考慮材料投入的建筑業(yè)碳生產(chǎn)率及其斂散性

張普偉， 賈廣社， 吳陸鋒， 徐啟雄

(同濟(jì)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 200092)

全球氣候變暖正威脅著人類的生存和發(fā)展，人類活動排放的過量二氧化碳(CO2)是氣候變暖的主要原因.為了控制氣候變化，地球周圍大氣層能容納CO2的空間(“碳排放空間”)已經(jīng)成為比勞動和資本還稀缺的資源.減少CO2排放已經(jīng)成為全球共同面臨的緊迫任務(wù)[1].為了分擔(dān)全球應(yīng)對氣候變化的壓力，中國政府承諾，到2020年，單位GDP的CO2排放量在2005年的水平上減少40%～45%[2].建筑業(yè)作為中國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，是主要的CO2排放源，比如，2011年，中國建筑業(yè)排放的CO2達(dá)到3 035.9 Mt，占到當(dāng)年全國排放總量的33.66%[3].建筑業(yè)必需分擔(dān)相應(yīng)的CO2減排目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)低碳和可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型.

低碳經(jīng)濟(jì)是支撐和實(shí)現(xiàn)低碳與可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)形態(tài)，其實(shí)質(zhì)是在完成CO2減排目標(biāo)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長[4].“單位CO2排放的GDP產(chǎn)出”這一“單要素碳生產(chǎn)率”指標(biāo)[5]，是連接經(jīng)濟(jì)增長與CO2減排兩個(gè)目標(biāo)的橋梁，但單要素碳生產(chǎn)率不能反映多種投入要素組合可能產(chǎn)生的技術(shù)進(jìn)步等綜合效果，因此，考慮建筑業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，全部主要產(chǎn)出與包含“碳排放空間”在內(nèi)的全部主要投入的比值，這一建筑業(yè)全要素碳生產(chǎn)率(CI-TFCP)指標(biāo)更全面、準(zhǔn)確.提高建筑業(yè)全要素碳生產(chǎn)率是中國建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳和可持續(xù)發(fā)展的可行路徑[6].

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)方法因?yàn)椴恍枰A(yù)先設(shè)定生產(chǎn)函數(shù)，也不需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行多量綱歸一化處理，能避免因生產(chǎn)函數(shù)設(shè)置錯誤或多量綱歸一化處理可能造成的偏誤，現(xiàn)有文獻(xiàn)中的建筑業(yè)全要素生產(chǎn)率(或全要素效率)通常用DEA方法測算[7-12].但用DEA方法測算建筑業(yè)全要素生產(chǎn)率(或全要素效率)的最大分歧在于投入、產(chǎn)出指標(biāo)的確定[13].建筑業(yè)的一個(gè)重要特征是生產(chǎn)的流動性，人員、材料、施工機(jī)械等投入資源都隨施工對象而流動，主要資源消耗和CO2排放都發(fā)生在施工現(xiàn)場.所以選擇評價(jià)建筑業(yè)全要素碳生產(chǎn)率(或全要素碳效率)時(shí)應(yīng)該把施工現(xiàn)場排放CO2最多的資源作為投入指標(biāo)，但現(xiàn)有文獻(xiàn)普遍忽視了這一點(diǎn)[8,12,14].

碳生產(chǎn)率的斂散性作為反映CO2排放和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的重要動態(tài)變化特征指標(biāo)，可以為低碳發(fā)展的政策制定提供決策依據(jù).中國碳生產(chǎn)率的斂散性已被很多學(xué)者關(guān)注，比如：席建國[15]、YANG等[16]研究了中國各省的全要素碳生產(chǎn)率的斂散性，石蕾和李洋[17]、HAO等[18]研究了中國各省的碳強(qiáng)度(單要素碳生產(chǎn)率的倒數(shù))的斂散性；楊翔等[19]研究了1998—2011年中國26個(gè)制造行業(yè)碳生產(chǎn)率的斂散性、滕澤偉等[20]研究了2004—2013年中國服務(wù)行業(yè)分行業(yè)碳生產(chǎn)率的斂散性.但目前還沒有對中國建筑業(yè)碳生產(chǎn)率斂散性的研究.另外，根據(jù)在多投入多產(chǎn)出背景下，DEA方法是對具有可比性的同類型單位，也叫生產(chǎn)決策單元(DMU)構(gòu)成的生產(chǎn)前沿測算相對生產(chǎn)率的原理，Horta和Camanho[21]于2015年提出了基于生產(chǎn)前沿面的全要素生產(chǎn)率斂散性檢驗(yàn)方法.這里的生產(chǎn)前沿面是指DMU的生產(chǎn)可能集的邊界[22]，最佳生產(chǎn)前沿面是指由產(chǎn)出與投入之比最大的DMU構(gòu)成的生產(chǎn)可能集邊界，最差生產(chǎn)前沿面是指由產(chǎn)出與投入之比最小的DMU構(gòu)成的生產(chǎn)可能集邊界.這種檢驗(yàn)方法還沒有應(yīng)用于中國的地區(qū)或行業(yè)的全要素碳生產(chǎn)率收斂性研究.

1 考慮材料投入的指標(biāo)體系構(gòu)建

1.1各項(xiàng)投入資源的二氧化碳排放量測算

首先界定中國建筑業(yè)二氧化碳排放的測算范圍，然后確定排放CO2的主要投入資源，并測算2005—2016年這些投入資源的累計(jì)CO2排放，為評價(jià)指標(biāo)選取提供依據(jù).

參考馮博等[24]對建筑業(yè)CO2排放的責(zé)任分擔(dān)機(jī)制選擇，基于消費(fèi)側(cè)對CO2排放量進(jìn)行測算，即建筑材料生產(chǎn)、火力發(fā)電等過程中產(chǎn)生的CO2歸在消耗省份和建筑行業(yè)計(jì)算.張智慧和劉睿劼[25]認(rèn)為，建筑業(yè)CO2排放包括直接排放和間接排放，直接排放是指建筑業(yè)直接消耗能源所排放的CO2，間接排放是指由建筑業(yè)引發(fā)的關(guān)聯(lián)行業(yè)的CO2排放.在此基礎(chǔ)上，相關(guān)學(xué)者進(jìn)一步將中國建筑業(yè)的CO2排放范圍界定為建筑業(yè)直接消耗能源產(chǎn)生的碳排放與生產(chǎn)鋼材、玻璃、水泥、木材和鋁材5種主要建筑材料的碳排放[14,26].本文選取建筑業(yè)直接消耗的原煤、洗精煤、其他洗煤、型煤、煤矸石、焦炭、焦?fàn)t煤氣、其他煤氣、其他焦化產(chǎn)品、汽油、煤油、柴油、燃料油、溶劑油、石油焦、液化石油氣、其他石油制品、天然氣、液化天然氣和電力20種能源和水泥、鋼材、鋁材、玻璃、木材5種主要建材作為CO2排放源.

基于政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的系數(shù)法，第i種資源排放的CO2量如下：

Ei=Qi×αi

(1)

式中:Ei表示第i種資源的CO2排放量；Qi表示第i種投入資源的消耗量；αi表示消耗第i種單位資源排放的CO2量，即CO2排放系數(shù).2005—2016年的建筑業(yè)全部能源消耗量源自《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2017年)、5種材料消耗量源自《中國建筑業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2017年).CO2排放系數(shù)的確定分3類處理：

(1) 非電力能源的碳排放系數(shù)用平均低位發(fā)熱量及其對應(yīng)的缺省碳排放因子計(jì)算，計(jì)算依據(jù)從《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》、《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南目錄》、《公共機(jī)構(gòu)能源消耗統(tǒng)計(jì)制度》中取得.

(2) 電力消耗的碳排放系數(shù)根據(jù)國家發(fā)展和改革委員會應(yīng)對氣候變化司發(fā)布的《中國區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子》確定.

(3) 建筑材料的碳排放系數(shù)來源于相關(guān)文獻(xiàn)的研究成果，具體數(shù)值為：水泥0.580(t·t-1)[27]、鋼材1.959(t·t-1)[28]、鋁材16.500(t·t-1)[29]、玻璃34.959(kg·重量箱-1)[30]和木材10.877(kg·m-3)[31].

根據(jù)以上參數(shù)來源測算2005—2016年中國大陸30個(gè)省級區(qū)域(西藏因能源數(shù)據(jù)缺失未計(jì)入)的建筑業(yè)主要投入資源的累計(jì)CO2排放量見圖1.

圖1 各項(xiàng)投入的CO2排放量排列Fig.1 Arrangement of CO2 amount for each input

結(jié)果表明，鋼材消耗的CO2排放量最大(129.595億t)，其次是水泥(126.09億t)，第3是鋁材(64.568億t)，第4是電力(5.838億t)，第5是柴油(3.091億t).鋼材、水泥和鋁材3種建筑材料的CO2排放量占建筑業(yè)全部排放量的95.70%.

1.2指標(biāo)確定及生產(chǎn)過程模型

和所有行業(yè)的生產(chǎn)一樣，建筑業(yè)的生產(chǎn)也必需具備勞動者和表現(xiàn)為各種勞動資料和勞動對象的資本.在已有的研究文獻(xiàn)中，通常用建筑業(yè)從業(yè)人數(shù)或支付給從業(yè)人員的報(bào)酬(人工工資)表示勞動者.用工資表示勞動者的文獻(xiàn)認(rèn)為，人員工資的多少不僅反映勞動者的數(shù)量，也反映了勞動者素質(zhì)的差異.但由于不存在完美的勞動力市場，工資不能準(zhǔn)確反映勞動者素質(zhì)，而且工資是貨幣單位，不同時(shí)間點(diǎn)的工資量不能直接比較，必須要找到一個(gè)平減指數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可能會導(dǎo)致效率評價(jià)的偏誤.所以本文選取建筑業(yè)從業(yè)人數(shù)作為反映勞動者投入要素的指標(biāo).

資本這一投入要素的表現(xiàn)更為多樣，通常針對不同的評價(jià)對象和目的選取不同的具體指標(biāo).在建筑業(yè)生產(chǎn)率(或效率)評價(jià)的已有研究文獻(xiàn)中，最常用的是固定資產(chǎn)或總資產(chǎn)，很少有文獻(xiàn)把建筑材料作為主要的投入要素，而建筑材料是排放CO2的主要來源.基于評價(jià)單位CO2排放空間對應(yīng)的產(chǎn)出能力的評價(jià)目的，需要把最主要的CO2排放源作為投入指標(biāo).結(jié)合建筑業(yè)主要在現(xiàn)場生產(chǎn)的特點(diǎn)，考慮評價(jià)模型對指標(biāo)數(shù)量的限制和數(shù)據(jù)的可得性等原則，把建筑業(yè)生產(chǎn)中的資本要素投入用鋼筋、水泥、鋁材、施工機(jī)械和能源5個(gè)具體指標(biāo)表示.其中施工機(jī)械采用“功率”為單位，規(guī)避貨幣指標(biāo)平減問題；能源指標(biāo)把20種能源轉(zhuǎn)化成“萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤”為單位，統(tǒng)一成一個(gè)指標(biāo).

產(chǎn)出指標(biāo)使用最多的是建筑業(yè)增加值、建筑業(yè)總產(chǎn)值、建筑面積等.因?yàn)闃?gòu)筑物這種重要的建筑業(yè)產(chǎn)品類型不能用面積衡量，所以建筑面積不宜作為主要產(chǎn)出指標(biāo).總產(chǎn)值包含了中間生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)移價(jià)值的重復(fù)計(jì)算，不能準(zhǔn)確反映建筑業(yè)的產(chǎn)出.本文選取建筑業(yè)增加值作為期望產(chǎn)出指標(biāo).伴隨建筑業(yè)生產(chǎn)過程而排放的CO2是目前應(yīng)對氣候變化和要求低碳發(fā)展的背景下需要重點(diǎn)關(guān)注的非期望產(chǎn)出，由于CO2排放量耗用了大氣層中考慮氣候變化條件下可容納CO2的有限空間，所以從數(shù)量上，CO2排放量等于CO2排放空間的投入量.評價(jià)指標(biāo)及其對建筑業(yè)生產(chǎn)過程模型的刻畫如圖2所示.

圖2 指標(biāo)體系及生產(chǎn)過程Fig.2 Indicators and production process

這一指標(biāo)體系刻畫的建筑業(yè)生產(chǎn)過程能更好地體現(xiàn)建筑業(yè)的行業(yè)特征，因?yàn)樵诮ㄖI(yè)的生產(chǎn)過程中，人工、材料、機(jī)械一直被公認(rèn)是最重要的3種投入，這與公認(rèn)的建筑業(yè)生產(chǎn)特征完全吻合，而且投入之間沒有重復(fù)，能為更準(zhǔn)確地測算CI-TFCP提供指標(biāo)基礎(chǔ).

2 方法與模型

2.1Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)測算模型

Tt={(xt,yt):xt能生產(chǎn)出yt}

(2)

參考Shephard[23]的研究，在t時(shí)期的生產(chǎn)技術(shù)條件下，第j0個(gè)DMU的產(chǎn)出方向距離函數(shù)被定義如下：

Dt(xj0,t,yj0,t)=min{θ:(xj0,t,yj0,t/θ)∈Tt}

(3)

式(3)本質(zhì)上定義了在t時(shí)期的生產(chǎn)技術(shù)條件下，第j0個(gè)DMU的產(chǎn)出yj0,t可以擴(kuò)大的最大比例.θ≤1，是Farrell[32]意義上的效率評價(jià)值，因?yàn)槠渲慌c當(dāng)年的生產(chǎn)決策單元構(gòu)成的前沿面比較，不考慮跨時(shí)間周期的比較，本文將其定義為靜態(tài)CI-TFCP.當(dāng)θ=1時(shí)，表示第j0個(gè)DMU在最佳生產(chǎn)前沿面上，在現(xiàn)有技術(shù)條件下產(chǎn)出不可能被擴(kuò)大.類似地，可以定義在t+1時(shí)期的生產(chǎn)技術(shù)條件下，第j0個(gè)DMU的t時(shí)期投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)的產(chǎn)出方向距離函數(shù)如下：

Dt+1(xj0,t,yj0,t)=min{θ:(xj0,t,yj0,t/θ)∈Tt+1}

(4)

如果t時(shí)期和t+1時(shí)期的生產(chǎn)技術(shù)有顯著差異，測算t+1時(shí)期相對于t時(shí)期的生產(chǎn)率變化情況就不能只以某一個(gè)時(shí)期的技術(shù)為基準(zhǔn)，而必須同時(shí)兼顧兩個(gè)時(shí)期的生產(chǎn)技術(shù)水平.參考Caves、Christemen和Diewert[33]的處理方式，第j0個(gè)DMU的t+1時(shí)期相對于t時(shí)期生產(chǎn)率變化的Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)如下：

(5)

M大于1，說明t+1時(shí)期的CI-TFCP相對于t時(shí)期有提高，小于1表示降低，等于1表示不變.M可以進(jìn)一步分解成效率變化指數(shù)與技術(shù)變化指數(shù)的乘積，本文中的效率變化指數(shù)就是兩個(gè)時(shí)期的靜態(tài)CI-TFCP的比值.

斂散性在發(fā)展經(jīng)濟(jì)學(xué)的文獻(xiàn)中被廣泛深入研究，其最先關(guān)注的內(nèi)容是生產(chǎn)率水平低的貧窮國家是否能趕超生產(chǎn)率水平高的富裕國家，并構(gòu)建了σ收斂和β收斂兩個(gè)經(jīng)典的收斂模型.經(jīng)典的σ收斂認(rèn)為，如果隨著時(shí)間的推移，一組國家的實(shí)際人均GDP水平之間的差異程度逐年縮小，說明這組國家是σ收斂的，表示如下：

σt+1<σt

(6)

式中:σt和σt+1分別指這組國家中各國的t時(shí)期和t+1時(shí)期實(shí)際人均GDP水平取對數(shù)后計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)差.本文將σ收斂的含義拓展為：隨著時(shí)間的推移，中國大陸30個(gè)省級區(qū)域的靜態(tài)CI-TFCP之間的差異趨向于縮小表示存在σ收斂，擴(kuò)大表示σ發(fā)散.通過方向距離函數(shù)的定義可知，第j0個(gè)DMU的方向距離函數(shù)表示的效率值就是被評價(jià)決策單元的靜態(tài)CI-TFCP.因此，對特定的第j0個(gè)DMU而言，式(7)所示的第t+1時(shí)期的靜態(tài)CI-TFCP與t時(shí)期靜態(tài)CI-TFCP的比值反映了該決策單元隨時(shí)間推移與最佳生產(chǎn)前沿面的差距的變化程度，該比值正是Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)中分解出來的效率變化指數(shù)部分,即

(7)

(8)

經(jīng)典的β收斂認(rèn)為，如果貧窮經(jīng)濟(jì)體的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度超過富裕經(jīng)濟(jì)體的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，則存在β收斂.如果擁有一組經(jīng)濟(jì)體的t時(shí)期和t+1時(shí)期實(shí)際人均GDP(p)，β收斂模型如下：

(9)

如果β<0，則存在β收斂.此時(shí)意味著t時(shí)期人均GDP高的國家，t+1時(shí)期的人均GDP增長速度低于t時(shí)期人均GDP低的國家，即貧窮經(jīng)濟(jì)體會逐步趕超富裕經(jīng)濟(jì)體.為了測算中國各省CI-TFCP的β收斂，本文考察t+1時(shí)期相對于t時(shí)期最佳生產(chǎn)前沿面和最差生產(chǎn)前沿面的移動情況，其中最佳生產(chǎn)前沿面和最差生產(chǎn)前面分別代表一個(gè)時(shí)期靜態(tài)CI-TFCP最高和最低的省份.如果t+1時(shí)期最佳生產(chǎn)前沿面上的DMU和最差生產(chǎn)前沿面上的DMU的靜態(tài)CI-TFCP差距小于t時(shí)期，則認(rèn)為存在β收斂.考慮到兩個(gè)時(shí)期的技術(shù)水平差異，第j0個(gè)DMU表示的t+1時(shí)期最佳生產(chǎn)前沿面和最差生產(chǎn)前沿面的距離相對于t時(shí)期的變化(μj0)如下：

(10)

(11)

2.4求解方向距離函數(shù)的DEA模型

模型(12)和(13)中，要求解的變量vi和ur分別是各DMU的投入指標(biāo)xi(i=1,2,…m)和產(chǎn)出指標(biāo)yr(r=1,2,…s)的權(quán)重.

(12)

(13)

3 實(shí)證研究

本文的數(shù)據(jù)來源均為政府統(tǒng)計(jì)主管部門發(fā)布的統(tǒng)計(jì)年鑒，具體來源如下：建筑業(yè)從業(yè)人員、建筑業(yè)增加值源自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2017年)，其中建筑業(yè)增加值以各省第二產(chǎn)業(yè)GDP指數(shù)平減到2005年不變價(jià)格；鋼筋、水泥、鋁材和機(jī)械功率數(shù)源自《中國建筑業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2017年)；能源消耗量源自《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2017年).CO2排放空間按照1.1節(jié)的測算方法.2005—2016年的指標(biāo)數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)見表1所示.

表1 指標(biāo)數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計(jì)Tab.1 Descriptive statistics of indicator data

為了探索CI-TFCP變化的可能原因，還用到源自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2017年)的教育經(jīng)費(fèi)投入、人均受教育年數(shù)、授權(quán)專利數(shù)、研發(fā)人員和經(jīng)費(fèi)投入指標(biāo).

3.2全要素碳生產(chǎn)率指數(shù)測算結(jié)果

求解模型(12)得到各省各年的方向距離函數(shù)值，將其代入式(5)計(jì)算得到各省各年相對于上一年的Malmquist指數(shù).各省按年數(shù)求算術(shù)平均的結(jié)果顯示，CI-TFCP的年均增長率最大的3個(gè)省份依次是河北(10.12%)、內(nèi)蒙(9.20%)和寧夏(9.10%)，最小的3個(gè)省份依次是河南(-3.34%)、貴州(-1.38%)和福建(0.40%).

河北的CI-TFCP的年均增長率高可能是因?yàn)槟茉唇Y(jié)構(gòu)快速改善，原煤占建筑業(yè)全部能源的比重年均下降率(11.13%)遠(yuǎn)高于全國(2.10%).內(nèi)蒙古CI-TFCP的年均增長率較高可能是因?yàn)檠邪l(fā)投入和教育投入的快速增加，研發(fā)投入占GDP比重(研發(fā)強(qiáng)度)的年均增加率(9.43%)，居全國第2位；教育經(jīng)費(fèi)年均增長率(17.31%)，居全國第5位.寧夏的CI-TFCP年均增長率較高可能是單位建筑業(yè)增加值消耗的材料(材料消耗強(qiáng)度)快速降低、科技產(chǎn)出和教育投入快速增加的綜合結(jié)果，水泥消耗強(qiáng)度的年均增長率(-2.36%)遠(yuǎn)小于全國(-0.66%)，鋼材消耗強(qiáng)度年均增長率(-1.53%)也遠(yuǎn)小于全國(3.04%)；授權(quán)專利數(shù)的年均增長率(47.95%)和教育經(jīng)費(fèi)年均增長率(17.57%)均位居全國第4位.

河南的CI-TFCP年均增長率逐年降低可能是因?yàn)殇摬摹⑺嗟南膹?qiáng)度和單位建筑業(yè)增加值消耗的能源(能源消耗強(qiáng)度)快速提升的綜合結(jié)果，水泥消耗強(qiáng)度年均增長率(14.71%)、鋼材消耗強(qiáng)度年均增長率(31.43%)、能源消耗強(qiáng)度年均增長率(1.34%)均遠(yuǎn)高于全國平均水平.貴州的CI-TFCP年均增長率逐年降低可能是因?yàn)殇摬?、能源消耗?qiáng)度快速提升的綜合結(jié)果，鋼材消耗強(qiáng)度年均增長率(43.66%)、能源消耗強(qiáng)度年均增長率(2.10%)均遠(yuǎn)高于全國平均水平.福建的CI-TFCP年均增長率可能是因?yàn)榻逃矫娴脑驅(qū)е拢浣逃?jīng)費(fèi)和人均受教育年限的年均增長率分別為14.07%和1.31%，都低于對應(yīng)的全國平均水平.

按照全國和東、中、西部地區(qū)包含的省份個(gè)數(shù)求幾何平均，得到中國及其東、中、西部地區(qū)各年的Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)結(jié)果見圖3所示.

圖3 全要素碳生產(chǎn)率指數(shù)Fig.3 Total factor carbon productivity index

從全國看，年均Malmquist指數(shù)值(1.039 1)大于1，說明全國的CI-TFCP總體呈現(xiàn)逐年升高的趨勢.2005—2016年間，只有2008、2009和2011年的CI-TFCP指數(shù)小于1，即只有這三年的CI-TFCP在上年的基礎(chǔ)上有所下降.其主要原因可能是因?yàn)檫@三年的材料和能源消耗強(qiáng)度與各自的上一年度相比劇增的結(jié)果，比如2008年的水泥、鋼材和能源的消耗強(qiáng)度在2007年的基礎(chǔ)上分別升高13.92%、35.28%和1.79%，是增幅最大的年份；鋁材消耗強(qiáng)度升高31.65%，增幅在各年中位居第2.

分地區(qū)看，CI-TFCP指數(shù)總體呈現(xiàn)東部(年均1.051 5)高于中部(年均1.033 4)、中部高于西部(年均1.031 8)的格局.這也可能主要是由鋼筋、水泥、鋁材的消耗強(qiáng)度和科技人員的投入造成的，東、中、西部地區(qū)的鋼筋消耗強(qiáng)度年均升高率分別是1.29%、2.29%和7.85%，水泥消耗強(qiáng)度年均升高率分別是-0.63%、0.20%和0.95%，鋁材消耗強(qiáng)度年均升高率分別是4.98%、9.74%和12.47%，材料消耗強(qiáng)度的年均升高率越小，對應(yīng)地區(qū)的CI-TFCP年均增長率越大；東、中、西部地區(qū)的科研人員投入的年均增長率分別是10.99%、8.46%和7.16%，科研人員投入的年均增長率越大，對應(yīng)地區(qū)的CI-TFCP年均增長率越大.

通過KBr壓片，使用美國Nicolet公司Nicolet 6700智能型傅立葉變換紅外分光光度計(jì)分別對酰胺丙基二甲基叔胺鹽酸鹽和芥酸酰胺丙基甜菜堿結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，見圖1、2。

圖收斂指數(shù)(效率變化指數(shù))

圖收斂指數(shù)

4 結(jié)論、建議與未來研究方向

(1) 鋼材、水泥和鋁材三種建筑材料消耗引發(fā)的間接CO2排放量占建筑業(yè)全部排放量95.70%.這三種材料的消耗強(qiáng)度可能是影響中國CI-TFCP的主要因素之一.

(2) 中國及其東、中、西部地區(qū)的CI-TFCP均逐年提高.全國年均提高3.91%，東部地區(qū)年均提高率(5.15%)高于中部(3.34%)、中部高于西部(3.18%).CI-TFCP在三個(gè)地區(qū)的分布格局可能是由鋼筋、水泥、鋁材消耗強(qiáng)度和科技人員投入年均增長率綜合決定的.

(3) 各省的能源結(jié)構(gòu)、材料和能源消耗強(qiáng)度、研發(fā)人員投入、研發(fā)資金投入、授權(quán)專利數(shù)、教育經(jīng)費(fèi)投入、人均受教育年限等均可能是影響中國CI-TFCP指數(shù)變化的因素.

基于以上結(jié)論，為提高中國CI-TFCP，提出以下建議：

(1) 降低建筑材料消耗強(qiáng)度.比如采用更優(yōu)的設(shè)計(jì)方案減少材料消耗，大力推廣使用建筑信息模型(BIM)技術(shù)和預(yù)制裝配技術(shù)減少施工過程中的材料損耗等.這一建議在材料消耗強(qiáng)度逐年升高率最大的西部地區(qū)更需要被強(qiáng)調(diào).

(2) 加強(qiáng)低碳建筑材料和低碳建造技術(shù)的研發(fā)投入.建設(shè)行政主管部門應(yīng)與相關(guān)政府行政部門協(xié)調(diào)，從稅收優(yōu)惠等政策層面引導(dǎo)相關(guān)生產(chǎn)和研究單位投入人力、財(cái)力研究開發(fā)新型低碳建筑材料和低碳建造技術(shù).繼續(xù)推動生產(chǎn)前沿面往外逐年擴(kuò)展，發(fā)揮技術(shù)進(jìn)步的引領(lǐng)作用，促進(jìn)CI-TFCP持續(xù)提高.

(3) 促進(jìn)低碳建筑材料的推廣使用和低碳建造技術(shù)有效擴(kuò)散.減小各省份與生產(chǎn)前沿省份的差距，從提高效率變化指數(shù)的角度，促進(jìn)CI-TFCP的持續(xù)提高.尤其是東部地區(qū)的河北省和海南省等在最差生產(chǎn)前沿面上的省份，從北京、上海等最佳生產(chǎn)前沿省份引入和吸收先進(jìn)的低碳建造技術(shù)并推廣低碳建筑材料的使用，縮小最差生產(chǎn)前沿和最佳生產(chǎn)前沿之間的差距需要被強(qiáng)調(diào).

基于本文現(xiàn)有的工作，有以下三個(gè)方向可以繼續(xù)深入探索：

(2)影響CI-TFCP的因素及影響機(jī)制.本文只是根據(jù)CI-TFCP指數(shù)變化的可能影響因素做了一些解釋性描述，系統(tǒng)的影響因素識別和影響機(jī)制可以進(jìn)一步深入研究，以為制定提高CI-TFCP的對策提供依據(jù).

(3)考慮GDP和CO2排放作為目標(biāo)的材料消耗結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.建筑材料消耗誘發(fā)了主要的建筑業(yè)碳排放，不同建筑材料之間具有一定程度的替代性，以各省實(shí)際消耗的量為約束條件，以GDP和CO2排放為綜合優(yōu)化目標(biāo)，可以為宏觀材料消耗調(diào)控提供政策依據(jù).

致謝：感謝沈鐳、高天明及文獻(xiàn)[27]的其他作者提供的水泥碳排放成果數(shù)據(jù)，感謝劉晶茹及文獻(xiàn)[30]的其他作者分享的平板玻璃生產(chǎn)碳排放成果數(shù)據(jù)，感謝俞安愚、陳進(jìn)道對初稿提出的修改完善建議.