城鎮(zhèn)化碳排放論文

時(shí)間:2022-03-04 02:59:37

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城鎮(zhèn)化碳排放論文

1技術(shù)路線與方法

1.1技術(shù)路徑

①?gòu)奶荚磁c碳匯兩層面對(duì)安徽省1995—2011年碳排放進(jìn)行測(cè)算;②運(yùn)用因素分解模型,考察城鎮(zhèn)化演進(jìn)產(chǎn)生的碳排放量;③基于經(jīng)濟(jì)學(xué)邊際理論,以城鎮(zhèn)化演進(jìn)產(chǎn)生的碳排放量作因變量,城鎮(zhèn)化水平變化值作自變量,借助SPSS軟件,采用最小二乘回歸(OLS)分析方法,構(gòu)建城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放影響的邊際模型,對(duì)該模型求導(dǎo),構(gòu)建邊際碳排放變化率測(cè)度模型,并據(jù)此測(cè)算出研究時(shí)序邊際碳排放變化率;④借助Excel軟件,對(duì)邊際碳排放變化率時(shí)序數(shù)據(jù)作散點(diǎn)圖,構(gòu)建邊際碳排放變化率多項(xiàng)式擬合曲線,運(yùn)用二次曲線求極值方法,可對(duì)城鎮(zhèn)化演進(jìn)的碳排放極限影響進(jìn)行判別。

1.2研究方法

1.2.1碳排放測(cè)算方法碳排放包括人為碳排放和自然碳排放,本文僅考察人為因素產(chǎn)生的碳排放。能源消耗及農(nóng)作物生產(chǎn)為主要碳源,而林地和草地則為主要碳匯,其中,能源消費(fèi)碳排放可通過(guò)能源消耗的碳排放系數(shù)計(jì)算,農(nóng)作物生產(chǎn)的碳排放量及林地和草地的碳吸收量可以通過(guò)土地利用的碳排放及吸收系數(shù)計(jì)算1.2.2城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放貢獻(xiàn)測(cè)度方法1)擴(kuò)展Kaya恒等式構(gòu)建Kaya于1989年提出了將碳排放與能源、經(jīng)濟(jì)和人口三個(gè)因素聯(lián)系在一起的的Kaya恒等式。2)LMDI分解方法Ang等提出的對(duì)數(shù)平均權(quán)重Divisia分解法,是針對(duì)一段時(shí)期內(nèi)能源需求或氣體排放的因素分解方法,該方法具有技術(shù)成熟、形式多樣、計(jì)算簡(jiǎn)單方便、分解無(wú)殘差等優(yōu)點(diǎn),因而在能源消費(fèi)及碳排放測(cè)算中得到了廣泛應(yīng)用,為此,本文采用LMDI分解法對(duì)碳排放變化進(jìn)行分解,以揭示出城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放的貢獻(xiàn)份額。1.2.3城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放影響極限測(cè)度方法1)邊際模型構(gòu)建經(jīng)濟(jì)學(xué)邊際理論是指:假設(shè)在其他條件不變的情況下,每增加或減少一個(gè)單位數(shù)量產(chǎn)生的效應(yīng),將經(jīng)濟(jì)學(xué)邊際理論引入城鎮(zhèn)化演進(jìn)的碳排放效應(yīng)研究中,可界定為:城鎮(zhèn)化水平每增加1個(gè)百分點(diǎn)所導(dǎo)致的碳排放量,以MCE表示,借鑒李效順等研究方法,構(gòu)建安徽省城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放影響的邊際模型:LnΔCU=α+βLnΔU(8)式中:ΔU表示城鎮(zhèn)化水平的變化量;α、β為待估參數(shù)。2)邊際碳排放變化率測(cè)度對(duì)式(8)求導(dǎo)可得城鎮(zhèn)化演進(jìn)的邊際碳排放影響表達(dá)式:MCE=d(ΔCU)d(ΔU)(3)碳排放影響極限測(cè)度依據(jù)式(10),可測(cè)算研究時(shí)序邊際碳排放效應(yīng)變化率,以此作因變量,時(shí)間序列作自變量,借助Excel軟件,通過(guò)作散點(diǎn)圖,添加趨勢(shì)線,選取多項(xiàng)式類型進(jìn)行擬合,可獲取城鎮(zhèn)化演進(jìn)邊際碳排放效應(yīng)變化率擬合曲線,若該曲線二次項(xiàng)系數(shù)大于零,則該曲線為開(kāi)口向上的U形拋物線,表明邊際碳排放變化率存在極小值,依據(jù)二次曲線求極值方法,可測(cè)算出城鎮(zhèn)化演進(jìn)碳排放效應(yīng)影響最小的極限時(shí)刻。

2數(shù)據(jù)來(lái)源與說(shuō)明

為了保證數(shù)據(jù)可獲取性與完整性,本研究選取安徽省1995—2011年數(shù)據(jù)考察城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放極限影響,數(shù)據(jù)來(lái)源及說(shuō)明如下:(1)能源消費(fèi)界定為:物質(zhì)生產(chǎn)部門(mén)、非物質(zhì)生產(chǎn)部門(mén)和生活消費(fèi)的各種能源總和,包括原煤和原油及其制品、天然氣,不包括低熱值燃料、生物質(zhì)能和太陽(yáng)能等。能源消費(fèi)數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》。(2)城鎮(zhèn)化涉及人口、土地、產(chǎn)業(yè)、社會(huì)多方面因素[17],表征城鎮(zhèn)化水平有綜合指標(biāo)法、單一指標(biāo)法兩種[37],單一指標(biāo)度量方法,數(shù)據(jù)易取,計(jì)算簡(jiǎn)潔,得到了國(guó)際上大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)的認(rèn)同[17],也為中國(guó)學(xué)者普遍采用[7-17,22-25,37],因此,本文使用單一指標(biāo)法來(lái)測(cè)度城市化水平,即用年末城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒壤碚?,其?shù)據(jù)來(lái)源于《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》。(3)GDP總量及人均GDP采用不變價(jià)格進(jìn)行調(diào)整,方法為:實(shí)際指標(biāo)=當(dāng)年指標(biāo)×100÷CPI價(jià)格指數(shù)(以1990年為100),數(shù)據(jù)來(lái)源于《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》。(4)耕地面積、林地面積來(lái)源于《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》,草地面積數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)草地資源數(shù)據(jù)》。

3結(jié)果與分析

3.1碳排放分析

依據(jù)公式(1),運(yùn)用《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》、《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》及《中國(guó)草地資源數(shù)據(jù)》中原始數(shù)據(jù)及表1中碳排放與吸收系數(shù),可得1995—2011年安徽省碳排放(圖1),圖1表明,安徽省碳排放量由1995年的2182.39×104t增至2011年的10120.20×104t,年平均增幅為10.06%,城鎮(zhèn)化水平由1995年的19.09%提升至2011年的44.8%,年均增幅為5.48%,碳排放與城鎮(zhèn)化水平均呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),但碳排放增幅快于城鎮(zhèn)化水平升幅。將圖1中碳排放與城鎮(zhèn)化水平時(shí)序數(shù)據(jù)輸入SPSS17.0軟件進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,結(jié)果顯示,在0.01水平(雙側(cè))上,兩者關(guān)聯(lián)系數(shù)達(dá)0.945,由此表明,研究時(shí)序內(nèi),安徽省城鎮(zhèn)化演進(jìn)是導(dǎo)致碳排放持續(xù)增加的重要因素。

3.2城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放貢獻(xiàn)測(cè)度

依據(jù)式(8),可對(duì)安徽省1995—2011年城鎮(zhèn)化演進(jìn)過(guò)程產(chǎn)生的碳排放進(jìn)行測(cè)算,結(jié)果如表2。由表2可知,1995—2011年,安徽省城鎮(zhèn)化產(chǎn)生的碳排放總量為3602.78×104t,年均225.17×104t,城鎮(zhèn)化演進(jìn)的碳排放增量效應(yīng)明顯,但不同年份間波動(dòng)性較大,表明城鎮(zhèn)化發(fā)展是導(dǎo)致安徽省碳排放持續(xù)增加的重要因素,究其原因,首先,城鎮(zhèn)化發(fā)展驅(qū)動(dòng)了工業(yè)經(jīng)濟(jì)騰飛,也加大了基礎(chǔ)建設(shè)投資,從而帶動(dòng)了能源消費(fèi)數(shù)量的增加;其次,農(nóng)村人口遷移至城鎮(zhèn)后生活水平得到了提升,也相應(yīng)地提高了人均能源消費(fèi)量;再次,城鎮(zhèn)化演進(jìn)意味著土地利用類型變化,當(dāng)林地、草地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地后,必然引致從“碳匯”到“碳源”的轉(zhuǎn)變,由此也導(dǎo)致了碳排放量的增加。

3.3城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放影響極限探索

3.3.1關(guān)聯(lián)分析將表2中ΔCU與ΔU時(shí)序數(shù)據(jù)輸入SPSS17.0中進(jìn)行雙相關(guān)分析,結(jié)果顯示,ΔCU與ΔU間相關(guān)系數(shù)為0.842,且在0.01水平上通過(guò)顯著性檢驗(yàn)(雙側(cè)),表明城鎮(zhèn)化演進(jìn)產(chǎn)生的碳排放與城鎮(zhèn)化水平時(shí)序數(shù)據(jù)間具有較高相關(guān)性,具備進(jìn)行回歸分析的條件。3.3.2城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放影響模型構(gòu)建以表2中1995—2011年ΔCU時(shí)序數(shù)據(jù)作被解釋變量,ΔU時(shí)序數(shù)據(jù)作解釋變量,將其輸入SPSS17.0中進(jìn)行最小二乘回歸分析,所得結(jié)果如表3。由表3可知,模型回歸的R2為0.892,F(xiàn)值為115.771,Sig值為0.000,表明模型擬合較好,由模型回歸系數(shù)可得安徽省1995—2011年城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放影響模型:LnΔCU=4.908+1.05LnΔU(11)3.3.3城鎮(zhèn)化演進(jìn)邊際碳排放變化率測(cè)算對(duì)式(11)兩邊求導(dǎo),可得城鎮(zhèn)化演進(jìn)邊際碳排放影響表達(dá)式:由圖2可知,1995—2011年,安徽省城鎮(zhèn)化演進(jìn)邊際碳排放變化率整體呈不規(guī)整、波動(dòng)性較大的特征,其變異系數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)差與均值的百分比)達(dá)79.18%,究其原因,與安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展速度有關(guān),2000年前,安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展速度波動(dòng)性較大(如1996、1999年分別凈提升2.62、3.67個(gè)百分點(diǎn),而1997、1998年僅年提升0.31個(gè)百分點(diǎn)),而2000年后,城鎮(zhèn)化發(fā)展速度保持在年均提升1~2個(gè)百分點(diǎn)區(qū)間內(nèi),變化較平穩(wěn),城鎮(zhèn)化演進(jìn)速度的快慢導(dǎo)致了碳排放量增幅多少的同向變化,進(jìn)而引致了邊際碳排放變化率變化明顯。3.3.4城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放影響極限探索以圖2中邊際碳排放變化率時(shí)序數(shù)據(jù)為因變量,時(shí)間為自變量,在Excel2003軟件中作散點(diǎn)圖(圖3),通過(guò)對(duì)圖3的邊際碳排放變化率曲線添加趨勢(shì)線,選取多項(xiàng)式類型進(jìn)行擬合,所得擬合方程的R2為0.186,表明邊際碳排放變化率在時(shí)間維度上變化不規(guī)整(即變化軌跡既非U型也非倒U型,可能為N型),顯示出邊際碳排放變化率與時(shí)間變量間不構(gòu)成依存關(guān)系,即不存在邊際碳排放變化率極限時(shí)刻,這表明,安徽省城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放極限影響未能顯現(xiàn)。為了進(jìn)一步考察安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展對(duì)碳排放影響的趨勢(shì),以表2中1995—2011年ΔU數(shù)據(jù)作自變量,ΔCU數(shù)據(jù)作因變量,將其輸入SPSS17.0軟件中進(jìn)行曲線回歸分析,通過(guò)選擇不同擬合類型的多次試驗(yàn),結(jié)果以乘冪函數(shù)擬合最優(yōu),所得R2為0.892,F(xiàn)值為115.778,且在0.01水平上通過(guò)顯著性檢驗(yàn)(Sig值為0.000),回歸所得系數(shù)如表4,擬合曲線如圖4。

4結(jié)論與建議

運(yùn)用Kaya恒等式及因素分解模型,對(duì)安徽省城鎮(zhèn)化演進(jìn)產(chǎn)生的碳排放量進(jìn)行了測(cè)度,運(yùn)用邊際模型及求導(dǎo)方法,考察了城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放影響的極限,得到如下結(jié)論:城鎮(zhèn)化是導(dǎo)致安徽省碳排放增加的重要因素;城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放影響的極限時(shí)刻不存在(即城鎮(zhèn)化繼續(xù)發(fā)展,碳排放不再增加的時(shí)刻),而表現(xiàn)為正向乘冪關(guān)系;隨著安徽省城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷推進(jìn),碳排放還將繼續(xù)增加,城鎮(zhèn)化發(fā)展與碳減排矛盾將日漸突出。鑒于上述研究結(jié)論,提出如下政策建議:①以創(chuàng)新發(fā)展理念引領(lǐng)低碳城鎮(zhèn)化。安徽省為國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新工程試點(diǎn)省,未來(lái)城鎮(zhèn)化建設(shè)中,應(yīng)以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)為平臺(tái),依靠科技創(chuàng)新,促進(jìn)發(fā)展方式及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí),積極淘汰高耗能落后產(chǎn)業(yè),優(yōu)先發(fā)展低耗能、高附加值的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)(如電子信息、節(jié)能環(huán)保、新材料、生物、新能源汽車(chē)、高端裝備制造等),以降低城鎮(zhèn)化發(fā)展中碳排放。②以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)支撐低碳城鎮(zhèn)化。安徽省為傳統(tǒng)煤炭大省,未來(lái)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中,應(yīng)以建設(shè)生態(tài)安徽、美麗安徽為目標(biāo),不斷優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),大幅提高天然氣使用比例,積極開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、生物質(zhì)能源、沼氣等清潔新能源,以減少城鎮(zhèn)化演進(jìn)中碳排放。③以制度建設(shè)保障低碳城鎮(zhèn)化。安徽省提出了構(gòu)建“一帶一圈一群”(皖江城市帶、合肥經(jīng)濟(jì)圈及皖北城市群)城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略格局,在推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)中,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行基本環(huán)境保護(hù)法律制度,嚴(yán)把“環(huán)評(píng)”、“節(jié)能”、“土地”閘門(mén),以剛性制度約束城鎮(zhèn)化演進(jìn)中碳排放行為。④以內(nèi)涵建設(shè)促進(jìn)低碳城鎮(zhèn)化。未來(lái)城鎮(zhèn)化建設(shè)不僅要關(guān)注人口城鎮(zhèn)化,更要關(guān)注以提高城鎮(zhèn)人口生活質(zhì)量為核心的社會(huì)城鎮(zhèn)化,政府可通過(guò)發(fā)展公共交通、增加城鎮(zhèn)居民住房建筑高度、引導(dǎo)居民低碳消費(fèi)等舉措,降低人均能源消費(fèi)量,以此達(dá)到減少碳排放目的。本文采用組合模型,揭示了安徽省城鎮(zhèn)化演進(jìn)對(duì)碳排放具有驅(qū)動(dòng)影響,與Holtedahl和Joutz、Cole和Neumayer、Liddle和Lung、Wei等、劉耀彬、林伯強(qiáng)和劉希穎、杜立民、樊杰和李平星、許泱和周少甫、肖周燕、孫輝煌、王建增、楊曉軍和陳浩等國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究結(jié)果基本一致,而與Fan等、Pachauri和Jiang、Poumanyvong和Kaneko、Martinez-Zarzoso和Maruotti、郭郡郡等、盧祖丹、孫昌龍等、張鴻武等研究結(jié)果相悖,筆者認(rèn)為:研究時(shí)序內(nèi),安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展速度快于全國(guó)平均水平,快速城鎮(zhèn)化背景下,工業(yè)為驅(qū)動(dòng)其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),且工業(yè)結(jié)構(gòu)多為電力、水泥、鋼鐵、有色冶煉、石油、化工等傳統(tǒng)高耗能產(chǎn)業(yè),再加上以工業(yè)園區(qū)建設(shè)、舊城區(qū)改造、房地產(chǎn)、道路建設(shè)為主的固定資產(chǎn)投資規(guī)模不斷擴(kuò)大,帶動(dòng)了能源消費(fèi)不斷攀升,致使碳排放呈持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

作者:張樂(lè)勤單位:池州學(xué)院資源環(huán)境與旅游系