠兼顧估計結(jié)果的穩(wěn)健性和驅(qū)動效應(yīng)的動態(tài)特征。假定碳強度C的概率分布為F(C) =Prob(C≤c)，C的τ分位數(shù)定義為滿足則F(c)的τ分位數(shù)q(τ)基于加權(quán)誤差絕對值最小化的目標函數(shù)可以表示為：

其中，argminξ表示ξ的取值設(shè)定下目標函數(shù)滿足最小化。

具體來說，根據(jù)碳排放強度影響因素的分位數(shù)劃分，本文依次設(shè)定高分位響應(yīng)階段（0.1～0.5）和低分位響應(yīng)階段（0.6～0.9），基于Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型以及Ⅳ型的碳強度時空躍遷模式和驅(qū)動因素的差異化作用方向，可以構(gòu)建高分位驅(qū)動、高分位制約、低分位驅(qū)動以及低分位制約的躍遷機制。不同響應(yīng)階段和驅(qū)動模式下的躍遷類型既能夠用以刻畫多因素的差異化影響，又能夠反映黃河流域整體的動態(tài)躍遷軌跡。碳強度時空躍遷及其分位數(shù)回歸嵌套分析的機制框架如圖1所示。

圖1 碳強度時空躍遷及其分位數(shù)回歸嵌套分析的機制框架

四、實證策略和數(shù)據(jù)說明

（一）計量模型設(shè)定

本部分利用2000-2017年黃河流域九省空間面板數(shù)據(jù)考察經(jīng)濟集聚對碳強度時空躍遷的驅(qū)動效應(yīng)。具體來說，實證分析過程主要包括三部分：碳強度躍遷狀態(tài)評價、經(jīng)濟集聚的碳強度躍遷驅(qū)動效應(yīng)及其機制分析。分位數(shù)回歸能夠揭示區(qū)域異質(zhì)條件下各驅(qū)動因素對于碳排放強度的差異化影響，進一步地，基于碳排放強度和經(jīng)濟集聚等較強的空間相關(guān)性，本文將空間滯后項納入面板分位數(shù)回歸分析，從而克服傳統(tǒng)的分位數(shù)研究方法由于忽略空間溢出效應(yīng)而造成的估計偏誤。此外，考慮碳排放強度潛在的時間路徑依賴特征，本文又將碳排放強度的一期滯后項引入分位數(shù)模型，依據(jù)碳強度與經(jīng)濟集聚水平關(guān)系式（5）建立動態(tài)空間面板分位數(shù)回歸模型：

其中，cg和q分別表示碳排放強度和經(jīng)濟集聚水平，即單位省域面積的GDP產(chǎn)值；基于碳強度與經(jīng)濟集聚不確定非線性關(guān)系的考慮，本文依次將經(jīng)濟集聚的二次項和三次項引入模型，從而考察不同分位響應(yīng)階段中經(jīng)濟集聚對碳強度差異化的驅(qū)動路徑；cgi,t-1表示碳排放強度的一期滯后項，用以反映碳強度時間路徑依賴特征；W則是用以描述黃河流域省際空間鄰接關(guān)系的空間權(quán)重矩陣，Wlncgit和Wqit分別表示碳強度和經(jīng)濟集聚的空間滯后項，用以刻畫周邊地區(qū)碳強度和經(jīng)濟集聚對本地的空間驅(qū)動效應(yīng)；β0(τ)-β5(τ)表示 τ分位值對應(yīng)的待估參數(shù)，ρ1(τ)-ρ2(τ)則分別表示空間滯后項的待估參數(shù)。綜合考慮區(qū)域碳排放強度的主要影響因素，本文引入包括技術(shù)水平、城鎮(zhèn)化水平、工業(yè)化水平、對外開放程度和信貸結(jié)構(gòu)等變量在內(nèi)的控制變量組X。具體的變量說明見表2所列。

表2 相關(guān)變量定性描述

續(xù)表2

（二）參數(shù)估計方法

由于式（8）中存在被解釋變量碳強度的時空滯后項作為解釋變量，與傳統(tǒng)計量模型中殘差的基本假設(shè)（同方差、外生性）相違背，普通的面板分位數(shù)回歸方法所得到得參數(shù)估計往往是有偏且不穩(wěn)健的，而采用動態(tài)面板分位數(shù)的工具變量回歸則是有效解決潛在內(nèi)生性條件下參數(shù)估計的有效手段。Kim和Muller（2004）所提出的拓展2SLS方法通過相同分位值τ的兩階段分位數(shù)回歸能夠避免解釋變量的內(nèi)生性問題，因而可以較好地勝任本文的動態(tài)空間面板分位數(shù)回歸模型估計任務(wù)［45］。在第一階段估計中，通過系列工具變量（X、WX）對因變量lncgi,t-1、Wlncgi和Wqi的τ分位回歸篩選比較可得對應(yīng)的估計值，進而在第二階段中相同的τ分位下開展回歸估計。作為對比，后文中同時列出了普通OLS回歸、非空間面板固定效應(yīng)、靜態(tài)空間面板杜賓回歸模型以及動態(tài)空間面板杜賓回歸模型的估計結(jié)果，用以檢驗不同分位值回歸中與整體回歸趨勢是否存在顯著差異。與此同時，本文還需要基于全局莫蘭指數(shù)對碳排放強度以及經(jīng)濟集聚水平進行空間相關(guān)性檢驗，以判斷空間回歸分析的合理性。

（三）指標選取和數(shù)據(jù)說明

基于數(shù)據(jù)可得性和統(tǒng)計口徑一致性，本文選用黃河流域四川、陜西、山西、山東、青海、寧夏、內(nèi)蒙古、河南和甘肅九省2000-2017年的面板數(shù)據(jù)作為研究樣本，數(shù)據(jù)主要來源于《中國統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》以及各省份統(tǒng)計年鑒等。指標選取主要參考已有文獻的實證經(jīng)驗，為進一步降低樣本數(shù)據(jù)離散程度和非平穩(wěn)性波動影響，本文在實證分析中對部分變量取對數(shù)處理和正數(shù)化后的對數(shù)處理。

本文借鑒已有文獻中對于控制變量的選取經(jīng)驗，選取技術(shù)進步、城鎮(zhèn)化水平、工業(yè)化水平、外商投資規(guī)模和信貸規(guī)模作為控制變量。對于碳排放強度而言，技術(shù)進步一方面能夠通過提升能源利用效率改善能源消費水平和調(diào)整能源利用結(jié)構(gòu)，另一方面，技術(shù)亦能夠基于生產(chǎn)效率的提升和生產(chǎn)規(guī)模的擴大而引起碳排放增加，最終導(dǎo)致碳強度上升（李廉水和周勇，2006）［46］。一般而言，工業(yè)化比重越高，則能源消費需求不斷攀升，相對應(yīng)的碳排放強度也不斷提高；信貸規(guī)模和外商投資規(guī)模通過作用于生產(chǎn)生活領(lǐng)域而形成對能源消費的引致需求，同樣的，兩者對于碳排放亦存在正反兩方面作用。既可以通過融資和吸引外資推動綠色技術(shù)的引進和發(fā)展，又容易導(dǎo)致“污染天堂”效應(yīng)（李小平和盧現(xiàn)祥，2010）［47］。

五、實證結(jié)果分析

（一）黃河流域碳強度時空躍遷分析

本文基于探索性時空數(shù)據(jù)分析方法，得出黃河流域九省碳強度全局莫蘭指數(shù)為正值且通過顯著性檢驗，即說明黃河流域碳排放強度的空間分布存在空間關(guān)聯(lián)性且適合采用空間計量分析。通過LISA集聚圖刻畫黃河流域碳強度局域分布特征（圖2），不難發(fā)現(xiàn)，碳排放強度的低值集聚中心較為穩(wěn)定地處在山東、陜西、河南以及四川等省，而高值集聚中心則波動出現(xiàn)于青海和山西兩省，內(nèi)蒙古和寧夏兩區(qū)則長期表現(xiàn)為顯著的分異特征。整體來看，黃河流域碳強度表現(xiàn)為集聚和分異并存的空間分布特征，而集聚地區(qū)則呈現(xiàn)出較強的空間路徑鎖定特征。

圖2 黃河流域碳強度LISA集聚

基于Rey（2006）［43］等的時空躍遷理論，選用碳排放強度的空間穩(wěn)定性指標即空間凝聚度來衡量黃河流域碳強度躍遷狀態(tài)，其值等于研究時段內(nèi)某一躍遷類型占躍遷總數(shù)的比重。一般而言，空間凝聚值越高，則發(fā)生躍遷的阻力越大，意味著碳排放強度的空間路徑鎖定特征越顯著。在本文中，時段t=（2017-2000）×M（9）=153。根據(jù)時空躍遷基本類型，可得黃河流域碳排放強度的局域莫蘭指數(shù)轉(zhuǎn)移概率矩陣，見表3所列。

表3 局域莫蘭指數(shù)轉(zhuǎn)移概率矩陣

從空間轉(zhuǎn)移概率矩陣中不難看出，黃河流域碳排放強度空間結(jié)構(gòu)整體上呈現(xiàn)出穩(wěn)定特征，躍遷惰性顯著，即介于不同類型之間的躍遷發(fā)生數(shù)較少。I型、II型以及III型三類躍遷的轉(zhuǎn)移概率僅有0.128 6，而IV類型的空間躍遷概率則達到0.871 4，對應(yīng)的空間凝聚度為87.14%，從而說明2000-2017年黃河流域碳排放強度呈現(xiàn)出較強的空間路徑鎖定特征。進一步地，本文將時間要素引入傳統(tǒng)的靜態(tài)LISA聚散分析，通過LISA時間路徑長度（Lm）和路徑彎曲度（δm）等幾何特征指標來刻畫黃河流域碳排放強度的局部空間結(jié)構(gòu)波動性，其計算公式如下所示：

其中，M代表研究單元數(shù)量即9；T代表研究時段跨度即17；Lm,t表示m單元在t年的LISA坐標；而d(Lm,t,Lm,t+1)則表示相鄰期間內(nèi)單元m的空間移動距離。一般而言，L值越大，即說明所對應(yīng)單元的空間結(jié)構(gòu)動態(tài)趨勢越強烈；δ值越大，則表明空間結(jié)構(gòu)變動過程越曲折。

從表4來看，四川、山東和寧夏等地的時間路徑長度相對較短，即碳排放強度空間結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，這與相關(guān)省份經(jīng)濟發(fā)展水平相對穩(wěn)定、經(jīng)濟發(fā)展的集約化程度不斷加深有關(guān)；而山西、陜西、內(nèi)蒙古和甘肅等地的時間路徑長度則較長。究其原因，在中部崛起政策實施背景下，中部省份經(jīng)濟發(fā)展的同時其能源需求不斷攀升，且以煤炭作為最主要的能源供給類型，從而呈現(xiàn)出強烈的碳強度動態(tài)特征。就時間路徑彎曲度而言，同樣是陜西、山西和甘肅等省的彎曲值最高，即碳強度空間分布演變過程中存在強波動性，這與之處于高—低集聚地帶或不同類型的臨界處密切相關(guān)。一方面，相關(guān)省份由于經(jīng)濟發(fā)展加速、能源消費攀升等導(dǎo)致碳強度空間結(jié)構(gòu)變動明顯；另一方面，受到鄰近省份碳強度動態(tài)躍遷的空間效應(yīng)影響。綜合來看，黃河流域沿線省份碳強度整體上空間鎖定效應(yīng)明顯，同時局部省份又呈現(xiàn)出顯著的躍遷特征。

表4 LISA時間路徑相對長度和彎曲度

（二）經(jīng)濟集聚對碳強度的驅(qū)動效應(yīng)考察

表5報告了基于空間距離權(quán)重矩陣（8）式的2SLS回歸結(jié)果，根據(jù)分位值0.1～0.9劃分為高分位響應(yīng)階段和低分位響應(yīng)階段，刻畫不同分位響應(yīng)類型下的驅(qū)動因素差異。由空間面板分位數(shù)回歸模型估計結(jié)果可知，黃河流域碳排放強度兼具時空滯后效應(yīng)。時間維度上，碳排放強度一期滯后項系數(shù)在低分位階段（0.2～0.5）與高分位階段（0.6～0.7）均顯著為正，說明碳強度具有較強的時間路徑鎖定效應(yīng)和“滾雪球”效應(yīng)，即相鄰期碳強度水平保持著穩(wěn)定，如果上一期的碳強度水平較高，則本期的碳強度水平依然維持在較高的水平；空間維度上，碳強度空間滯后項系數(shù)在低分位階段（0.1～0.3）和高分位階段（0.6～0.9）均在1%的顯著性水平下通過檢驗，但回歸系數(shù)卻呈現(xiàn)正負波動態(tài)勢，意味著省域之間雖然存在著較強的碳排放空間效應(yīng)，但作用方向和驅(qū)動效果卻有不確定性。究其原因，周邊地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展能夠通過上下游產(chǎn)業(yè)鏈條和區(qū)域經(jīng)濟合作強化對本地能源消費的引致需求，從而形成對當?shù)靥紡姸鹊拇僭鲎饔茫貐^(qū)之間碳排放的策略性競爭行為更強化這一正向驅(qū)動效應(yīng)；反之，周邊地區(qū)亦能夠通過環(huán)境治理、清潔生產(chǎn)以及嚴格的低碳標準產(chǎn)生對當?shù)氐摹笆痉缎?yīng)”，形成碳強度抑制作用。

不難看出，經(jīng)濟集聚的一次項、二次項和三次項均能夠通過1%的顯著性水平檢驗，且在低分位響應(yīng)階段（0.1～0.5）和高分位響應(yīng)階段（0.6～0.9）中均依次為正、負和負，表明整體上經(jīng)濟集聚與碳強度之間存在著顯著且穩(wěn)健的“倒U”型曲線關(guān)系。當經(jīng)濟集聚水平達到拐點值前，對于碳排放強度具有正向驅(qū)動作用，這與黃河流域經(jīng)濟快速擴張期相對應(yīng)。該時段內(nèi)，經(jīng)濟活動的大量集中導(dǎo)致產(chǎn)能擴張、能源消費攀升進而碳排放增加，同時，黃河流域沿線省份偏重重工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和煤炭消費為主體的能源結(jié)構(gòu)的集中也會對碳排放產(chǎn)生較強的促進作用；然而當經(jīng)濟集聚水平超過臨界值后，對于碳排放強度的抑制作用顯著。得益于經(jīng)濟集聚過程中成本節(jié)約、規(guī)模經(jīng)濟以及知識溢出效應(yīng)等正外部性作用不斷凸顯，一方面，經(jīng)濟集聚可以通過專業(yè)化分工協(xié)作而提高能源利用效率和減排效率；另一方面，經(jīng)濟集聚能夠通過對減排成本的控制而強化節(jié)能減排的規(guī)模效應(yīng)。值得注意的是，經(jīng)濟集聚二次項和三次項在不同分位響應(yīng)階段中的回歸系數(shù)明顯大于一次項，即經(jīng)濟集聚對于碳強度的抑制程度顯著高于其促進作用，這表明整合區(qū)域經(jīng)濟、提升經(jīng)濟集聚水平是推進節(jié)能減排工作的重要路徑。除此之外，經(jīng)濟集聚的空間滯后項系數(shù)整體上顯著為正，表明周邊地區(qū)的經(jīng)濟集聚與本地碳強度存在較高的正相關(guān)性。其主要原因在于省際的經(jīng)濟競爭和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)在區(qū)域一體化推進背景下不斷加強，牽一發(fā)而動全身，鄰近地區(qū)的經(jīng)濟集聚能夠帶動當?shù)氐哪茉聪M和碳減排。

表5 經(jīng)濟集聚對碳強度空間面板分位數(shù)回歸結(jié)果

從控制變量來看，技術(shù)進步的估計系數(shù)在高低分位顯著為正，技術(shù)進步每提升1%，碳排放強度在低分位響應(yīng)階段將增加0.059%，高分位響應(yīng)階段則增加0.075%，這表明技術(shù)進步并不利于黃河流域碳強度控制和節(jié)能減排工作落實。造成這一現(xiàn)象的可能原因包括：其一，相較于綠色偏向型技術(shù)進步，生產(chǎn)導(dǎo)向的技術(shù)進步有助于生產(chǎn)效率的提升，進而引致投入要素增加和產(chǎn)能擴張；其二，基于本地經(jīng)濟發(fā)展壓力和環(huán)保技術(shù)研發(fā)投入回報周期較長的考慮，地方政府往往更傾向于經(jīng)濟增長型技術(shù)投資；其三，技術(shù)進步的應(yīng)用推廣存在較長的時滯性，短期內(nèi)難以發(fā)揮對碳強度的有效抑制作用［48-49］。城鎮(zhèn)化率對碳排放強度的整體驅(qū)動效應(yīng)表現(xiàn)為負，即隨著城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，集約化生產(chǎn)生活方式推廣、城市基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善以及城市群生態(tài)融合等有助于抑制碳排放；同樣地，對外開放度和信貸規(guī)模整體上也均表現(xiàn)出對碳強度的抑制效果。值得注意的是，對外開放水平在高分位響應(yīng)階段中對于碳排放強度呈現(xiàn)出不確定的驅(qū)動效應(yīng)，而利用外資規(guī)模則顯著表現(xiàn)為對碳排放的促進作用。一方面，對外交流開放的同時有助于國外低碳環(huán)保標準和清潔生產(chǎn)技術(shù)的引進，從而在碳減排中發(fā)揮促進作用；另一方面，外資引進的過程中容易導(dǎo)致“污染避難所”效應(yīng)和貿(mào)易等過程中的碳泄露問題。除此之外，工業(yè)化對于碳強度的作用顯著為正，這與已有的研究結(jié)論基本相符，工業(yè)比重較大的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中碳強度水平較高且減排困難。

（三）碳強度時空躍遷與空間分位數(shù)嵌套分析

基于碳排放強度時空躍遷與經(jīng)濟集聚空間分位數(shù)回歸的嵌套分析框架，黃河流域沿線省份節(jié)能減排目標下的碳排放驅(qū)動路徑有所差異。低分位響應(yīng)階段中，四川、陜西、山東和河南（LL→LL）保持自身低碳強度水平不變，即處于低分位制約模式。其中，經(jīng)濟集聚與碳強度顯著的“倒U”型曲線關(guān)系表明，提升經(jīng)濟集聚水平和促進區(qū)域經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展是抑制相關(guān)省份碳強度狀態(tài)躍遷的關(guān)鍵所在，有利于避免碳排放強度向高水平的動態(tài)躍遷。城鎮(zhèn)化水平、對外開放度和信貸規(guī)模亦是有效抑制碳強度上升重要因素。在城市化水平不斷提升的背景下，基礎(chǔ)建設(shè)、產(chǎn)業(yè)活動乃至居民環(huán)保意識的正外部性凸顯，而對外開放水平提高和信貸規(guī)模擴大則能夠通過高標準環(huán)境規(guī)制、清潔生產(chǎn)技術(shù)的引進和資本要素的有效流通實現(xiàn)碳強度下降的減排目標，從而有助于保持四川等地區(qū)低碳集聚狀態(tài)。與之相反，經(jīng)濟集聚滯后項的回歸系數(shù)則整體為正，即周邊地區(qū)經(jīng)濟活動的集中化能夠形成對本地碳強度水平上升的促進作用，而技術(shù)進步、工業(yè)化進程加快和引進外資規(guī)模的擴大均是打破相關(guān)省份原有低碳狀態(tài)的原因所在。高分位響應(yīng)階段中，山西、青海（HH→HH）和甘肅（HL→HL）則穩(wěn)定在高碳強度集聚狀態(tài)。顯然，經(jīng)濟集聚在高分位驅(qū)動模式下尚未有效發(fā)揮出對碳強度的抑制作用，而經(jīng)濟集聚的空間溢出效應(yīng)則成為相關(guān)省份碳強度水平居高不下的重要驅(qū)動力。從控制變量的參數(shù)估計結(jié)果來看，工業(yè)化和利用外資是導(dǎo)致山西等地區(qū)維持在高碳強度集聚水平的最主要因素，其次為技術(shù)進步。相較之下，城鎮(zhèn)化建設(shè)、對外開放和信貸規(guī)模擴大對于碳強度下降的抑制作用弱化，難以真正落實碳強度下降的減排目標。對于內(nèi)蒙古和寧夏地區(qū)而言，碳強度在空間維度上并不存在顯著的集聚效應(yīng)，因此其低碳目標的落實應(yīng)重點著力于自身的節(jié)能發(fā)展，通過省內(nèi)經(jīng)濟集聚水平的提升以及城市化推進等自我驅(qū)動。

根據(jù)各省區(qū)碳強度時空躍遷及其經(jīng)濟集聚空間驅(qū)動機制的分析結(jié)果，省域環(huán)境治理著力點和碳減排政策實施路徑存在差異化。整體來看，黃河流域九省的碳強度均呈現(xiàn)出較強的空間穩(wěn)定特征，其中四川、陜西、山東和河南屬于低碳排放強度集聚區(qū)，而山西、青海和甘肅則屬于高碳排放強度集聚區(qū)。對于高碳集聚區(qū)而言，其重點在于對碳排放強度關(guān)鍵驅(qū)動因素的控制和優(yōu)化，具體來說，包括提高第三產(chǎn)業(yè)比重、改善外資利用結(jié)構(gòu)以及推動具有“綠色偏向”特征的技術(shù)進步等。除此之外，促進區(qū)域協(xié)同發(fā)展和提高經(jīng)濟集聚水平也是扭轉(zhuǎn)高碳排放強度“空間鎖定”困境的重要選擇。不同的是，對于低碳集聚區(qū)域而言，則關(guān)注于碳排放強度抑制因素的改進和強化。同樣，在低分位抑制模式中需要充分發(fā)揮經(jīng)濟集聚對碳強度的抑制作用，同時有效發(fā)揮周邊地區(qū)經(jīng)濟集聚對本地碳排放積極的空間外部性，這是抵消碳強度正向驅(qū)動效應(yīng)和實現(xiàn)減排目標的最主要因素。進一步地，通過城鎮(zhèn)化水平進步、對外開放程度加深以及信貸規(guī)模擴大等路徑來保持低碳集聚的穩(wěn)定性。綜合來看，黃河流域沿線省份低碳發(fā)展既強調(diào)不同碳強度集聚類型和躍遷路徑下的差異化減排措施選擇，也離不開區(qū)域內(nèi)部之間協(xié)同交流和區(qū)域經(jīng)濟集聚節(jié)能減排效應(yīng)的有效發(fā)揮。

六、結(jié)論和政策建議

在區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略穩(wěn)步推進的背景下，經(jīng)濟活動的空間集聚已然成為區(qū)域發(fā)展格局的基本態(tài)勢和重要驅(qū)動，而把握經(jīng)濟集聚發(fā)展和節(jié)能減排的均衡關(guān)系是實現(xiàn)雙控目標約束下區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。同時，基于區(qū)域內(nèi)部發(fā)展異質(zhì)性而形成的差異化碳強度驅(qū)動路徑也是不可忽視的現(xiàn)實問題。針對上述問題，本文通過傳統(tǒng)產(chǎn)出密度模型的改進刻畫碳強度與經(jīng)濟集聚的理論關(guān)系，選用黃河流域九省2000-2017年面板數(shù)據(jù)并基于空間面板分位數(shù)回歸模型進行實證計量，并且在分位數(shù)回歸與碳強度時空躍遷的嵌套分析框架中展開分析，所得結(jié)論如下：

（1）黃河流域經(jīng)濟集聚與碳強度存在顯著且穩(wěn)健的“倒U”型曲線關(guān)系。在高低分位響應(yīng)階段中，經(jīng)濟集聚和碳強度均存在減排臨近點，即當經(jīng)濟集聚超過一定閾值后，開始呈現(xiàn)出顯著的碳強度抑制作用。從影響程度來看，經(jīng)濟集聚對于碳強度的抑制作用程度遠超促增效應(yīng)，是降低碳強度水平、落實低碳目標的關(guān)鍵因素。同時，經(jīng)濟集聚具有顯著的正向空間溢出效應(yīng)，即在地方策略性競爭效應(yīng)以及產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)發(fā)展引致的規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)之下，周邊地區(qū)的經(jīng)濟集聚發(fā)展會導(dǎo)致本地碳強度水平的升高。

（2）黃河流域碳強度水平呈現(xiàn)較強的時空路徑依賴特征。時間維度上，相鄰期碳排放強度存在顯著的正相關(guān)性，即上一期碳強度水平如果較高，則本期碳強度可能會不斷走高，意味著低碳減排需要立足于長效機制和持續(xù)治理；空間維度上，黃河流域省際碳強度的空間溢出效應(yīng)具有不確定性，表明周邊地區(qū)的碳強度既能夠通過積極的示范作用改善本地碳排放狀況，也能夠基于規(guī)模擴張等效應(yīng)導(dǎo)致本地的碳環(huán)境惡化，因而區(qū)域整體節(jié)能減排目標的實現(xiàn)必須強化區(qū)域內(nèi)部的協(xié)作機制和聯(lián)動效應(yīng)。

（3）黃河流域碳強度空間分布狀態(tài)“集聚”和“分異并存”，且碳強度狀態(tài)躍遷過程中空間鎖定效應(yīng)明顯?；谔紡姸葧r空躍遷和分位數(shù)回歸的嵌套分析框架，黃河流域四川、陜西、山東和河南（LL→LL）表現(xiàn)為穩(wěn)定的低碳強度集聚狀態(tài)，在低分位制約模式下其節(jié)能減排的重點在于維持低碳強度水平穩(wěn)定并弱化技術(shù)進步、工業(yè)化發(fā)展等因素的正向驅(qū)動效應(yīng)；山西、青海（HH→HH）和甘肅（HL→HL）整體上則表現(xiàn)為高碳強度集聚或高—低碳強度集聚狀態(tài)，在高分位驅(qū)動模式下其關(guān)注的重點則在于扭轉(zhuǎn)當前高碳強度水平的空間鎖定困境，實現(xiàn)碳強度下降的關(guān)鍵則在于強化金融集聚、城鎮(zhèn)化發(fā)展等抑制性因素的作用。

上述研究結(jié)論對于促進黃河流域經(jīng)濟集聚和節(jié)能減排的均衡發(fā)展，以及全域碳環(huán)境向低碳集聚狀態(tài)躍遷的路徑選擇，具有重要的指導(dǎo)意義。

首先，區(qū)域協(xié)同發(fā)展的基本空間形態(tài)和經(jīng)濟活動的空間集中化趨勢，對地區(qū)環(huán)境治理、節(jié)能減排以及綠色發(fā)展具有重要影響。本文的研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟集聚在達到一定水平后，對于碳強度具有顯著的抑制作用?；谶@樣的判斷，黃河流域沿線省份應(yīng)在“高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略”實施基礎(chǔ)上，打造城市群經(jīng)濟和一體化產(chǎn)業(yè)模式，充分發(fā)揮以中原城市群等為核心的經(jīng)濟輻射和引領(lǐng)作用，從而形成區(qū)域碳強度下降的內(nèi)在動力。

其次，本文顯示碳強度與經(jīng)濟集聚均存在較強的空間溢出效應(yīng)，這表明碳強度下降目標的實現(xiàn)要求區(qū)域間的協(xié)同減排和合作治理，通過碳排放權(quán)交易與生態(tài)補償、環(huán)境規(guī)制的聯(lián)合出臺以及環(huán)境污染的聯(lián)防聯(lián)控等途徑，充分發(fā)揮鄰域之間積極的示范效應(yīng)和溢出效應(yīng)的正外部性。

最后，基于黃河流域碳強度空間集聚和分異的異質(zhì)性特征，需要制定“共同又有區(qū)別”的減排調(diào)控政策，并明確差異化的碳強度躍遷驅(qū)動路徑。在強化經(jīng)濟集聚水平在碳強度變動過程中的抑制作用的同時，重點通過優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)降低第二產(chǎn)業(yè)比重、推動綠色偏向型技術(shù)進步以及改善外資利用結(jié)構(gòu)等，保持四川、陜西、山東和河南低碳強度集聚狀態(tài)的穩(wěn)定；對于高碳強度集聚狀態(tài)的山西、青海和甘肅等省，則應(yīng)聚焦促進城鎮(zhèn)化建設(shè)、擴大信貸規(guī)模和提高資金利用效率等措施，以此打破高碳強度集聚的空間鎖定困境，加速向低碳強度狀態(tài)的躍遷。