基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)業(yè)碳值投入產(chǎn)出分析

郭守前++陳吟珊

摘 要：以低能耗、低排放、低污染為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟(jì)是一種可持續(xù)的、綠色的經(jīng)濟(jì)模式，這種模式可以較好地應(yīng)對(duì)全球氣候變暖對(duì)人類生存和發(fā)展所帶來的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為更加確切地描述我國低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特點(diǎn)和規(guī)律，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)建產(chǎn)業(yè)碳值投入產(chǎn)出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型，通過對(duì)度、權(quán)、聚類系數(shù)等傳統(tǒng)指標(biāo)對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)屬性進(jìn)行分析，探討我國低碳產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)特征，并按中心-邊緣理論和改進(jìn)的Dematel模型方法研究該網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)功能、地位及其相互關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：建筑業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)等產(chǎn)業(yè)部門處于重要地位。同時(shí)，建筑業(yè)等32個(gè)原因類產(chǎn)業(yè)影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)碳值的變化發(fā)展。因此，在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注這些產(chǎn)業(yè)部門，更好地實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟(jì)；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；統(tǒng)計(jì)屬性；層次結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：F205 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-3890（2016）03-0084-06

一、引言

2003年，英國發(fā)布了一份主題為《我們能源的未來：創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)》的能源白皮書[1]。在該書中首次提及低碳經(jīng)濟(jì)概念，并認(rèn)為能源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)增長應(yīng)通過適當(dāng)?shù)摹⒖沙掷m(xù)的方式結(jié)合起來。低碳經(jīng)濟(jì)是在全球氣候變暖的大背景下提出的，并成為全球熱點(diǎn)。各國對(duì)產(chǎn)業(yè)、能源、技術(shù)、貿(mào)易政策等進(jìn)行重大調(diào)整，著力發(fā)展低碳技術(shù)，推進(jìn)低碳革命。我國的發(fā)展階段和能源結(jié)構(gòu)成為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的一大制約，對(duì)中國來說，低碳經(jīng)濟(jì)既是挑戰(zhàn)，也是壓力。2009年12月，我國在哥本哈根氣候變化大會(huì)上承諾，將大力發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，爭取2020年將在2005年的基礎(chǔ)上每單位國內(nèi)生產(chǎn)總值減少40%～45%的二氧化碳排放量。在這樣的背景下，如何制定產(chǎn)業(yè)政策使得在不阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)減少碳排放，成為一個(gè)值得研究和探討的問題。

國內(nèi)外關(guān)于能源消耗、碳排放量與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系的研究文獻(xiàn)很多，目前對(duì)經(jīng)濟(jì)增長與碳排放的研究主要基于以下三種方法：

首先是碳排放與相關(guān)經(jīng)濟(jì)增長指標(biāo)的相關(guān)性分析，代表性的方法有協(xié)整檢驗(yàn)、Granger因果檢驗(yàn)和環(huán)境庫茲涅茨曲線判斷等。方大春 等[2]以我國東、中、西部和全國四個(gè)區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，運(yùn)用環(huán)境庫茨涅茲曲線模型，發(fā)現(xiàn)我國東部和西部溫室氣體排放與人均GDP呈倒N型曲線關(guān)系，西部和全國整體呈N型關(guān)系。其次，采用指數(shù)分解和結(jié)構(gòu)分解方法，對(duì)經(jīng)濟(jì)與碳排放變化的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行解構(gòu)。Wang et al[3]和Ang BW et al[4]運(yùn)用對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)（LMDI）分解法對(duì)二氧化碳排放量影響因素進(jìn)行分解研究，其中，研究表明經(jīng)濟(jì)增長是促進(jìn)二氧化碳排放量增加的最重要的影響因素，而能源強(qiáng)度的降低是促進(jìn)二氧化碳排放量減少的主要途徑。最后，采用投入產(chǎn)出的分析方法，對(duì)碳排放量軌跡進(jìn)行量化。由于我國投入產(chǎn)出表統(tǒng)計(jì)頻率的限制，該方法較為局限。何艷秋[5]利用投入產(chǎn)出法從消費(fèi)碳足跡的角度對(duì)我國42個(gè)行業(yè)的完全碳排放量、邊際完全碳排放量和行業(yè)影響數(shù)進(jìn)行了精確測量，并在此基礎(chǔ)上對(duì)行業(yè)進(jìn)行了分類。

二、產(chǎn)業(yè)碳值投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

（一）復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)簡介

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)非線性的不可逆過程所結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)式的反饋環(huán)路系統(tǒng)。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)和邊連接組成，呈現(xiàn)出高度復(fù)雜性，具有復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征和動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)特征[6]，如英特網(wǎng)和電力網(wǎng)絡(luò)等。其中，節(jié)點(diǎn)是基本的研究單元，節(jié)點(diǎn)之間的連邊則體現(xiàn)單元間的關(guān)系。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)具有小世界、集群、冪律分布的特點(diǎn)。目前，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)被廣泛運(yùn)用于物理學(xué)、生物學(xué)、社會(huì)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域[7]。本文將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于低碳經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)碳值投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，分析我國低碳經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀況。

（二）產(chǎn)業(yè)間碳值投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型

本文按照我國投入產(chǎn)出表的結(jié)構(gòu)以及我國的行業(yè)特征，將我國的產(chǎn)業(yè)部門整理合并為65個(gè)部門，并建立相應(yīng)的碳值投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

（1）將每個(gè)產(chǎn)業(yè)部門視為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，將產(chǎn)業(yè)集合記為點(diǎn)集E，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)為n=65。

（2）以產(chǎn)業(yè)間投入與消耗的碳值為基礎(chǔ)，將產(chǎn)業(yè)之間的投入產(chǎn)出關(guān)系作為邊，將投入產(chǎn)出關(guān)系集合記為邊集L，邊集L反映了產(chǎn)業(yè)間資源的流動(dòng)關(guān)系。dij表示產(chǎn)業(yè)i對(duì)產(chǎn)業(yè)j的碳值投入關(guān)系，dij=1時(shí)，產(chǎn)業(yè)i與產(chǎn)業(yè)j存在連邊，產(chǎn)業(yè)i對(duì)產(chǎn)業(yè)j存在碳值投入；dij=0時(shí)，兩者之間不存在連邊，產(chǎn)業(yè)i與產(chǎn)業(yè)j沒有碳值投入產(chǎn)出關(guān)系。需要注意的是，部分產(chǎn)業(yè)由于存在自我碳值投入與消耗，所以該關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中存在自環(huán)。所有邊集組成圖的鄰接矩陣D={dij}。

（3）由于各產(chǎn)業(yè)部門之間投入消耗的碳值并不相同，因此引入邊權(quán)集Q={qij}，qij為產(chǎn)業(yè)i對(duì)產(chǎn)業(yè)j投入的碳值占產(chǎn)業(yè)i總生產(chǎn)碳值的比重。

碳值投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)圖T是一個(gè)有向加權(quán)且自環(huán)的網(wǎng)絡(luò)，共有65個(gè)節(jié)點(diǎn)，3 803條連邊，見圖1。

三、產(chǎn)業(yè)碳值投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫再|(zhì)研究

（一）度與度分布

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的度指的是與該節(jié)點(diǎn)有連邊的節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。節(jié)點(diǎn)的度可進(jìn)一步分為入度和出度。由于產(chǎn)業(yè)碳值投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)含有重邊，因此，節(jié)點(diǎn)i的度小于或等于其入度與出度之和。節(jié)點(diǎn)i的入度值為指向節(jié)點(diǎn)i的其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，即向該產(chǎn)業(yè)投入碳值的產(chǎn)業(yè)部門的數(shù)量。對(duì)應(yīng)的，節(jié)點(diǎn)i的出度是指節(jié)點(diǎn)i指向的其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。

在產(chǎn)業(yè)投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，石油和天然氣開采業(yè)、汽車制造業(yè)和鐵路運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)等產(chǎn)業(yè)部門的入度值均大于60，入度值較高，說明這些產(chǎn)業(yè)部門對(duì)其他部門的碳值消耗較多。在碳值投入方面，出度值為65的產(chǎn)業(yè)部門共有41個(gè)，這些產(chǎn)業(yè)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有部門都有碳值的投入。船舶及浮動(dòng)裝置制造業(yè)出度數(shù)較少，僅為11。

由圖2的度分布可得出我國產(chǎn)業(yè)間的關(guān)系緊密，部分產(chǎn)業(yè)幾乎和所有產(chǎn)業(yè)都存在投入和消耗關(guān)系。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析與檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的度值概率分布是一種較特殊的分布，既不符合冪律分布，也不符合正態(tài)分布或泊松分布。

（二）點(diǎn)強(qiáng)度

點(diǎn)強(qiáng)度或邊強(qiáng)度可用來衡量網(wǎng)絡(luò)中各產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)度。本文采用點(diǎn)強(qiáng)度（點(diǎn)權(quán)）來衡量產(chǎn)業(yè)強(qiáng)度。點(diǎn)強(qiáng)度在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中綜合考慮了節(jié)點(diǎn)間的連接以及邊的權(quán)重。點(diǎn)強(qiáng)度越大，網(wǎng)絡(luò)中個(gè)體產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)度越大。

在有向網(wǎng)絡(luò)中，點(diǎn)權(quán)分為入權(quán)和出權(quán)。點(diǎn)i的入權(quán)是所有指向點(diǎn)i的邊的權(quán)值和，點(diǎn)i的出權(quán)指的是從點(diǎn)i出發(fā)指向其他節(jié)點(diǎn)的所有邊的權(quán)值和，i的點(diǎn)權(quán)等于i的入權(quán)和出權(quán)之和。節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3、4、5所示。

由圖3可知，建筑業(yè)的入權(quán)最高，為0.146 724，其消耗的碳值在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的占比相對(duì)較高。其他電子設(shè)備業(yè)最低，為0.000 758。

從圖4可以看出，鋼壓延加工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、交通運(yùn)輸及倉儲(chǔ)業(yè)等產(chǎn)業(yè)部門的出權(quán)值較大，其中，鋼壓延加工業(yè)的出權(quán)值最大，為0.159 165。公共管理和社會(huì)組織的出權(quán)值最低。

從圖5可看出，鋼壓延加工業(yè)的點(diǎn)權(quán)最大，為0.228。緊接后面的是非金屬礦物制品業(yè)、建筑業(yè)和電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)部門，這些部門在網(wǎng)絡(luò)中的碳值流通比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他節(jié)點(diǎn)。除此之外，其余大部分節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)權(quán)均小于0.04。

（三）聚類系數(shù)

聚類系數(shù)分析可以描述網(wǎng)絡(luò)中的密集程度，反映網(wǎng)絡(luò)中鄰近節(jié)點(diǎn)結(jié)成一個(gè)集團(tuán)的緊密程度和節(jié)點(diǎn)之間的相互關(guān)系。產(chǎn)業(yè)投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為有向加權(quán)賦值網(wǎng)絡(luò)，其聚類系數(shù)應(yīng)在無權(quán)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行權(quán)重及賦值的改進(jìn)，并作出如下變形：

Jiw （i）=■∑jk（qij+qjk+qik）lijljklik

其中，（i）表示節(jié)點(diǎn)i的聚類系數(shù)，s表示該節(jié)點(diǎn)的度數(shù)，l則是表示節(jié)點(diǎn)i、j間的連邊值，l取0或1，q表示該連邊的權(quán)重。產(chǎn)業(yè)節(jié)點(diǎn)與周圍節(jié)點(diǎn)構(gòu)成相互關(guān)系的可能性與該節(jié)點(diǎn)的聚類系數(shù)一般成正比。

通過計(jì)算，可得出碳值投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)聚類系數(shù)為114.30。各產(chǎn)業(yè)的聚類系數(shù)如表1所示。其中，肥料及農(nóng)藥業(yè)、其他電子設(shè)備制造業(yè)、黑色金屬礦采選業(yè)、農(nóng)林牧漁業(yè)等產(chǎn)業(yè)的聚類系數(shù)較大，表明這些產(chǎn)業(yè)部門與鄰近產(chǎn)業(yè)的碳值投入產(chǎn)出交換值較大。從結(jié)果看出，聚類系數(shù)最高的幾個(gè)產(chǎn)業(yè)的鏈接關(guān)系并不是最多的，這說明碳值投入產(chǎn)出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，有些節(jié)點(diǎn)并不一定與整網(wǎng)中的大部分節(jié)點(diǎn)都有連邊，但是由于其與鄰近節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系比較緊密，因此聚類系數(shù)較高。

四、產(chǎn)業(yè)碳值投入產(chǎn)出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)分析

（一）中心—邊緣類分析

碳值投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)屬于定距網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間有固定的碳值投入產(chǎn)出量，應(yīng)構(gòu)建連續(xù)的中心—邊緣結(jié)構(gòu)模型。將產(chǎn)業(yè)間的碳值投入產(chǎn)出值整理成網(wǎng)絡(luò)矩陣數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行中心—邊緣分析，得到對(duì)應(yīng)的鄰接矩陣及密度矩陣，并將網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)區(qū)分為中心節(jié)點(diǎn)或邊緣節(jié)點(diǎn)。如圖6所示，碳值投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)包含農(nóng)林牧漁業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)等29個(gè)中心產(chǎn)業(yè)部門，其余產(chǎn)業(yè)則為邊緣成員。

從表2可以得出，處于核心地位的成員之間的關(guān)系密度是448.86，處于邊緣地位的元素之間的關(guān)系密度為15.47，核心成員之間的關(guān)系密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于邊緣成員之間的關(guān)系密度。此外，從邊緣元素到核心元素的關(guān)系密度為27.870，從核心元素到邊緣元素的關(guān)系密度是57.99，均低于核心成員之間的的關(guān)系密度，由此可以看出，處在核心地位的產(chǎn)業(yè)部門之間的關(guān)系聯(lián)系更為緊密。

（二）產(chǎn)業(yè)碳值投入產(chǎn)出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的Dematel評(píng)價(jià)

1. Dematel簡介及其改良。Dematel（決策檢驗(yàn)評(píng)估方法），又稱為決策實(shí)驗(yàn)室法，主要用于研究探討復(fù)雜關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中各要素的相互影響，解析模型結(jié)構(gòu)。該方法有效結(jié)合圖論與矩陣論，可以對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)中各要素的邏輯關(guān)系進(jìn)行評(píng)估[8]。

在進(jìn)行具體問題的研究時(shí)，做出以下假設(shè)：

（1）定義點(diǎn)集N={n1，n2…ni…nn}，ni為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，代表網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的各個(gè)元素；

（2）定義邊集L={l1，l2…li…lk}，li為網(wǎng)絡(luò)中的連邊，表示各元素之間的關(guān)聯(lián)；

（3）點(diǎn)集N和邊集L構(gòu)成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)T={N，L}；

（4）定義矩陣D={dij}為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣，dij取0或1。當(dāng)元素i與元素j兩者有連邊則dij=1，否則為0；

（5）定義矩陣A={aij}為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的支撐矩陣，其中，aij表示節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間的實(shí)際互動(dòng)。產(chǎn)業(yè)碳值投入產(chǎn)出模型中，aij不等于aji，因此需將dematel進(jìn)一步加以改進(jìn)，使之適應(yīng)研究。

在支撐矩陣A的基礎(chǔ)上進(jìn)一步定義直接影響矩陣M=sA（s>0），M表示元素之間相對(duì)的直接影響強(qiáng)度，s為度量因子。M的譜半徑p（M）<1時(shí)，級(jí)數(shù)F=∑mt收斂于M（I-D）-1，p（M）不超過任一矩陣M的范數(shù)，因此s滿足0

M的行項(xiàng)和Dout（i）=∑nijdij為點(diǎn)i的出權(quán)，表示元素i對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有元素的直接影響強(qiáng)度的加總；M的列項(xiàng)和Din（i）=∑nijdij為點(diǎn)i的入權(quán)，表示元素i受到系統(tǒng)內(nèi)所有元素直接影響的強(qiáng)度的加總。

直接影響矩陣M僅包含各元素之間的直接影響關(guān)系，對(duì)于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)，需要進(jìn)一步考慮點(diǎn)i的后續(xù)影響，即點(diǎn)i通過一個(gè)或幾個(gè)點(diǎn)對(duì)其他點(diǎn)的影響，用mij（n）=∑ni，jmikmkj表示，記矩陣M（n）=（mij（n）），并進(jìn)一步做出以下推論：

（1）綜合影響矩陣為T=∑inMi=M（I-D）-1=（tij），tij表示元素i對(duì)元素j的綜合影響程度或元素j受元素i的綜合影響程度，I為與D同階的單位矩陣；

（2）T的行項(xiàng)和Tout（i）=∑ijntij代表元素i的影響度，代表元素i對(duì)所有其他元素的綜合影響值，則網(wǎng)絡(luò)的影響度矩陣為：Tout=〈Tout（1）|Tout（2）|Tout（3）…Tout（n）〉T（i=1，2，…，n）；

（3）T的列項(xiàng)和Tin（j）=∑ijntji為元素i的被影響度，代表元素i受網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有元素的綜合影響值，則網(wǎng)絡(luò)的被影響度矩陣為：Tin=〈Tin（1）|Tin（2）|Tin（3）…Tin（n）〉（i=1，2，…，n）

（4）定義元素i的中心度為Xi=Tout（i）+Tin（i），衡量元素i在整網(wǎng)中的地位及作用強(qiáng)度。

（5）定義元素i的原因度為Yi=Tout（i）-Tin（i），若Yi>0，則元素i為原因類因素，否則，元素i為結(jié)果類因素。

本文在構(gòu)建產(chǎn)業(yè)碳值投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，從我國產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的復(fù)雜性出發(fā)，利用改進(jìn)的DEMATEL方法確定了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)支撐矩陣A=（aij），并進(jìn)一步探討各產(chǎn)業(yè)之間的相互需求關(guān)系，以及各產(chǎn)業(yè)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的作用和地位。

由于取度量因子sup=■，進(jìn)而得到直接影響矩陣M和全影響矩陣T，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步計(jì)算出T中每個(gè)元素的影響力系數(shù)、被影響力系數(shù)、中心度和原因度，并進(jìn)行相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)分析。

2.產(chǎn)業(yè)碳值投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)dematel分析。

（1）影響力系數(shù)。影響力系數(shù)衡量國民經(jīng)濟(jì)中某一產(chǎn)業(yè)部門的生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)其他產(chǎn)業(yè)部門的影響程度，不同產(chǎn)業(yè)的影響力不同，影響力系數(shù)越大，該部門對(duì)其他產(chǎn)業(yè)部門經(jīng)濟(jì)發(fā)展的拉動(dòng)作用越大，同時(shí)向其他產(chǎn)業(yè)部門投入的碳值也越多。

由表3可以看出，石油和天然氣開采業(yè)以及黑色金屬礦采選業(yè)對(duì)其他產(chǎn)業(yè)部門的影響力系數(shù)最大，為1.75左右，電子元器件制造業(yè)、有色金屬礦采選業(yè)和合成材料制造業(yè)等緊隨其后。說明這些產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)部門的產(chǎn)業(yè)聯(lián)系較為緊密，這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將產(chǎn)生巨大的拉動(dòng)效應(yīng)，促進(jìn)其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，這些產(chǎn)業(yè)也會(huì)向其他產(chǎn)業(yè)部門產(chǎn)生大量的碳轉(zhuǎn)移，對(duì)這些產(chǎn)業(yè)部門的控制和管理將對(duì)整個(gè)低碳經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的影響，影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的碳排放。需要注意的是，排在前十二的均為制造業(yè)產(chǎn)業(yè)部門，可見制造業(yè)對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的重要支撐作用以及在碳減排過程中的重要地位。教育、建筑業(yè)、公共管理和社會(huì)組織的影響力系數(shù)居于末位，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響較小。將65個(gè)產(chǎn)業(yè)部門按三次產(chǎn)業(yè)劃分的標(biāo)準(zhǔn)合并為三大產(chǎn)業(yè)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可得出第一產(chǎn)業(yè)的影響力系數(shù)為0.78，第二產(chǎn)業(yè)的影響力系數(shù)為36.27，以服務(wù)業(yè)為代表的第三產(chǎn)業(yè)的影響力系數(shù)為8.05，可見我國產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中碳值投入以工業(yè)為主導(dǎo)，服務(wù)業(yè)類居中，農(nóng)業(yè)類排第三。

（2）被影響力系數(shù)。被影響力系數(shù)表示某產(chǎn)業(yè)部門受其他產(chǎn)業(yè)部門影響的程度。從表4可知，被影響系數(shù)排在首位的是建筑業(yè)，其影響力系數(shù)位居倒數(shù)第二，這說明建筑業(yè)耗用了其他產(chǎn)業(yè)部門大量的碳值，卻僅投入少量的碳值。產(chǎn)業(yè)部門的被影響系數(shù)越大，對(duì)其他產(chǎn)業(yè)的部門依賴性越大，受其他產(chǎn)業(yè)部門發(fā)展波動(dòng)的影響較大，穩(wěn)定性較低。郵政業(yè)等服務(wù)性產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品能耗低，消耗的其他產(chǎn)業(yè)的碳值也較小，被影響力系數(shù)相對(duì)較低。

（3）中心度。中心度綜合了產(chǎn)業(yè)部門的影響力系數(shù)和被影響力系數(shù)，反映各產(chǎn)業(yè)部門在產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的綜合地位。由表5可發(fā)現(xiàn)，建筑業(yè)、鋼壓延業(yè)、冶煉業(yè)、設(shè)備制造業(yè)等工業(yè)部門在我國產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中處于綜合主導(dǎo)的地位，其傳導(dǎo)的碳值也最多。其中，石油和天然氣開采業(yè)、電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)綜合地位的提升是因?yàn)閷?duì)其他產(chǎn)業(yè)的碳值投入較大，而建筑業(yè)及冶煉行業(yè)綜合地位的提升則是因?yàn)槭芷渌a(chǎn)業(yè)部門的影響較大。

（4）原因度系數(shù)。對(duì)原因度系數(shù)的計(jì)算可得到以下兩種結(jié)果：一是得到為負(fù)值的系數(shù)值，稱為結(jié)果系數(shù)，表明該元素是其他元素作用的結(jié)果；另一個(gè)是得到為正值的系數(shù)值，稱為原因系數(shù)，表明該元素是導(dǎo)致其他元素的原因。

原因?qū)酉禂?shù)的計(jì)算結(jié)果如表6所示，建筑業(yè)、汽車制造業(yè)、鋼壓延加工業(yè)等32個(gè)產(chǎn)業(yè)的原因?qū)酉禂?shù)為正值，說明這些產(chǎn)業(yè)為原因類元素，影響自身及其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并造成其他產(chǎn)業(yè)部門二氧化碳的排放。

從表7可以看出，原因?qū)酉禂?shù)為負(fù)值的有住宿和餐飲業(yè)、其他電氣機(jī)械及器材制造業(yè)等33個(gè)產(chǎn)業(yè)部門，說明這些產(chǎn)業(yè)部門是受其他產(chǎn)業(yè)的影響較大的結(jié)果類元素，其產(chǎn)業(yè)碳排放量主要是由其他產(chǎn)業(yè)部門轉(zhuǎn)移過來的。

總的來說，整個(gè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的變遷和碳值變化是由32個(gè)原因類產(chǎn)業(yè)推動(dòng)的。因此，在制定產(chǎn)業(yè)政策和低碳規(guī)劃時(shí)要關(guān)注這32個(gè)原因類產(chǎn)業(yè)部門的影響作用。對(duì)于建筑業(yè)、汽車制造業(yè)等結(jié)果類產(chǎn)業(yè)部門，政策制定部門要多加考慮與其密切關(guān)聯(lián)的原因類產(chǎn)業(yè)部門，并及時(shí)調(diào)整本產(chǎn)業(yè)相應(yīng)的發(fā)展策略。

參考文獻(xiàn)：

[1]UNIT E S.Our energy future-creating a low carbon economy[Z]. UK Department of Trade and Industry，White Paper，2003.

[2]方大春，孫明月，鄭晴晴.經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與二氧化碳排放量——基于2001年-2011年面板數(shù)據(jù)[J].石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，37（1）：1-6.

[3]WANGCAN，CHENJI-NING，ZOUJI.Decomposition of energy-related CO2 emission in China：1957-2000[J].Energy，2005，30.

[4]Ang BW，Zhang FQ，ChoiK-Hong.Factorizing changes in energy and environmental indicators through decomposition[J].Energy，1998，23（6）：489-495.

[5]何艷秋.行業(yè)完全碳排放的測算及應(yīng)用[J]統(tǒng)計(jì)研究，2012，（3）：67-72.

[6]方錦清，汪小帆，鄭志剛.非線性網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)復(fù)雜性研究[J].物理學(xué)進(jìn)展，2009，29（1）：1-74.

[7]陳關(guān)榮.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)及其新近研究進(jìn)展簡介[J].力學(xué)進(jìn)展，2008，38（6）：653-662.

[8]方愛麗，高齊圣，張嗣瀛.網(wǎng)絡(luò)化 DEMATEL 方法在產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分析中的應(yīng)用[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2009，（5）：78-83.

責(zé)任編輯：張 然

Industrial CarbonValue Input-output Analysis Based on Complex Network

Guo Shouqian，Chen Yinshan，Ma Zhenzhen

（School of Economics and Trade，South China University of Technology，Guangzhou 510006，China）

Abstract： With the basis of low energy consumption，low emissions and low pollution，low carbon economy is a sustainable and green economic model，which can better deal with the severe challenges of the global climate warming to human survival and development. To better characterize low carbon economy development in our country and measure the level of low-carbon economic development，the paper uses the method of complex network to build a industrial carbon value input and output complex network model. By using traditional indicators statistical properties including degrees，weight，the clustering coefficient，the paper conduct a comprehensive analysis of the network andanalyzes the structural characteristics of low-carbon industry in our country . According to the center-edge theory，method of improved Dematel model ，the paper study the function，status and their mutual relations of the nodes in the network.The paper finds out that construction，oil and gas industry is in an important position. At the same time，32 reasons industry ，including the construction industry，affects the carbon value development of the whole industry system. While making the industry layout，decision makers should focus on these industrial sector to better achieve low carbon economy development.

Key words： Low-carbon economy；Complex network；Statistical properties；Hierarchical structure