中國碳排放的時空非均衡特征與收斂機制

李春玉,安博文,李寶新,谷欣然

(1.河北經貿大學 數學與統計學學院,河北 石家莊 050061;2.華僑大學 經濟與金融學院,福建 泉州 362021;3.城銀清算服務有限公司,上海 200120)

一、引言

推動經濟社會綠色化、低碳化發展是實現高質量發展的關鍵環節,碳達峰、碳中和目標制定是黨中央經過深思熟慮作出的重大戰略決策,事關中華民族永續發展和構建人類命運共同體[1]。實現碳達峰、碳中和是一場廣泛、深刻、持久的經濟社會系統性變革?！笆濉庇媱澗V要將“節約保護資源,實現永續利用”確立為經濟社會的發展目標,強調“人口-資源-環境”一體化發展;“十一五”規劃綱要將“建設資源節約型、環境友好型社會”作為經濟社會發展的中心任務,提出發展循環經濟并加大環境保護力度;“十二五”規劃綱要同時將節能減碳寫入發展規劃,明確樹立綠色低碳的發展理念;“十三五”期間,中國持續推進生態環境保護改善工作,2019年底中國碳排放強度與2005年相比降低約48%;“十四五”規劃綱要指出,到2025年中國單位國內生產總值二氧化碳排放要降低18%,到2035年實現碳排放達峰后穩中有降。2022年10月,習近平總書記在中國共產黨第二十次全國代表大會報告中強調,加快發展方式的綠色轉型,分步驟實施碳達峰行動,逐步轉向碳排放總量和強度的“雙控”制度。堅持人與自然和諧共生的系統觀念是馬克思主義中國化時代化新境界的重要表現,以習近平生態文明思想為指導,科學測度中國碳排放總量并精準把握碳排放的空間非均衡特征與收斂機制,對于建設人與自然和諧共生的“美麗中國”具有重要的實踐意義與時代價值。

科學測算中國碳排放既是完善碳排放統計核算制度的基礎,也是充分了解中國碳排放實際的重要手段。從已有研究來看,由于碳排放涉及范圍較廣,故相關文獻設計衡量碳排放的指標有所不同,主要有碳指數、碳排放強度、碳生產率和碳排放績效等。Ang將單位GDP能耗定義為碳指數以分析經濟增長與碳排放的關聯效應,并基于碳指數研究經濟增長對氣候變化的影響[2];潘家華和張麗峰將GDP與二氧化碳排放總量的比值定義為碳排放強度,以此測算中國30個省份(不包括西藏自治區和港澳臺地區)二氧化碳排放所帶來的經濟效益[3];胡劍波等將單位碳排放的社會經濟產出定義為碳排放福利,并據此分析中國八大經濟區出口貿易對碳排放福利的影響[4];An等將資本、勞動力和能源作為投入要素,把GDP和二氧化碳排放依次作為期望產出和非期望產出,采用數據包絡分析法測度中國30個省份(不包括西藏自治區和港澳臺地區)1997—2020年的碳排放績效[5];Zhang和Chen采用隨機前沿分析法測算碳排放效率,發現技術進步、對外貿易和產業結構都會對碳排放效率產生影響[6],胡劍波等基于投入產出表采用三階段DEA模型測算了產業部門間隱含碳排放效率水平[7]。從上述研究可以發現,無論是采用何種指標反映碳排放水平都離不開碳排放總量的核算,IPCC評估報告基于煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然氣等因素核算碳排放總量,并且以上文獻大多以IPCC評估報告研究成果為準[8],因此本研究也采用該方法測算中國碳排放的整體水平。

隨著區域協調發展體制、機制的逐步健全,碳排放的空間流動性越發明顯,故此碳排放的空間分布特性吸引了多數學者的關注。地區差距研究方面,尹浙霖等采用Dagum基尼系數分解法將中國碳排放強度的整體差距分解為地區內差距、地區間差距和超變密度,發現地區間差距是總體差距的主要來源[9];韓夢瑤等運用泰爾指數對中國省際碳排放總量差距進行測度,發現地區間差距擴大趨勢明顯[10]?？臻g異質性研究方面,李建豹等結合空間變差函數發現中國人均碳排放量的空間異質性顯著,人均碳排放量由東北向西南呈現遞減趨勢[11];候勃等以上海為例分析大都市碳排放總量的時空異質性,發現碳排放呈現中心點輻射式的空間布局,產業集聚等因素對碳排放總量的影響效果存在區際差異[12]?？臻g網絡性研究方面,楊桂元等采用社會網絡分析法發現中國碳排放溢出效應具有網絡傳遞性,空間鄰接關系等因素對碳排放空間網絡關聯特征影響顯著[13];童磊和王運鵬發現近年來,中國碳排放總量存在穩定復雜的網絡結構,經濟發達省份在碳排放關聯網絡中發揮著中介作用[14]?？臻g集聚性研究方面,付云鵬等通過探索性時空數據分析法對中國各地區碳排放強度的空間自相關性進行檢驗,發現碳排放強度的空間集聚效應顯著[15];李治國和王杰研究發現,黃河流域的碳排放強度具有時空路徑依賴性,呈現出集聚與分異并存的結構特征[16]?？臻g斂散性研究方面,許廣月采用收斂模型分析中國人均碳排放量的收斂特征,發現人均碳排放量不存在σ收斂和絕對β收斂,但東、中、西部地區都分別存在俱樂部收斂[17];孫耀華和仲偉周分析了中國碳排放強度的收斂特征,發現碳排放強度存在俱樂部收斂和條件β收斂[18]。

相比于上述碳排放空間特征的研究成果,本文的邊際貢獻有以下幾點:其一,碳排放地區差距與空間異質性都旨在描述碳排放的空間非均衡特征,本研究擬采用Dagum基尼系數分解方法分別測算碳排放總量在東、中、西部地區的區域間差距、地區內部差距以及超變密度,并采用核密度估計法展示中國碳排放總量的分布動態演進過程,以期揭示中國碳排放的空間非均衡特征;其二,如何降低碳排放總量和縮小地區碳排放差距是本研究有待解決的核心問題,收斂模型恰能同時分析這兩個問題,σ收斂和絕對β收斂能夠精確刻畫中國碳排放的斂散趨勢,條件β收斂可以從宏觀環境出發同時分析中國碳排放的影響因素與碳排放斂散性的控制條件,故本研究將結合σ收斂和β收斂模型討論中國碳排放總量的收斂機制與降低機制;其三,碳排放具有明顯的空間集聚性與網絡性,意味著同等水平地區的碳排放存在趨同效應,這可能導致不同水平地區的外界條件對碳排放的影響機制不盡相同,因此本文將30個樣本地區劃分成低、中、高3種類型地區,分地區考察碳排放總量的影響機制;其四,早在“十五”時期中國對減少二氧化碳排放的重視已經上升到了國家層面,本研究將2001—2019年的樣本數據作為研究對象,以五年規劃的起止時間為間隔,分階段考察碳排放總量的影響機制,以期為“十四五”時期中國碳排放強度順利降低18%提供對策建議。

二、研究設計

(一)碳排放總量測度

借鑒IPCC評估報告中的方法測度碳排放總量。結合中國實際,本文選取煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣和電力9種主要能源對中國碳排放總量進行核算,二氧化碳排放總量的計算公式為:

(1)

式(1)中,CCO2為二氧化碳排放總量(換算后計量單位為億噸),Ck表示第k種能源的碳排放總量,Ek、SCk和CFk依次表示第k種能源的消費量、標準煤折算系數和碳排放系數?？疾炱趦雀鞯貐^能源消費量數據來源于《中國能源統計年鑒》,由于西藏自治區能源消費數據大量缺失,故本文對中國30個省份(不包括西藏自治區和港澳臺地區)的碳排放總量進行核算。式(1)中各能源的標準煤折算系數和碳排放系數來源于《2006IPCC國家溫室氣體排放清單指南》。

(二)離散型Dagum基尼系數分解

采用離散型Dagum基尼系數分解公式將碳排放總量的全國總體差距(G)分解為東、中、西部地區的群間差距(Gb)、群內差距(Gw)和超變密度(Gs)[19]?？傮w差距的計算方法為:

(2)

(3)

(4)

(5)

其中,Gjh表示兩個地區之間的差距。

(三)核密度估計

用Xit表示t年i省份的碳排放總量,ft(x)表示t年碳排放總量的概率密度函數,該值可采用核密度估計法進行計算[20]:

(6)

(四)時空收斂模型

(7)

對于某時間段T′,若滿足σt+T′<σt則稱這n個省份在T′期間存在σ收斂,反之則不存在σ收斂趨勢。根據式(7)繪制以時間序列為橫軸、標準差為縱軸的二維折線圖。

借助條件β收斂模型分析降低中國碳排放總量的具體路徑和縮小地區碳排放總量差距的收斂機制,用Con表示控制變量組,對碳排放總量可以建立如下形式的β收斂模型:

logXi,t+1=α+βlogXit+δConit+εit

(8)

式(8)中,α為截距項,β表示收斂系數,ε為隨機擾動項。β>1表示碳排放總量處于發散狀態,β<1表示碳排放總量處于收斂狀態,β=1表示碳排放總量處于相對均衡狀態。若式(8)中不包含控制變量組Con則稱為絕對β收斂模型,若式中含有控制變量組Con則稱為條件β收斂模型?？刂谱兞拷M系數δ為負,說明增加該因素有利于降低碳排放總量同時還能加快各地區碳排放總量形成收斂趨勢;控制變量組系數δ為正,說明增加該因素會增加碳排放總量同時還會擴大各地區碳排放總量的發散程度。參考已有研究,本文選取人口密度、城鎮化水平、產業結構以及對外開放程度作為控制變量。

人口密度(POP)。自Ehrlich和Holdren將人口因素引入環境壓力評估模型以來,學界有關人口對碳排放的作用效果一直秉持兩種觀點。一種觀點是人口密度對碳排放存在促進作用,例如,何文舉等研究發現,人口密度過大會造成交通擁擠,給交通基礎設施建設帶來壓力,由于增加能源消費量而導致碳排放量增加[21];另一種觀點是人口密度對碳排放具有抑制效應,例如,程開明研究發現,人口集聚有利于降低人均交通能耗,從而會通過提高能源利用率而降低碳排放量[22]。通常,用年末人口數與土地面積比測度人口密度。

城鎮化水平(URB)。短期內,城鎮化進程加快容易造成城市交通、房屋建筑以及消費結構等快速改變,進而會導致碳排放量迅速增加?！笆濉庇媱澲痢笆晃濉币巹澠陂g是中國城鎮化水平快速提升階段,該時間段內城鎮化是導致碳排放量增長的重要原因[23]。再從城鎮化與碳排放的長期均衡關系來看,一方面,城鎮化會帶來生產要素集聚和技術擴散等一系列城市規模效應,進而對碳排放量增加起到抑制作用;另一方面,隨著城鎮化水平提高,城市環境污染的聯防聯控機制會更加健全,從而有利于降低環境污染,進而抑制溫室氣體排放[24]。很多研究者多采用城鎮人口比重反映城鎮化水平。

產業結構(IND)。第二產業是中國碳排放的主要來源,產業集聚現象日益明顯,以工業為代表的第二產業集中度越來越高,隨之而來的就是碳排放量明顯增加。第二產業集聚的原因之一是城鎮化發展,并且第二產業對碳排放強度的促進效果還存在城鎮化門檻[25]。產業結構升級提出于中國“十一五”規劃,相關研究表明,“十五”計劃至“十一五”規劃期間第三產業對碳排放的降低效果并不明顯,而“十二五”時期發展第三產業能夠顯著降低碳排放量[26-27]。這里將第三產業增加值所占比重定義為產業結構,主要用于分析第三產業發展對碳排放的影響。

對外開放程度(OPE)。對外開放對碳排放而言是一把雙刃劍,可以從以下兩個方面進行解釋。其一,從進出口商品的能耗來看,如果增加進口商品中高能耗產品,通過產品的替代效應國內就會減少同類商品生產,從而降低碳排放;如果增加出口商品中高能耗產品,通過產品的供給效應國內就會增加同類商品生產,從而提高碳排放量[28]。其二,從國外技術引進角度來看,積極引進國外高新技術和先進設備,通過提高能源利用率而降低碳排放量;但是在引入國外先進經驗的同時又會消耗大量資本,而資本的產生又將以能源消耗為代價[29]。本文采用進出口總額與GDP的比值衡量對外開放程度。

本文研究對象為中國30個省份(不包括西藏自治區和港澳臺地區),時間跨度為2002—2019年,涵蓋“十五”計劃至“十三五”規劃四個階段。年末人口數、城鎮人口比重、地區生產總值和進出口總額等相關數據來源于《中國統計年鑒》,部分缺失數據采用插值法進行填補,表1分時間段給出了各控制變量的描述性統計結果。

表1 分階段控制變量的描述性統計

三、中國碳排放的時空演化特征

(一)典型化事實

圖1展示了全國范圍和東、中、西部地區碳排放的時間演化趨勢,圖中包括碳排放總量平均水平以及碳排放總量平均水平的增長速度;表2展現了各階段碳排放水平的分類結果,分類原則為:將各時期每個省份的碳排放總量進行求和并按照由小到大排序,前10個省份屬于低水平類型、中間10個省份屬于中水平類型、后10個省份屬于高水平類型。

圖1 中國碳排放總量的時間演化趨勢

表2 各時期碳排放水平分類

從2001—2019年整個考察期來看,中國碳排放水平一直呈現上升態勢,東部地區和中部地區的碳排放量明顯高于全國平均水平,而西部地區碳排放量遠低于全國平均水平,全國范圍內碳排放量的空間分布與東、中、西部地區的經濟發展格局相近,由此可見,中國碳排放量與經濟發展存在高度耦合效應。結合中國經濟增長的發展趨勢來看,早期經濟發展過多依賴于能源消耗,導致碳排放水平居高不下;隨著可持續發展理念、綠色發展理念和高質量發展理念的相繼提出,中國經濟增長對能源消費的需求量逐漸減弱,碳排放總量增速逐步放緩。在盡可能保證經濟增長不受影響的前提下,為確保2030年中國碳達峰目標如期實現,最重要的途徑就是轉變生產方式,通過技術革新降低各行各業的碳排放水平?！耙允窞殍b,可以知興替”,下面分階段考察中國政策、戰略等因素對各時期碳排放的影響。

“十五”時期中國碳排放量平均增長速度為14.3%,①與“十一五”規劃和“十三五”規劃相比該時間段碳排放量增速最快。這一時期內,中國經濟發展對能源需求量較高,一方面,20世紀末,西部大開發戰略構想的初步形成,西部地區經濟發展水平得到了大幅提升,隨之而來的就是能源消費量明顯增加,導致2001—2004年西部地區碳排放增速高于全國平均水平;另一方面,21世紀初東部地區城鎮化處于快速發展階段,城鎮化水平提高直接導致人口密度加大,隨之引發的就是住房、交通和消費等方面變化,使得東部地區碳排放增速在“十五”計劃末明顯提高。正是由于這一時期內中國碳排放量越來越高,因此以胡錦濤同志為核心的黨中央提出了“科學發展觀”。

“十一五”時期中國碳排放量平均增長速度為8.0%,②較“十五”時期碳排放量增速開始放緩。2006年中國將建設資源節約型、環境友好型社會納入“十一五”規劃,節能降碳被納入國家可持續發展戰略中,引起了各行各業的重視。這一時間段內,中部地區和西部地區的碳排放增速相對較高,一方面,中部地區人口眾多問題由來已久,再加上“十五”時期中部地區基礎設施相對較差,因此國家層面于2004年提出了中部地區崛起的戰略布局,中部地區崛起戰略的落地實施使中部地區的碳排放水平在2005年和2006年出現了明顯上升;另一方面,隨著西部大開發戰略在貴州、陜西、四川、云南和新疆等省、自治區的深入推進,這些省份的碳排放水平出現了明顯提高,因此西部地區的碳排放量增速在“十一五”時期居高不下。

“十二五”時期中國碳排放量平均增長速度為3.0%,③碳排放量增速大幅下降。2011年中國將綠色發展、低碳發展寫入“十二五”規劃綱要中,與“十一五”規劃綱要相比“十二五”規劃綱要直接將綠色發展作為章節標題,這無疑體現出中國對綠色發展更加重視。西部地區碳排放增速在前期和中期一直處于領先地位,后期出現大幅下降,尤其是2015年碳排放量實現短暫負增長。西部地區科技水平和生產力水平落后是客觀事實,經濟增長依靠的仍舊是傳統、高能耗的生產方式?；仡櫢母镩_放以來,東部地區經濟發展歷程,經濟發展初期以高能耗為代價促進經濟增長,經濟發展中期在保證經濟穩定增長的前提下適當降低能耗,隨著經濟發展水平越來越高,低碳問題逐步得到重視。西部地區經濟增長與碳排放的關系歷程其實就是東部地區經濟增長與碳排放關系的復現,在當時較低生產力水平的客觀條件下,這樣的經濟發展與碳排放的關系其實是無可厚非的。

“十三五”時期中國碳排放量平均增長速度為2.6%,④碳排放總量進入低速增長的常態化階段。綠色發展理念貫穿于整個“十三五”時期,該階段東、中、西部地區碳排放增速都控制在5%左右,各地區碳排放量增長呈現出低速趨同效應。中國自“十五”時期乃至更早就已經將降碳作為發展模式。但在喜人成績之余還存在許多問題必須得以重視,低速增長并不意味著負增長,低速增長只能說明碳排放馬上接近峰值,但并不能說明碳達峰目標即將實現。低速增長到負增長是由正到負的飛躍,就目前各省份碳排放情況來看,鮮有省份出現逆增長。因此,為了加快中國碳排放量更低速增長乃至負增長的到來,必須實現技術革新以及完善降碳政策。

(二)碳排放量的地區差異源分解

圖2展示了全國范圍內碳排放量總體差異基尼系數與分解結果的時間變化趨勢?？疾炱趦?全國總體差異以2003年、2006年和2013年為拐點呈現“減-增-減-增”的“W”形,“十五”計劃至“十二五”規劃期間總體差異呈現“U”形趨勢,“十一五”時期總體差異逐年降低,“十三五”時期總體差異最大,圍繞在0.385左右。從總體差異的分解來看,“十五”計劃至“十三五”規劃期間區域間差異始終是總體差異的主要來源,整個時期內區域間差異對總體差異的貢獻率呈現“U”形發展趨勢,貢獻率取值介于38%～47%;區域內差異對總體差異的貢獻率由2001年的26.5%緩慢增長到2019年的30.6%,“十二五”規劃中后期和“十三五”規劃時期區域內差異對總體差異影響程度由第三位上升到第二位,可見區域內差異對總體差異的影響越來越重要,特別是“十二五”規劃中期之后區域內差異成為總體差異的第二大來源;考察期內,超變密度整體呈現下降態勢,間接反映出區域間差異和區域內差異對總體差異的影響日益明顯,表明中國碳排放的空間非均衡現象逐漸凸顯。

圖2 中國碳排放的區域總體差異及來源

從碳排放量區域間差異和區域內差異的測度結果(圖3)來看,首先,對比區域間差異不難發現,“十五”計劃至“十三五”規劃期間東、西部地區差異明顯高于東中部差異和中、西部差異,東、中部地區差異和中、西部地區差異測度結果相近,“十五”計劃和“十一五”規劃時期中西部差異高于東中部差異,而“十二五”規劃和“十三五”規劃期間兩者關系恰好相反。其次,對比各區域內部的差異測度結果,東部地區內部差異最大,隨著時間推移地區內部差異越發明顯;中部地區和西部地區的內部差異較小,二者隨時間推移都呈“U”形發展態勢。最后,對比區域間差異和區域內差異的基尼系數大小,區域內差異介于0.2～0.4,區域間差異介于0.3～0.5,區域間差異高出區域內差異近10個百分點,這也佐證了東、中、西部地區間碳排放量的差異是中國碳排放量總體差異的主要來源。

圖3 區域內差異與區域間差異的測度結果

綜合上述分析結果,導致中國碳排放量空間非均衡特征明顯的可能原因有:其一,隨著中國碳排放增速的快速減緩,同一地區內或不同地區內的一些省份增速下降較快而另一些省份增速下降較慢,這主要是由于低碳技術地區發展不平衡所導致,反映出各省份應該加強降碳技術和中和碳技術的相互交流,實現低碳技術區域共享,既能促進各地區碳排放量均衡發展,最重要的是還能通過提高各省份低碳技術而減少碳排放量;其二,其他宏觀因素也會對碳排放的地區差異產生影響,例如人口密度、城鎮化水平、產業結構和對外開放程度等,相關研究表明以上宏觀因素存在較強的省份異質性,主要與各省份發展的戰略目標或戰略定位有關,這些宏觀因素將在下文的收斂機制中進行討論。

(三)碳排放量的分布動態演進

從碳排放量的分布演化過程來看,其一,全國范圍和東、中、西部地區的分布曲線整體呈現右移趨勢,表明中國碳排放水平處于上升階段。特別是“十五”時期,各地區分布曲線右移幅度較大,這一時期內中國碳排放水平增長速度較快,自“十一五”規劃開始各地區分布曲線右移幅度逐年縮減,表現為中國碳排放水平增速開始放緩。其二,全國范圍和東、中、西部地區分布曲線的峰值逐漸降低,并且主峰寬度逐漸擴大,表現為中國碳排放水平總體離散程度逐漸加大,地區內部差距呈現擴大態勢。橫向對比,西部地區峰值最高、東部地區次之、中部地區峰值最低,表明西部地區碳排放水平相對集中、內部差距較小而中部地區碳排放水平相對分散、內部差距較大。一方面,碳排放量增長存在積累效應,受20世紀末“三步走”戰略影響,“十五”時期中國碳排放增長速度居高不下,隨著經濟增長勢頭日益強勁,自然資源與生態環境對人類生活的負向反饋越發明顯,國家層面開始將低碳發展上升到戰略高度,因此“十一五”規劃伊始中國碳排放增速開始放緩;另一方面,各地區結合國家規劃目標將綠色發展、低碳發展開始落實,但是由于各省份生產力水平以及低碳技術水平的不均衡,導致省份間的碳排放增速存在較大差異,故此地區間碳排放量差距逐步擴大。

從碳排放量的非均衡特征來看(見圖4),其一,全國范圍和東、中、西部地區的分布曲線都呈現出略微左偏的發展態勢,相比之下所有樣本地區中多數省份的碳排放量集中在中等偏下水平,尤其在“十一五”規劃之后分布曲線的左偏幅度越發明顯,表明多數省份積極響應國家發展目標,將低碳理念貫穿經濟社會發展各領域。其二,全國范圍和東、中、西部地區的分布曲線都存在右拖尾現象,全國范圍、東部地區和中部地區的拖尾呈現拓寬趨勢,表明這些地區省份間碳排放量的高水平和低水平差距不斷擴大;西部地區的拖尾呈現收斂趨勢,表明西部地區省份間碳排放量的高低水平差距有所縮小,部分地區呈現俱樂部收斂趨勢。其三,整個考察時期內全國范圍和東、中、西部地區的分布曲線始終僅有一個波峰,但各地區分布曲線在不同時期都存在過不同程度的側峰,全國范圍和東部地區在“十五”計劃至“十二五”規劃期間右邊側峰較為明顯,中部地區和西部地區在“十二五”規劃至“十三五”規劃期間右邊側峰較為明顯,說明中國各地區碳排放水平不存在極化現象,但或多或少存在過兩極分化的苗頭。

圖4a 全國范圍

四、中國碳排放的時空收斂機制

(一)碳排放量的σ斂散性分析

從圖5不難看出2001—2019年中國各地區碳排放總量不存在σ收斂趨勢,具體來看:東部地區碳排放量內部差距較大,并且隨時間推移內部差距擴大趨勢依舊明顯,直至“十三五”時期內部差距的擴散趨勢有所緩和;“十五”計劃至“十三五”規劃期間中部地區的內部差距分時期呈現階梯狀的擴大趨勢,其中“十三五”時期的內部差距擴散趨勢最為明顯;相比之下西部地區的內部差距最小,整個考察期內,地區內部差距呈現直線型擴大趨勢。就東部地區而言,以海南、福建為代表的東部沿海省份,這些省份作為中國外向型經濟的發展基地,對外貿易水平較高且第三產業發達,碳排放水平相對較低;北京和天津作為直轄市,雖然人口密度較大但地區內以高新技術研發和制造的第三產業為主,故碳排放量相對較少;遼寧、河北和山東作為人口大省,省內以第二產業為主,因此這三個省份的碳排放水平相對較高。

圖5 東、中、西部地區收斂檢驗圖

上述分析可以發現,東、中、西部地區各自內部差異較大似乎已成必然事實,因此這里試圖從水平類型分類考察各地區碳排放量的σ斂散性。按照圖2中各時期不同水平類型分類規則繪制如圖6所示的σ收斂檢驗圖,折線圖部分展現了各地區碳排放量平均水平的變化趨勢,柱狀圖部分展現了各地區碳排放量的σ收斂趨勢。⑤低類型地區和中類型地區的碳排放量平均水平呈現平緩的上升趨勢,并且伴有部分年份的碳排放量降低,這兩類地區的標準差相對較小,雖然整個考察期內不存在一致σ收斂趨勢,但部分時間段也呈現σ收斂趨勢;高類型地區的碳排放量平均水平較高且上升趨勢明顯,其內部差距是中低類型地區的2倍到3倍,并且整個考察期內幾乎不存在σ收斂趨勢。由此可見,中低類型地區碳排放量存在較低水平的趨同現象,而高類型地區碳排放量的內部差異依然較大。

圖6 分類型收斂檢驗圖

(二)碳排放量的β斂散性分析

表3～表5分水平類型報告了各地區β斂散性檢驗結果,由于不同時間階段國家對低碳發展的重視程度有所不同,這可能導致碳排放量的β收斂機制存在時期異質性,因此表中按照“十五”計劃至“十三五”規劃四個階段給出了β收斂機制的估計結果。

表3 低水平類型地區β收斂檢驗結果

表4 中水平類型地區β收斂檢驗結果

表5 高水平類型地區β收斂檢驗結果

低水平類型地區的β斂散性存在時期異質性,“十五”計劃至“十二五”規劃期間存在絕對β收斂和條件β收斂,但收斂速度隨時間推移逐漸減慢;“十三五”時期僅存在條件β收斂,收斂速度遠低于“十二五”時期?？疾炱趦葪l件β收斂速度高于絕對β收斂速度,從條件β收斂的調節機制來看:人口密度增大會增加碳排放量從而不利于碳排放水平形成收斂格局,整個考察期內人口密度對碳排放量的促進作用逐漸減弱,這主要是由于人均碳排放效率有所提高;加快城鎮化進程有利于降低碳排放量和形成收斂格局,伴隨城鎮化水平提高,產業集聚趨勢日益明顯,導致城鎮化對降低碳排放的作用效果開始減弱;第三產業逐漸成為拉動經濟增長的新動力,提高第三產業在地區經濟發展中的比重有利于降低碳排放水平;考察期內提高對外開放水平會增加碳排放量,從而不利于收斂格局形成,表明這些地區應該適時調整高耗能產品的進出口量以平衡本地區碳排放水平。

相比之下中水平類型地區在整個考察期內均存在絕對β收斂和條件β收斂,“十五”計劃至“十二五”規劃期間收斂速度呈上升趨勢,“十三五”時期收斂速度出現驟降。中等水平是由低到高和由高至低的過渡階段,處于該階段的省份碳排放量相對集中,容易形成收斂趨勢。在中水平類型地區中,安徽、湖南、湖北等省份是中部崛起戰略的涵蓋地區,四川、貴州、云南等省份是西部大開發戰略的覆蓋范圍,兩大戰略給這些地區的碳排放變化帶來了深遠影響。經濟發展初期為加快基礎設施建設和帶動經濟增長,必然要以第二產業為主,隨著經濟水平提高,各地區產業結構開始做出相應調整;兩大戰略實施初期,中、西部地區城鄉二元結構十分突出,城鎮化水平提高也伴隨人口密度增大,因此有必要充分協調城鎮化進程、城鄉能源消耗以及人均碳排放效率等方面的關系;隨著中國經濟水平和科技水平日益強盛,各省份適時轉變國際分工結構,積極開拓低碳型分工領域。

高水平類型地區在“十一五”規劃和“十二五”規劃期間同時存在絕對β收斂和條件β收斂,“十五”時期僅存在條件β收斂,“十三五”時期既不存在絕對β收斂也不存在條件β收斂。高水平類型地區的碳排放量容易出現兩極分化,一方面,通過碳排放的積累效應使高排放量地區的碳排放水平越來越高;另一方面,通過降碳、中和碳技術水平提升使低排放量地區的碳排放水平逐步降低。廣東省作為國外先進技術的消化基地,雖然碳排放量屬于高水平類型,但由于積極采用低碳技術設備,故廣東省碳排放水平自“十二五”時期開始便出現降低趨勢,這預示著碳中和時代即將來臨;以河北、山東為代表的人口大省,城鎮化水平和人口密度仍在穩步增加,由于人口基數大以及產業結構等歷史遺留問題導致碳排放水平仍在提高,但伴隨人均碳排放效率提高碳排放量增速越來越慢,預示著碳達峰目標即將實現。此外,高水平類型地區既包括外向型經濟的廣東等省份,還包括以重工業為主的遼寧等省份,同時山西、陜西等省份還以煤炭行業和鋼鐵行業為主,這些省份的產業結構存在明顯差異,因此導致產業結構對碳排放的回歸系數并不顯著。

五、結論與建議

本文基于中國30個省份(不包含西藏自治區和港澳臺地區)2001—2019年的省級面板數據,通過GIS技術展示“十五”計劃至“十三五”規劃期間各地區碳排放量的區域梯度性,采用Dagum基尼系數分解法揭示碳排放量的地區差異來源,運用核密度估計法刻畫碳排放量的分布動態演進過程,借助σ收斂和β收斂模型分析碳排放水平的收斂機制,得出的主要結論有:其一,考察期內中國碳排放水平呈現上升態勢,不同時期碳排放量增速存在差異,“十五”時期增速較快,“十一五”時期增速放緩,“十二五”時期增速大幅下降,“十三五”時期碳排放量進入低速增長階段;其二,中國碳排放量的地區內部差異呈“W”形發展趨勢,“十三五”時期總體差異達到最大,整個考察期內東、中、西部的區域間差異是總體差異的主要來源,“十二五”規劃中后期區域內差異成為第二大差異來源;其三,中國碳排放量的空間非均衡特征明顯,考察期內碳排放量的高低水平差距不斷拉大,但不存在極化現象,全國范圍內碳排放量的離散程度逐漸增大,其中西部地區碳排放量相對集中而中部地區碳排放量內部差距較大;其四,中水平類型和低水平類型地區碳排放量增長趨勢平緩且存在趨同現象,高水平類型地區碳排放量增長幅度較大且擴散趨勢明顯,各類型地區內人口密度、城鎮化水平、產業結構以及對外開放程度對降低碳排放量的作用效果在不同時期存在異質性?；谏鲜鼋Y論得到如下建議。

第一,深入貫徹高質量發展理念,將低碳發展作為社會經濟建設的長期重要目標。堅持創新發展,積極采用低碳等先進技術設備,通過降碳、中和碳等技術手段減少碳排放量;堅持協調發展,既要協調經濟增長與碳排放的辯證關系,又要協調區域間碳排放的省際溢出效應;堅持綠色發展,將綠色發展作為中國經濟社會發展的根本目標,使綠色發展成為“十四五”規劃的主旋律;堅持開放發展,適時調整國際分工結構,積極開拓低碳化合作領域以及引進國外先進低碳技術;堅持共享發展,加強省份間降碳技術的交流合作,實現降碳技術的區域共享化。

第二,走城鄉融合發展之路,強化勞動力資本和生產要素的城鄉協同效應,持續推進城鎮化建設。各省份應該主動對接國家城鄉融合發展試驗區的建設模式,加強城鄉人力資本和要素資本的流動性,提高低碳技術入鄉轉化水平,建立健全生態產品的價值鏈體系;不斷提高城鎮化水平,以雙碳目標為引領建設新型城鎮化模式,堅持走集約、智能、綠色、低碳的新型城鎮化之路;城鎮化水平提高必然帶來城市人口密度增大,積極引導城市房屋建筑、交通出行、消費結構等內容向綠色發展轉型,堅持能源消耗減量化、可循環的使用原則,提高人均能源消費的碳生產效率。

第三,堅持中央統籌、因地制宜的發展模式,立足全國優化產業結構布局,加快重點行業轉型發展。積極引導資源粗放型行業向資源集約型行業轉型、勞動密集型行業向技術密集型行業轉型,煤炭、電力、鋼鐵等高能耗行業雖必不可少,但可以采取生產技術革新、引進低碳技術等手段降低碳排放量;加快產業結構升級,重視第三產業對經濟增長的拉動作用,通過產業結構變革降低碳排放水平;全國八大經濟區發展規劃因地制宜,地區產業結構側重點差異明顯直接導致碳排放的空間異質性,國家層面可以將低碳政策、低碳技術向高碳排放地區傾斜以抑制碳排放量的積累效應。

[注 釋]

① 2001—2002年、2002—2003年、2003—2004年和2004—2005年的增速依次是9.1%、14.7%、16.0%和17.2%,由此算出“十五”時期平均增速為14.3%。

② 2005—2006年、2006—2007年、2007—2008年、2008—2009年和2009—2010年的增速依次是12.3%、7.6%、4.4%、5.6%和9.8%,由此算出“十一五”時期平均增速為8.0%。

③ 2010—2011年、2011—2012年、2012—2013年、2013—2014年和2014—2015年的增速依次是10.8%、2.7%、-0.2%、1.2%和0.4%,由此算出“十二五”時期平均增速為3.0%。

④ 2015—2016年、2016—2017年、2017—2018年和2018—2019年的增速依次是1.1%、2.6%、3.2%和3.5%,由此算出“十三五”時期平均增速為2.6%。

⑤ 低類型和中類型的標準差十分接近,繪制折線圖時會出現多部分重合,故采用柱狀圖。