基于DPSIR 模型的山西低碳城市建設戰略研究*

段 錦

（太原理工大學文法學院，山西 晉中 030600）

在應對氣候變化的過程中，建設低碳城市的理念被提出。低碳城市是為了最大限度地減少城市的碳排放，從經濟、交通、建筑、技術、價值觀等方面進行轉變的城市[1]，是生態文明建設的體現。2008年初,國家建設部與世界自然基金會（World Wide Fund for Nature or World Wildlife Fund , WWF） 確定上海和保定入選首批低碳試點城市；截至2012 年，低碳城市的試點基本在全國全面鋪開[2]。低碳城市研究的重要理論內容之一是低碳城市評價指標體系[3]。在選取評價指標時，通常以碳排放量（碳排放強度） 為核心，綜合考慮經濟、社會、資源、環境、技術等指標形成評價指標體系[4]。山西作為能源大省，第二產業活動比較劇烈，經濟增長與碳減排之間的矛盾日益突出。本研究基于DPSIR 模型，從驅動力、壓力、狀態、影響和響應5 個方面評價山西低碳城市的現狀，在一定程度上豐富和發展了低碳城市的評價方法，并為保障低碳城市和應對氣候變化提供科學依據。

1 DPSIR 模型概述

DPSIR （Driving Force-Pressure-State-Impact-Response Framework，驅動-壓力-狀態-影響-響應）模型由聯合國經濟合作組織（OECD） 在1993 年提出，并為歐洲環境局所采用[5]。在DPSIR 模型中，“驅動力”（Driving Force） 是引起環境變化的因素；“壓力”（Pressure） 是人類活動施加給環境的影響；“狀態”（State） 是環境在上述壓力下的表現，如土地退化程度、污染水平等；“影響”（Impact） 是人類、生態、經濟和社會承受的系統狀態的改變；“響應”（Response） 是人類對系統狀態改變作出的反應，如減少污染、提高資源利用效率等措施。DPSIR 模型能快速準確地抓住問題的要害，從而對癥下藥[6]。

2 基于DPSIR 模型的低碳城市指標體系構建

2.1 指標選取

根據DPSIR 模型，結合實際情況，在科學性、可操作性、數據的可獲得性等原則下，選取31 個指標進行低碳城市評價指標體系的構建。

2.2 數據來源

本研究的數據來源于2009—2017 年的《山西省統計年鑒》。

2.3 評價指標數據標準化處理

由于低碳城市評價指標體系中各指標之間的量綱不統一，故直接用這些指標去進行區域低碳城市評價是較困難的。對于同一個參數，盡管可以根據實測數值的大小來判斷其對環境影響的程度，但因缺少一個可作比較的環境標準而無法較確切地反映其對環境的影響水平。為此，在進行區域低碳城市評價之前，需對評價指標進行標準化處理，以消除量綱的影響。本研究采用極差標準化[7]方法對原始數據進行處理。假設研究區包括n 個評價單元，評價的指標有m 個，分別為xi（i=1，…，m），其數據矩陣為

式中：x′ij為第j 個評價單元在第i 個指標上的統計值（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n）。則標準化后的矩陣為

式中：i=1，2，…，m；j=1，2，…，n。

正向指標和逆向指標分別采用式（3）、式（4）進行標準化處理[8]，表達式為

2.4 評價指標權重的確定

本研究采用熵權法確定評價指標的權重。熵權法是根據各指標傳遞給決策者信息量的大小來確定權重的一種客觀賦權法。熵權法能準確反映區域低碳城市評價指標所含的信息量，可解決區域低碳城市評價各指標信息量大、準確量化難的問題[8]。對于某項指標，指標值間的差距越大，表明該指標在評價中所起的作用越大；若差距為零，表明該指標在評價中不起作用，可以舍去[9]。據此原理，計算各指標的權重[10]。

2.4.1 定義信息熵

第i 個評價指標的信息熵Hi可定義為

式中：i=1，2，…，m；j=1，2，…，n。

2.4.2 計算指標權重

指標權重用Wi表示，其計算公式為

式中：i=1，2，…，m。

3 結果與分析

3.1 山西低碳城市評價指標體系及權重

在山西低碳城市評價指標體系的類別中，系統的驅動力、壓力、狀態、影響和響應的權重分別為0.108 73，0.152 54，0.215 72，0.238 48 和0.284 53，說明指標體系類別中系統的響應最重要，其次是系統的影響和狀態。從山西低碳城市評價指標體系選取的31 個指標的權重排序上可以看出，對山西低碳城市評價有重要影響的3 個指標為治理噪聲投資額、人均SO2排放量和人均汽車擁有量，它們分別反映了系統的響應、系統的狀態和系統的壓力（見表1）。

表1 山西低碳城市評價指標體系及權重

3.2 山西低碳城市現狀

3.2.1 驅動力指標

1） 社會經濟發展。2008—2016 年山西省人均地區生產總值呈現出增加的趨勢（見第35頁圖1），由2008 年的21 506 元/ 人，增加到了2012 年的33 628 元/人，到2016 年增加到35 303 元/人。然而，從2012 年開始，增速明顯放緩。這是由于煤炭市場的不景氣，導致山西經濟增速出現“斷崖式下滑”。長期以來，山西形成以煤炭行業為比較優勢的經濟發展模式，這次經濟的下滑主要就是由于山西經濟對煤炭的過度依賴造成的。

圖1 2008—2016 年山西省人均地區生產總值

2008—2016 年山西省人均工業增加值呈先增加后減少的趨勢（見第35頁圖2），由2008 年的10 528.99 元/人，增加到2012 年的17 254.22 元/人，又減少到2016 年的10 725.87 元/人。

圖2 2008—2016 年山西省人均工業增加值

2） 城市建設規模。2008—2016 年山西省城鎮人口規模呈現增加的趨勢（見圖3），由2008 年的1 538.58 萬人，增加到2016 年的2 069.63 萬人。

圖3 2008—2016 年山西省城鎮人口規模

2008—2016 年山西省城鎮人口自然增長率呈總體下降的趨勢（見圖4），由2008 年的5.31‰，下降到2016 年的4.77‰。結合2008—2016 年山西省城鎮人口規?？芍轿魇∴l村人口向城鎮人口轉移的速度加快。

圖4 2008—2016 年山西省城鎮人口自然增長率

3.2.2 壓力指標

2008—2016 年，反映山西低碳城市的壓力指標中，人均汽車擁有量、每百平方千米鐵路營業里程、每百平方千米公路通車里程和貨運量均呈增加的趨勢；客運量呈2008—2012 年增加、2012—2016 年減少的趨勢。以權重排序第三的人均汽車擁有量為例，2008—2016 年山西省人均汽車擁有量由2008 年的5.65×10-6輛/人，增加到2016 年的13.30×10-6輛/人（見圖5）。

圖5 2008—2016 年山西省人均汽車擁有量

3.2.3 狀態指標

2008—2016 年，反映山西低碳城市的狀態指標中，地區生產總值廢氣排放量呈2008—2010 年增加、2010—2016 年減少的趨勢；人均廢氣排放量、人均SO2排放量（見圖6） 和人均廢水排放量（見第36頁圖7） 均呈2008—2012 年增加、2012—2016 年減少的趨勢；地區生產總值SO2排放量和地區生產總值廢水排放量均呈減少的趨勢。

圖6 2008—2016 年山西省人均SO2 排放量

圖7 2008—2016 年山西省人均廢水排放量

3.2.4 影響指標

2008—2016 年，反映山西低碳城市的影響指標中，地區生產總值水耗、地區生產總值能耗和地區生產總值電耗均呈減少的趨勢；單位工業增加值水耗、單位工業增加值能耗和單位工業增加值電耗均呈2008—2012 年減少、2012—2016 年增加的趨勢；人均能源消費量、人均水資源消費量（見圖8） 和人均用電量（見圖9） 均呈2008—2014 年增加、2014—2016 年減少的趨勢。

圖8 2008—2016 年山西省人均水資源消費量

圖9 2008—2016 年山西省人均用電量

3.2.5 響應指標

2008—2016 年，反映山西低碳城市的響應指標中，固體廢物綜合利用率和治理其他污染投資額均呈2008—2012 年增加、2012—2016 年減少的趨勢；治理噪聲投資額（見圖10）、治理廢水投資額（見圖11）、治理廢氣投資額和治理固體廢棄物投資額均呈減少的趨勢；固體廢物處置量呈2008—2010年減少、2010—2016 年增加的趨勢；治理其他污染投資額呈2008—2012 年增加、2012—2014 年減少、2014—2016 年增加的趨勢（見圖11）。

圖10 2008—2016 年山西省治理噪聲投資額

圖11 2008—2016 年山西省治理廢水和治理其他污染投資額

3.2.6 山西低碳城市綜合評價

采用綜合評分法對山西低碳城市的建設情況進行評價，表達式為

式中：ESI 為山西低碳城市的建設情況指數；Xi為第i 個指標的標準化值；Wi為第i 個指標的權重；m 為指標總個數，i=1，2，…，m。

2008—2016 年，山西低碳城市的建設情況指數呈2008—2010 年下降、2010—2016 年上升的趨勢（見圖12）。

圖12 2008—2016 年山西低碳城市的建設情況指數

4 山西低碳城市建設的對策建議

4.1 研發新能源技術以提高清潔能源的使用率

化石燃料燃燒產生的碳氧化物和硫氧化物是造成溫室效應的主要氣體，因此使用太陽能或風能等新能源替代化石能源，并推廣新型能源汽車，從而減少化石能源的消耗，降低碳排放。

4.2 淘汰落后產能以合理布局工業企業

山西應堅決關停低產的小煤窯和小火電廠，并進行資源重組，合理布局煤炭和工業企業。

4.3 優化升級工業結構

對傳統的煤炭、電力等上下游關聯企業進行優化重組，整合企業內部資源，增加產品附加值，實現工業結構的優化升級。

4.4 樹立節能環保的家庭消費觀

在住宅領域應用節能產品，鼓勵家庭使用節能電器，推廣階梯電價政策；適當補貼電動汽車和新能源汽車，引導公眾樹立低碳環保的消費觀；完善并擴大集中城鄉供暖系統，提高供熱效率；在有條件的鄉鎮地區，推廣秸稈發電技術或沼氣發電技術。

4.5 優化對外貿易結構

工業原材料和重工業低端產品占山西對外出口產品的比重很大，因此優化對外貿易結構對減少碳排放很重要，應通過稅收來引導企業減少重工業產品出口，扭轉對外貿易導致碳排放增加的局面。

4.6 優化能源價格機制

規范煤炭等能源大宗商品交易平臺的發展，完善煤炭交易機制。幫扶低碳節能的相關企業，簡化行政審批程序，為其提供便利的投融資服務。