1、基于县域单元的江苏省工业碳排放空间格局研究摘要：文章基于对江苏县域单元工业碳生产率的核算，运用基尼系数等传统指数和空间自相关方法，分析了碳排放的总体空间差异与极化程度、全局空间自相关和“热点区” ，进而对演变过程进行研究。研究表明：自 2002 年以来，江苏工业碳生产率的空间差异与极化程度在波动中逐步增强；自 2004 年起，碳排放格局迅速由强烈的高值区聚集变为随机分布；江苏工业碳生产率热点分布的空间结构变化性较强，但局部区域保持相对稳定。 关键词：碳生产率；热点区；极化格局；空间自相关 一、引言 在 2014 年 11 月发表的中美气候变化联合声明中，中国首次正式提出，CO2 排放将在 20
2、30 年左右达到峰值，到时非化石能源占一次能源消费的比重也将提高到 20%左右。在此背景下，大幅度提升碳生产率，大力发展低碳经济，成为实现碳减排目标与经济社会协调发展的根本途径。 碳生产率反映了低碳排放与经济发展双重因素，更加突出经济发展因素，其提高意味着以更少的碳排放带来更多的产出。国内对碳生产率的研究于近几年兴起，逐渐由理论研究转为于实证分析，如：饶畅研究了制造业投入服务化对碳生产率的影响，赵国浩等人研究了我国工业部门的广义碳生产率指数的变化及成因，周五七研究了效率增进与技术进步对工业部门碳生产率的影响。此外，还有不少学者考察了我国东、中、西部三大区域的碳生产率差异。在目前针对碳生产率区域
3、差异的研究中，以小尺度单元、时间连续、考虑空间维度影响的研究较少。鉴于此，有必要综合基于空间统计方法深入研究县域单元的碳排放问题。本文以江苏省为例，运用空间差异与极化指数和 ESDA 等方法，刻画自 2002 年来工业碳生产率在空间上的变化状况，进一步探究了江苏碳排放水平格局时空演变的特征。 二、数据来源与研究方法 （一）数据来源 本文以江苏省 64 个县域为研究单元，包括 13 个省辖市区和 51 个县（市） ；以 20022012 年期间县域工业碳生产率数据为指标，来表征各年份的县域碳排放水平。本文一律采用 2010 年的行政区划对之前的数据进行校正，对变动区域均采用县级单元进行合并和拆分
4、。本文数据来自江苏统计年鉴和江苏各地级市统计年鉴以及部分市、县、区的国民经济与社会发展统计公报。部分年份县市数据根据增长率推算获取。为使数据具有可比性，均转换为 2002 年不变价。 （二）研究方法 本文先是选取了基尼系数、泰尔指数、沃尔夫森指数和集中指数来测度全国各省份碳生产率的空间差异与极化趋势。其中，前两者是测度总体空间差异和非均衡性的经典指标，沃尔夫森指数测度总体空间极化程度及其变化趋势，集中指数则被用来测度总体空间集中程度，进而测度总体空间极化。随后，考虑到区域间的空间关系和结构，本文引入Global Morans I 和 General G 两个指数探索总体空间关联结构模式，并采用
5、 Getis-Ord 指数来探索碳生产率热点区和冷点区的具体空间分布。三、结果与分析 （一）江苏工业碳排放水平的空间差异与极化 由图 1 可知，2002 年以来江苏工业碳生产率的总体空间差异呈增大的趋势，并出现波动性变化。具体而言，在 2008 年之前，沃尔夫森指数与其他 3 个指数呈相反的变动状态，此后，工业碳生产率增长率由负转正，4 个指数开始不断上升，且变动趋势也逐渐趋于一致。就基尼系数而言，始终在 0.4 以上，在 2008 年突破 0.5 后进一步攀升，仅四年间就增加了 35.7%，说明江苏各县域工业碳生产率差距悬殊，且空间分布的非均衡性日益凸显。 （二）江苏工业碳排放水平的空间自相
6、关性 1. 全局空间自相关性 如表 1 所示，江苏工业碳生产率 Morans I-Z 值和 General G-Z 值全部为正，检验结果的显著性持续减弱。2008 年以前工业碳生产率的“高-高，低-低”集聚相对明显，20022003 年最为强烈，且为强烈高值集聚，自 2004 年起，工业碳生产率的热点区开始由集聚转为随机分布。2. 局部空间自相关性 本文将局部 Getis-Ord 统计值由低到高分为 4 类，并分别定义为冷点区、次冷点区、次热点区、热点区，生成江苏工业碳生产率空间格局的热点演化图。参考上文的结论，选取 2002、2005、2008、2012 年的热点分布图（图 2）进行深入分析
7、。 （1）自 2002 年以来，江苏工业碳排放热点区域的总体格局变化较大，局部区域保持相对稳定。热点区域多是位于苏中、苏北的空间范围。而江苏经济发展的核心地区苏南和作为苏北经济领头羊的徐州，基本上为低值簇，处于江苏碳生产率冷点区。 （2）江苏西北部和东南部的工业碳生产率发展呈现明显的滞后现象，良好的经济基础并没有给该地区碳生产率的发展带来明显优势。对比2002 年和 2012 年发现，徐州、南通、苏州、无锡四市的县域单元除苏州市区外，均未向热点区跃迁，且一些地区反而出现了下降。 （3）江北大部分区域的工业碳生产率发展势头良好，而传统的工业地区有被边缘化的趋势。这是由于原先以粗放式为主的工业基础
8、，造成CO2 大量排放，阻碍了后续碳生产率的提升，正如煤城徐州。南京作为全国最大的综合型工业基地沪宁杭工业基地的中心城市之一，其支柱产业和传统产业偏重，经过多年的产业结构升级优化，对碳生产率的促进才初见成效。 （4）从冷、热点区域的变迁来看，2002 年热点区域总体上分布在徐州宿迁泰州南通的东部以及连云港地区，及零星几个地级市中心，随着乡镇工业向北发展，原中北部地区的集聚性衰退，热点逐渐分散。2008年对洪泽湖及高邮湖的整治及保护取得了积极的成效，其周边区域成为了新的碳生产率热点。2012 年时热点得到进一步集聚，并向北部转移，往连云港扬州以及相邻地区集中，展现了苏北在实现新型工业化道路上的后
9、发优势。 四、结论 基于江苏工业碳生产率的核算，利用经济学的基尼系数、泰尔指数、沃尔夫森指数和集中指数，通过地理学的空间自相关分析，分析了该省碳排放水平的时空演变特征，主要结论如下： 1. 江苏省工业碳生产率的空间差异与极化程度在波动中逐步增强。总体空间差异与极化的程度，经短暂减弱后，呈现波动的趋势，差异性不断增强，总趋势与碳生产率增长率的变动耦合。基尼系数的变化说明工业碳生产率在江苏各县域之间出现了极化现象，2008 年后差距愈加悬殊。 2. 在碳排放水平总体空间格局上，2002-2003 年期间江苏省县域碳排放水平表现出很强的空间自相关性，为强烈的高值区聚集，也就是说碳排放水平强的地区和碳
10、排放水平弱的地区在空间上呈现集中分布，但是随着时间的推移，格局迅速由“高-高，低-低”集聚转为随机分布，还在不断得到加强。 3. 工业碳生产率热点分布的空间结构变化性较强，表现出先集中、相对扩散、再集中的演化过程，但局部区域仍保持相对稳定。由于背负着支柱产业和传统产业偏重的历史问题，工业起步早、经济基础良好的徐州和苏南地区，大多长期处于冷点区域。此外，格局对政策的敏感度也较高，对洪泽湖及高邮湖的大力整治及保护，促使周边地区成为工业碳生产率的热点。 4. 政府可以通过制定积极的区域平衡发展政策，鼓励苏北、苏中地区发挥在实现新型工业化道路上的后发优势，避免以环境换经济的弯路，另一方面，加快老工业地
11、区的结构转型、产业升级，减少对能源消费的依赖，提高其辐射和带动区域发展的能力，促进县域工业碳生产率的快速增加，来调控和改变工业碳排放水平格局。 在未来研究中可进一步扩展时间尺度的范围，建立多指标体系，深入研究更小空间尺度（乡镇尺度）上空间的相互作用关系。 参考文献： 1彭文强，赵凯.我国碳生产率的收敛性研究J.西安财经学院学报，2012（05）. 2何建坤，苏明山.应对全球气候变化下的碳生产率分析J.中国软科学，2009（10）. 3赵皋.我国碳生产率增长的长期关系和短期效应基于面板协整研究J.软科学，2014（06）. 4饶畅.制造业投入服务化对碳生产率影响的理论建模和实证检验以珠三角为例J.经济与管理，2013（06）. 5赵国浩，高文静.基于前沿分析方法的中国工业部门广义碳生产率指数测算及变化分解J.中国管理科学，2013（01）. 6周五七.效率增进与技术进步对绿色生产率增长的影响来自中国 36 个两位数工业行业的实证J.统计与信息论坛，2014（04）. 7张丽峰，崔佳颖.基于泰尔指数的我国碳生产率区域差异性分析J.资源开发与市场，2013（03）. *本文系 2012 国家自然科学基金“基于非期望产出率熵变的产业系统减排机理及碳减排差别责任研究” （项目编号：G031202）的阶段性成果。 （作者单位：江苏大学管理学院）
