“雙碳”目標下建筑業—區域經濟—生態環境協調發展研究*
——以河北省為例

肖欽文 陳茜 張濤 何瀟蓉

（1. 河北建筑工程學院經濟管理學院，河北張家口 075000；2. 華北理工大學管理學院，河北唐山 063210）

1 引言

建筑業作為我國國民經濟重要支柱產業，是推動經濟社會發展的中堅力量，但長期以來我國建筑業過于依賴資源要素投入與大規模投資拉動發展，建筑業工業化、信息化水平偏低，生產方式粗放、能源資源消耗大、科技創新能力不足等問題嚴重制約了建筑業的發展，一系列因素綜合作用下致使建筑業粗放型發展模式難以為繼，迫切需要轉型升級。尤其是在我國提出“雙碳”（碳達峰碳中和）目標的背景下，建筑業作為我國高碳排放量的行業之一，大量碳排放也影響生態環境建設。基于此，在兼顧建筑業和區域經濟穩步發展的同時，還要加強區域生態環境的持續改善，實現建筑業、區域經濟、生態環境三大系統間良性互動、協調發展是促進區域高質量發展的重要環節。

近年來，國內學者就建筑業、區域經濟、生態環境協調發展的研究已有一定基礎，但都主要集中于對建筑業與區域經濟、建筑業與生態環境、區域經濟與生態環境兩兩之間的協調發展研究。在建筑業與區域經濟方面，戴永安［1］依照省域劃分，在2012 年實證研究了建筑業與區域經濟增長的耦合協調發展狀況；范建雙等［2］構建建筑業TFP 增長與區域經濟增長的耦合效應模型并展開實證檢驗，采用灰色關聯分析法探究了耦合效應的影響因素；劉曉君等［3］以各省份作為研究單元，運用定量模型測算了各省建筑業與區域經濟間的耦合協調程度。在建筑業與生態環境方面，集中于探究建造與運行階段的生態負荷情況，建筑活動與生態負荷間的量化關系［4］，建筑業與資源環境間的協調發展水平及關系［5-6］。在區域經濟與生態環境方面，鮑宜周［7］展開了對農業生態環境與區域經濟協調發展機制研究；申彩婷［8］構建西北少數民族地區經濟、資源和環境協調發展狀況評價指標體系，對西北少數民族地區2009—2018 年經濟、資源和環境協調發展度進行定量研究；李健等［9］結合MFA 方法和脫鉤模型全面分析了京津冀地區生態環境的動態發展。

綜上表明，現有研究中針對建筑業、區域經濟、生態環境的協調發展研究多集中于兩兩分析，缺乏三大系統的綜合研究，且主要依據某一地域內某時間段的截面數據開展實證分析研究，對其未來趨勢預測和影響因素剖析較為匱乏。為此，本文以河北省為例，選取2010—2019 年間三大系統的指標數據展開研究，在分析三大系統協調發展基礎上，進一步借助灰色預測模型對未來協調發展趨勢進行預測，最后采用灰色關聯分析法探尋影響耦合協調發展的因素，以期為相關部門制定建筑業、區域經濟和生態環境協調發展策略提供參考，同時也為其他省域提供借鑒。

2 建筑業—區域經濟—生態環境的作用機理

建筑業—區域經濟—生態環境是一個具有多重關聯、內容廣泛、結構復雜的動態復合系統，系統間各要素既相互促進，又互相制約。本文對三大系統間協調關系開展研究，探究系統間作用機制，不僅有助于推動三大系統協調關系、持續健康發展，還能進一步探尋建筑業綠色低碳發展新路徑，實現“雙碳”目標。建筑業、區域經濟與生態環境三大系統間相互作用機理如圖1 所示。

圖1 建筑業—區域經濟—生態環境相互作用機理

生態環境是建筑業擴張和區域經濟發展的物質基礎。自然資源豐富、生態環境優越的地區其產業發展愈快，社會文明程度愈高，經濟實力愈強。建筑業作為高耗能行業，對自然資源和能源需求量大，使得建筑業對生態環境擁有高度依賴性，但在經濟高速發展和建筑業擴張的同時也帶來了難以逆轉的生態環境危機。因此，在改善生態環境的過程中，會一定程度減緩建筑業與社會經濟的發展速度。

區域經濟是保護生態環境和促進建筑業發展的支撐保障。一方面，區域經濟發展可以為生態環境保護提供雄厚的資金來源，注入先進技術，加大環境改善投入力度，還能促使發展模式由粗放型向高質量轉變，改善和淘汰高能耗高污染行業，發展資源能耗低、科技含量高的高新技術產業，從而減少生態環境的承載力度，提高生態環境質量。另一方面，區域經濟發展為建筑業提供了充足資金保障，促進建筑業的持續擴充發展，激發整個建筑行業市場活力。

建筑業的綠色發展是協調區域經濟與生態環境的重要紐帶。一方面，建筑業作為國民經濟發展的支柱性產業之一，對國家經濟的發展起著重要促進作用，建筑業依據自身涉及范圍廣、關聯性強等特點，不僅帶動建筑業附帶產業的蓬勃發展，還在解決就業、增加財稅收入等方面推動著區域經濟向好發展。另一方面，高能耗、高污染的資源密集型和勞動力密集型建筑業還對生態環境造成了巨大壓力。

因此，要促進建筑業—區域經濟—生態環境的高質量協調發展，不僅要改變建筑業現有的發展模式，探尋綠色低碳發展路徑，還要協調好建筑業與經濟發展的相互關系，做到雙方相互推動，加速我國經濟由高速度發展向高質量發展轉變的進程。

3 研究設計

3.1 指標體系構建

3.1.1 指標建立與關鍵指標說明

建筑業、區域經濟、生態環境作為3 個高度獨立的系統，擁有顯著的自身特點，研究三者之間的協調發展，需要考慮眾多要素。在借鑒以往學者相關研究的基礎之上［1-3，8-14］，綜合考慮河北省域發展現狀和優勢特色，嚴格遵循客觀性、科學性、代表性和可獲得性的指標選取原則，從建筑業的發展規模、行業效益、發展潛力，區域經濟的經濟規模、經濟結構、經濟效益和生態環境的能源消耗、環境污染、生態治理9個準則層中選取37 個二級指標，建立建筑業—區域經濟—生態環境協調發展評價指標體系（見表1）。在選取的37 個指標中，建筑業碳排放量需要進行略微復雜的計算，其余36 個指標均查閱統計資料即可獲取。

表1 建筑業—區域經濟—生態環境評價指標體系及其權重

根據馮博等的觀點，建筑業碳排放分為直接碳排放和間接碳排放［15］。其中，直接碳排放為建筑業直接能源消耗，本文將原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、煤炭、焦炭、天然氣、電力和熱力11類能源作為直接碳排放統計對象；間接碳排放為建筑材料消耗所產生的碳排放，因此，選擇建筑行業消耗的鋼材、鋁材、玻璃、水泥、木材5 種建筑材料作為間接碳排放測算基數。區域建筑業碳排放測算模型如下：

式中，C 為建筑業碳排放總量；Ci為建筑業直接碳排放量；Cd為建筑業間接碳排放量；Fi為第i 類能源實際消耗量；αi為第i 類能源的碳排放系數；Nj為第j類材料的消耗量；βj為第j 類材料的二氧化碳排放系數；θj為第j 類建筑材料的回收系數。

其中建筑材料的二氧化碳排放系數為：水泥0.815 kg/kg、鋼材1.789 kg/kg、玻璃0.966 kg/kg、木材-842.8 kg/m3、鋁材2.6 kg/kg；建筑材料的回收系數為鋼材0.8，鋁材0.85。

3.1.2 數據來源及處理

（1）數據來源

本文從中國建筑業統計年鑒、中國城市統計年鑒、河北省經濟年鑒、河北省統計年鑒、河北省統計局和國家統計局官網等獲得河北省2010—2019 年建筑業、區域經濟、生態環境相關數據。由于2010 年前的部分數據缺失，2020 年的數據尚未完全公布，故只選取了2010—2019 年10 年間的數據。

（2）數據處理

由于指標眾多且數據單位不一致，為消除量綱影響，本文采用極值法進行數據標準化處理。極值法計算后指標數值將集中于0～1 之間，為避免計算熵值過程中對數運算無意義，還需對標準化處理后的數據進行非負化處理。

正向、逆向指標標準化處理公式為：

式中，Mj為Xij最大值；mj為Xij最小值。

標準化處理后的數據非負化處理公式為：

3.2 研究方法

3.2.1 熵值法熵值法作為一種客觀賦權方法，能夠根據來源的客觀數據確定各指標權重，在一定程度上能夠避免人為因素影響，保證結果更加客觀準確，具體步驟如下：

指標比重交換：

式中，Zij為第j 項評價指標中第i 個樣本值所占比重；Kj為信息熵值；Bj為信息效用值；Uj為熵權系數。i 表示年份序列，i＝1，2，…，m；j 表示指標數量，j＝1，2，…，n。

3.2.2 耦合協調度模型

耦合最早來源于物理學，即2 個及以上系統間在良性互動過程中的協調發展現象［16］，可以表示各系統間或各要素間相互作用程度。采用耦合協調度模型探究建筑業、區域經濟、生態環境協調發展程度的高低具有較強適切性。本文基于耦合協調度模型，測算三大系統間的耦合協調發展水平，具體公式如下：

子系統耦合度計算：

式中，D 為系統耦合協調度；C 為系統耦合度；T 為綜合協調度；w1，w2，w3分別為建筑業、區域經濟和生態環境的綜合發展水平指數；μ1，μ2，μ3為特定系數，本文認為3 個子系統具有同等重要性，因此μ1，μ2，μ3均取值1/3。

為更直觀地了解河北省建筑業、區域經濟、生態環境三者間的耦合協調發展狀況，本文借鑒廖重斌［17］的協調度等級劃分標準，對河北省建筑業、區域經濟、生態環境耦合協調發展等級進行劃分，見表2。

表2 耦合協調發展等級標準

3.2.3 灰色預測模型

灰色預測模型GM（1，1）是一種常見的時間序列預測模型，廣泛用于不確定性、小樣本數據的系統性預測。本文采用灰色預測模型預測2020—2029 年建筑業—區域經濟—生態環境三系統的耦合協調度，分析三大系統在何時達到良好協調階段，以更好地制定出應對策略。具體公式如下：

灰色預測模型：

式中，a 表示時間，年份；X^（1）（a＋1）為累加后新的序列X（1）在t＋1 時刻的計算值；X^（0）（a＋1）為原始序列X（0）在t＋1 時刻的預測值；b，c 分別為為發展系數和灰色作用量。

后驗差檢驗，檢驗預測值是否可行：

式中，q1為原始數據列的標準差；q2為殘差數據列的標準差。P 為后驗差比值，P 越小表示擬合程度越高，預測值越精確。

3.2.4 灰色關聯分析法

本文采用灰色關聯分析法計算建筑業—區域經濟—生態環境耦合協調度影響因素，關聯系數計算公式如下［18］：

式中，ωi（k）為第k 個時刻Xi與X0的相對差值；ρ 是分辨系數，取值為0.5；在此處將三系統的耦合協調度作為參考曲線X0，10 個影響因素指標數列為Xi。

4 實證分析

4.1 綜合發展水平分析

2010—2019 年河北省建筑業、區域經濟、生態環境3 個子系統綜合發展水平如圖2 所示。總體來看，區域經濟發展水平波動最大，樣本年間大致呈現出直線式上升趨勢，生態環境發展水平及建筑業發展水平的波動范圍緊隨其后。

圖2 2010—2019 年河北省建筑業—區域經濟—生態環境發展趨勢

建筑業在2010—2012 年呈現出增長態勢，其中以建筑業總產值和建筑企業簽訂合同總額最為明顯，分別增加了1 632.56 億元和2 842.51 億元，2012—2018 年建筑業發展水平指數（w1）呈現出“V”型變化態勢，在2016 年出現低谷，這一年建筑業生產總值、從業人數、勞動生產率都出現了不同程度的降低。2018 年后建筑業發展水平有所提高，隨著新型基礎設施大面積建設，建筑業也迎來了新一輪的發展，但受到環境規制影響，建筑業的發展速度相對較緩。

2010—2019 年河北省區域經濟的發展呈現出爆發式增長，區域經濟發展水平指數（w2）由2010 年的0.144 9 躍升至2019 年的0.839 2，其中地區生產總值、全社會固定資產投資、人均GDP 等增長最為顯著，分別增長了14 710 億元、22 487 億元、21 040元，年增長率分別達到了7.21%，14.91%和8.31%。

生態環境發展水平在2010—2011 年出現了斷崖式下滑，生態環境發展水平指數（w3）由0.689 9 降至0.297 6，降幅達到了132%，以工業固廢綜合利用率和垃圾處理率最為突出，但在隨后的2011—2019年，生態環境發展水平出現了陡然式的增長，雖然能源消耗和碳排放在持續增長，但綠地公園建設、工業固廢綜合利用率等也明顯增加，遠超過能源消耗和碳排放增長效率。

對比圖2 中三大系統的發展水平可以明顯看出，在2010—2012 年，生態環境處在領先位置，隨著作為國民經濟支柱性產業建筑業投資額的增加、新型技術的引進等建筑業得到了蓬勃發展，建筑業發展水平在2012—2013 年躍居三大系統的領先位置，隨后在2012—2019 年，伴隨著科學發展觀的落實，以及“綠水青山就是金山銀山”理念的提出，綠色可持續發展成為各行業的發展基調，生態環境的發展水平躍至三大系統的領先位置。

4.2 耦合協調度分析

2010—2019 年河北省建筑業—區域經濟—生態環境的耦合協調度見表3。

表3 2010—2019 年河北省建筑業—區域經濟—生態環境耦合協調發展水平

其中在2010—2011 年，由輕度失調降至中度失調階段，隨后再次進入輕度失調，且持續維持到2015 年年末，隨即在2016 年進入瀕臨失調階段。

總體上，在樣本年間三大系統的耦合協調發展水平由最低的0.299 4 上升至0.496 8，增幅非常明顯，且大致呈現出逐年平穩增長態勢，系統間協調發展水平不斷提升，相互影響作用也逐漸提高，但卻仍處于瀕臨失調階段，距優質協調發展差距明顯。因此，三大系統間的協調發展存在廣闊的上升空間，亟須進一步提高其協調發展程度。

2010—2015 年，河北省建筑業—區域經濟—生態環境協調發展一直處于萌芽階段，雖在2016 年出現了跨越式發展，步入起步階段，但經過4 年的發展，截至2019 年三大系統的耦合協調度依舊停滯于起步階段，距高質量發展還有較大差距，為此，急需探索三大系統協同作用機理，探究建筑業—區域經濟—生態環境協調發展的新業態、新模式，探尋河北省建筑業綠色低碳化發展新路徑，旨在早日實現“雙碳”目標，完成經濟發展由高速度向高質量轉變。

4.3 預測結果分析

為進一步探尋河北省建筑業—區域經濟—生態環境耦合協調度的演進趨勢，本文以三大系統2010—2019 年的耦合協調度（D）作為原始數據，引進灰色預測模型GM（1，1）展開測算，結果見表4。

表4 2020—2029 年耦合協調度預測值

在基于灰色預測模型測算耦合協調度過程中，為確保模型的適用性和預測值的精確性，對模型開展了后驗差檢驗，發現后驗差比值P＝0.048 3＜0.35，小誤差概率p＝1.000＞0.95，表明模型精度等級好，有較高精度，相對誤差值最大值0.075＜0.1，擬合效果達到較高要求。總體上預測值較為客觀準確。

通過預測值發現，在2020—2029 年，河北省建筑業—區域經濟—生態環境耦合協調度仍保持小幅度持續增長趨勢，且在2028 年達到0.826，進入良好協調階段。耦合協調度雖逐步向好發展，協調程度也在持續提高，但整個發展速度仍相對緩慢，要實現河北省建筑業—區域經濟—生態環境的穩步優質協調發展，還需找到阻礙三者間協調發展的關鍵性因素，探尋突破點，以達到三大系統互利共贏，實現綠色低碳高質量發展。

4.4 影響因素分析

為進一步探究河北省建筑業—區域經濟—生態環境協調發展的影響因素，本文擬構建影響因素模型。通過借鑒以往學者觀點［19-22］，結合河北省的區域發展特點，從經濟環境、技術水平、政策支持、環境污染、生態治理5 個方面選取了9 個指標，收集了河北省2010—2019 年的相關數據展開影響因素分析。

依據灰色關聯分析法，將建筑業—區域經濟—生態環境耦合協調度作為參考序列，測算出影響因素結果見表5。在所選9 項指標中，影響因素指標高于關聯度均值的分別是地區生產總值、綠地面積、地區生產總值能耗、勞動生產率和工業固廢綜合利用率。其中地區生產總值關聯度最高，為0.960，表明地區生產總值對三大系統的協調發展最為密切，呈現出高度正相關關系。地區生產總值不僅是區域經濟發展的重要體現之一，還為建筑業發展、生態環境治理提供了雄厚的資金來源。綠地面積和工業固廢綜合利用率的關聯度為0.953，0.898，分別位列第2、第5 位，可見生態建設也密切關系著三大系統協調發展。在“綠水青山就是金山銀山”理念和“雙碳”目標提出后，大力改善生態環境，堅持綠色發展的觀念深入各行業，綠色低碳發展成為主旋律。地區生產總值能耗、勞動生產率的關聯度為0.936，0.916，分別排列第3 和第4 位。作為建筑業的重要指標之一，地區生產總值能耗和勞動生產率對三大系統協調發展的作用不容小覷，地區能源的消耗雖然在一定程度上促進了區域經濟的發展，但產生的廢棄物排放對生態環境的危害遠高于其經濟效益，因此轉變發展方式，探尋建筑業綠色低碳發展新路徑迫在眉睫，這也是促進建筑業—區域經濟—生態環境耦合高質量協調發展的重要一環。

表5 建筑業—區域經濟—生態環境協調度影響因素關聯度

5 研究結論及發展建議

5.1 結論

本文綜合考慮河北省建筑業、區域經濟、生態環境的發展現狀和區域優勢特色，從建筑業的發展規模、行業效益、發展潛力，區域經濟的經濟規模、經濟結構、經濟效益和生態環境的能源消耗、環境污染、生態治理9 個維度選取了37 個二級指標，構建耦合協調度模型，利用河北省2010—2019 年數據開展實證分析。結合灰色預測模型GM（1，1）預測河北省建筑業—區域經濟—生態環境未來10 年內的耦合協調度發展趨勢，并借助灰色關聯模型深入剖析影響河北省建筑業—區域經濟—生態環境耦合協調發展的因素。具體研究結論如下：第一，在三大系統協調發展方面，盡管建筑業、區域經濟、生態環境的協調發展程度逐年穩步增長，但增長速度緩慢，仍處在失調水平和起步階段；第二，在預測分析結果方面，按照目前三大系統的協調發展速度，預計在2028 年進入良好協調水平和成熟耦合階段；第三，在協調發展的影響因素方面，地區生產總值、綠地面積、地區生產總值能耗、勞動生產率、工業固廢綜合利用率與三大系統耦合協調度關聯度較高。

通過耦合協調度影響因素分析發現，要實現河北省建筑業—區域經濟—生態環境高質量協調發展，急需探尋建筑業綠色低碳發展新路徑，堅持傳統產業綠色改造和綠色新產業培育雙舉并行，促進地區經濟高質量發展，以及瞄準“雙碳”目標，持續推進生態環境建設，以打造出集“產業持續轉型、經濟持續增長、生態持續改善”于一體的“新模式、新業態、新增長極”的協調發展新體系，實現河北省建筑業—區域經濟—生態環境高質量協調發展和“雙碳”目標。

5.2 發展建議

5.2.1 探尋建筑業綠色低碳發展新路徑

建筑業全面實行綠色低碳建造。首先，積極推進裝配式、被動式超低能耗、近零能耗、低碳、零碳等高節能低碳排放的綠色建筑規模化；其次，統籌綠色建材生產與應用全生命周期、全產業鏈的節能減排，促進綠色產業鏈的發展與完善；再次，構建綠色低碳建造體系，引入智能建造產品與技術，實現智慧建造；最后，還要善于創新，利用創新技術手段，將新能源轉換為可以儲存利用的能量，打造產能建筑。

5.2.2 堅持傳統產業綠色改造和綠色新產業培育雙舉并行

繼續堅持創新驅動發展戰略，發展綠色經濟。首先，對傳統產業實行綠色化改造，一方面加大科技投入，研發綠色技術；另一方面制定嚴格措施，實行強制性的行業節能減排規范。其次，著力培養綠色新產業和高新技術產業，激發綠色技術的創新能力和綠色經濟的市場活力，強化政、產、學、研、媒的合作深化，打造綠色創新能力體系。最后，借助數字經濟的發展，賦予農業、制造業、服務業新的綠色元素，培育全面的綠色低碳、可持續發展新模式，深化區域經濟發展內涵，促進地區經濟高質量發展。

5.2.3 瞄準“雙碳”目標，持續推進生態環境建設

要持續推進生態文明和人居環境建設，以實現“雙碳”目標為出發點，打好節能減排攻堅戰。首先，加大生態環境建設的資金投入，推動技術創新，更好服務于環境治理和生態建設；其次，強化生態環境機制建設，做好規劃，制定出符合本省特點、可實施的生態環境保護方案；最后，統籌全局，建立包括廣泛利益相關者共同參與的生態建設聯盟，動員全體人員參與生態環境建設。