中国产业结构与碳排放的耦合关系

董言　许健　李粼粹

摘要：产业结构与碳排放之间的相互作用形成产业结构与碳排放的耦合关系。文章运用耦合度模型，测算了中国2006～2015年间产业结构与碳排放的耦合度与耦合一致性指数。研究结果表明：中国的产业结构与碳排放长期处于高水平的耦合阶段，二者间有很强的互动关系，这种关系对实现低碳经济发展有重要影响；中国“产业结构—碳排放”系统的耦合一致性总体呈上升趋势，产业结构不断优化，碳排放水平不断改善，其在更高水平上的耦合一致性作用将更大。

关键词：产业结构；碳排放；耦合度；耦合一致性

随着经济的持续快速发展，能源消费量不断增长，全球大气环境变化等问题愈发严重，产生严重的负面效应，已引发全球广泛关注。中国政府在《联合国气候变化框架公约》中承诺：到2030年，单位国内生产总值碳排放比2005年下降60%～65%。因此，中国正面临着巨大的减排压力，如何积极有效地推行减排措施实现“低碳经济”成为当务之急。产业结构通过影响能源消耗进而影响低碳经济的发展，可见探索产业结构与碳排放的内在关系有助于客观评估二者间协调程度，为促进“低碳经济”发展提供政策启示。

目前，国内外对产业结构和碳排放的研究主要集中在对二者的关系及相互作用上，如徐胜研究发现结构转型对低碳经济的影响具有异质性和长期性。周肖肖及谢晓晶发现产业结构具有边际效应递减的节能效应，能够实现碳排放的减少。刘凤朝研究发现减少高耗能产业能够实现碳排放的减少。王修华认为提升服务业比例可在降低碳排放同时，实现产业结构升级。但产业结构并不总是显著减少碳排放，王洋帅以江苏省为例二者间存在双向关系，产业结构升级对碳排放有一定的滞后效应，降低碳排放量的作用也不明显。陈永国通过研究发现整体上产业结构对碳排放强度是结构负担贡献。也有后者对前者的作用。张友国在研究中表明碳排放强度的约束具有结构效应，影响部门产出及产出价格，进而减少能源消耗与碳排放。

综上所述，已有研究对产业结构和碳排放的关系及相互作用方面已有众多的理论成果，但将二者作为两个系统展开研究的较少，并且利用耦合模型和耦合一致性指数来探索二者间的内在关系的也不多。基于此，本文运用系统耦合模型来实证分析中国产业结构与碳排放的内在关系，利于政府基于低碳目标优化产业结构。

一、研究方法

耦合协调度是指两个（或两个以上）系统或运动形式通过各种相互作用而彼此影响的现象。产业结构与碳排放具有多方面的特征，可以将二者作为两个子系统探究动态关联互动的过程。通过对“产业结构—碳排放”系统耦合协调度的定量测度，刻画出该系统的互动关系和动态变化情况，判别产业结构与碳排放耦合演变的趋势及二者耦合所处的阶段。

（一）产业结构与碳排放的耦合度模型：

上述（1）式xij表示功效函数。其中Xij（i=1，2；j=1，2，n）为第i子系统的第j指标即序参量，i=1表示产业结构子系统，i=2代表碳排放子系统。αij，βij是系统稳定临界点序参量的上、下限值，普遍將序参量的最大值最小值作为上、下限值。标准化的功效系数xij为变量Xij对系统的功效贡献值，反映指标达到目标的满意程度，且xij∈[0，1]，0为最不满意，1为最满意。

上述（2）式C表示耦合度值，且C∈[0，1]。U1代表产业结构综合序参量，U2代表碳排放综合序参量；xij代表序参量j对子系统i的功效；λij为序参量对应的权重，采用层次分析法测算，综合序参量通过式（2）线性加权求和得到。具体耦合阶段划分见表1。

（二）产业结构与碳排放的耦合一致性指数模型：

由于耦合度难以反映两者的发展水平及交互的一致程度。利用耦合一致性指数能弥补耦合度的局限性。该指数越高，说明产业结构和碳排放整体上具有较强的相互作用，总体发展一致性也更强。计算公式如下：

D=（4）

T=aU1+bU2（5）

其中，（4）式D表示耦合一致性；T为“产业结构—碳排放”的综合协调指数，反映了该系统的整体一致程度；a和b分别表示产业结构和碳排放在综合协调指数中的权重，本文将二者设为同等重要的地位，因此取a=b=0.5。耦合一致性，具体耦合一致性类型见表 1。综合协调指T∈（0，1），0

（三）系统评价指标体系构建

根据“产业结构—碳排放”系统的本质及特点，按照科学性及可操作性等原则，结合中国产业结构与碳排放的实际以及评价指标体系构建的要求，构建了2个准则层及6个具体指标在内的中国产业结构与碳排放耦合发展评价指标体系见表2。

二、产业结构与碳排放耦合关系实证分析

（一）数据来源及说明

基于研究目的及已构建的指标体系，考虑到数据可得性和完整性，本文选取中国2006-2015年的时间序列数据实证研究产业结构与碳排放的耦合关系。相关数据源于历年《中国统计年鉴》。

（二）指标权重的确定

首先按公式（1）对初始指标值进行了标准化处理，再以层次分析法计算得到各指标的权重，如表3所示。

（三）时间维度下耦合分析

各指标权重确定后，利用公式（2）计算出产业结构与碳排放两个子系统的综合序参量，最后由公式（2），（4）分别计算得到中国“产业结构—碳排放”系统的耦合度和耦合一致性指数。根据判别标准，可得到各年份耦合阶段和耦合一致性类型（见表4）。

据表4中产业结构与碳排放的耦合度数据来看，总体而言，中国“产业结构—碳排放”系统的耦合度一直保持在（0.8，1）区间，位于高水平耦合阶段。这说明，2006～2015年间中国的产业结构和碳排放在整体上保持较好的耦合关系以及较强的相互影响关系，总体表现较为协调。产业结构的变化信息能够较及时从碳排放水平上体现出来，碳排放强度约束也具有结构效应。

从耦合一致性指数来看，中国“产业结构—碳排放”系统的耦合一致性总体上呈上升趋势，从最开始的较低耦合一致性到短暂的中度到维持高度耦合一致性最后达到极度水平，平均耦合一致性水平较高，但还有一定的提升空间。样本初期，耦合一致性指数受发展水平的影响较大，随着两个子系统水平不断朝理想化方向发展后，耦合一致性指数受耦合度的影响更大。由于近年来中国发展经济与生态保护的突出矛盾，产业结构与碳排放的耦合一致性指数出现增速减缓的趋势，这预示经济改革的重点提高耦合效果以提升耦合一致性指数促使产业结构朝高级化合理化方向发展。

为进一步探究“产业结构—碳排放”系统的耦合度和耦合一致性指数演变的背后逻辑，本研究将产业结构和碳排放子系统对二者复合系统“综合贡献值”的差异与耦合度、耦合一致性指数相结合来对比分析。图1显示了2006～2015年间产业结构和碳排放子系统综合序参量的变化趋势及其对应的耦合度、耦合一致性水平。

由图1可以看出，产业结构整体呈稳定的高水平发展趋势；中国碳排放水平整体处于波动状态，在2010年呈现明显下降趋势，并在进入2011年以后碳排放水平增速减缓并于2016年开始呈现下降趋势。耦合度在两者变化差异中表现出一定的稳定性。具体来看，自1978年改革开放，中国的产业结构发生明显变化。三次产业之间的比例关系得以改善，产业结构正朝高级化合理化方向变化。产业结构子系统的综合序参量在总体上呈现稳定上升趋势。碳排放系统呈现的变动趋势，由于产业结构与碳排放密切相关，产业结构的不断优化升级碳排放水平得以较好的控制以及2009年中国在哥本哈根世界气候大会上承诺到2020年碳排放强度比2005年下降40%～45%，减排措施有所成效。

“产业结构—碳排放”系统的耦合一致性是耦合度与发展水平的综合，其既受到耦合度的影响，也受产业结构升级和碳排放水平的影响。总体而言呈现波动上升的趋势，波动变化规律与耦合度的变化规律基本一致；在样本初期，受发展水平的影响较大。在系统水平不断提高后，受耦合度的影响将更大。理应更重视产业结构与碳排放的耦合关系。

三、结论

本文利用耦合模型及耦合一致性指数對中国产业结构与碳排放二者关系进行了实证分析，结果表明：中国“产业结构—碳排放”系统的耦合度一直位于高水平耦合阶段。这说明，2006～2015年间中国的产业结构和碳排放在整体上保持较好的耦合关系，较强的相互影响的关系，总体表现较为协调；综合考虑耦合状况与发展水平的耦合一致性指数来看：中国“产业结构—碳排放”系统的耦合一致性总体呈上升趋势，耦合一致性类型从最开始的较低耦合一致性到短暂的中度到高度耦合一致性最后达到极度，总体耦合一致性水平较高，但还有一定的提升空间。其变化表明中国产业结构水平不断优化，碳排放水平不断改善，其在更高水平上的耦合一致性作用将更大。

参考文献：

[1]周肖肖，丰超，魏晓平.政策匹配视角下环境规制与结构升级的节能效应研究[J].山西财经大学学报，2015（12）.

[2]谢晓晶.中国碳排放与产业结构关联研究[D].北方工业大学，2013.

[3]刘凤朝，孙玉涛.技术创新，产业结构调整对能源消费影响的实证分析[J].中国人口·资源与环境，2008（03）.

[4]王修华，王翔.产业结构升级与低碳经济发展的耦合研究[J].软科学，2012（03）.

[5]王洋帅，童纪新.江苏省产业结构升级、城市化与碳排放的动态关系——基于VAR模型的实证研究[J].河南科学，2016（05）.

[6]陈永国，褚尚新，聂锐.中国产业结构与碳排放强度的演进关系—基于“开口P型曲线”的解释[J].河北经贸大学学报，2013（02）.

[7]张友国，郑玉歆.碳强度约束的宏观效应和结构效应[J].中国工业经济，2014（06）.

[8]曾繁清，叶德珠.金融体系与产业结构的耦合协调度分析——基于新结构经济学视角[J].经济评论，2017（03）.

[9]曹丽斌，蔡博峰，王金南.中国城市产业结构与CO_2排放的耦合关系[J].中国人口·资源与环境，2017（02）.

[10]王杭芳.中国省际城镇化与生态环境时空耦合分析[J].世界农业，2017（07）.

（作者单位：江苏大学财经学院）