羅慧麗, 趙榮欽, 梁宗正, 張建偉, 揣小偉, 張慧芳, 李汭詩

(1.華北水利水電大學 測繪與地理信息學院,河南 鄭州 450046; 2.北京外國語大學 區(qū)域與全球治理高等研究院,北京 100089;3.安陽師范學院 資源環(huán)境與旅游學院,河南 安陽 455002; 4.南京大學 地理與海洋科學學院,江蘇 南京 210023)

人類活動導致的碳排放及其對全球變暖的影響受到各國政府和科學界的廣泛關注[1-2]。隨著經濟全球化進程的不斷加快,區(qū)域之間的經濟聯系進一步加強,產品貿易帶來的隱含碳排放和碳泄漏問題成為當前的研究熱點之一[3-4]。貿易隱含碳指一國(或地區(qū))生產進出口貿易產品(或提供服務)所引起的碳排放量[5]。研究表明,無論是對外貿易[6-7]還是區(qū)域間貿易[8-9]都引起了巨大的隱含碳轉移。因此,開展省際貿易隱含碳流通研究,有助于揭示區(qū)級貿易的異地環(huán)境影響,識別并劃分碳減排責任,對于區(qū)域協同減排、公平發(fā)展具有重要理論和實踐意義[10]。

近年來,國內外學者從不同角度探討了貿易隱含碳排放問題,采用的測度方法主要有兩種:一是“自下而上”的生命周期評價法[11],即對貿易過程的全生命周期碳排放進行跟蹤計算。該方法多適用于特定產品[12]、單個行業(yè)[13]的碳排放總量計算,對數據的完整性要求較高,不能進行多個體復雜關系的研究。二是“自上而下”的投入產出法[14],投入產出法可進一步分為單區(qū)域投入產出法[15-16]和多區(qū)域投入產出法[17-18],即通過地區(qū)投入產出表,利用Leontief逆矩陣,計算區(qū)域之間貿易隱含碳排放量,該方法能夠很好地反映出多個經濟體或部門間的關聯關系,應用較為廣泛。研究尺度主要涉及全球[19]、國家[20-21]、“一帶一路”地區(qū)[22-23]、省區(qū)市[24-25]、產業(yè)[26-27]等不同層面。研究發(fā)現,中國快速增長的區(qū)域出口活動造成了大規(guī)模的碳排放[28],且中國在中日貿易中處于逆差方[29],在中美貿易中處于順差方[30]。另外,中國省際碳排放差距逐年擴大[31],主要表現為經濟較發(fā)達地區(qū)通過貿易使經濟欠發(fā)達地區(qū)承擔了一定的碳排放壓力[32]。大量研究表明,貿易隱含碳排放主要受經濟效應[33]、技術效應[34]、結構效應[35]、規(guī)模效應[36]、貿易模式[37]等因素的影響,尤以貿易模式的影響最為顯著。另外,貿易產品的城鄉(xiāng)結構是影響隱含碳轉移的重要因素[38]。近年來,一些學者開展了貿易隱含碳排放責任劃分的研究。比如:ZHANG Y G[39]認為基于生產者責任制的碳排放核算未考慮區(qū)域間的經濟聯系及環(huán)境影響,有失公平性;鐘章奇等[40]認為中國采用消費者責任制測算的碳減排責任分攤更公平合理;余曉泓和詹夏顏[41]認為中國承擔了部分來自他國的收益?zhèn)忍寂欧咆熑?楊青林等[42]認為生產-消費者共擔責任原則對國家碳排放的責任分配更公平有效。這些研究為進一步開展省際城鄉(xiāng)貿易隱含碳流通研究提供了重要參考。

總體而言,前期研究大多關注國家間、區(qū)域間貿易隱含碳流通的情況,而對于城鄉(xiāng)之間貿易隱含碳流通的研究相對較少。由于中國長期存在城鄉(xiāng)二元結構,城鄉(xiāng)經濟發(fā)展水平和產業(yè)結構存在較大差距[43],城鄉(xiāng)系統之間具有大量產品、資源的貿易流通,且具有明顯的區(qū)域差異。因此,開展省際城鄉(xiāng)貿易隱含碳流通研究對于揭示城鄉(xiāng)消費的異地環(huán)境影響、推動城鄉(xiāng)協調發(fā)展具有重要的現實意義。鑒于此,為深入了解省域城鄉(xiāng)間貿易的異地環(huán)境影響及城鄉(xiāng)不公平性,本文采用2017年中國區(qū)域間投入產出表及各省區(qū)能源消費數據,利用環(huán)境拓展的投入產出模型,在省際貿易隱含碳空間分布及流通格局分析的基礎上,探討了省域尺度城鄉(xiāng)貿易隱含碳的空間格局,并揭示了不同省份城鎮(zhèn)和農村隱含碳的流通路徑和網絡特征。本研究可為區(qū)域協同減排和城鄉(xiāng)公平發(fā)展提供理論參考和實踐指導。

1 研究方法與數據來源

1.1 數據來源及處理

本文的數據來源主要有:①2017年中國31個省區(qū)42部門區(qū)域間投入產出表[44];②各能源平均低位發(fā)熱量來自2018年《中國能源統計年鑒》,碳排放因子來自《IPCC國家溫室氣體清單指南》[45],碳氧化率來自《省級溫室氣體清單編制指南》。需要說明的是:①由于《中國能源統計年鑒》中缺乏西藏自治區(qū)的數據,因此本文的計算結果中西藏僅有隱含碳輸入而沒有輸出。另外,由于數據缺失,未計算香港、澳門、臺灣的貿易隱含碳。②考慮到投入產出表其他項占總產出的比例小于5%,對計算結果影響較小,本文未將其他項從總產出中扣除。③本文采用的是競爭型投入產出表,一國的中間品投入分為進口中間品和國內中間品投入兩部分,本文在計算時沒有對進口中間品的投入進行嚴格區(qū)分,計算結果可能會有一定誤差。

1.2 研究方法

1.2.1 碳排放量計算

參考IPCC的計算方法,各省(區(qū)、市)能源消費碳排放的計算公式如下:

Epq=FCpq·NCVq·EFq·Oq。

(1)

式中:Epq為p行業(yè)q能源的碳排放量;FCpq為p行業(yè)q能源的消費量;NCVq為q能源的平均低位發(fā)熱量;EFq為能源q的碳排放因子;Oq為q能源的碳氧化率。本文涉及的能源類型包括煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣、液化石油氣、煉廠干氣等10類。

1.2.2 貿易隱含碳量計算

在一個考慮R個區(qū)域N個部門的經濟系統中,各區(qū)域各部門間的投入產出關系可以表示為:

X=(I-A)-1Y。

(2)

將碳排放量作為環(huán)境變量引入式(2),得到環(huán)境拓展的投入產出模型:

C=EX=E(I-A)-1Y=TY。

(3)

式中:C(N×1向量)為各區(qū)域各部門的碳排放量;E為對角矩陣,其組成元素為直接碳排放系數,即各區(qū)域各部門生產單位產品的直接碳排放量,t/萬元;T為完全碳排放系數矩陣(完全碳排放包括直接碳排放和間接碳排放)。

r區(qū)域對s區(qū)域的隱含碳轉出量計算公式為:

(4)

r區(qū)域的碳足跡計算公式為:

(5)

式中CFr為r區(qū)域的碳足跡。當s=r時,ECrs為本地的碳足跡;當s≠r時,ECrs為異地的碳足跡。

1.2.3 省際城鄉(xiāng)貿易隱含碳量計算

參考孫思奧等[46]提出的構建區(qū)域間虛擬水城鄉(xiāng)貿易網絡的方法,建立省際城鄉(xiāng)貿易隱含碳排放量計算模型,具體公式如下:

(6)

(7)

2 結果分析

2.1 中國省際貿易隱含碳及其空間格局

2017年省際貿易隱含碳總量及凈貿易隱含碳排放空間格局如圖1—2所示。

圖1 2017年中國各地區(qū)貿易隱含碳總量

從圖1—2中可以看出:省際貿易隱含碳總量呈現明顯的區(qū)域差異性,凈輸入貿易隱含碳區(qū)域主要集中在華東和西南地區(qū),凈輸出貿易隱含碳地區(qū)主要包括華北、東北和西北地區(qū)。這主要與不同區(qū)域的資源稟賦、貿易量、產業(yè)特點及產品結構密切相關。2017年中國貿易隱含碳總量為176 608.33萬t。

從圖1中可看出:河北的貿易隱含碳總量最大,為13 169.63萬t;江蘇、河南、廣東3省的貿易隱含碳總量次之,分別均在10 000.00萬t以上。此4省貿易隱含碳總量合計占全國的27.86%。

從圖2中可以看出:河北是貿易隱含碳凈輸出地區(qū),江蘇、河南、廣東3省均為貿易隱含碳凈輸入地區(qū);江蘇和廣東經濟發(fā)達,屬于加工密集型地區(qū),制造業(yè)占主導地位,需要大量能源的中間投入,其貿易隱含碳輸入量是輸出量的1.5～2.0倍;除西藏外,青海的貿易隱含碳總量最小,為681.43萬t,僅為河北貿易隱含碳總量的0.05倍;除北京外,華北、東北和西北地區(qū)均是貿易隱含碳凈輸出地區(qū),這表明省際貿易為這些地區(qū)帶來經濟增長的同時,也導致了這些地區(qū)碳排放的大幅增加。

圖2 2017年中國凈貿易隱含碳排放空間格局

2017年省際貿易隱含碳排放量如圖3所示。由圖3可以看出:

圖3 2017年省際貿易隱含碳排放量

1)貿易隱含碳輸入和輸出量具有較大的省際差異。中國貿易隱含碳輸入量較大的地區(qū)主要集中在沿海省市,貿易隱含碳輸出量較大的地區(qū)主要在華北地區(qū)(除京津外)。

2)11個沿海地區(qū)貿易隱含碳輸入量占總輸入量的45.99%,其中浙江、江蘇、廣東貿易隱含碳輸入量全國排名前三,均在7 500萬t以上,說明省際貿易使沿海地區(qū)環(huán)境得到了改善。此外,由于人口相對較少,經濟欠發(fā)達,西藏、青海貿易隱含碳輸入量較小,分別為418.64萬t、303.69萬t。河北貿易隱含碳輸出量最大,為9 567.37萬t。內蒙古、山西、河南貿易隱含碳輸出量次之,分別均在5 000萬t以上。

河北、內蒙古、山西屬于能源資源富集區(qū),多輸出能源密集型產品作為初級產品滿足其他地區(qū)的加工需求。河南貿易隱含碳輸入和輸出量均居全國第四,表明河南受省際貿易的環(huán)境影響較小。青海、海南貿易隱含碳輸出量較小,分別為495.73萬t、377.74萬t。

2017年省際貿易隱含碳排放流通格局如圖4所示。

圖4 2017年省際貿易隱含碳排放流通格局

從圖4中可以看出:省際貿易隱含碳流通路徑相對集中,貿易隱含碳排放主要從第二產業(yè)發(fā)達或能源資源富集的經濟欠發(fā)達地區(qū)向經濟發(fā)達地區(qū)流動。例如:內蒙古、山西、遼寧、山東4個地區(qū)分別向江蘇、浙江、河南、河北、廣東、北京、重慶7個地區(qū)累計輸出了其各自隱含碳輸出量的50%以上,且向江蘇、浙江、河南3個地區(qū)輸出的隱含碳量均位居其各自隱含碳輸出量的前列,這表明能源富集區(qū)向資源欠發(fā)達地區(qū)輸入產品(或提供服務)的過程中產生了大量隱含碳排放。河北的貿易隱含碳的主要輸出地為北京,向北京輸出了914.53萬t,這主要是因為河北作為北京產業(yè)轉移的主要承接地,為北京提供了大量產品(或服務)。其次是江蘇、浙江、廣東、河南、上海等地區(qū),向6個地區(qū)合計輸出量占其輸出總量的48.29%。河南貿易隱含碳輸出量排名前六的地區(qū)依次為廣東、浙江、江蘇、重慶、云南、北京,均在250萬t以上。河南貿易隱含碳主要來自河北、內蒙古、陜西、山西等地區(qū),來自這4個地區(qū)的隱含碳量合計占河南的隱含碳輸入總量的31.34%。河南是典型的農業(yè)、人口大省,在輸出大量農作物產品的同時也輸入了大量隱含碳以滿足本地消費。

2.2 中國城鄉(xiāng)貿易隱含碳流通特征分析

2017年城鄉(xiāng)貿易隱含碳排放量如圖5所示。

圖5 2017年城鄉(xiāng)貿易隱含碳排放量

由圖5可看出:

1)總體來看,2017年中國城鎮(zhèn)隱含碳輸入量(90 439.63萬t)大于輸出量(87 274.72萬t),農村隱含碳輸出量(8 308.28萬t)遠大于輸入量(5 143.37萬t),這表明農村在城鄉(xiāng)貿易中承擔了較大的碳排放壓力。

2)中國各省市城鎮(zhèn)貿易隱含碳輸入量均大于農村貿易隱含碳輸入量,城鄉(xiāng)貿易隱含碳輸入量較大的區(qū)域多集中在沿海城鎮(zhèn)地區(qū)。浙江城鎮(zhèn)貿易隱含碳輸入量最大,為8 182.50萬t,江蘇和廣東城鎮(zhèn)的次之,分別為7 959.37萬t、7 521.64萬t,11個沿海省市城鎮(zhèn)貿易隱含碳輸入量合計占全國城鎮(zhèn)貿易隱含碳輸入量的45.78%。西藏、青海的城鎮(zhèn)貿易隱含碳輸入量較小,分別為414.88萬t、316.86萬t。在城鄉(xiāng)貿易隱含碳輸入量從大到小的排序中,排在前30位的都是城鎮(zhèn)地區(qū)。湖北農村貿易隱含碳輸入量最大,為403.64萬t,僅為浙江城鎮(zhèn)的0.05倍。上海、天津、西藏農村貿易隱含碳輸入量較小,均在20.00萬t以下,且西藏農村貿易隱含碳輸入量僅為10.12萬t。這主要是因為上海、天津城鎮(zhèn)化率高,農村人口較少,而西藏屬于西部地區(qū),經濟密度低,農村消費體量小。中國各省市城鎮(zhèn)貿易隱含碳輸出量均大于農村貿易隱含碳輸出量,城鄉(xiāng)貿易隱含碳輸出量較大的區(qū)域主要是華北城鎮(zhèn)地區(qū)。河北、山西城鎮(zhèn)貿易隱含碳輸出量較大,這是由于它們分別為煤炭大省和鋼鐵大省,多向其他地區(qū)輸出高碳產品,且河北城鎮(zhèn)貿易隱含碳輸出最大,為9 546.26萬t;內蒙古城鎮(zhèn)和農村貿易隱含碳輸出均較大,原因在于內蒙古不僅擁有豐富的資源,且具有較高的農產品產量。不同地區(qū)的城鎮(zhèn)、農村貿易隱含碳輸出存在較大差異,這主要與各個地區(qū)的主導產業(yè)有關。黑龍江農村在農村貿易隱含碳輸出量中排名第一,其隱含碳輸出為1 021.01萬t。除西藏外,海南、青海城鎮(zhèn)貿易隱含碳輸出量較小,均小于500.00萬t,青海、上海、寧夏、北京農村貿易隱含碳輸出量較小。

中國省際貿易隱含碳主要發(fā)生在城鎮(zhèn)與城鎮(zhèn)之間,2017年城鎮(zhèn)—城鎮(zhèn)、農村—農村貿易隱含碳流通網絡如圖6所示。由圖6可看出:

1)2017年發(fā)生在城鎮(zhèn)間的貿易隱含碳總量為164 619.69萬t,占全國城鄉(xiāng)貿易隱含碳總量的86.11%,城鎮(zhèn)間貿易隱含碳流通格局與省際貿易隱含碳排放路徑基本一致。

2)河北、內蒙古、山西、遼寧、山東5個地區(qū)城鎮(zhèn)分別向北京、浙江、江蘇、廣東、河南、上海、重慶7個地區(qū)城鎮(zhèn)累計輸出了其各自隱含碳輸出量的50.00%以上。江蘇城鎮(zhèn)貿易隱含碳主要向浙江、廣東、河南、北京、安徽、重慶等地城鎮(zhèn)輸出,輸出量均在200.00萬t以上,合計量占其輸出總量的45.98%。從城鎮(zhèn)間貿易隱含碳流通情況可以看出,中國貿易產品運輸距離較遠,未充分利用地理鄰近效應,這導致貿易隱含碳排放的增加。中國農村與農村間隱含碳貿易體量較小,這主要與農村人口大規(guī)模向外流動有關。內蒙古、黑龍江、新疆農村間貿易隱含碳輸出量較大,均大于20.00萬t,農村間貿易隱含碳輸入量較大的地區(qū)為山西、廣東、貴州、河南農村。

3)內蒙古農村向山西農村輸出的貿易隱含碳量最大,為18.83萬t,占其總輸出量的55.88%,占山西總輸入量的92.73%;其次是河南農村,內蒙古農村向其輸出的隱含碳量為5.52萬t。與城鎮(zhèn)間貿易隱含碳流通格局相比,農村碳排放路徑較為分散,這主要是由農村消費需求差異決定的。黑龍江農村主要向吉林、貴州、新疆、內蒙古、廣西等地農村輸出隱含碳,輸出量均在1.50萬t以上。新疆農村貿易隱含碳主要向貴州、黑龍江、湖南、內蒙古、廣西5地農村輸出,累計輸出了其隱含碳總輸出量的45.62%以上。

2017年城鎮(zhèn)—農村、農村—城鎮(zhèn)貿易隱含碳流通格局如圖7所示。從圖7中可看出:

圖7 2017年城鎮(zhèn)—農村、農村—城鎮(zhèn)貿易隱含碳流通格局絡

1)從農村—城鎮(zhèn)、城鎮(zhèn)—農村貿易隱含碳流通格局看,中國各省區(qū)農村輸入城鎮(zhèn)的貿易隱含碳量明顯大于城鎮(zhèn)輸入農村的貿易隱含碳量,這表明城鎮(zhèn)是貿易隱含碳輸入的熱點區(qū)域,農村則是貿易隱含碳輸出的主要源區(qū)。

2)在城鎮(zhèn)與農村貿易隱含碳流通中,異地隱含碳輸入量由大到小排名中前六的均為城鎮(zhèn)地區(qū),而輸出量由大到小排名中前六的均為農村地區(qū)。其中,黑龍江農村隱含碳輸出量最大,為994.44萬t,內蒙古、湖南、山東、江蘇、河北農村次之;江蘇城鎮(zhèn)隱含碳輸入量最大,為588.43萬t,河南、湖南、山東、浙江、吉林城鎮(zhèn)次之,均在450.00萬t以上;黑龍江農村貿易隱含碳主要向吉林城鎮(zhèn)輸出,輸出量為217.82萬t,占其異地輸出量的36.40%,僅次于其向本地城鎮(zhèn)輸出的貿易隱含碳量(396.11萬t)。內蒙古、湖南、山東、河北4個地區(qū)農村分別向北京、江蘇、浙江、廣東、河南5個地區(qū)城鎮(zhèn)累計輸出了其各自異地隱含碳輸出量的35.00%以上。各省(區(qū)、市)城鎮(zhèn)與本地區(qū)農村間貿易隱含碳的輸入和輸出量明顯大于區(qū)級的隱含碳流通量。湖南地區(qū)農村向該地區(qū)城鎮(zhèn)輸出的貿易隱含碳量最大,為445.47萬t,山東、黑龍江、湖北、江蘇地區(qū)農村分別向各自地區(qū)的城鎮(zhèn)輸出的隱含碳量次之,均在300.00萬t以上。上海、北京地區(qū)農村分別向各自地區(qū)城鎮(zhèn)輸出的貿易隱含碳量較小,分別為9.19萬t、6.01萬t,主要與這兩地區(qū)城鎮(zhèn)化率高有關。農村在城鎮(zhèn)與鄉(xiāng)村貿易中承擔了較大的碳排放壓力。吉林地區(qū)農村向該地區(qū)城鎮(zhèn)輸出的貿易隱含碳量是該地區(qū)城鎮(zhèn)向農村輸出量的18.41倍,浙江的這個數據也達到了10.33倍。重慶、湖北、河北、遼寧、陜西地區(qū)農村分別向本地區(qū)城鎮(zhèn)輸出的貿易隱含碳量是城鎮(zhèn)向農村輸出量的0.9～1.2倍,表明這5個地區(qū)在各自地區(qū)城鎮(zhèn)與鄉(xiāng)村間貿易中是互利關系。

注:該圖基于自然資源部標準地圖服務網站下載的審圖號為GS(2016)2923號的標準地圖制作,底圖無修改。為更好地展示2017年城鎮(zhèn)—農村、農村—城鎮(zhèn)貿易隱含碳流通情況,這里僅將異地隱含碳輸入量由大到小排序前六的地區(qū)、輸出量由大到小排序前六的地區(qū)進行了空間分析。

3 結論與政策建議

本文采用2017年中國區(qū)域間投入產出表及各省(區(qū)、市)能源消費數據,利用環(huán)境拓展的投入產出模型,在分析不同省際貿易隱含碳空間分布及流通格局的基礎上,進一步揭示各省(區(qū)、市)城鎮(zhèn)與農村貿易隱含碳的區(qū)域差異和流通路徑。主要結論如下:①貿易隱含碳的輸入和輸出具有較大的省際差異,凈輸入區(qū)域主要包括華東和西南地區(qū),凈輸出區(qū)域主要集中在華北、東北和西北地區(qū),這主要與不同區(qū)域的資源稟賦、貿易量、產業(yè)特點及產品結構密切相關。②貿易隱含碳排放主要從第二產業(yè)發(fā)達或能源資源富集的經濟欠發(fā)達地區(qū)向經濟發(fā)達地區(qū)流動,這表明能源富集區(qū)向資源欠發(fā)達地區(qū)輸入產品(或提供服務)的過程中產生了大量隱含碳排放。③省際貿易隱含碳流通路徑相對集中,城鎮(zhèn)間貿易隱含碳流通格局與省際的基本一致。農村間隱含碳貿易體量較小,碳排放路徑較為分散,這主要是由消費需求差異決定的。④從全國尺度看,城鎮(zhèn)是貿易隱含碳輸入的熱點區(qū)域,而農村則是貿易隱含碳輸出的主要源區(qū)。各省(區(qū)、市)農村輸入城鎮(zhèn)的貿易隱含碳量明顯大于城鎮(zhèn)輸入農村的貿易隱含碳量,這表明農村在城鄉(xiāng)貿易中承擔了較大的碳排放壓力。

基于本文的結論,為進一步推動區(qū)域減排和城鄉(xiāng)協調發(fā)展,提出以下對策建議:

1)加快中西部能源密集區(qū)的傳統產業(yè)轉型升級,重點推動高能耗產業(yè)的產能化解和技術改造,提高能源利用效率,通過大力發(fā)展可再生能源進一步優(yōu)化能源結構,從源頭降低貿易隱含碳排放。

2)堅持區(qū)域協調和城鄉(xiāng)統籌發(fā)展,在產業(yè)轉移和空間布局中,要堅持區(qū)域協同減排的理念,避免重復建設和同質化發(fā)展帶來過多的碳排放。

3)充分利用地理鄰近效應,優(yōu)化地區(qū)生產布局,優(yōu)化區(qū)域之間物流網絡和產品運輸距離,提高貿易流通效率。

4)建議推行貿易碳核算和碳標簽制度,明確劃分區(qū)級和城鄉(xiāng)碳減排責任,并嘗試開展基于隱含碳的區(qū)域和城鄉(xiāng)之間的橫向碳補償,進一步推動區(qū)域之間、城鄉(xiāng)之間的公平發(fā)展和協同減排。