漢江流域碳排放研究

王 蕭，孫小舟，周佳敏

(湖北文理學(xué)院 地理系，湖北 襄陽 441053)

?

漢江流域碳排放研究

王 蕭，孫小舟，周佳敏

(湖北文理學(xué)院 地理系，湖北 襄陽 441053)

漢江流域是我國經(jīng)濟發(fā)展最為活躍的地區(qū)之一，研究碳排放對流域經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級具有科學(xué)借鑒和實踐指導(dǎo)意義，研究參考IPCC《國家溫室氣體排放清單指南》方法對漢江流域的碳排放進行了計算分析。結(jié)果表明：(1)碳排放強度從2005年的3.8降到了2014年的1.98，GDP的增長對碳排放依賴逐漸降低；但排放總量繼續(xù)增加，減排任務(wù)依然嚴(yán)峻；(2)碳排放變異系數(shù)過高并呈現(xiàn)波動上升的趨勢，漢江流域城市之間碳排放量差異較大，經(jīng)濟發(fā)展不平衡;(3)積極引導(dǎo)經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)型，走低碳綠色發(fā)展之路，是實現(xiàn)漢江流域經(jīng)濟-社會-環(huán)境友好發(fā)展的必然選擇。

碳排放；漢江流域；變異系數(shù)；地級市

0 引言

近年來，低碳減排、綠色可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為全球共識。對碳排放的研究也受到了國內(nèi)外民眾、政府和學(xué)者的高度關(guān)注，研究成果豐富。學(xué)者對中國及各省區(qū)碳排放進行核算、預(yù)測、空間差異分析[1-7]。也有部分學(xué)者對區(qū)域碳排放量主要進行三個方面的研究：一是以單個省級行政區(qū)為尺度進行研究，宋佩珊[8]和趙敏[9]分別對內(nèi)蒙古和上海的碳排放量做了估算；二是以自然地理分區(qū)為尺度，胡劍鋒等[10-12]研究了長江三角洲地區(qū)的碳排放特征，對長江三角洲碳排放和經(jīng)濟增長、能源消耗作了關(guān)聯(lián)分析，得出了碳排放與能源消耗存在雙向的因果關(guān)系，并以實證分析探討區(qū)域發(fā)展目標(biāo)。楊勇[13]分行業(yè)、分省區(qū)、分時段對長江流域各省市碳排放量及減排進行研究；三是以傳統(tǒng)上劃分的中國七大區(qū)域為尺度進行研究，黃蕊[14]對中部六省各省的能源碳排放量進行特征分析，并預(yù)測了各省碳排放高峰出現(xiàn)的時間，朱翔[15]對中部低碳經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿M行研究并提出相應(yīng)的建議。Geng[16]對我國七大區(qū)域碳排放量進行了分析。以上研究雖然是以區(qū)域進行研究但仍然局限于以省級為最小單位。對以二級流域、地級市、縣級市為單位的碳排放量研究仍然不足。

研究以漢江流域為案例區(qū)，對近10年來漢江流域地級市(省轄市、自治州)碳排放統(tǒng)計數(shù)據(jù)年變化特征進行分析，找出各地區(qū)碳排放的差異性特征，提出可行性的區(qū)域減排建議。

1 漢江流域區(qū)域位置概述

漢江是長江最大的支流，發(fā)源于陜西省秦嶺南麓，干流流經(jīng)陜西湖北兩省，在武漢市匯入長江，全長1577km，漢江流域位于北緯30°8′～34°11′，東經(jīng)106°12′～114°14′，位于我國南北過渡地帶，亞熱帶季風(fēng)氣候顯著。流域森林覆蓋率高；磷、鈦、釩、銀等礦產(chǎn)資源豐富。南襄盆地、漢中盆地是我國中部重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)。流域沿岸城市面積19104km2。漢江流域沿岸城市陜西省的漢中市、安康市、商洛市，河南省的南陽市，湖北省內(nèi)的十堰市、神農(nóng)架林區(qū)、襄陽市、荊門市、孝感市、天門市、潛江市、仙桃市、武漢市等三省14個地級市(林區(qū)、省轄市)。流域人口5400萬(2014年)。漢江流域位于我國中部地區(qū)，橫跨中西，承接南北，既是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要紐帶，又是南水北調(diào)中線工程的源頭，具有重要戰(zhàn)略地位。

圖1 漢江流域區(qū)域位置Fig.1 Area location of the Han River Basin

2 數(shù)據(jù)來源以及方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文以漢江流域地區(qū)3省14個地級市為研究對象，參考IPCC《國家溫室氣體排放清單指南》，將各構(gòu)成要素均折算成標(biāo)準(zhǔn)煤，對該地區(qū)2005—2014年的CO2碳排放量進行核算，并分析其空間的差異，各地單位GDP能耗、地區(qū)生產(chǎn)總值、人口數(shù)量來自于《陜西統(tǒng)計年鑒》、《湖北統(tǒng)計年鑒》、《河南統(tǒng)計年鑒》。

2.2 方法

1. CO2排放計算：依據(jù)鄂豫陜?nèi)?005—2014年統(tǒng)計年鑒提供的各個地級市(林區(qū)、省轄市)的單位GDP能耗量、能源消耗量，進行計算，公式如下

C=E×G×K

(1)

式中C為碳排放總量，單位為噸碳(tC)；E為萬元單位GDP能耗，單位為(tC/萬元)；G為地區(qū)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)，單位為(億元)；K為標(biāo)準(zhǔn)煤折CO2排放系數(shù)[17]

2. 碳排放量的變異系數(shù)：表示地理數(shù)據(jù)的相對變化(波動)程度，公式如下

(2)

3. 能源消耗強度：能源消耗強度ψ是地區(qū)能源消耗量與地區(qū)生產(chǎn)總值之比，單位為(tC/104元)公式如下：

(3)

4. 人均碳排放量：人均碳排放量τ是地區(qū)碳排放量與地區(qū)人口之比，單位為(tC/人)，公式如下：

(4)

式中P為漢江流域城市的總?cè)丝凇?/p>

3 結(jié)果分析

3.1 GDP和碳排放之間的關(guān)系

2005—2014年漢江流域的GDP增加了4.13倍(圖2)，CO2排放量增加了2.15倍，說明隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，碳排放量也在快速增加，但經(jīng)濟增長的幅度高于碳排放的增長幅度，說明漢江流域經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變?nèi)〉弥卮筮M展，綠色增長已成為政府和民眾的追求，再加上中央對地方的考核已不唯GDP論英雄，南水北調(diào)工程要向受水區(qū)提供優(yōu)質(zhì)水資源，在多種因素的影響下，漢江流域碳排放總量增長幅度逐年下降。

圖2 2005—2014年漢江流域碳排放總量和GDPFig2 Total carbon emissions and GDP in area of the Han River Basin during 2005—2014

3.2 碳排放強度變化

2005—2014年人均碳排放量呈大幅度增長趨勢(圖3)，其中在2008—2009年和2010—2011年呈下降趨勢主要是由于“十一五”的完成，“十二五”的開始，國家和省更加重視經(jīng)濟質(zhì)量，制定了降低能耗的嚴(yán)格措施和政策。

2011—2014年又呈現(xiàn)增長趨勢，主要是由于地區(qū)GDP快速的增長，而人口數(shù)量變化不大所致；碳排放強度曲線顯示了漢江流域地區(qū)的碳排放強度由2005年的3.7969tC/104元下降到2014年的1.9809tC/104元，約下降了1.92倍。這表明漢江流域積極執(zhí)行國家發(fā)展綠色經(jīng)濟戰(zhàn)略，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展道路，走低碳經(jīng)濟發(fā)展之路取得明顯效果。

圖3 2005—2014年漢江流域碳排放強度和人均碳排放量Fig3. carbon intensity and per capita carbon emissions in area of the Han River Basin during 2005-2014

圖4 漢江流域碳排放變化Fig.4 Changes of emissions of the Han River Basin

3.3 時空分析

2005—2014年漢江流域的碳排放時間、空間格局發(fā)生了很大的變化(圖4)：

1.從時間來看：10年來區(qū)域碳排放量整體上呈現(xiàn)上升趨勢，其中2005年到2008期間各城市碳排放量增長速度較快，2008年到2011年，增長速度減慢， 2011年到2014年，碳排放量明顯增加。

2.從空間上看： 武漢，襄陽，南陽三市工業(yè)基礎(chǔ)好，碳排放量基數(shù)大，增長速度快，一直位于地區(qū)碳排放量的前三位，與其他城市發(fā)展差距過大。其中武漢作為華中區(qū)域中心城市，碳排放量穩(wěn)居流域碳排放量榜首地位；豫西南區(qū)域中心城市南陽市2005-2010年碳排放量增長很快，在2011年出現(xiàn)大幅度的下降，2011之后年出現(xiàn)小幅度的回升； 作為湖北省域副中心城市的襄陽市在2010年之前，和南陽市碳排放量不相上下，2011年之后襄陽碳排放量快速增長，成為僅次于武漢的第二大碳排放城市。

十堰、荊門、孝感、漢中四市CO2碳排基數(shù)較弱，保持著較為勻速的發(fā)展，其中荊門和十堰相對于孝感CO2波動較大。

隨州、仙桃、天門、潛江、安康、商洛等六市碳排放基數(shù)偏低，經(jīng)濟發(fā)展較為平穩(wěn)，碳排放一直保持著較為勻速的增長。

神農(nóng)架林區(qū)碳排放量總量少，排在14個地級市的最后，幾乎不增長，主要是因為神農(nóng)架為自然保護區(qū)，以旅游業(yè)為主。

圖5 2005-2014年漢江流域碳排放總量的變異系數(shù)Fig.5 Variation coefficient of total amount of carbon emission in the Han River Basin during 2005—2014

3.4 變異系數(shù)分析

從圖5，表1可知：

1.變異系數(shù)反映了數(shù)據(jù)的離散程度，數(shù)值越高，離散程度越大。圖5變異系數(shù)較高(大于1)，也就是說漢江流域沿岸各城市之間碳排放總量差異比較大。

2.在2005—2014年期間，碳排放量變異系數(shù)出現(xiàn)了兩個明顯的下降趨勢，第一個是在2006—2007年，第二個在2012—2013年。

3.變異系數(shù)總體上呈現(xiàn)波動上升的趨勢。說明了漢江流域各城市碳排放總量的差異在不斷的拉大，間接反映了漢江流域區(qū)域資源、經(jīng)濟社會等資源差異較大，地區(qū)之間的經(jīng)濟發(fā)展的不均衡。

表1 14個城市碳排放量

4 結(jié)論與討論

1.漢江流域碳排放量不斷增加，碳排放強度呈逐年下降趨勢。說明了流域經(jīng)濟結(jié)構(gòu)在不斷的調(diào)整優(yōu)化，

2.變異系數(shù)過大，并呈現(xiàn)波動上升，說明漢江流域各城市之間經(jīng)濟發(fā)展差距較大，加快建設(shè)以襄陽為中心的漢江流域經(jīng)濟生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)機構(gòu)，同時配合湖北省的“兩圈兩帶”，加強跨區(qū)域合作，協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟生態(tài)良好的發(fā)展。充分發(fā)揮漢江流域大學(xué)聯(lián)盟的作用。

3.在經(jīng)濟形勢下滑，對環(huán)境質(zhì)量越來越嚴(yán)格的情況下，各地區(qū)要發(fā)揮主觀能動性，挖掘地區(qū)優(yōu)勢，找好自我定位，因地制宜，走出具有地域特色的新路子。其中：

隨州、荊門兩市在協(xié)同襄陽、十堰構(gòu)建汽車零部件走廊的同時，積極挖掘自身優(yōu)勢，共促鄂西生態(tài)文化旅游圈的蓬勃發(fā)展。

神農(nóng)架林區(qū)，繼續(xù)以其獨特的林區(qū)身份為流域生態(tài)建設(shè)做出貢獻，在不破壞生態(tài)的前提下適當(dāng)發(fā)展林木加工業(yè)、旅游業(yè)。

襄陽市作為湖北省域副中心城市，鄂西生態(tài)文化旅游圈的中心城市。襄陽在探索中不斷調(diào)整城市定位，將為大力推動襄陽市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，為建設(shè)綠色襄陽，宜居襄陽，漢江流域中心城市，推動漢江流域的生態(tài)化，可持續(xù)化做出重要的貢獻。

武漢、天門、仙桃、潛江、孝感等屬于武漢城市圈，其中武漢市作為中部特大城市，當(dāng)之無愧的成為了漢江流域城市領(lǐng)頭羊，并以強大的輻射能力帶動周邊地區(qū)的快速發(fā)展。不僅經(jīng)濟要發(fā)展，節(jié)能減排也要領(lǐng)頭，為推動漢江流域下游的生態(tài)經(jīng)濟可持續(xù)，做出貢獻。

陜南的漢中、安康、商洛相對與漢江流域其他城市經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱，地理位置相對較差，旅游資源較為豐富，發(fā)展旅游業(yè)取長補短彌補第二產(chǎn)業(yè)的不足。

十堰、南陽是南水北調(diào)中線工程主要水源地，既要保護好水源地生態(tài)環(huán)境，又要保持經(jīng)濟增長，需要兩市找準(zhǔn)發(fā)展定位，協(xié)調(diào)環(huán)境與經(jīng)濟二者關(guān)系，實現(xiàn)經(jīng)濟與生態(tài)一體化發(fā)展。

另外，武漢市作為中部特大城市，對各項指標(biāo)影響較大。但是武漢對天門、仙桃、潛江、孝感漢江流域城市發(fā)展作了很大貢獻，故應(yīng)該考慮在內(nèi)。

[1]Auffhammer M, Carson R T. Forecasting the Path of China’S CO2Emissions: Offsetting Kyoto-and then some[R]. University of California, Berkeley. 2006.

[2]Chen W, Wu Z, He J, et al. Carbon Emission Control Strategies for China: A Comparative Study with Partial and General Equilibrium Versions of the China MARKAL Model[J]. Energy,2007, 32(1): 59-72.

[3]孫建衛(wèi)，趙榮欽，黃賢金，等. 1995—2005 年中國碳排放核算及其因素分解研究[J]. 自然資源學(xué)報, 2010, 25(8): 1284-1295.

[4]朱永彬，王錚，龐麗，等. 基于經(jīng)濟模擬的中國能源消費與碳排放高峰預(yù)測[J]. 地理學(xué)報, 2009, 64(8): 935-944.

[5]渠慎寧，郭朝先. 基于 Stirpat 模型的中國碳排放峰值預(yù)測研究 [J]. 中國人口·資源與環(huán)境, 2010, 20(12): 10-15.

[6]劉占成，王安建，于汶加，等. 中國區(qū)域碳排放研究[J]. 地球?qū)W報, 2015(05): 110-115.

[7]王卉彤，王妙平. 中國 30 省區(qū)碳排放時空格局及其影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析[J]. 中國人口資源與環(huán)境, 2011, 21(7): 140-145.

[8]宋佩珊，計軍平，馬曉明. 廣東省能源消費碳排放增長的結(jié)構(gòu)分解分析[J]. 資源科學(xué), 2012, 34(3).

[9]趙敏，張衛(wèi)國，俞立中. 上海市能源消費碳排放分析[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2009, 22(8): 984-989.

[10]胡劍鋒，馬詩慧. 區(qū)域低碳經(jīng)濟發(fā)展目標(biāo)及實施方案——以長三角地區(qū)為例[J]. 財經(jīng)研究, 2012(3): 82-93.

[11]蔡博峰，王金南. 長江三角洲地區(qū)城市二氧化碳排放特征研究[J]. 中國人口資源與環(huán)境, 2015, 25(10): 45-52.

[12]謝守紅，牛水霞. 長江三角洲碳排放和經(jīng)濟增長, 能源消耗的關(guān)聯(lián)分析[J]. 工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟, 2013(12): 86-92.

[13]楊勇，包菊芬. 長江流域碳排放量的測算及減排研究[J]. 湖北理工學(xué)院學(xué)報(人文社會科學(xué)版), 2015, 32(4): 39-44.

[14]黃蕊，王錚，劉慧雅，等. 中國中部六省的碳排放趨勢研究 [J]. 經(jīng)濟地理, 2012, 32(7): 12-17.

[15]朱翔，范翹，趙先超. 中部地區(qū)低碳經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿Ρ容^研究[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版), 2014, 14(3): 128-136.

[16]Geng Y, Tian M, Zhu Q, et al. Quantification of Provincial-Level Carbon Emissions From Energy Consumption in China[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2011, 15(8): 3658-3668.

[17]張金萍，秦耀辰，張麗君，等. 黃河下游沿岸地市CO2排放的時空分異[J]. 地理研究, 2012, 31(12): 2229-2239.

[責(zé)任編輯：江雪]

Research on the Carbon Emissions in the Han River Basin

WANG Xiao，SUN Xiao-zhou ，ZHOU Jia-min

(Geography Department, Hubei University of Arts and Science，Xiangyang 441053， China)

The Han River Basin is one of the most active areas in China's economic development,The study of carbon emission provides a scientific reference and practical guidance for the economic transformation and upgrading of the river basin. The carbon emission in the Han River Basin was calculated and analyzed by using the method of IPCC " Guidelines for National Greenhouse Gas Invento-ries" The results showed that: (1) carbon intensity in 2005 is from 3.8 down to 1.98 in 2014, GDP growth gradually reduce dependence on carbon emissions; but emissions continue to increase, reduction task is still grim; (2) Carbon Variation coefficient is too high and fluctuated upward trend in carbon emissions between in Han River basin city quite different, uneven economic development. (3) Actively guide the transformation of economic development, low carbon green development is to achieve in Han River basin, economy - society - environment-friendly development is the inevitable choice.

Carbon emission;Hanjiang River Basin;Coefficient of variation;Prefecture level city

2016-05-22

湖北省科技創(chuàng)新團隊計劃項目(T201314)

王蕭(1996-)，男，湖北老河口人，主要從事區(qū)域地理研究;孫小舟(1978-)，男，博士，副教授，主要從事資源開發(fā)與區(qū)域發(fā)展研究。

F119.9

A

1671-5330(2016)05-0109-6