宋金昭，邸小龍，王曉平

(西安建筑科技大學(xué) 管理學(xué)院，陜西 西安 710055)

一、引 言

二氧化碳等溫室氣體所帶來的全球氣候變化問題已引起世界各國政府的普遍關(guān)注。改革開放以來，中國取得了舉世矚目的經(jīng)濟(jì)發(fā)展成就，但同時(shí)也帶來了能源短缺與環(huán)境破壞問題。當(dāng)前，中國已經(jīng)超過美國成為全球最大的能源消費(fèi)國和二氧化碳排放地區(qū)，中國政府面臨著來自國際與國內(nèi)的雙重碳減排壓力。

產(chǎn)業(yè)部門是拉動(dòng)中國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引擎，同時(shí)也是社會(huì)能源消費(fèi)和二氧化碳排放的主要源頭。據(jù)測算，與產(chǎn)業(yè)部門能源消費(fèi)相關(guān)的碳排放占到全社會(huì)碳排放總量的90%以上[1]。因此，以產(chǎn)業(yè)部門為核心的碳減排控制方式，是中國當(dāng)前乃至未來低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)路徑。在界定碳排放責(zé)任方面，現(xiàn)階段通用的是生產(chǎn)者責(zé)任制，即根據(jù)直接碳排放量分配碳減排責(zé)任，代表的計(jì)算方法為IPCC核算法，此方法忽視了隱含在供應(yīng)鏈中的間接碳排放，使相關(guān)產(chǎn)業(yè)部門承受不平等的政策壓力[2]。換言之，產(chǎn)業(yè)部門間存在著復(fù)雜的生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)，相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)業(yè)部門生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的直接碳排放并非用于滿足本部門的最終產(chǎn)品需求，而是伴隨著產(chǎn)業(yè)鏈和中間產(chǎn)品的流通，以隱含碳排放的方式流入到下游其他產(chǎn)業(yè)部門[3]，從而形成復(fù)雜的碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。在國際學(xué)術(shù)研究中，隱含碳排放被稱之為“Embodied Carbon Emissions”?！癊mbodied”概念最早在國際高級(jí)研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合會(huì) (IFIAS) 能源分析工作組會(huì)議上提出，目的是為了衡量某種產(chǎn)品或服務(wù)整個(gè)生產(chǎn)過程中直接和間接消耗的某種資源的總量。原則上，“Embodied”后面可以加任何資源的名稱。由于Embodied核算和投入產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)學(xué)極其相似，投入產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)學(xué)中的許多概念被應(yīng)用到Embodied分析中[4]，“隱含碳排放”的概念也由此產(chǎn)生，即產(chǎn)品和服務(wù)在整個(gè)生產(chǎn)過程中所排放的直接和間接碳排放。經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的本質(zhì)是生產(chǎn)要素的交換，與直接碳排放相比，隱含碳排放為追蹤經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的二氧化碳提供了更為系統(tǒng)的視角[5]，代表的計(jì)算方法為投入-產(chǎn)出法。因此，有必要分析隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征，識(shí)別各產(chǎn)業(yè)部門在網(wǎng)絡(luò)中的角色和位置，以及關(guān)鍵的隱含碳排放流動(dòng)路徑，這將有助于設(shè)計(jì)科學(xué)合理的產(chǎn)業(yè)間協(xié)同減排政策，并為進(jìn)一步明確各產(chǎn)業(yè)部門的碳減排責(zé)任打下基礎(chǔ)。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者從三個(gè)層面對(duì)中國隱含碳排放轉(zhuǎn)移問題展開了系列研究。就國際貿(mào)易層面而言，很多學(xué)者認(rèn)為部分國家通過貿(mào)易將碳排放轉(zhuǎn)移至中國，使得中國成為隱含碳排放凈出口國，碳排放凈出口量約占中國碳排放總量的14.4%，其中3.07%～8.41%的碳排放產(chǎn)生于中國與歐盟的貿(mào)易中[6-9]。從國內(nèi)省域貿(mào)易層面來看，大量研究認(rèn)為，隨著中部地區(qū)承接了來自東部沿海地區(qū)的高碳污染的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，中國碳排放在空間上呈現(xiàn)出從東部地區(qū)轉(zhuǎn)移至中西部地區(qū)的現(xiàn)象，能源密集型產(chǎn)業(yè)是主要貢獻(xiàn)者[10-11]。以上研究很好地揭示了不同區(qū)域之間隱含碳排放的轉(zhuǎn)移模式，并確定了隱含碳排放的主要貢獻(xiàn)者，為區(qū)域碳減排政策的制定提供了有效支撐。與區(qū)域間碳排放轉(zhuǎn)移類似，產(chǎn)業(yè)間同樣存在著較為復(fù)雜的碳排放流動(dòng)關(guān)系，而當(dāng)前產(chǎn)業(yè)層面的碳排放研究，主要關(guān)注特定產(chǎn)業(yè)部門的碳排放核算及其影響因素，忽略了從系統(tǒng)的視角揭示各產(chǎn)業(yè)部門間的隱含碳排放流動(dòng)關(guān)系[12-16]。Wang等結(jié)合投入-產(chǎn)出法、拉動(dòng)力法和結(jié)構(gòu)路徑分析法探究了京津冀區(qū)域產(chǎn)業(yè)鏈中的隱含碳排放流，確定了區(qū)域間隱含碳排放流動(dòng)的關(guān)鍵部門及關(guān)鍵路徑[17]。此研究是分析中國區(qū)域產(chǎn)業(yè)間隱含碳排放流動(dòng)問題的一次突破，為分析中國產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)隱含碳排放流動(dòng)問題提供了有價(jià)值的參考。然而，由于方法的局限性，使得該研究未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的深層經(jīng)濟(jì)聯(lián)系與產(chǎn)業(yè)部門間隱含碳排放順次流動(dòng)的有效對(duì)接，無法從整體上揭示部門間的交互影響關(guān)系。

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論是一種分析復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征的有用工具，它有助于挖掘系統(tǒng)各部分之間的關(guān)系，提供有關(guān)系統(tǒng)組成的有用信息以及其基礎(chǔ)組件的功能、作用和影響，已被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域[18-20]。在資源領(lǐng)域，Jiang等、Hao等基于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)理論分別研究了全球貿(mào)易中的礦物質(zhì)流及稀土流，并揭示了流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一些隱匿特征[21-22]。在能源領(lǐng)域，Shi等發(fā)現(xiàn)全球產(chǎn)業(yè)部門間隱含能源流動(dòng)結(jié)構(gòu)具有重要的演變規(guī)律[23]。而在碳排放領(lǐng)域，僅Jiang等運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)全球隱含碳排放轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)的宏觀特征進(jìn)行了描述[5]。將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論用于挖掘產(chǎn)業(yè)部門間隱含碳排放流動(dòng)結(jié)構(gòu)的研究甚微。因此，本文以中國產(chǎn)業(yè)部門為研究對(duì)象，運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論分析產(chǎn)業(yè)部門間錯(cuò)綜復(fù)雜的隱含碳排放流動(dòng)關(guān)系，旨在通過復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋵W(xué)特征全面揭示隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)形態(tài)，提供產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)碳排放的跨部門協(xié)同減排思路。

二、方法與數(shù)據(jù)

(一)產(chǎn)業(yè)部門間隱含碳排放流的核算

化石能源的燃燒是二氧化碳的重要來源，因此本文基于煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、燃料油、柴油和天然氣等8類主要化石能源，采用《2006年IPCC國家溫室氣體排放清單指南》中提供的表觀消費(fèi)量法估算各產(chǎn)業(yè)部門的直接碳排放量，其公式如下：

(1)

其中，di為部門i的直接CO2排放量；e為能源種類；ECie為部門i對(duì)能源e的消費(fèi)量；NCVe為能源e的平均低位發(fā)熱量；CEFe為能源e的二氧化碳排放系數(shù)；COFe為能源e的碳氧化率。

根據(jù)投入產(chǎn)出理論，部門i的隱含碳排放基本平衡式如下[24]：

(2)

因此，整個(gè)投入產(chǎn)出表可用以下矩陣方程表示：

DT+XTZT=YZT

(3)

將式(3)轉(zhuǎn)化處理得到隱含碳排放強(qiáng)度矩陣Z：

Z=D(Y-X)-1

(4)

因此，產(chǎn)業(yè)部門間隱含碳排放流動(dòng)矩陣為：

(5)

(二)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1.隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

基于隱含碳排放流動(dòng)矩陣，產(chǎn)業(yè)部門間隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(簡稱：ECEFN)可用G=(N，F(xiàn))表示，其中產(chǎn)業(yè)部門N=(n1，n2，…，nn)作為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)部門間隱含碳排放流F作為網(wǎng)絡(luò)中的邊，流動(dòng)量作為邊的權(quán)重，進(jìn)行隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。

2.隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的分析指標(biāo)

(1)平均最短路徑

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，兩產(chǎn)業(yè)部門間的距離被定義為連接兩部門的最短路徑包含的邊數(shù)，即從部門i至少經(jīng)過多少條邊才能到達(dá)部門j。平均最短路徑L是ECEFN中任意兩個(gè)部門距離的平均值，反映ECEFN的連通性。其公式為：

(6)

其中，L為ECEFN平均最短路徑；N為網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)業(yè)部門的總數(shù)目；dij為部門i與部門j之間的距離。

(2)聚集系數(shù)

一個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的聚集系數(shù)被定義為所有與之相鄰的部門之間的連邊數(shù)占最大可能連邊數(shù)的比例，用Ci表示。ECEFN的聚集系數(shù)是所有產(chǎn)業(yè)部門聚集系數(shù)的平均值，反映網(wǎng)絡(luò)的緊密程度。其公式為：

(7)

其中，C為ECEFN的聚集系數(shù)；Ci為部門i的聚集系數(shù)；mi為與部門i相連的部門數(shù)量；Ei為所有與部門i相連的各部門之間的連邊數(shù)；n為產(chǎn)業(yè)部門的總數(shù)量。

(3)點(diǎn)強(qiáng)度

(8)

式(8)中，ωij為部門i到部門j的隱含碳排放流動(dòng)量；n為從部門i出發(fā)的邊的數(shù)量。

(4)中介中心度

中介中心度是反映某一部門在網(wǎng)絡(luò)中控制其他部門能力的指標(biāo)。其定義為：在部門i和部門j之間存在n條最短路徑，經(jīng)過部門k并且連接這兩個(gè)部門的最短路徑數(shù)目與這兩個(gè)部門之間的最短路徑總數(shù)目之比，其計(jì)算公式為：

(9)

其中，Cg(k)表示部門k的中介中心度，gij表示部門i、j之間最短路徑數(shù)目；gij(k)表示部門i、j之間經(jīng)過部門k的最短路徑數(shù)目。

(5)社團(tuán)檢測

現(xiàn)實(shí)世界中的許多網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出強(qiáng)大的社團(tuán)結(jié)構(gòu)，其意味著網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)以某種特定的方式發(fā)生聚類，即社團(tuán)內(nèi)部各節(jié)點(diǎn)間連接較為緊密，社團(tuán)間的節(jié)點(diǎn)連接較為疏松。因此，為發(fā)掘碳流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的某些隱匿特征，本文采用由Blondel等提出的模塊度最大化方法進(jìn)行社團(tuán)檢測，模塊度公式為[25]：

(10)

(三)數(shù)據(jù)來源

文中的經(jīng)濟(jì)和能源相關(guān)數(shù)據(jù)分別來源于2015年《中國投入-產(chǎn)出延長表》和2016年《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》；各類能源的平均低位發(fā)熱量來自2016年《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》附錄4；二氧化碳排放系數(shù)來自《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》；碳氧化率來自《省級(jí)溫室氣體清單編制指南》。由于《中國投入-產(chǎn)出延長表》中的產(chǎn)業(yè)部門分類和《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》中分行業(yè)能源消費(fèi)量表的產(chǎn)業(yè)部門劃分不一致，為確保計(jì)算的準(zhǔn)確性，參考Jiang的做法，將投入產(chǎn)出表的42個(gè)部門歸并為30個(gè)部門[5]，并使得最終的30個(gè)部門在《中國投入-產(chǎn)出延長表》和《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》中分行業(yè)能源消費(fèi)量表中得以一致，歸并后的產(chǎn)業(yè)部門分類見表1。

表1 產(chǎn)業(yè)部門分類

三、研究結(jié)果及分析

為了充分展示產(chǎn)業(yè)部門間隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形態(tài)，利用Gephi軟件繪制了含有829條邊的中國產(chǎn)業(yè)部門間隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)圖(圖1)，理論上30個(gè)產(chǎn)業(yè)部門間的投入產(chǎn)出關(guān)系應(yīng)為30×30=900種，但2015年投入產(chǎn)出延長表中實(shí)際存在的關(guān)系為859種，因此，基于859種投入產(chǎn)出關(guān)系核算產(chǎn)業(yè)部門間隱含碳排放流動(dòng)量。此外，本文研究對(duì)象為產(chǎn)業(yè)部門間隱含碳排放流動(dòng)情況，即發(fā)生了產(chǎn)品或服務(wù)生產(chǎn)與消費(fèi)的分離，而本部門對(duì)自身的投入產(chǎn)出不屬于此范疇(生產(chǎn)的產(chǎn)品或服務(wù)最終被自己消費(fèi))，故30個(gè)產(chǎn)業(yè)部門間的隱含碳排放流動(dòng)關(guān)系應(yīng)為859-30=829種，隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中為829條邊。圖1中，圓圈表示各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門；數(shù)字表示產(chǎn)業(yè)部門編號(hào)；圓圈的大小代表點(diǎn)強(qiáng)度，圓圈越大，點(diǎn)強(qiáng)度越大；邊的粗度代表隱含碳排放流的權(quán)重，邊越粗，隱含碳排放流動(dòng)量越大。

圖1 產(chǎn)業(yè)部門間隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)圖

(一) ECEFN的小世界性質(zhì)分析

小世界網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)節(jié)點(diǎn)彼此不相鄰，但是它們可以通過少量的步驟到達(dá)彼此。聚集系數(shù)和平均最短路徑是衡量網(wǎng)絡(luò)是否具有小世界性質(zhì)的指標(biāo)。

經(jīng)式(6)～(7)計(jì)算得到，ECEFN的聚集系數(shù)為0.953，表明網(wǎng)絡(luò)的有效關(guān)聯(lián)數(shù)較高，大多數(shù)產(chǎn)業(yè)部門是高度聚集的；ECEFN的平均最短路徑為1.047，表明網(wǎng)絡(luò)具有較好的連通性，每個(gè)部門到其他部門只需要1.047步。因此，ECEFN具有較大的集聚系數(shù)及較小的平均最短路徑，屬于小世界網(wǎng)絡(luò)。ECEFN的小世界性質(zhì)意味著網(wǎng)絡(luò)中各產(chǎn)業(yè)部門間的碳排放流動(dòng)關(guān)系較為緊密，對(duì)一個(gè)部門的影響可能會(huì)迅速蔓延到網(wǎng)絡(luò)中的其他部門，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的變動(dòng)。換言之，在某些情況下它是非常敏感和脆弱的，這將為產(chǎn)業(yè)部門間協(xié)同減排提供重要機(jī)遇。

(二)ECEFN的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)部門分析

從影響強(qiáng)度與“媒介”作用兩個(gè)角度識(shí)別產(chǎn)業(yè)部門的重要性。點(diǎn)強(qiáng)度用于衡量產(chǎn)業(yè)部門的影響強(qiáng)度，點(diǎn)強(qiáng)度越大，產(chǎn)業(yè)部門越重要。中介中心度用于衡量產(chǎn)業(yè)部門的“媒介”作用，中介中心度越大，產(chǎn)業(yè)部門越重要。在ECEFN中，具有較大點(diǎn)強(qiáng)度或中介中心度的部門為關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)部門。

1.產(chǎn)業(yè)部門的影響強(qiáng)度分析

產(chǎn)業(yè)部門點(diǎn)強(qiáng)度的概率分布稱為強(qiáng)度分布。在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)軸下對(duì)ECEFN的點(diǎn)強(qiáng)度進(jìn)行線性擬合(圖2)。其中，橫坐標(biāo)為按各部門點(diǎn)強(qiáng)度大小排序后的各產(chǎn)業(yè)部門序號(hào)，縱坐標(biāo)為各產(chǎn)業(yè)部門的點(diǎn)強(qiáng)度。由圖2可知，擬合度較好，ECEFN的強(qiáng)度分布符合雙段冪律分布。其中，第一段擬合的R2值為0.893 9，第二段擬合的R2值為0.960 6，均通過了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)。冪律分布是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中較為普遍的分布，服從冪律分布的網(wǎng)絡(luò)具有無標(biāo)度特征，這意味著ECEFN中存在少數(shù)產(chǎn)業(yè)部門攜帶大量隱含碳排放。

圖2 點(diǎn)強(qiáng)度分布圖

進(jìn)一步分析ECEFN中的少數(shù)重要產(chǎn)業(yè)部門節(jié)點(diǎn)，出強(qiáng)度及入強(qiáng)度排名前10的產(chǎn)業(yè)部門見表2。在出強(qiáng)度方面，前10個(gè)產(chǎn)業(yè)部門共產(chǎn)出2 289 455.84萬噸 隱含碳排放，占ECEFN中隱含碳排放流動(dòng)總量的78.52%。其中，排名前四的產(chǎn)業(yè)部門：金屬冶煉及壓延加工業(yè)、電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、石油加工及煉焦業(yè)和化學(xué)工業(yè)，作為重要的能源生產(chǎn)或原料供應(yīng)者，向其他部門供應(yīng)了51.93%的隱含碳排放。在入強(qiáng)度方面，前10個(gè)產(chǎn)業(yè)部門共接收2 065 022.87萬噸隱含碳排放，占ECEFN中隱含碳排放流動(dòng)總量的70.82%。其中，排名前四的產(chǎn)業(yè)部門：建筑業(yè)、其他服務(wù)業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)和化學(xué)工業(yè)。作為隱含碳排放的關(guān)鍵消費(fèi)部門，從其他產(chǎn)業(yè)部門消費(fèi)了44.20%的隱含碳排放。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，隱含碳排放的供應(yīng)比消費(fèi)更為集中。值得注意的是，建筑業(yè)的入強(qiáng)度遠(yuǎn)高于其他部門，說明建筑業(yè)對(duì)其他部門產(chǎn)生碳排放具有較大的拉動(dòng)作用，在網(wǎng)絡(luò)中作為隱含碳排放流動(dòng)的聚集中心。改革開放以來，中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，基礎(chǔ)設(shè)施和住房市場取得快速發(fā)展，大量間接能源流入建筑業(yè)，使得建筑業(yè)成為了隱含碳排放的最大消費(fèi)者。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)和化學(xué)工業(yè)是同時(shí)具有較大出強(qiáng)度和入強(qiáng)度的產(chǎn)業(yè)部門，表明金屬冶煉及壓延加工業(yè)和化學(xué)工業(yè)既是隱含碳排放的供應(yīng)中心，又是消費(fèi)中心，它們?cè)诋a(chǎn)業(yè)鏈上處于中游，是中間產(chǎn)品的重要生產(chǎn)者與供應(yīng)者。對(duì)ECEFN出強(qiáng)度及入強(qiáng)度的分析有助于挖掘產(chǎn)業(yè)部門與隱含碳排放之間的關(guān)系，進(jìn)而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)碳減排目標(biāo)的分解。

表2 出強(qiáng)度及入強(qiáng)度排名前10的產(chǎn)業(yè)部門

2.產(chǎn)業(yè)部門的媒介作用分析

ECEFN中存在點(diǎn)強(qiáng)度較低的產(chǎn)業(yè)部門，卻因?yàn)檫B接著許多關(guān)鍵部門而變得重要。若要全面降低碳排放，不僅要控制隱含碳排放的來源，還要通過控制媒介來阻止其傳播。通過中介中心度的分析可以識(shí)別ECEFN中“媒介”作用較強(qiáng)的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)部門，各產(chǎn)業(yè)部門的中介中心度見圖3。

由圖3可知，各部門中介中心度的均值為1.367，高于這一均值的部門有14個(gè)，從高到低依次是石油加工及煉焦業(yè)、金屬制品業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、化學(xué)工業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)、非金屬礦及其他礦采選業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、工藝品及其他制造業(yè)，這些部門在ECEFN中控制其他部門隱含碳排放溢出的能力較強(qiáng)。其中金屬制品業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、化學(xué)工業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)、石油加工及煉焦業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)和交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)的中介中心度的取值均為2.721，明顯高于其他部門，這意味著控制不同部門之間的隱含碳排放流動(dòng)，使這些部門成為了ECEFN中“媒介”作用較強(qiáng)的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)部門。換言之，對(duì)這些關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)部門的沖擊很可能導(dǎo)致上游部門和下游部門之間的隱含碳排放流動(dòng)中斷，供應(yīng)鏈中的聯(lián)系將受到破壞，甚至使得整個(gè)ECEFN被中斷為互不相連的孤立部門。與此同時(shí)，這些部門的清潔發(fā)展也將有助于提高產(chǎn)業(yè)鏈上的能源使用效率，從而全面降低產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的碳排放。

圖3 產(chǎn)業(yè)部門的中介中心度圖

(三) ECEFN的社團(tuán)結(jié)構(gòu)分析

基于模塊化算法，利用Gephi軟件對(duì)ECEFN進(jìn)行社團(tuán)劃分，最大模塊度為0.241，劃分結(jié)果較為理想。社團(tuán)劃分情況見圖4，圖中圓圈表示各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門，數(shù)字表示產(chǎn)業(yè)部門編號(hào)，圓圈的大小代表點(diǎn)強(qiáng)度，圓圈越大點(diǎn)強(qiáng)度越大，邊的粗度代表隱含碳排放流的權(quán)重，邊越粗，隱含碳排放流動(dòng)量越大。由圖4可知，網(wǎng)絡(luò)中的30個(gè)產(chǎn)業(yè)部門被劃分為四個(gè)社團(tuán)。

圖4 產(chǎn)業(yè)部門的社團(tuán)結(jié)構(gòu)圖

各社團(tuán)產(chǎn)業(yè)部門組成及隱含碳排放流動(dòng)情況見表3。在社團(tuán)內(nèi)部隱含碳排放流動(dòng)量方面，從大到小依次是社團(tuán)Ⅰ、社團(tuán)Ⅳ、社團(tuán)Ⅱ、社團(tuán)Ⅲ，盡管社團(tuán)Ⅳ內(nèi)部產(chǎn)業(yè)部門數(shù)量最多，包括農(nóng)業(yè)、制造業(yè)及服務(wù)業(yè)相關(guān)部門，這些部門間的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，流動(dòng)關(guān)系較復(fù)雜，但整體流動(dòng)量卻非最大。相反，社團(tuán)Ⅰ的產(chǎn)業(yè)部門數(shù)量雖不是最多，但多為重工業(yè)，各部門互為上下游關(guān)系，部門間碳排放轉(zhuǎn)移量龐大。因此，社團(tuán)內(nèi)部的隱含碳排放流動(dòng)量大小與產(chǎn)業(yè)部門數(shù)量和部門間關(guān)聯(lián)關(guān)系的多少?zèng)]有必然聯(lián)系。在社團(tuán)間隱含碳排放流動(dòng)量方面，社團(tuán)Ⅰ和社團(tuán)Ⅳ的隱含碳排放流入量遠(yuǎn)大于其流出量，尤其是社團(tuán)Ⅳ的這種差距更為明顯，因此，它們是ECEFN中隱含碳排放的吸收?qǐng)鏊Ｏ喾?，社團(tuán)Ⅱ和社團(tuán)Ⅲ的隱含碳排放流出量遠(yuǎn)大于其流入量，故其具有較強(qiáng)的隱含碳排放溢出效應(yīng)，是ECEFN中隱含碳排放的發(fā)散場所。由圖4可以更直觀的看到各個(gè)社團(tuán)之間的隱含碳排放流動(dòng)關(guān)系。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因?yàn)椋荷鐖F(tuán)Ⅰ是以金屬冶煉及壓延加工業(yè)/建筑業(yè)為核心的產(chǎn)業(yè)集群，社團(tuán)Ⅳ是以交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)/其他服務(wù)業(yè)為核心的產(chǎn)業(yè)集群，這些部門均為產(chǎn)業(yè)鏈上的中下游產(chǎn)業(yè)部門，其發(fā)展與壯大需要大量消耗來自上游產(chǎn)業(yè)部門的能源或原材料。而社團(tuán)Ⅱ是以煤炭開采和洗選業(yè)/化學(xué)工業(yè)為核心的產(chǎn)業(yè)集群，社團(tuán)Ⅲ是以石油和天然氣開采業(yè)/石油加工及煉焦業(yè)為核心的產(chǎn)業(yè)集群，這些部門均為產(chǎn)業(yè)鏈上的上游能源供應(yīng)部門，是下游產(chǎn)業(yè)部門發(fā)展的基礎(chǔ)支撐性部門。

表3 社團(tuán)結(jié)構(gòu)表

(四)ECEFN的關(guān)鍵隱含碳排放流動(dòng)路徑分析

根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中邊權(quán)的定義，ECEFN中的邊權(quán)是指兩個(gè)部門之間隱含碳排放流動(dòng)量。邊權(quán)越大，隱含碳排放流動(dòng)量越大。對(duì)于邊權(quán)的分析有助于識(shí)別ECEFN中主要隱含碳排放流的關(guān)系和方向。

邊權(quán)累計(jì)概率分布情況見圖5所示。由圖5可知，前20%(166條)的邊攜帶了約90%的隱含碳排放流。這表明少量的邊控制了大量的隱含碳排放流，從而對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大的影響。如果這些邊被弱化或去除，邊上連接的產(chǎn)業(yè)部門的隱含碳排放將受到控制，進(jìn)而蔓延到整個(gè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，有利于降低總體碳排放。因此，這些邊是ECEFN中的關(guān)鍵邊。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，前1.21%(10條)的邊攜帶了30.05%的隱含碳排放流，其重要程度更為顯著，可視為網(wǎng)絡(luò)中的核心邊。權(quán)重最大的10條核心邊依次是：非金屬礦物制品業(yè)-建筑業(yè)；金屬冶煉及壓延加工業(yè)-建筑業(yè)；金屬冶煉及壓延加工業(yè)-電氣機(jī)械及器材制造業(yè)；金屬冶煉及壓延加工業(yè)-金屬制品業(yè)；石油加工及煉焦業(yè)-化學(xué)工業(yè)；電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)-金屬冶煉及壓延加工業(yè)；石油加工及煉焦業(yè)-交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和郵政；電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)-化學(xué)工業(yè)；化學(xué)工業(yè)-其他服務(wù)業(yè)；金屬礦采選業(yè)-金屬冶煉及壓延加工業(yè)?？梢悦黠@看出，具有較大權(quán)重的隱含碳排放流受限于少數(shù)產(chǎn)業(yè)部門之間，且流向固定，這主要與中國的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)及能源分配有關(guān)。

圖5 邊權(quán)累計(jì)概率分布圖

為了進(jìn)一步尋找ECEFN中的關(guān)鍵隱含碳排放流動(dòng)路徑，本文參考Sun的方法：首先，基于10條核心邊，以一條邊的投入部門作為本條關(guān)鍵路徑的起始部門，捕獲與投入部門具有最大邊權(quán)關(guān)系的第二個(gè)部門，然后，繼續(xù)捕獲與第二個(gè)部門具有最大邊權(quán)關(guān)系的下一個(gè)產(chǎn)業(yè)部門，此過程一直持續(xù)到最后一個(gè)部門返回至倒數(shù)第二個(gè)部門[24]。關(guān)鍵隱含碳排放流動(dòng)路徑識(shí)別結(jié)果見表4。ECEFN中的關(guān)鍵路徑共八條：以金屬冶煉及壓延加工業(yè)、電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、石油加工及煉焦業(yè)為起點(diǎn)的路徑各有兩條，以非金屬礦物制品業(yè)、金屬礦采選業(yè)為起點(diǎn)的路徑各有一條，所有的路徑都以批發(fā)零售、住宿餐飲業(yè)作為終點(diǎn)。這八條關(guān)鍵路徑共傳輸1 004 232.73萬噸隱含碳排放，占ECEFN中隱含碳排放流動(dòng)總量的34.44%，且關(guān)鍵路徑上的隱含碳排放普遍通過建筑業(yè)流入第三產(chǎn)業(yè)，這主要與中國的城鎮(zhèn)化進(jìn)程密切相關(guān)。

表4 關(guān)鍵隱含碳排放流動(dòng)路徑

四、結(jié)論與啟示

基于2015年中國投入—產(chǎn)出延長表，計(jì)算了各產(chǎn)業(yè)部門間的隱含碳排放流動(dòng)量。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了中國產(chǎn)業(yè)部門間隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，借助復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)指標(biāo)分析了隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)特征，識(shí)別了各產(chǎn)業(yè)部門在網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)角色、部門間的聚類特征以及關(guān)鍵的隱含碳排放流動(dòng)路徑。研究結(jié)論及政策啟示如下：

第一，網(wǎng)絡(luò)整體特征分析結(jié)果表明，產(chǎn)業(yè)部門間隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)具有顯著的小世界特質(zhì)，其網(wǎng)絡(luò)聚集系數(shù)為0.953，平均最短路徑為1.047，說明大部分產(chǎn)業(yè)部門間存在著緊密的隱含碳排放傳遞關(guān)系，任何一個(gè)產(chǎn)業(yè)部門碳排放非期望產(chǎn)出的變動(dòng)，都會(huì)帶來上下游關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)部門碳排放的連鎖反應(yīng)，進(jìn)而影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)碳排放總產(chǎn)出規(guī)模的變化。因此，在當(dāng)前僅關(guān)注重點(diǎn)行業(yè)生產(chǎn)碳排放減碳政策的基礎(chǔ)上，政府更應(yīng)該從產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)全局的角度出發(fā)，綜合考量產(chǎn)業(yè)個(gè)體在整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中所處的位置及扮演的角色，制定跨部門的協(xié)同減碳政策，同時(shí)借助供給側(cè)和消費(fèi)側(cè)改革，推進(jìn)綠色產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)減碳目標(biāo)。

第二，網(wǎng)絡(luò)個(gè)體特征分析結(jié)果表明，產(chǎn)業(yè)部門的點(diǎn)強(qiáng)度呈現(xiàn)雙段冪律分布特征，意味著少數(shù)產(chǎn)業(yè)部門在網(wǎng)絡(luò)中扮演著重要的角色。其中，電力熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、石油加工及煉焦業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈的上游，是隱含碳排放的重要“供給者”；建筑業(yè)、其他服務(wù)業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈的下游，是隱含碳排放的重要“接收者”；金屬制品業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、石油加工及煉焦業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)和交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈的中游，起著重要的“橋梁”作用；而金屬冶煉及壓延加工業(yè)、化學(xué)工業(yè)同時(shí)扮演著多重核心角色。因此，在制定產(chǎn)業(yè)碳減排政策時(shí)，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)業(yè)個(gè)體在網(wǎng)絡(luò)中的角色定位，采取差異化的低碳發(fā)展措施。對(duì)于電力熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)(出強(qiáng)度385 170.58萬噸)、石油加工及煉焦業(yè)(出強(qiáng)度327 940.47萬噸)等具有較大生產(chǎn)者碳減排責(zé)任的產(chǎn)業(yè)部門，提高能源綜合利用效率，積極推廣可再生能源的應(yīng)用，從碳排放生產(chǎn)端推進(jìn)能源生產(chǎn)和利用方式變革，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)；對(duì)于建筑業(yè)(入強(qiáng)度516 402.50萬噸)、其他服務(wù)業(yè)(入強(qiáng)度296 816.64萬噸)等具有較大消費(fèi)者碳減排責(zé)任的產(chǎn)業(yè)部門，全面實(shí)施綠色建筑全產(chǎn)業(yè)鏈計(jì)劃，積極宣傳低碳消費(fèi)理念，鼓勵(lì)低碳生活，從碳排放引致端提升人的綠色低碳消費(fèi)意識(shí)；對(duì)于金屬制品業(yè)(中介中心度2.721)、非金屬礦物制品業(yè)(中介中心度2.721)等重要的隱含碳排放“傳導(dǎo)型”產(chǎn)業(yè)部門，鼓勵(lì)使用先進(jìn)節(jié)能設(shè)備，增強(qiáng)自主研發(fā)創(chuàng)新能力，同時(shí)，對(duì)于部分高耗能中間產(chǎn)品，通過進(jìn)口的方式減少國內(nèi)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)過程低碳化；對(duì)于同時(shí)具有較大生產(chǎn)-消費(fèi)者碳減排責(zé)任的金屬冶煉及壓延加工業(yè)(出強(qiáng)度489 805.41、入強(qiáng)度243 808.61、中介中心度2.721)、化學(xué)工業(yè)(出強(qiáng)度311 281.99、入強(qiáng)度231 859.35、中介中心度2.721)，可采取上述措施組合方式實(shí)現(xiàn)碳減排。由于隱含碳排放的研究基于需求端考慮，且建筑業(yè)的隱含碳排放入強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其他部門，故建筑業(yè)的碳減排責(zé)任最大。

第三，通過社團(tuán)檢測發(fā)現(xiàn)，隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中存在著明顯的聚類特征，30個(gè)產(chǎn)業(yè)部門被劃分為四個(gè)社團(tuán)，每個(gè)社團(tuán)均是以特定部門為核心的強(qiáng)關(guān)聯(lián)子網(wǎng)絡(luò)，四個(gè)社團(tuán)分別為：以金屬冶煉及壓延加工業(yè)/建筑業(yè)為核心的社團(tuán)Ⅰ、以煤炭開采和洗選業(yè)/化學(xué)工業(yè)為核心的社團(tuán)Ⅱ、以石油和天然氣開采業(yè)/石油加工及煉焦業(yè)為核心的社團(tuán)Ⅲ、以交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)/其他服務(wù)業(yè)為核心的社團(tuán)Ⅳ。從網(wǎng)絡(luò)全局來看，社團(tuán)Ⅰ和社團(tuán)Ⅳ為隱含碳排放的吸收?qǐng)鏊?，社團(tuán)Ⅱ和社團(tuán)Ⅲ為隱含碳排放的發(fā)散場所。因此，在制定碳減排政策時(shí)，必須綜合考慮社團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和社團(tuán)外部角色，在社團(tuán)內(nèi)部根據(jù)部門能源流、物質(zhì)流和技術(shù)特征設(shè)計(jì)碳減排措施，進(jìn)而通過社團(tuán)間上下游傳導(dǎo)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)社團(tuán)間協(xié)同減排。

第四，通過對(duì)隱含碳排放流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的邊權(quán)分析發(fā)現(xiàn)，前20%的邊攜帶了約90%的隱含碳排放流。進(jìn)一步基于權(quán)重較大的10條核心邊，識(shí)別了八條關(guān)鍵隱含碳排放流動(dòng)路徑，這八條關(guān)鍵路徑共傳輸1 004 232.73萬噸隱含碳排放，占隱含碳排放流動(dòng)總量的34.44%，且關(guān)鍵路徑上的隱含碳排放普遍通過建筑業(yè)流入第三產(chǎn)業(yè)。因此，在制定碳減排政策時(shí)，不僅要關(guān)注隱含碳排放關(guān)鍵部門，還要關(guān)注關(guān)鍵隱含碳排放流動(dòng)路徑，重點(diǎn)剖析這八條關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)鏈上的各部門角色，尋求最優(yōu)減碳措施，使碳減排效果由“點(diǎn)”到“線”，由“線”及“面”，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)低碳經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。