基于DPSIR 模型的山西低碳城市建設(shè)戰(zhàn)略研究*

段 錦

（太原理工大學文法學院，山西 晉中 030600）

在應對氣候變化的過程中，建設(shè)低碳城市的理念被提出。低碳城市是為了最大限度地減少城市的碳排放，從經(jīng)濟、交通、建筑、技術(shù)、價值觀等方面進行轉(zhuǎn)變的城市[1]，是生態(tài)文明建設(shè)的體現(xiàn)。2008年初,國家建設(shè)部與世界自然基金會（World Wide Fund for Nature or World Wildlife Fund , WWF） 確定上海和保定入選首批低碳試點城市；截至2012 年，低碳城市的試點基本在全國全面鋪開[2]。低碳城市研究的重要理論內(nèi)容之一是低碳城市評價指標體系[3]。在選取評價指標時，通常以碳排放量（碳排放強度） 為核心，綜合考慮經(jīng)濟、社會、資源、環(huán)境、技術(shù)等指標形成評價指標體系[4]。山西作為能源大省，第二產(chǎn)業(yè)活動比較劇烈，經(jīng)濟增長與碳減排之間的矛盾日益突出。本研究基于DPSIR 模型，從驅(qū)動力、壓力、狀態(tài)、影響和響應5 個方面評價山西低碳城市的現(xiàn)狀，在一定程度上豐富和發(fā)展了低碳城市的評價方法，并為保障低碳城市和應對氣候變化提供科學依據(jù)。

1 DPSIR 模型概述

DPSIR （Driving Force-Pressure-State-Impact-Response Framework，驅(qū)動-壓力-狀態(tài)-影響-響應）模型由聯(lián)合國經(jīng)濟合作組織（OECD） 在1993 年提出，并為歐洲環(huán)境局所采用[5]。在DPSIR 模型中，“驅(qū)動力”（Driving Force） 是引起環(huán)境變化的因素；“壓力”（Pressure） 是人類活動施加給環(huán)境的影響；“狀態(tài)”（State） 是環(huán)境在上述壓力下的表現(xiàn)，如土地退化程度、污染水平等；“影響”（Impact） 是人類、生態(tài)、經(jīng)濟和社會承受的系統(tǒng)狀態(tài)的改變；“響應”（Response） 是人類對系統(tǒng)狀態(tài)改變作出的反應，如減少污染、提高資源利用效率等措施。DPSIR 模型能快速準確地抓住問題的要害，從而對癥下藥[6]。

2 基于DPSIR 模型的低碳城市指標體系構(gòu)建

2.1 指標選取

根據(jù)DPSIR 模型，結(jié)合實際情況，在科學性、可操作性、數(shù)據(jù)的可獲得性等原則下，選取31 個指標進行低碳城市評價指標體系的構(gòu)建。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本研究的數(shù)據(jù)來源于2009—2017 年的《山西省統(tǒng)計年鑒》。

2.3 評價指標數(shù)據(jù)標準化處理

由于低碳城市評價指標體系中各指標之間的量綱不統(tǒng)一，故直接用這些指標去進行區(qū)域低碳城市評價是較困難的。對于同一個參數(shù)，盡管可以根據(jù)實測數(shù)值的大小來判斷其對環(huán)境影響的程度，但因缺少一個可作比較的環(huán)境標準而無法較確切地反映其對環(huán)境的影響水平。為此，在進行區(qū)域低碳城市評價之前，需對評價指標進行標準化處理，以消除量綱的影響。本研究采用極差標準化[7]方法對原始數(shù)據(jù)進行處理。假設(shè)研究區(qū)包括n 個評價單元，評價的指標有m 個，分別為xi（i=1，…，m），其數(shù)據(jù)矩陣為

式中：x′ij為第j 個評價單元在第i 個指標上的統(tǒng)計值（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n）。則標準化后的矩陣為

式中：i=1，2，…，m；j=1，2，…，n。

正向指標和逆向指標分別采用式（3）、式（4）進行標準化處理[8]，表達式為

2.4 評價指標權(quán)重的確定

本研究采用熵權(quán)法確定評價指標的權(quán)重。熵權(quán)法是根據(jù)各指標傳遞給決策者信息量的大小來確定權(quán)重的一種客觀賦權(quán)法。熵權(quán)法能準確反映區(qū)域低碳城市評價指標所含的信息量，可解決區(qū)域低碳城市評價各指標信息量大、準確量化難的問題[8]。對于某項指標，指標值間的差距越大，表明該指標在評價中所起的作用越大；若差距為零，表明該指標在評價中不起作用，可以舍去[9]。據(jù)此原理，計算各指標的權(quán)重[10]。

2.4.1 定義信息熵

第i 個評價指標的信息熵Hi可定義為

式中：i=1，2，…，m；j=1，2，…，n。

2.4.2 計算指標權(quán)重

指標權(quán)重用Wi表示，其計算公式為

式中：i=1，2，…，m。

3 結(jié)果與分析

3.1 山西低碳城市評價指標體系及權(quán)重

在山西低碳城市評價指標體系的類別中，系統(tǒng)的驅(qū)動力、壓力、狀態(tài)、影響和響應的權(quán)重分別為0.108 73，0.152 54，0.215 72，0.238 48 和0.284 53，說明指標體系類別中系統(tǒng)的響應最重要，其次是系統(tǒng)的影響和狀態(tài)。從山西低碳城市評價指標體系選取的31 個指標的權(quán)重排序上可以看出，對山西低碳城市評價有重要影響的3 個指標為治理噪聲投資額、人均SO2排放量和人均汽車擁有量，它們分別反映了系統(tǒng)的響應、系統(tǒng)的狀態(tài)和系統(tǒng)的壓力（見表1）。

表1 山西低碳城市評價指標體系及權(quán)重

3.2 山西低碳城市現(xiàn)狀

3.2.1 驅(qū)動力指標

1） 社會經(jīng)濟發(fā)展。2008—2016 年山西省人均地區(qū)生產(chǎn)總值呈現(xiàn)出增加的趨勢（見第35頁圖1），由2008 年的21 506 元/ 人，增加到了2012 年的33 628 元/人，到2016 年增加到35 303 元/人。然而，從2012 年開始，增速明顯放緩。這是由于煤炭市場的不景氣，導致山西經(jīng)濟增速出現(xiàn)“斷崖式下滑”。長期以來，山西形成以煤炭行業(yè)為比較優(yōu)勢的經(jīng)濟發(fā)展模式，這次經(jīng)濟的下滑主要就是由于山西經(jīng)濟對煤炭的過度依賴造成的。

圖1 2008—2016 年山西省人均地區(qū)生產(chǎn)總值

2008—2016 年山西省人均工業(yè)增加值呈先增加后減少的趨勢（見第35頁圖2），由2008 年的10 528.99 元/人，增加到2012 年的17 254.22 元/人，又減少到2016 年的10 725.87 元/人。

圖2 2008—2016 年山西省人均工業(yè)增加值

2） 城市建設(shè)規(guī)模。2008—2016 年山西省城鎮(zhèn)人口規(guī)模呈現(xiàn)增加的趨勢（見圖3），由2008 年的1 538.58 萬人，增加到2016 年的2 069.63 萬人。

圖3 2008—2016 年山西省城鎮(zhèn)人口規(guī)模

2008—2016 年山西省城鎮(zhèn)人口自然增長率呈總體下降的趨勢（見圖4），由2008 年的5.31‰，下降到2016 年的4.77‰。結(jié)合2008—2016 年山西省城鎮(zhèn)人口規(guī)模可知，山西省鄉(xiāng)村人口向城鎮(zhèn)人口轉(zhuǎn)移的速度加快。

圖4 2008—2016 年山西省城鎮(zhèn)人口自然增長率

3.2.2 壓力指標

2008—2016 年，反映山西低碳城市的壓力指標中，人均汽車擁有量、每百平方千米鐵路營業(yè)里程、每百平方千米公路通車里程和貨運量均呈增加的趨勢；客運量呈2008—2012 年增加、2012—2016 年減少的趨勢。以權(quán)重排序第三的人均汽車擁有量為例，2008—2016 年山西省人均汽車擁有量由2008 年的5.65×10-6輛/人，增加到2016 年的13.30×10-6輛/人（見圖5）。

圖5 2008—2016 年山西省人均汽車擁有量

3.2.3 狀態(tài)指標

2008—2016 年，反映山西低碳城市的狀態(tài)指標中，地區(qū)生產(chǎn)總值廢氣排放量呈2008—2010 年增加、2010—2016 年減少的趨勢；人均廢氣排放量、人均SO2排放量（見圖6） 和人均廢水排放量（見第36頁圖7） 均呈2008—2012 年增加、2012—2016 年減少的趨勢；地區(qū)生產(chǎn)總值SO2排放量和地區(qū)生產(chǎn)總值廢水排放量均呈減少的趨勢。

圖6 2008—2016 年山西省人均SO2 排放量

圖7 2008—2016 年山西省人均廢水排放量

3.2.4 影響指標

2008—2016 年，反映山西低碳城市的影響指標中，地區(qū)生產(chǎn)總值水耗、地區(qū)生產(chǎn)總值能耗和地區(qū)生產(chǎn)總值電耗均呈減少的趨勢；單位工業(yè)增加值水耗、單位工業(yè)增加值能耗和單位工業(yè)增加值電耗均呈2008—2012 年減少、2012—2016 年增加的趨勢；人均能源消費量、人均水資源消費量（見圖8） 和人均用電量（見圖9） 均呈2008—2014 年增加、2014—2016 年減少的趨勢。

圖8 2008—2016 年山西省人均水資源消費量

圖9 2008—2016 年山西省人均用電量

3.2.5 響應指標

2008—2016 年，反映山西低碳城市的響應指標中，固體廢物綜合利用率和治理其他污染投資額均呈2008—2012 年增加、2012—2016 年減少的趨勢；治理噪聲投資額（見圖10）、治理廢水投資額（見圖11）、治理廢氣投資額和治理固體廢棄物投資額均呈減少的趨勢；固體廢物處置量呈2008—2010年減少、2010—2016 年增加的趨勢；治理其他污染投資額呈2008—2012 年增加、2012—2014 年減少、2014—2016 年增加的趨勢（見圖11）。

圖10 2008—2016 年山西省治理噪聲投資額

圖11 2008—2016 年山西省治理廢水和治理其他污染投資額

3.2.6 山西低碳城市綜合評價

采用綜合評分法對山西低碳城市的建設(shè)情況進行評價，表達式為

式中：ESI 為山西低碳城市的建設(shè)情況指數(shù)；Xi為第i 個指標的標準化值；Wi為第i 個指標的權(quán)重；m 為指標總個數(shù)，i=1，2，…，m。

2008—2016 年，山西低碳城市的建設(shè)情況指數(shù)呈2008—2010 年下降、2010—2016 年上升的趨勢（見圖12）。

圖12 2008—2016 年山西低碳城市的建設(shè)情況指數(shù)

4 山西低碳城市建設(shè)的對策建議

4.1 研發(fā)新能源技術(shù)以提高清潔能源的使用率

化石燃料燃燒產(chǎn)生的碳氧化物和硫氧化物是造成溫室效應的主要氣體，因此使用太陽能或風能等新能源替代化石能源，并推廣新型能源汽車，從而減少化石能源的消耗，降低碳排放。

4.2 淘汰落后產(chǎn)能以合理布局工業(yè)企業(yè)

山西應堅決關(guān)停低產(chǎn)的小煤窯和小火電廠，并進行資源重組，合理布局煤炭和工業(yè)企業(yè)。

4.3 優(yōu)化升級工業(yè)結(jié)構(gòu)

對傳統(tǒng)的煤炭、電力等上下游關(guān)聯(lián)企業(yè)進行優(yōu)化重組，整合企業(yè)內(nèi)部資源，增加產(chǎn)品附加值，實現(xiàn)工業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級。

4.4 樹立節(jié)能環(huán)保的家庭消費觀

在住宅領(lǐng)域應用節(jié)能產(chǎn)品，鼓勵家庭使用節(jié)能電器，推廣階梯電價政策；適當補貼電動汽車和新能源汽車，引導公眾樹立低碳環(huán)保的消費觀；完善并擴大集中城鄉(xiāng)供暖系統(tǒng)，提高供熱效率；在有條件的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，推廣秸稈發(fā)電技術(shù)或沼氣發(fā)電技術(shù)。

4.5 優(yōu)化對外貿(mào)易結(jié)構(gòu)

工業(yè)原材料和重工業(yè)低端產(chǎn)品占山西對外出口產(chǎn)品的比重很大，因此優(yōu)化對外貿(mào)易結(jié)構(gòu)對減少碳排放很重要，應通過稅收來引導企業(yè)減少重工業(yè)產(chǎn)品出口，扭轉(zhuǎn)對外貿(mào)易導致碳排放增加的局面。

4.6 優(yōu)化能源價格機制

規(guī)范煤炭等能源大宗商品交易平臺的發(fā)展，完善煤炭交易機制。幫扶低碳節(jié)能的相關(guān)企業(yè)，簡化行政審批程序，為其提供便利的投融資服務。