“一帶一路”沿線城市大氣污染的空間交互影響網(wǎng)絡(luò)及其結(jié)構(gòu)特征

劉華軍，邵明吉，石 印，郭立祥

（山東財(cái)經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，山東濟(jì)南 250014）

中國(guó)是共建“一帶一路”的積極倡導(dǎo)者，也是推進(jìn)綠色“一帶一路”建設(shè)的重要踐行者。2021 年11 月19 日，習(xí)近平在第三次“一帶一路”建設(shè)座談會(huì)上強(qiáng)調(diào)指出，要支持發(fā)展中國(guó)家能源綠色低碳發(fā)展，推進(jìn)綠色低碳發(fā)展信息共享和能力建設(shè)，深化生態(tài)環(huán)境和氣候治理合作。2022 年3 月，國(guó)家發(fā)展改革委等四部門(mén)聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)共建“一帶一路”綠色發(fā)展的意見(jiàn)》，為統(tǒng)籌推進(jìn)“一帶一路”綠色發(fā)展、著力打造更加緊密的生態(tài)環(huán)保國(guó)際合作提供了新的政策支撐。大氣污染是各國(guó)共同面對(duì)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，其廣泛分布和跨境傳導(dǎo)的特點(diǎn)意味著合作治理是必然選擇。在大氣污染領(lǐng)域推進(jìn)共建“一帶一路”綠色發(fā)展，迫切需要厘清“一帶一路”沿線大氣污染的空間傳導(dǎo)關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征，為“一帶一路”沿線國(guó)家加強(qiáng)多邊合作治理、協(xié)同解決大氣污染問(wèn)題提供科學(xué)依據(jù)。

1 文獻(xiàn)綜述

厘清大氣污染空間傳導(dǎo)關(guān)系是開(kāi)展大氣污染合作治理的基礎(chǔ)性工作。已有研究表明，自然因素和社會(huì)因素是決定大氣污染跨境傳導(dǎo)的兩大因素。就自然因素而言，現(xiàn)有文獻(xiàn)從氣象動(dòng)力、熱力因子及地理環(huán)境等方面探討了大氣污染的空間交互影響。從氣象動(dòng)力因子看，地域之間有規(guī)律轉(zhuǎn)移的季風(fēng)和空氣無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)形成的大氣湍流是驅(qū)動(dòng)大氣污染跨界傳導(dǎo)的重要力量［1-3］。從氣象熱力因子看，由于不同地區(qū)的溫度層結(jié)存在相對(duì)差異，造成氣團(tuán)夾雜著污染物由高溫區(qū)向低溫區(qū)擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)大氣污染遠(yuǎn)距離地傳導(dǎo)［4］。從地理因素看，山區(qū)地形、海陸界面等地形地勢(shì)通過(guò)影響氣流運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力和熱力進(jìn)而形成大氣環(huán)流，引起大氣污染空間交互影響［5-7］。在多種因素的作用下，亞洲的大氣污染對(duì)歐洲等區(qū)域具有嚴(yán)重的空間外溢效應(yīng)［8］。然而，風(fēng)并不只朝一個(gè)方向吹。受大氣運(yùn)動(dòng)影響，歐洲的大氣污染沿北半球中緯度穿越整個(gè)溫帶地區(qū)至亞洲區(qū)域，尤其是在春、冬兩季，歐洲國(guó)家對(duì)“一帶一路”沿線國(guó)家影響最為強(qiáng)烈［9］。

其次，在社會(huì)因素上，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的快速發(fā)展，國(guó)際貿(mào)易、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移等因素驅(qū)動(dòng)大氣污染跨境傳導(dǎo)的力量不斷加大［10-12］。一方面，由于不同地區(qū)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)存在差異，污染產(chǎn)業(yè)趨向于由環(huán)境規(guī)制嚴(yán)格、污染成本高、比較優(yōu)勢(shì)逐漸減弱的地區(qū)向環(huán)境規(guī)制力度寬松、污染成本低以及比較優(yōu)勢(shì)顯著提升的地區(qū)轉(zhuǎn)移，使得大氣污染由產(chǎn)業(yè)所在地“搬運(yùn)”至產(chǎn)業(yè)承接地［13］。另一方面，商品消費(fèi)國(guó)通過(guò)進(jìn)口等貿(mào)易活動(dòng)將產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的污染“外包”給其他國(guó)家，導(dǎo)致大氣污染在出口國(guó)大量排放，形成從需求端到供給端的影響過(guò)程［14-15］。近年來(lái)，大氣污染的隱含交互影響路徑已經(jīng)引起了學(xué)界的廣泛關(guān)注，中國(guó)是通過(guò)國(guó)際貿(mào)易造成大氣污染的主要國(guó)家，2007 年歐盟和美國(guó)進(jìn)口中國(guó)商品隱含的PM2.5導(dǎo)致中國(guó)超過(guò)11 萬(wàn)人過(guò)早死亡，其中歐盟占43%［12］。

在實(shí)證層面，大量文獻(xiàn)利用空氣質(zhì)量模型模擬大氣污染的空間傳導(dǎo)過(guò)程，從物質(zhì)流角度提供了大氣污染的跨界傳導(dǎo)證據(jù)［16-17］。部分文獻(xiàn)則從信息流視角，采用格蘭杰因果檢驗(yàn)、收斂交叉映射等方法識(shí)別大氣污染的空間交互影響［18-20］。隨著大氣污染數(shù)據(jù)的日益豐富和大數(shù)據(jù)因果推斷技術(shù)的不斷發(fā)展，為從更大區(qū)域范圍考察大氣污染空間交互影響創(chuàng)造了條件。為此，該研究基于信息流視角，采用伯克利地球發(fā)布的PM2.5數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)因果推斷技術(shù)—轉(zhuǎn)移熵（Transfer Entropy，TE）方法識(shí)別“一帶一路”沿線63 個(gè)國(guó)家的281 個(gè)城市大氣污染空間交互影響，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建“一帶一路”沿線城市大氣污染的空間交互影響網(wǎng)絡(luò)，從整體結(jié)構(gòu)、模塊型等多個(gè)層面揭示其結(jié)構(gòu)特征，為新時(shí)期深入推進(jìn)“一帶一路”沿線大氣污染的合作治理提供決策參考和解決方案。

2 方法與數(shù)據(jù)

2.1 研究方法

網(wǎng)絡(luò)分析是處理關(guān)系數(shù)據(jù)的主要分析范式，因果關(guān)系的識(shí)別是網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)。從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)角度看，大氣污染空間交互影響是一個(gè)極其復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，它并不只是以城市為單位的大氣污染主體的簡(jiǎn)單集合，還包含了城市之間錯(cuò)綜復(fù)雜的大氣污染傳輸關(guān)聯(lián)。該研究采用轉(zhuǎn)移熵方法識(shí)別“一帶一路”沿線大氣污染空間傳導(dǎo)關(guān)系，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建大氣污染交互影響關(guān)系的有向網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析方法考察“一帶一路”沿線城市大氣污染空間交互影響網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征。由于網(wǎng)絡(luò)分析方法已經(jīng)是較為成熟的量化分析工具，不再贅述，具體可參見(jiàn)文獻(xiàn)［21］，下面著重介紹大數(shù)據(jù)因果推斷技術(shù)—轉(zhuǎn)移熵方法。

作為衡量非線性系統(tǒng)之間信息流動(dòng)大小的雙向因果推斷方法［22］，轉(zhuǎn)移熵已在氣象學(xué)、物理學(xué)、生命科學(xué)、金融學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。1850年，克勞修斯（Clausius）首次提出熵的概念，并將其應(yīng)用于熱力學(xué)領(lǐng)域，用來(lái)量化物質(zhì)狀態(tài)的不均勻程度。1984 年，香農(nóng)（Shannon）將熵的概念引入到信息論中，結(jié)合概率分布表達(dá)信源輸出信息的不確定性，提出信息熵［23］，并將其定義為式（1）。其中，P(x)表示X的概率分布，x為隨機(jī)變量X的可能結(jié)果；H(x)為信息熵，表示X的不確定性，H(x)越大意味著X越混亂。當(dāng)式（1）中對(duì)數(shù)的底數(shù)為2 時(shí)，H(x)的單位為比特（bit）?；谝痪S隨機(jī)變量信息熵的定義，可以得到二維隨機(jī)變量（X，Y）聯(lián)合熵H(x，y)的表達(dá)式（2）及條件熵H(y|x)的表達(dá)式（3）。其中，P(x，y)、P(y|x)分別為隨機(jī)變量（X，Y）的聯(lián)合概率和條件概率分布。

根據(jù)互信息理論和信息熵的定義，可以得到兩個(gè)離散隨機(jī)變量X和Y之間的互信息，定義為式（4）。其中，I（x，y）為X與Y之間互信息，表示X和Y的相關(guān)程度。然而，互信息反映的是兩個(gè)系統(tǒng)相互重疊的概念。即隨機(jī)變量X中包含Y的信息與隨機(jī)變量Y中所包含X的信息是相同的，這意味著互信息不能甄別兩個(gè)單獨(dú)隨機(jī)變量各自對(duì)互信息的影響，無(wú)法判別兩個(gè)系統(tǒng)之間信息的流動(dòng)方向。鑒于此，Schreiber 在互信息的基礎(chǔ)上，將系統(tǒng)中的非對(duì)稱(chēng)信息加入到互信息中，提出轉(zhuǎn)移熵概念［24］。具體而言，yn對(duì)xn的轉(zhuǎn)移熵被定義為當(dāng)前的X與滯后的Y（y-）在滯后的X（x-）下的條件互信息，表示為式（5）。其中，xkn={xn，xn-1，…，xn-k}和yl n={yn，yn-1，…，yn-l}分別表示隨機(jī)變量X和Y的k、l階時(shí)間滯后的子序列。現(xiàn)有研究表明，隨機(jī)變量的滯后期越小，通過(guò)轉(zhuǎn)移熵預(yù)測(cè)未來(lái)值時(shí)損失的信息越少［33］，因此該研究選擇k=l=1。

由轉(zhuǎn)移熵的定義可知，TE估計(jì)量具有非負(fù)性。當(dāng)TE=0 時(shí)，表明Y的信息不能預(yù)測(cè)X的未來(lái)值；當(dāng)TE＞0 時(shí)，表明隨著Y信息量的增加，根據(jù)Y值預(yù)測(cè)X值的不確定性降低。值得注意的是，由于存在有限樣本效應(yīng)，當(dāng)樣本數(shù)量有限時(shí)，轉(zhuǎn)移熵的估計(jì)結(jié)果往往是有偏的。為此，一些研究通過(guò)引入了有效轉(zhuǎn)移熵（Effective Transfer Entropy）來(lái)減少偏誤［34］，定義為式（6）。其中，TEyshuffled→x為基于時(shí)間序列Y洗牌后的轉(zhuǎn)移熵，即從Y的時(shí)間序列中隨機(jī)抽取值并重新調(diào)整它們以生成新的時(shí)間序列，打破Y的時(shí)間序列的完整性及X、Y之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性，此時(shí)隨著樣本數(shù)量的增加，轉(zhuǎn)移熵逐漸收斂于0，而非0 值便是小樣本效應(yīng)所致的偽值。為有效的轉(zhuǎn)移熵估計(jì)量，洗牌過(guò)程需要重復(fù)進(jìn)行，得到所有洗牌后TEyshuffled→x平均值作為小樣本偏誤估計(jì)量，隨后從轉(zhuǎn)移熵估計(jì)量中減去該小樣本偏差估計(jì)量，以獲得經(jīng)過(guò)偏差校正的有效轉(zhuǎn)移熵估計(jì)量。此外，還將采用馬爾科夫自舉法（Markov block bootstrap）對(duì)轉(zhuǎn)移熵結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯著性檢驗(yàn)。

2.2 樣本數(shù)據(jù)

綜合數(shù)據(jù)的完整性和可得性，根據(jù)中國(guó)“一帶一路”網(wǎng)（https：//www.yidaiyilu.gov.cn）和伯克利地球大氣污染數(shù)據(jù)庫(kù)（http：//www.berkeleyearth.lbl.gov/air-quality/maps），主要考慮了63個(gè)國(guó)家。由于國(guó)家層面的數(shù)據(jù)平均化程度較高，在一定程度上掩蓋了真實(shí)的大氣污染信息，為此以上述國(guó)家的城市作為研究對(duì)象。按照城市人口排名，每個(gè)國(guó)家選取5個(gè)城市為研究樣本，若一國(guó)人口前五名城市大氣污染數(shù)據(jù)有缺失，則根據(jù)人口排名依次順延確定城市樣本，最終的研究樣本涵蓋了“一帶一路”沿線的281個(gè)城市，具體為亞洲30個(gè)國(guó)家的143個(gè)城市，歐洲28個(gè)國(guó)家的117個(gè)城市，非洲5個(gè)國(guó)家的21個(gè)城市。

PM2.5是大氣污染的首要污染物，具有能夠在空中滯留較長(zhǎng)時(shí)間和遠(yuǎn)距離傳導(dǎo)的特征，已經(jīng)成為主要的全球健康隱患。同時(shí)，PM2.5濃度的連續(xù)時(shí)間序列數(shù)據(jù)完整。因此，選擇PM2.5濃度表征大氣污染。在python 網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)技術(shù)支持下，該研究爬取2019 年“一帶一路”沿線281 個(gè)城市的PM2.5濃度地面監(jiān)測(cè)小時(shí)數(shù)據(jù)，并通過(guò)算術(shù)平均值得到102 565 條PM2.5濃度的日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)（表1）。整體上看，“一帶一路”沿線面臨著嚴(yán)重的大氣污染威脅，281個(gè)城市的PM2.5年平均濃度為23.2 μg/m3，遠(yuǎn)高于WHO 規(guī)定的年均值空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（10 μg/m3），按照WHO 發(fā)布的空氣質(zhì)量日均值標(biāo)準(zhǔn)（25 μg/m3），“一帶一路”沿線全年有30%以上的時(shí)間暴露于污染的空氣中。其中，亞洲、歐洲和非洲的PM2.5年平均濃度分別為31.1 μg/m3、14.3 μg/m3和25.1 μg/m3，即便是空氣質(zhì)量最優(yōu)的歐洲，PM2.5年平均濃度也高于WHO 規(guī)定的年均值空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（10 μg/m3）。從最小值看，亞洲、非洲和歐洲城市PM2.5濃度的最小值分別為19.1 μg/m3、13.7 μg/m3和7.6 μg/m3，表現(xiàn)出較好的空氣質(zhì)量水平。從最大值看，非洲是大氣污染極限程度最高的區(qū)域，為67.8 μg/m3，亞洲和歐洲依次遞減，分別為59.1 μg/m3和34.6 μg/m3，均沒(méi)有達(dá)到WHO 發(fā)布的空氣質(zhì)量日均值標(biāo)準(zhǔn)。

表1 描述性統(tǒng)計(jì)

3 “一帶一路”沿線大氣污染的空間交互影響

3.1 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

利用轉(zhuǎn)移熵因果推斷技術(shù)，在5%的顯著性水平下識(shí)別了“一帶一路”沿線大氣污染的空間交互影響關(guān)系，并分別以轉(zhuǎn)移熵強(qiáng)度0.03 和0.08 為閾值構(gòu)建了“一帶一路”沿線281 個(gè)城市的PM2.5空間交互影響網(wǎng)絡(luò)（圖1），后文的分析主要基于閾值為0.03的網(wǎng)絡(luò)展開(kāi)。網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)城市，連線表示大氣污染的傳導(dǎo)路徑。

基于平均輸入強(qiáng)度和平均輸出強(qiáng)度，分別對(duì)國(guó)家和城市進(jìn)行排名（表2）。在國(guó)家層面，排名前10 的國(guó)家平均交互影響強(qiáng)度明顯高于整體水平（0.005 7），其中，阿富汗平均輸出強(qiáng)度和平均輸入強(qiáng)度均排在首位，說(shuō)明阿富汗不僅會(huì)對(duì)其他國(guó)家的大氣污染產(chǎn)生較大影響，也會(huì)受到來(lái)自其他國(guó)家的較大影響，是大氣污染空間交互影響網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵國(guó)家。值得注意的是，發(fā)展中國(guó)家排名靠前，究其原因，一方面由于發(fā)展中國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對(duì)落后，污染程度較高，對(duì)其他國(guó)家產(chǎn)生了較大的影響；另一方面，發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)將污染的生產(chǎn)過(guò)程轉(zhuǎn)移至發(fā)展中國(guó)家，使得大氣污染隱含在國(guó)際貿(mào)易中，導(dǎo)致發(fā)展中國(guó)家的空氣質(zhì)量水平下降。在城市層面，平均強(qiáng)度排名靠前的城市多數(shù)位于平均強(qiáng)度排名靠前的國(guó)家內(nèi)，說(shuō)明大氣污染在國(guó)家內(nèi)部城市之間的交互影響較為明顯，這主要受地理距離的影響，位于同一國(guó)家的城市之間相距較近。總體來(lái)看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越低、地理距離越近的城市間大氣污染空間交互影響越強(qiáng)。

表2 “一帶一路”沿線城市大氣污染的空間交互影響的平均強(qiáng)度及其排名

3.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征

在自然因素和社會(huì)因素等多維因素的共同作用下，“一帶一路”沿線大氣污染的空間傳導(dǎo)關(guān)系構(gòu)成了緊密相連的大氣污染空間交互影響網(wǎng)絡(luò)（圖1 和表3）。從網(wǎng)絡(luò)整體上看，“一帶一路”沿線281個(gè)城市的大氣污染交互影響網(wǎng)絡(luò)共存在13 335 個(gè)直接傳導(dǎo)關(guān)系，且沒(méi)有孤立點(diǎn)存在，表現(xiàn)出較大的網(wǎng)絡(luò)密度（0.17）和多重疊加性。從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上看，平均每個(gè)城市的大氣污染與其他城市之間有47.7 個(gè)直接傳導(dǎo)關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)直徑為3，表明城市之間大氣污染的空間交互影響不再囿于地理位置上的鄰接關(guān)系，而是可以通過(guò)多條影響通道將相隔萬(wàn)里的兩個(gè)城市聯(lián)系在一起。當(dāng)然，城市間的出度、入度存在差異，說(shuō)明不同城市大氣污染之間的交互影響程度有所差異，但出度和入度的最小值分別為16 和17，意味著不同城市在大氣污染空間交互影響網(wǎng)絡(luò)中均發(fā)揮著重要作用。此外，樣本城市大氣污染空間交互影響網(wǎng)絡(luò)聚類(lèi)系數(shù)為0.2，平均最短路徑為1.8，表現(xiàn)出較強(qiáng)的小世界特征，充分說(shuō)明“一帶一路”沿線大氣污染的空間交互影響網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的緊密性和穩(wěn)定性。

表3 “一帶一路”沿線大氣污染空間交互影響網(wǎng)絡(luò)的

圖1 “一帶一路”沿線城市大氣污染的空間交互影響網(wǎng)絡(luò)

一個(gè)城市的大氣污染除了可以直接影響其他城市外，還可以通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)間接影響其他城市。為進(jìn)一步考察大氣污染的空間交互影響，該研究測(cè)算了“一帶一路”沿線任意兩個(gè)城市之間大氣污染傳導(dǎo)的最短路徑（表4）。從區(qū)域內(nèi)看，不同區(qū)域最短傳導(dǎo)路徑存在差異，但均可以通過(guò)一個(gè)或兩個(gè)城市產(chǎn)生傳導(dǎo)關(guān)系。具體而言，對(duì)于非洲、歐洲、亞洲內(nèi)部的城市而言，分別有23.6%、27.3%、15.6%的城市之間能夠直接建立聯(lián)系，而通過(guò)一個(gè)中間城市建立城市間大氣污染空間傳導(dǎo)的比例分別為76.2%、72.5%、81.6%，即在區(qū)域內(nèi)97.2%以上任意兩個(gè)城市間的最短傳導(dǎo)路徑均不大于2。對(duì)于非洲、歐洲、亞洲之間的城市而言，大氣污染直接傳導(dǎo)的比例相比區(qū)域內(nèi)略低，其中，非洲對(duì)歐洲、非洲對(duì)亞洲、歐洲對(duì)非洲、歐洲對(duì)亞洲、亞洲對(duì)非洲、亞洲對(duì)歐洲城市大氣污染直接建立聯(lián)系的比例分別為13.6%、11.6%、13.6%、15.3%、11.9%、14.5%，但仍有96.8%以上任意兩個(gè)城市間的最短傳導(dǎo)路徑不大于2?？傮w而言，無(wú)論是在區(qū)域內(nèi)部還是在區(qū)域之間，單個(gè)城市的大氣污染直接或間接地影響了多個(gè)城市，構(gòu)成了一個(gè)你中有我、我中有你的命運(yùn)共同體。

表4 最短路徑長(zhǎng)度的城市比例 /%

3.3 塊模型分析

下面通過(guò)塊模型考察“一帶一路”沿線大氣污染空間交互影響網(wǎng)絡(luò)的聚類(lèi)特征。將收斂標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為0.2，最大分割深度設(shè)置為2，該研究將281 個(gè)城市分為四個(gè)板塊

整體結(jié)構(gòu)特征（圖2）。板塊Ⅰ包括65 個(gè)城市，其中歐洲11 個(gè)，亞洲49個(gè)，非洲5 個(gè)；板塊Ⅱ包括125 個(gè)城市，其中歐洲93 個(gè)，亞洲23 個(gè)，非洲5 個(gè)；板塊Ⅲ包括53 個(gè)城市，其中歐洲10個(gè)，亞洲43個(gè)；板塊Ⅳ包括38個(gè)城市，其中歐洲3個(gè)，亞洲28 個(gè)，非洲7 個(gè)。從分塊結(jié)果上看，亞洲城市是板塊Ⅰ、板塊Ⅲ和板塊Ⅳ的主要組成部分，非洲城市分散地位于板塊Ⅰ、板塊Ⅱ和板塊Ⅳ，歐洲城市主要集中于板塊Ⅱ。

圖2 “一帶一路”沿線城市的板塊分布

進(jìn)一步通過(guò)塊模型分析考察不同板塊在“一帶一路”大氣污染空間交互影響網(wǎng)絡(luò)中的位置特征。在13 335 個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)關(guān)系中，屬于四個(gè)板塊內(nèi)部的傳導(dǎo)關(guān)系有6 548個(gè)，屬于板塊之間的傳導(dǎo)關(guān)系有6 787個(gè)（表5），表現(xiàn)出明顯的板塊間溢出效應(yīng)。板塊Ⅰ發(fā)出關(guān)系數(shù)為3 085 個(gè)，其中有1 941 個(gè)為板塊間溢出關(guān)系，接收到其他板塊的關(guān)系數(shù)為1 883個(gè)；實(shí)際內(nèi)部關(guān)系比例為37%，期望內(nèi)部關(guān)系比例為23%。因此，板塊Ⅰ為“凈溢出”板塊。該板塊城市在實(shí)現(xiàn)板塊內(nèi)部大氣污染交互影響的同時(shí)還對(duì)其他板塊產(chǎn)生較多溢出效應(yīng)。板塊Ⅱ發(fā)出關(guān)系數(shù)是6 898 個(gè)，其中有2 586 個(gè)為板塊間溢出關(guān)系，接收到其他板塊的關(guān)系數(shù)為2 564個(gè)；實(shí)際內(nèi)部關(guān)系比例為62%，期望內(nèi)部關(guān)系比例為44%。因此，板塊Ⅱ?yàn)椤半p向溢出”板塊。該板塊城市向板塊內(nèi)部和對(duì)其他板塊均發(fā)出較多的溢出關(guān)系。板塊Ⅲ發(fā)出關(guān)系數(shù)是2 096 個(gè)，其中有1 290 個(gè)為板塊間溢出關(guān)系，接收到其他板塊的關(guān)系數(shù)為1 361 個(gè)；實(shí)際內(nèi)部關(guān)系比例為38%，期望內(nèi)部關(guān)系比例為19%。因此，板塊Ⅲ為“中間人”板塊。該板塊中的城市既對(duì)其他板塊溢出又接收其他板塊的傳導(dǎo)關(guān)系，在大氣污染交互影響網(wǎng)絡(luò)中扮演著重要的“橋梁”作用。板塊Ⅳ發(fā)出關(guān)系數(shù)是1 256 個(gè)，其中有967 個(gè)為板塊間溢出關(guān)系，接收到其他板塊的關(guān)系數(shù)為289 個(gè)；實(shí)際內(nèi)部關(guān)系比例為23%，期望內(nèi)部關(guān)系比例為13%。因此，板塊Ⅳ為“凈接收”板塊。

表5 板塊間的溢出效應(yīng)

為考察“一帶一路”沿線大氣污染交互影響在板塊間的傳導(dǎo)關(guān)系，該研究根據(jù)傳導(dǎo)關(guān)系在板塊間的分布情況，計(jì)算了板塊及板塊間的網(wǎng)絡(luò)密度矩陣和像矩陣（表6）。其中，板塊及板塊之間網(wǎng)絡(luò)密度的中位數(shù)為0.12，若板塊或板塊之間的網(wǎng)絡(luò)密度大于等于0.12，則表明其網(wǎng)絡(luò)密度大于板塊網(wǎng)絡(luò)密度的整體水平，即大氣污染傳交互影響具有向該板塊集中的態(tài)勢(shì)。因此，將0.12 設(shè)置為臨界值，若板塊或板塊間的網(wǎng)絡(luò)密度大于0.12，則將密度矩陣對(duì)應(yīng)像矩陣中的相應(yīng)位置賦值為1，否則賦值為0，多值密度矩陣即轉(zhuǎn)化為像矩陣。基于像矩陣，對(duì)板塊之間的關(guān)系進(jìn)行可視化，如圖3 所示。可以發(fā)現(xiàn)，不同板塊的大氣污染呈現(xiàn)出鏈?zhǔn)诫p向傳導(dǎo)的態(tài)勢(shì)。大氣污染由板塊Ⅱ經(jīng)過(guò)板塊Ⅰ、板塊Ⅳ到達(dá)板塊Ⅲ；并由板塊Ⅲ經(jīng)過(guò)板塊Ⅳ、板塊Ⅰ到達(dá)板塊Ⅱ。上述結(jié)果表明，大氣污染的空間交互影響不只限于區(qū)域內(nèi)部，不同區(qū)域、不同國(guó)家之間的大氣污染跨境交互影響已經(jīng)成為普遍現(xiàn)象，任何國(guó)家的單邊行動(dòng)都難以達(dá)到理想效果。因此，“一帶一路”沿線國(guó)家亟須加強(qiáng)多邊合作，共同面對(duì)大氣污染問(wèn)題。

圖3 四大板塊之間的傳導(dǎo)關(guān)系

表6 板塊的密度矩陣和像矩陣

4 結(jié)論與建議

該研究基于“一帶一路”沿線63 個(gè)國(guó)家的281 個(gè)城市PM2.5地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，在信息流的視角下，采用大數(shù)據(jù)因果推斷技術(shù)—轉(zhuǎn)移熵方法識(shí)別了大氣污染的空間交互影響關(guān)系，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建大氣污染的空間交互影響網(wǎng)絡(luò)，并從整體結(jié)構(gòu)、塊模型等多個(gè)層面揭示“一帶一路”沿線大氣污染空間交互影響網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征，研究發(fā)現(xiàn)：①在5%的顯著性水平下，“一帶一路”沿線城市大氣污染交互影響網(wǎng)絡(luò)共存在13 335 個(gè)直接傳輸關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)密度為0.17，網(wǎng)絡(luò)直徑為3，平均聚類(lèi)系數(shù)和平均路徑長(zhǎng)度分別為0.2 和1.8，表現(xiàn)出明顯的多重疊性、小世界網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征。②從區(qū)域內(nèi)看，亞洲、歐洲和非洲各區(qū)域城市間的大氣污染傳輸關(guān)系中，分別有15.6%、27.3%和23.6%最短路徑為1，81.6%、72.5%和76.2%最短路徑為2；從區(qū)域間看，非洲對(duì)歐洲、非洲對(duì)亞洲、歐洲對(duì)非洲、歐洲對(duì)亞洲、亞洲對(duì)非洲、亞洲對(duì)歐洲城市大氣污染傳輸關(guān)系中，分別有13.6%、11.6%、13.6%、15.3%、11.9%、14.5%最短路徑為1，且96.8%以上最短路徑均不大于2，顯示出較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)連通性。③“一帶一路”沿線城市可以劃分為雙向溢出、凈溢出、凈接收、中間人四個(gè)網(wǎng)絡(luò)板塊，其中歐洲城市主要位于雙向溢出板塊，而亞洲和非洲城市則分散于四個(gè)板塊之中。板塊間的大氣污染呈現(xiàn)出鏈?zhǔn)诫p向傳輸關(guān)系，具體表現(xiàn)出由雙向溢出板塊經(jīng)過(guò)凈溢出板塊、凈接收板塊到達(dá)中間人板塊，并由中間人板塊經(jīng)過(guò)凈接收板塊、凈溢出板塊到達(dá)雙向溢出板塊。

上述研究充分表明，在大氣污染方面，“一帶一路”沿線國(guó)家你中有我，我中有你，已然成為一個(gè)命運(yùn)共同體。然而，“一帶一路”沿線大氣污染的空間一體化與污染防治分散化的不對(duì)稱(chēng)，嚴(yán)重阻礙了大氣污染的治理效果。迫切需要各國(guó)通力合作，有效解決“一帶一路”沿線大氣污染問(wèn)題，加快推進(jìn)共建“一帶一路”綠色發(fā)展：

（1）開(kāi)展科研聯(lián)合攻關(guān)。集聚不同國(guó)家、不同領(lǐng)域科研專(zhuān)家，發(fā)揮多學(xué)科交叉融合優(yōu)勢(shì)，科學(xué)評(píng)估“一帶一路”沿線國(guó)家大氣污染的基本狀況、跨境傳導(dǎo)信息，為制定“一帶一路”沿線大氣污染聯(lián)防聯(lián)控政策提供科學(xué)支撐。一是加強(qiáng)大氣污染成因與控制技術(shù)研究。通過(guò)定期舉辦“一帶一路”大氣污染防控技術(shù)研討會(huì)、學(xué)術(shù)論壇，凝聚各方智慧，追蹤國(guó)際先進(jìn)的防控技術(shù)，從根本上、源頭上治理“一帶一路”沿線國(guó)家大氣污染。二是建立科學(xué)家和決策者交流平臺(tái)。以線上線下多種方式搭建交流平臺(tái)，充分了解各國(guó)訴求，鞏固雙方彼此信任，形成共識(shí)性、針對(duì)性、靈活性、可執(zhí)行的政策。

（2）設(shè)立“一帶一路”大氣污染治理基金。一方面可以借鑒“綠色氣候基金”的資金籌集經(jīng)驗(yàn)，各國(guó)每年向“資金池”注入一定的資金，用于區(qū)域大氣污染的改善。另一方面也要學(xué)習(xí)“歐洲地區(qū)發(fā)展基金”等基金的模式，各成員國(guó)定期繳納固定資金。當(dāng)然，還要發(fā)動(dòng)起企業(yè)、社會(huì)組織等一切可以集結(jié)的力量，積極發(fā)展和共建“一帶一路”大氣污染聯(lián)防聯(lián)控體系的運(yùn)作“資金池”，共同維系發(fā)展中國(guó)家與發(fā)達(dá)國(guó)家聯(lián)合治污的政治互信和科研聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目、機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)作。

（3）建立大氣污染信息共享機(jī)制。大氣污染信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、共享不僅有利于“一帶一路”沿線國(guó)家更好開(kāi)展科研聯(lián)合攻關(guān)，也有助于增加各方合作互信、推動(dòng)建立重污染跨境傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制。近年來(lái)，中國(guó)高度重視大氣污染問(wèn)題，已經(jīng)建立了完備的大氣污染監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也在投資建設(shè)“一帶一路”公路、鐵路等交通基礎(chǔ)設(shè)施方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。中國(guó)可以借助自身優(yōu)勢(shì)，幫助大氣污染監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱的國(guó)家建立監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，促進(jìn)“一帶一路”沿線大氣污染信息互聯(lián)互通。

（4）推進(jìn)綠色產(chǎn)業(yè)合作?！耙粠б宦贰毖鼐€國(guó)家可以通過(guò)綠色發(fā)展政策對(duì)接，搭建多邊綠色發(fā)展合作機(jī)制和平臺(tái)，加快綠色標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際互認(rèn)，并拓展能源、交通、工業(yè)等領(lǐng)域的合作，共建一批綠色工廠和園區(qū)，積極培育節(jié)能環(huán)保、新能源汽車(chē)等新興產(chǎn)業(yè)。此外，借助上海合作組織、歐亞經(jīng)濟(jì)論壇、中非合作論壇等活動(dòng)，開(kāi)展產(chǎn)業(yè)綠色技術(shù)交流，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)綠色技術(shù)投資、創(chuàng)新與轉(zhuǎn)讓?zhuān)瑪U(kuò)大技術(shù)的溢出價(jià)值，推動(dòng)綠色企業(yè)“走出去”和“走出去”企業(yè)綠色發(fā)展，共同打造“一帶一路”綠色產(chǎn)業(yè)鏈。