中國(guó)二氧化碳排放效率的空間集聚與動(dòng)態(tài)演變

【摘 要】研究碳排放效率的空間分布和動(dòng)態(tài)演變規(guī)律，對(duì)于制定合理且可行的節(jié)能減排措施具有重要的參考意義?；诳臻g計(jì)量分析方法，本文度量了空間自相關(guān)指數(shù)度量和檢驗(yàn)了省區(qū)二氧化碳排放效率的空間集聚特征，并用核密度估計(jì)考察了碳排放效率的動(dòng)態(tài)演變情況。研究發(fā)現(xiàn)：2003-2014年間省區(qū)二氧化碳排放效率存在顯著的空間非均衡性，在空間上呈現(xiàn)集聚特征。省域二氧化碳排放效率雖有一定的波動(dòng)，但沒(méi)有出現(xiàn)明顯的改善；集中程度上升，差異縮小；維持較為穩(wěn)定的雙峰格局。

【關(guān)鍵詞】二氧化碳排放效率；RAM模型；空間計(jì)量；核密度函數(shù)估計(jì)法

一、引言

近年來(lái)，中國(guó)發(fā)展陷入了生態(tài)約束強(qiáng)化與經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的困境。研究二氧化碳排放的空間分布和動(dòng)態(tài)演變規(guī)律不僅是科學(xué)分解減排指標(biāo)和制定減排任務(wù)的前提，還是今后制定低碳政策的重要依據(jù)。隨著空間計(jì)量方法的發(fā)展，一些學(xué)者在研究中國(guó)碳排放相關(guān)問(wèn)題時(shí)開始考慮到空間因素。沈能等（2013）[1]利用探索性空間分析方法，從新經(jīng)濟(jì)地理角度，考察了集聚外部性對(duì)碳生產(chǎn)率趨同的影響；劉建國(guó)等（2014）[2]運(yùn)用空間計(jì)量模型研究了1990- 2011年中國(guó)全要素生產(chǎn)率，并從空間角度考察了全要素生產(chǎn)率的影響因素。

以往度量區(qū)域間差異程度的研究方法主要用統(tǒng)計(jì)指標(biāo)法，包括基尼系數(shù)、泰勒指數(shù)和變異系數(shù)等，或者采用計(jì)量方法。這些方法無(wú)法解釋變量的動(dòng)態(tài)性和長(zhǎng)期趨勢(shì)，體現(xiàn)不了多重穩(wěn)態(tài)帶來(lái)的分層收斂和多峰收斂。Quah（1993）[3]首先提出了動(dòng)態(tài)分布法來(lái)（MEDD）來(lái)估計(jì)變量的密度函數(shù)進(jìn)而揭示變量的動(dòng)態(tài)演變趨勢(shì)。隨后，Galor（1996）、Kumar and R ussell（2002）等從分布演進(jìn)的事實(shí)、原因和未來(lái)態(tài)勢(shì)三個(gè)方面拓展了此問(wèn)題。李濤和傅強(qiáng)（2011） [4]首先測(cè)算了1998- 2008中國(guó)29個(gè)省區(qū)的碳排放效率，繼而運(yùn)用核密度估計(jì)分析地區(qū)差異動(dòng)態(tài)演變；劉華軍等（2013）[5]以碳強(qiáng)度為指標(biāo)，用Kernel密度估計(jì)和Markov鏈分析法探討了中國(guó)省域二氧化碳排放的動(dòng)態(tài)演變情況。

現(xiàn)有文獻(xiàn)主要涉及碳排放量的影響因素、碳生產(chǎn)率、能源效率等。從地理角度研究碳排放效率空間集聚和動(dòng)態(tài)演變的卻鮮少涉足。本文嘗試運(yùn)用空間統(tǒng)計(jì)和動(dòng)態(tài)分布法研究二氧化碳排放效率的空間集聚和演變趨勢(shì)。

二、研究方法

1.RAM模型

RAM模型是Sueyoshi et al.（2011）[6]在Cooper et al.（1999）研究基礎(chǔ)上提出的，屬于松弛變量DEA方法中的一種。參照Sueyoshi et al.（2011），Se+代表需要增加的能源投入，Se-代表需要減少的能源投入，R為各產(chǎn)出、投入變量的權(quán)重。我們定義RAM模型如下：

在公式（4）中，K（·）為核函數(shù)，h稱為帶寬或光滑參數(shù)。對(duì)于給定的樣本，核函數(shù)和帶寬的選擇決定了核密度估計(jì)函數(shù)對(duì)于原序列分布的擬合好壞程度。本文在估計(jì)碳排放效率的增長(zhǎng)分布密度時(shí)，選用Epanechnikov核函數(shù)。最佳窗寬的選擇在核估計(jì)的偏差和方差間權(quán)衡，使得均方誤差最小。

三、指標(biāo)選取及數(shù)據(jù)處理

按照上述理論方法，本文選取了資本存量、勞動(dòng)力和能源投入三個(gè)投入指標(biāo)，GDP和二氧化碳排放量?jī)蓚€(gè)產(chǎn)出指標(biāo)，數(shù)據(jù)來(lái)源于2003- 2014年的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》。各指標(biāo)的情況如下：

四、我國(guó)二氧化碳排放效率空間聚集特征

（一）基于RAM模型的中國(guó)二氧化碳排放效率測(cè)度結(jié)果

根據(jù)RAM模型，利用GAMS 22.6編程計(jì)算可得到各省份2003- 2014的效率均值如表1所示。

從全國(guó)整體來(lái)看，其平均綜合碳排放效率在0.71- 0.79之間，均值為0.761，相對(duì)于效率前沿面存在較大的改進(jìn)空間。從變化趨勢(shì)來(lái)看，2003- 2014年全國(guó)的整體碳排放效率變化趨勢(shì)整體相對(duì)穩(wěn)定，略有波動(dòng)，總體略有上升。

（二）我國(guó)二氧化碳排放效率的空間分布描述

利用GEODA軟件，我們可以繪制出省域二氧化碳排放效率的空間分布分位圖，如圖1。據(jù)圖可以發(fā)現(xiàn)，平均來(lái)說(shuō)，技術(shù)效率最好的地區(qū)集中在東部沿海城市，包括北京、上海、廣東、天津、海南和福建，處于領(lǐng)先地位；而技術(shù)效率相對(duì)最為滯后的地區(qū)主要集中在西部，包括河北、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古和山西。從圖中可以看出，省區(qū)二氧化碳排放效率存在顯著的空間非均衡性，其空間分布傾向于遵循相對(duì)固定的模式，其中一個(gè)較為鮮明的特點(diǎn)便是有相當(dāng)數(shù)量省份的技術(shù)效率在空間上呈現(xiàn)集聚特征，即高技術(shù)效率和高技術(shù)效率地區(qū)集聚，比如低碳技術(shù)創(chuàng)新的溢出，好的環(huán)境政策政府間的效仿；低技術(shù)效率和低技術(shù)效率地區(qū)在空間上相鄰，比如鄰近地區(qū)污染傾銷和轉(zhuǎn)嫁現(xiàn)象以及政府“逐底”效應(yīng)。

（三）我國(guó)二氧化碳排放效率的全局空間相關(guān)性檢驗(yàn)

在進(jìn)行空間自相關(guān)研究時(shí)，不同空間權(quán)值矩陣W計(jì)算得到的MoranI值不盡相同，因而首要任務(wù)便是選擇一個(gè)合適的權(quán)重矩陣W。由于我們研究的二氧化碳排放與地理位置是否鄰近關(guān)系密切，所以本文選擇基于鄰近概念的空間權(quán)重矩陣。

表2列出了我國(guó)30個(gè)省域二氧化碳排放效率在2003- 2014年的全局空間自相關(guān)MoranI統(tǒng)計(jì)值及伴隨概率P值。這12年間，全局MoranI指數(shù)均為正值，呈現(xiàn)略有上升趨勢(shì)的波動(dòng)，這意味著其存在著正的相關(guān)關(guān)系，換言之，區(qū)域技術(shù)效率較低的省域傾向于與其他區(qū)域技術(shù)效率較低的省域形成集聚趨勢(shì)，區(qū)域技術(shù)效率較高的的省域傾向于與其他區(qū)域技術(shù)效率較高的省域形成集聚趨勢(shì)，而且這種正相關(guān)隨著時(shí)間推移有一定的增強(qiáng)態(tài)勢(shì)。并且這12年間每年的MoranI統(tǒng)計(jì)量在小于5%的顯著性水平上都通過(guò)檢驗(yàn)，這些為省域二氧化碳排放效率存在空間自相關(guān)提供了有力的支撐，表明省域二氧化碳排放效率在空間上并不是隨機(jī)分布的，而是遵循著一定的規(guī)律，表現(xiàn)出一定的空間地理集聚特征。endprint

五、我國(guó)二氧化碳排放效率的動(dòng)態(tài)演變分析

應(yīng)用核密度估計(jì)方法，利用R語(yǔ)言軟件，可以逐年描繪出我國(guó)30個(gè)省域的二氧化碳排放效率核密度分布圖。圖2中，我們給出了2003年、2007年、2010年、2013年和2014年等5個(gè)年份整合在一起的核密度圖，橫軸表示二氧化碳排放效率，縱軸是密度。

從圖2可以看出，中國(guó)省區(qū)二氧化碳排放效率分布演進(jìn)具有如下特征：

1.從位置上看，總的來(lái)說(shuō)，密度分布曲線沒(méi)有明顯大幅度偏移。具體來(lái)看，2003～2014年間，密度分布曲線略有向右偏移，說(shuō)明此階段二氧化碳排放效率略有改善；但2013～2014年密度分布曲線又略向左偏移，與2003年水平相差不大，這說(shuō)明這一時(shí)期二氧化碳排放效率略有下降。綜合來(lái)看，各省域二氧化碳排放效率沒(méi)有出現(xiàn)明顯的改善。

2.從峰度上看，省域二氧化碳排放效率在2003～2014年波峰高度逐步上升，也稍為陡峭。波峰的上升意味著省際二氧化碳排放效率集中程度上升，差異縮小，即省域的二氧化碳排放效率呈現(xiàn)趨同特性。

3.從形狀上看，省際二氧化碳排放效率維持較為穩(wěn)定的雙峰格局，而且主峰對(duì)應(yīng)值始終小于次峰，說(shuō)明大部分省區(qū)在較低效率水平上集中，少部分省區(qū)在高水平效率水平集中。雙峰特征暗含著二氧化碳排放效率的區(qū)域“俱樂(lè)部趨同”，即呈現(xiàn)一定的區(qū)域集聚特征。集聚狀況在樣本期間沒(méi)有發(fā)生明顯變化。

整體來(lái)看，樣本期間，各省域二氧化碳排放效率雖有一定的波動(dòng)，但沒(méi)有出現(xiàn)明顯的改善；區(qū)域排放效率集中程度上升，差異縮小。省際二氧化碳排放效率維持較為穩(wěn)定的雙峰格局，區(qū)域集聚現(xiàn)象沒(méi)有明顯的變化。

六、結(jié)論與建議

本文通過(guò)構(gòu)建空間權(quán)重矩陣，測(cè)算空間自相關(guān)指數(shù)度量和檢驗(yàn)了省區(qū)二氧化碳排放效率的空間集聚特征。然后用核密度估計(jì)法考察了二氧化碳排放效率的動(dòng)態(tài)演變情況。主要結(jié)論如下：

1.從全國(guó)整體來(lái)看，二氧化碳排放效率平均值在0.71～0.79之間，均值為0.761，相對(duì)于效率前沿面存在較大的改進(jìn)空間。

2.我國(guó)二氧化碳排放效率的空間分布顯示，省區(qū)二氧化碳排放效率存在顯著的空間非均衡性，在空間上呈現(xiàn)集聚特征。全域空間自相關(guān)MoranI指數(shù)證明區(qū)域技術(shù)效率存在正相關(guān)，存在High- High聚集或者Low- Low集聚集群趨向。

3.二氧化碳排放效率的動(dòng)態(tài)演變呈現(xiàn)特征為：省域二氧化碳排放效率雖有一定的波動(dòng)，但沒(méi)有出現(xiàn)明顯的改善；區(qū)域排放效率集中程度上升，差異縮??；省際二氧化碳排放效率維持較為穩(wěn)定的雙峰格局，區(qū)域集聚現(xiàn)象沒(méi)有明顯的變化。

因此，在明確區(qū)域之間排放效率差異的基礎(chǔ)上，碳減排策略宜采取分類指導(dǎo)、區(qū)別對(duì)待的原則，充分考慮不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局特點(diǎn)，制定更具針對(duì)性的差異化的碳減排策略，給予欠發(fā)達(dá)地區(qū)減排政策指導(dǎo)和資金、技術(shù)支持，同時(shí)應(yīng)積極推進(jìn)區(qū)域之間低碳技術(shù)的交流與合作，促進(jìn)“低碳”環(huán)保經(jīng)驗(yàn)的擴(kuò)散與外溢。

（廣東金融學(xué)院，廣東 廣州 510632）

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基金項(xiàng)目：廣東省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)“十三五”規(guī)劃項(xiàng)目“低碳背景下中國(guó)二氧化碳排放效率測(cè)度及提升路徑研究”（GD16XYJ02）。

作者簡(jiǎn)介：

蔡火娣（1981—），女，漢族，廣東茂名人，廣東金融學(xué)院講師，經(jīng)濟(jì)學(xué)博士，研究方向：效率與生產(chǎn)率分析、統(tǒng)計(jì)學(xué)理論與方法等。endprint