基于STIRPAT擴(kuò)展模型的福建省CO2排放影響因素研究

陳可嘉 梅贊超

(福州大學(xué)管理學(xué)院，福建福州 350108)

基于STIRPAT擴(kuò)展模型的福建省CO2排放影響因素研究

陳可嘉 梅贊超

(福州大學(xué)管理學(xué)院，福建福州 350108)

傳統(tǒng)STIRPAT模型只把人口數(shù)量、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、技術(shù)水平三個(gè)因素作為環(huán)境影響的決定因素，忽視了其它重要因素，為了更全面地分析CO2排放的影響因素，有必要在STIRPAT基本模型中引入變量城市化水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)等。實(shí)證結(jié)果表明：人口、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是福建省CO2排放的最主要正向影響因素，城市化水平次之，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)的影響要小于其他正向因素。技術(shù)水平的提升能夠抑制CO2排放增加，但這種抑制作用要遠(yuǎn)小于其他正向作用因素。

CO2排放；影響因素；福建??；STIRPAT擴(kuò)展模型

一、模型、變量和數(shù)據(jù)

(一)模型

Ehrlich和Ehrlich最早提出了IPAT模型: I=P×A×T，用來(lái)反映環(huán)境影響(I)與人口數(shù)量(P)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)(A)、技術(shù)水平(T)三個(gè)因素之間的關(guān)系。［7］Dietz和Rosa將IPAT模型改寫為隨機(jī)形式，提出了環(huán)境影響隨機(jī)模型(Stochastic Impacts by Regression on Population，Affluence，and Technology，STIRPAT)，即:I=aPbAcTde。［8］顯然，IPAT模型是STIRPAT模型當(dāng)a=b=c=d=e=1時(shí)的特殊形式。

雖然STIRPAT模型比IPAT模型的應(yīng)用范圍更廣，但仍只把人口數(shù)量、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、技術(shù)水平三個(gè)因素作為環(huán)境影響的決定因素，忽視了其它重要因素，如城市化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)等的影響。［9］為了更全面地分析CO2排放的影響因素，我們?cè)赟TIRPAT基本模型中引入變量城市化水平(U)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(IS)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)(ES)，建立福建省CO2總排放和人均排放的STIRPAT擴(kuò)展模型(1)和(2):

將等式兩邊同時(shí)取自然對(duì)數(shù)，得到對(duì)數(shù)化的STIRPAT擴(kuò)展模型(3)和(4):

其中，αi(i=1-6)、βt(t=1-5)為各解釋變量的彈性系數(shù)，α0、β0為常數(shù)項(xiàng)，ε為隨機(jī)誤差項(xiàng)。

(二)變量與數(shù)據(jù)獲取

模型(1)～(4)中各變量的單位、符號(hào)與含義如表1所示。

CO2總排放(I):以煤炭、石油和天然氣三種主要一次能源消費(fèi)作為CO2總排放的測(cè)算依據(jù)。第t年CO2總排放It的計(jì)算公式為:

表1 變量描述

CO2人均排放(IP):將測(cè)算得到的CO2總排放除以總?cè)丝凇?/p>

總?cè)丝?P):福建省總?cè)丝跀?shù)量。

城市化水平(U):城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘谋壤Ｓ捎?000年前福建省統(tǒng)計(jì)年鑒中只統(tǒng)計(jì)農(nóng)業(yè)與非農(nóng)業(yè)戶籍人口，未統(tǒng)計(jì)城鎮(zhèn)人口和農(nóng)村人口，因此，1982-1999年的城市化水平參考周一星和田帥以“五普”數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)我國(guó)分省城市化水平數(shù)據(jù)修補(bǔ)結(jié)果［10］，2000-2010年的城市化水平則采用福建省統(tǒng)計(jì)年鑒中統(tǒng)計(jì)的城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘谋戎亍?/p>

人均GDP(A):以1978年為基期，根據(jù)平減指數(shù)調(diào)整為不變價(jià)人均GDP。

能源強(qiáng)度(T):能源消費(fèi)總量除以不變價(jià)GDP。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(IS):第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占三大產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的比例。

能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)(ES):煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的比例。

以上變量選取1982-2010年數(shù)據(jù)，若無(wú)特別說(shuō)明，均來(lái)自《福建統(tǒng)計(jì)年鑒-2010》。

二、實(shí)證分析

(一)模型估計(jì)

表2 OLS估計(jì)結(jié)果

表3 嶺回歸估計(jì)結(jié)果

(二)結(jié)果分析

從表3的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，總?cè)丝?、城市化水平、人均GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)于福建省CO2總排放具有正向促進(jìn)作用，城市化水平、人均GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)同時(shí)也是福建省CO2人均排放的促進(jìn)因素，而能源強(qiáng)度所代表的技術(shù)水平則能夠抑制福建省CO2總排放和人均排放的增加。對(duì)于CO2總排放而言，各因素的影響程度依次為總?cè)丝?、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、城市化水平、人均GDP、能源強(qiáng)度，彈性系數(shù)分別是1．63%、1．43%、1．19%、0．66%、0．22%、-0．15%;而CO2人均排放影響因素的彈性系數(shù)依次為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)1．50%、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)1．22%、城市化水平0．73%、人均GDP 0．24%、能源強(qiáng)度-0．20%。

人口是影響福建省CO2總排放的最主要因素，居民生產(chǎn)生活所消費(fèi)的能源是造成福建省CO2總排放急劇增長(zhǎng)的最大驅(qū)動(dòng)力。要降低人口對(duì)環(huán)境的壓力，除了控制人口規(guī)模，還必須調(diào)節(jié)人口行為。在人口增長(zhǎng)較為穩(wěn)定的福建省，積極引導(dǎo)居民消費(fèi)模式向“低碳型”轉(zhuǎn)變是重要的政策路徑。

福建省城市化水平一直高于全國(guó)平均水平，2010年福建省和全國(guó)城市化水平分別為57．08%和49．95%。一些學(xué)者的研究表明城市化對(duì)中國(guó)CO2排放增長(zhǎng)的促進(jìn)程度要小于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)［13］［14］，但本文的研究結(jié)果認(rèn)為福建省城市化進(jìn)程對(duì)CO2總排放與人均排放的影響程度大于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，這意味著福建省必須提升城市化進(jìn)程的質(zhì)量。

經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)會(huì)引起CO2排放增加，主要是通過工業(yè)化的方式，因?yàn)楣I(yè)的快速發(fā)展需要消費(fèi)大量的能源。但是與很多文獻(xiàn)的分析結(jié)果不同，本文中福建省的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)水平并不是促使CO2排放增長(zhǎng)的最主要因素。我們認(rèn)為產(chǎn)生這種差異的主要原因是本文引入了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)兩個(gè)因素，這兩個(gè)因素正是CO2排放增加的直接原因，所以它們“分?jǐn)偂绷私?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響。但是決不可因此忽視經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)CO2排放增加的推動(dòng)，若不注意提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的質(zhì)量和“清潔程度”，由此引起的CO2排放仍會(huì)給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)。

能源強(qiáng)度代表技術(shù)水平，也表征了能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系。技術(shù)水平的提高使得能源強(qiáng)度持續(xù)降低，也就意味著創(chuàng)造每一單位GDP所消耗的能源不斷降低。但目前技術(shù)水平的提升對(duì)于CO2排放的抑制程度較低，說(shuō)明福建省在低碳相關(guān)技術(shù)發(fā)展方面還有較大的提升空間。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是影響福建省CO2總排放的第二因素，也是影響CO2人均排放的最大因素。本文用第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占三大產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的比例來(lái)表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，從圖1可以發(fā)現(xiàn)，1982-2010年福建省第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例總體呈上升趨勢(shì)。以CO2排放增長(zhǎng)速度出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折的2001年作為分界，1982 -2000年第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例年均增長(zhǎng)率為0．99%，與此同時(shí)，第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例年均增長(zhǎng)率為2．14%。而2001-2010年第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例的年均增長(zhǎng)率升高為1．25%，但第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例在2001年達(dá)到39．7%后就一直在徘徊40%左右，未出現(xiàn)明顯增長(zhǎng)。這說(shuō)明第二產(chǎn)業(yè)的快速增長(zhǎng)抑制了第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而使得福建省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)高碳特征。

能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)反映了能源消費(fèi)的清潔程度。由于本文采用煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的比例表示能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，因此這個(gè)比例越高，清潔程度就越低。實(shí)證結(jié)果顯示，福建省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是促使CO2總排放和人均排放增加的重要因素之一，這與福建省目前以煤炭消費(fèi)為主導(dǎo)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。從圖2不難看出，1982-2010年福建省煤炭消費(fèi)比例雖然有所震蕩，但始終高于50%，而石油消費(fèi)比例更是一路攀升，從1982年的12．8%攀升到2010年的23．6%，幾乎翻了一倍。另一方面，相對(duì)清潔能源消費(fèi)比例不升反降或一直處于較低水平。水電消費(fèi)比例從1982年的26．6%下降為2010年的14．2%，風(fēng)電消費(fèi)比例一直在0．5%以下，天然氣消費(fèi)比例在2009年之前僅在0．2%左右，2010年才達(dá)到4%。顯然，福建省要加快實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)向低碳型的優(yōu)化。

圖1 1982-2010年福建省第二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例

圖2 1982-2010年福建省主要能源消費(fèi)比例

三、結(jié)論與建議

本文在STIRPAT基本模型中引入變量城市化水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，建立了STIRPAT擴(kuò)展模型，基于1982-2010年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，應(yīng)用嶺回歸方法進(jìn)行了福建省CO2排放影響因素實(shí)證研究。實(shí)證結(jié)果表明:人口、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是1982-2010年福建省CO2總排放的最主要正向影響因素，城市化水平次之，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)的影響要小于其他正向因素。只有能源強(qiáng)度的下降，即技術(shù)水平的提高，能夠抑制CO2排放增加，但這種抑制作用要遠(yuǎn)小于其他正向作用因素。對(duì)于福建省CO2人均排放，可以得到基本相同的結(jié)論。綜合以上結(jié)論，本文提出如下政策建議:

第一，控制人口活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響。除了繼續(xù)保持人口穩(wěn)定增長(zhǎng)之外，政府要加大對(duì)低碳生活的宣傳力度，提高公眾的低碳環(huán)保意識(shí)，引導(dǎo)居民消費(fèi)模式低碳化。同時(shí)要提高城市化的質(zhì)量。［15］一是要制定科學(xué)合理的發(fā)展規(guī)劃，避免盲目擴(kuò)張和重復(fù)建設(shè);二是要將低碳生產(chǎn)、低碳消費(fèi)、低碳資源等指標(biāo)納入城市發(fā)展的約束性指標(biāo);三是推廣低碳建筑，在建筑周期內(nèi)減少化石能源使用并提高能效;四是在條件成熟的地方和部門，推廣清潔能源的使用，比如增加配備清潔能源公交車等。

第二，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在今后發(fā)展中，要把轉(zhuǎn)變“粗放型”的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式作為首要目標(biāo)，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和建立低碳型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。政府要出臺(tái)措施限制高投入、高污染、高能耗、低效率的企業(yè)與項(xiàng)目，加速淘汰能耗高、效率低的落后技術(shù)與設(shè)備，引導(dǎo)、鼓勵(lì)企業(yè)更積極的采取減排提效措施。同時(shí)要積極地發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在信貸政策、稅收優(yōu)惠［16］、人才引進(jìn)等方面給與政策上的重視與支持。還要加快建立以低碳排放為特征的產(chǎn)業(yè)體系，加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，把發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

第三，加強(qiáng)技術(shù)投入與研發(fā)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。［17］在“十二五”期間，福建省應(yīng)該充分利用省內(nèi)外高校與科研院所的人才資源與科研成果，推出鼓勵(lì)創(chuàng)新、保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的政策，為節(jié)能減排提供充分的技術(shù)支持，并廣泛地開展跨區(qū)域低碳經(jīng)濟(jì)合作與技術(shù)交流。與此同時(shí)，在政策上要加大水電、風(fēng)電的投資力度與消費(fèi)比例，并根據(jù)本省實(shí)際適當(dāng)?shù)亻_發(fā)太陽(yáng)能、核能，逐步降低對(duì)于煤炭等化石能源的消費(fèi)。

注釋:

［1］福建省人民政府：《福建省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》，福州：福建人民出版社，2011年。

［2］［13］Fan Y．，Liu L．C．，Wu G．，Wei Y．M．，“Analyzing impact factors of CO2emissions using the STIRPAT model”，Environmental Impact Assessment Review，vol．26，no．4(2006)，pp．377–395．

［3］Liu Y．，“Exploring the relationship between urbanization and energy consumption in China using ARDL and FDM”，Energy，vol．34，no．11(2009)，pp．1846-1854．

［4］李國(guó)志、李宗植：《中國(guó)二氧化碳排放的區(qū)域差異和影響因素研究》，《中國(guó)人口·資源與環(huán)境》2010年第5期。

［5］［14］林伯強(qiáng)、劉希穎：《中國(guó)城市化階段的碳排放：影響因素和減排策》，《經(jīng)濟(jì)研究》2010年第8期。

［6］林伯強(qiáng)、蔣竺均：《中國(guó)二氧化碳的環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線預(yù)測(cè)及影響因素分析》，《管理世界》2009年第4期。

［7］Ehrlich P．R．，Ehrlich A．H．，“Population，Resources，Environment：Issues in Human Ecology”，San Francisco：Freeman，1970．

［8］Dietz T．，Rosa E．A．，“Rethinking the environmental impacts of population，affluence，and technology”，Human Ecology Review，no．1(1994)，pp．277-300．

［9］渠慎寧、郭朝先：《基于STIRPAT模型的中國(guó)碳排放峰值預(yù)測(cè)研究》，《中國(guó)人口·資源與環(huán)境》2010年第3期。

［10］周一星、田帥：《以“五普”數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)我國(guó)分省城市化水平數(shù)據(jù)修補(bǔ)》，《統(tǒng)計(jì)研究》2006年第1期。

［11］盧娜、曲福田、馮淑怡、邵雪蘭：《基于STIRPAT模型的能源消費(fèi)碳足跡變化及影響因素——以江蘇省蘇錫常地區(qū)為例》，《自然資源學(xué)報(bào)》2011年第5期。

［12］王立猛、何康林：《基于STIRPAT模型的環(huán)境壓力空間差異分析——以能源消費(fèi)為例》，《環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)》2008年第5期。

［15］孫慧宗、李久明：《中國(guó)城市化與二氧化碳排放的協(xié)整分析》，《人口學(xué)刊》2010年第5期。

［16］楊君茹、費(fèi)明勝：《低碳經(jīng)濟(jì)對(duì)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的影響及我國(guó)的對(duì)策》，《科技進(jìn)步與對(duì)策》2011年第24期。

［17］岳超、胡雪洋、賀燦飛、朱江玲、王少鵬、方精云：《1995—2007年我國(guó)省區(qū)碳排放及碳強(qiáng)度的分析——碳排放與社會(huì)發(fā)展Ⅲ》，《北京大學(xué)學(xué)報(bào)》(自然科學(xué)版)2010年第4期。

［責(zé)任編輯:黃艷林］

F206

A

1002-3321(2013)04-0016-05

2011年國(guó)務(wù)院正式批復(fù)的《海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》從建設(shè)生態(tài)文明的高度，指出海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)在加強(qiáng)資源節(jié)約利用、加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)和保護(hù)、強(qiáng)化環(huán)境綜合整治的同時(shí)，要大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。作為海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)重要組成部分的福建省，在“十二五”規(guī)劃中明確提出，要把大力發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)作為實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑。［1］要發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，關(guān)鍵在于控制CO2排放量。1982年，福建省CO2總排放量為1259．59萬(wàn)噸，人均排放量?jī)H為0．481噸/人，1982-2001二十年間，福建省CO2總排放量與人均排放量的年均增長(zhǎng)率分別是7．6%、6．1%。從2001年開始，福建省CO2排放增速明顯加快，2010年全省CO2總排放量為19626．61萬(wàn)噸，人均排放量達(dá)到了5．315噸/人，2001-2010年均增長(zhǎng)率分別上升為 15．4%、11．9%，約是1982-2001年均增長(zhǎng)率的2倍。按照目前CO2排放的增長(zhǎng)趨勢(shì)，福建省若不采取積極有效的減排措施，不僅難以完成節(jié)能減排目標(biāo)，還會(huì)給生態(tài)環(huán)境造成越來(lái)越沉重的負(fù)擔(dān)。

在研究CO2排放影響因素的文獻(xiàn)中，F(xiàn)an等在全球背景下，研究了人口、城市化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)水平如何影響不同發(fā)展程度國(guó)家的 CO2排放。［2］Liu分析了人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、城市化水平對(duì)中國(guó)CO2排放的影響。［3］李國(guó)志和李宗植從中國(guó)碳排放的區(qū)域差異入手，探討了人口規(guī)模、人均財(cái)富、能源強(qiáng)度三個(gè)因素如何影響不同區(qū)域的CO2排放。［4］林伯強(qiáng)和劉希穎以中國(guó)目前所處的城市化階段為背景，考察了能源消費(fèi)CO2強(qiáng)度、能源強(qiáng)度、人均GDP、城市化水平等因素對(duì)中國(guó)CO2排放量的影響。［5］林伯強(qiáng)和蔣竺均研究了人均GDP、工業(yè)能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)、工業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)于中國(guó)人均CO2排放的影響。［6］從已有的研究文獻(xiàn)來(lái)看，由于各學(xué)者的視角不同，研究CO2排放影響因素的結(jié)論也有所不同。而且，對(duì)國(guó)家宏觀層面的研究較多，對(duì)省級(jí)層面的研究相對(duì)較少。本文結(jié)合已有文獻(xiàn)的研究成果和福建省的實(shí)際情況，研究人口、城市化水平、人均GDP、能源強(qiáng)度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)福建省CO2總排放量和人均排放量的影響方式和影響程度，在此基礎(chǔ)上，提出福建省CO2減排建議。

2012-11-20

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61179061，71171057)；教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃(NCET-11-0903)

陳可嘉，男，福建福州人，福州大學(xué)管理學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師，博士；

梅贊超，男，湖北武漢人，福州大學(xué)管理學(xué)院碩士研究生。