基于縣域單元的江蘇省工業(yè)碳排放空間格局研究

摘要：文章基于對江蘇縣域單元工業(yè)碳生產(chǎn)率的核算，運用基尼系數(shù)等傳統(tǒng)指數(shù)和空間自相關(guān)方法，分析了碳排放的總體空間差異與極化程度、全局空間自相關(guān)和“熱點區(qū)”，進而對演變過程進行研究。研究表明：自2002年以來，江蘇工業(yè)碳生產(chǎn)率的空間差異與極化程度在波動中逐步增強；自2004年起，碳排放格局迅速由強烈的高值區(qū)聚集變?yōu)殡S機分布；江蘇工業(yè)碳生產(chǎn)率熱點分布的空間結(jié)構(gòu)變化性較強，但局部區(qū)域保持相對穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：碳生產(chǎn)率；熱點區(qū)；極化格局；空間自相關(guān)

一、引言

在2014年11月發(fā)表的《中美氣候變化聯(lián)合聲明》中，中國首次正式提出，CO2排放將在2030年左右達到峰值，到時非化石能源占一次能源消費的比重也將提高到20%左右。在此背景下，大幅度提升碳生產(chǎn)率，大力發(fā)展低碳經(jīng)濟，成為實現(xiàn)碳減排目標(biāo)與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展的根本途徑。

碳生產(chǎn)率反映了低碳排放與經(jīng)濟發(fā)展雙重因素，更加突出經(jīng)濟發(fā)展因素，其提高意味著以更少的碳排放帶來更多的產(chǎn)出。國內(nèi)對碳生產(chǎn)率的研究于近幾年興起，逐漸由理論研究轉(zhuǎn)為于實證分析，如：饒暢研究了制造業(yè)投入服務(wù)化對碳生產(chǎn)率的影響，趙國浩等人研究了我國工業(yè)部門的廣義碳生產(chǎn)率指數(shù)的變化及成因，周五七研究了效率增進與技術(shù)進步對工業(yè)部門碳生產(chǎn)率的影響。此外，還有不少學(xué)者考察了我國東、中、西部三大區(qū)域的碳生產(chǎn)率差異。在目前針對碳生產(chǎn)率區(qū)域差異的研究中，以小尺度單元、時間連續(xù)、考慮空間維度影響的研究較少。鑒于此，有必要綜合基于空間統(tǒng)計方法深入研究縣域單元的碳排放問題。本文以江蘇省為例，運用空間差異與極化指數(shù)和ESDA等方法，刻畫自2002年來工業(yè)碳生產(chǎn)率在空間上的變化狀況，進一步探究了江蘇碳排放水平格局時空演變的特征。

二、數(shù)據(jù)來源與研究方法

（一）數(shù)據(jù)來源

本文以江蘇省64個縣域為研究單元，包括13個省轄市區(qū)和51個縣（市）；以2002～2012 年期間縣域工業(yè)碳生產(chǎn)率數(shù)據(jù)為指標(biāo)，來表征各年份的縣域碳排放水平。本文一律采用2010年的行政區(qū)劃對之前的數(shù)據(jù)進行校正，對變動區(qū)域均采用縣級單元進行合并和拆分。本文數(shù)據(jù)來自《江蘇統(tǒng)計年鑒》和江蘇各地級市統(tǒng)計年鑒以及部分市、縣、區(qū)的國民經(jīng)濟與社會發(fā)展統(tǒng)計公報。部分年份縣市數(shù)據(jù)根據(jù)增長率推算獲取。為使數(shù)據(jù)具有可比性，均轉(zhuǎn)換為2002年不變價。

（二）研究方法

本文先是選取了基尼系數(shù)、泰爾指數(shù)、沃爾夫森指數(shù)和集中指數(shù)來測度全國各省份碳生產(chǎn)率的空間差異與極化趨勢。其中，前兩者是測度總體空間差異和非均衡性的經(jīng)典指標(biāo)，沃爾夫森指數(shù)測度總體空間極化程度及其變化趨勢，集中指數(shù)則被用來測度總體空間集中程度，進而測度總體空間極化。隨后，考慮到區(qū)域間的空間關(guān)系和結(jié)構(gòu)，本文引入Global Moran’s I和General G兩個指數(shù)探索總體空間關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)模式，并采用Getis-Ord 指數(shù)來探索碳生產(chǎn)率熱點區(qū)和冷點區(qū)的具體空間分布。

三、結(jié)果與分析

（一）江蘇工業(yè)碳排放水平的空間差異與極化

由圖1可知，2002年以來江蘇工業(yè)碳生產(chǎn)率的總體空間差異呈增大的趨勢，并出現(xiàn)波動性變化。具體而言，在2008年之前，沃爾夫森指數(shù)與其他3個指數(shù)呈相反的變動狀態(tài)，此后，工業(yè)碳生產(chǎn)率增長率由負轉(zhuǎn)正，4個指數(shù)開始不斷上升，且變動趨勢也逐漸趨于一致。就基尼系數(shù)而言，始終在0.4以上，在2008年突破0.5后進一步攀升，僅四年間就增加了35.7%，說明江蘇各縣域工業(yè)碳生產(chǎn)率差距懸殊，且空間分布的非均衡性日益凸顯。

（二）江蘇工業(yè)碳排放水平的空間自相關(guān)性

1. 全局空間自相關(guān)性

如表1所示，江蘇工業(yè)碳生產(chǎn)率Moran’s I-Z值和General G-Z值全部為正，檢驗結(jié)果的顯著性持續(xù)減弱。2008年以前工業(yè)碳生產(chǎn)率的“高-高，低-低”集聚相對明顯，2002～2003年最為強烈，且為強烈高值集聚，自2004年起，工業(yè)碳生產(chǎn)率的熱點區(qū)開始由集聚轉(zhuǎn)為隨機分布。

2. 局部空間自相關(guān)性

本文將局部Getis-Ord 統(tǒng)計值由低到高分為4類，并分別定義為冷點區(qū)、次冷點區(qū)、次熱點區(qū)、熱點區(qū)，生成江蘇工業(yè)碳生產(chǎn)率空間格局的熱點演化圖。參考上文的結(jié)論，選取2002、2005、2008、2012年的熱點分布圖（圖2）進行深入分析。

（1）自2002年以來，江蘇工業(yè)碳排放熱點區(qū)域的總體格局變化較大，局部區(qū)域保持相對穩(wěn)定。熱點區(qū)域多是位于蘇中、蘇北的空間范圍。而江蘇經(jīng)濟發(fā)展的核心地區(qū)——蘇南和作為蘇北經(jīng)濟領(lǐng)頭羊的徐州，基本上為低值簇，處于江蘇碳生產(chǎn)率冷點區(qū)。

（2）江蘇西北部和東南部的工業(yè)碳生產(chǎn)率發(fā)展呈現(xiàn)明顯的滯后現(xiàn)象，良好的經(jīng)濟基礎(chǔ)并沒有給該地區(qū)碳生產(chǎn)率的發(fā)展帶來明顯優(yōu)勢。對比2002年和2012年發(fā)現(xiàn)，徐州、南通、蘇州、無錫四市的縣域單元除蘇州市區(qū)外，均未向熱點區(qū)躍遷，且一些地區(qū)反而出現(xiàn)了下降。

（3）江北大部分區(qū)域的工業(yè)碳生產(chǎn)率發(fā)展勢頭良好，而傳統(tǒng)的工業(yè)地區(qū)有被邊緣化的趨勢。這是由于原先以粗放式為主的工業(yè)基礎(chǔ)，造成CO2大量排放，阻礙了后續(xù)碳生產(chǎn)率的提升，正如煤城徐州。南京作為全國最大的綜合型工業(yè)基地——滬寧杭工業(yè)基地的中心城市之一，其支柱產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)偏重，經(jīng)過多年的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級優(yōu)化，對碳生產(chǎn)率的促進才初見成效。

（4）從冷、熱點區(qū)域的變遷來看，2002年熱點區(qū)域總體上分布在徐州宿遷泰州南通的東部以及連云港地區(qū)，及零星幾個地級市中心，隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)向北發(fā)展，原中北部地區(qū)的集聚性衰退，熱點逐漸分散。2008年對洪澤湖及高郵湖的整治及保護取得了積極的成效，其周邊區(qū)域成為了新的碳生產(chǎn)率熱點。2012年時熱點得到進一步集聚，并向北部轉(zhuǎn)移，往連云港揚州以及相鄰地區(qū)集中，展現(xiàn)了蘇北在實現(xiàn)新型工業(yè)化道路上的后發(fā)優(yōu)勢。

四、結(jié)論

基于江蘇工業(yè)碳生產(chǎn)率的核算，利用經(jīng)濟學(xué)的基尼系數(shù)、泰爾指數(shù)、沃爾夫森指數(shù)和集中指數(shù)，通過地理學(xué)的空間自相關(guān)分析，分析了該省碳排放水平的時空演變特征，主要結(jié)論如下：

1. 江蘇省工業(yè)碳生產(chǎn)率的空間差異與極化程度在波動中逐步增強。總體空間差異與極化的程度，經(jīng)短暫減弱后，呈現(xiàn)波動的趨勢，差異性不斷增強，總趨勢與碳生產(chǎn)率增長率的變動耦合?；嵯禂?shù)的變化說明工業(yè)碳生產(chǎn)率在江蘇各縣域之間出現(xiàn)了極化現(xiàn)象，2008年后差距愈加懸殊。

2. 在碳排放水平總體空間格局上，2002-2003年期間江蘇省縣域碳排放水平表現(xiàn)出很強的空間自相關(guān)性，為強烈的高值區(qū)聚集，也就是說碳排放水平強的地區(qū)和碳排放水平弱的地區(qū)在空間上呈現(xiàn)集中分布，但是隨著時間的推移，格局迅速由“高-高，低-低”集聚轉(zhuǎn)為隨機分布，還在不斷得到加強。

3. 工業(yè)碳生產(chǎn)率熱點分布的空間結(jié)構(gòu)變化性較強，表現(xiàn)出先集中、相對擴散、再集中的演化過程，但局部區(qū)域仍保持相對穩(wěn)定。由于背負著支柱產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)偏重的歷史問題，工業(yè)起步早、經(jīng)濟基礎(chǔ)良好的徐州和蘇南地區(qū)，大多長期處于冷點區(qū)域。此外，格局對政策的敏感度也較高，對洪澤湖及高郵湖的大力整治及保護，促使周邊地區(qū)成為工業(yè)碳生產(chǎn)率的熱點。

4. 政府可以通過制定積極的區(qū)域平衡發(fā)展政策，鼓勵蘇北、蘇中地區(qū)發(fā)揮在實現(xiàn)新型工業(yè)化道路上的后發(fā)優(yōu)勢，避免以環(huán)境換經(jīng)濟的彎路，另一方面，加快老工業(yè)地區(qū)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級，減少對能源消費的依賴，提高其輻射和帶動區(qū)域發(fā)展的能力，促進縣域工業(yè)碳生產(chǎn)率的快速增加，來調(diào)控和改變工業(yè)碳排放水平格局。

在未來研究中可進一步擴展時間尺度的范圍，建立多指標(biāo)體系，深入研究更小空間尺度（鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度）上空間的相互作用關(guān)系。

參考文獻：

[1]彭文強，趙凱.我國碳生產(chǎn)率的收斂性研究[J].西安財經(jīng)學(xué)院學(xué)報，2012（05）.

[2]何建坤，蘇明山.應(yīng)對全球氣候變化下的碳生產(chǎn)率分析[J].中國軟科學(xué)，2009（10）.

[3]趙皋.我國碳生產(chǎn)率增長的長期關(guān)系和短期效應(yīng)——基于面板協(xié)整研究[J].軟科學(xué)，2014（06）.

[4]饒暢.制造業(yè)投入服務(wù)化對碳生產(chǎn)率影響的理論建模和實證檢驗——以珠三角為例[J].經(jīng)濟與管理，2013（06）.

[5]趙國浩，高文靜.基于前沿分析方法的中國工業(yè)部門廣義碳生產(chǎn)率指數(shù)測算及變化分解[J].中國管理科學(xué)，2013（01）.

[6]周五七.效率增進與技術(shù)進步對綠色生產(chǎn)率增長的影響——來自中國36個兩位數(shù)工業(yè)行業(yè)的實證[J].統(tǒng)計與信息論壇，2014（04）.

[7]張麗峰，崔佳穎.基于泰爾指數(shù)的我國碳生產(chǎn)率區(qū)域差異性分析[J].資源開發(fā)與市場，2013（03）.

*本文系2012國家自然科學(xué)基金“基于非期望產(chǎn)出率熵變的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)減排機理及碳減排差別責(zé)任研究”（項目編號：G031202）的階段性成果。

（作者單位：江蘇大學(xué)管理學(xué)院）