碳達峰目標下中國綠色低碳循環(huán)發(fā)展的協(xié)同效應研究

胡劍波，王楷文

(1.貴州財經(jīng)大學經(jīng)濟學院，貴州 貴陽 550025； 2.貴州財經(jīng)大學大數(shù)據(jù)應用與經(jīng)濟學院，貴州 貴陽 550025)

在氣候問題日益凸顯的背景下，如何實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與減污降碳協(xié)同共進，依然面臨著較為嚴峻的挑戰(zhàn)。2021年2月，國務院印發(fā)《關于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導意見》，強調建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展體系，促進經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉型，是解決我國資源環(huán)境生態(tài)問題的基礎之策。2021年10月，《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》和《2030年前碳達峰行動方案》相繼出臺，共同構建了中國碳達峰、碳中和“1+N”政策體系的頂層設計。2022年1月，習近平總書記在中共中央政治局第三十六次集體學習時強調“減排不是減生產(chǎn)力，也不是不排放，而是要走生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳發(fā)展道路?！盵1]新發(fā)展道路需切實滿足社會經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展的內在要求，避免走經(jīng)濟發(fā)展“快而不優(yōu)”的老路，而推動綠色低碳循環(huán)體系協(xié)同增效的實質在于發(fā)展模式的創(chuàng)新和發(fā)展路徑的選擇。因此，探索符合中國綠色低碳循環(huán)發(fā)展的現(xiàn)代化道路，對實現(xiàn)經(jīng)濟高質量增長和推動生態(tài)文明建設都具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。鑒于此，本文深入研討了經(jīng)濟、社會、能源、資源、政策和環(huán)境等多個領域的協(xié)同發(fā)展問題，以期為中國建立綠色低碳循環(huán)發(fā)展體系提供理論基礎和實證支撐。

一、文獻綜述

1.綠色低碳循環(huán)發(fā)展研究

Pearce于1989年首次提出了“綠色經(jīng)濟”一詞，他認為社會經(jīng)濟的發(fā)展必須在生態(tài)環(huán)境所能承載的范圍內進行[2]。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署指出綠色發(fā)展不僅可以有效降低環(huán)境風險和生物稀缺，同時還將提高人類福祉[3]。我國學者崔如波認為綠色發(fā)展是兼顧經(jīng)濟效益與生態(tài)保護的更高級的可持續(xù)發(fā)展模式[4]。諸大建等指出綠色發(fā)展強調將資本投資于資源節(jié)約和環(huán)境友好的領域，通過增加人力資本和減少資源消耗來推動經(jīng)濟的增長[5]。胡鞍鋼等認為綠色發(fā)展的理論前提是經(jīng)濟、自然和社會系統(tǒng)的共生性[6]。在綠色發(fā)展體系下，低碳技術、可再生能源被轉化為有利于社會發(fā)展的先進生產(chǎn)力，通過綠色運行機制，實現(xiàn)經(jīng)濟高質量增長。綠色發(fā)展將環(huán)境與經(jīng)濟合二為一，整個過程實行綠色先導原則，充分體現(xiàn)了自然環(huán)境的價值，是社會可持續(xù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。

英國于2003年率先提出“低碳經(jīng)濟”發(fā)展理念，即以更少的能源投入、更低的環(huán)境污染，換取更多的經(jīng)濟價值。隨后，Stern等通過大量的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，呼吁世界各國向低碳經(jīng)濟轉型升級[7]。發(fā)展低碳經(jīng)濟要重點關注能源效率與能源結構，通過技術和制度的創(chuàng)新，推動人類可持續(xù)發(fā)展[8]。低碳經(jīng)濟的發(fā)展方向是低碳發(fā)展，其核心在于低碳、目標在于人與自然和諧共處[9]。低碳發(fā)展并不是一味地強調減少碳排放，而是通過構建新的機制體制，提高減碳效率的同時，推動社會和經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展[10]，而提高減碳效率的關鍵在于低碳技術的創(chuàng)新以及清潔能源消費比重的增加，二者為低碳發(fā)展提供根本動力。在碳達峰目標下，低碳轉型將引起社會廣泛而深刻的系統(tǒng)性變革，低碳將成為主流的發(fā)展模式。

Pearce等于1990年正式提出“循環(huán)經(jīng)濟”發(fā)展概念，其核心思想可以總結為“內外均衡、一體循環(huán)”[11]。隨后，英、法、德等國家紛紛開展循環(huán)經(jīng)濟試點工作，循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式逐漸在世界范圍內達成共識[12]。我國學者對循環(huán)發(fā)展體系進行了探索[13-14]，不斷豐富其理論內涵并付諸實踐。所謂循環(huán)經(jīng)濟，是指通過物質資源的重復循環(huán)利用，進而提高經(jīng)濟效益的發(fā)展模式[15]，作為一種科學的、全新的經(jīng)濟發(fā)展模式，循環(huán)發(fā)展摒棄了以往單程式的發(fā)展模式，主張“資源—產(chǎn)品—再生資源”的新型循環(huán)式路徑，資源效用的最大化和最優(yōu)配置是循環(huán)經(jīng)濟理論研究必須堅持的準則[16]。不難理解，循環(huán)經(jīng)濟從源頭上解決了資源環(huán)境約束困境，是新時期推動經(jīng)濟高質量發(fā)展的必然選擇，也是建設美麗中國的必由之路。

2.協(xié)同效應研究

Harken于1977年系統(tǒng)地闡述了協(xié)同理論：在一個復合系統(tǒng)中，子系統(tǒng)之間的相互作用將匯聚成一種新生力量，推動復合系統(tǒng)實現(xiàn)由無序到有序的轉變[17]?；趨f(xié)同理論，部分學者針對不同地區(qū)，例如京津冀、長三角、粵港澳等區(qū)域展開協(xié)同研究，探索相鄰城市之間進行物質和信息等要素的傳遞，實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置，進而推動區(qū)域共同發(fā)展[18-20]。部分學者針對不同行業(yè)、某些技術領域的協(xié)同效應進行分析，探索不同行業(yè)之間的協(xié)同發(fā)展路徑[21-22]。關于協(xié)同效應的測算方法，大體可分為三類：一是采用耦合協(xié)調度模型，分析不同系統(tǒng)之間的協(xié)同關系，例如李建豹等測算了江蘇省人口城鎮(zhèn)化和能源消費CO2排放的耦合協(xié)調度[23]。仁保平等研究了黃河流域經(jīng)濟增長、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境之間的耦合協(xié)同關系[24]。二是基于面板VAR模型，通過實證檢驗探索各個系統(tǒng)之間是否存在協(xié)同效應，例如陳亮等研究了金融發(fā)展、技術進步與碳排放之間的協(xié)同關系[25]。楊清可等對區(qū)域一體化和城市土地利用效率的協(xié)同效應進行探索[26]。三是采用復合系統(tǒng)協(xié)同度模型，探索多個子系統(tǒng)之間的有序度和協(xié)同度，例如陳昭等測度了粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新的協(xié)同水平[27]。項國鵬等則是對中國省域創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同效應進行分析[28]。

綜上所述，學者對不同的經(jīng)濟模式、多系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展等方面開展了大量有益的研究，但既有文獻的研究視角多基于某一種經(jīng)濟模式，鮮有學者將多種經(jīng)濟發(fā)展模式放置于同一框架進行深入評測，且各指標之間的邏輯關系缺乏縝密性。同時，綠色低碳循環(huán)發(fā)展是一個較為新穎的概念，亟須建立一個相對完善、全面的評測指標體系，對其發(fā)展水平進行科學的考量，為其優(yōu)化路徑提供決策依據(jù)。相較于已有文獻，本文的邊際貢獻主要體現(xiàn)在：第一，理論與實證相結合。本文基于理論視角，豐富了綠色低碳循環(huán)發(fā)展的本質內涵，總結了綠色低碳循環(huán)發(fā)展的中國路徑；同時，基于實證方法，研究了復合系統(tǒng)的協(xié)同效應，為中國綠色低碳循環(huán)發(fā)展提供實證數(shù)據(jù)支撐。第二，指標體系與實證模型優(yōu)化。將影響綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的30個重要指標放置于協(xié)同效應模型的框架下，構建包含社會、經(jīng)濟、能源、資源、政策和環(huán)境等領域的多個系統(tǒng)，組成全新的綠色低碳循環(huán)發(fā)展系統(tǒng)，梳理了各個指標之間的內部關系網(wǎng)絡，實證分析了復合系統(tǒng)的協(xié)同效應。第三，預測模型構建。利用LSTM-BP神經(jīng)網(wǎng)絡對中國在不同發(fā)展情境下的復合系統(tǒng)協(xié)同度進行前景預測，以期找尋符合中國綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟體系協(xié)同發(fā)展的路徑。本文的研究框架見圖1。

圖1 中國綠色低碳循環(huán)發(fā)展研究框架

二、綠色低碳循環(huán)發(fā)展的內涵及中國路徑

1.綠色低碳循環(huán)發(fā)展的本質內涵

綠色低碳循環(huán)發(fā)展是將綠色發(fā)展、低碳發(fā)展、循環(huán)發(fā)展的理念、原則、規(guī)律以及特征進行有機融合，有效突破資源環(huán)境的約束、進而實現(xiàn)多領域協(xié)同增效的經(jīng)濟發(fā)展體系。具體來看，綠色發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展觀一脈相承，以人與自然命運共同體為核心，以永續(xù)發(fā)展為目的，以實現(xiàn)社會與生態(tài)和諧共生為最終結果，推動人類向綠色文明的進步；低碳發(fā)展是貫徹新發(fā)展理念、構建新發(fā)展格局的基本方法，也是節(jié)能減排、減污降碳等政策措施的深入與拓展，以經(jīng)濟高質量增長為前提，降低CO2等溫室氣體的排放為核心理念，為充分解決當今世界日益嚴峻的氣候問題提供了理論基礎與現(xiàn)實路徑；循環(huán)發(fā)展是落實科學發(fā)展觀的重要途徑，它是整個社會以及生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的經(jīng)濟模式，強調通過實施“3R”原則，將經(jīng)濟系統(tǒng)和諧融入生態(tài)系統(tǒng)的物質和能量循環(huán)之中，最終形成“資源-產(chǎn)品-再生資源”的科學發(fā)展體系。不難理解，綠色發(fā)展是低碳發(fā)展的組織框架，低碳發(fā)展是綠色發(fā)展的根本抓手；循環(huán)發(fā)展是實現(xiàn)低碳發(fā)展的基本路徑，低碳發(fā)展是循環(huán)發(fā)展的必然結果。三者相互融合、相互促進，同時又存在一定的區(qū)別：綠色發(fā)展是以建設生態(tài)文明、人與自然和諧共生為出發(fā)與歸宿點，強調整個經(jīng)濟活動對生態(tài)環(huán)境的影響；低碳發(fā)展是以降低碳排放為主旨，是應對全球氣候變化為宗旨而催生出的經(jīng)濟發(fā)展模式；循環(huán)發(fā)展側重于資源的循環(huán)再利用，以提高資源有效利用率與資源產(chǎn)出率為目標。只有準確地把握好綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展之間的聯(lián)系與區(qū)別，才能更好地實現(xiàn)三者的協(xié)同增效。

2.綠色發(fā)展的中國路徑

3.低碳發(fā)展的中國路徑

4.循環(huán)發(fā)展的中國路徑

中國是發(fā)展中國家，也是人口大國，經(jīng)濟的高速發(fā)展伴隨著資源的大量消耗，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟無疑是保持經(jīng)濟發(fā)展與資源利用之間平衡關系的最優(yōu)路徑之一。2008年，我國通過了《循環(huán)經(jīng)濟促進法》，標志著循環(huán)經(jīng)濟的法制建設邁出了堅實的一步，為之后的循環(huán)發(fā)展奠定了強有力的法律基礎。《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》指出發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟是推進生態(tài)文明建設、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑和基本方式；資源產(chǎn)出率作為一個重要的指導性指標被納入循環(huán)經(jīng)濟體系之中；《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》明確提出全國要積極推進循環(huán)經(jīng)濟評價體系的建立。據(jù)中國循環(huán)經(jīng)濟協(xié)會的測算，“十三五”時期，主要資源產(chǎn)出率提高了約26%，單位GDP能耗大幅下降，資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達3萬億元，循環(huán)經(jīng)濟對我國的綜合貢獻率超過了25%，資源的循環(huán)利用已成為保障我國資源安全的重要途徑?！丁笆奈濉毖h(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》中提出，到2025年，主要資源產(chǎn)出率相較于2020年提高20%，單位GDP能耗降低13.5%，資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達5萬億元等一系列硬性指標。新常態(tài)下，我國大力建設物質資源循環(huán)利用的新型產(chǎn)業(yè)體系，有效提高了資源產(chǎn)出率，推動循環(huán)發(fā)展邁上新臺階。

三、模型構建、變量選取與數(shù)據(jù)來源

在綠色低碳循環(huán)發(fā)展理論的基礎上，考慮到經(jīng)濟系統(tǒng)是綠色低碳循環(huán)發(fā)展的物質基礎，社會系統(tǒng)是綠色低碳循環(huán)發(fā)展的重要引擎，能源系統(tǒng)是綠色低碳循環(huán)發(fā)展的關鍵動力，資源系統(tǒng)是綠色低碳循環(huán)發(fā)展的支撐力量，政策系統(tǒng)是綠色低碳循環(huán)發(fā)展的制度保障，環(huán)境系統(tǒng)是綠色低碳循環(huán)發(fā)展的自然前提，構建了不同于現(xiàn)有多數(shù)文獻的復合系統(tǒng)協(xié)同效應模型，通過中國的實踐經(jīng)驗數(shù)據(jù)，較為全面地測度了自21世紀以來中國綠色低碳循環(huán)發(fā)展的協(xié)同效應；同時采用LSTM-BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型，對復合系統(tǒng)的協(xié)同度進行科學準確地預測評估，以期為中國在碳達峰目標下，綠色低碳循環(huán)發(fā)展協(xié)同增效提供必要的實證數(shù)據(jù)支撐。

1.協(xié)同效應模型構建

序參量決定了復合系統(tǒng)由無序到有序的演變速率，有正負之分，即對系統(tǒng)產(chǎn)生正向作用和負向作用的序參量。設子系統(tǒng)序參量為wij，其中，i為子系統(tǒng)序號，j為指標序號。為消除分母為零導致結果無意義的影響，通常在上下限的基礎上乘以一個系數(shù)1+e或1-e，其取值根據(jù)具體研究內容而定，既反映真實的協(xié)同水平，同時也保證原始數(shù)據(jù)的基本特征(1)通常而言，時間序列越長，序參量的極差值越大，越能較好地反映出協(xié)同水平。本文充分考慮了樣本期間內指標體系的變動速度，最終確定e取值為0.1。。

(1)指標有序度模型

指標有序度模型計算公式為

(1)

式中：qijt為第i個子系統(tǒng)、第j個指標、第t年的有序度；αij、βij分別為序參量wij的下限和上限,αij≤wij≤βij；m為正負指標個數(shù)的分界點，當j∈(1，m)，wij為正向指標，當j∈(m+1,n)，wij為負向指標；n為影響該系統(tǒng)運行的指標個數(shù)。

(2)子系統(tǒng)有序度模型

基于式(1)測算指標有序度，進而利用幾何平均法對指標有序度進行集成，得到子系統(tǒng)的有序度：

(2)

式中：wit為第i個子系統(tǒng)第t年的有序度。

(3)復合系統(tǒng)協(xié)同度模型

幾何平均法是測算復合系統(tǒng)協(xié)同度較為有效的方法之一，將時間維度放置于系統(tǒng)協(xié)同度的框架中，對復合系統(tǒng)在一定時間內的動態(tài)平衡度進行測算。由于復合系統(tǒng)的協(xié)同程度不僅由各子系統(tǒng)所影響，還受到子系統(tǒng)內部序參量的相互作用，因此，復合系統(tǒng)協(xié)同度的公式如下：

(3)

2.LSTM模型構建

LSTM模型在傳統(tǒng)RNN神經(jīng)網(wǎng)絡的基礎上，通過上下兩路非對稱的設計，將長短期信息同時考慮在內，長期記憶路徑(Ct-1～Ct)通過線性層進行計算，而短期記憶路徑(ht-1～ht)的計算將經(jīng)過額外的網(wǎng)絡以及非線性層，有效地更新了神經(jīng)網(wǎng)絡參數(shù)，解決了長期依賴問題導致的性能瓶頸。由于LSTM模型擁有強大的門控系統(tǒng)，分別為遺忘門、記憶門以及輸出門，因此可以控制性地儲存或丟棄信息，LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡結構如圖2所示，第一步解決從細胞狀態(tài)中所要丟棄的信息，由遺忘門的Sigmoid層實現(xiàn)；第二步解決從細胞狀態(tài)中所要儲存的信息，由輸入門的Sigmoid層決定數(shù)值的更新；第三步解決從細胞狀態(tài)中所要輸出的內容，tanh是指單元狀態(tài)更新值的激活函數(shù)，即通過tanh將細胞狀態(tài)進行規(guī)范化處理，并將其乘以Sigmoid層的輸出，最終由輸出門將有效信息進行輸出。

圖2 LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡結構

3. BP神經(jīng)網(wǎng)絡構建

BP神經(jīng)網(wǎng)絡采用梯度下降策略，逐層調節(jié)權重和閾值，最終得到與期望向量在誤差允許范圍內的輸出向量。BP神經(jīng)網(wǎng)絡結構如圖3所示，X表示輸入值，Y表示輸出值，數(shù)據(jù)由輸入層進入神經(jīng)網(wǎng)絡，經(jīng)過加權運算傳遞到隱含層，隱含層通過激活函數(shù)將數(shù)據(jù)處理后輸送到輸出層，輸出層通過損失函數(shù)計算將誤差反向傳遞，經(jīng)過層層迭代，不斷修正各層神經(jīng)元之間的權重和閾值，使得誤差最小(2)本文構建共有3層網(wǎng)絡結構的BP神經(jīng)網(wǎng)絡，輸入層節(jié)點30個，隱藏層節(jié)點11個，輸出層節(jié)點1個，以sigmoid作為激活函數(shù)，以tansig作為隱含層的傳遞函數(shù)，以purelin作為輸出層的傳遞函數(shù)，訓練函數(shù)采用梯度下降法和高斯—牛頓法相結合的trainlm函數(shù)。。

圖3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡結構

4.指標選取、數(shù)據(jù)來源及處理

為保證數(shù)據(jù)的真實性與準確性，文中數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》《中國科技統(tǒng)計年鑒》等年鑒以及《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》等權威性報告，樣本區(qū)間為2000—2020年(3)針對個別指標在個別年份的數(shù)據(jù)缺失情況，本文采用指數(shù)平滑法，創(chuàng)建擬合誤差最小的模型對數(shù)據(jù)進行補充。。由于指標單位的不同可能會對實證結果產(chǎn)生影響，本文利用SPSS 26.0對數(shù)據(jù)進行標準化處理；同時，為保證綠色低碳循環(huán)發(fā)展體系的可行性與精確性，通過相關性分析剔除相關性較弱的指標，最終選取30個指標(表1)，各指標之間的動態(tài)關系如圖4所示。

表1 綠色低碳循環(huán)發(fā)展系統(tǒng)指標體系結構

圖4 綠色低碳循環(huán)指標動態(tài)流示意圖

四、實證結果分析

1.有序度、協(xié)同度分析

表2為2001—2020年中國綠色低碳循環(huán)發(fā)展系統(tǒng)協(xié)同度計算結果，總體來看，各子系統(tǒng)的有序度呈穩(wěn)定上升趨勢，表明我國十分重視社會的全方位發(fā)展，在黨中央的帶領下，各子系統(tǒng)之間相輔相成、有序演化，得到了長足的發(fā)展。從動態(tài)演化來看，復合系統(tǒng)協(xié)同度與子系統(tǒng)有序度的變化大體趨于一致，整體上呈現(xiàn)不斷攀升的良好勢頭。其發(fā)展歷程可以分為3個階段：①2001—2004年，輕度不協(xié)同階段，主要由于能源子系統(tǒng)未達到有序狀態(tài)所導致；②2005—2012年，低水平協(xié)同階段，主要由于各子系統(tǒng)有序度較低所導致；③2013—2020年，中水平協(xié)同階段，子系統(tǒng)之間協(xié)同增效，推動復合系統(tǒng)達到有序的動態(tài)平衡狀態(tài)。

表2 2001—2020年中國綠色低碳循環(huán)發(fā)展系統(tǒng)協(xié)同度

a.經(jīng)濟子系統(tǒng)的有序度相對較低，2001—2013年均處于低水平有序階段，自2014年步入中水平有序階段，但總體上升水平有限，近兩年又出現(xiàn)小幅下降趨勢(表2)。結合中國的發(fā)展歷程不難發(fā)現(xiàn)，在改革開放浪潮的推動下，我國GDP增速逐年遞增，其中2000—2008年，GDP增速均超過了8%，2007年高達14.2%，經(jīng)濟高速增長的同時，也帶來了較為嚴重的經(jīng)濟結構失衡問題。2012年后，我國經(jīng)濟開始進入新常態(tài)時期，GDP增速總體上呈遞減態(tài)勢，轉而進入增速換擋期，同時面臨結構調整陣痛期、前期刺激政策消化期這樣一個“三期疊加”的經(jīng)濟轉型時期，經(jīng)濟子系統(tǒng)有序度從低水平有序向中水平有序緩慢過渡。2014年，繼上一年第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重首次超過第二產(chǎn)業(yè)后，服務業(yè)占比進一步提高到了48.2%，高于第二產(chǎn)業(yè)5.6%，中國經(jīng)濟正加快由第二產(chǎn)業(yè)主導向第三產(chǎn)業(yè)主導的轉變，產(chǎn)業(yè)結構愈發(fā)趨于合理化；同時，我國強調“以支撐創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略實施為目標，以滿足科技創(chuàng)新需求和提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力為導向，深化科技體制改革”，在國家政策的推動下，技術創(chuàng)新水平穩(wěn)步提升；而金融危機爆發(fā)以來，我國持續(xù)推動匯率市場化改革，貨幣儲備呈現(xiàn)多元化，資本賬戶管制逐步放松，人民幣國際化水平顯著提升，匯率保持均衡水平上的基本穩(wěn)定，并呈穩(wěn)步上升趨勢。2020年，受全球疫情的影響，我國GDP增速明顯放緩，同時第三產(chǎn)業(yè)受到了較大的沖擊，導致經(jīng)濟子系統(tǒng)的有序度不升反降。但由于我國體制機制的優(yōu)越性，及時打破經(jīng)濟政策常規(guī)，以紓困為方向，從供給側入手，推動企業(yè)的復工復產(chǎn)，并利用財政政策加快了社會保險結構的優(yōu)化與重構，從短期需求和供給兩方面為經(jīng)濟轉型創(chuàng)造適應的條件。此外，我國還形成了較為完善和成熟的全產(chǎn)業(yè)鏈，在疫情期間為世界交出了一份較為滿意的答卷。

b.社會子系統(tǒng)的有序度相對較高，且提升迅速。2001—2008年處于低水平有序階段；2009—2017年處于中水平有序階段；2018年開始，社會子系統(tǒng)步入了高水平有序階段，全面建成小康社會取得了重大進展(表2)。首先，就業(yè)是民生之本，是社會發(fā)展的重要支撐。黨的十八大以來，第三產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，以信息技術為引領的新興生產(chǎn)性服務業(yè)增勢強勁，成為吸納第二產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員流出的主要端口，而第二產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員占比不斷下降，表明我國由人口紅利大國向資本強國轉變；同時，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，使得第三產(chǎn)業(yè)吸納了第一產(chǎn)業(yè)的剩余勞動力，進而推動了社會整體的發(fā)展與進步。其次，高等教育為社會可持續(xù)發(fā)展賦予強大動力，在“211工程”“985計劃”以及“雙一流建設”等一系列政策下，高等教育各項工作取得了突破性進展。截至2020年底，各類高等教育在學總規(guī)模4 183萬人，毛入學率達54.4%，高等教育為社會的延續(xù)與發(fā)展賦能增效。再次，城鎮(zhèn)化是社會現(xiàn)代化程度的重要衡量標準，城鎮(zhèn)化可以促進要素資源優(yōu)化配置，提高社會生產(chǎn)效率。2011年，我國城鎮(zhèn)化率首次突破50%?？v觀過去20余年，我國城鎮(zhèn)化率由2000年的36.2%增長到2020年的63.9%，城鄉(xiāng)結構發(fā)生了歷史性轉變，尤以近三年為甚，城鎮(zhèn)化率實現(xiàn)質的飛躍是社會子系統(tǒng)邁向高水平有序階段的關鍵抓手。最后，國民健康不僅是民生問題，更是重大的社會問題。2009年我國推出了新醫(yī)改，萬人醫(yī)療機構衛(wèi)生數(shù)呈穩(wěn)步上升趨勢；2017年提出了“健康中國”發(fā)展戰(zhàn)略，醫(yī)療服務能力和醫(yī)療質量水平顯著提升，為社會子系統(tǒng)的有序發(fā)展提供了強有力的基礎保障。綜上，各方面的穩(wěn)步發(fā)展，使得社會子系統(tǒng)的有序度持續(xù)提升，相對于其他子系統(tǒng)而言，社會子系統(tǒng)較早進入了高水平有序階段。

c.能源子系統(tǒng)的有序度相對較低，2001—2004年處于輕度無序階段；2005—2014年處于低水平有序階段，且發(fā)展水平較為緩慢；2015—2020年處于中水平有序階段(表2)。能源是國家前進的動力源泉，攸關人類的生存和發(fā)展。傳統(tǒng)化石能源的消費釋放大量CO2氣體，使得中國碳排放總量急劇增加，所面臨的國際減排壓力也與日俱增，新能源革命勢在必行。2004年，我國提出了“分布式能源”發(fā)展策略，有效地提高了能源利用效率；2005年，我國一次能源生產(chǎn)總量22.5億t標準煤，是世界第二能源生產(chǎn)和消費大國，煤炭產(chǎn)量突破22億t，對經(jīng)濟增長、社會進步起到了重要的支撐作用，但能源結構嚴重偏煤、清潔能源發(fā)展緩慢等問題致使能源效率偏低、碳排放總量偏高，進而導致能源子系統(tǒng)處于低水平有序狀態(tài)；2006年，我國首次提出節(jié)能減排措施，各地區(qū)、各部門積極響應政策，降低能耗、減少污染物的排放。“十一五”期間，我國節(jié)能6.3億t標準煤，單位GDP能耗降低19.1%，扭轉了污染物排放增長過快、能源消費強度過高的局勢，能源發(fā)展進入了新階段，節(jié)能減排取得巨大成效，能源子系統(tǒng)逐漸由低水平有序向中水平有序過度。2011年開始，我國大力推動能源多元化、清潔化進程，“十二五”期間，能源消費過快增長的勢頭得到有效控制，煤炭消費占比降低6.4%，清潔低碳化趨勢加快，單位GDP能耗顯著下降，在“四個革命、一個合作”能源發(fā)展戰(zhàn)略的帶動下，能源子系統(tǒng)進入了中水平有序階段?！笆濉币詠?，我國重點解決可再生能源發(fā)展瓶頸制約、能源配置扭曲等突出問題，創(chuàng)新能源體制機制，持續(xù)推進能源供給側結構性改革，能源體系得到了長足的發(fā)展，開辟了富有成效的能源道路，能源子系統(tǒng)有序度穩(wěn)步提升。

d.資源子系統(tǒng)有序度的發(fā)展具有明顯的階段性，2001—2010年處于低水平有序階段，發(fā)展較為緩慢；2011—2019年處于中水平有序階段，發(fā)展相對迅速；2020年開始步入高水平有序階段(表2)。首先，我國人均水資源量僅為世界平均水平的1/4，隨著社會化進程加快，水資源供需矛盾愈加嚴重。雖然近年來人均水資源量在逐漸增多，但由于環(huán)境變化、用水效率偏低等原因，導致水資源的大量浪費，如若不加以重視，水將成為制約社會進步的重要因素之一。其次，生物資源與社會、經(jīng)濟、環(huán)境發(fā)展息息相關，2017年以來，我國不斷加大對生物多樣性的保護力度，有效保護了85%的重點保護野生動物種群，生物多樣性保護成效顯著，推動了資源子系統(tǒng)的有序發(fā)展。再次，森林蓄積量是反映一國或地區(qū)生產(chǎn)力的一項重要指標，森林資源對減緩氣候變化具有特殊意義，我國森林蓄積量以及森林面積連續(xù)30多年保持“雙增長”。最后，資源產(chǎn)出率是衡量主要物質資源利用效率的指導性指標，保障資源的可持續(xù)利用已成為國家戰(zhàn)略資源保障體系的重要內容，也是國家制定資源戰(zhàn)略的基礎[29]。2001—2010年，經(jīng)濟高速增長，但資源產(chǎn)出率年均增速緩慢，物質資源的大量開采導致的環(huán)境壓力與日俱增，同時資源壓力并未呈現(xiàn)向環(huán)境庫茲涅茨曲線方向發(fā)展的跡象，原因在于較為粗放的經(jīng)濟發(fā)展路徑使得資源環(huán)境付出了一定的代價；2011—2020年，隨著循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式不斷深入，資源產(chǎn)出率逐年升高，例如：“十三五”時期，我國主要資源產(chǎn)出率提高了約26%，經(jīng)濟增長與物質資源利用逐漸呈現(xiàn)脫鉤趨勢，體現(xiàn)出不同發(fā)展階段下，經(jīng)濟增長的資源利用效應發(fā)生了顯著的變化?；谥袊鴮嵡椴浑y發(fā)現(xiàn)，循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式是解決資源利用問題最為有效的方式之一，對資源子系統(tǒng)有序度水平的提升也起到了關鍵的促進作用。

e.政策子系統(tǒng)的有序度相對偏低，2001—2012年處于低水平有序階段，2013—2020年處于中水平有序階段(表2)。一方面，財政支出是政府優(yōu)化資源配置、促進共同富裕、實現(xiàn)國家長治久安的制度保障。科教文衛(wèi)支出作為支撐國家繁榮昌盛的基礎性、戰(zhàn)略性投資，在改善民生、提高人民文化水平等方面發(fā)揮著重要作用。2013年開始，政策子系統(tǒng)步入中水平有序階段，這首先得益于黨的十八大以來，財稅體制改革向縱深推進，財政宏觀調控機制不斷完善，財政實力不斷增強，國家財政支出以及科教文衛(wèi)支出年均增長率超過10%，常年實現(xiàn)“雙增長”的局面。另一方面，由于自然環(huán)境具有公共產(chǎn)品屬性，導致環(huán)境污染具有典型的負外部性，通常這種負外部性很難通過市場調節(jié)得到有效控制，而政府的相關政策可以從根源上解決此類問題，例如人均環(huán)境污染治理投資很大程度上反映了我國對于環(huán)境保護的政策強度，以及對生態(tài)文明建設的迫切意愿。進入21世紀，雖然我國對環(huán)境問題逐漸重視，但由于社會發(fā)展階段等原因，無法快速實現(xiàn)經(jīng)濟增長與環(huán)境污染的脫鉤效應。2001—2012年，我國工業(yè)發(fā)展起步較晚、所覆蓋行業(yè)眾多，其碳排放約占總量的80%，相應的環(huán)境規(guī)制政策也較為貧瘠，導致政策子系統(tǒng)處于較低的有序水平。2012年以來，生態(tài)文明建設制度出臺頻度之密前所未有，對工業(yè)污染防治的要求日益嚴格，其中工業(yè)污染治理占工業(yè)增加值的比重可以很好地衡量政策制度在產(chǎn)業(yè)層面的執(zhí)行力度，從實踐經(jīng)驗以及數(shù)據(jù)層面來看，工業(yè)污染治理投資能夠有效推動產(chǎn)業(yè)結構轉型升級，進而大幅提高產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟效益。換言之，當生產(chǎn)效率及經(jīng)濟效益持續(xù)向好，國家及產(chǎn)業(yè)也會把更多的精力放在污染治理上，從而推動生態(tài)文明建設邁入高質量發(fā)展階段。綜上，正是國家在上述各方面頒布的相應政策，使得政策子系統(tǒng)實現(xiàn)了由低水平有序向中水平有序的轉變。

f.環(huán)境子系統(tǒng)的有序度變化與政策子系統(tǒng)一致，2001—2012年處于低水平有序階段，2013—2020年處于中水平有序階段(表2)。首先，城市綠化已成為城市建設事業(yè)的重要組成部分，起到了優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)的服務功能，是評價城市環(huán)境質量的重要考核指標。發(fā)展初期，人民更多地將重心放在提高生活水平上，對于綠化的訴求偏低，再加之城市早期規(guī)劃不周等緣故，城市綠化水平基本維持在一個較低水準；隨著人民對生活質量和居住環(huán)境的需求增加，各級政府在新老城區(qū)建設中明顯加強了對于綠地的規(guī)劃?！笆濉睍r期，我國深入推進大規(guī)模的國土綠化行動，并與區(qū)域發(fā)展、鄉(xiāng)村振興等國家發(fā)展戰(zhàn)略緊密結合；同時，實現(xiàn)了擴面增綠與提質增效相結合，總計完成國土綠化面積0.46億hm2(6.89億畝)，城市綠化事業(yè)取得新進展、新成效。其次，生活垃圾無害化處理率是衡量環(huán)境衛(wèi)生水平的一項重要指標，2000年的無害化處理率僅有50.3%，這意味著近50%的垃圾處理會對環(huán)境產(chǎn)生不同程度的損害，這也導致環(huán)境子系統(tǒng)有序水平偏低。近年來，在多項法律法規(guī)的約束下，環(huán)境污染防治成效顯著，生活垃圾無害化處理率超過99%，環(huán)境子系統(tǒng)有序度較之前顯著提高。此外，隨著全球氣候變暖，我國自然災害頻發(fā)，對生態(tài)環(huán)境以及人類生存都造成了嚴重影響。2000—2012年，自然災害防治存在體制性障礙，加之防治力量薄弱，自然災害防治率由67.0%變?yōu)?6.5%，期間呈現(xiàn)起伏波動態(tài)勢，并未有效助推環(huán)境子系統(tǒng)的有序水平。黨的十八大以來，我國將自然災害防治擺在更加突出的位置，不斷深化防治體制改革、優(yōu)化防治資源要素配置、推動防治共建共治共享，充分發(fā)展現(xiàn)代化的防治體系，探索具有中國特色的自然災害防治道路，防治率由2012年的66.5%提升至2020年的86.0%，防治效果十分顯著，這對環(huán)境子系統(tǒng)有序度的提高起到關鍵作用。

以上結果表明，2001—2020年，中國的社會經(jīng)濟得到了長足的發(fā)展，同時推動了能源低碳轉型、強化了資源循環(huán)利用、健全了政策支撐體系、推進了生態(tài)文明建設，逐漸走上綠色低碳循環(huán)發(fā)展協(xié)同增效的新道路。此外，我國的實踐經(jīng)驗還表明，各個子系統(tǒng)之間是相互聯(lián)動、相互促進的發(fā)展關系，復合系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展可以成為經(jīng)濟增長、社會穩(wěn)定的新動力。新時期，積極應對氣候變化，構建綠色低碳循環(huán)發(fā)展體系，可以實現(xiàn)多系統(tǒng)之間的協(xié)同共贏。

2.前景預測分析

由圖5可知，訓練集、驗證集、測試集以及全體集合的仿真輸出與期望輸出的相關系數(shù)R值均大于0.970，表明本文預測模型設定的精準度較高。將指標的預測數(shù)值代入建好的神經(jīng)網(wǎng)絡模型，可以得出2021—2030年復合系統(tǒng)的協(xié)同度如圖6所示，整體上復合系統(tǒng)協(xié)同度呈穩(wěn)步上升趨勢，預計到2027年步入高水平協(xié)同階段。其中2021—2026年協(xié)同度增速相對迅速，2027—2030年協(xié)同度增速相對平緩。

圖5 訓練、驗證、測試以及全樣本回歸曲線

圖6 2021—2030年復合系統(tǒng)協(xié)同度預測值

為探索綠色低碳循環(huán)發(fā)展在不同路徑下的協(xié)同效果，考慮到國家對指標發(fā)展的宏觀作用，本文選取匯率、城鎮(zhèn)化率、非化石能源占比、森林蓄積量、GDP增速以及技術創(chuàng)新作為單個控制變量(6)匯率、城鎮(zhèn)化率、非化石能源占比以及森林蓄積量是本文的核心指標，也是我國發(fā)展的約束性指標；GDP增長速度和技術創(chuàng)新是本文的關鍵指標，對我國綠色低碳循環(huán)發(fā)展起到重要作用；作者測算了其余指標對復合系統(tǒng)的影響結果，發(fā)現(xiàn)其相對作用偏小，同時受限于篇幅，并未一一將其列出。，使上述單個指標數(shù)值保持不變，其余指標仍按前述預測值代入神經(jīng)網(wǎng)絡模型，所得結果與圖6的預測值進行比較。由圖7可知，匯率、非化石能源占比、GDP增長速度和技術創(chuàng)新指標對復合系統(tǒng)協(xié)同度的影響較大，而森林蓄積量和城鎮(zhèn)化率的影響較小。具體來看，匯率對復合系統(tǒng)協(xié)同度產(chǎn)生0.5%～0.8%的影響，即人民幣匯率的提升，會推動復合系統(tǒng)協(xié)同度的提高；非化石能源占比對復合系統(tǒng)協(xié)同度產(chǎn)生0.4%～0.8%的影響，即非化石能源占比越大，復合系統(tǒng)的協(xié)同度越高；GDP增速對復合系統(tǒng)協(xié)同度產(chǎn)生0.7%～1.2%的影響，即GDP增速的提高有利于多系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展；技術創(chuàng)新對復合系統(tǒng)協(xié)同度產(chǎn)生0.2%～0.6%的影響，即技術的進步促進多系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展。究其原因，主要包含以下幾個方面：首先，基于要素稟賦理論，我們不難理解，人民幣匯率升值引發(fā)資本、勞動力等生產(chǎn)要素的流入，提高我國的貿(mào)易優(yōu)勢，可以促進產(chǎn)業(yè)出口貿(mào)易結構的優(yōu)化，進而推動產(chǎn)業(yè)結構的轉型升級；同時，由內嵌技術擴散效應可知，我國匯率提高會增加高技術產(chǎn)品的進口，進而推動技術的創(chuàng)新與進步，對提高能源利用效率等方面起到促進作用；此外，人民幣匯率升值，有利于以美元為計價單位的碳生產(chǎn)力、GDP增長速度、單位GDP能耗等指標有序度的提高，對經(jīng)濟、社會以及能源等多個子系統(tǒng)均產(chǎn)生積極的影響。其次，CO2排放主要由消費化石能源所引起，其中燃燒煤炭產(chǎn)生的CO2占碳排放總量的70%以上，非化石能源占比增加，將有效提高終端能源電氣化率，大幅減少碳排放；同時，可以盡早實現(xiàn)由能耗“雙控”向碳排放總量和強度“雙控”的轉變，快速破解碳排放“雙控”與經(jīng)濟高質量轉型之間的矛盾。因此，能源結構低碳轉型無疑為多系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展以及盡早實現(xiàn)碳達峰目標提供動力源泉。再次，中國作為最大的發(fā)展中國家，發(fā)展仍是解決一切問題的基礎和關鍵，而GDP作為衡量發(fā)展水平最具綜合性的指標之一，在“十四五”規(guī)劃中，并未設定具體的量化目標，這并不意味著任由經(jīng)濟增速下滑，而是可以理解為“彈性指標”，更加凸顯了我國對經(jīng)濟發(fā)展質量和效益的重視程度；此外，若要實現(xiàn)2035年人均GDP達到中等發(fā)達國家水平，意味著年均GDP增速需達到4.73%以上，如若像上述模型設定那樣，保持2020年僅2.3%的GDP增速，將對復合系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展產(chǎn)生不小的負面影響，因此，在外部環(huán)境不確定、不穩(wěn)定的因素下，保持經(jīng)濟高質量平穩(wěn)運行是推動復合系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展的根本之策。最后，技術創(chuàng)新是破解經(jīng)濟高質量發(fā)展深層次矛盾的根本驅動力，技術創(chuàng)新可以有效改變生產(chǎn)方式和要素結構，提升資源配置效率，進而加快經(jīng)濟增長模式的轉變，提高經(jīng)濟效益。同時，技術創(chuàng)新可以推動產(chǎn)業(yè)結構由勞動密集型向知識密集型轉變，提高產(chǎn)業(yè)在全球價值鏈中的地位。此外，技術創(chuàng)新有利于清潔低碳生產(chǎn)工藝的進步，有效減少了碳排放對環(huán)境造成的污染，對社會、經(jīng)濟、能源以及環(huán)境等子系統(tǒng)的發(fā)展起到了促進作用，進而提升復合系統(tǒng)的協(xié)同水平。

圖7 2021—2030年指標變動對復合系統(tǒng)協(xié)同度的影響

五、結論與對策

中國綠色低碳循環(huán)發(fā)展體系因生態(tài)文明建設而催生，因經(jīng)濟高質量發(fā)展而深化，因共建美麗中國而強化。本文全面構建了綠色低碳循環(huán)發(fā)展的指標體系，基于理論和實證兩個視角研究了中國綠色低碳循環(huán)發(fā)展的路徑，并構建LSTM-BP神經(jīng)網(wǎng)絡，預測了2021—2030年中國復合系統(tǒng)的協(xié)同度，結果表明：①2001—2020年，各子系統(tǒng)有序度實現(xiàn)了由低水平有序向中水平有序的轉變，其中社會和資源子系統(tǒng)已步入高水平有序階段，而其余子系統(tǒng)未來仍有較大的發(fā)展空間；②復合系統(tǒng)自2013年轉變?yōu)橹兴絽f(xié)同階段，這得益于政策的宏觀調控、社會的轉型進步、經(jīng)濟的高質量發(fā)展、能源的優(yōu)化調整、資源的高效利用以及環(huán)境的持續(xù)向好；③綠色低碳循環(huán)發(fā)展體系將于2027年步入高水平協(xié)同階段，呈平穩(wěn)發(fā)展趨勢，為我國盡早實現(xiàn)碳達峰目標提供多方面支撐；④匯率、非化石能源占比、GDP增長速度以及技術創(chuàng)新對綠色低碳循環(huán)發(fā)展體系具有顯著影響，而城鎮(zhèn)化率和森林蓄積量的影響效果整體偏小。

基于本文理論分析和實證研究結果，提出以下對策：

a.強化頂層設計，建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展法律體系。完善的法律體系是綠色低碳循環(huán)發(fā)展的基本保障，目前我國尚未建立由上至下統(tǒng)一的法律法規(guī)，為此，應加強綠色低碳循環(huán)發(fā)展法律體系的統(tǒng)籌規(guī)劃，全面開展綠色低碳循環(huán)發(fā)展的制度建設與政策設計，盡快將綠色低碳循環(huán)發(fā)展提升至戰(zhàn)略高度。優(yōu)選部分城市進行試點工作，總結優(yōu)秀經(jīng)驗，最后推廣至全國范圍，為碳達峰目標下復合系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展保駕護航。

b.實施多系統(tǒng)配套的政策組合，加強綠色低碳循環(huán)發(fā)展之間的協(xié)同運作。綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展既相互融合，又有所區(qū)別，理清各自的本質內涵才能推動三者的高效協(xié)同，發(fā)揮出“1+1+1>3”的作用。同時，在建設綠色低碳循環(huán)發(fā)展體系的過程中，既要統(tǒng)攬全局，也要充分把握各子系統(tǒng)之間的內在聯(lián)系，充分發(fā)揮“社會機制融碳、經(jīng)濟發(fā)展脫碳、能源優(yōu)化降碳、資源循環(huán)減碳、政策體系去碳、生態(tài)系統(tǒng)固碳”的多系統(tǒng)協(xié)同作用。

c.提高清潔能源消費占比，加快能源體系的低碳轉型。目前我國非化石能源消費比重偏低，能源體系慣性較大，須積極完善能耗“雙控”制度，促進能源向清潔化、電氣化和數(shù)字化轉型，積極開展清潔能源替代改造，構建以清潔能源為主體的新型能源供應體系。政府要加強能源低碳轉型的系統(tǒng)謀劃，在遵循能源體系演化規(guī)律的基礎上，以市場減排作為經(jīng)濟導向，緊抓能源市場改革所帶來的減碳機遇，全面推行清潔低碳的能源體系。

d.加大技術研發(fā)投資力度，構建綠色低碳循環(huán)技術創(chuàng)新體系。技術進步是推動綠色低碳循環(huán)發(fā)展的根本動力，在碳達峰目標導向下，應充分發(fā)揮市場在創(chuàng)新資源配置中的決定性作用，推動創(chuàng)新要素在地區(qū)、產(chǎn)業(yè)間的互聯(lián)互通，調動各部門技術創(chuàng)新的積極性，全面開展技術創(chuàng)新攻關行動，圍繞資源循環(huán)流通、能源低碳利用等領域部署具有戰(zhàn)略性的技術攻關項目，形成以技術創(chuàng)新驅動綠色低碳循環(huán)發(fā)展的動力格局。

e.推動匯率平穩(wěn)提升，構建綠色低碳循環(huán)發(fā)展的對外開放新格局。通過相關的匯率政策，推動產(chǎn)業(yè)結構的轉型升級，吸收先進的生產(chǎn)技術，進而提高產(chǎn)業(yè)部門的經(jīng)濟效益。同時，人民幣匯率在合理均衡水平上的穩(wěn)定升值，有利于提高我國在全球價值鏈中的地位，在此基礎上，積極優(yōu)化貿(mào)易結構，強化綠色低碳循環(huán)標準的國際合作，優(yōu)化生產(chǎn)、流通、消費等環(huán)節(jié)，形成綠色低碳循環(huán)的對外開放新格局，助力我國復合系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展邁上新臺階。