陳小龍，狄乾斌,b,2，吳洪宇

（1. 遼寧師范大學(xué) a. 地理科學(xué)學(xué)院；b. 海洋經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展研究中心，遼寧 大連 116029；2. 河北科技師范學(xué)院 海洋經(jīng)濟與沿海經(jīng)濟帶研究中心，河北 秦皇島 066004）

“十四五”時期，中國生態(tài)文明建設(shè)進入減污降碳協(xié)同增效新階段（王涵 等，2022a）。黨中央、國務(wù)院對深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)、實現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效提出明確部署和要求；中央經(jīng)濟工作會議也明確要求“繼續(xù)打好污染防治攻堅戰(zhàn)，實現(xiàn)減污降碳協(xié)同效應(yīng)”（姜華 等，2021）。城市群作為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展重要載體，尤其京津冀、長三角和珠三角城市群是最具經(jīng)濟活力、開放程度最高的國家級城市群，其減污降碳協(xié)同增效作用的發(fā)揮是國家可持續(xù)發(fā)展重要驅(qū)動力量（任梅 等，2019）。厘清中國沿海三大城市群減污降碳協(xié)同增效的演變規(guī)律和影響機制，準(zhǔn)確把握減污降碳協(xié)同增效的發(fā)展重點、方向和著力點，對推動區(qū)域污染物減少與碳排放達峰盡早實現(xiàn)具有重要意義。

碳排放引起的生態(tài)環(huán)境污染與全球氣候問題已成為研究熱點，國內(nèi)外學(xué)者都給予高度關(guān)注。1）研究內(nèi)容上：主要集中在大氣污染物與碳排放的驅(qū)動機理、應(yīng)對策略及其效應(yīng)的研究（Ramanthan et al., 2010; Mosikaei et al., 2020; Wang et al., 2019; Du et al., 2021）；環(huán)境治理對碳減排、氣候變化的協(xié)同效應(yīng)及評價研究；減污降碳對策措施及其協(xié)同效應(yīng)評價研究（Yu et al., 2020）。如牛彤（2019）構(gòu)建大氣污染物和二氧化碳協(xié)同減排系統(tǒng)的理論模型，測算不同地區(qū)工業(yè)協(xié)同減排程度，并提出相應(yīng)對策；Okorn 等（2021）通過對大氣污染物排放和碳排放監(jiān)測，驗證污染物減排協(xié)同性；高慶先等（2021）對大氣污染防治進行效果評估，發(fā)現(xiàn)技術(shù)進步對SO2、NO2、煙塵和碳減排的產(chǎn)生正向協(xié)同效應(yīng)；王涵等（2022b）構(gòu)建減污-降碳-經(jīng)濟評價指標(biāo)體系，對各地區(qū)減污、降碳和經(jīng)濟指標(biāo)進行綜合評價，提出減污降碳與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展建議。2）研究區(qū)域上：包括全國、城市群等尺度。如Li等（2021）對中國減污降碳協(xié)同效應(yīng)的時空特征及其影響機制分析；孫麗文等（2020）對京津冀區(qū)域碳排放協(xié)同治理及影響因素進行分析；馬偉波等（2022）利用時空地理加權(quán)回歸法和隨機森林法分析長三角城市群減污降碳驅(qū)動因素的重要性變遷特征；長江流域典型（Ren et al., 2020）等區(qū)域尺度研究；也有北京（謝元博 等，2013）、重慶（王敏 等，2021）、上海和黑龍江省等省級尺度研究；阿迪拉·阿力木江等（2020）以上海市為例，對碳減排和大氣污染控制的協(xié)同效益進行評價；張揚等（2015）對黑龍江省大氣污染防治行動計劃的溫室氣體減排進行核算；以及沈陽（溫娜，2021）、烏魯木齊（高玉冰 等，2014）和唐山等城市尺度研究；邢有凱等（2020）以唐山市為例，基于城市藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)行動，對協(xié)同控制局地大氣污染物和溫室氣體效果進行評估。3）研究部門上，涉及到交通部門（Jiao et al., 2020）；工業(yè)部門的電力行業(yè)（Zhou et al., 2015）、鋼鐵行業(yè)（汪旭穎 等，2022）、水泥行業(yè)（Zhang et al.,2020）、農(nóng)業(yè)等部門。何艷秋等（2020）對中國農(nóng)業(yè)碳排放空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及區(qū)域協(xié)同減排進行分析。4）研究對象上，包括清潔能源規(guī)則及排放回升對二氧化碳和大氣污染物排放的影響（Keyes et al.,2019），也涉及對“大氣污染防治行動計劃”和“城市藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)行動”的減污降碳協(xié)同效應(yīng)分析。5）研究方法上，測算大氣污染物和二氧化碳等溫室氣體主要是《IPCC國家溫室氣體排放清單指南》（2006）公布的排放因子法（李晴 等，2013）、大氣污染物當(dāng)量法（李建熹 等，2011）；減污降碳協(xié)同效應(yīng)評價多采用相關(guān)系數(shù)法（宋飛 等，2012）、彈性系數(shù)法（何峰 等，2021）、協(xié)同減排當(dāng)量法（毛顯強 等，2012）、協(xié)同效應(yīng)坐標(biāo)系法（高玉冰 等，2021）和協(xié)同效應(yīng)評估指數(shù)法（高慶先 等，2021）；減污降碳協(xié)同效應(yīng)預(yù)測多采用多元線性回歸模型（常樹誠 等，2021）、LEAP 模型（馮相昭 等，2021）、STIRPAT模型（楊森 等，2019）等方法。

綜上，已有文獻側(cè)重環(huán)境污染治理或碳排放測度的研究范式，隨著對協(xié)同效應(yīng)研究的不斷深入，越來越多的研究討論大氣污染物與碳排放的協(xié)同效應(yīng)，但對減污降碳的研究限于協(xié)同控制的案例，對減污降碳協(xié)同增效的城市對比數(shù)據(jù)研究成果較少；其次，區(qū)域減污降碳協(xié)同增效內(nèi)涵、性質(zhì)等理論研究居多，主要集中在全國及省域?qū)用?，現(xiàn)階段城市群水平的減污降碳缺乏測度指標(biāo)，對不同規(guī)模、發(fā)展程度的城市群呈現(xiàn)的異質(zhì)性現(xiàn)象難以做出有效的解釋；且少有研究將局部空間相關(guān)分析與局部空間回歸分析相結(jié)合，從城市群內(nèi)部城市角度切入進行長時間尺度上影響因素的作用機制研究。

基于此，本文以中國沿海三大城市群為研究對象，將協(xié)同發(fā)展理論、區(qū)域碳排放與環(huán)境治理納入統(tǒng)一框架，構(gòu)建減污降碳協(xié)同增效評價體系；采用改進Topsis模型、空自間相關(guān)分析、復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型和回歸模型，定量測度三大城市群減污降碳協(xié)同增效時空演化規(guī)律及其協(xié)同度，分析其影響因素。以期為城市群因地制宜地制定減污降碳協(xié)同增效策略和助力雙碳目標(biāo)實現(xiàn)提供參考依據(jù)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 減污降碳協(xié)同增效內(nèi)涵與評價指標(biāo)體系

1.1.1 減污降碳協(xié)同增效內(nèi)涵 參考相關(guān)研究，對減污降碳協(xié)同增效內(nèi)涵進行定義。劉茂輝等（2022）認(rèn)為中國大氣污染物與二氧化碳等溫室氣體之間產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，即污染物減排措施的實施在實現(xiàn)此項污染物減排的同時，還產(chǎn)生其他環(huán)境效益的現(xiàn)象；侯靜怡等（2022）從“減污”“降碳”“協(xié)同度”3 個維度定義減污降碳協(xié)同度；鄭逸璇等（2021）從目標(biāo)、區(qū)域、對象、任務(wù)、政策等5個維度的協(xié)同性系統(tǒng)的給出減污降碳協(xié)同增效的基本內(nèi)涵；姜華等（2021）從減污和降碳的目標(biāo)、路徑、管理手段和責(zé)任主體4個方面分析減污降碳協(xié)同增效的內(nèi)涵。綜上可知，降碳與減污之間可以產(chǎn)生很好的協(xié)同效應(yīng)，在減污降碳協(xié)同增效整體動態(tài)系統(tǒng)中，運用多種手段和措施推進降低二氧化碳等溫室氣體排放同時，也能減少常規(guī)污染物排放（狄乾斌等，2022a）。城市是碳排放的主要來源地，中國城市地區(qū)碳排放約占全國碳排放總量的80%以上（Shan et al., 2017），主要來源于城市產(chǎn)業(yè)、交通、建筑、土地等領(lǐng)域的碳排放活動；同時也是各類污染物排放相對集中區(qū)域，在城市化、工業(yè)化建設(shè)中協(xié)同推進節(jié)能減排，對中國實現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效愿景至關(guān)重要（馬偉波 等，2022）。近年來，隨著中國一系列區(qū)域和空間發(fā)展戰(zhàn)略的實施，城市群作為中國經(jīng)濟發(fā)展最為集中和活躍的空間場所，是中國經(jīng)濟發(fā)展和能源消耗的集聚區(qū)域，具有典型的污染物、碳排放時空分異與協(xié)同特征，同時城市群內(nèi)各城市間也面臨著減污降碳協(xié)同增效任務(wù)（Chen et al., 2023）。

根據(jù)現(xiàn)有研究，城市群減污降碳協(xié)同增效內(nèi)涵豐富：1）減污和降碳構(gòu)成城市生態(tài)文明建設(shè)布局，目標(biāo)高度協(xié)同；2）以全局性、系統(tǒng)化的視角統(tǒng)籌融合城市群污染治理與碳減排的戰(zhàn)略規(guī)劃，以減污制度建設(shè)維護降碳目標(biāo)平衡，同時用降碳政策促減污發(fā)展，體現(xiàn)減污降碳政策協(xié)同；3）減污和降碳突出城市源頭、系統(tǒng)、綜合治理及同根同源同過程性質(zhì)，使得減污降碳協(xié)同治理手段和路徑協(xié)同；4）重點關(guān)注碳排放量大及環(huán)境污染嚴(yán)重城市，人口稠密、能源消耗量大城市群，對應(yīng)環(huán)境污染與碳排放在區(qū)域分布上高度一致；5）城市群中能源、工業(yè)、建筑、交通等重點領(lǐng)域，火電、鋼鐵等高排放行業(yè)，其責(zé)任主體高度協(xié)同（狄乾斌 等，2022a）。

1.1.2 減污降碳協(xié)同增效綜合評價指標(biāo)體系構(gòu)建

從城市層面看，應(yīng)重點關(guān)注環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū)，該地區(qū)同時也是碳排放量大的地區(qū)，城市溫室氣體與環(huán)境污染物排放具有同根、同源、同過程的特點，具備協(xié)同治理的巨大潛力。利用該特點，采取相應(yīng)的手段減少污染物排放和降低溫室氣體排放，是一種高效環(huán)境管理策略（陳小龍 等，2021）。城市群各城市間協(xié)調(diào)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)集聚、經(jīng)濟聯(lián)系密切等特征，可促進城市群減污降碳協(xié)同增效提升，在環(huán)境污染與治理、能源和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、生態(tài)環(huán)境統(tǒng)一協(xié)調(diào)、資源綜合利用等方面更易統(tǒng)籌安排（王少劍 等，2022）。依據(jù)減污降碳協(xié)同增效理論內(nèi)涵和核心特征，將環(huán)境、資源、經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展理念貫穿到本研究的體系構(gòu)建中，凸顯經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境效益相結(jié)合原則，并遵循評價指標(biāo)和數(shù)據(jù)的可操作性、可獲取性原則獲取指標(biāo)，構(gòu)建中國沿海三大城市群各城市減污降碳協(xié)同增效綜合評價指標(biāo)體系，具體見參考文獻（狄乾斌 等，2022a）。

1.2 研究方法

1.2.1 改進的TOPSIS 模型 采用改進的TOPSIS模型對沿海三大城市群減污降碳協(xié)同增效水平進行測算。該方法根據(jù)各評價方案到理想解的歐式距離遠(yuǎn)近，評價方案優(yōu)劣狀況，與傳統(tǒng)的TOPSIS 算法相比，克服因權(quán)重改變可能產(chǎn)生逆序現(xiàn)象的缺點，使評價結(jié)果區(qū)分度更加明顯，在此基礎(chǔ)上計算中國沿海三大城市群減污降碳協(xié)同增效指數(shù)，使得評價結(jié)果更加合理準(zhǔn)確（狄乾斌 等，2019）。

1.2.2 核密度估計（KDE） 為探究中國沿海城市群減污降碳協(xié)同增效的動態(tài)演進過程，借助核密度估計對其在不同階段的動態(tài)變化趨勢進行可視化展示。具體公式為（狄乾斌 等，2022b）：

式中：fh(x)為核密度估計值；n為樣本數(shù)；h為帶寬。K()為核函數(shù)；（x-x）i為估計值點到測量點xi的距離值。

1.2.3 空間自相關(guān)分析 中國沿海三大城市群區(qū)位條件、資源優(yōu)勢、經(jīng)濟發(fā)展水平差異明顯，其減污降碳協(xié)同增效必然具有區(qū)域性差異特征，而這些差異可能存在影響城市本身及相鄰城市減污降碳的空間自相關(guān)性。因此，需要對中國沿海城市群減污降碳協(xié)調(diào)增效進行空間自相關(guān)分析，檢驗空間積集聚性。利用GeoDa 軟件計算三大城市群全局莫蘭指數(shù)，檢驗減污降碳協(xié)同增效在整體空間的相關(guān)性，再進行局部空間相關(guān)性分析城市內(nèi)部減污降碳協(xié)同增效集聚規(guī)律，公式分別為（任梅 等，2019）：1）全局空間自相關(guān)：

2）局部空間自相關(guān)：

式中：n為研究城市總數(shù)；i、j為具體城市；xi、xj分別為城市發(fā)展指數(shù)；xˉ為均值；wij為空間權(quán)重矩陣，表示i與j的鄰近關(guān)系。Moran'sI∈ [-1, 1]，接近0時，空間自相關(guān)弱，隨機分布特征；接近1或-1時，空間自相關(guān)強，集聚分布特征。Moran'sIi值為正時，表示與相鄰城市有相似高值（低值），即空間集群為HH 集群和LL 集群；Moran'sIi值為負(fù)時，說明城市與相鄰城市有顯著差異，即空間離群為HL集群和LH集群。

1.2.4 復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型 1）子系統(tǒng)有序度。Twk為減污降碳協(xié)同增效的序參量，基于序參量對減污降碳協(xié)同治理系統(tǒng)有序度的正負(fù)影響，分為正向和負(fù)向的序參量，正向序參量取值越大，系統(tǒng)有序度越高，負(fù)向序參量取值越大，系統(tǒng)有序度越低，Twk序參量有序度計算公式為（狄乾斌 等，2022a）：

式中：Uw(Twk)為序參量有序度，Uw(Twk)?［0，1］；Twk?［awk，bwk］，awk、bwk分別為減污降碳協(xié)同增效第w個子系統(tǒng)的第k個序參量的最小值和最大值；城市子系統(tǒng)Tw的有序度可通過Uw(Twk)加總求和獲得，公式為：

式中：Uw(Tw)為子系統(tǒng)有序度；Pw為權(quán)系數(shù)，Pw≥0且Pw=1。2）復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度。設(shè)定從初始時刻t0發(fā)展到時刻t1， 則各城市子系統(tǒng)的有序度為(Tw)、U1w(Tw)，從t0到t1時刻的減污降碳協(xié)同增效復(fù)合系統(tǒng)的整體協(xié)同度為：

式中：F表示減污降碳協(xié)同增效復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度；n表示城市數(shù)量；β表示系統(tǒng)協(xié)同度的穩(wěn)定性，當(dāng)β＜0時，表示系統(tǒng)整體處于不穩(wěn)定或不協(xié)同狀態(tài)，β＞0處于正協(xié)同狀態(tài)；γw表示權(quán)重系數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)來源

本研究涉及的研究區(qū)域包括京津冀城市群的13個城市、長三角城市群的26個城市和珠三角城市群的14 個城市。指標(biāo)數(shù)據(jù)來源為2011—2020 年《中國城市統(tǒng)計年鑒》（中華人民共和國國家統(tǒng)計局，2011—2020）《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》（中華人民共和國國家統(tǒng)計局 等，2011—2020）《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》（中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2011—2020）和北京、天津、上海、廣東等?。ㄊ校﹪窠?jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報①https://www.beijing.gov.cn/; http://www.tianjin.gov.cn/; https://www.hebei.gov.cn/; https://www.shanghai.gov.cn/; https://www.zhejiang.gov.cn/; https://www.jiangsu.gov.cn/; https://www.guangdong.gov.cn/。碳排放數(shù)據(jù)來源于中國碳核算數(shù)據(jù)庫②https://www.ceads.net.cn/data/，并采用Chen等（2020）利用國家物理地球數(shù)據(jù)中心提供的DMSP/OLS 和NPP/VIRRS 夜間燈光數(shù)據(jù)得出。結(jié)合中國城市溫室氣體排放數(shù)據(jù)（中國城市溫室氣體工作組，2019）進行處理，得到2010—2019年中國沿海三大城市群53個城市碳排放量。

2 中國沿海城市群減污降碳協(xié)同增效時空演變分析

2.1 減污降碳協(xié)同增效時間特征分析

根據(jù)改進Topsis模型求得沿海三大城市群53個城市2010—2019 年的減污降碳協(xié)同增效指數(shù)（表1）。整體看，三大城市群減污降碳協(xié)同增效指數(shù)平均值從2010 年的0.433 上升到2019 年的0.592，呈現(xiàn)穩(wěn)定增長趨勢。城市群層面看，三大城市群減污降碳協(xié)同增效指數(shù)群際和群內(nèi)差異較小，長三角減污降碳協(xié)同增效指數(shù)整體呈上升趨勢；京津冀減污降碳協(xié)同增效指數(shù)為平穩(wěn)波動；珠三角減污降碳協(xié)同增效指數(shù)出現(xiàn)增長速度變緩的態(tài)勢。長三角城市群減污降碳協(xié)同增效指數(shù)具有較高水平，但增長速度緩慢；京津冀城市群雖在研究初期較低，但提升幅度最大，從2010年0.434增長至2019年的0.585，年均增長率達34.79%；珠三角城市群減污降碳協(xié)同增效指數(shù)雖在初期較高，但在研究期內(nèi)增長率為33.25%，從2016 年低于三大城市群平均水平，到2019年，均值在三大城市群中處于中間位置。

表1 2010—2019年三大城市群減污降碳協(xié)同增效指數(shù)Table 1 Synergistic index of reducing pollution and carbon in three urban agglomerations from 2010 to 2019

為進一步分析三大城市群減污降碳協(xié)同增效的時序變化特征，利用Eviews軟件繪制相應(yīng)年份的核密度曲線（圖1）。從位置變化看，研究期間三大城市群核密度曲線隨時間推移呈現(xiàn)右移趨勢，表明減污降碳協(xié)同增效保持上升態(tài)勢，同時核密度曲線右尾的移動距離大于左尾，說明減污降碳協(xié)同增效指數(shù)的低值區(qū)域相對減小，高值區(qū)域相對增加。從分布形態(tài)看，京津冀城市群變化曲線主峰高度上升、寬度減小，城市群內(nèi)部絕對差異呈縮小趨勢；長三角城市群主峰高度先降低后升高，總體表現(xiàn)為降低，寬度則有所減??；珠三角城市群在2019年時波峰高度快速提升，表明在觀測期內(nèi)該地區(qū)減污降碳協(xié)同增效呈現(xiàn)逐漸集中的趨勢。

圖1 三大城市群（a. 京津冀；b. 長三角；c. 珠三角）減污降碳協(xié)同增效核密度Fig.1 Synergistic kernel density of pollution reduction and carbon reduction in three major urban agglomerations(a. Beijing-Tianjin-Hebei; b. Yangtze River Delta; c. Pearl River Delta)

2.2 減污降碳協(xié)同增效空間特征分析

選取2010、2015、2019 年數(shù)據(jù)，利用Arc-GIS10.2 繪制減污降碳協(xié)同增效空間分布（圖2），探討中國三大城市群減污降碳協(xié)同增效的空間分異特征。

圖2 三大城市群減污降碳協(xié)同增效空間格局Fig.2 Spatial pattern of synergy in reducing pollution and carbon in three urban agglomerations

從圖2可以看出，沿海三大城市群內(nèi)減污降碳協(xié)同增效呈現(xiàn)不同的空間演化特征。京津冀城市群減污降碳協(xié)同增效從2010年的以滄州、保定、廊坊為中心，從東北向西南遞減，演變?yōu)橐员本?、唐山、秦皇島為中心，向南北兩側(cè)遞減的空間格局。長三角城市群減污降碳協(xié)同增效的空間分布則由“沿杭州-湖州-蘇州-南通-鹽城的“S”型向東西兩側(cè)遞減，演變?yōu)閺臇|南沿海向西北內(nèi)陸遞減的格局。珠三角城市群減污降碳協(xié)同增效的空間分布相對穩(wěn)定，呈現(xiàn)以多城市為中心，從珠江入海口兩側(cè)向內(nèi)陸遞減，城市集群環(huán)繞分布的格局。2010—2019年減污降碳協(xié)同增效低效運行城市數(shù)量逐漸減少，2010年減污降碳協(xié)同增效低效運行城市為張家口、邢臺、杭州、紹興、嘉興和東莞，主要分布在長三角城市群；2010年減污降碳協(xié)同增效低效運行城市為秦皇島、南通、韶關(guān)和肇慶，主要分布在珠三角城市群；2016年減污降碳協(xié)同增效低效運行城市為京津冀和長三角城市群的承德、滁州和無錫。

根據(jù)各城市減污降碳協(xié)同增效指數(shù)變動情況，參考任梅等（2019）將53 個城市劃分為4 種類型：提高、穩(wěn)定、波動和下降，對應(yīng)城市總數(shù)分別為20、11、16和7個（表2）。長三角占比最高的是提高型和波動型，城市數(shù)和占比分別為8 個和30.76%。京津冀中占比最高的是提高型，城市數(shù)量和占比分別為6 個和46.15%，分別是北京、天津、石家莊、唐山、衡水、邢臺，這些城市的經(jīng)濟發(fā)展與科技創(chuàng)新水平相對較高；波動型城市有秦皇島、保定、廊坊、滄州，提高型和波動型城市是整體提升京津冀減污降碳協(xié)同增效關(guān)鍵。珠三角提高型占比最高，城市數(shù)量和占比分別是6個和42.86%；屬于穩(wěn)定型為中山、汕尾、河源，屬于下降型的為東莞，提高型城市是整體提升珠三角減污降碳協(xié)同增效的努力方向。

表2 三大城市群減污降碳協(xié)同增效城市分類Table 2 Classification of cities for synergy in reducing pollution and carbon in three urban agglomerations

2.3 減污降碳協(xié)同增效的空間關(guān)聯(lián)特征

2.3.1 全局空間自相關(guān)結(jié)果分析 進一步利用全局空間自相關(guān)系數(shù)研究中國沿海城市群減污降碳協(xié)同增效的相關(guān)性（表3）。從結(jié)果可知，京津冀城市群除2010、2016、和2018 年全局Moran'sI為正值以外，其余年份的全局Moran'sI均為負(fù)值；且前8年未通過10%以下顯著性水平的假設(shè)檢驗，表明2010—2017年京津冀減污降碳協(xié)同增效呈分散分布，之后年份均通過5%檢驗，集聚明顯，京津冀空間特征由隨機向規(guī)律化轉(zhuǎn)變，負(fù)向相關(guān)關(guān)系占比較多。長三角除2011和2016年全局Moran'sI為正值以外，其余年份的全局Moran'sI均為負(fù)值；除2014 年外長三角均未通過顯著性檢驗，表明長三角各城市間減污降碳協(xié)同增效合作機制需進一步加強。珠三角全局Moran'sI在研究期間波動較大，除2013、2018和2019年其他年份均未通過顯著性檢驗，表明珠三角城市對周邊城市引領(lǐng)作用較弱，但該情況逐步得到改善。

表3 三大城市群減污降碳協(xié)同增效全局Moran's I指數(shù)Table 3 Moran's I index of global synergy in reducing pollution and carbon in three urban agglomerations

2.3.2 局部空間自相關(guān)結(jié)果分析 根據(jù)三大城市群各年局部Moran'sI散點圖（圖略）繪制成減污降碳協(xié)同增效局部空間聚類表，分析減污降碳協(xié)同增效局部關(guān)聯(lián)特征（表4）。

表4 三大城市群減污降碳協(xié)同增效局部空間聚類Table 4 Local spatial clustering table of synergy in reducing pollution and carbon in three urban agglomerations

從數(shù)量看，3個時期三大城市群53個城市分別有45.28%、43.39%、37.73%的區(qū)域顯示為正向的空間自相關(guān)性（H-H、L-L），但空間集聚不明顯；H-H和L-L集群數(shù)量分別從2010年的14、10個下降到2019 年的11、9 個，說明空間集聚程度變化較小，發(fā)展成效低的城市集聚程度略有減輕；L-H 集聚區(qū)和H-L集聚區(qū)數(shù)量較多，說明三大城市群減污降碳協(xié)同增效空間格局基本穩(wěn)定，但區(qū)域差異明顯。從動態(tài)分布看，H-H集聚區(qū)在研究初期主要分布于經(jīng)濟發(fā)展水平、科學(xué)技術(shù)水平高的城市，如京津冀城市群的北京、天津等城市，長三角城市群的上海、南京、合肥等城市。L-L 集聚區(qū)是三大城市群分布最少的的集聚類型；L-L 集聚區(qū)減污降碳協(xié)同增效相對較差，發(fā)展經(jīng)濟效益的同時卻忽略生態(tài)環(huán)境，如京津冀城市群的張家口、唐山，長三角城市群的鹽城等城市。近年來，三大城市群轉(zhuǎn)變相對粗放的發(fā)展方式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，減污降碳協(xié)同增效逐步提高，在高協(xié)同城市的輻射帶動，逐步發(fā)展成新的H-H集聚區(qū)。L-H集聚區(qū)位于H-H集聚區(qū)和L-L 集聚區(qū)中間的過渡地帶，占比最高區(qū)域，如京津冀城市群秦皇島、邯鄲等城市，長三角城市群的蘇州、合肥、泰州等城市，珠三角城市群的韶關(guān)、河源等城市；這些區(qū)域易受相鄰集聚類型區(qū)的影響，向其他集聚區(qū)類型轉(zhuǎn)變，具有較大的減污降碳協(xié)同增效提升空間。H-L集聚區(qū)的減污降碳協(xié)同增效較高，但相鄰城市的減污降碳協(xié)同增效較低，如京津冀城市群石家莊、邢臺等城市，長三角城市群的舟山、金華、安慶等城市，珠三角城市群的江門、肇慶等城市；該集聚區(qū)容易出現(xiàn)極化效應(yīng)，說明城市減污降碳協(xié)同增效發(fā)展不平衡，需不斷加強城市間的合作與聯(lián)系。

3 中國沿海城市群減污降碳協(xié)同增效復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度分析

中國沿海城市群減污降碳協(xié)同增效復(fù)合系統(tǒng)包含環(huán)境污染、環(huán)境治理、生態(tài)保護、經(jīng)濟發(fā)展和資源利用5個子系統(tǒng)。由上述分析可知，中國沿海城市群減污降碳協(xié)同增效空間差異較大，為進一步探求5個子系統(tǒng)間協(xié)同發(fā)展?fàn)顩r，采用復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型法對中國沿海三大城市群減污降碳協(xié)同增效發(fā)展水平進行分析。

3.1 子系統(tǒng)有序度

首先，對原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，將數(shù)據(jù)運用到式（4）和（5），得到2010—2019 年中國沿海城市群減污降碳協(xié)同增效系統(tǒng)的有序度（圖3）。

圖3 三大城市群減污降碳協(xié)同增效系統(tǒng)的有序度Fig.3 Order degree of synergistic system of reducing pollution and carbon in three urban agglomerations

由圖3可知：2010—2019年中國沿海城市群減污降碳協(xié)同增效系統(tǒng)有序度呈顯著增長趨勢，上升速度均較快，說明減污降碳協(xié)同治理系統(tǒng)協(xié)同作用在不斷增強，城市經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護工作成效正在加速顯現(xiàn)。不同城市群減污降碳協(xié)同增效子系統(tǒng)增長速度存在差異，長三角城市群增長速度最快，從2010 年的0.362 增長到2019 年的0.686，主要受長三角一體化政策的影響，環(huán)境污染治理水平得到提高，促進城市群內(nèi)部城市之間減污降碳協(xié)同增效。京津冀、珠三角次之，受綠色發(fā)展共同體理念影響，京津冀整體有序度較高，逐漸形成完善的大氣污染治理利益協(xié)調(diào)和生態(tài)補償機制；珠三角增長潛力大，其城市群中部分城市已經(jīng)進入后工業(yè)化階段，協(xié)同發(fā)展水平較高，促進減污降碳協(xié)同增效有序度的提高。

3.2 復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度

根據(jù)式（6）計算三大城市群減污降碳協(xié)同增效復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度，選取2010、2015、2019 年進行可視化分析（圖4）?？傮w上，研究期間中國沿海城市群減污降碳協(xié)同增效復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度較低，表明中國沿海城市群內(nèi)部不協(xié)調(diào)，更深層次的作用機制尚未形成，減污降碳協(xié)同增效協(xié)同度整體波動大，系統(tǒng)處于不穩(wěn)定、不協(xié)調(diào)的狀態(tài)。其主要原因在于城市之間經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境污染，資源利用等情況差異大，城市減污降碳協(xié)同增效仍面臨較多難題。從變動趨勢看，長三角城市群協(xié)同度增長的速度最快，京津冀城市群次之，珠三角城市增長速度最慢。京津冀城市群2011—2019 年波動最大，尤其是在2014—2015 年，2015 年后協(xié)同度一直處于上升的趨勢；長三角城市群協(xié)同度整體處于波動上升趨勢，2011—2014 年處于下滑，由于積極實施減污降碳措施，2014 年開始緩慢上升；珠三角城市群與前兩者相比處于較穩(wěn)定的狀態(tài)，整體波動較小。

圖4 三大城市群減污降碳協(xié)同增效系統(tǒng)協(xié)同度Fig.4 Synergy degree of synergistic system of reducing pollution and carbon in three urban agglomerations

4 減污降碳協(xié)同增效影響因素分析

借鑒已有研究（孫麗文 等，2020），構(gòu)建中國沿海城市群減污降碳協(xié)同增效影響因素指標(biāo)體系。以各子系統(tǒng)整體有序度（ZDS）為被解釋變量，解釋變量為：1）環(huán)境污染序參量有序度（HDS）表征城市污染物排放對減污降碳協(xié)同增效影響；2）環(huán)境治理序參量有序度（JDS）表征城市污染治理對減污降碳協(xié)同增效影響；3）生態(tài)保護序參量有序度（SDS）表征城市綠化對減污降碳協(xié)同增效影響；4）資源利用序參量有序度（YDS）表征能源消耗對減污降碳協(xié)同增效影響；5）經(jīng)濟發(fā)展序參量有序度（CDS）表征產(chǎn)業(yè)等對減污降碳協(xié)同增效影響。通過構(gòu)建回歸模型利用Stata16.0軟件對減污降碳協(xié)同增效影響因素進行分析，模型公式為（孫麗文 等，2020）：

式中：ZDS為子系統(tǒng)有序度；β0為常數(shù)項；βi為各影響因素回歸系數(shù)；?為隨機誤差項。

從各城市群內(nèi)部分析各因素對減污降碳協(xié)同增效的影響，由表5可知，5個因素對減污降碳協(xié)同增效均具有影響作用，但對不同城市群的影響有所差異。

表5 三大城市群減污降碳協(xié)同增效影響因素回歸檢驗Table 5 Regression test of influencing factors of synergy in reducing pollution and carbon in three urban agglomerations

1）經(jīng)濟發(fā)展對城市群減污降碳協(xié)同增效的影響存在空間差異，京津冀、長三角和珠三角城市群經(jīng)濟發(fā)展回歸系數(shù)分別為1.010、0.967和0.889，均在1%的水平下顯著相關(guān)，城市經(jīng)濟增長可為減污降碳協(xié)同增效提供必要的資金支持、科技創(chuàng)新。對比回歸系數(shù)可知，提高經(jīng)濟發(fā)展有序度能顯著提升京津冀減污降碳協(xié)同增效水平；由于長三角較高的經(jīng)濟發(fā)展水平能在一定程度上為減污降碳各個環(huán)節(jié)提供資金支持，有效推動了減污降碳協(xié)同增效發(fā)展；珠三角相對粗放型經(jīng)濟增長造成污染嚴(yán)重，固體廢棄、污水處理緩慢，需進一步加強建設(shè)投資力度。各城市群應(yīng)不斷挖掘經(jīng)濟增長的潛力，努力縮小經(jīng)濟發(fā)展水平上的差距，通過制度創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等途徑，實現(xiàn)綠色增長，以不斷完善減污降碳協(xié)同增效。

2）環(huán)境污染對珠三角城市群減污降碳協(xié)同增效具有負(fù)向影響，回歸系數(shù)為-0.857，可能由珠三角城市群中各城市的環(huán)境管理協(xié)調(diào)能力、環(huán)境執(zhí)法力度、污染治理水平差異較大導(dǎo)致；對京津冀和長三角城市群具有正向影響，提高環(huán)境治理和碳減排水平，有助于減污降碳協(xié)同增效水平發(fā)展。環(huán)境污染是制約京津冀、長三角城市群減污降碳協(xié)同增效重要因素，本質(zhì)上污染物排放越少，對減污降碳的負(fù)面影響越小，越有利于減污降碳協(xié)同增效，政府應(yīng)采取一定措施減少污染物和碳排放，優(yōu)化制造業(yè)、提升服務(wù)業(yè)，促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。

3）環(huán)境治理對城市群減污降碳協(xié)同增效具有顯著的正向影響，京津冀、長三角和珠三角城市群環(huán)境治理回歸系數(shù)分別為0.881、0.999和0.960，均通過1%的顯著水平檢驗。環(huán)境治理中，對SO2去除、廢水排放達標(biāo)處理、垃圾無害化處理、固體廢物處理能有效減少污染物與碳的排放，提升環(huán)境空氣質(zhì)量；政府的作用體現(xiàn)在環(huán)境污染治理投資上，治理投資越多減污降碳協(xié)同增效水平越高，所以在繼續(xù)發(fā)揮生態(tài)保護和資源利用優(yōu)勢的同時，需增加環(huán)境治理的投入。

4）生態(tài)保護對城市群減污降碳協(xié)同增效的影響存在空間差異，京津冀、長三角、珠三角城市群生態(tài)保護回歸系數(shù)分別為0.904、0.897和0.869，均在1%的水平下顯著相關(guān)。珠三角、京津冀和長三角城市群“城市化與工業(yè)化”的快速建設(shè)，使得制造業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展、城市建設(shè)面積不斷擴張，加重了城市群的生態(tài)環(huán)境壓力。生態(tài)保護和減污降碳協(xié)同增效需協(xié)調(diào)發(fā)展，其中建成區(qū)綠化面積及覆蓋率、森林覆蓋率、公園綠色面積和城市綠地面積的提高，能有效吸收污染物，生態(tài)保護對城市群減污降碳協(xié)同增效的影響作用越來越大。

5）資源利用是京津冀、長三角城市群協(xié)同增效的關(guān)鍵因素，回歸系數(shù)較高，達1.028 和1.055，均通過1%的顯著水平檢驗。而資源利用對珠三角城市群減污降碳協(xié)同增效具有顯著的負(fù)向影響，表明資源利用是制約珠三角城市群減污降碳協(xié)同增效提升的重要因素，珠三角以煤炭、原油等能源消耗過多，能源消費總量不斷增加，加劇城市資源浪費，導(dǎo)致環(huán)境污染，降低減污降碳協(xié)同增效成效。基于此，三大城市群在保證經(jīng)濟增長質(zhì)量、加大生態(tài)保護力度和改善環(huán)境質(zhì)量同時，關(guān)注資源綜合利用效率，努力彌補環(huán)境治理的短板。

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

1）2010—2019 年中國沿海三大城市群減污降碳增效呈顯著且穩(wěn)定增長的趨勢，減污降碳協(xié)同增效指數(shù)群際和群內(nèi)差異較小。長三角城市群減污降碳協(xié)同增效指數(shù)整體呈上升趨勢，京津冀指數(shù)為平穩(wěn)波動，珠三角指數(shù)則出現(xiàn)增長速度變緩的態(tài)勢。應(yīng)從城市群內(nèi)部優(yōu)化減污降碳協(xié)同增效頂層制度設(shè)計，破除地區(qū)間的行政壁壘，縮小區(qū)域間差距。

2）2010—2019 年三大城市群減污降碳協(xié)同增效呈現(xiàn)不同的空間格局，京津冀以滄州、保定、廊坊為中心，從東北向西南遞減，演變?yōu)橐员本?、唐山、秦皇島為中心，向南北兩側(cè)遞減空間格局；長三角由“沿杭州-湖州-蘇州-南通-鹽城的高值區(qū)向東西兩側(cè)遞減，演變?yōu)閺臇|南沿海向西北內(nèi)陸遞減的格局；珠三角的空間分布相對穩(wěn)定，呈現(xiàn)以多城市為中心，從珠江入?？趦蓚?cè)向內(nèi)陸遞減，城市集群環(huán)繞分布的格局。

3）2010—2019 年京津冀城市群空間特征由隨機性分布向規(guī)律化轉(zhuǎn)變，存在較為顯著空間負(fù)向相關(guān)關(guān)系；除2014年外長三角城市群均未通過顯著性檢驗，表明長三角各城市間減污降碳協(xié)同增效合作機制需進一步加強；珠三角城市對周邊城市輻射效應(yīng)弱，但輻射作用明顯提升；各城市顯示正向局部空間自相關(guān)性，空間集聚不明顯，應(yīng)進一步建立城市群區(qū)域減污降碳協(xié)同增效經(jīng)驗和資源共享機制。

4）2010—2019 年城市群減污降碳協(xié)同增效系統(tǒng)有序度呈顯著增長趨勢；復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度整體較低，長三角城市群增長的速度最快，京津冀城市群次之，珠三角城市增長速度最慢，空間上呈現(xiàn)出不同的演化與關(guān)聯(lián)特征，城市群內(nèi)部更深層次的作用機制尚未形成，減污降碳協(xié)同增效整體波動大，處于不穩(wěn)定、不協(xié)調(diào)的狀態(tài)。未來需構(gòu)建城市群區(qū)域綠色低碳化技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新體系，使之成為減污降碳協(xié)同增效核心動力和低碳轉(zhuǎn)型的重要保障。

5）經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境污染、環(huán)境治理、生態(tài)保護和資源利用對中國沿海城市群減污降碳協(xié)同增效的影響存在差異。經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境污染、環(huán)境治理、生態(tài)保護和資源利用對京津冀和長三角城市群減污降碳協(xié)同增效水平的提升，具有顯著正向影響；珠三角城市群減污降碳協(xié)同增效提升主要影響因素是環(huán)境治理、生態(tài)保護，進一步印證加強污染防治和提高資源利用效率可促進減污降碳協(xié)同增效提升。

5.2 討論

根據(jù)中國沿海三大城市群減污降碳協(xié)同增效特征，結(jié)合對三大城市群減污降碳協(xié)同增效的時空演變及影響因素分析，提出以下建議：

1）針對城市群減污降碳協(xié)同增效系統(tǒng)相互獨立、方式差異導(dǎo)致的協(xié)同水平低問題，首先，需深入貫徹《關(guān)于統(tǒng)籌和加強應(yīng)對氣候變化與生態(tài)環(huán)境保護相關(guān)工作的指導(dǎo)意見》，將協(xié)同治理作為重要指導(dǎo)思想；其次，制定相關(guān)法律法規(guī)政策，實現(xiàn)依法降碳和依法治污協(xié)同；再次，完善城市群氣候變化投資、融資政策，發(fā)揮經(jīng)濟手段在減污降碳協(xié)同治理中的作用；最后，在城市群內(nèi)部清理與減污降碳協(xié)同治理不相適應(yīng)的政策。

2）針對城市群減污降碳協(xié)同增效內(nèi)部不協(xié)調(diào)，區(qū)域差異大，受技術(shù)條件的限制的問題，未來應(yīng)加強技術(shù)創(chuàng)新與科技支持力度。城市群減污降碳協(xié)同增效中的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，都離不開技術(shù)創(chuàng)新，未來應(yīng)積極制定重點行業(yè)和部門的減污降碳協(xié)同治理指南；建立城市群減污降碳協(xié)同增效科技創(chuàng)新體制；開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)；加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)型升級；設(shè)立專門減污降碳協(xié)同增效技術(shù)研發(fā)專項資金；為實現(xiàn)城市群減污降碳協(xié)同增效提供有利的技術(shù)保障。

3）針對城市群減污降碳協(xié)同增效多以污染防控和治理為主，其他領(lǐng)域合作較少的問題，未來應(yīng)積極拓展環(huán)境合作領(lǐng)域。需充分認(rèn)識減污降碳協(xié)同增效在城市群經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)保護、資源利用進程中的重要作用；將區(qū)域合作作為減污降碳協(xié)同治理的平臺，推動城市間的合作和技術(shù)的共享；通過開展減污降碳協(xié)同增效專業(yè)人員培訓(xùn)，加強城市間的合作；推動生態(tài)環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善和合作的拓展。

本文基于中國沿海三大城市群減污降碳協(xié)同增效定量測度，解釋了三大城市群減污降碳協(xié)同增效時空演化及復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度，分析了關(guān)鍵因素，對城市群減污降碳，改善環(huán)境質(zhì)量，促進碳達峰碳中和目標(biāo)實現(xiàn)具有重要意義。城市群為城市經(jīng)濟發(fā)展主要載體，其減污降碳協(xié)同作用的發(fā)揮，成為城市發(fā)展重要驅(qū)動力量，能對周邊地區(qū)形成良好示范引領(lǐng)作用，未來需對城市群污染與碳減排問題進行更深入研究。本文對城市群減污降碳協(xié)同增效的測度還不夠全面，影響城市減污降碳協(xié)同增效的因素還有很多，指標(biāo)還需進一步完善。