福建省碳超載時(shí)空格局演化及弱化路徑

魏庭陽(yáng),張 晨,*,繆一祎,4

1 福建師范大學(xué)福建省亞熱帶資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 福州 350007 2 福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院, 福州 350007 3 福建師范大學(xué)地理研究所, 福州 350007 4 華東師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院, 上海 200241

應(yīng)對(duì)氣候變暖已成為全球共同面臨的重大挑戰(zhàn)。2010—2020年全球二氧化碳(CO2)濃度仍呈上升態(tài)勢(shì),且與前40年相比增速不降反增[1—2]。中國(guó)作為目前全球最大的碳排放國(guó)家,2020年碳排放仍同比增長(zhǎng)了0.6%[3],且在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),中國(guó)對(duì)能源需求仍將保持增長(zhǎng),但目前國(guó)內(nèi)許多地區(qū)的碳承載容量無(wú)法消解持續(xù)增長(zhǎng)的碳排放量,生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)碳超載現(xiàn)象[4]。中國(guó)明確提出爭(zhēng)取2030年前碳達(dá)峰[5],2060年前碳中和等中長(zhǎng)期戰(zhàn)略目標(biāo)[6],低碳發(fā)展成為我國(guó)面臨全球氣候變化問(wèn)題時(shí)的必然選擇。

福建省作為全國(guó)生態(tài)文明建設(shè)先行示范區(qū),在生態(tài)文明建設(shè)道路上的探索將會(huì)成為我國(guó)其他地區(qū)發(fā)展建設(shè)的導(dǎo)向和標(biāo)桿。然而福建碳排放增速已高于碳承載增速,區(qū)域碳超載量逐漸由負(fù)轉(zhuǎn)正。福建省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十四五”規(guī)劃建議：促進(jìn)綠色低碳發(fā)展,制定實(shí)施力爭(zhēng)碳排放提前達(dá)峰行動(dòng)方案[7]。2021年3月,習(xí)近平總書(shū)記在福建考察時(shí)強(qiáng)調(diào),要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)省建設(shè)布局,科學(xué)制定時(shí)間表、路線圖。福建如何在經(jīng)濟(jì)趕超發(fā)展過(guò)程中實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展,首先需要探明碳承載狀況的時(shí)空格局變化規(guī)律,為制定碳達(dá)峰行動(dòng)計(jì)劃和碳中和實(shí)踐方案提供科學(xué)參考。

碳承載力起源于環(huán)境承載力[8],指某一時(shí)期、某一區(qū)域能夠提供的用于吸收二氧化碳的生態(tài)生產(chǎn)能力,即對(duì)二氧化碳吸收固定的最大閾值[9]。以往研究大多聚焦于碳排放和碳承載力單方面動(dòng)態(tài)變化[10—14]。近年來(lái),一些學(xué)者在考慮生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人為排放二氧化碳增溫的消減作用基礎(chǔ)上,通過(guò)評(píng)價(jià)碳承載狀況分析現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)能否支撐區(qū)域的碳排放[4],當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)無(wú)法承載區(qū)域碳排放時(shí)便為碳超載[15]。由于數(shù)據(jù)可得性以及精度等問(wèn)題,已有研究多聚焦于國(guó)家[9]、省[16]、城市群[17]等較大尺度上的碳承載變化,但區(qū)域碳承載變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制千差萬(wàn)別[18],大尺度空間研究得到的結(jié)論忽視了區(qū)域內(nèi)部的差異,對(duì)于地方管理者而言過(guò)于宏觀,如何根據(jù)國(guó)家、省級(jí)下達(dá)的“雙碳”目標(biāo),確定各設(shè)區(qū)市、縣區(qū)的任務(wù)與責(zé)任是一個(gè)難題。因此,有必要從市域、縣域尺度進(jìn)一步分析區(qū)域碳超載時(shí)空動(dòng)態(tài)格局,這既是制定差異化精準(zhǔn)碳減排和碳中和措施的實(shí)踐需要,也是對(duì)現(xiàn)有碳超載研究在更小尺度上的延伸。

綜合上述背景與問(wèn)題,本研究從市域和縣域尺度出發(fā),通過(guò)碳排放量和碳承載力定量測(cè)度福建省區(qū)域碳超載量,采用傾向值(Slope)分析法判識(shí)區(qū)域碳超載變化方向與類(lèi)型;運(yùn)用探索性空間數(shù)據(jù)分析法(Exploratory Spatial Data Analysis, ESDA)判別區(qū)域碳超載的空間集聚格局及其演變規(guī)律;結(jié)合地理加權(quán)回歸模型(Geographically Weighted Regression Model, GWR),剖析區(qū)域碳超載變化的影響因素。旨在揭示市域與縣域碳超載狀態(tài)與變化的差異,為福建省各設(shè)區(qū)市、縣區(qū)差異化分配減排責(zé)任,協(xié)同落實(shí)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)踐提供導(dǎo)向依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

福建省地處中國(guó)東南沿海,位于東經(jīng)115°51′—120°43′和北緯23°30′—28°22′之間,下轄福州市、廈門(mén)市、漳州市、泉州市、三明市、莆田市、南平市、龍巖市、寧德市9個(gè)設(shè)區(qū)市,包括85個(gè)縣區(qū)(圖1)。福建省東北毗鄰浙江省,西北橫貫武夷山脈與江西省相連,西南與廣東省交界,與中國(guó)臺(tái)灣省隔海相望,連接長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲,擁有經(jīng)濟(jì)特區(qū)、自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)、綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)、21世紀(jì)海上絲綢之路核心區(qū)等多區(qū)疊加優(yōu)勢(shì)。

圖1 研究區(qū)地理位置圖Fig.1 The geographic location of study area

福建省林草資源豐富,森林覆蓋率高達(dá)66.80%,居全國(guó)首位,碳承載力相對(duì)較高。2016年6月,福建省被確立為全國(guó)首個(gè)國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū),其生態(tài)建設(shè)備受外界關(guān)注。經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面,2020年福建省地區(qū)生產(chǎn)總值為43903億元,位列全國(guó)第七。其中,第一產(chǎn)業(yè)比重為6.2%,第二產(chǎn)業(yè)比重為46.3%,第三產(chǎn)業(yè)比重為47.5%。經(jīng)濟(jì)趕超發(fā)展帶來(lái)能源消費(fèi)增長(zhǎng),2020年全省共消耗13905.19萬(wàn)噸標(biāo)煤,由此產(chǎn)生大量碳排放。

1.2 研究方法

1.2.1 碳排放系數(shù)法

本研究采用碳排放系數(shù)法[19]定量估算福建省區(qū)域碳承載力。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院土地資源分類(lèi)系統(tǒng)[20],筆者選取林地和草地[21]、水域[22]、海洋[23]、未利用地[24]等5種土地利用類(lèi)型開(kāi)展區(qū)域碳承載力測(cè)算,對(duì)應(yīng)的二級(jí)分類(lèi)及其碳承載系數(shù)見(jiàn)表1。碳承載力的測(cè)算模型如公式(1)：

(1)

式中：C為碳承載力,Ci為第i種土地利用類(lèi)型的碳承載力,Ai為第i種土地利用類(lèi)型的面積,Pi為第i種土地利用類(lèi)型的碳承載系數(shù)[19,25—29]。

表1 土地利用類(lèi)型的碳承載系數(shù)

碳超載為碳排放大于碳承載時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象,反之,則為碳可載。計(jì)算如公式(2)：

O=I-C

(2)

式中：O為碳超載量,I為碳排放量,C為碳承載力,若O>0,則表示地區(qū)出現(xiàn)碳超載現(xiàn)象,若O<0,則為碳可載。

1.2.2 傾向值分析法

Slope分析法是通過(guò)對(duì)一組隨時(shí)間變化的變量進(jìn)行回歸分析以預(yù)測(cè)其變化趨勢(shì)的方法,可反映要素變化的線性傾向,表示要素變化的方向和大小[30]。近年來(lái),一些學(xué)者將此方法引入碳排放變化趨勢(shì)研究[31—32]。本研究利用該方法分析福建省區(qū)域碳超載變化態(tài)勢(shì),如公式(3)：

(3)

式中：n為總年數(shù);Pk為第k年(2000年是第一年);Ck為第k年的碳超載量。若slope大于0,說(shuō)明區(qū)域碳超載的程度隨時(shí)間增加而擴(kuò)大;若slope小于0,說(shuō)明碳超載的程度隨時(shí)間增加而減小。

由于slope值大小表示變化程度快慢,正負(fù)表示變化方向,故借鑒李海萍等[31]關(guān)于碳排放變動(dòng)的劃分標(biāo)準(zhǔn),按照標(biāo)準(zhǔn)差分級(jí)將區(qū)域碳超載劃分為緩慢變化型、中速變化型、較快變化型、迅猛變化型4個(gè)等級(jí);再根據(jù)slope值的正負(fù),進(jìn)一步確定變化方向與類(lèi)型(詳見(jiàn)表2)。

表2 區(qū)域碳超載變化類(lèi)型劃分

1.2.3 探索性空間數(shù)據(jù)分析

ESDA是利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和圖形及圖表等相互結(jié)合對(duì)空間信息的性質(zhì)進(jìn)行分析、鑒別的一種“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”方法[33],能夠反映空間地理單元間要素的相互關(guān)聯(lián)程度。全局Moran′sI指數(shù)[34]和局部Moran′sI指數(shù)[35]是常用的兩種測(cè)度方法。全局Moran′sI指數(shù)能夠表明要素在空間上的關(guān)聯(lián)程度,局部Moran′sI指數(shù)可以判別空間中某一單元對(duì)其周邊單元的集聚作用。因此,本研究采用單變量全局Moran′sI指數(shù)揭示碳超載現(xiàn)象的空間關(guān)聯(lián)特征;進(jìn)一步采用單變量局部Moran′sI指數(shù)判別局部相鄰縣區(qū)碳超載的空間關(guān)聯(lián)和差異,揭示其長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)律。全局Moran′sI指數(shù)計(jì)算如公式(4)：

(4)

局部Moran′sI指數(shù)計(jì)算如公式(5)：

(5)

1.2.4 地理加權(quán)回歸模型

GWR模型是基于局部光滑思想,用以處理回歸分析中解釋變量空間非平穩(wěn)性的模型[36]。該模型將數(shù)據(jù)的地理位置引入回歸系數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)回歸系數(shù)的局部估計(jì)[37]。綜合以往相關(guān)研究結(jié)論,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)[38]、工業(yè)化與城鎮(zhèn)化發(fā)展[39—40]、人口增長(zhǎng)[41]、對(duì)外開(kāi)放水平[42]等因素對(duì)區(qū)域碳排放或碳承載力具有顯著影響。因此,本研究立足于福建省發(fā)展特點(diǎn),選取經(jīng)濟(jì)規(guī)模、人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、外商直接投資、城鎮(zhèn)人口比重等指標(biāo),運(yùn)用GWR模型剖析各指標(biāo)因素對(duì)縣區(qū)碳超載變化的驅(qū)動(dòng)影響。公式如下：

Yi=β0(ui,vi)+∑j=1βj(ui,vi)Xij+εi

(6)

式中：Yi為因變量,β0(ui,vi)為常數(shù),βj(ui,vi)表示第i個(gè)縣區(qū)、第j個(gè)自變量隨著地理位置(u,v)變化而變化的回歸系數(shù),Xij為自變量,εi為誤差。本研究建立的GWR模型核函數(shù)選擇固定距離法,通過(guò)最小信息準(zhǔn)則來(lái)決定最佳帶寬。

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

2000、2005、2010、2015年福建省85個(gè)縣區(qū)的碳排放數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)碳核算數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.Ceads.net/data/inventory-by-apparent-accounting/)。土地利用利用數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院2000—2015年土地利用/土地覆蓋遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集(CNLUCC)。2015年地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于《福建省統(tǒng)計(jì)年鑒》[43]、各縣區(qū)政府工作報(bào)告和統(tǒng)計(jì)公報(bào)等統(tǒng)計(jì)資料,福建省各縣區(qū)的行政邊界矢量數(shù)據(jù)來(lái)自全國(guó)地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)的1:100萬(wàn)全國(guó)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù),行政區(qū)劃以2020年為準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 碳超載水平及其變化

2.1.1 市域碳超載水平及其變化

福建省總體呈東南部碳超載、西北部碳可載的空間格局(圖2)。其中,泉州市碳超載總量最大,增速最快,從2000年1002.23萬(wàn)t CO2上升至2015年的4145.96萬(wàn)t CO2,年增長(zhǎng)率高達(dá)20.9%;碳可載量最高的是南平市,且可載量呈上升態(tài)勢(shì)。漳州市2005年由碳可載轉(zhuǎn)變?yōu)樘汲d,自2005年起,福州市、莆田市、泉州市、廈門(mén)市、漳州市保持碳超載狀態(tài),這些地區(qū)的碳超載量年均值高于福建省平均碳超載量。各設(shè)區(qū)市的碳超載態(tài)勢(shì)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平、生態(tài)環(huán)境狀況密切相關(guān)。如泉州市第二產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá),化石能源消耗量較高,碳排放量大,呈較嚴(yán)重碳超載狀態(tài);而南平市是福建省林權(quán)改革的主力軍,林木質(zhì)量近年來(lái)有所上升,區(qū)域碳承載力有所提升,碳排放量相對(duì)也較小,因而總體呈碳可載狀態(tài)。

圖2 福建省市域單元碳超載水平(2000—2015年)Fig.2 The levels of regional carbon overload at municipal scale in Fujian Province during the period of 2000—2015

2.1.2 縣域碳超載水平及其變化

2000—2015年,福建省縣區(qū)整體呈碳超載量增加態(tài)勢(shì),沿海碳超載縣區(qū)數(shù)量明顯增多(圖3)。時(shí)間尺度上,呈碳超載狀態(tài)的縣區(qū)比重由38.8%增長(zhǎng)至54.1%,且有42個(gè)(91.3%)縣區(qū)的碳超載量超過(guò)福建省均值(51.7萬(wàn)t CO2);碳超載增量最大的是南安市,為766.4萬(wàn)t CO2。相比之下,呈碳可載狀態(tài)的縣區(qū)數(shù)量有所減少,且64.1%的縣區(qū)碳可載量呈下降態(tài)勢(shì)?？臻g尺度上,碳超載量高值區(qū)集中在東南沿海,西北部縣區(qū)多表現(xiàn)為碳可載狀態(tài)。碳超載量最大的是晉江市,其碳超載量從443.1萬(wàn)t CO2上升至1205.3萬(wàn)t CO2;碳可載量最大的是建甌市,但其碳可載量呈下降趨勢(shì)。由碳可載轉(zhuǎn)為碳超載狀態(tài)的縣區(qū)主要位于沿海,南平市、三明市的市轄區(qū)碳可載量亦呈下降態(tài)勢(shì)。

圖3 福建省縣域單元碳超載水平(2000—2015年)Fig.3 The levels of regional carbon overload at county scale in Fujian Province during the period of 2000—2015

2.1.3 市域、縣域碳超載變動(dòng)類(lèi)型

福建省碳超載變化類(lèi)型以增大型為主,僅南平市表現(xiàn)為減小型。全省85%的縣區(qū)表現(xiàn)為增大型,其中迅猛增大型7個(gè)、較快增大型11個(gè)、中速增大型36個(gè)、緩慢增大型18個(gè)。如圖4所示,縣區(qū)碳超載變化方向、類(lèi)型并不與設(shè)區(qū)市保持一致。如泉州市整體屬于迅猛增長(zhǎng)型,但其所轄縣區(qū)碳超載變化呈緩慢增長(zhǎng)型、中速增長(zhǎng)型、較快增長(zhǎng)型、迅猛增長(zhǎng)型等四種類(lèi)型,以晉江市、南安市、惠安縣為中心,變化強(qiáng)度呈圈層式向外趨緩。而南平市碳超載變化總體表現(xiàn)為減小型,但其轄域內(nèi)存在緩慢增長(zhǎng)型的縣區(qū)。由此可見(jiàn),不同縣區(qū)碳超載對(duì)市級(jí)層面的發(fā)展策略、目標(biāo)響應(yīng)程度不同,探究福建省碳超載的弱化路徑需進(jìn)一步分析縣區(qū)碳超載的影響機(jī)制。

圖4 福建省市域單元和縣域單元的碳超載變化類(lèi)型(2000—2015年)Fig.4 The types of the carbon-overload change at municipal scale and county scale in Fujian Province during the period of 2000—2015

2.2 碳超載時(shí)空分布特征

2.2.1 全局空間自相關(guān)特征

本研究基于縣域尺度對(duì)福建省碳超載進(jìn)行了Moran′sI指數(shù)測(cè)度。如表3所示,2000—2015年福建省單變量全局Moran′sI指數(shù)在1%顯著性水平下均為正值,福建省縣區(qū)碳超載存在明顯空間正相關(guān)性。但Moran′sI指數(shù)值隨時(shí)間存在明顯的下降趨勢(shì),由此表明不同縣區(qū)碳超載的空間聚集程度逐漸降低,空間異質(zhì)性日趨增強(qiáng)。

2.2.2 局部空間自相關(guān)特征

如圖5所示,區(qū)域碳超載的空間關(guān)聯(lián)表現(xiàn)為正相關(guān),L-L集聚型是最主要的類(lèi)型,主要分布在南平市、三明市、龍巖市呈碳可載狀態(tài)的縣區(qū),這些縣區(qū)碳承載力較高,僅有新羅區(qū)2015年轉(zhuǎn)為較低超載狀態(tài)。福州市、泉州市、廈門(mén)市沿?？h區(qū)形成了H-H集聚型,這些縣區(qū)工業(yè)占比高(2015年85.7%的縣區(qū)第二產(chǎn)業(yè)占比在53%以上),高碳排放工業(yè)(石化、鋼鐵、有色金屬等)集聚,碳排放較大。

表3 福建省縣級(jí)尺度碳超載全局Moran′s I指數(shù)統(tǒng)計(jì)

從聚類(lèi)變化來(lái)看,各縣區(qū)的碳超載總體空間格局基本穩(wěn)定,僅個(gè)別縣區(qū)集聚類(lèi)型發(fā)生躍遷。2000至2005年,臺(tái)江區(qū)、龍文區(qū)退出H-H集聚型,轉(zhuǎn)變?yōu)椴伙@著類(lèi)型;長(zhǎng)樂(lè)區(qū)、建寧縣分別由不顯著型轉(zhuǎn)為H-H集聚型和L-L集聚型;政和縣則由H-L集聚型轉(zhuǎn)為L(zhǎng)-L集聚型。2005至2010年,長(zhǎng)樂(lè)區(qū)、倉(cāng)山區(qū)退出H-H集聚型,武平縣、連城縣、德化縣退出L-L集聚型,均轉(zhuǎn)為不顯著類(lèi)型;屏南縣由不顯著類(lèi)型轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)-L集聚型,新羅區(qū)則由L-L集聚型轉(zhuǎn)為H-L集聚型。2010至2015年,連城縣、新羅區(qū)再次轉(zhuǎn)為L(zhǎng)-L集聚型,龍文區(qū)再次轉(zhuǎn)為H-H集聚型?？傮w上,發(fā)生躍遷的縣區(qū)多位于集聚區(qū)邊緣,呈現(xiàn)出一定的“邊緣效應(yīng)”。2000—2015年,L-L集聚區(qū)呈現(xiàn)擴(kuò)張態(tài)勢(shì),福州H-H集聚區(qū)則表現(xiàn)為收縮態(tài)勢(shì),這可能是福州市2002年開(kāi)始生態(tài)市建設(shè),綠色發(fā)展經(jīng)驗(yàn)“外溢”的結(jié)果,而廈門(mén)市、泉州市作為海西經(jīng)濟(jì)區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)引擎,沿海縣區(qū)工業(yè)高度集聚,H-H集聚基本保持穩(wěn)定。

圖5 福建省縣域單元碳超載空間集聚類(lèi)型Fig.5 The types of spatial agglomeration of carbon overload at county scale in Fujian Province

2.3 碳超載驅(qū)動(dòng)因素分析

結(jié)合碳超載時(shí)空格局演化特征,進(jìn)一步對(duì)2015年福建省縣區(qū)碳超載的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行剖析。根據(jù)GWR模型估算結(jié)果,R2為0.833,表明采用GWR模型進(jìn)行驅(qū)動(dòng)因素分析具有合理性。結(jié)果如圖6所示,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、外商直接投資對(duì)福建碳超載的回歸系數(shù)均為正值,人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)規(guī)模與城鎮(zhèn)化對(duì)福建省碳超載的回歸系數(shù)呈現(xiàn)出正負(fù)差異。

圖6 2015年福建省縣域碳超載驅(qū)動(dòng)因素回歸系數(shù)空間分布Fig.6 The spatial distribution of regression coefficients of the factors driving regional carbon overload in 2015

(1)經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)

經(jīng)濟(jì)規(guī)模對(duì)區(qū)域碳超載水平的影響系數(shù)呈現(xiàn)較為明顯的正負(fù)值差異,范圍分布在[-0.4601,0.4157]。大部分景區(qū)經(jīng)濟(jì)規(guī)模提升會(huì)加劇區(qū)域碳超載,這說(shuō)明福建省的經(jīng)濟(jì)趕超發(fā)展會(huì)不可避免地產(chǎn)生更多的碳排放,降低區(qū)域碳承載能力。而龍巖市經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)較低的縣區(qū),隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)有助于降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展的平均成本,同時(shí)擁有更多的資金投入環(huán)境保護(hù)與治理,從而可以推動(dòng)區(qū)域節(jié)能減排。

(2)人口規(guī)模效應(yīng)

人口規(guī)模對(duì)區(qū)域碳超載水平的影響系數(shù)分布在[-3.5056,8.2509],福建省絕大部分縣區(qū)的人口規(guī)模擴(kuò)大引致區(qū)域碳超載加劇,龍巖市、漳州市以及廈門(mén)市、泉州市和三明市的部分縣區(qū)尤為顯著,隨著區(qū)域人口規(guī)模不斷擴(kuò)大,能源消耗的需求不斷增加,從而產(chǎn)生更多的碳排放,加劇區(qū)域碳超載現(xiàn)象。而南平市的松溪、順昌等縣區(qū),人口規(guī)模和人口密度均相對(duì)較小,人口規(guī)模適度增大可以推進(jìn)供能基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),從而可以提高區(qū)域用能效率,在一定程度上可以緩解碳超載問(wèn)題。

(3)城鎮(zhèn)化效應(yīng)

城鎮(zhèn)化水平對(duì)區(qū)域碳超載水平的影響系數(shù)范圍為[-0.5350,6.1714],福建省絕大部分縣區(qū)的城鎮(zhèn)化進(jìn)程加劇了區(qū)域碳超載問(wèn)題,其中以龍巖市和三明市的縣區(qū)尤為明顯,這些縣區(qū)的城鎮(zhèn)人口比重基本低于70%。已有研究表明城鎮(zhèn)化與碳排放之間存在“倒U型”曲線關(guān)系,當(dāng)城鎮(zhèn)化水平達(dá)到73.8%,區(qū)域碳排放量會(huì)隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)一步推進(jìn)而降低[44]。這說(shuō)明在城鎮(zhèn)化早中期發(fā)展階段,由于建筑業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等大力發(fā)展,產(chǎn)生了更多的能源消耗和碳排放,同時(shí)建設(shè)用地的擴(kuò)張會(huì)帶來(lái)林草地的減少,降低區(qū)域碳承載能力,從而加劇區(qū)域碳超載問(wèn)題。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)一步推進(jìn),建設(shè)用地集約度不斷提高,綠色基礎(chǔ)設(shè)施、清潔能源普及度提升,城鎮(zhèn)碳排放量減小,從而緩解區(qū)域碳超載問(wèn)題。

(4)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)區(qū)域碳超載水平的影響系數(shù)呈較高的正值,范圍分布在[4.5623,10.1492],表明福建省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)區(qū)域碳超載弱化具有積極的促進(jìn)作用。區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)碳超載弱化的推動(dòng)力從北向南逐漸增高。其中,漳州市、廈門(mén)市、泉州市和莆田市的縣區(qū)第二產(chǎn)業(yè)占比較高,擁有石化、鋼鐵、有色金屬、建材等高耗能工業(yè)部門(mén),其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)區(qū)域碳超載弱化具有較高的影響系數(shù),說(shuō)明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)是這些縣區(qū)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、緩解區(qū)域碳超載問(wèn)題的重要途徑。而寧德市的霞浦,南平市的松溪和三明市的泰寧、建寧等呈現(xiàn)碳可載狀態(tài)的縣區(qū)第二產(chǎn)業(yè)比重比較穩(wěn)定,食品加工、竹木加工、造紙等輕工業(yè)部門(mén)占比高,碳排放量較小,因此對(duì)這些縣區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)區(qū)域碳超載影響不明顯。

(5)外商直接投資的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)

外商直接投資對(duì)區(qū)域碳超載水平的影響系數(shù)相對(duì)較小,范圍分布在[0.0008,0.0339],說(shuō)明外商投資會(huì)在一定程度上加劇福建省碳超載問(wèn)題。外商直接投資有助于提升南平市的光澤、政和和寧德市的福安、福鼎等縣區(qū)的碳可載水平,這可能時(shí)由于這些縣區(qū)環(huán)境規(guī)制水平較高,外商帶來(lái)的清潔技術(shù)有助于區(qū)域碳減排[45]。而對(duì)于大部分縣區(qū)而言,福建第一大外資來(lái)源地——中國(guó)香港的外資投入傾向于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),因此會(huì)加劇福建區(qū)域碳超載問(wèn)題。

3 結(jié)論與建議

推動(dòng)縣區(qū)“雙碳”目標(biāo)合理分配是化解福建省經(jīng)濟(jì)低碳循環(huán)轉(zhuǎn)型與經(jīng)濟(jì)趕超發(fā)展協(xié)調(diào)難題的關(guān)鍵所在。研究基于“定量測(cè)度-時(shí)空判別-因素剖析”視角,通過(guò)碳排放量和碳承載力定量測(cè)度了2000年、2005年、2010年、2015年福建省區(qū)域碳超載量和碳超載變化類(lèi)型,判別區(qū)域碳超載的空間集聚格局及其演變規(guī)律,剖析了縣域碳超載變化的影響因素。主要結(jié)論包括以下幾點(diǎn)：

(1)研究期內(nèi)福建省碳超載呈加劇態(tài)勢(shì),縣域尺度上的碳超載區(qū)域擴(kuò)張表現(xiàn)尤為明顯,總體呈碳超載“東南高-西北低”的空間分布格局。2000—2015年,大部分縣區(qū)碳超載量持續(xù)增大,少數(shù)沿海碳可載縣區(qū)由南向北逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樘汲d狀態(tài),內(nèi)陸地區(qū)南平市和三明市少部分縣區(qū)的碳可載量有所提升。

(2)福建省碳超載具有空間集聚性。H-H集聚的縣區(qū)主要分布在福州市、廈門(mén)市和泉州市,其中福州市的H-H集聚性明顯弱化;L-L集聚的縣區(qū)主要分布在南平市、三明市和龍巖市,表現(xiàn)出小規(guī)模擴(kuò)張的態(tài)勢(shì)。這說(shuō)明福建省生態(tài)文明建設(shè)已取得一定成效,未來(lái)碳超載治理的重點(diǎn)區(qū)域分布在泉州市、漳州市和廈門(mén)市等經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)地區(qū)。

(3)福建省碳超載變化以增大型為主,僅南平市表現(xiàn)為減小型。在碳超載變化類(lèi)型與方向上,市域和縣域尺度均呈現(xiàn)明顯差異。例如,碳超載嚴(yán)重的廈漳泉地區(qū),其轄域內(nèi)縣區(qū)碳超載表現(xiàn)為不同速度的增長(zhǎng)類(lèi)型。而南平市雖總體表現(xiàn)為減小型,但其轄域內(nèi)也存在少部分碳超載增大型縣區(qū)。

(4)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口規(guī)模和城鎮(zhèn)化是福建省碳超載加劇的主要驅(qū)動(dòng)因素,經(jīng)濟(jì)規(guī)模和外商直接投資對(duì)區(qū)域碳超載的影響作用相對(duì)較小。其中,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和外商直接投資對(duì)所有縣區(qū)碳超載均表現(xiàn)為驅(qū)動(dòng)影響,而城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人口規(guī)模對(duì)大部分縣區(qū)碳超載表現(xiàn)為加劇作用,但對(duì)少數(shù)縣區(qū)的碳超載表現(xiàn)為抑制作用。

基于研究結(jié)果,本文為福建省制定低碳發(fā)展路徑提供以下幾點(diǎn)政策導(dǎo)向建議：

(1)發(fā)展綠色低碳產(chǎn)業(yè)。以龍海市、長(zhǎng)泰區(qū)、泉港區(qū)等縣區(qū)為重點(diǎn),嚴(yán)格控制化石能源消費(fèi),實(shí)施可再生能源替代,推進(jìn)化工、鋼鐵、有色金屬等高碳產(chǎn)業(yè)向低碳化轉(zhuǎn)型。以晉江市、石獅市、薌城區(qū)、龍文區(qū)、仙游縣等縣區(qū)為重點(diǎn),推動(dòng)紡織鞋服、建材家具、機(jī)械裝備等傳統(tǒng)制造業(yè)引入節(jié)能環(huán)保服務(wù),在綠色轉(zhuǎn)型中深入推進(jìn)企業(yè)從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變,提高節(jié)能減排技術(shù)水平。以詔安縣、南安市、永安市、秀嶼區(qū)等縣區(qū)為重點(diǎn),加強(qiáng)新興綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展,支持發(fā)展生物醫(yī)藥、光電信息、新材料等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

(2)優(yōu)化人口結(jié)構(gòu)與規(guī)模。以新羅區(qū)、永定區(qū)、薌城區(qū)、漳浦縣等縣區(qū)為重點(diǎn),著重人力資本結(jié)構(gòu)優(yōu)化,引導(dǎo)人力資本向低碳技術(shù)、新能源等技術(shù)領(lǐng)域流動(dòng),帶動(dòng)綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展,助力供給側(cè)低碳化轉(zhuǎn)型。以同安區(qū)、集美區(qū)、海滄區(qū)等縣區(qū)為重點(diǎn),倡導(dǎo)低碳消費(fèi)模式,引導(dǎo)公眾形成低碳生活模式,減少消費(fèi)側(cè)碳排放。以光澤縣、松溪縣、順昌縣等人口規(guī)模和密度較小的縣區(qū)為重點(diǎn),加強(qiáng)人力資本投入,強(qiáng)化流動(dòng)人口吸納能力,合理引導(dǎo)農(nóng)村人口向縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)集聚,提升區(qū)域用能效率,減少碳排放。

(3)注重城市高質(zhì)量發(fā)展。以梅列區(qū)、三元區(qū)、新羅區(qū)、永定區(qū)、福鼎市、福安市等縣區(qū)為重點(diǎn),堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先理念,優(yōu)化城市空間布局,提升城市建設(shè)集約化水平,穩(wěn)固綠色生態(tài)空間。著重提升城市韌性,加大節(jié)能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)比重,降低能源需求;發(fā)展水電、生物質(zhì)發(fā)電,提升清潔能源自主供應(yīng)水平。積極發(fā)展綠色建筑,嚴(yán)格執(zhí)行建筑節(jié)能建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),爭(zhēng)取到2025年實(shí)現(xiàn)新建城鎮(zhèn)建筑中綠色建筑100%覆蓋,新建城鎮(zhèn)建筑可再生能源替代率達(dá)到8%以上。

(4)構(gòu)建低碳循環(huán)金融體系。以光澤縣、順昌縣、武夷山市等縣區(qū)為重點(diǎn),加快構(gòu)建綠色金融體系,完善綠色融資體系,打造碳基金、碳債券、碳保險(xiǎn)等綠色金融產(chǎn)品,為低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供資金支撐。以晉安區(qū)、福清市、惠安縣、思明區(qū)等經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的縣區(qū)為重點(diǎn),探索構(gòu)建低碳產(chǎn)品稅收補(bǔ)貼機(jī)制,吸引低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè);健全綠色收費(fèi)價(jià)格機(jī)制,嚴(yán)格落實(shí)階梯電價(jià)、水價(jià)、氣價(jià)政策,健全實(shí)施垃圾、污水處理收費(fèi)制度,減少居民生活碳排放。