低碳城市測度指標體系構建與實證

劉 駿，胡劍波，羅玉蘭

（貴州財經大學a.管理科學與工程管理學院b.國際經濟學院，貴陽550025）

在全球氣候變化的大背景下，低碳城市已成為未來城市可持續發展的必然選擇。然而，當前我國低碳城市仍然停留在“概念”層面，政府、企業等決策部門以及普通大眾難以把抽象的低碳城市內涵推進到可操作的層面，導致城市低碳化程度難以量化。鑒于此，本文將試圖構建一套指標體系，用以定量測度低碳城市的建設成效。通過本研究，一方面從理論上為評估低碳城市提供普適性的指標體系；另一方面，通過實證分析找出不同低碳城市間的特點和差距，為加快低碳城市建設提出對策建議，以達到“以評促建”的作用。

1 低碳城市測度指標體系構建

基于低碳經濟理論中的碳源—碳匯分析框架提出了指標體系設計思路，建立起一套低碳城市測度指標體系。

1.1 指標體系設計思路

在低碳經濟理論中，將向大氣中排放二氧化碳的活動稱之為“碳源”，將從大氣中清除二氧化碳的活動定義為“碳匯”，碳源—碳匯分析框架的意義在于首次以“碳”為橋梁在人與自然間建立了一個碳釋放與吸收的平衡機制。而低碳城市也是低碳經濟理論的重要組成部分，它探究的是在城市這樣一個人類生產生活集中的空間范圍的碳排放和碳吸收問題。因此，要測度低碳城市發展水平，可以從城市碳源與城市碳匯的動態作用機制來進行。

城市是生產和消費的主要場所，是人口、產業、市場聚集的重要載體。隨著產品的大量生產和人口的快速涌入，城市碳源（主要是生產、交通、建筑與居民生活三大碳源）釋放的二氧化碳將大幅增加，另一方面，城市也包含著森林、綠地兩大碳匯資源，可以清除大氣中的二氧化碳。從碳源—碳匯角度來看，低碳城市的建設就是盡力減少碳源而增加碳匯的過程，如圖1所示。

圖1 碳源—碳匯分析框架下的低碳城市

通過上述分析可發現，城市低碳程度的高低歸根結底可以從碳源與碳匯兩方面進行評估，故本文從目標層、標準層、因素層、指標層設計低碳城市測度指標體系，見圖2。

圖2 低碳城市測度指標體系設計思路

1.2 指標體系的確立

根據指標體系設計思路和指標選取原則，本文確定了低碳城市測度指標體系如表1所示，該指標體系由13項指標構成。需要說明的是，依據前述分析“低碳城市的建設就是盡力減少碳源而增加碳匯的過程”，我們所構建的指標體系應當考慮指標的正負性，碳源指標都是會對低碳城市發展產生負面作用的，所以應為負向指標，而碳匯指標應為正向指標。

低碳城市測度指標體系中各指標具體解釋如下：

（1）生產碳源因素的指標。能源強度（X1）指最終能源使用量與生產總值之比，它是用于對比不同地區能源綜合利用效率的最常用指標之一，單位為“噸標準煤/萬元”，反映了單位GDP能耗，該指標的絕對值越小說明生產低碳化程度越高；碳排放強度（X2）是碳排放量與GDP的比值，它反映的是每生產一萬元的產品所釋放出來的二氧化碳，在低碳城市追求“零排放”的前提下，碳排放強度絕對值越小越低碳；由于工業生產是碳排放的大戶，所以單位工業GDP的碳排量（X3）指標十分重要，它表征的是每生產一萬元工業產品排出的二氧化碳；因為煤炭是工業生產的主要燃料，而煤炭燃燒后會產生大量二氧化硫污染環境，因此單位工業GDP的二氧化硫排量（X4）也是重要測度指標之一。

表1 低碳城市測度指標體系

（2）交通碳源因素的指標。汽車尾氣是《哥本哈根協議》中認定的主要碳源，每百人私家車擁有量（X5）可以反映城市中人們出行的低碳化程度；由于天然氣、甲醇等清潔能源汽車可以大幅降低尾氣中碳排放量，因此使用清潔能源汽車是未來低碳交通的發展趨勢，但目前清潔能源汽車尚未普及，故可用非清潔能源汽車占比（X6）來反映交通碳源；人均交通運輸碳排量（X7）可以反映交通碳源釋放二氧化碳的總體狀況，若是用交通運輸碳排總量則會受到城市規模大小的影響，無法體現出本指標體系的可比性。

（3）建筑與居民生活碳源因素的指標。綠色建筑是城市節能減排的重要場所，也是將來低碳城市建設的重點領域，但從我國現在的建筑工程來看，能達到綠色建筑標準的微乎其微，故此處用非綠色建筑占比（X8）來反映；照明、家電、生活熱水等消耗大量能源，是居民生活中最主要的碳排放來源，因此用居民人均生活用電量（X9）表征目前的生活碳源。

（4）森林碳匯因素的指標。森林碳匯可通過積極推動人工植樹造林得以增加，每百人植樹造林面積（X10）這一指標能夠很好地反映低碳城市的碳中和能力；森林覆蓋率（X11）可以隨著植樹造林面積的增長而增長，也能隨砍伐面積的擴大而減小，可動態反映低碳城市的森林碳匯變動情況。

（5）綠地碳匯因素的指標。綠地碳匯是城市內部最重要的碳匯，其能夠發揮強大的吸碳固碳作用，綠地面積占城區總面積比例（X12）反映出綠地碳匯在宏觀城市空間中的總體概況，而人均綠地面積（X13）則反映了綠地碳匯在微觀層面的狀況，同時還避免了城市規模和人口總量的影響，確保大中小各種規模城市具有可比性。

2 我國36個試點低碳城市測度的實證

目前國家正式批準的試點低碳城市共有36個，這些城市到底有多低碳，其低碳化發展程度如何，有哪些值得注意和改進的地方，這些問題都有賴于用本文構建的指標體系進行定量測算。

2.1 數據收集與標準化

原始數據來自于2013年的《中國統計年鑒》、《中國城市統計年鑒》、《中國環境統計年鑒》以及《廣東統計年鑒》、《廣州統計年鑒》等各省市地方統計年鑒。

因為13項指標原始數據的量綱各不相同，有的還相差上百倍，為了避免計算結果誤差過大，應當對原始數據進行標準化處理。此處考慮到要將36個低碳城市進行對比，故采用極值法進行標準化，先確定各個指標序列的最大值和最小值，用每一個指標原始值減去所在序列的最小值再除以最大值與最小值之差，得到36行13列共468個原始數據的標準化值（由于篇幅有限，數據略）。

2.2 指標權重計算公式

熵值法是一種依據指標數值客觀確定權重的方法，特別適用于多重指標合成的指標體系，故此處利用熵值法計算指標權重。

設uij為第i行j列指標值，m為行數，k為列數，fj、pj分別為第j列標準化數據的權重值、熵值，A表示指標取值為正號或負號，則有

式（1）和式（2）即為指標權重計算公式。

2.3 測度結果及分析

2.3.1 三十六個試點低碳城市測度結果

將標準化值代入加權平均公式（式（3）），當g=1且h=13時，可分別得到36個試點城市的低碳城市指數如表2所示。

當g=1且h=4、g=5且h=7、g=8且h=9、g=10且h=11、g=12且h=13時，可分別計算得到36個城市的生產碳源、交通碳源、建筑與居民生活碳源、森林碳匯、綠地碳匯的值見表2所示。

從低碳城市指數來看，廈門的低碳城市水平最高，指數值是0.919，而濟源的水平最低，指數值僅為0.258。從碳源方面來說，廈門的生產碳源、交通碳源、建筑與居民生活碳源分別為 0.052、0.313、0.127，而濟源的是 0.802、0.295、0.762，相比之下三大碳源對廈門的負面影響較小；從碳匯方面來看，廈門的森林碳匯、綠地碳匯分別是0.865、0.874，濟源的是0.693、0.426，說明廈門森林和綠地碳匯發揮的正面作用大，有力地推動了低碳城市的建設。

表2 我國36個試點低碳城市的測度結果（按照低碳城市指數值由高到低排名）

2.3.2 基于聚類分析的結果討論

下面利用表2中36個城市的生產碳源、交通碳源、建筑與居民生活碳源、森林碳匯、綠地碳匯計算值來進行聚類分析，以明確各類低碳城市的特點。

本文采用“層次聚類分析”中的“Q型聚類”，通過SPSS11.0軟件自動聚為五類，而聚為一類的城市在排序上仍然具有一定連續性，基本與排序情況吻合。

（1）第一類：廈門、蘇州、青島、杭州、寧波、北京、上海、深圳、天津、保定、武漢，這一類都是生產碳源計算值較小的。該類城市的生產碳源值皆在0.1以下，其中，北京生產碳源值最小（0.041），說明這類城市低碳化發展受到的來自生產碳源的負面影響較小。同時我們還發現該類城市的排名大多靠前，這主要是因為生產碳源為碳排放最大源頭，只要控制好它則城市低碳化勢必加速實現。

（2）第二類：重慶、南昌、廣州、溫州、石家莊，這五個城市的交通碳源計算值較大，都在0.6以上，其中廣州更是高達0.708。交通運輸目前已成為城市增長最快的碳排放來源，隨著城市建成區的迅速擴大以及非緊湊式發展，居住區與工作區的距離越拉越大，直接導致私家車數量激增，尤其是在清潔能源交通工具尚未普及的背景下，人們出行低碳化壓力越來越大。

（3）第三類：景德鎮、金昌、鎮江、遵義、廣元、吉林、贛州、秦皇島、池州、淮安，該類城市的建筑與居民生活碳源值較大，都在0.5以上，其中以贛州最高（0.601）。這一類城市低碳化最大的困難來自于建筑節能減排以及居民家庭炊事和家電耗能。

（4）第四類：桂林、昆明、大興安嶺、呼倫貝爾、貴陽、南平，這六個城市的森林碳匯和綠地碳匯計算值都較大（0.8以上），其中森林碳匯、綠地碳匯最高的分別是大興安嶺（0.978）、呼倫貝爾（0.982）。碳匯作為低碳城市構建的基礎，有效地降低了大氣中溫室氣體的濃度，大量的森林和綠地不但可以保護生態環境，更能進行碳捕獲與碳固化。

（5）第五類：晉城、烏魯木齊、延安、濟源，這些城市排名都在最后面，不但碳源計算值大，而且碳匯計算值小，屬于低碳城市建設成效最差的地區。

3 政策建議

對低碳城市進行聚類分析，有利于政府決策部門對各個類別的城市制定有針對性的政策和措施，更好地推進我國城市低碳化進程。

（1）對于廈門、蘇州、青島、杭州、寧波、北京、上海、深圳、天津、保定、武漢等城市來說，其在降低生產碳源方面成效突出，生產低碳化水平已經相當高了，未來可重點從交通、建筑與居民生活碳源領域挖掘節能減排潛力。

（2）重慶、南昌、廣州、溫州、石家莊五個城市的低碳化重點應放在交通運輸領域，通過大力發展地鐵、輕軌、城際快車等公共交通網絡以及推廣新能源車等措施，減少交通碳排放。

（3）針對景德鎮、金昌、鎮江、遵義、廣元、吉林、贛州、秦皇島、池州、淮安等建筑與居民生活碳源較突出的城市，可以從兩方面入手推進低碳發展，一方面大力推廣綠色建筑標準和節能環保建材，另一方面加強低碳生活理念的宣傳，鼓勵居民從日常的衣食住行上自覺踐行低碳生活方式。

對于桂林、昆明、大興安嶺、呼倫貝爾、貴陽、南平六個碳匯豐富的城市，應盡可能保護好森林和綠地資源，同時采取相應措施減少各類碳源，努力保持碳匯大于碳源的良好局面。

（4）針對排名靠后的晉城、烏魯木齊、延安、濟源，未來應做好低碳城市發展的戰略規劃，把生產、交通、建筑與居民生活三大碳源的低碳規劃真正納入城市整體規劃之中，發展低碳產業結構體系，提高能源利用效率，推行綠色交通，促進市區建設向低碳轉型，引導居民低碳消費，大力提倡植樹造林和屋頂綠化，以加速城市低碳化發展。

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