基于STIRPAT模型的碳排放重組效應分析①
——以桂滇黔區域為例

廣西師范大學 潘 敏

基于STIRPAT模型的碳排放重組效應分析①
——以桂滇黔區域為例

廣西師范大學 潘 敏

本文以廣西、云南、貴州區域改革開放以來的相關數據為基礎，基于STIRPAT模型，分析影響該區域碳排放的因素，實證分析發現所選取經濟發展水平、能源利用效率、能源強度、投資規模等因素指標對人均碳排放具有顯著的正方向影響，在驗證長期庫茨涅茲曲線假說中，發現該區域呈現為“N”型，出現了重組效應，在此，根據研究結果提出適宜的減排方案。

桂滇黔 碳排放 STIRPAT模型 重組效應

1 研究背景

廣西、云南、貴州(以下簡稱桂滇黔)區域是西部發展的重要領域，在國家政策的引導之下，桂滇黔區域正處在經濟、基礎設施建設快速發展時期。從歷史經驗來看，經濟發展需要大量的化石能源，而化石能源消耗的增加會導致二氧化碳大量排放。因此，基于桂滇黔區域的碳排放，對碳排放與經濟發展之間存在的規律進行研究，探索其節能減排的策略，對桂滇黔區域大力發展經濟的同時，又能有效地控制CO2的排放，對實現碳排放減排要求具有重要的現實意義。對國內外文獻進行研究發現，采用環境庫茲涅茨曲線討論環境污染與經濟增長之間關系的研究較為成熟。環境庫茲涅茨曲線是美國經濟學家G.Grossman和A.Kureger(1992)對三種環境質量指標與收入之間的關系進行研究，由此發現了環境污染與經濟增長之間呈現出倒U型的關系。Bruyn和opschoor(1997)通過對19個國家的EKC曲線趨勢進行研究時發現，部分國家環境壓力指數隨收入的增加有重新上升的趨勢，呈現為N型。隨后Friedl和Getzner(2003)等人發現，經濟發展指標與碳排放指標呈N型發展趨勢，即收入水平較高時，會再次增加對資源的使用量。鑒于對于桂滇黔地區碳排放的研究文獻數量較少，以桂滇黔區域作為研究對象，研究以西部大開發為背景下的區域經濟發展和碳排放的關系，主要考察其庫茲涅茨曲線(CKC曲線)的類型，以及對碳排放的影響的分析。

2 桂滇黔地區現狀研究

西部大開發以來，桂滇黔區域發展較為迅速，區域經濟呈現蓬勃發展的態勢，GDP年均增長率均超過了10%。在經濟高速發展的同時，桂滇黔區域能源消費總量持續快速增長；從能源消費結構中看，煤炭仍然占據了很高的比例，火力發電是主要的能源供應，對煤炭等一次性能源的依賴性較高，對新能源的開發不足；從能源強度方面看，桂滇黔區域的能源強度都經歷了先升高，后降低的過程，但仍然偏高。總的來說，桂滇黔區域經濟發展方式效果轉變有限，能源利用效率所涉及的工業調整、技術進步以及管理升級都有待提高。在推動社會經濟快速發展的同時，注重環境保護，以低碳經濟為發展目標是必然的選擇。

3 實證分析過程

3.1 模型構建

Dietz等(1997)對Erlich和Holden(1971)IPAT模型進行了修改，提出了人口、富裕和技術的隨機回歸影響的STIRPAT模型，允許學者根據各自研究特點進行相應的改進和調整，即：

其中，I、P、A、T分別表示環境壓力、人口數量、富裕度和技術，e為模型誤差。

在本文中，根據研究區域的特征，對變量改進調整，用人均投資規模衡量替代人口規模，用I來表示；用人均GDP來衡量富裕程度，用Y表示，為了驗證是否存在環境庫茲涅茨假說，將其分解成為一次項，二次項和三次項；使用單位GDP的能源消耗衡量節能減排技術水平，用E表示；加入衡量能源消費碳強度的指標ES(即標準煤的能源消耗量比上碳排放量)。

選用人均碳排放作為被解釋變量，對相關變量做對數化處理，系數代表的意義為彈性系數，考慮到影響因素中存在一定的滯后效應，在模型中引入滯后項，采用動態模型進行分析。構建動態面板模型如下：是自然對數，CO2代表的是人均碳排放量，并且用其自然對數表示，μ代表的是隨機擾動項。

3.2 實證檢驗與分析

選取桂滇黔三地區從1978年至2010年的面板數據，在模

型中引入了被解釋變量的滯后項。為了避免偽回歸，采用LLC檢驗和ADF檢驗，對數據進行了單位根檢驗，結果表明，所有變量一階差分平穩，滿足協整條件。同時，對面板數據檢驗發現存在固定效應。

表1 變量面板單位根檢驗

根據數據樣本特點，采用回歸殘差的協整檢驗。運用混合多元回歸模型POOL EGLS進行面板協整回歸，對殘差進行單位根檢驗結果見表2。可以判斷，殘差的水平值沒有單位根，是平穩的。可以得出各個變量之間存在長期協整關系。

表2 面板殘差協整檢驗

從得到的結果來看，R平方值為0.99，模型的擬合程度較高。四個影響因素對人均碳排放的影響具有顯著的正向影響，影響程度由大到小依次為經濟發展水平、能源利用效率、能源強度、投資規模。可以看出，造成碳排放加速增長的主要因素依然是經濟拉動，這也說明了目前經濟發展嚴重依賴能源的大量消耗。

影響因素分解的分析結果表明，二氧化碳的滯后期變量對碳排放的影響系數為正數，說明CO2的前一期排放量對當期排放是正相關的，是一個持續累積、動態變化的過程。能源消費結構ES與人均碳排放成顯著正相關關系，也證明了以煤炭作為主要能源是碳排放量增長迅速的原因。投資規模的系數為正，說明隨著投資規模的增加，碳排放量顯著上升。可見當前的投資處在技術較低的領域，即以消耗能源為經濟發展做貢獻這種粗放型經濟增長方式上。因此，桂滇黔區域單位GDP的能耗量會導致碳排放的增加。

重組假說認為：經濟增長與環境壓力之間的關系，在長期呈現為“N”型的發展關系。也就是說經濟發展到一定水平時，經濟的增長會促進環境污染程度的降低，但隨著經濟增長到較高水平之時，環境污染會出現惡化，這就是重組效應。在驗證是否存在庫茲涅茨假說，發現人均GDP的指標一次項和三次項系數為正，二次項系數為負，這一數值說明EKC曲線呈現出“N”型走勢。與何小剛、張耀輝(2012)對全國工業碳排放的研究結果一致。

4 結論與建議

4.1 主要結論

對桂滇黔三省的碳排放進行面板數據分析，結果表明：桂滇黔區域人均碳排放和人均GDP之間呈現“N”型發展趨勢。分析影響碳排放的因素發現，經濟增長是以消耗能源和污染環境為代價的。減排技術、能源效率等方面的綠色技術沒有達到趨同的發展步伐。從長遠來看，調整以煤炭為主的傳統能源結構，大力開發和使用清潔能源，可以有效減少桂滇黔區域碳排放量，實現“低碳化”發展。

4.2 政策建議

根據實證分析，從以下兩個方面提出政策建議。

一是結合桂滇黔區域要素稟賦，利用優勢互補加強省域之間的交流與合作，積極引進優勢產業轉移，形成區域間產業鏈，探索建立多元化的管理機制，提倡多方信息共享，實現區域經濟一體化發展。

二是加快開發、推廣新型能源和可再生能源，擴大太陽能、水能等可再生能源的利用，提高核電供電比重，推廣清潔能源，限制高耗能產業進入，提高能源效率，改善高碳能源結構。

[1] Grossman，G．M．，A．B．Krueger．Environmental Impacts of a North American Free Trade Agreement[J]．Woodrow Wilson School，Princeton，N．J．1992，110(2)．

[2] De Bruyn S M，Opschoor J B．Developments in the Throughout-Income Relationship：Theoretical and Empirical Bservations[J]．Ecological Economics．1997，20(3)．

[3] Birgit Friedl，Michael Getzner．Determinants of CO2 emissions in a small open economy[J]．Ecological Economics，2003，45(1)．

[4] Dietz T，Rosa E A．Effects of population and affluence on CO2 emissions[J]．Proceedings of the Natl Acad of Sciences USA，1997，94(1)．

[5] Ehrlich PR，Holdren JP．Impact of population growth[J]．Science，1971，171．

[6] 何小剛，張耀輝．中國工業碳排放影響因素與CKC重組效應——基于STIRPAT模型的分行業動態面板數據實證研究[J]．中國工業經濟，2012(01)．

F205

A

2096-0298(2015)04(a)-117-02

廣西碩士研究生科研創新項目“桂滇黔碳排放重組效應的STIRPAT模型分析”(YCSW2013052)，負責人：潘敏。

潘敏(1987-)，女，漢族，湖北黃岡人，廣西師范大學碩士研究生，主要從事低碳經濟研究。