低碳城市測度指標(biāo)體系構(gòu)建與實證

劉 駿，胡劍波，羅玉蘭

（貴州財經(jīng)大學(xué)a.管理科學(xué)與工程管理學(xué)院b.國際經(jīng)濟學(xué)院，貴陽550025）

在全球氣候變化的大背景下，低碳城市已成為未來城市可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。然而，當(dāng)前我國低碳城市仍然停留在“概念”層面，政府、企業(yè)等決策部門以及普通大眾難以把抽象的低碳城市內(nèi)涵推進到可操作的層面，導(dǎo)致城市低碳化程度難以量化。鑒于此，本文將試圖構(gòu)建一套指標(biāo)體系，用以定量測度低碳城市的建設(shè)成效。通過本研究，一方面從理論上為評估低碳城市提供普適性的指標(biāo)體系；另一方面，通過實證分析找出不同低碳城市間的特點和差距，為加快低碳城市建設(shè)提出對策建議，以達到“以評促建”的作用。

1 低碳城市測度指標(biāo)體系構(gòu)建

基于低碳經(jīng)濟理論中的碳源—碳匯分析框架提出了指標(biāo)體系設(shè)計思路，建立起一套低碳城市測度指標(biāo)體系。

1.1 指標(biāo)體系設(shè)計思路

在低碳經(jīng)濟理論中，將向大氣中排放二氧化碳的活動稱之為“碳源”，將從大氣中清除二氧化碳的活動定義為“碳匯”，碳源—碳匯分析框架的意義在于首次以“碳”為橋梁在人與自然間建立了一個碳釋放與吸收的平衡機制。而低碳城市也是低碳經(jīng)濟理論的重要組成部分，它探究的是在城市這樣一個人類生產(chǎn)生活集中的空間范圍的碳排放和碳吸收問題。因此，要測度低碳城市發(fā)展水平，可以從城市碳源與城市碳匯的動態(tài)作用機制來進行。

城市是生產(chǎn)和消費的主要場所，是人口、產(chǎn)業(yè)、市場聚集的重要載體。隨著產(chǎn)品的大量生產(chǎn)和人口的快速涌入，城市碳源（主要是生產(chǎn)、交通、建筑與居民生活三大碳源）釋放的二氧化碳將大幅增加，另一方面，城市也包含著森林、綠地兩大碳匯資源，可以清除大氣中的二氧化碳。從碳源—碳匯角度來看，低碳城市的建設(shè)就是盡力減少碳源而增加碳匯的過程，如圖1所示。

圖1 碳源—碳匯分析框架下的低碳城市

通過上述分析可發(fā)現(xiàn)，城市低碳程度的高低歸根結(jié)底可以從碳源與碳匯兩方面進行評估，故本文從目標(biāo)層、標(biāo)準(zhǔn)層、因素層、指標(biāo)層設(shè)計低碳城市測度指標(biāo)體系，見圖2。

圖2 低碳城市測度指標(biāo)體系設(shè)計思路

1.2 指標(biāo)體系的確立

根據(jù)指標(biāo)體系設(shè)計思路和指標(biāo)選取原則，本文確定了低碳城市測度指標(biāo)體系如表1所示，該指標(biāo)體系由13項指標(biāo)構(gòu)成。需要說明的是，依據(jù)前述分析“低碳城市的建設(shè)就是盡力減少碳源而增加碳匯的過程”，我們所構(gòu)建的指標(biāo)體系應(yīng)當(dāng)考慮指標(biāo)的正負性，碳源指標(biāo)都是會對低碳城市發(fā)展產(chǎn)生負面作用的，所以應(yīng)為負向指標(biāo)，而碳匯指標(biāo)應(yīng)為正向指標(biāo)。

低碳城市測度指標(biāo)體系中各指標(biāo)具體解釋如下：

（1）生產(chǎn)碳源因素的指標(biāo)。能源強度（X1）指最終能源使用量與生產(chǎn)總值之比，它是用于對比不同地區(qū)能源綜合利用效率的最常用指標(biāo)之一，單位為“噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元”，反映了單位GDP能耗，該指標(biāo)的絕對值越小說明生產(chǎn)低碳化程度越高；碳排放強度（X2）是碳排放量與GDP的比值，它反映的是每生產(chǎn)一萬元的產(chǎn)品所釋放出來的二氧化碳，在低碳城市追求“零排放”的前提下，碳排放強度絕對值越小越低碳；由于工業(yè)生產(chǎn)是碳排放的大戶，所以單位工業(yè)GDP的碳排量（X3）指標(biāo)十分重要，它表征的是每生產(chǎn)一萬元工業(yè)產(chǎn)品排出的二氧化碳；因為煤炭是工業(yè)生產(chǎn)的主要燃料，而煤炭燃燒后會產(chǎn)生大量二氧化硫污染環(huán)境，因此單位工業(yè)GDP的二氧化硫排量（X4）也是重要測度指標(biāo)之一。

表1 低碳城市測度指標(biāo)體系

（2）交通碳源因素的指標(biāo)。汽車尾氣是《哥本哈根協(xié)議》中認(rèn)定的主要碳源，每百人私家車擁有量（X5）可以反映城市中人們出行的低碳化程度；由于天然氣、甲醇等清潔能源汽車可以大幅降低尾氣中碳排放量，因此使用清潔能源汽車是未來低碳交通的發(fā)展趨勢，但目前清潔能源汽車尚未普及，故可用非清潔能源汽車占比（X6）來反映交通碳源；人均交通運輸碳排量（X7）可以反映交通碳源釋放二氧化碳的總體狀況，若是用交通運輸碳排總量則會受到城市規(guī)模大小的影響，無法體現(xiàn)出本指標(biāo)體系的可比性。

（3）建筑與居民生活碳源因素的指標(biāo)。綠色建筑是城市節(jié)能減排的重要場所，也是將來低碳城市建設(shè)的重點領(lǐng)域，但從我國現(xiàn)在的建筑工程來看，能達到綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)的微乎其微，故此處用非綠色建筑占比（X8）來反映；照明、家電、生活熱水等消耗大量能源，是居民生活中最主要的碳排放來源，因此用居民人均生活用電量（X9）表征目前的生活碳源。

（4）森林碳匯因素的指標(biāo)。森林碳匯可通過積極推動人工植樹造林得以增加，每百人植樹造林面積（X10）這一指標(biāo)能夠很好地反映低碳城市的碳中和能力；森林覆蓋率（X11）可以隨著植樹造林面積的增長而增長，也能隨砍伐面積的擴大而減小，可動態(tài)反映低碳城市的森林碳匯變動情況。

（5）綠地碳匯因素的指標(biāo)。綠地碳匯是城市內(nèi)部最重要的碳匯，其能夠發(fā)揮強大的吸碳固碳作用，綠地面積占城區(qū)總面積比例（X12）反映出綠地碳匯在宏觀城市空間中的總體概況，而人均綠地面積（X13）則反映了綠地碳匯在微觀層面的狀況，同時還避免了城市規(guī)模和人口總量的影響，確保大中小各種規(guī)模城市具有可比性。

2 我國36個試點低碳城市測度的實證

目前國家正式批準(zhǔn)的試點低碳城市共有36個，這些城市到底有多低碳，其低碳化發(fā)展程度如何，有哪些值得注意和改進的地方，這些問題都有賴于用本文構(gòu)建的指標(biāo)體系進行定量測算。

2.1 數(shù)據(jù)收集與標(biāo)準(zhǔn)化

原始數(shù)據(jù)來自于2013年的《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國城市統(tǒng)計年鑒》、《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》以及《廣東統(tǒng)計年鑒》、《廣州統(tǒng)計年鑒》等各省市地方統(tǒng)計年鑒。

因為13項指標(biāo)原始數(shù)據(jù)的量綱各不相同，有的還相差上百倍，為了避免計算結(jié)果誤差過大，應(yīng)當(dāng)對原始數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。此處考慮到要將36個低碳城市進行對比，故采用極值法進行標(biāo)準(zhǔn)化，先確定各個指標(biāo)序列的最大值和最小值，用每一個指標(biāo)原始值減去所在序列的最小值再除以最大值與最小值之差，得到36行13列共468個原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化值（由于篇幅有限，數(shù)據(jù)略）。

2.2 指標(biāo)權(quán)重計算公式

熵值法是一種依據(jù)指標(biāo)數(shù)值客觀確定權(quán)重的方法，特別適用于多重指標(biāo)合成的指標(biāo)體系，故此處利用熵值法計算指標(biāo)權(quán)重。

設(shè)uij為第i行j列指標(biāo)值，m為行數(shù)，k為列數(shù)，fj、pj分別為第j列標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的權(quán)重值、熵值，A表示指標(biāo)取值為正號或負號，則有

式（1）和式（2）即為指標(biāo)權(quán)重計算公式。

2.3 測度結(jié)果及分析

2.3.1 三十六個試點低碳城市測度結(jié)果

將標(biāo)準(zhǔn)化值代入加權(quán)平均公式（式（3）），當(dāng)g=1且h=13時，可分別得到36個試點城市的低碳城市指數(shù)如表2所示。

當(dāng)g=1且h=4、g=5且h=7、g=8且h=9、g=10且h=11、g=12且h=13時，可分別計算得到36個城市的生產(chǎn)碳源、交通碳源、建筑與居民生活碳源、森林碳匯、綠地碳匯的值見表2所示。

從低碳城市指數(shù)來看，廈門的低碳城市水平最高，指數(shù)值是0.919，而濟源的水平最低，指數(shù)值僅為0.258。從碳源方面來說，廈門的生產(chǎn)碳源、交通碳源、建筑與居民生活碳源分別為 0.052、0.313、0.127，而濟源的是 0.802、0.295、0.762，相比之下三大碳源對廈門的負面影響較小；從碳匯方面來看，廈門的森林碳匯、綠地碳匯分別是0.865、0.874，濟源的是0.693、0.426，說明廈門森林和綠地碳匯發(fā)揮的正面作用大，有力地推動了低碳城市的建設(shè)。

表2 我國36個試點低碳城市的測度結(jié)果（按照低碳城市指數(shù)值由高到低排名）

2.3.2 基于聚類分析的結(jié)果討論

下面利用表2中36個城市的生產(chǎn)碳源、交通碳源、建筑與居民生活碳源、森林碳匯、綠地碳匯計算值來進行聚類分析，以明確各類低碳城市的特點。

本文采用“層次聚類分析”中的“Q型聚類”，通過SPSS11.0軟件自動聚為五類，而聚為一類的城市在排序上仍然具有一定連續(xù)性，基本與排序情況吻合。

（1）第一類：廈門、蘇州、青島、杭州、寧波、北京、上海、深圳、天津、保定、武漢，這一類都是生產(chǎn)碳源計算值較小的。該類城市的生產(chǎn)碳源值皆在0.1以下，其中，北京生產(chǎn)碳源值最小（0.041），說明這類城市低碳化發(fā)展受到的來自生產(chǎn)碳源的負面影響較小。同時我們還發(fā)現(xiàn)該類城市的排名大多靠前，這主要是因為生產(chǎn)碳源為碳排放最大源頭，只要控制好它則城市低碳化勢必加速實現(xiàn)。

（2）第二類：重慶、南昌、廣州、溫州、石家莊，這五個城市的交通碳源計算值較大，都在0.6以上，其中廣州更是高達0.708。交通運輸目前已成為城市增長最快的碳排放來源，隨著城市建成區(qū)的迅速擴大以及非緊湊式發(fā)展，居住區(qū)與工作區(qū)的距離越拉越大，直接導(dǎo)致私家車數(shù)量激增，尤其是在清潔能源交通工具尚未普及的背景下，人們出行低碳化壓力越來越大。

（3）第三類：景德鎮(zhèn)、金昌、鎮(zhèn)江、遵義、廣元、吉林、贛州、秦皇島、池州、淮安，該類城市的建筑與居民生活碳源值較大，都在0.5以上，其中以贛州最高（0.601）。這一類城市低碳化最大的困難來自于建筑節(jié)能減排以及居民家庭炊事和家電耗能。

（4）第四類：桂林、昆明、大興安嶺、呼倫貝爾、貴陽、南平，這六個城市的森林碳匯和綠地碳匯計算值都較大（0.8以上），其中森林碳匯、綠地碳匯最高的分別是大興安嶺（0.978）、呼倫貝爾（0.982）。碳匯作為低碳城市構(gòu)建的基礎(chǔ)，有效地降低了大氣中溫室氣體的濃度，大量的森林和綠地不但可以保護生態(tài)環(huán)境，更能進行碳捕獲與碳固化。

（5）第五類：晉城、烏魯木齊、延安、濟源，這些城市排名都在最后面，不但碳源計算值大，而且碳匯計算值小，屬于低碳城市建設(shè)成效最差的地區(qū)。

3 政策建議

對低碳城市進行聚類分析，有利于政府決策部門對各個類別的城市制定有針對性的政策和措施，更好地推進我國城市低碳化進程。

（1）對于廈門、蘇州、青島、杭州、寧波、北京、上海、深圳、天津、保定、武漢等城市來說，其在降低生產(chǎn)碳源方面成效突出，生產(chǎn)低碳化水平已經(jīng)相當(dāng)高了，未來可重點從交通、建筑與居民生活碳源領(lǐng)域挖掘節(jié)能減排潛力。

（2）重慶、南昌、廣州、溫州、石家莊五個城市的低碳化重點應(yīng)放在交通運輸領(lǐng)域，通過大力發(fā)展地鐵、輕軌、城際快車等公共交通網(wǎng)絡(luò)以及推廣新能源車等措施，減少交通碳排放。

（3）針對景德鎮(zhèn)、金昌、鎮(zhèn)江、遵義、廣元、吉林、贛州、秦皇島、池州、淮安等建筑與居民生活碳源較突出的城市，可以從兩方面入手推進低碳發(fā)展，一方面大力推廣綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能環(huán)保建材，另一方面加強低碳生活理念的宣傳，鼓勵居民從日常的衣食住行上自覺踐行低碳生活方式。

對于桂林、昆明、大興安嶺、呼倫貝爾、貴陽、南平六個碳匯豐富的城市，應(yīng)盡可能保護好森林和綠地資源，同時采取相應(yīng)措施減少各類碳源，努力保持碳匯大于碳源的良好局面。

（4）針對排名靠后的晉城、烏魯木齊、延安、濟源，未來應(yīng)做好低碳城市發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃，把生產(chǎn)、交通、建筑與居民生活三大碳源的低碳規(guī)劃真正納入城市整體規(guī)劃之中，發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)體系，提高能源利用效率，推行綠色交通，促進市區(qū)建設(shè)向低碳轉(zhuǎn)型，引導(dǎo)居民低碳消費，大力提倡植樹造林和屋頂綠化，以加速城市低碳化發(fā)展。

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