劉志華，徐軍委，張彩虹

（1.北京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)勞動(dòng)關(guān)系學(xué)院 勞動(dòng)關(guān)系與人力資源學(xué)院，北京 100048）

21 世紀(jì)以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展。與此同時(shí)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的碳排放問題日益突出，引發(fā)了眾多環(huán)境問題。2020 年9 月，習(xí)近平主席作出承諾：“力爭(zhēng)2030 年前我國(guó)二氧化碳排放量達(dá)峰，2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和”，并在之后的利雅得峰會(huì)和氣候雄心峰會(huì)上對(duì)此作出進(jìn)一步確認(rèn)，可見中國(guó)政府在碳減排領(lǐng)域所立下的決心。十九屆五中全會(huì)進(jìn)一步明確，未來要廣泛形成綠色生產(chǎn)生活方式，碳排放達(dá)峰后穩(wěn)中有降，生態(tài)環(huán)境根本好轉(zhuǎn)，美麗中國(guó)建設(shè)目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)。由此可見，碳減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)與經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的高水平保護(hù)之間緊密關(guān)聯(lián)，如何在實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展和高水平的生態(tài)環(huán)境保護(hù)，是亟待解決的難題。然而，省域間由于經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、資源稟賦和發(fā)展定位的不同，三者之間表現(xiàn)出較大差異，集中表現(xiàn)為東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高，環(huán)境保護(hù)與碳減排壓力較大，中西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境資源相對(duì)豐富，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低的特征。省域碳減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)的矛盾尤為突出。因此，厘清三者的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，對(duì)于貫徹落實(shí)“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”新發(fā)展理念，推動(dòng)三者之間形成良性發(fā)展的新格局，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

早期學(xué)者更多關(guān)注的是碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)二元關(guān)系的研究，大多以庫茲涅茲曲線（EKC）為基礎(chǔ)。Bertinelli 最先驗(yàn)證了該曲線的正確性①Bertinelli L.，Strobl E.，“The Environmental Kuznets Curve Semi-Parametrically Revisited”，Economics Letters，Vol.88，No.3，2005，pp.350-357.，此后諸多學(xué)者又對(duì)此進(jìn)行了檢驗(yàn)：Kraft 最先提出美國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)間有因果關(guān)系②Kraft J.，Kraft A.，“On the Relationship between Energy and GNP”，Energy Dvelopment，Vol.3，No.2，1978，pp.401-403.，隨后，Asafu-Adjaye、Erdal、Bozoklu 又分別證明了東南亞四國(guó)、土耳其、經(jīng)濟(jì)合作組織等國(guó)家、組織的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)之間互相影響③Asafu-Adjaye J.，“The Relationship between Energy Consumption,Energy Prices and Economic Growth:Time Series Evidence from Asian Developing Countries”，Energy Economics，Vol.22，No.6，2000，pp.615-625.④Erdal G.，Erdal H.，Esengün K.，“The Causality between Energy Consumption and Economic Growth in Turkey”，Energy Policy，Vol.36，No.10，2008，pp.3838-3842.⑤Bozoklu S.，Yilanci V.，“Energy Consumption and Economic Growth for Selected OECD Countries:Further Evidence from the Granger Causality Test in the Frequency Domain”，Energy Policy，Vol.63，No.3，2013，pp.877-881.；Brandt 以北美天然氣泄露為例，對(duì)能源消費(fèi)與環(huán)境污染之間的關(guān)系進(jìn)行了研究①Brandt A R.，Heath G A.，Kort E A.，“Energy and Environment.Methane Leaks from North American Natural Gas Systems”，Science，Vol.343，No.6172，2014，pp.733-735.，魏巍賢等人對(duì)我國(guó)省域能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)價(jià)格與環(huán)境污染之間的關(guān)系進(jìn)行了研究②魏巍賢，馬喜立：《能源結(jié)構(gòu)調(diào)整與霧霾治理的最優(yōu)政策選擇》，《中國(guó)人口·資源與環(huán)境》2015 年第7 期，第6-14 頁。。

能源（Energy）—經(jīng)濟(jì)（Economy）—環(huán)境（Environment）（3E）系統(tǒng)提出后，學(xué)者們開始紛紛轉(zhuǎn)向三元耦合關(guān)系的研究。Lenzen、Ang、Barke 對(duì)澳大利亞、馬來西亞、墨西哥等地的能源消耗、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)之間的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系進(jìn)行了研究，通過建立3E 耦合模型發(fā)現(xiàn)三者之間相互促進(jìn)相互影響③Lenzen M.，Dey C J.，“Energy and Greenhouse Emissions Impacts of Some Consumer Choice,Technology and Government Outlay Options”，Energy Economics，Vol.24，No.4，2002，pp.377-403.④Ang J B.，“Economic Development,Pollutant Emissions and Energy Consumption in Malaysia”，Journal of Policy Modeling，Vol.30，No.2，2008，pp.271-278.⑤Barker T.，Anger A.，Dessens O.，“Integrated Modelling of Climate Control and Air Pollution:Methodology and Results from One-Way Coupling of an Energy-Environment-Economy(E3MG)and Atmospheric Chemistry Model(p-TOMCAT)in Decarbonising Scenarios for Mexico to 2050”，Envi?ronmental Science and Policy，Vol.13，No.8，2010，pp.661-670.，A.S.Dagoumas 進(jìn)一步將技術(shù)變革引入該模型中，研究碳減排與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的內(nèi)在聯(lián)系⑥A.S.Dagoumas，T.S.Barker，“Pathways to a Low?Carbon Economy for the UK with the Macro?Econometric E3MG Model”，Enregy Policy，Vol.38，No.6，2010，pp.3067-3077.。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)3E 耦合系統(tǒng)的研究起步較晚，且各地的情況都不盡相同，學(xué)者們大多集中在對(duì)各地能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)的研究⑦蓋美，張福祥：《遼寧省區(qū)域碳排放—經(jīng)濟(jì)發(fā)展—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)分析》，《地理科學(xué)》2018 年第5 期，第764-772 頁。，還有學(xué)者借助主成分分析法和模糊數(shù)學(xué)隸屬度函數(shù)等方法從省域角度對(duì)三系統(tǒng)耦合進(jìn)行相關(guān)研究⑧姜磊，柏玲，吳玉鳴：《中國(guó)省域經(jīng)濟(jì)、資源與環(huán)境協(xié)調(diào)分析——兼論三系統(tǒng)耦合公式及其擴(kuò)展形式》，《自然資源學(xué)報(bào)》2017 年第5 期，第788-799 頁。。

綜上所述，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在經(jīng)過二元關(guān)系到3E 系統(tǒng)理論的過渡后，對(duì)碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)間耦合協(xié)調(diào)關(guān)系的研究已經(jīng)逐步成熟，但在以下三個(gè)方面尚需進(jìn)一步深入和完善：第一，從研究視角看，既有文獻(xiàn)以區(qū)域性研究為主，多從某個(gè)省或某個(gè)區(qū)域的角度進(jìn)行研究，從全國(guó)層面對(duì)省域碳三系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)的研究較少；第二，從研究?jī)?nèi)容來看，多是對(duì)二元關(guān)系進(jìn)行研究，即使研究3E 耦合關(guān)系，也是對(duì)能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境間的耦合協(xié)調(diào)性進(jìn)行研究，鮮有關(guān)注碳減排與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境保護(hù)間的耦合關(guān)系；第三，從研究思路看，既有文獻(xiàn)大多將研究重點(diǎn)放在耦合協(xié)調(diào)度的測(cè)算與空間分布上，對(duì)耦合機(jī)理的研究較少，更缺乏耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動(dòng)機(jī)制的相關(guān)研究。因此，本文在明確省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)的耦合機(jī)理的基礎(chǔ)上，構(gòu)建耦合模型與耦合協(xié)調(diào)度模型對(duì)各省碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行研究，并結(jié)合空間分析工具對(duì)其時(shí)空分異進(jìn)行分析，明確其空間分布格局、變化趨勢(shì)及內(nèi)在規(guī)律，最后構(gòu)建計(jì)量模型明確耦合協(xié)調(diào)度的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，以期進(jìn)一步豐富省域3E 系統(tǒng)的相關(guān)理論，為國(guó)家和地方政府在新時(shí)期貫徹落實(shí)新發(fā)展理念，形成區(qū)域發(fā)展新格局提供政策支持和借鑒，助力實(shí)現(xiàn)省域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

一、省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合機(jī)理研究

省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)之間相互作用和制約，具體耦合關(guān)系如圖1 所示：

圖1 省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合機(jī)理圖

一是碳減排與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的耦合關(guān)系。從短期來看，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展會(huì)帶來高碳排放，而政府實(shí)施減排政策會(huì)制約經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展；從長(zhǎng)期來看，過度的碳排放也會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)造成一定的負(fù)面影響，而適當(dāng)?shù)奶紲p排政策會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)產(chǎn)生明顯的促進(jìn)作用。

二是碳減排與環(huán)境保護(hù)的耦合關(guān)系。一方面，大量二氧化碳的排放會(huì)導(dǎo)致地表溫度上升，從而造成全球氣候變暖，而一旦排放物超過環(huán)境容忍上限，便會(huì)帶來一系列環(huán)境問題；另一方面，植樹造林等增加城市綠化覆蓋率的環(huán)保措施可以有效改善生態(tài)環(huán)境，同時(shí)，植物的光合作用可以有效吸收大氣中的二氧化碳，從一定程度上減少了二氧化碳的排放量。

三是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)的耦合關(guān)系。首先，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)會(huì)在一定程度上破壞生態(tài)環(huán)境，但經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也在一定程度上為生態(tài)環(huán)境保護(hù)、治理、碳補(bǔ)償?shù)确矫嫣峁┝速Y金支持；其次，生態(tài)環(huán)境得到保護(hù)會(huì)增強(qiáng)自然資源的可再生能力，從而為經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供更為廣闊的發(fā)展空間。

總體來看，碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)之間相互作用相互制約，環(huán)境保護(hù)是碳減排和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是重要支撐，碳減排是關(guān)鍵。

二、數(shù)據(jù)來源與方法

（一）數(shù)據(jù)來源及說明

本文所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均來自統(tǒng)計(jì)年鑒，其中，能源消費(fèi)所需數(shù)據(jù)來自《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)和碳匯量所需數(shù)據(jù)以及資本存量、勞動(dòng)力等來自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》與EPS 全球統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫，廢棄物碳排放所需數(shù)據(jù)來自《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》。其中，部分省市清潔能源產(chǎn)量數(shù)據(jù)缺失，通過其水電、核電、風(fēng)電與太陽能等清潔能源發(fā)電數(shù)據(jù)計(jì)算得來①徐斌，陳宇芳，沈小波：《清潔能源發(fā)展、二氧化碳減排與區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)》，《經(jīng)濟(jì)研究》2019 年第7 期，第188-202 頁。；1999—2002 年垃圾填埋量和垃圾焚燒量數(shù)據(jù)缺失，可考慮通過數(shù)據(jù)一致性處理補(bǔ)齊；能源折標(biāo)煤系數(shù)和碳排放系數(shù)參考IPCC2006 報(bào)告，工業(yè)產(chǎn)品的碳排放系數(shù)②張俊峰，張安錄，董捷：《武漢城市圈土地利用碳排放效應(yīng)分析及因素分解研究》，《長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境》2014 年第5 期，第595-602 頁。、農(nóng)作物碳吸收率、含水率、畜禽甲烷排放系數(shù)③黃祖輝，米松華：《農(nóng)業(yè)碳足跡研究——以浙江省為例》，《農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)問題》2011 年第11 期，第40-47 頁。及所需其他參數(shù)④王剛，張華兵，薛菲等：《成都市縣域土地利用碳收支與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系研究》，《自然資源學(xué)報(bào)》2017 年第7 期，第1170-1182 頁。都參考相關(guān)研究文獻(xiàn)。

（二）理論模型與方法

1.碳收支測(cè)算方法

結(jié)合《IPCC 溫室氣體清單方法》《城市溫室氣體清單研究》及國(guó)內(nèi)外學(xué)者的相關(guān)研究成果⑤袁凱華，張苗，甘臣林等：《基于碳減排目標(biāo)的省域碳生態(tài)補(bǔ)償研究》，《長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境》2019 年第1 期，第21-29 頁。，通過構(gòu)建碳源核算體系來測(cè)算能源消費(fèi)、工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)和廢棄物等活動(dòng)碳排放量，具體如下：

其中：CS為碳排放總量；CEenergy為能源消耗碳排放總量；CEindustry為工業(yè)生產(chǎn)過程碳排放總量；CEagri為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的碳排放總量；CEanimal、CEwaste分別為畜牧業(yè)、廢棄物造成的碳排放總量。對(duì)碳吸收的測(cè)算主要指農(nóng)作物的碳吸收和土地利用的碳吸收。具體計(jì)算公式如下：

其中，Qplant.i為第i種農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，Cplant.i為第i種農(nóng)作物的碳吸收率，Pwater.i為第i種農(nóng)作物的含水率，Eplant.i為第i種農(nóng)作物的生物產(chǎn)量為農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)，Splant.i為第i種植被的面積，Pplant.i為第i種植被的碳吸收率（城市綠地、園林和森林植被）。

2.熵權(quán)TOPSIS 法

利用熵權(quán)TOPSIS 法確定指標(biāo)權(quán)重，并根據(jù)逼近理想解的技術(shù)確定評(píng)價(jià)對(duì)象排序，步驟如下：

（1）構(gòu)造判斷矩陣；假設(shè)研究對(duì)象為m個(gè)省份，每個(gè)省份有n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建判斷矩陣：

（2）對(duì)判斷矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；

（3）計(jì)算信息熵；

（4）指標(biāo)j權(quán)重的確定；

（5）計(jì)算加權(quán)矩陣；

（6）計(jì)算各個(gè)研究對(duì)象與最優(yōu)解、最劣解的歐氏距離；

（7）計(jì)算綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；

（8）式中：Mi的值越大，表明碳減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境保護(hù)三者之間的耦合協(xié)調(diào)水平越高。

3.耦合模型

根據(jù)物理學(xué)的耦合協(xié)調(diào)模型，可以得到省域碳減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境保護(hù)之間的耦合協(xié)調(diào)公式。

式（9）中：C為省域碳減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境保護(hù)的耦合度，取值為0～1 之間，取值越大，耦合度越高，當(dāng)C=1 時(shí)，代表三系統(tǒng)間處于最佳耦合狀態(tài)。U1、U2、U3分別為用熵權(quán)TOPSIS 法計(jì)算的碳減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)的綜合得分。由于耦合度僅能反映系統(tǒng)間耦合程度，因而進(jìn)一步引入耦合協(xié)調(diào)度模型：

其中：D代表碳減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境保護(hù)的耦合協(xié)調(diào)度，T為任意兩系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，α、β、γ代表三系統(tǒng)的重要程度，本文取α=β=γ=1/3。

參照廖重斌對(duì)耦合協(xié)調(diào)度大小的劃分原則，將耦合發(fā)展類型進(jìn)行劃分①廖重斌：《環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的定量評(píng)判及其分類體系——以珠江三角洲城市群為例》，《熱帶地理》1999 年第2 期，第3-5 頁。，如表1 所示：

表1 耦合協(xié)調(diào)度劃分標(biāo)準(zhǔn)表

4.主成分因子分析

主成分因子分析是因子分析的主要方法，是多元分析中處理降維問題的常用方法之一，其基本原理是將具有一定相關(guān)關(guān)系的多個(gè)變量綜合為數(shù)量較少的幾個(gè)因子?；静襟E如下：

（1）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

由于選取的指標(biāo)單位和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不一致，大大降低了指標(biāo)間的可對(duì)比性，因此，可以對(duì)指標(biāo)先進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，將計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)不同的指標(biāo)轉(zhuǎn)換成可以比較的相對(duì)數(shù)。

（2）適用性檢驗(yàn)

在進(jìn)行因子分析前，要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)以判定其是否適合進(jìn)行因子分析。Bartlett 球形檢驗(yàn)是判定數(shù)據(jù)是否是單位矩陣，即各變量是否具有較強(qiáng)的相關(guān)性，一般p值小于0.5 才表明數(shù)據(jù)間具有強(qiáng)相關(guān)性，適合進(jìn)行因子分析；KMO 檢驗(yàn)是檢查變量間的偏相關(guān)性，其值越接近于1 越適合進(jìn)行因子分析，在實(shí)際分析中一般要大于0.7 才適合進(jìn)行因子分析。

（3）因子的提取與因子得分

在進(jìn)行因子提取時(shí)，首先需要滿足其特征值大于1，其次，所提取的因子累計(jì)方差貢獻(xiàn)率要大于80%，可以根據(jù)碎石圖來確定最終的公因子個(gè)數(shù)，對(duì)因子結(jié)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)后，可以依據(jù)提取的主因子在各個(gè)變量中的系數(shù)矩陣對(duì)主因子進(jìn)行命名，并計(jì)算各個(gè)觀測(cè)變量的主因子綜合得分，以便進(jìn)一步分析。

三、省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)同時(shí)空分異

（一）省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

在科學(xué)性、層次性、可行性、數(shù)據(jù)可獲得性原則指導(dǎo)下①陳丹臨：《開放經(jīng)濟(jì)環(huán)境下長(zhǎng)三角地區(qū)能源—環(huán)境—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)》，《現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)探討》2020 年第12 期，第74-79 頁。，本文參照相關(guān)學(xué)者的研究②于洋，陳才：《區(qū)域視角下中國(guó)經(jīng)濟(jì)—能源—環(huán)境—科技四元系統(tǒng)耦合水平演變特征及提升策略》，《經(jīng)濟(jì)問題探索》2018 年第5 期，第139-144 頁。，從結(jié)構(gòu)指標(biāo)、總量指標(biāo)、質(zhì)量指標(biāo)③逯進(jìn)，常虹，趙少平等：《山東省能源、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境耦合關(guān)系的演化特征》，《經(jīng)濟(jì)地理》2016 年第9 期，第42-48 頁。三方面構(gòu)建碳減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境保護(hù)的三級(jí)指標(biāo)體系。在此基礎(chǔ)上結(jié)合熵權(quán)TOPSIS 模型計(jì)算出各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重（見表2）及各省碳減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境保護(hù)的綜合指數(shù)評(píng)價(jià)值，進(jìn)一步依據(jù)耦合協(xié)調(diào)度模型計(jì)算出2001—2017 年各省的耦合協(xié)調(diào)度。

表2 省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)三級(jí)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

指標(biāo)體系中除了碳排放效率需要計(jì)算外，其他指標(biāo)都可以通過對(duì)統(tǒng)計(jì)年鑒的簡(jiǎn)單計(jì)算獲得。為計(jì)算各省碳排放效率，構(gòu)建SBM-DDF 模型，以各省資本、能源、勞動(dòng)力為投入，GDP 為期望產(chǎn)出，CO2排放量為非期望產(chǎn)出，計(jì)算我國(guó)30 個(gè)省市（不包含西藏和港澳臺(tái)）的碳排放效率。其中，資本為各省資本存量，根據(jù)張軍等人的研究采用永續(xù)盤存法計(jì)算，以2001 年為基期，折舊率為9.6%，計(jì)算各省2001—2017 年的資本存量；勞動(dòng)力為各省的年末就業(yè)人數(shù)，能源為各省煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣的消費(fèi)總量（轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)煤），期望產(chǎn)出GDP 為以2001 年為基期的各省實(shí)際GDP，非期望產(chǎn)出通過計(jì)算能源消耗、工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、人類呼吸和固體廢棄物的CO2排放量得來。

（二）省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度時(shí)空分異

1.耦合協(xié)同效應(yīng)時(shí)間分析

根據(jù)公式（10）計(jì)算出2001—2017 年我國(guó)各省的碳減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度，從圖2 可以看出，全國(guó)范圍來看，2001—2017 年我國(guó)碳減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)水平總體穩(wěn)步上升，處于0.3～0.4 之間，表明這一時(shí)期我國(guó)碳減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境保護(hù)處于輕度失調(diào)階段。其中，2001—2006 年期間耦合協(xié)調(diào)度變化不大，很大程度上是由于這一時(shí)期國(guó)家追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展而忽視了碳減排與環(huán)境保護(hù)，且沒有改變二十世紀(jì)九十年代我國(guó)高污染、高能耗的粗放型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式；2006 年之后耦合協(xié)調(diào)度開始穩(wěn)步上升，原因在于“十一五”之后，我國(guó)政府已經(jīng)意識(shí)到三者可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要性，在“十一五”規(guī)劃中明確提出綠色發(fā)展的理念，開始加大環(huán)境保護(hù)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的力度，積極推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變。

圖2 2001—2017 年省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度均值變化趨勢(shì)圖

圖3 繪制了2001、2006、2011 和2017 年我國(guó)各省碳減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度，從起止年份可以看出：2001—2006 年，除少數(shù)省份有小幅上升外，其他省份的耦合協(xié)調(diào)度都變化不大；2006—2011年，各省的耦合協(xié)調(diào)度開始緩慢上升，2011—2017 年期間，各省耦合協(xié)調(diào)度有了較大幅度的提升?？傮w來看：2001—2017 年各省耦合協(xié)調(diào)度總體呈上升趨勢(shì)，省域耦合協(xié)調(diào)度差異顯著，但絕大部分省份耦合協(xié)調(diào)水平?jīng)]有發(fā)生質(zhì)的改變，仍然處于失調(diào)階段。

圖3 省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度時(shí)間變化圖

2.耦合協(xié)同效應(yīng)空間分析

由于數(shù)據(jù)可獲性的限制，本文選取最新年份2017 年的數(shù)據(jù)分析各省碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度的空間分布，如圖4 所示。從空間分布可以看出，2017 年我國(guó)省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度呈“東南部高，中西部低”的態(tài)勢(shì)，具體來看：北京、上海、浙江、福建、江西、江蘇、湖北、湖南和廣東九省市的耦合協(xié)調(diào)度較高，處于瀕臨失調(diào)階段，這與這些省市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，減排技術(shù)、環(huán)保投入較大密切相關(guān)；山西、河北和山東三省耦合協(xié)調(diào)度最低，嚴(yán)重低于全國(guó)平均水平，處于中度失調(diào)階段，主要與這些省份當(dāng)前的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以高碳能源為主，經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍然以環(huán)境污染為代價(jià)，環(huán)境保護(hù)投入相對(duì)較低有關(guān)。總體來看，30 個(gè)省市的耦合協(xié)調(diào)度都未達(dá)到協(xié)調(diào)發(fā)展的狀態(tài)，尚待進(jìn)一步的提高。

圖4 2017 年省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度空間分布圖

對(duì)2001—2017 年數(shù)據(jù)進(jìn)行全局空間自相關(guān)分析，得到2001 年全局Moran’sI指數(shù)為0.000 3,p值為0.004，z值為2.875，2017 年全局Moran’sI指數(shù)為0.296，p值為0.007，z值為2.693。表明我國(guó)省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度在99%的置信區(qū)間下存在正向空間關(guān)聯(lián)，且2017 年相比2001 年空間集聚效應(yīng)又進(jìn)一步上升，空間關(guān)聯(lián)性逐漸增強(qiáng)。進(jìn)一步以截面數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行局部空間自相關(guān)分析，繪制2001 年和2017 年的LISA 聚類圖（如圖5 所示），雖然在99%的置信水平下在東南沿海區(qū)域耦合協(xié)調(diào)度存在著H-H 聚集關(guān)系,但聚集區(qū)域較小，2001 年的H-H 聚集區(qū)為廣東、福建、浙江三省，2017 年的H-H 聚集區(qū)僅為廣東、福建、浙江和上海四省市。表明省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度的集聚效應(yīng)較差，中西部地區(qū)如何克服先天劣勢(shì)，在減排的前提下實(shí)現(xiàn)發(fā)展經(jīng)濟(jì)和保護(hù)環(huán)境的雙贏是進(jìn)一步研究的重點(diǎn)。

圖5 2001—2017 年省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度空間分布格局示意圖

四、省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究

（一）省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動(dòng)因子分析

首先，根據(jù)2001—2017 年我國(guó)碳減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境保護(hù)三級(jí)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中二十一項(xiàng)指標(biāo)的平均權(quán)重選出排名靠前的前十個(gè)指標(biāo)并將其做標(biāo)準(zhǔn)化處理；其次，運(yùn)用stata15.1 進(jìn)行Bartlett 球形檢驗(yàn)和KMO 檢驗(yàn)，驗(yàn)證因子分析的適用性，可以得到Bartlett 球形檢驗(yàn)的p值為0.000<0.5，KMO 的樣本測(cè)度值為0.756，表明該樣本適合進(jìn)行因子分析。

運(yùn)用主成分因子分析篩選出影響省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度變化的主成分因子，以特征值大于1 作為選擇標(biāo)準(zhǔn)，可以得到四個(gè)主成分，λ1=3.225 4，λ2=2.004 3，λ3=1.557 2，λ4=1.353 6，,這四個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到81.40%，表明這四個(gè)主成分可以代表最初的十個(gè)指標(biāo)來分析省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度的驅(qū)動(dòng)力。

對(duì)因子結(jié)構(gòu)進(jìn)行最大方差正交旋轉(zhuǎn)，得到旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣如表3 所示，從第一主成分來看，碳排放總量（Var2）、地區(qū)生產(chǎn)總值（Var5）、固定資產(chǎn)投資總額（Var6）、居民人均消費(fèi)水平（Var7）、森林覆蓋率（Var10）與其相關(guān)性較大且為正相關(guān)，第二主成分與碳排放效率（Var3）和第三產(chǎn)業(yè)占生產(chǎn)總值的比重（Var4）有顯著相關(guān)性，第三主成分與自然保護(hù)區(qū)占轄區(qū)面積比重（Var8）和環(huán)保投入占GDP 比重（Var9）具有較大相關(guān)性，清潔能源占能源總能源消費(fèi)比重（Var1）與第四主成分有較大正相關(guān)。因此，省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動(dòng)力可以歸納為經(jīng)濟(jì)水平驅(qū)動(dòng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)、環(huán)境倒逼驅(qū)動(dòng)和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)四類。

表3 各主成分特征值及貢獻(xiàn)率

（二）省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動(dòng)力分析

綜合上述結(jié)果，以每個(gè)主成分的特征值占所提取的主成分的總特征值的比例為權(quán)重，可以得出驅(qū)動(dòng)力綜合評(píng)價(jià)模型，從而計(jì)算出2001—2017 年我國(guó)碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動(dòng)力綜合指數(shù)。

式（11）中：F為我國(guó)碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動(dòng)力變化得分，x1,x2…x10為變量Var1，Var2…Var10的標(biāo)準(zhǔn)化取值，λi為第i個(gè)主成分Fi的特征值。對(duì)式（11）進(jìn)行加權(quán)匯總，得到2001—2017年我國(guó)碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動(dòng)力變化得分圖（如圖6 所示），從圖中可以看到2001—2017 年我國(guó)省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動(dòng)力綜合得分由10.15 上升至23.53，整體呈上升趨勢(shì)。其中，2001—2006 年的綜合得分增長(zhǎng)緩慢，2006 年之后呈快速上升趨勢(shì)，表明從2006 年之后，各個(gè)驅(qū)動(dòng)因子開始發(fā)揮作用且作用在逐漸增強(qiáng)。

圖6 2001—2017 年省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動(dòng)力綜合得分圖

五、結(jié)論與討論

本文構(gòu)建耦合協(xié)調(diào)度模型并結(jié)合因子分析法2001—2017 年我國(guó)省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度的時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行了研究，主要結(jié)論如下：

（1）2001—2017 年，我國(guó)省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度的均值處于0.3～0.4 之間，處于輕度失調(diào)階段。從時(shí)間變化來看：2001—2006 年各省耦合協(xié)調(diào)度變化不大，2006 年之后開始穩(wěn)步上升，但上升幅度均較小且絕大多數(shù)省份的耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)沒有發(fā)生質(zhì)的改變，仍處于瀕臨失調(diào)或輕度失調(diào)階段。從空間上來看，2017 年我國(guó)省域耦合協(xié)調(diào)度差異顯著，總體上呈“東南部高，中西部低”的態(tài)勢(shì)。中西部地區(qū)的耦合協(xié)調(diào)度集聚程度較低，如何克服先天區(qū)位、環(huán)境劣勢(shì)實(shí)現(xiàn)三系統(tǒng)的協(xié)調(diào)集聚發(fā)展是今后發(fā)展的重點(diǎn)。綜上，不論從時(shí)間上還是空間上看，我國(guó)省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)的耦合協(xié)調(diào)度水平都處于較低的水平，即使是東部地區(qū)也仍未達(dá)到協(xié)調(diào)發(fā)展的狀態(tài)。因此，實(shí)現(xiàn)三系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展任重而道遠(yuǎn)，需要政府根據(jù)各省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、資源稟賦、發(fā)展功能定位等科學(xué)制定差異化發(fā)展政策。

（2）運(yùn)用主成分因子法對(duì)我國(guó)省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度綜合評(píng)價(jià)，對(duì)指標(biāo)體系中排名前十的指標(biāo)進(jìn)行綜合量化分析，從而得出影響耦合協(xié)調(diào)度變化的四個(gè)主成分，根據(jù)各個(gè)指標(biāo)在四個(gè)主成分中的載荷大小，將影響我國(guó)省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度的驅(qū)動(dòng)因子歸納為經(jīng)濟(jì)水平驅(qū)動(dòng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)、環(huán)境倒逼驅(qū)動(dòng)和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)四類。通過構(gòu)建驅(qū)動(dòng)力綜合評(píng)價(jià)模型，可以看到2001—2017 年我國(guó)省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度驅(qū)動(dòng)力綜合指數(shù)在逐年上升，表明影響我國(guó)省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)度的驅(qū)動(dòng)力在逐漸增強(qiáng)。

需要說明的是，在全球節(jié)能減排的背景下，如何在實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)的同時(shí)保障省域碳減排—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—環(huán)境保護(hù)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展是值得思考的重要命題，此外，由于當(dāng)前我國(guó)碳市場(chǎng)仍處于起步階段，隨著碳市場(chǎng)的不斷完善，如何將其融入驅(qū)動(dòng)機(jī)制中，呈現(xiàn)多樣化的驅(qū)動(dòng)方式也是本文后續(xù)研究的重點(diǎn)。