長江經濟帶碳排放空間差異性及公平性分析

孫冰潔++王潤++劉甜++胡道華++蔡愛玲

摘要：為積極應對氣候變化，中國制定了清晰量化的碳減排方案。但宏觀的碳減排目標最終需要在區域層次上落實，公平合理地評價和分配區域碳排放權份額成為當下碳排放研究的重點。通過構建碳排放公平性3E評價模型（Ecology-Equity-Efficiency），對長江經濟帶各省2000—2013年碳排放公平性進行具體的量化計算，并借助ArcGIS平臺分析代表年份各省碳排放公平值的空間差異及可能原因，同時，將公平值結果與國家“十二五”減排指標進行對比，結果表明，長江經濟帶碳排放公平值基本呈現從東部沿海向中上游遞增的規律，這與“十二五”省級碳減排分配原理基本吻合，但國家在中部地區的碳減排分配上存在模糊化和一刀切的問題，因此，最后針對區域碳減排一體化和協調化提出了相關建議。

關鍵詞：氣候變化；碳排放；公平性；長江經濟帶

中圖分類號：F323.22文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）06-0235-05

全球氣候變化導致地球生態系統發生一系列深刻變化，進而影響到政治、經濟、社會各個方面。為應對全球氣候變化，各國積極制定了溫室氣體控制目標及減排預案。2015年巴黎氣候大會各方一致通過《巴黎協定》，要求各方努力將全球升溫幅度控制在2 ℃之內，并為1.5 ℃而努力。中國作為世界第一碳排放大國，依照“共同但有區別”原則，中國也承擔相同、定額且具有約束力的減排任務，并且一直堅持努力減排。2009年，中國宣布到2020年碳排放強度比2005年下降40%～45%；2014年，中國承諾到2030年左右CO2排放達到峰值，并且努力早日達峰；2015年，中國提出到2030年碳排放強度比2005年下降60%～65%的目標。國家宏觀層面明確的碳減排目標最終需要在區域層次上具體落實[1]。但由于各省經濟發展和能源利用差異很大，減排目標很難公平、公正、合理地分解下去[2]。因此，在碳排放總量控制的情況下，如何準確測度和評價現實存在的排放不公平性，并據此科學配置各區域的約束性份額成為了一個重大難題[3-4]。本研究通過構建碳排放公平性3E評價模型（Ecology-Equity-Efficiency），從生態承載、公平分配、經濟效率3個方面對長江經濟帶各省2000—2013年碳排放的公平性進行具體的量化計算，最后通過Delphi法確定3個指標的權重，計算得出最終的3E公平值。并通過ArcGIS平臺分析代表年份各省3E公平值的空間差異及可能原因，同時將公平值結果與國家“十二五”減排指標進行對比，希望提出一種相對公平的碳排放公平性評價方式，為科學核定各地區排放權和減排責任，更好地了解國內碳排放不公平現狀，促進國家碳減排目標以及可持續發展公平性原則在各個尺度上的有效落實[4-6]。

1國內外研究進展

國外，Heil最先探討了國際碳排放不公平性與各國GDP的關系，并得出國際間碳排放不公平主要是各國收入的不公平[7-8]；Druckman通過對英國家庭能源消費的研究，發現碳排放和家庭收入密切相關，最貧窮10%人口排放的CO2僅為最富有10%人口的45%[9]；Brand研究發現英國國內個人及家庭非商務出行的碳排放存在不公平性，并體現所謂的“60-20定律”，即20%的高排放者占據了60%的排放總量[10]。

國內，盧俊宇通過基尼系數構建碳排放公平性評價模型，評價全國各個區域能源消費碳排放的公平性和差異性，發現各地區能源消費碳排放量與碳的生態容量處于不協調狀態[11]；陳華以生態經濟學為依據，對主要國家1990—2050年的碳排放空間進行了分析，發現國際間碳排放存在不公平，發達國家應大力提高碳排放效率并支持發展中國家減排以換取碳排放空間[12]；王秋賢運用2010年中國各省份碳排放數據，構建了碳排放區域差異的3E（Ecology-Equity-Efficiency）模型，第一次以生態、社會、經濟三者綜合的角度分析碳排放的公平性問題[13]。

不難發現，當前對碳排放公平性研究，多結合生態環境、GDP、個人收入等單個指標數據考量，未對碳排放的生態、經濟、社會影響等因素進行綜合分析，在碳排放驅動因素方面存在片面性。另外，在研究尺度上，研究多集中于國家層面碳排放差異及特征分析，對當前我國家新戰略下的長江經濟帶碳排放問題缺乏區域統籌分析。

2研究區域及研究問題

長江經濟帶覆蓋我國11個省（市），以萬里長江為紐帶，橫貫東中西三大經濟發展帶，面積約205萬km2，約占國土面積的21.4%，人口和GDP均超過全國的40%，經濟、文化、戰略地位顯著，是我國經濟發展最具活力和潛力的區域之一，也是我國生態文明建設的先行示范帶。2016年1月，習近平主席提出長江生態環境保護方針“共抓大保護，不搞大開發”。當前，在生態環境保護從嚴從緊的前提下，依托長江水道，統籌上、中、下游生態環境保護工作，正確處理環境、經濟、社會關系尤為必要。然而，長江的保護與發展正面臨復雜、嚴峻的形勢。受人口集聚、產業發展、資源消耗等因素的影響，長江經濟帶環境污染負荷一直很大，環境污染累積效應顯著，以水環境和大氣環境質量下降為標志的環境問題突出[14]。碳排放就是當下長江經濟帶各省（市）面臨的嚴峻大氣環境質量問題。

3數據基礎及模型構建

3.1數據準備

采用的2000—2013年碳排放數據來自中國碳排放數據庫（china emission accounts and datasets，CEADs），CEADs是由英國研究理事會、牛頓基金會、中國科學院等多家研究機構專家學者共同編纂的以分析中國多尺度碳排放清單及碳排放特征為目標的數據庫。該數據庫為中國實現綠色、低碳發展提供了堅實的理論依據和技術支持，對中國控制溫室氣體排放的政策設計與實施作出了貢獻。另外，本研究各省GDP、人口數據來自《2015年中國統計年鑒》及各省2015年統計年鑒。土地利用方式面積來自各省農業統計年鑒。

3.2模型構建

本研究在兼顧長江經濟帶各省（市）經濟發展水平、生態承載力及碳排放權分配公平等因素下，參照王秋賢等關于碳排放公平的研究成果[13]，構建碳排放公平評價模型——3E（Ecology-Equity-Efficiency），即

Y3E=∑31i=1ri×Ii。（1）

式中：Y3E表示運用德爾菲法綜合考慮的表征生態、公平、效率3個指標轉化而來的可度量指標；Ii表示生態承載指數（ecological support index，ESI）、公平分配指數（equitable distribution index，EDI）、經濟效率指數（economy efficient index，EEI）；ri表示每個指標的權重，權重主要通過德爾菲法確定。

3.2.1生態承載指數（ESI）生態承載力是指區域生態系統可承受各種自然與人為活動的能力，它可以評價一個區域可持續發展的能力[15]。碳排放量的增加會提高大氣中溫室氣體的含量，從而導致氣候變暖，進而嚴重威脅到地區生態系統的承載力。但是分析一個地區的生態承載力，僅考慮碳排放是不夠的，還應該綜合考慮碳匯。當一個地區擁有大量的碳匯，如森林、草地以及其他可通過光合作用吸收大氣中CO2的綠色植物及農作物，那么該區域的碳匯就能大大減少空氣中的CO2，進而維護該區域生態系統的平衡。長江經濟帶擁有豐富的森林資源和廣闊的耕地資源，區域內成都平原、江漢平原、洞庭湖平原、鄱陽湖平原、江淮地區為我國主要的糧食產區，區域碳匯能力不容小覷。

生態承載指數（ESI）為區域主要碳匯量比率與區域碳排放比率的比值，若ESI﹤1，說明區域碳排放的比率大于其碳匯貢獻率，其碳排放量將很難自我消化，需要其他區域為其承擔過量碳排放帶來的生態環境影響，這就侵害了其他區域的利益；若ESI﹥1，則該地區屬于有相對較高的生態容量，該地區對減輕碳排放對生態環境的壓力有重要貢獻。ESI值越大說明該區域碳排放公平性越高。生態承載指數ESI表示公式為：

ESI=（Ai/A）/（Ei/E）。（2）

式中：Ai和A分別表示各區域和長江經濟帶的碳匯對碳的吸收量；Ei和E分別為各區域和長江經濟帶的碳排放量。對于碳匯量，本研究用土地利用方式的面積與單位土地利用方式碳匯系數的乘積來表示，計算公式及碳匯系數如下：

A=∑n1i=1Ti×Si。（3）

式中：A表示不同土地利用方式的碳匯量；Ti表示第i種土地利用方式的面積；Si表示第i種土地利用方式的碳匯系數。碳匯系數見表1。

表1我國主要土地利用方式碳吸收率[15-17]

土地利用類型1碳匯系數[kg/（m2·年）]林地15.770 0水稻10.414 4小麥10.483 5玉米10.470 9棉花10.450 0

3.2.2公平分配指數（EDI）衡量一個地區的碳排放公平，不僅要考慮以生態規模為代表的環境接納能力，還要考慮人民平等的碳排放權利和福利的合理配置。其中，人口規模和區域面積就是不可忽視的碳排放公平考慮因素。巴黎氣候大會上，全球一致達成2 ℃閾值控溫協議，并為1.5 ℃控溫目標努力，這與區域的面積、人口規模、產業規模和結構等因素密切相關。因此，本研究采用人均碳排放量和碳排放密度作為構建公平分配指數的模型指標，通過德爾菲法確定這2個指標在衡量公平性時的比重60%、40%，取兩者加權的倒數為公平分配指數。EDI指數越大說明地區人均碳排放占比和碳排放密度占比較小，未來碳排放空間相對較大，更能體現公平性原則。計算公式如下：

EDI=11A×Ypi/Yp+B×Ysi/Ys。（4）

式中：Yp、Ypi分別表示具體年份區域和各省的人均碳排放量；Ys、Ysi分別表示具體年份區域及各省的碳排放密度；A、B分別表示人均碳排放和碳排放密度權重。

3.2.3經濟效率指數（EEI）一個國家或區域的碳排放量與其社會經濟發展密切相關。當前，我國經濟發展進入新常態，經濟增速放緩，2015年我國GDP同比增長6.9%，25年來首度低于7%，這為我國優化經濟結構、提高資源利用效率和能效提供了歷史機遇。碳排放的主要來源是能源的消耗，能源的消耗是支撐經濟發展的源動力。所以衡量一個地方碳排放效率，必須將碳排放量與其產生的經濟效益綜合考慮。本研究采用地區GDP占比與碳排放占比的比值來表示EEI，若EEI﹤1，則區域的碳排放比例大于其GDP貢獻比例，說明該地區經濟效率低下，以高碳排放模式創造了與之不匹配的經濟效益，這種粗放的經濟發展路徑會嚴重損害其他區域的碳排放權益。反之EEI﹥1，說明該區域經濟效率較好，可以分擔其他區域過量的碳排放。EEI越大表明地區碳排放公平性越好。具體計算公式如下：

EEI=（Gi/G）/（Yi/Y）。（5）

式中：Gi、G分別為各省（市）和區域的GDP總量；Yi、Y分別表示各省（市）和區域的碳排放量。

4結果與分析

4.1生態承載指數（ESI）差異分析

依照長江經經濟帶2000—2013年的碳排放數據和根據土地利用方式和碳吸收系數計算出來的碳匯量數據，根據公式2計算得出長江經濟帶2000—2013年生態承載指數，并對數據作歸一化處理，選取2000、2005、2010年ESI指數為代表，結果見圖1。從整體上看，2000—2013年長江經濟帶ESI呈現由東部沿海向中西部內陸遞增趨勢，這也說明自東向西長江經濟帶各省的碳匯貢獻率要逐漸大于碳排的貢獻率，中上游省份碳的生態容量要大于下游省份。特別是上游的云南省、四川省、以及中游的江西省，ESI指數都在2.0以上，說明這些省份的碳排放總體上處于其生態承載范圍內，經濟發展帶來的碳排放可以同區域生態環境相協調，還有較大的碳排空間。而下游的安徽省、浙江省、江蘇省、上海市，ESI指數都小于0.6，說明這些省（市）很難“消化”本地造成的碳排放，需要其他省份共同承擔，這會嚴重侵害其他省份的碳排放權益。

4.2公平分配指數（EDI）差異分析

公平分配指數是利用區域人均碳排放量和碳排放密度作為衡量指標。依據公式（4）計算得出長江經濟帶公平分配指數情況，歸一化處理后，選取2000、2005、2010年作為代表年份（圖2）。整體來看，2000—2013年，長江經濟帶EDI呈現自東向西遞增趨勢，說明由東向西，長江經濟帶各省份人均碳排放量和碳排放密度逐漸減小。就碳排放公平而言，東部省份江蘇省、上海市、浙江省的人均碳排放量和碳排放密度較大，嚴重占用其他省份的碳排放空間，同時也為沿海省份產業向中西部轉移提供了條件。西部的云南、四川和中部的湖南、江西等省ESI指數較高，說明這幾個省還存在較大的碳排放空間，未來承擔國家碳減排份額以及承接東部沿海省份產業轉移時應予以重點關注。

4.3經濟效率指數（EEI）差異分析

經濟效率指數是反映一個地區碳排放量與其經濟發展協調程度的重要指標。本研究采用區域碳排放比率與GDP比率數據，通過公式（5）計算得出EEI指數，歸一化處理后，選取2000、2005、2010年作為代表，計算結果見圖3。由圖3可知，與ESI、EDI指數相比，長江經濟帶EEI分布比較零散，沒有明顯的地域分布或幾何分布特點，這也反映各省資源稟賦、經濟結構以及發展水平的差異。2000—2013年，東部的江蘇省、浙江省、上海市一直處于EEI高值區域，表明這些區域的經濟貢獻率大于其碳排放的貢獻率，說明其具有較高的經濟效率。原因是東部沿海省（市）得益于沿海及長江入海口區位優勢，靠近世界市場，改革開放經濟首先高速發展，高附加值產業多，經濟產值中技術含量高，單位碳排放效率高。而中西部省份區域的省（市），經濟發展相對遲緩，基礎設施落后，經濟上主要以能源和低附加值產業為主，單位碳排放效率低，導致其EEI值普遍較小，說明這些省（市）的碳排放具有相對較低的經濟效率，從碳排放公平角度來講，此區域經濟發展過程中的碳排放侵害了其他區域碳排放的權益。特別是煤炭資源相對豐富的貴州省和安徽省，經濟效率地下，未來能源結構

轉型以及節能減排壓力很大。

4.43E模型公平值差異分析

本研究根據德爾菲法，選擇來自于高等院校、科研機構、發展與改革委員會等多個機構的13名碳排放研究領域專家，對ESI、EDI、EEI等3個指數依次賦予指標權重，最后得出算數平均權重34.0%、27.9%、38.1%。根據公式（1）及上述3個指數計算結果，得出2000、2005、2010年長江經濟帶3E公平值，并對數據進行歸一化處理，結果見圖4。

由圖4可知，2000—2013年長江經濟帶東西部3E公平值一直存在較大差異，但是差異在逐漸縮小；中部地區分化嚴重。西部的云南省、四川省以及中部的湖南省、江西省3E公平值相對較高，說明這些省在生態系統良好、碳排放公平和經濟效率較好的模式下發展，經濟的發展能很好地與資源、生態、社會相協調。東部的浙江省、江蘇省、上海市以及中部地區的湖北省、安徽省3E公平值一直處于低位狀態，說明這些省（市）經濟發展很大程度上依賴于高排放，單位碳排放效率低，就公平性而言，這些省（市）的碳排放超出了其生態承載范圍，侵害了其他省份的碳排放權益。

另外，根據計算得出2000、2005、2010年9省2市的公平值方差變小，這也證明地區間公平值差距在逐漸縮小，經濟帶內部各省（市）碳排放與經濟、社會、生態的協調程度提高。同時，公平值波動的變化也體現了我國在產業轉移以及節能減排工作上取得了不錯的成績。未來在長江經濟帶產業分工及產業轉移的大背景下，中西部碳排放公平值相對較低省份，應積極采取優化區域能源消費結構，提高經濟效率和能源利用效率等措施提高碳排放公平性，以實現能源消耗與經濟、生態、社會的良性協調；公平值相對高的省份則應在承接東部沿海產業轉移中扮演更重要的角色，通過對碳排放空間的合理配置，達到整個長江經濟帶碳排放效益的相對平衡。

5討論與展望

5.1國家減排目標與3E公平值的對比分析

2006年，國務院發布《國務院關于加強節能工作的決定》，制定了促進節能減排的一系列政策措施，以及節能降耗和污染減排的目標，同時，各地區、各部門相繼作出了節能減排部署。

根據以上3E模型研究結果，在“十一五”（2006—2010）期間，總體上看，長江經濟帶東、中、西部碳排放公平值呈現從東部沿海向中上游遞增的規律，中部地區碳排放公平值差異明顯。依據此結果，理論上說國家“十二五”碳排放權省級指標分配應該優先照顧中上游碳排放相對公平的省份，下游沿海是碳排放大省和碳排放不公平省份，碳減排指標分配要高要求。事實也是如此，根據國家“十二五”碳排強度下降指標（表2），東部沿海碳排放不公平省（市），如上海市、浙江省、江蘇省，承擔的碳強度下降指標高達19%，高于全國平均水平2百分點；中上游碳排放相對公平，碳排強度下降要求相對較低，基本與全國同步或略低。區別是3E模型計算成果顯示中部地區碳排放公平存在明顯差異性，在碳減排上理應區別對待，特別是中部的湖南省、江西省公平值較高，理應獲得更多的碳排放權。事實上國家在《“十二五”碳減排指標綜合實施方案》對中部各省采取了統一的碳排放強度下降指標17%。所以，就碳排放公平性而言，國家的碳強度省級下降指標在中部地區存在不合理性，“十三五”及未來在分配節能降耗和污染減排目標時，針對不同省份或區域應全面綜合考慮地區經濟、社會、生態影響，同時采取區別對待，有所側重的方針，特別是對中部地區碳排放公平性差異明顯的省份。

5.2長江經濟帶碳減排和碳考核一體化分析

長江經濟帶作為中國經濟最發達的區域之一，在全國經濟發展和環境保護全局中起著重要的支撐作用。長江及其流域生態環境保護是長江經濟帶建設的基礎和重要的支撐保障[14]。在“大保護”背景下，長江經濟帶必須要有統一的、全面的規劃與頂層設計，以實現長江經濟帶中下游協同發展、東中西部互動合作[18]。就長江經濟帶碳排放而言，國家節能減排指標的分配，理應弱化甚至可以突破省級行政邊界的限制，將碳減排問題放在整個長江經濟帶內考慮，通過設定全局性的碳減排指標與綜合監督考核機制來完善并豐富區域碳減排的區域頂層設計。同時，基于區域內東中西部經濟發展水平、產業規模與結構、技術水平、環境容量等方面的差異，應積極開發和創新區域合作及協調機制，如產業、技術及能源資源等要素的區域內部轉移以及區域內貿易和政策壁壘的消除，充分發揮長江經濟帶現有的三大碳交易試點的優勢及經驗借鑒，通過優化區域內部能源消費結構、提高區域內技術水平、完善能源基礎設施來完成國家對長江經濟帶的整體考核要求。

參考文獻：

[1]張曉梅，莊貴陽. 中國省際區域碳減排差異問題的研究進展[J]. 中國人口·資源與環境，2015，25（2）：135-143.

[2]王金南，蔡博峰，曹東，等. 中國CO2排放總量控制區域分解方案研究[J]. 環境科學學報，2011，31（4）：680-685.

[3]楊振. 基于環境容量的能源消費碳排放空間公平性研究[J]. 中國能源，2010，32（7）：25-28.

[4]陸淼菁，陳紅敏. 碳排放不公平性研究綜述[J]. 資源科學，2013，35（8）：1617-1624.

[5]楊成湘. 可持續發展中的公平性原則研究[D]. 北京：中共中央黨校，2007.

[6]鄭艷，梁帆. 氣候公平原則與國際氣候制度構建[J]. 世界經濟與政治，2011（6）：69-90，158-159.

[7]Heil M T，Wodon Q T. Future inequality in CO2 emissions and the impact of abatement proposals[J]. Environmental and Resource Economics，2000，17（2）：163-181.

[8]Heil M T，Wodon Q T.Inequality in CO2 emissions between poor and rich countries[J]. Journal of Environment and Development，1997，6（4）：426-452.

[9]Druckman A，Jackson T.Household energy consumption in the UK： a highly geographically and socio-economically disaggregated model[J]. Energy Policy，2008，36（8）：3167-3182.

[10]Brand C，Preston J M. ‘60-20 Emission—The unequal distribution of greenhouse gas emissions from personal，non-business travel in the UK[J]. Transport Policy，2010，17（1）：9-19.

[11]盧俊宇，黃賢金，戴靚，等. 基于時空尺度的中國省級區域能源消費碳排放公平性分析[J]. 自然資源學報，2012，27（12）：2006-2017.

[12]陳華，諸大建，鄒麗. 全球主要國家的二氧化碳排放空間研究——基于生態-公平-效率模型[J]. 東北大學學報（社會科學版），2012，14（2）：119-124.

[13]王秋賢，高志強，寧吉才. 基于公平的中國省域碳排放差異模型構建探討——以中國2010年碳排放為例[J]. 資源科學，2014，36（5）：998-1004.

[14]楊桂山，徐昔保，李平星. 長江經濟帶綠色生態廊道建設研究[J]. 地理科學進展，2015，34（11）：1356-1367.

[15]方精云，郭兆迪，樸世龍，等. 1981—2000年中國陸地植被碳匯的估算[J]. 中國科學，2007，37（6）：804-812.

[16]段華平，張悅，趙建波，等. 中國農田生態系統的碳足跡分析[J]. 水土保持學報，2011，25（5）：203-208.

[17]賴力. 中國土地利用的碳排放效應研究[M]. 南京：南京大學出版社，2011.

[18]王潤，方曉，蔡愛玲. 構建長江經濟帶環保區域協調機制的思考[J]. 中國國情國力，2016（5）：13-15.王茜，李慧，付晗，等. 油松天然林中鈣含量與水分利用效率的相關性[J]. 江蘇農業科學，2017，45（6）：240-243.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.06.062