长江经济带低碳竞争力评价及障碍因素诊断

李世祥，刘梦茹，殷保国，王楠

（1. 中国地质大学（武汉） 公共管理学院，湖北 武汉 430074；2. 中国地质大学（武汉） 地质调查研究院，湖北 武汉 430074）

2020 年9 月，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话时宣布，中国二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和。“双碳”目标背景下，各地区均面临经济持续发展和切实达到减排目标的重大挑战。低碳竞争力作为低碳发展方式下，衡量国家或地区为其人民创造物质繁荣的能力[1]，能够实现减少碳排放和经济发展的双赢，可为社会的可持续发展提供支撑，受到越来越多学者的关注。

当前，对于我国低碳竞争力方面的研究主要集中在以下两个方面：一是对低碳竞争力评价方面的研究，主要围绕评价指标体系的构建和评价方法展开，对低碳竞争力水平进行测度。李健等[2]运用DPSIR 模型构建评价指标体系，对我国省际低碳竞争力进行评价；付强[3]从第三产业增加值占比、高碳产业占比、万元地区生产总值能耗和R&D 经费投入强度四个方面构建评价指标体系，对我国东、中、西部地区的低碳竞争力进行评价；杨春苗等[4]运用主成分分析法对我国城市群的低碳竞争力进行评价，并结合系统动力学模型对未来城市低碳竞争力进行预测。二是对低碳竞争力影响因素的研究。李真和张梦[5]在马克思价值理论框架下构建了一个区域低碳竞争力模型，通过计算发现区域低碳竞争力受到传统要素禀赋、政府治理、技术进步和产业内部结构等因素的影响；曹庆仁和周思羽[6]实证研究了碳减排政策对我国地区低碳竞争力的影响效应，研究发现市场激励型碳减排政策对地区低碳竞争力具有正向效应，而命令控制型碳减排政策对地区低碳竞争力呈负效应；李彩惠等[7]引用障碍度模型对山东省城市低碳竞争力障碍度进行测算，研究得出公交运营里程数不足、湿地面积比重和城市园林面积较低是山东省城市低碳竞争力发展的关键障碍因子。当前学者对于低碳竞争力的研究成果对本文具有较强的借鉴意义，但仍未能建立有效的以长江经济带为研究单元的低碳竞争力综合评价指标体系，且较少将低碳竞争力评价和影响因素分析放在同一框架中进行综合考量。作为我国碳排放的重点区域，长江经济带低碳竞争力的提升将对我国整体低碳发展产生重要影响。鉴于此，本文以长江经济带11 个省市为研究样本，运用DPSIR 模型构建低碳竞争力评价指标体系，结合TOPSIS 法和障碍度模型，研究2014—2019 年长江经济带低碳竞争力时空演化状况及影响因素，并提出优化路径，以期为提高区域低碳竞争力提供思路及参考。

1 研究方法与数据来源

1.1 基于DPSIR模型的低碳竞争力评价指标体系构建

1.1.1 构建基础

DPSIR 模型是在PSR 模型的基础上演变而来的[8]，包括驱动力（D）、压力（P）、状态（S）、影响（I）、响应（R）五个子系统，通过各系统指标之间的相互作用来判断状态和问题之间的因果关系。近年来，众多学者[9-11]从不同角度运用该模型对资源环境、社会经济等问题进行评价分析。低碳竞争力旨在综合考虑经济发展、环境承载能力以及碳排放约束力下实现人类社会的可持续发展[12]，研究该问题要综合考虑经济、社会、环境等要素，而DPSIR 模型作为一个系统考察人类经济社会活动与自然环境之间因果关系的有效工具，能够为构建低碳竞争力指标体系提供指导，本文构建的基于DPSIR 模型的低碳竞争力分析框架如图1 所示。

图1 基于DPSIR模型的低碳竞争力分析框架

1.1.2 指标体系构建

本文根据低碳竞争力系统的特点，从驱动力、压力、状态、影响、响应五个系统筛选出在权威机构相关研究中高频出现的26 个评价指标，构建低碳竞争力评价指标体系（表1），系统全面地反映人类经济社会活动与低碳环境之间的相互作用关系。

表1 长江经济带低碳竞争力评价指标体系及权重

驱动力子系统表征影响低碳竞争力的潜在原因，主要指社会及经济发展趋势，代表性指标有人均GDP、人口自然增长率、城镇化率等。压力子系统表征人类社会经济活动对区域资源环境产生的压力，是低碳竞争力的直接压力因子。其中，单位GDP 能耗、单位GDP 电耗、人均电力消费量代表资源消耗方面的压力。人均汽车拥有量、单位GDP 二氧化硫排放量、工业固体废弃物产生量及第二产业占GDP 比重代表环境污染方面的压力。状态子系统表征各省市在上述压力状态下的低碳竞争力状态。其中，人均碳排放量、碳生产率表征社会经济以及工业化发展的碳排放和生产状态；居民消费碳排放表征低碳消费状态；森林覆盖率表征生态环境系统的碳汇功能。影响子系统表征系统所处的状态对低碳环境及社会经济发展质量的影响，代表性指标为空气质量优良天数比、平均气温变化率、第三产业占GDP 比重、建成区绿化覆盖率。响应子系统表征为提升低碳竞争力所采取的治理措施和制定的积极政策，如提高资源利用效率、减少污染、增加环境投资等措施，代表性指标为研究与试验发展经费内部支出占GDP 比重、工业污染治理投资额、能源加工转换率等。

1.2 研究方法

1.2.1 熵权法

熵权法作为一种客观赋权法，可以根据样本固有数据信息特征做出权重判断[19]，本研究运用熵权法确定评价指标的客观权重。假设低碳竞争力评价体系共有m个省市样本，i∈M=[1, 2, …,m]，有n个评价指标，j∈N=[1, 2, …,n]，构建长江经济带m个省市n个指标的原始数据矩阵，即X=[xij]m×n。

（1）数据标准化。对原始数据矩阵采用极差标准化法进行标准化处理，设标准化后的数据矩阵为其中xij∈[0, 1]。

（2）指标归一化处理。归一化处理后，得到矩阵P=[pij]m×n。

（3）计算指标信息熵ej和差异性系数dj：

（4）计算各指标权重：

式中：n表示指标个数，∑ωj=1,ω∈[0, 1]。

1.2.2 加权TOPSIS法

TOPSIS 法是一种逼近理想解排序法，其结果能较为精确地反映各评价客体之间的差距[20]。运用加权TOPSIS 法分析低碳竞争力与理想状态之间的差距，有利于系统分析长江经济带低碳竞争力目前状况与理想状态的差距，真实反映低碳发展过程中存在的问题。

（1）构建加权规范化矩阵。对m(i=1, 2, …,m)个省n(j=1, 2, …,n)个评价指标进行综合评价，构成加权的规范化矩阵（Z）：

（2）确定正负理想解。计算长江经济带低碳竞争力评价指标的最优解（Z+）和最劣解（Z-）：

（4）计算各评价对象和理想解的相对贴近度（Ci）：

式中：Ci∈[0, 1]，Ci越大，表明评价对象越接近理想解，低碳竞争力状态越好。

1.2.3 障碍度模型

利用障碍度模型对长江经济带低碳竞争力障碍因子及其影响程度进行诊断，计算公式为：

式中：Nj为障碍度，表示指标n对低碳竞争力的影响[21]；Sj为指标偏离度，表示单项指标与最大目标之间的差距，设为指标标准化值与1 之间的差距，即Sj=1-xj，xj为第j项指标标准化值；Mj为因子贡献度，表示因子对总目标的贡献度，即因子的权重。

在此基础上，进一步分析各准则层对总目标的障碍度，公式为：

1.3 数据来源

本研究以长江经济带11 个省市为研究对象，以2014 年长江经济带上升为国家战略为时间节点进行相关数据收集。数据主要来源于2014—2019 年《中国统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《中国城市统计年鉴》《中国环境统计年鉴》以及长江经济带各省市国民经济和社会发展统计公报、统计年鉴。一些不能直接获得的评价指标数据则通过对数据进行计算处理获得。针对缺失数据，采用线性插值法或临近点的线性趋势法进行补齐。

2 结果与分析

2.1 长江经济带低碳竞争力评价结果分析

2.1.1 综合评价分析

根据上述评价指标及研究方法，可测算出2014—2019 年长江经济带低碳竞争力贴进度指数（表2）。从整个区域来看，2014—2019 年长江经济带低碳竞争力水平总体呈上升趋势，从2014 年的0.337 上升到2019 年的0.370，年均增加值为0.006。从各省市来看，2014—2019 年长江经济带各省市低碳竞争力贴进度呈现上下波动态势。其中，上海，江苏、安徽、江西有明显提升，江苏上升最快，年均增加值达0.026，其余省市低碳竞争力贴进度指数无明显波动，低碳竞争力水平较为稳定，但浙江、湖北、四川、贵州、云南总体贴进度略有下滑。

表2 2014—2019年长江经济带低碳竞争力贴进度指数

2.1.2 子系统评价分析

通过计算驱动力、压力、状态、影响及响应五大子系统的贴进度，分析2014—2019 年长江经济带低碳竞争力各子系统之间的时间序列变化。由表3、图2 可知，驱动力子系统贴进度呈上升趋势，表明地区经济的发展以及人民生活水平的提高对低碳竞争力的提升具有重要影响。压力子系统贴进度呈下降趋势，长江经济带作为我国碳排放的重点区域，单位GDP 能耗、单位GDP 电耗等资源能耗以及固体废弃物、废气排放量较大，导致低碳建设的压力较大，但近几年，随着各项节能减排目标的不断推进，长江经济带碳排放压力有所下降。状态子系统贴进度下降最为显著，这是由于社会经济的快速发展以及产业规模的扩大，导致能源消耗以及资源需求增加，低碳竞争力状态下降，但2017 年后，状态子系统贴进度逐步转好，这得益于长江经济带“生态优先、绿色发展”目标的提出，将节能降碳作为长江经济带绿色发展的重要任务，一定程度上抑制了压力子系统对低碳竞争力状态的影响。影响子系统贴进度有所下降，表明压力和状态子系统的改变对低碳竞争力的影响越来越小。响应子系统贴近度的上升较为显著，从2014 年的0.457 上升到2019 年的0.639，这得益于长江经济带污染治理能力的提升以及科学技术支出的增加，通过技术和政策响应推动长江经济带低碳竞争力水平的提升。

表3 2014—2019年长江经济带低碳竞争力子系统贴进度指数

图2 2014—2019年长江经济带低碳竞争力子系统贴进度变化

2.1.3 空间差异分析

根据贴进度指数计算结果，利用ArcGIS 软件对2019 年长江经济带低碳竞争力水平进行空间可视化分析，形成空间差异分布图（图3）。从空间分布来看，当前长江经济带低碳竞争力存在地区差异，整体上呈现出“下游较强，中上游次之，局部跳跃”的格局，下游、中游、上游地区低碳竞争力的平均贴进度指数分别为0.499、0.304、0.289，长江经济带11 个省市低碳竞争力的平均贴进度指数为0.364，下游地区低碳竞争力明显优于长江经济带平均水平，处于低碳竞争力优势区，中游地区低碳竞争力相较于长江经济带平均水平还有所欠缺，但优于上游地区。由此，长江经济带低碳竞争力存在一定的空间差异性，且省际间的差异较大。

图3 长江经济带低碳竞争力空间差异

2.2 长江经济带低碳竞争力障碍因素诊断

为进一步探究阻碍长江经济带各省市低碳竞争力的影响因素，运用障碍度模型进行障碍因子诊断。由于评价指标体系中的指标层因子较多，为深入探讨影响长江经济带各地区低碳竞争力发展的关键障碍因素，选取各个地区低碳竞争力障碍度排名前五位的关键障碍因子作为识别主要障碍因素的依据。考虑到2014—2019 年的数据样本量较大，故选取2014 年和2019 年的数据作为样本进行障碍因素分析，便于对比不同时期主要障碍因素的变化。

由表4 可知：（1）总体上来看，长江经济带低碳发展的主要障碍因素集中在响应子系统、驱动力子系统及状态子系统，其中工业污染治理投资额是最主要的障碍因素，这表明虽然长江经济带各省市工业污染治理投资近几年有所提高，但推动降碳减排对资金的需求极大，需要加大资金方面的投入。

表4 2014年和2019年长江经济带低碳竞争力主要障碍因素排序

（2）不同时期长江经济带低碳竞争力主要障碍因素有所变化，对比2014 年和2019 年的障碍度因素排序，除贵州排名前五的障碍度因素排序没有发生变化外，其余各省市均有变化。其中，上海、江苏、浙江、湖北、重庆的变化幅度较大，其余省市变化幅度较小，但工业污染治理投资额仍然是最主要的障碍因素。碳生产率、单位GDP 能耗、研究与试验发展经费内部支出占GDP比重、居民消费碳排放量以及能源加工转换率障碍度排名上升，长江经济带低碳竞争力障碍因素更加多元化。

（3）在普遍性影响因素存在的同时，各省市低碳竞争力障碍因素具有明显差异性。以长江经济带下游为例，工业污染治理投资额和森林覆盖率是下游江浙沪地区共同的主要障碍因素，除此之外，随着居民消费水平的增加，居民消费碳排放量也是阻碍江苏、浙江低碳竞争力的关键因素，安徽相比于其他3 个省市，社会经济发展水平偏低，其低碳竞争力的主要障碍因素除了工业污染治理投资额和森林覆盖率外，还包括人均可支配收入及单位GDP 能耗等因素。中游地区经济发展水平和下游地区存在一定的差距，工业污染治理投资额以及人均GDP 是其主要障碍因素，同时，由于工业总量大，环保科技投入不足导致能源加工转换率以及碳生产率不高。上游地区低碳竞争力主要障碍因素以工业污染治理投资额及居民人均可支配收入为主。此外，四川、重庆由于产业结构还不够合理，第三产业占GDP 比重以及单位GDP 能耗成为低碳发展的主要障碍因素。贵州、云南等地由于经济科技水平较低，研究与试验发展经费内部支出占GDP 比重以及工业固体废弃物综合利用率成为其主要障碍因素。

3 结论与对策建议

3.1 结论

本研究以长江经济带11 个省市为研究对象，基于DPSIR 模型构建低碳竞争力评价指标体系，运用TOPSIS法对2014—2019 年长江经济带低碳竞争力进行总体评价和空间差异分析，并结合障碍度模型诊断出长江经济带不同地区低碳竞争力的影响因素，研究结果表明：

（1）从整体来看，2014—2019 年长江经济带低碳竞争力水平总体呈上升趋势，具有较大的潜力和动力，但各省市间差距较大。

（2）从各子系统来看，2014—2019 年长江经济带低碳竞争力驱动力和响应子系统的贴进度呈上升趋势，而压力、状态及影响子系统的贴进度呈下降趋势。

（3）从空间分布来看，当前长江经济带低碳竞争力存在地区差异，呈现出“下游较强，中上游次之，局部跳跃”的格局。

（4）从障碍度因素诊断结果来看，长江经济带低碳竞争力的主要障碍因素集中在响应、驱动力及状态子系统，其中工业污染治理投资额是最主要的障碍因素。在普遍性影响因素存在的同时，各省市低碳竞争力障碍因素具有明显差异，更加多元化。

3.2 对策建议

结合研究结论，新形势下长江经济带低碳发展过程中还面临着总体水平不高、区域发展不平衡以及低碳治理投资不足等难题，故提出以下建议：

（1）加强区域合作，提升长江经济带低碳竞争力整体水平。建立区域间协调发展的合作机构及战略，从人口、技术、产业、资源等各方面加强联系和交流，促进资源优化配置，使得经济实力、技术水平和人才层次优势地区对较弱地区形成带动效应，构建长江经济带低碳发展的“协调均衡”格局。

（2）因地制宜，制定差异化的长江经济带低碳发展战略。下游地区应着重优化土地利用方式，加大绿地、林地、草地及公园面积以提高森林覆盖率，提高碳汇及环境自净能力。同时，倡导低碳生活消费方式，培育健康的低碳消费文化，以减少居民消费碳排放量。中游地区应着重开发利用清洁能源，转变工业领域能源消费结构，利用技术变革提高能源加工转化效率，降低单位GDP 能耗以提高碳生产效率，实现能源消费的清洁低碳化。上游地区应着重提高科技创新能力，增加低碳技术支出比重，引进培育新能源、生物技术等新兴产业，开发生态农业、生态旅游等经济业态，在推动经济发展的同时提升低碳竞争力水平。

（3）强化财政响应，提升生产领域降碳减排绩效。积极响应国家关于长江经济带财税政策要求，运用财政手段，增加工业污染治理投资额以提高污染治理投资占GDP 比重，优化治理设施以促进生产领域降碳减排绩效的提升。同时，发展低碳金融，开发低碳金融产品，助力实现低碳建设与经济发展的双赢。

长江经济带低碳竞争力的研究是复杂的、系统的科学问题，构建全面科学的指标体系和选用合理的研究方法是研究低碳竞争力的基础。本研究综合考虑国内外相关指标体系，首先，基于DPSIR 模型构建长江经济带低碳竞争力评价指标体系，为区域低碳竞争力问题的研究提供了参考补充。其次，运用熵权法确定指标权重，并采用TOPSIS 法对长江经济带低碳竞争力水平进行测度，避免了主观赋权的不确定性。最后，运用障碍度模型对长江经济带低碳竞争力影响因素进行诊断，为提升低碳竞争力水平提供了依据。但鉴于数据的可获取性、连续性以及研究方法的局限性，研究对象只到省（市）一级水平，下一步可以扩展到市、县级进行分析；指标的选取和方法的应用还可以进行深入探讨，以降低其对评价结果解释力的影响。在我国“双碳”目标背景下，如何科学地处理好低碳发展与经济增长之间的协调关系，构建区域协同的低碳可持续发展机制是今后需要重点研究的内容。