基于DPSIR模型的長沙市低碳經濟發展水平變化評價

李民，鄧楚雄，謝炳庚，劉彬斌，雷國強（湖南師范大學資源與環境科學學院，湖南 長沙 410081）

基于DPSIR模型的長沙市低碳經濟發展水平變化評價

基于DPSIR模型框架，構建起低碳經濟發展評價指標體系，采用專家打分法、熵權法、線性加權法相結合的方法，對長沙市低碳經濟發展水平變化進行定量評價，探討長沙市低碳經濟發展的路徑。結果表明，長沙市低碳經濟發展水平變化過程中，驅動力子系統評價指數呈穩步上升的發展態勢，由2000的0.040 6上升到2013年的0.166 5；壓力子系統評價指數個別年份有小幅下降，但總體增長趨勢明顯；狀態子系統評價指數持續降低，2013年下降趨勢得以遏制；影響子系統評價指數經歷先降后升的發展階段后，2013年再次回落；響應子系統評價指數經前期的波浪式增減后快速穩步提升。2000-2005年系統綜合評價指數基本穩定在0.36左右，長沙市經濟低碳化經過前期低水平均衡階段后，系統綜合評價指數由2005年的0.380 6持續穩步增長到2013年的0.680 5。研究表明，長沙市低碳經濟發展水平盡管實現了等級跨越，但目前尚處于中高碳經濟發展的起步階段，仍有極大的提升空間。因此，優化產業結構和能源消費結構，倡導低碳生產、生活方式，增加碳匯能力，是長沙市低碳經濟未來發展方向。

低碳經濟；評價指標；DPSIR模型；長沙市

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李民，鄧楚雄*，謝炳庚，劉彬斌，雷國強
（湖南師范大學資源與環境科學學院，湖南 長沙 410081）

隨著全球氣候變暖、生態環境惡化及能源危機等問題的日趨嚴重，發展低碳經濟，促進經濟社會與資源環境的協調可持續發展已成為全球人類的共同訴求，也是未來經濟發展的必然趨勢。低碳經濟是經濟發展的一種重要模式，它具有能源消耗低、環境污染小、碳排放量低等特征。其目的在于通過技術與制度的創新、產業的轉型升級以及研發推廣新能源等多種途徑來提高經濟增長質量，構建新型能源生產、消費結構，減少能源的消耗，降低污染物的排放，實現區域經濟社會與資源環境的可持續發展。長沙是長株潭城市群的首位城市，是長江中游城市群的核心城市之一，發展低碳經濟，創建低碳城市，走資源節約、環境友好、低碳排放之路，對帶動長株潭城市群、推動長江中游城市群低碳經濟發展有著十分重要的現實意義。

目前，學術界對低碳經濟發展水平評價研究尚處于探索階段，因存在不同的視角與衡量標準，故尚未形成比較權威、統一的評價指標體系。呂學都等［1］認為，低碳經濟指標能夠客觀衡量并引導地區低碳經濟發展，但評價指標的選擇要遵循全面、相關、有效、適用、前瞻性原則。唐笑飛等［2］從社會經濟資源基礎、能源消費、碳排放、碳吸收能力和低碳產業發展等5個方面23個評價指標，選取30個省級行政單位的低碳經濟發展水平進行評價和聚類。王怡［3］指出，低碳經濟復雜系統是由社會、資源、經濟和環境4個相互獨立又相互聯系的子系統構成，并從4個子系統中選取36個指標組建了綜合評價指標體系，對2005-2009年中國低碳經濟復雜系統進行動態變化評價。胡林林等［4］從碳排放現狀、碳源控制水平、碳捕獲能力、人文發展水平、城市化水平等方面選取10個評價指標，采用FAHP-TOPSIS法對我國省域低碳發展水平變化進行評價。王喜等［5］基于PSIR模型，選取碳排放強度、人均碳排放等25個指標，對黃河中下游主要省份1991-2010年低碳經濟發展水平進行評價與空間差異分析。曹炳汝等［6］從經濟發展水平、產業低碳水平、科技支撐水平、環境支撐水平4個方面21個指標，采用主成分分析法測算2011年長江三角洲各省市低碳經濟發展水平。周澤炯和胡建輝［7］基于Super-SBM模型，從投入、期望產出、非期望產出3個方面7個指標，對中原經濟區15個地市低碳經濟發展績效進行評價。金小琴和杜受祜［8］從低碳效率、低碳環境、低碳科技3個方面19個評價指標，采用PCA、熵值法和聚類分析法，對我國西部12個省（市、區）低碳競爭力進行評價。馮碧梅［9］從自然生態系統、產業生態系統、人文生態系統的碳排放、碳源控制和碳匯建設方面選取24個指標，采用層次分析法，對湖北省低碳經濟發展進行實證評價。屈小娥和曹珂［10］分別從低碳產出、低碳排放、低碳消費、低碳資源和人民生活等5個方面18個指標，計算評價陜西省低碳經濟發展水平。張旺和趙先超［11］從基礎、能源、產業、建筑、交通、環境、社會低碳化和碳匯能力等8個方面30個指標，測評中國36個主要城市低碳化發展指數。宋偉軒［12］從社會經濟、生產生活碳排放、碳減排與碳捕集3個方面25個指標，對長江沿岸28個城市低碳化指數進行聚類分析與評價。劉駿等［13］從生產、交通、建筑、居民生活碳源與森林、綠地碳匯等方面，構建起一套包含13個評價指標的低碳城市測度指標體系，對國家確定的36個低碳試點城市進行測算與分類。可見，由于研究目的和對象的不同，考慮的因素不一樣，選取的指標及指標數都存在有明顯的差異。

DPSIR概念模型（驅動力—壓力—狀態—影響—響應模型）基本上包含了區域經濟、人口、資源、社會發展與生態環境5大要素，能較好地揭示人類經濟社會活動與資源環境之間的因果關系及各子系統之間的內在邏輯，且具有綜合性、整體性、系統性、動態性、靈活性等優點，因此而被廣泛應用到資源與生態環境評價等領域［14-15］，也在低碳經濟發展評價中得到初步應用［16-17］。參考已有研究成果，充分考慮數據的全面性、可得性、有效性，結合區域經濟社會發展實際，本文以DPSIR概念模型為框架，構建起低碳經濟發展水平評價指標體系，綜合采用專家打分法、熵權法和線性加權法，對長沙市低碳經濟發展水平變化進行定量評價，探索長沙市低碳經濟發展的路徑，以期能為長沙市低碳經濟穩健發展提供科學指導和參考依據。

1 DPSIR概念模型

DPSIR概念模型（圖1），是由PSR概念模型發展演變而來，由歐洲環境署（EEA）于1998年首次提出。DPSIR概念模型中，“驅動力”可以看成是區域資源與環境變化的潛在原因，主要指區域社會經濟活動的內在動力及發展趨勢；“壓力”主要指區域生產活動與需求獲取對周邊資源、環境的影響，是資源環境變化的直接原因；“狀態”是指區域資源與環境在上述驅動力、壓力之下所呈現出的各種狀況，是“驅動力”和“壓力”兩大因素共同作用與影響結果；“影響”是指區域系統所處的各種狀態對區域社會、經濟、資源、環境及人類健康的反饋結果與影響程度；“響應”是指人類為促進區域社會經濟可持續發展所采取的積極調控措施。

圖1 DPSIR概念模型Fig. 1 DPSIR conceptual model

2 研究方法

2.1 指標選擇及其權重確定

本文根據DPSIR概念模型和低碳經濟的內在要求，遵循科學性、系統性、層次性、可操作性等原則，借鑒相關成果，結合區域經濟社會發展實際，構建起長沙市低碳經濟發展水平綜合評價指標體系。該評價指標體系包含系統層、子系統層與指標層三個層次，共26個具體指標（表1）。本文采用專家打分法與熵權法綜合確定低碳經濟發展水平評價指標的權重。

2.2 數據來源及處理

本文原始數據主要來源于相關年份湖南統計年鑒、長沙統計年鑒、長沙市國民經濟和社會發展統計公報、湖南省環境公報、湖南經濟社會發展60年統計資料等，評價指標值通過相應計算生成。為便于對比和評價指數集成，采用如下極差法對評價指標原始值進行標準化處理，正向指標計算方法為：

負向指標計算方法為：

式中：ai為評價指標標準化值；xi為評價指標原始值；xmin、xmax分別為第i個評價指標的最小值與最大值。正向評價指標標準化值越大越有利于區域經濟低碳化發展，越小越阻礙區域經濟低碳化發展，負向指標則反之。

表1 長沙市低碳經濟發展水平綜合評價指標體系Table 1 Comprehensive evaluation index system of Changsha low-carbon economy development level

2.3 評價指數集成

定量綜合評價中，評價指標權重的確定有著舉足輕重的作用。為既能規避指標權重賦予的主觀隨意性，又能合理解釋評價指標對低碳經濟發展系統動態變化的影響。根據評價指標的標準化值及其相應的權重，采用線性加權法，累加集成長沙市低碳經濟發展子系統評價指數和系統綜合評價指數。計算方法為：式中：Z為子系統評價指數值或系統綜合評價指數；ai為評價指標標準化值；wi為評價指標權重；n為評價指標個數。

2.4 評價標準

為了直觀刻畫長沙市低碳經濟發展的階段變化，參照已有標準［17-18］，對長沙市低碳經濟發展水平進行等級劃分，共分為6個等級（表2）。

表2 低碳經濟發展水平評價標準Table 2 Evaluation criteria of urban low-carbon economy development

3 結果及分析

3.1 長沙市低碳經濟發展水平影響因素分析

驅動力子系統評價指數呈穩步上升的發展態勢，由2000年的0.040 6較大幅度地穩步增長到2013年的0.166 5（表3）。2000-2013年長沙市人均GDP、地均GDP、城鎮居民人均可支配收入、城鎮化水平分別由2000年的11 699元/人、605.22萬元/hm2、7 530元/人和42.32%，快速增長到2013年的99 570元/人、6 053.79萬元/hm2、33 662元/人和70.60%。長沙市是湖南省省會城市、長株潭城市群的核心增長極，近年來，區域經濟特別是非農產業的快速增長、人們收入水平的大幅提升、土地集約利用程度的不斷提高、城鎮化的穩步推進驅使著驅動力子系統評價指數穩步上升。人口密度以年均6.56人/km2的速度由2000年的519.37人/km2增加到2013年的611.16人/km2，非農人口的大量遷入集聚使得人口密度高位持續增加，不利于驅動力子系統評價指數的全面提升。

表3 長沙市低碳經濟發展子系統評價指數Table 3 Evaluation index of Changsha low-carbon economy development

壓力子系統評價指數個別年份有小幅下降，但總體增長趨勢明顯。壓力子系統評價指數除2002年和2010年較前一年份稍有所下降外，總體由2000年的0.062 0上升到2013年的0.157 2?！皟尚蜕鐣苯ㄔO有序開展中降耗政策的嚴厲實施和節能技術的推廣應用使得單位經濟增長的能源消耗量大幅減少，主導著壓力子系統評價指數總體增長的趨勢；人們生活條件的改善或多或少地增加了對資源環境的壓力，影響著壓力子系統評價指數增長的穩定性；經濟總量擴大所致的人均能源消耗量持續走高，抑制了壓力子系統評價指數增長的幅度。2000-2013年長沙市單位GDP能耗和單位工業增加值能耗分別由1.57和5.02噸標準煤/萬元大幅減少到0.58 和1.00噸標準煤/萬元；城鎮居民人均住房面積和公交車保有量分別由18.23 m2/人和13.07輛/萬人不同程度地增加到41.42 m2/人和16.28輛/萬人。

狀態子系統評價指數持續降低，2013年下降趨勢得以遏制。狀態子系統評價指數由2000年0.173 3連年下降到2012年的0.048 4，2013轉增為0.074 9。產業結構的合理與否決定著經濟質量的高低，產業的轉型升級有利于經濟質量的提升。相比第三產業而言，處于成長階段的第二產業具有單位經濟增長量資源環境代價高的特點。長沙市第二產業在國民經濟中的比重由2000年的38.89%增長到2012年的56.13%，2013年轉降為55.18%，相應地第三產業在國民經濟中的比重由2000年的50.75%下降到2011年的39.58%，2013年轉增為40.70%，工業主導型的產業結構驅使著經濟發展與能源消耗脫鉤指數由2001年的2.38波動式減低到2012年的-1.93，人均碳排放量由2000年的0.18 t/人穩步上升到2011年的0.56 t/人。在工業化加速發展過程中，欠合理的產業結構和較為粗放的經濟增長迫使著長沙市狀態子系統評價指數連年下降。隨著產業轉型升級和經濟增長方式逐步轉變，長沙市單位經濟碳排放量和人均碳排放量分別由2003年的0.22 t/萬元、2011年的0.56 t/人降低到2013年的0.04 t/萬元、0.44 t/人。單位經濟碳排放強度逐步減輕和后期人均碳排放量逐漸減少，減緩了長沙市狀態子系統評價指數下滑的幅度，阻止了長沙市狀態子系統評價指數持續走低的勢頭。

影響子系統評價指數先由2000年的0.081 5下降到2004年的0.045 3，轉而上升到2012年的0.116 5，2013年再次下降到0.089 4。長沙市單位工業增加值碳排放量由2000年的0.49 t/萬元增長到2002年的0.72 t/萬元后，逐年下降到2013年的0.09 t/萬元，城市空氣質量優良天數由2000年的165天逐年攀升到2011年的341天，2013年回落到196天。經濟發展對環境的負面影響不斷減輕左右著長沙市影響子系統評價指數上升的趨勢。單位土地面積碳排放量由2000年的92.98 t/hm2連年增長到2011年的334.99 t/hm2后，下降到2013年的268.30 t/hm2。經濟總量增加導致的單位土地面積碳排放量多年持續走高阻礙著影響子系統評價指數的增長幅度。城鎮居民家庭恩格爾系數2000-2012年在31.56%-36.88%之間擺動，2013年跌破30%，下降到29.49%，城鎮人口登記失業率2000-2009年在3.12%-4.20%之間徘徊，2010年及以后基本保持在2.88%左右。城鎮居民家庭恩格爾系數和城鎮人口登記失業率交互增減促成了影響子系統評價指數變化的波動性。

響應子系統評價指數經前期的波浪式增減后快速穩步提升。響應子系統評價指數先由2000年的0.005 1波浪式增減到0.059 5后快速穩步到2013年的0.192 5。2000-2013年長沙市環保支出、R&D經費占GDP的比重分別由4 246萬元和0.39%大幅增長到21.49億元元和1.53%，城市建成區綠化覆蓋率由2003年突破30%以后維持在32.13%-37.32%之間，人均公共綠地面積也由2000年的4.77 m2/人逐年遞增到2013年的11.67 m2/人，工業固體廢棄物綜合利用率除2000年為74.01%以外，其余年份均處于86.47%-99.73%之間，城市污水集中處理率經過2000-2007年低水平增長，于2008年突破60%、2010年突破90%后，穩定在95%以上。針對經濟發展過程中出現的環境問題，響應的滯后和調控的有所側重是2000-2005年響應子系統評價指數不穩定的主要原因，隨著地方財政實力的增強和生態宜居城市建設步伐的加快，有預見性的響應和逐漸較為全面穩定的調控力推響應子系統評價指數快速穩步提升。

3.2 長沙市低碳經濟發展水平綜合評價分析

長沙市經濟低碳化經過前期低水平均衡階段后，呈穩步上升的趨勢。2000-2005年系統綜合評價指數基本穩定在0.36左右，之后持續穩步增長到2013年的0.680 5（圖2）。2005年后，驅動力子系統的強勁發展、調控措施逐漸較為全面穩定的實施，使得經濟發展質量趨好，對生態環境壓力和負面影響不斷降低，但人口與經濟總量不斷增長的驅動下，以煤為主的工業能源消費結構和每萬人公交車保有量偏低使得壓力子系統評價指數總體下降，有礙于系統綜合評價指數內涵式增長。

圖2 長沙市低碳經濟發展水平綜合評價指數變化Fig. 2 Comprehensive evaluation index change of Changsha low-carbon economy development level

2000-2005年長沙市低碳經濟發展水平系統綜合評價指數為0.339 3-0.380 6，發展等級為Ⅰ級，處于超高碳經濟發展階段；2006-2012年長沙市低碳經濟發展水平系統綜合評價指數為0.434 9-0.646 0，發展等級為Ⅱ級，處于高碳經濟發展階段；2013年低碳經濟發展水平系統綜合評價指數為0.680 5，略高于Ⅲ級標準的下限，步入中高碳經濟發展起步階段。結果表明，長沙市低碳經濟發展水平實現了等級跨越，但仍有極大的提升空間。

4 結論與建議

基于DPSIR概念模型構建的長沙市低碳經濟發展水平綜合評價指標體系，很好地揭示了低碳經濟發展系統內各子系統間的邏輯關系，可以用于城市低碳經濟發展水平的評價和指導調控城市低碳經濟發展。

從子系統評價指數變化來看，除狀態子系統評價指數持續下降的趨勢到2013年才得以遏制外，驅動力子系統、壓力子系統、影響子系統、響應子系統評價指數總體表現為上升的態勢，經濟低碳化經過前期（2000-2005年）低水平均衡階段后，實現了跨等級跨越，步入了中高碳經濟發展的起步階段；高密度的人口集中、大體量的經濟規模、較為粗放的經濟增長方式、欠合理能源消費結構和人們生活條件改善所導致的人均能源消耗量持續增長和人均、地均碳排放量高位運行是長沙市低碳經濟發展水平較低的主要原因。評價結果基本符合長沙市經濟社會發展的實際，原因的歸納提出可為長沙市低碳經濟調控和高效發展提供客觀參考依據。

針對“二三一”型的產業結構特征，改造三類傳統產業（機械裝備產業、落后產能、輕功勞動密集型產業）、提升三大現代服務業（旅游產業、生產服務業、消費服務業）、壯大七大戰略性新興產業（先進裝備制造、新材料、文化創意、生物、新能源、電子信息和節能環保產業），構建以“兩型”產業為核心的新型產業體系，轉變經濟增長方式，提高經濟增長質量，降低能源消耗和碳排放總量；針對工業生產以煤炭為主的能源消費特征，積極發展、推廣新能源和清潔能源應用，改善能源消費結構，不斷提高節能、降耗、減排與能源綜合利用水平；針對公交車保有量偏低、私家車數量大幅增長的現狀，加快湘江過江隧、橋建設進程，結合地鐵、磁懸浮、城際鐵路發展，提高通行能力，積極倡導公交出行方式；針對生態環境響應調控能力有待進一步提升完善的實際，加強海綿城市建設，增加碳匯能力，開展低碳社區、低碳家庭試點示范建設，自覺踐行低碳生活方式，減少生活污染物排放。

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（責任編輯：童成立）

Evaluation on the level variation of low-carbon economy development of Changsha City based on the DPSIR Model

LI Min， DENG Chu-xiong， XIE Bing-geng， LIU Bin-bin， LEI Guo-qiang
（College of Resources and Environment Science， Hunan Normal University， Changsha， Hunan 410008， China）

Applying the expert scoring method， entropy weight method， and linear weighting method， this paper built an evaluation index system of the low-carbon economy development under the DPSIR model framework to quantitatively evaluate the low-carbon economy development level in Changsha City， and to explore the optimal paths for the low-carbon economy development in Changsha. Results show that 1） in the low-carbon development process of Changsha City， the evaluation index of driving force subsystem showed a steady upward development trend， increased from 0.040 6 in 2000 to 0.166 5 in 2013； 2） the evaluation index of pressure subsystem declined slightly in some years， but the overall growth trend was obvious； 3） the evaluation index of status subsystem continued to decrease till 2013 and then began to change； 4） the index of impact subsystem fell again in 2013 after experiencing downs then ups； 5） the evaluation index of response subsystem displayed steady and rapid growth after some fuctuations； and 6）the comprehensive system evaluation index was stabilized at around 0.36 from 2000 to 2005， and then continued to grow steadily from 0.380 6 in 2005 to 0.680 5 in 2013 after low-balanced development stage. This research also found that the economy development of Changsha had some breakthroughs， but it still stayed the initial stage of the middlehigh-carbon economic development， and has great potential to improve. Therefore， this paper suggests that the future development direction of Changsha low-carbon economy should focus on the optimizing the industrial structure and energy consumption structure， promoting low-carbon production and lifestyle， and increasing the capacity of carbon sinks.

low-carbon economy； evaluation index； DPSIR model； Changsha City

Major Project of Humanities and Social Sciences Key Research Base of Ministry of Education （14JJD720016）； Research Project Funded by Education Department of Hunan Province （15C0815， 14C0774）； the Third Cooperative Base Project of Hunan Normal University.

DENG Chu-xiong， E-mail: dcxppd@hunnu.edu.cn.

16 December， 2015；Accepted 14 February， 2016

F061.5

A

1000-0275（2016）03-0453-07

10.13872/j.1000-0275.2016.0012

教育部人文社會科學重點研究基地重大項目（14JJD720016）；湖南省教育廳資助科研項目（15C0815，14C0774）；湖南師范大學第三批產學研合作基地項目。

李民（1963-），男，江蘇南京人，教授，博士生導師，主要從事區域經濟與產業規劃研究，E-mail: lim868@163.com；通訊作者：鄧楚雄（1974-），男，湖南衡陽人，博士，副教授，主要從事資源評價與區域規劃研究，E-mail: dcxppd@hunnu.edu.cn。

2015-12-16，接受日期：2016-02-14