能源消費(fèi)碳排放重心的移動(dòng)軌跡范文

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【摘要】為衡量晉陜蒙地區(qū)能源消費(fèi)碳排放重心空間格局的演變，文章利用2006年IPCC公布的碳排放計(jì)算方法，測算晉陜蒙地區(qū)2000－2016年的能源消費(fèi)碳排放總量，使用時(shí)間序列曲線估計(jì)演化晉陜蒙地區(qū)能源消費(fèi)碳排放重心的變化趨勢，計(jì)算其重心的移動(dòng)距離，最后利用相關(guān)分析法分析能源消費(fèi)碳排放重心空間格局變化的影響因素。結(jié)果表明:晉陜蒙地區(qū)能源消費(fèi)碳排放總量在逐年上升，能源消費(fèi)碳排放重心在不斷地移動(dòng)，重心大致位于陜西省與山西省的中部接壤地帶，2008年之前重心在陜西省，2008年之后轉(zhuǎn)向山西省，總體呈現(xiàn)由西南向東北的變化趨勢。通過時(shí)間序列的曲線估計(jì)2016年之后緯度方向上出現(xiàn)拐點(diǎn)，重心轉(zhuǎn)而向東南方向發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】能源消費(fèi)碳排放;重心移動(dòng)軌跡;空間格局;晉陜蒙地區(qū)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類生活水平的不斷提高，人類對煤炭、汽油及天然氣等能源資源的需求以及開發(fā)力度越來越大，能源消費(fèi)量增長越來越快，而能源消費(fèi)碳排放又是碳排放的主要來源。目前，我國溫室氣體排放總量占世界的碳排放總量的第一位，且比例還在不斷上升。據(jù)相關(guān)專家指出:全球石油資源的供給只能持續(xù)到21世紀(jì)中葉，全球能源的緊缺將會(huì)給中國的能源供給呈現(xiàn)一個(gè)巨大的阻礙，處理不好這個(gè)矛盾，會(huì)影響中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定［1］。國內(nèi)最早對碳排放進(jìn)行系統(tǒng)性研究是南京大學(xué)，南京大學(xué)主要在碳排放及核算、土地利用碳排放效應(yīng)、土地利用結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及土地利用碳足跡方面進(jìn)行了相關(guān)研究［2］。近些年來，國內(nèi)學(xué)者對碳排放的研究主要集中在碳排放時(shí)空格局的演變及其影響因素。王倩倩，黃賢金，陳志剛等引入“重心”的概念，利用一次能源消費(fèi)對我國的能源消費(fèi)碳排放重心的移動(dòng)整體的變化趨勢進(jìn)行了研究，并用分解模型對影響碳排放重心移動(dòng)的原因進(jìn)行了分析［3］。李想，王仲智，蘆惠利用重心的概念，以能源消費(fèi)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對江蘇省的國內(nèi)生產(chǎn)總值、碳排放以及人均碳排放的移動(dòng)軌跡及其移動(dòng)的距離做出了分析，并用空間自相關(guān)的方法解釋了經(jīng)濟(jì)重心與碳排放重心移動(dòng)的內(nèi)在聯(lián)系［4］。劉佳駿，李雪慧，史丹用全國省級面板數(shù)據(jù)對全國GDP、碳排放總量和碳排放強(qiáng)度重心的轉(zhuǎn)移及其影響轉(zhuǎn)移的因素進(jìn)行了研究［5］。劉賢趙，高長春，韓用順等用能源消費(fèi)數(shù)據(jù)以和經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)對湖南省2008—2014年碳排放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展重心的移動(dòng)路徑、方向及距離做了相關(guān)分析，結(jié)果表明:湖南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大差異對碳排放的強(qiáng)度存在著巨大反差，產(chǎn)生的效應(yīng)因地域的差異而不同［6］。李佳佳用城市土地利用及城市產(chǎn)業(yè)能源數(shù)據(jù)，利用空間緊湊度模型、能源消費(fèi)模型和碳排放強(qiáng)度模型，對上海市的城市空間形態(tài)與土地利用碳排放強(qiáng)度進(jìn)行的分析表明，城市的空間組織形態(tài)對碳排放強(qiáng)度的影響各不相同，也對未來碳的排放做出了相關(guān)預(yù)測［7］。晉、陜、蒙位于我國中北部地區(qū)，三省相接壤，土地面積約154.55萬km2，占我國國土總面積的16.1%。2016年三省國內(nèi)生產(chǎn)總值76475.11億元，占全國的19%。區(qū)內(nèi)有著相同的生態(tài)環(huán)境，同處于干旱半干旱區(qū)，水資源相對匱乏，屬黃河流域黃土地貌典型，礦產(chǎn)資源豐富，尤其是煤炭資源，是我國煤炭資源富集區(qū)。近年來，由于對資源的過度開發(fā)導(dǎo)致了水土流失、土地沙漠化等一系列生態(tài)環(huán)境問題的產(chǎn)生，且環(huán)境問題日益嚴(yán)重，對人類的生存產(chǎn)生了巨大影響。土地利用結(jié)構(gòu)的變化和能源資源的消耗，是全球變暖的主要因素，能源資源作為碳排放的主要來源，影響著全球變化的整體趨勢，與人類的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。研究碳排放效應(yīng)及其機(jī)制，厘清碳排放的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上做出相應(yīng)的預(yù)測，對抑制全球變化和生態(tài)環(huán)境的改善都有其重要作用。

1數(shù)據(jù)來源及研究方法:

1.1數(shù)據(jù)來源

能源消費(fèi)總量以及有關(guān)晉陜蒙地區(qū)的煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油及天然氣等各類能源消費(fèi)量來自《國家統(tǒng)計(jì)局》和《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》。進(jìn)出口總額、外商直接投資、人口(年末常住人口)以及GDP總量等數(shù)據(jù)分別來自于《國家統(tǒng)計(jì)年鑒》和地方統(tǒng)計(jì)年鑒。

1.2研究方法

1.2.1能源消費(fèi)碳排放總量用IPCC［8］在2006年公布的《IPCC國家溫室氣體排放清單指南》碳排放量估算方法測算能源消費(fèi)碳排放總量。

1.2.2碳排放經(jīng)緯度重心的移動(dòng)距離及時(shí)間序列曲線估計(jì)1874年，美國學(xué)者弗沃爾克最早在研究人口問題時(shí)將“重心”的概念引入，之后重心概念在各領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛［10］。城市是人口的集中地，是一個(gè)地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。“重心”在物理上，即物體的幾何中心，在研究碳排放時(shí)，即為平面上城市碳排放的中心位置，體現(xiàn)了均衡點(diǎn)和支撐點(diǎn)這一屬性。所以，當(dāng)碳排放重心移動(dòng)時(shí)就意味著這一地區(qū)的能源消費(fèi)碳排放開始逐漸失衡的過程［11］。

1.2.3相關(guān)性分析碳排放重心的移動(dòng)使空間格局在不斷地轉(zhuǎn)變，影響其轉(zhuǎn)變的因素有很多，為綜合考量各方面因素對碳排放的影響，文章從能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)以及貿(mào)易開放度、FDI依存度四個(gè)方面，從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境全局性角度出發(fā)，綜合分析各影響因素與能源消費(fèi)碳排放之間的相關(guān)關(guān)系。

2結(jié)果分析

2.1晉陜蒙地區(qū)碳排放總量及GDP的變化情況國家和晉陜蒙地區(qū)隨著GDP的增長，碳排放總量在快速的增長，晉陜蒙地區(qū)碳排放總量占國家碳排放總量的比例逐漸增大。2016年國家能源消費(fèi)碳排放總量較2000年相比，增長了近2倍，晉陜蒙地區(qū)能源消費(fèi)碳排放總量增長了近3倍，晉陜蒙碳排放總量占國家碳排放總量的比例從2000年的14.15%到2016年的19.40%，所占比例越來越大，2012年最大時(shí)達(dá)到了21.06%，增長速度持續(xù)增快。在國內(nèi)生產(chǎn)總值上，2015年全國國內(nèi)生產(chǎn)總值較2000年增長了6.5倍，晉陜蒙地區(qū)區(qū)內(nèi)生產(chǎn)總值2015年較2000年提升了8.7倍，無論是國內(nèi)生產(chǎn)總值還是碳排放總量，晉陜蒙地區(qū)的增長速度明顯高于國家總體水平。(由于缺乏西藏地區(qū)以及港澳臺(tái)等地區(qū)的各類能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，所以在計(jì)算國家碳排放總量時(shí)，未將這些地區(qū)計(jì)算在內(nèi)。)

2.2能源消費(fèi)碳排放重心的移動(dòng)軌跡及其移動(dòng)距離

2000—2016年晉陜蒙地區(qū)能源消費(fèi)碳排放重心的經(jīng)緯度及其移動(dòng)的距離，2000—2016年緯度方向上的變化相對于經(jīng)度方向上，變化明顯較快，經(jīng)度方向上的變化僅在0.6762個(gè)經(jīng)度，向東移動(dòng)了約75.1377km的距離，而緯度方向上則向北移動(dòng)了約1.3170個(gè)緯度共移動(dòng)了約136.3277km，從陜西省跨越至山西省境內(nèi)。從距離上來說，2002—2011年間移動(dòng)距離速度較快，碳排放重心主要是在陜西省境內(nèi)的移動(dòng)，2011年后碳排放重心逐漸向東北部移動(dòng)，進(jìn)入山西省境內(nèi)，移動(dòng)距離和速度逐漸放緩。將晉陜蒙地區(qū)碳排放重心經(jīng)緯度坐標(biāo)與ArcGIS結(jié)合，把重心坐標(biāo)導(dǎo)入1∶300000中國國家矢量圖中，繪制出晉陜蒙地區(qū)2000、2004、2008、2012和2016年的碳排放重心所在地。2000—2016年碳排放重心一直在陜西省與山西省的交界地帶移動(dòng)，從陜西省進(jìn)入山西省境內(nèi)，呈現(xiàn)一路向北的趨勢，共移動(dòng)了221.69km，2004—2008年間是移動(dòng)距離最大的時(shí)間段。結(jié)合GoogleEarth:2000年碳排放重心在陜西省渭南市的馮原鎮(zhèn)，2004年在陜西省延安市東北部延川縣，移動(dòng)距離是31.17km;2008年碳排放一路向北移動(dòng)，這段時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離是四個(gè)時(shí)間段內(nèi)移動(dòng)距離最大的，移動(dòng)了約79.67km，進(jìn)入陜西省榆林市東南綏德縣中角鄉(xiāng);從2012年開始進(jìn)入與陜西省接壤的山西省西部地區(qū)，在山西省臨縣石白頭鄉(xiāng)，重心遷移了50.54km;2016年比2012年的移動(dòng)距離并不大，位于臨縣西部的青涼寺鄉(xiāng)，向東北約5.61km。

2.3碳排放重心移動(dòng)的時(shí)間序列曲線估計(jì)

根據(jù)時(shí)間變化對經(jīng)緯度的變化進(jìn)行曲線擬合和參數(shù)估計(jì)，建立數(shù)學(xué)模型，結(jié)果如圖2所示。經(jīng)度的時(shí)間序列曲線是指數(shù)函數(shù)，緯度的時(shí)間序列曲線是三次多項(xiàng)式，R2是自相關(guān)系數(shù)，圖2呈現(xiàn)出了晉陜蒙地區(qū)重心經(jīng)緯度變化的趨勢和周期，隨著時(shí)間的推移，緯度(LAT)向北速度變化較快，經(jīng)度(LOG)向東變化速度較慢，根據(jù)時(shí)間序列曲線估計(jì)在未來1個(gè)周期以內(nèi)，經(jīng)度會(huì)持續(xù)緩慢地向東移動(dòng)，而緯度會(huì)在2016年以后出現(xiàn)拐點(diǎn)，整體轉(zhuǎn)向東南部。2.4碳排放強(qiáng)度與人均碳排放碳排放強(qiáng)度是計(jì)算單位GDP二氧化碳的排放量指標(biāo)，是衡量能源質(zhì)量和碳排放效率的重要指標(biāo)［12］。根據(jù)國家的有關(guān)規(guī)定，碳排放強(qiáng)度要求隨著GDP的增加而不斷降低。碳排放的強(qiáng)度與城市化程度、科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新及三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間有很大的聯(lián)系，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理運(yùn)行有利于降低碳排放的強(qiáng)度。三省的碳排放強(qiáng)度如圖3所示，隨時(shí)間的增長，陜西省的碳排放強(qiáng)度雖然較大，但強(qiáng)度是一個(gè)不斷降低的過程，即單位GDP碳排放降低，逐漸轉(zhuǎn)向低碳的過程。山西省和內(nèi)蒙古緊隨其后，碳排放強(qiáng)度都處于不斷上升的狀態(tài)，這與國家的有關(guān)節(jié)能減排的政策相悖。

3影響能源消費(fèi)碳排放的主要因素

3.1晉陜蒙能源消費(fèi)碳排放總量與各影響因素之間的相關(guān)系數(shù)影響碳排放的因素有很多，為全面且綜合的體現(xiàn)影響碳排放的各個(gè)因素，文章從能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)、貿(mào)易開放度和FDI依存度四個(gè)方面，計(jì)算與碳排放總量之間的相關(guān)系數(shù)，挖掘出各省份碳排放的主要影響因素。

3.2各影響因素對晉、陜、蒙地區(qū)的影響對山西省來說，影響因素較多，且較均衡，影響力依次是能源強(qiáng)度、FDI依存度、貿(mào)易開放度、能源結(jié)構(gòu)。山西省在國家成立初期對礦產(chǎn)資源進(jìn)行了大力開采(尤其是對煤炭的開采)，近些年來由于對礦產(chǎn)資源的大量開采，造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題，像大氣污染、地下水循環(huán)的破壞以及嚴(yán)重的水土流失等問題［13］，對人類的生產(chǎn)生活造成了巨大的威脅，政府開始逐漸抑制對礦產(chǎn)資源的開發(fā)，就2017年以來，山西省共關(guān)閉了27座煤礦，謀求新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，適當(dāng)放緩經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，將工作重心轉(zhuǎn)移到對生態(tài)環(huán)境的治理上來。所以，影響山西碳排放的因素雖然多，但影響力逐漸下降。陜西省的影響因素是能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)和貿(mào)易開放度，F(xiàn)DI依存度影響較低。陜西省屬于我國西部地區(qū)，是一個(gè)礦產(chǎn)資源強(qiáng)省和人才資源強(qiáng)省，無論是在技術(shù)上還是在人才的吸引力上，都有著極大的優(yōu)勢。為擴(kuò)大國際交流與合作，2016年8月31日黨中央、國務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立“陜西自貿(mào)區(qū)”，省會(huì)城市西安市更是作為關(guān)中平原城市群核心城市和“一帶一路”的重要節(jié)點(diǎn)城市和國際型大都市，被賦予了建設(shè)國家中心城市的重要使命，對外貿(mào)易活動(dòng)增強(qiáng)，碳排放總量也越來越大，兩者屬正相關(guān)關(guān)系。FDI大多集中于高端產(chǎn)業(yè)和人文交流方面，所以兩者相關(guān)性并不大。影響內(nèi)蒙古的主要因素是能源強(qiáng)度和貿(mào)易開放度，能源結(jié)構(gòu)和FDI依存度影響力較低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年內(nèi)蒙古自治區(qū)煤炭產(chǎn)量超越山西省，成為了中國煤炭產(chǎn)量的首位［14］。內(nèi)蒙古位于我國北部邊疆地區(qū)，人才缺乏，科學(xué)技術(shù)有限，所以在對能源資源的開采上受到了很大的限制，故而能源強(qiáng)度對碳排放的影響力較大。內(nèi)蒙古北與蒙古、俄羅斯接壤，為振興內(nèi)蒙古經(jīng)濟(jì)，國家針對內(nèi)蒙古的發(fā)展現(xiàn)狀做出了一系列適應(yīng)內(nèi)蒙古經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)劃及措施，西部大開發(fā)戰(zhàn)略、中蒙鐵路的全線貫通以及中蒙俄經(jīng)濟(jì)走廊的建設(shè)，連接蒙古國草原之路和俄羅斯跨歐亞大鐵路，不斷打開國家市場，引進(jìn)外資，以實(shí)現(xiàn)共贏的目的，貿(mào)易開放度對碳排放的影響逐漸提升。

4結(jié)論與建議

4.1結(jié)論

(1)晉陜蒙地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，碳排放總量在不斷增加，且增長速度明顯快于國家的整體水平。(2)晉陜蒙地區(qū)碳排放的重心在山西省與陜西省的交界處并不斷向東北方向移動(dòng)。碳排放重心的轉(zhuǎn)移共分為兩個(gè)階段，2000—2008年碳排放重心在陜西省境內(nèi)，且以較快的速度從渭南市向北移動(dòng)到陜西省與山西和內(nèi)蒙古的交界處;2008年之后重心持續(xù)向東北部轉(zhuǎn)移，進(jìn)入山西省，轉(zhuǎn)移速度逐漸放緩，到2016年，重心一直在山西省西部。(3)能源強(qiáng)度對晉陜蒙地區(qū)的碳排放影響力較大，能源結(jié)構(gòu)、貿(mào)易開放度和FDI依存度在不同程度上對晉、陜、蒙地區(qū)產(chǎn)生了影響。通過對影響碳排放的能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)、貿(mào)易開放度和FDI依存度四個(gè)方面的因素進(jìn)行相關(guān)性分析，由于地區(qū)的自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展上存在差異，能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)、貿(mào)易開放度和FDI依存度對晉陜蒙的影響存在較大差異。

4.2相關(guān)建議

資源環(huán)境為人類發(fā)展提供了基礎(chǔ)，人類的生產(chǎn)生活與能源資源息息相關(guān)，如何在對資源的開發(fā)過程中做到既滿足人類的生產(chǎn)生活需要，又做到將環(huán)境的影響降到最低，這關(guān)乎國家的發(fā)展大計(jì)以及人類自身的生存和健康發(fā)展。(1)適當(dāng)引進(jìn)外商直接投資，提高FDI依存度。FDI依存度對晉陜蒙地區(qū)碳排放的影響力較低。FDI(外商直接投資)通過技術(shù)效應(yīng)、行業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和收入效應(yīng)對碳排放總量產(chǎn)生正面的影響，通過規(guī)模效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)和高碳產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的方式對碳排放總量產(chǎn)生負(fù)面的影響。要充分發(fā)揮FDI對投資地區(qū)的正面影響，摒除負(fù)面影響。培育新動(dòng)能、新的經(jīng)濟(jì)增長極，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展晉陜蒙地區(qū)自然環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展雖然在一定程度上有很大的相似性，但也有各自的發(fā)展優(yōu)勢，根據(jù)各自的發(fā)展特色及優(yōu)勢，制定適合地區(qū)發(fā)展的新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的速度，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。(2)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)荒漠化治理和濕地保護(hù)。內(nèi)蒙古地區(qū)是我國北疆重要的生態(tài)屏障，通過“三北”防護(hù)林建設(shè)、整治風(fēng)源、水土保持、濕地保護(hù)等重點(diǎn)工程，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)，改善小流域氣候，抑制水土流失，實(shí)現(xiàn)荒漠化治理和濕地保護(hù)。(3)完善生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，建立生態(tài)保護(hù)制度。我國已經(jīng)將生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制納入《國務(wù)院關(guān)于落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的決定》及國家《節(jié)能減排綜合性工作方案》國家政策中，且剛剛開始建立，有待繼續(xù)完善。生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制是一種以政府干預(yù)與市場機(jī)制相結(jié)合的手段，以“誰受益，誰補(bǔ)償;誰污染，誰付費(fèi)”為原則，制定保護(hù)生態(tài)環(huán)境的相關(guān)政策法規(guī)，征收環(huán)境稅，建立對生態(tài)修復(fù)功能的補(bǔ)償制度。

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作者：溫雪穎1;金良2;郭長治2 單位：1.內(nèi)蒙古師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，2.內(nèi)蒙古財(cái)經(jīng)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)院