省域低碳經(jīng)濟發(fā)展的空間關聯(lián)網(wǎng)絡結構研究

丁 剛,倪新燕,鄧雨露,2

(1.福州大學 經(jīng)濟與管理學院，福建 福州 350108;2.中共張家界市委黨校 行政學院,湖南 張家界 427000)

一、引言

自“低碳經(jīng)濟”概念[1]提出以來,為了減少化石燃料和其他能源的碳排放,我國積極踐行以“低能耗、低污染、低排放”為核心的低碳經(jīng)濟和綠色發(fā)展理念,在《強化應對氣候變化行動》中提出了如下目標:2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放減少到2005年的百分之四十以下，非化石燃料占一次能源比重將提高至百分之二十[2]。這一目標的實現(xiàn),無疑離不開各個省域在低碳經(jīng)濟發(fā)展中的空間互動與協(xié)作共享,而省域低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關系網(wǎng)絡特征究竟如何,亦成為當前亟待關注的重要命題。

截至目前,針對區(qū)域低碳經(jīng)濟發(fā)展這一主題的相關研究主要集中在評價方法的運用、評價指標體系的構建和區(qū)域差異的比較等方面。在評價方法的運用方面,C.F.Lee等使用了模糊目標規(guī)劃法,模擬預測了3種碳稅方案下碳減排的力度，并評價了其對經(jīng)濟發(fā)展的影響[3];唐笑飛運用層次分析法和k均值聚類法,對省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平進行了類型劃分[4];Jia等利用TOPSIS方法評價了47個國家的低碳經(jīng)濟發(fā)展水平[5]。在評價指標體系的構建方面,李沙浪從能源系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)層面入手構建低碳經(jīng)濟發(fā)展評價指標體系[6]；彭研以湖南省13個市區(qū)為樣本,建立以低碳經(jīng)濟系統(tǒng)、低碳社會系統(tǒng)、低碳環(huán)境系統(tǒng)及低碳技術系統(tǒng)4個準則層15個指標的評價指標體系[7]。在區(qū)域差異比較方面,鄭林昌通過對導致省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平差異化的各種因素作用結果進行了探究[8];趙巧芝運用核密度估計法和莫蘭指數(shù)法對中國2000—2015年30個省域碳排放強度的動態(tài)趨勢及集聚特征進行了測度[9]。已有研究雖取得了豐富成果,但卻鮮少關注省域低碳經(jīng)濟發(fā)展的空間關聯(lián)結構特征。筆者認為,由于省域之間空間近鄰效應、貿(mào)易往來、人員交流等因素的存在,無疑會使得其彼此間的低碳經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)出一定的空間互動和關聯(lián)結構特征,對其進行探究亦具有重要的現(xiàn)實意義。

有鑒于此,本研究試圖利用全局熵值法對我國30個參評省域的低碳經(jīng)濟發(fā)展水平進行綜合評價,采用引力模型建立空間關聯(lián)網(wǎng)絡矩陣,并運用社會網(wǎng)絡分析理論對省域低碳經(jīng)濟發(fā)展的空間關聯(lián)網(wǎng)絡結構特征進行分析。

二、數(shù)據(jù)來源及研究方法

(一)數(shù)據(jù)來源

本研究以有數(shù)據(jù)可得的全國30個省域(不含西藏及港澳臺地區(qū))為研究樣本，研究區(qū)間設定為2006—2016年。數(shù)據(jù)來源于歷年《中國統(tǒng)計年鑒》以及各省域歷年相關《統(tǒng)計年鑒》，對于部分缺失數(shù)據(jù)，采用平滑指數(shù)法對其進行了處理。

(二)模型與方法

1.全局熵值法

全局熵值法可以同時對指標、區(qū)域、時間三維時序立體數(shù)據(jù)表進行分析,避免了傳統(tǒng)熵值法只能對二維數(shù)據(jù)表進行分析的缺點[10],因此本研究采用全局熵值法從時間和空間變化兩個維度對2006—2016年省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平進行動態(tài)綜合評價。

2.引力模型

省域低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡結構特征的探析離不開空間關聯(lián)網(wǎng)絡矩陣的構建[11],本研究在借鑒已有文獻的基礎上通過運用引力模型實現(xiàn)這一目的。引力模型是根據(jù)牛頓萬有引力定律和距離衰減效應推導出來的，是測算空間相互作用能力的數(shù)學模型,其一般形式為:

(1)

式(1)中,Fi,j表示省域i與省域j之間的吸引力,Qi和Qj分別為兩省域的質(zhì)量,g為引力系數(shù),b為引力衰減指數(shù),Di,j表示省域i與省域j之間的距離。

為了提高模型(1)的適用型,本研究參考已有文獻對其進行了完善[12],得到如下模型:

(2)

式(2)中,Xi,j表示省域i與省域j之間的低碳經(jīng)濟發(fā)展水平空間關聯(lián)作用強度,Ki,j表示省域i的低碳經(jīng)濟發(fā)展水平與省域i和省域j的低碳經(jīng)濟發(fā)展水平之和之比;Ii和Ij表示省域i與省域j的低碳經(jīng)濟發(fā)展水平;Di,j表示省域i與省域j之間的地理距離。

通過式(2)可得到省域間的低碳經(jīng)濟發(fā)展水平空間關聯(lián)引力矩陣。參考一般性做法[13],取矩陣的行均值作為臨界值,當引力值大于臨界值時則賦值為1,表示該行省域低碳經(jīng)濟發(fā)展與該列省域低碳經(jīng)濟發(fā)展具有關聯(lián)關系;當引力值小于臨界值時,則賦值為0,表示兩者之間不具有關聯(lián)關系。由于各省域的Ki,j不同,可以得到不對稱的空間關聯(lián)網(wǎng)絡矩陣,并運用UCINET軟件對省域低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡結構特征做進一步深入分析。

3.社會網(wǎng)絡分析法

本研究運用社會網(wǎng)絡分析法及其相關測度指標(如網(wǎng)絡密度、中心性和塊模型等),對省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平的整體空間網(wǎng)絡特征、個體網(wǎng)絡特征及聚類特征等進行分析。社會網(wǎng)絡分析法是指通過研究某一特定范圍內(nèi)個體之間關系,揭露了社會系統(tǒng)中內(nèi)在的規(guī)律聯(lián)系[14],目前已廣泛運用至空間關聯(lián)網(wǎng)絡分析之中[15-16]。

(1)網(wǎng)絡密度。網(wǎng)絡密度是網(wǎng)絡分析中常用的一種指標[17],它刻畫的是網(wǎng)絡中各節(jié)點之間關聯(lián)的緊密程度。其計算公式如式(3)所示:

(3)

(2)中心性分析。中心性是反映各省域在低碳經(jīng)濟發(fā)展網(wǎng)絡關聯(lián)關系中所起的不同作用。反映中心性的指標有度數(shù)中心度、接近中心度和中間中心度。在這些指標中,度數(shù)中心度的計算較為簡單,而接近中心度和中間中心度則需要依據(jù)公式進行測量。其具體計算公式如式(4)-(5)所示:

(4)

(5)

其中bjk(i)=gjk(i)/gjk,gjk表示省域j與省域k之間存在的關系數(shù)目,gjk(i)表示省域j與省域k之間經(jīng)過i的關系數(shù)目。

(3)塊模型。本研究利用塊模型分析對中國30個省域低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡進行聚類分析和板塊劃分,借鑒Wasserman和Faust的研究,將低碳經(jīng)濟發(fā)展空間網(wǎng)絡劃分為雙向溢出板塊、凈受益板塊、凈溢出板塊及經(jīng)紀人板塊四個板塊,并對板塊內(nèi)部與板塊之間的關聯(lián)特征進行分析[18]。

三、省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平綜合評價

在借鑒已有文獻的基礎上[19-21],本研究選取社會經(jīng)濟、能源消費、碳排放、環(huán)境支撐四個準則層共計17個指標對中國30個省域的低碳經(jīng)濟發(fā)展水平進行綜合評價。通過全局熵值法計算得到17個指標的信息熵、權重(見表1)和2006—2016年30個省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平綜合評價得分(見表2),限于篇幅,僅列出評價期初(2006年)、期末(2016年)的評價得分及歷年均值。

表1 省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平評價指標體系

2006—2016年,我國各地區(qū)低碳經(jīng)濟發(fā)展水平呈上升趨勢,參評省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平均值由2006年的31.70增至2016年的51.94,表明省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平整體呈現(xiàn)上升態(tài)勢。從參評省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平綜合得分的地區(qū)分布情況來看,我國各地區(qū)的低碳經(jīng)濟發(fā)展水平存在較為明顯的空間非均衡性:東部地區(qū)的低碳經(jīng)濟發(fā)展水平相對較高,東北、中部地區(qū)次之,而西部地區(qū)的低碳經(jīng)濟發(fā)展水平相對較低。

就各地區(qū)低碳經(jīng)濟發(fā)展水平綜合評價得分的年均增幅而言,2006—2016年東部地區(qū)年均增幅為22.93，中部地區(qū)年均增幅為18.67，東北地區(qū)年均增幅為16.07，而低碳經(jīng)濟發(fā)展水平相對落后的西部地區(qū)年均增幅達19.81,我國各地區(qū)的低碳經(jīng)濟發(fā)展速度存在差異。

四、省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平的空間關聯(lián)網(wǎng)絡結構特征分析

本研究首先運用式(2)所示的修正的引力模型,計算得到我國30個參評省域的低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)關系矩陣(限于篇幅此處不再列出),接下來運用社會網(wǎng)絡分析法對省域低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡的網(wǎng)絡密度、網(wǎng)絡中心性和聚類情況進行分析,以全面了解其特征。

(一)空間關聯(lián)網(wǎng)絡的整體性分析

為了能更清晰直觀地展示各省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平的空間關聯(lián)網(wǎng)絡特征,本研究利用UCINET可視化工具Netdraw繪制了其空間關聯(lián)網(wǎng)絡圖。如圖1所示,東部地區(qū)中的上海、江蘇、浙江等省域由于同其他省域聯(lián)系較多而處于網(wǎng)絡的中心地帶。網(wǎng)絡密度反映了省域間低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)關系的疏密程度,整體網(wǎng)絡密度越大,該網(wǎng)絡對其中個體所產(chǎn)生的影響也越大[22]。

圖1 2016年省域低碳經(jīng)濟發(fā)展網(wǎng)絡結構

2006—2016年省域間低碳經(jīng)濟發(fā)展空間網(wǎng)絡密度整體基本維持在0.42～0.46之間,整體網(wǎng)絡密度仍偏低,表明網(wǎng)絡中低碳經(jīng)濟發(fā)展聯(lián)系水平相對較低,各省域低碳經(jīng)濟發(fā)展的關聯(lián)強度仍有較大空間可以提升[23]，如表3所示。

表3 省域低碳經(jīng)濟發(fā)展網(wǎng)絡密度及關聯(lián)數(shù)

(二)空間關聯(lián)網(wǎng)絡的網(wǎng)絡中心性分析

網(wǎng)絡中心性是研究各省域在網(wǎng)絡中的地位和作用的指標,網(wǎng)絡中心性常見的刻畫指標有度數(shù)中心度、接近中心度和中間中心度等指標。通過UCINET軟件可計算得到2016年省域低碳經(jīng)濟發(fā)展關聯(lián)網(wǎng)絡中各省域的三種中心度指標,如表4所示。

就度數(shù)中心度而言,東部地區(qū)部分省域(如上海、浙江、江蘇)的度數(shù)中心度明顯高于全國均值,說明這些省域在網(wǎng)絡中與其他省域聯(lián)系更為緊密,處于網(wǎng)絡的中心省域。就度數(shù)點出度而言,各省域的度數(shù)點出度均大于0且均保持在8到17之間(見表4),說明各省域對外均有低碳經(jīng)濟溢出效應,各省域低碳經(jīng)濟溢出效應不僅僅停留在相鄰省域,而且已跨越時空相鄰的制約,在全國范圍內(nèi)形成了極為廣泛的關聯(lián)關系。從度數(shù)點入度來看,上海、江蘇等省域的點入度較高,與部分西部省域相比差距較為明顯,說明上海、江蘇等省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平較高,并能有效集聚促進低碳經(jīng)濟發(fā)展的資源稟賦,這有助于推動少數(shù)省域發(fā)展成為全國范圍內(nèi)的低碳經(jīng)濟優(yōu)勢群落,但亦可能會拉大我國各省域間的低碳經(jīng)濟發(fā)展差距。

就接近中心度而言,全國30個省域的接近中心度最低值為59.18,最高值為96.67,均值為73.41,總體差異相對較小,說明全國30個省域在低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡中均能較便捷地與其他省域發(fā)生空間聯(lián)系。上海、浙江、江蘇等省域的接近中心度較高,說明這些省域與其他省域聯(lián)系較為緊密,對其他省域低碳經(jīng)濟發(fā)展的影響較強;黑龍江、內(nèi)蒙古、吉林等省域的接近中心度較低,說明其在網(wǎng)絡中的資源稟賦凝聚能力較弱,且不易受到其他省域的影響,亦難以對其他省域的低碳經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生顯著影響。

就中間中心度而言,上海、浙江等省域中間中心度較高,說明這些省域在空間關聯(lián)網(wǎng)絡中資源稟賦的掌控能力更強,在網(wǎng)絡中起傳導作用,對網(wǎng)絡中其他省域的低碳經(jīng)濟發(fā)展會產(chǎn)生直接影響。通過分析空間網(wǎng)絡的中心勢可以判斷省域之間低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)關系的不對稱和不均衡程度[17]。該值越接近1,則說明網(wǎng)絡越具有集中趨勢;越接近于0,則說明網(wǎng)絡越均衡。該空間關聯(lián)網(wǎng)絡的點出度中心勢為16.05%,點入度中心勢為58.86%,點入度中心勢明顯高于點出度中心勢,說明各省域度數(shù)點入度在低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡中的集中性較強,即省域在受益方面較為集中,只有少部分省域在低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡中獲得關聯(lián)性受益。度數(shù)點出度為16.05%,接近于0,說明省域在網(wǎng)絡中溢出方面較為均衡,不具有集中趨勢,大部分省域在低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡中都具有溢出效應。

表4 2016年省域低碳經(jīng)濟發(fā)展網(wǎng)絡的中心度測度結果

(三)空間關聯(lián)網(wǎng)絡的塊模型分析

根據(jù)省域之間低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)的緊密性,采用塊模型分析進行空間聚類,揭示板塊內(nèi)部及板塊之間存在的關聯(lián)結構特征。本研究采用迭代相關收斂法CONCOR,選擇最大分割密度為2,收斂標準為0.2,分別對2006年和2016年省域低碳經(jīng)濟發(fā)展進行非重疊性的聚類分析,得到2006年和2016年省域低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡分析結果,如圖2和圖3所示。從板塊成員組成來看,板塊內(nèi)部成員組成略有變化,但省域間凝聚的板塊構成相對較為穩(wěn)定;本研究以2016年為例,對板塊之間的關聯(lián)關系進一步予以分析。

2016年,省域低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡中共存在375個關聯(lián)關系,分布于板塊1、板塊2、板塊3和板塊4。屬于板塊內(nèi)部間的低碳經(jīng)濟發(fā)展關聯(lián)關系有150個,板塊之間的低碳經(jīng)濟發(fā)展關聯(lián)關系有225個,由此可見,板塊間存在著更為明顯的空間溢出效應(見表5)。板塊1由北京、天津等10個省域構成,該板塊接收其他板塊的關系數(shù)為55,向其他板塊發(fā)出關系數(shù)為50,既對板塊外部發(fā)出關系,亦接收來自板塊外部的關系,并且與其他板塊的聯(lián)系較多,在省域低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡中起著橋梁作用,具有“經(jīng)紀人板塊”的性質(zhì)。板塊2由山西、青海等5個省域構成,該板塊接收關系數(shù)為7,而發(fā)出關系數(shù)為70,期望內(nèi)部關系比重為14%,實際內(nèi)部關系比重為7%,具有“凈溢出板塊”的性質(zhì)。板塊3包括江蘇、浙江等7個省域,該板塊中的成員既接收其他板塊發(fā)出的關系,亦向其他板塊發(fā)出關系,但接收其他板塊的關系數(shù)為120,遠大于向其他板塊發(fā)出的關系數(shù)52,期望內(nèi)部關系比重為21%,實際內(nèi)部關系比重為42%,具有“凈受益板塊”的性質(zhì)。板塊4包括貴州、云南等8個省域,該板塊接收其他板塊發(fā)出的關系數(shù)為48,對其他板塊發(fā)出關系數(shù)為58,該板塊對其他板塊發(fā)出的關系數(shù)明顯多于接收其他板塊對其發(fā)出的關系數(shù),具有“雙向溢出板塊”的性質(zhì)。

圖2 2006年空間聚類分析結果圖

圖3 2016年空間聚類分析結果圖

表5 省域低碳經(jīng)濟發(fā)展關聯(lián)網(wǎng)絡板塊的溢出效應

為了進一步研究板塊內(nèi)及各板塊之間低碳經(jīng)濟發(fā)展的關聯(lián)關系并反映低碳經(jīng)濟溢出效應在各板塊的分布情況,計算得到板塊密度矩陣,再將板塊密度矩陣中的值與整體網(wǎng)絡密度比較,大于則用“1”代替;小于則用“0”代替[18],得到板塊像矩陣(表6)。

表6 省域低碳經(jīng)濟發(fā)展關聯(lián)網(wǎng)絡板塊密度矩陣和像矩陣

密度矩陣的主對角線上數(shù)據(jù)表示的是各個板塊密度,可以看出除板塊2外的其他板塊的整體網(wǎng)絡密度均高于省域低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡的整體密度(0.43),說明網(wǎng)絡中大部分板塊內(nèi)部均有著與全國平均水平相比更為頻繁而密切的互動聯(lián)系,板塊3和板塊4的板塊密度明顯高于板塊1和板塊2,即省域間低碳經(jīng)濟發(fā)展的關聯(lián)關系主要發(fā)生在板塊3和板塊4,其余板塊的關聯(lián)關系數(shù)較少,說明省域低碳經(jīng)濟空間關聯(lián)網(wǎng)絡中各板塊之間關聯(lián)關系的緊密度存在差異。將板塊間密度像矩陣轉化為省域低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡板塊溢出效應傳導圖(見圖4),則可以更直觀地看到,板塊1的低碳經(jīng)濟溢出效應體現(xiàn)在板塊3和板塊1;板塊2的低碳經(jīng)濟溢出效應體現(xiàn)在板塊3和板塊4,且接收其他板塊溢出效應的能力較弱;板塊3的低碳經(jīng)濟的溢出效應除體現(xiàn)在自身板塊外,同時亦接收著來自板塊內(nèi)部以及其他板塊的溢出效應;板塊4低碳經(jīng)濟的溢出效應體現(xiàn)在板塊3和板塊4。

圖4 省域低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡板塊溢出效應傳導圖

五、結論與對策

(一)研究結論

本研究通過全局熵值法對30個參評省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平進行綜合評價,并利用改進的引力模型和SNA方法對其低碳經(jīng)濟發(fā)展空間結構進行分析,得出以下結論。

(1)2006—2016年,省域低碳經(jīng)濟發(fā)展水平整體呈上升趨勢,各地區(qū)之間存在著較為明顯的發(fā)展差異。從整體網(wǎng)絡特征來看,省域低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡整體密度在0.42～0.46之間,空間關聯(lián)緊密性較弱。從網(wǎng)絡中心性分析結果來看,各省域在低碳經(jīng)濟空間關聯(lián)網(wǎng)絡中所處地位及其發(fā)揮的作用之間存在明顯的差異。東部和中部地區(qū)經(jīng)濟較發(fā)達省域在整體網(wǎng)絡中處于中心位置,而西部地區(qū)部分省域則在低碳經(jīng)濟空間關聯(lián)網(wǎng)絡中與其他省域聯(lián)系較少，空間關聯(lián)網(wǎng)絡的關聯(lián)關系分布不均且融合度較低。

(2)塊模型的分析表明,省域低碳經(jīng)濟發(fā)展空間網(wǎng)絡中各板塊密度存在較大差異,板塊3和板塊4板塊間的關聯(lián)關系緊密,融合度高;板塊1和板塊2間的關聯(lián)關系較稀疏。在低碳經(jīng)濟發(fā)展的空間格局中,各板塊間存在著較為明顯的空間關聯(lián)關系和溢出效應。板塊3和板塊4區(qū)域空間擴散能力強,可以帶動其他板塊的低碳經(jīng)濟發(fā)展。

(二)對策建議

基于以上分析,本研究提出如下對策建議。

(1)統(tǒng)籌省域低碳經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展進程。在東部地區(qū)率先發(fā)展的同時,繼續(xù)加大對中西部地區(qū)的支持力度。與此同時,根據(jù)各省域在低碳經(jīng)濟發(fā)展空間關聯(lián)網(wǎng)絡中所處的地位,充分發(fā)揮其職能。一方面,充分發(fā)揮中心省域作用,引領周邊省域聯(lián)動發(fā)展,形成多中心、梯度化的低碳經(jīng)濟發(fā)展空間聯(lián)系格局;另一方面,充分發(fā)揮中介省域“承上啟下”的作用,逐步健全其在網(wǎng)絡中的節(jié)點功能。

(2)根據(jù)空間關聯(lián)網(wǎng)絡的板塊結構特征,實施差異化的區(qū)域低碳經(jīng)濟發(fā)展政策。如,對于經(jīng)紀人板塊而言,應發(fā)揮其作為橋梁紐帶的聯(lián)系作用,促進各板塊之間的互聯(lián)互通更為緊密;對于凈溢出板塊和凈受益板塊而言,則應在低碳技術研發(fā)和綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗方面取長補短,從而實現(xiàn)各省域低碳經(jīng)濟的優(yōu)勢互補與協(xié)同發(fā)展。