基于空间杜宾模型的中国资本密集型产业碳排放影响研究

冉紫衣

摘 要：基于2003—2018年的资本密集型产业碳排放数据，利用空间自相关方法分析全国30个省级行政区资本密集型产业碳排放的空间演化特征，并利用空间杜宾模型对中国资本密集型产业碳排放与主要影响因素的关系进行实证研究。结果表明：中国2003—2018年资本密集型产业碳排放平均每年增加249.9 μg/m3;资本密集型产业碳排放在2003年的莫兰指数为0.186，2018年为0.014，在空间呈现出“东重西轻”“南矮北高”的空间分布特征;经济增长与碳排放之间不存在显著的倒U形关系，表现出负向单调关系，技术水平与碳排放之间表现出显著的负向关系。

关键词：资本密集型产业碳排放;空间杜宾模型;空间演化特征

中图分类号：F205 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）28-0-04

Abstract： Based on the carbon emission data of capital-intensive industries from 2003 to 2018， to use spatial autocorrelation method to analyze the spatial evolution characteristics of the carbon emissions of capital-intensive industries in 30 provinces across the country， and finally uses the spatial Dubin model to analyze China’s capital-intensive industries. Conduct empirical research on the relationship between carbon emissions and main influencing factors.The results show that： China’s carbon emissions from capital-intensive industries increased by 249.9 μg/m3 per year on average from 2003 to 2018; The carbon emission of capital-intensive industries was 0.026 in 2003 and -0.044 in 2018， showing the spatial distribution characteristics of “heavy in the east and light in the west” and “short in the south and high in the north” in the space;There is no significant inverted U-skape relationship between economic growth and carbon emissions， showing a negative monotonic relationship， and a significant negative relationship between technological level and carbon emissions.

Keywords： capital-intensive industry carbon emissions;spatial dubin model;spatial evolution characteristics

近幾年，温室气体引起的全球变暖已成为学界热议的话题。大量的温室气体会造成冰川融化、海平面上升、全球气候变暖等问题。为缓解全球变暖趋势，我国提出要树立“大力推进生态文明建设、坚持走可持续发展道路”的新思想[1]。近几年，我国资本密集型产业资本在生产过程中劳动、知识的有机构成水平较低，使得产品物化劳动所占比重较大，因此产生的碳排放量始终居高不下，造成碳排放增长。有观点认为，随着企业生产规模的扩大，产业集聚性提高，资源消耗量会升高，会导致碳排放增加。部分学者认为经济增长是碳排放增长的首要驱动力，而技术进步带来的能源强度下降[2]、能源消耗是造成环境压力的主要原因[3]。此外，还有一部分学者认为经济增长与碳排放之间有显著的倒U形关系[4]。我国产业发展造成的碳排放污染日益严重，相关政策的制定在一定程度上制约了其扩展，但其行业碳排放的具体影响趋势仍需进一步研究。因此，研究碳排放政策与污染密集型产业转移之间的关系，将成为地理学研究的热门问题[5]。中国污染密集型产业的环境效应研究强调发展经济必须面对环境问题，必须从经济发展的源头入手[6]。资本密集型产业的性质导致其成为导致碳排放增加的重要因素。因此，研究资本密集型产业碳排放的空间分布规律对加强环境保护具有重要意义，能够为碳减排政策的制定提供重要依据。

综上所述，碳排放增长对环境污染与人体健康具有极大影响[7]。在经济快速发展的背景下，资本密集型产业碳排放增加，造成的碳排放污染情况日益加重。因此，利用空间自相关方法，基于2003—2018年的资本密集型产业碳排放历史数据，分析资本密集型产业碳排放集聚效应及其分布特征，并利用空间杜宾模型分析相关因素对碳排放影响的强度和方向，以期为我国资本密集型产业合理发展提供建议。

1 数据来源

数据主要为CEADS（https：//www.ceads.net/data/city/）发布的除西藏、台湾、香港和澳门以外30个省级行政区2003—2018年的资本密集型产业碳排放历史数据。其他控制变量主要来源于国家统计局（http：//tjj.shanxi.gov.cn/tjsj/tjnj/）和各省、自治区、直辖市统计年鉴。

2 研究方法

基于全局空间自相关分析来分析资本密集型产业碳排放的空间集聚效应。当I<0时，表示空间负相关，离散性大;反之则表示空间正相关，集聚性强。数值越大表示集聚或离散性越强，基本公式如下：

式中：m表示中国除西藏、台湾、香港和澳门以外30个省级行政区;xi和xj表示i和j省级行政区的碳排放;ωij表示空间权重;表示碳排放省级行政区均值。

局部莫兰指数能够显著展示碳排放的集聚特征及其在空间上分布的具体位置。其表达式为：

式中：x和分别表示省级行政区碳排放量和平均排放量;n表示中国省级行政区;ωij表示空间权重;I表示局部I数值，I值为正表示低污染低集聚或高污染高集聚，I值为负表示低污染高集聚或高污染低集聚。

在STIRPAT模型的基础上构建空间计量模型，对我国资本密集型产业碳排放的影响因素进行研究，对传统数据模型进行改进[8]。具体模型表达式如下：

式中：α表示模型系数;I、P、A、T分别表示碳排放、人口规模、经济增长与技术水平;t表示时间;i表示省级行政区;β1、β2、β3分别表示人口规模、经济增长与技术水平的弹性系数;εit表示随机扰动项。

3 结果分析

比较资本密集型产业碳排放变化特征，图1为资本密集型产业碳排放的变化趋势。从整体上看，2003—2018年各细分行业碳排放的时序特征大致呈现先增长后降低的趋势。从资本密集型产业的细分行业碳排放时序变化特征来看，电力、蒸汽、热水的生产和供应等行业碳排放量始终呈现上升趋势，石油加工和非金属矿产行业碳排放始终稳定，但其排放浓度高，石油天然气开采行业碳排放在近几年略微下降，峰值出现在2012年。

根据表1我国资本密集型产业碳排放空间变化特征，2003年高-高型资产密集型产业碳排放主要分布于天津、河南、内蒙古、上海、江苏、山东与浙江，2018年江苏退出高-高型碳排放集聚区，山东始终是碳排放重灾区。图2表明2003年与2018年我国资本密集型产业碳排放整体上表现出“东重西轻”“南矮北高”的空间分布特征。2018年莫兰指数为0.014，2003年莫兰指数为0.186，我国碳排放空间集聚效应越来越分散。从总体上看，2003年高-高型主要分布在我国东部的山东、浙江与江苏等地。2018年后江苏省从高-高型主要分布地区变为高-低型地区。

根据表2研究结果，P表示人口规模，A表示经济增长，A2表示经济增长的平方，T表示技术水平。直接效应表示以上因素在本地集聚对本地碳排放的影响，间接效应表示本地集聚对邻近地区的影响。

人口规模系数的直接效应系数为-0.014 5，间接效应系数为-0.033 9，系数均为负值表示人口在地区集聚而减少地区碳排放污染，但影响并不显著。一方面，人口规模过大会导致产业生产、能源消耗等活动加重，促进碳排放;另一方面，人口的集聚效应能够提高城市发展的技术水平，技术水平的提高促进碳排放降低。

经济增长的总效应一次方系数为-11.38，在1%水平上顯著，水平平方的系数为-0.8且不显著，表明经济增长与资本密集型产业碳排放之间不存在显著的倒U形关系，而是单调关系。这是因为城市资本密集型产业在本地集聚，在带动区域经济发展的同时也增加了地区的环境压力，导致碳排放污染严重。经济增长的总效应二次方系数方向与一次方系数相同，且一次方系数下经济增长对资本密集型产业碳排放的促进效应高于二次方系数，表明经济增长对资产密集型产业碳排放的促进作用减小。

从技术层面来看，技术水平的直接效应与间接效应均在1%水平上显著，且方向为负，总效应在5%水平负向上显著。这表示我国技术发展水平对资本密集型产业碳排放具有显著的负面影响，能够有效促进碳排放浓度降低。技术水平每提高0.001 19，能够有效降低地区一个百分点碳排放污染。资本密集型产业现代化技术装备程度高，而技术水平的提高可减少碳排放污染。

4 结论

第一，我国经济增长与资本密集型产业碳排放表现出显著的正相关关系，产业结构偏重，产业排污、运输结构不合理等均有可能是造成碳排放升高的重要原因。先进技术对碳排放浓度具有显著的促降作用。我国产业发展的减排技术有利于降低其碳排放浓度。这与部分学者关于产业集聚的技术水平对碳排放的影响方向一致[9]。提高技术水平，大力加快新能源技术研究及相关政策制定对我国资本密集型产业碳排放管理具有重要意义。

第二，从我国资本密集型产业空间变化特征来看，山东始终是碳排放重灾区。我国碳排放整体上表现出“东重西轻”“南矮北高”的空间分布特征。这与我国碳排放大致分布特征一致[10]。我国东部作为重工业基地，其始终是重污染地区。因此，加快产业调整，制定相应措施促进碳排放合理化是我国实现碳减排的重要依据。

第三，从资本密集型产业的细分行业碳排放时序变化特征来看，电力、蒸汽、热水的生产和供应行业是主要的碳排放输出行业。电力、蒸汽、热水等生产和运输是否合理是影响碳排放的重要因素。碳交易市场，规划产业碳排放量，对相关产业的碳减排具有重要意义。

参考文献：

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[2]贺勇，傅飞飞，廖诺.基于STIRPAT模型的工业研发投入对碳排放影响效应分析[J].科技管理研究，2021（17）：206-212.

[3]杨姣，董晔.基于STIRPAT模型的新疆环境压力影响因素分析：以能源消耗为例[J].能源环境保护，2021（4）：85-91.

[4]廉勇.经济层次与环境污染：基于碳排放的环境库兹涅茨曲线研究[J].统计与决策，2021（20）：146-150.

[5]王新钗.中国污染密集型产业空间分布及影响因素研究[D].长春：吉林大学，2019：16.

[6]刘宁宁，孙玉环，汤佳慧，等.空间溢出视角下中国污染密集型产业集聚的环境效应[J].环境科学学报，2019（7）：2442-2454.

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[8]LESAGE J P，PACE R K.Introduction to spatial econometrics[J].Journal of the Royal Statistical Society： Series A （Statistics in Society），2011（2）：513-514.

[9]刘耀彬，袁华锡，封亦代.产业集聚减排效应的空间溢出与门槛特征[J].数理统计与管理，2018（2）：224-234.

[10]潘小海，梁双，张茗洋.我国碳排放分布特征与动态演进研究[J].中国工程咨询，2021（9）：27-34.

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