基于空間杜賓模型的中國資本密集型產業碳排放影響研究

冉紫衣

摘 要：基于2003—2018年的資本密集型產業碳排放數據，利用空間自相關方法分析全國30個省級行政區資本密集型產業碳排放的空間演化特征，并利用空間杜賓模型對中國資本密集型產業碳排放與主要影響因素的關系進行實證研究。結果表明：中國2003—2018年資本密集型產業碳排放平均每年增加249.9 μg/m3;資本密集型產業碳排放在2003年的莫蘭指數為0.186，2018年為0.014，在空間呈現出“東重西輕”“南矮北高”的空間分布特征;經濟增長與碳排放之間不存在顯著的倒U形關系，表現出負向單調關系，技術水平與碳排放之間表現出顯著的負向關系。

關鍵詞：資本密集型產業碳排放;空間杜賓模型;空間演化特征

中圖分類號：F205 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）28-0-04

Abstract： Based on the carbon emission data of capital-intensive industries from 2003 to 2018， to use spatial autocorrelation method to analyze the spatial evolution characteristics of the carbon emissions of capital-intensive industries in 30 provinces across the country， and finally uses the spatial Dubin model to analyze China’s capital-intensive industries. Conduct empirical research on the relationship between carbon emissions and main influencing factors.The results show that： China’s carbon emissions from capital-intensive industries increased by?249.9 μg/m3 per year on average from 2003 to 2018; The carbon emission of capital-intensive industries was 0.026 in 2003 and -0.044 in 2018， showing the spatial distribution characteristics of “heavy in the east and light in the west” and “short in the south and high in the north” in the space;There is no significant inverted U-skape relationship between economic growth and carbon emissions， showing a negative monotonic relationship， and a significant negative relationship between technological level and carbon emissions.

Keywords： capital-intensive industry carbon emissions;spatial dubin model;spatial evolution characteristics

近幾年，溫室氣體引起的全球變暖已成為學界熱議的話題。大量的溫室氣體會造成冰川融化、海平面上升、全球氣候變暖等問題。為緩解全球變暖趨勢，我國提出要樹立“大力推進生態文明建設、堅持走可持續發展道路”的新思想[1]。近幾年，我國資本密集型產業資本在生產過程中勞動、知識的有機構成水平較低，使得產品物化勞動所占比重較大，因此產生的碳排放量始終居高不下，造成碳排放增長。有觀點認為，隨著企業生產規模的擴大，產業集聚性提高，資源消耗量會升高，會導致碳排放增加。部分學者認為經濟增長是碳排放增長的首要驅動力，而技術進步帶來的能源強度下降[2]、能源消耗是造成環境壓力的主要原因[3]。此外，還有一部分學者認為經濟增長與碳排放之間有顯著的倒U形關系[4]。我國產業發展造成的碳排放污染日益嚴重，相關政策的制定在一定程度上制約了其擴展，但其行業碳排放的具體影響趨勢仍需進一步研究。因此，研究碳排放政策與污染密集型產業轉移之間的關系，將成為地理學研究的熱門問題[5]。中國污染密集型產業的環境效應研究強調發展經濟必須面對環境問題，必須從經濟發展的源頭入手[6]。資本密集型產業的性質導致其成為導致碳排放增加的重要因素。因此，研究資本密集型產業碳排放的空間分布規律對加強環境保護具有重要意義，能夠為碳減排政策的制定提供重要依據。

綜上所述，碳排放增長對環境污染與人體健康具有極大影響[7]。在經濟快速發展的背景下，資本密集型產業碳排放增加，造成的碳排放污染情況日益加重。因此，利用空間自相關方法，基于2003—2018年的資本密集型產業碳排放歷史數據，分析資本密集型產業碳排放集聚效應及其分布特征，并利用空間杜賓模型分析相關因素對碳排放影響的強度和方向，以期為我國資本密集型產業合理發展提供建議。

1 數據來源

數據主要為CEADS（https：//www.ceads.net/data/city/）發布的除西藏、臺灣、香港和澳門以外30個省級行政區2003—2018年的資本密集型產業碳排放歷史數據。其他控制變量主要來源于國家統計局（http：//tjj.shanxi.gov.cn/tjsj/tjnj/）和各省、自治區、直轄市統計年鑒。

2 研究方法

基于全局空間自相關分析來分析資本密集型產業碳排放的空間集聚效應。當I<0時，表示空間負相關，離散性大;反之則表示空間正相關，集聚性強。數值越大表示集聚或離散性越強，基本公式如下：

式中：m表示中國除西藏、臺灣、香港和澳門以外30個省級行政區;xi和xj表示i和j省級行政區的碳排放;ωij表示空間權重;表示碳排放省級行政區均值。

局部莫蘭指數能夠顯著展示碳排放的集聚特征及其在空間上分布的具體位置。其表達式為：

式中：x和分別表示省級行政區碳排放量和平均排放量;n表示中國省級行政區;ωij表示空間權重;I表示局部I數值，I值為正表示低污染低集聚或高污染高集聚，I值為負表示低污染高集聚或高污染低集聚。

在STIRPAT模型的基礎上構建空間計量模型，對我國資本密集型產業碳排放的影響因素進行研究，對傳統數據模型進行改進[8]。具體模型表達式如下：

式中：α表示模型系數;I、P、A、T分別表示碳排放、人口規模、經濟增長與技術水平;t表示時間;i表示省級行政區;β1、β2、β3分別表示人口規模、經濟增長與技術水平的彈性系數;εit表示隨機擾動項。

3 結果分析

比較資本密集型產業碳排放變化特征，圖1為資本密集型產業碳排放的變化趨勢。從整體上看，2003—2018年各細分行業碳排放的時序特征大致呈現先增長后降低的趨勢。從資本密集型產業的細分行業碳排放時序變化特征來看，電力、蒸汽、熱水的生產和供應等行業碳排放量始終呈現上升趨勢，石油加工和非金屬礦產行業碳排放始終穩定，但其排放濃度高，石油天然氣開采行業碳排放在近幾年略微下降，峰值出現在2012年。

根據表1我國資本密集型產業碳排放空間變化特征，2003年高-高型資產密集型產業碳排放主要分布于天津、河南、內蒙古、上海、江蘇、山東與浙江，2018年江蘇退出高-高型碳排放集聚區，山東始終是碳排放重災區。圖2表明2003年與2018年我國資本密集型產業碳排放整體上表現出“東重西輕”“南矮北高”的空間分布特征。2018年莫蘭指數為0.014，2003年莫蘭指數為0.186，我國碳排放空間集聚效應越來越分散。從總體上看，2003年高-高型主要分布在我國東部的山東、浙江與江蘇等地。2018年后江蘇省從高-高型主要分布地區變為高-低型地區。

根據表2研究結果，P表示人口規模，A表示經濟增長，A2表示經濟增長的平方，T表示技術水平。直接效應表示以上因素在本地集聚對本地碳排放的影響，間接效應表示本地集聚對鄰近地區的影響。

人口規模系數的直接效應系數為-0.014 5，間接效應系數為-0.033 9，系數均為負值表示人口在地區集聚而減少地區碳排放污染，但影響并不顯著。一方面，人口規模過大會導致產業生產、能源消耗等活動加重，促進碳排放;另一方面，人口的集聚效應能夠提高城市發展的技術水平，技術水平的提高促進碳排放降低。

經濟增長的總效應一次方系數為-11.38，在1%水平上顯著，水平平方的系數為-0.8且不顯著，表明經濟增長與資本密集型產業碳排放之間不存在顯著的倒U形關系，而是單調關系。這是因為城市資本密集型產業在本地集聚，在帶動區域經濟發展的同時也增加了地區的環境壓力，導致碳排放污染嚴重。經濟增長的總效應二次方系數方向與一次方系數相同，且一次方系數下經濟增長對資本密集型產業碳排放的促進效應高于二次方系數，表明經濟增長對資產密集型產業碳排放的促進作用減小。

從技術層面來看，技術水平的直接效應與間接效應均在1%水平上顯著，且方向為負，總效應在5%水平負向上顯著。這表示我國技術發展水平對資本密集型產業碳排放具有顯著的負面影響，能夠有效促進碳排放濃度降低。技術水平每提高0.001 19，能夠有效降低地區一個百分點碳排放污染。資本密集型產業現代化技術裝備程度高，而技術水平的提高可減少碳排放污染。

4 結論

第一，我國經濟增長與資本密集型產業碳排放表現出顯著的正相關關系，產業結構偏重，產業排污、運輸結構不合理等均有可能是造成碳排放升高的重要原因。先進技術對碳排放濃度具有顯著的促降作用。我國產業發展的減排技術有利于降低其碳排放濃度。這與部分學者關于產業集聚的技術水平對碳排放的影響方向一致[9]。提高技術水平，大力加快新能源技術研究及相關政策制定對我國資本密集型產業碳排放管理具有重要意義。

第二，從我國資本密集型產業空間變化特征來看，山東始終是碳排放重災區。我國碳排放整體上表現出“東重西輕”“南矮北高”的空間分布特征。這與我國碳排放大致分布特征一致[10]。我國東部作為重工業基地，其始終是重污染地區。因此，加快產業調整，制定相應措施促進碳排放合理化是我國實現碳減排的重要依據。

第三，從資本密集型產業的細分行業碳排放時序變化特征來看，電力、蒸汽、熱水的生產和供應行業是主要的碳排放輸出行業。電力、蒸汽、熱水等生產和運輸是否合理是影響碳排放的重要因素。碳交易市場，規劃產業碳排放量，對相關產業的碳減排具有重要意義。

參考文獻：

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