產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)研究
——以陜西省為例

(長(zhǎng)安大學(xué) .經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院;.建筑工程學(xué)院,陜西 西安 710061)

產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)研究
——以陜西省為例

杜 強(qiáng)a,許雅丹b,衛(wèi) 婧b
(長(zhǎng)安大學(xué) a.經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院;b.建筑工程學(xué)院,陜西 西安 710061)

將網(wǎng)絡(luò)分析法引入產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)效應(yīng)研究,從關(guān)系視角探討各產(chǎn)業(yè)部門碳排放聯(lián)系及其相互作用,利用中心產(chǎn)業(yè)的影響力和控制力實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)協(xié)同減排。以陜西省為例,基于2005—2014年各產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù),利用網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)特征進(jìn)行實(shí)證分析。研究表明:產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性;建筑業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)和農(nóng)林牧漁業(yè)是網(wǎng)絡(luò)的中心產(chǎn)業(yè),對(duì)網(wǎng)絡(luò)其他產(chǎn)業(yè)部門的控制力和影響力較大;網(wǎng)絡(luò)的中心度符合雙段冪律分布,表明網(wǎng)絡(luò)具有無(wú)標(biāo)性特征;產(chǎn)業(yè)部門碳排放網(wǎng)絡(luò)存在聚類現(xiàn)象,根據(jù)產(chǎn)業(yè)部門間的相互影響關(guān)系將網(wǎng)絡(luò)劃分為“凈受益板塊、經(jīng)紀(jì)人板塊、凈溢出板塊、雙向溢出板塊”四個(gè)板塊。

碳排放;產(chǎn)業(yè)部門;關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)絡(luò)分析

1 引言

產(chǎn)業(yè)部門在生產(chǎn)或服務(wù)過程中會(huì)消耗能源產(chǎn)生直接碳排放,同時(shí)又會(huì)因?yàn)橄年P(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)生間接碳排放,而關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)在為其提供中間產(chǎn)品時(shí)會(huì)進(jìn)一步帶動(dòng)外圍產(chǎn)生碳排放,因此產(chǎn)業(yè)部門之間具有廣泛而復(fù)雜的碳排放聯(lián)系[1,2]。若要達(dá)到理想的綜合減排效果,不僅需要考慮單一部門的特點(diǎn),還需要重視各產(chǎn)業(yè)部門在碳排放方面的關(guān)聯(lián)效應(yīng)。

單一產(chǎn)業(yè)部門碳排放的研究主要集中在碳排放的核算和影響因素等方面[3-6],較少考慮產(chǎn)業(yè)部門間的聯(lián)系,存在一定局限性。近年來(lái),關(guān)于產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)的研究得到了高度關(guān)注。從研究?jī)?nèi)容看,很多學(xué)者對(duì)碳排放在產(chǎn)業(yè)部門間的流動(dòng)機(jī)制展開了研究,如曹俊文[7]對(duì)江西省產(chǎn)業(yè)部門直接碳排放和完全碳排放強(qiáng)度進(jìn)行了計(jì)算分析,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)部門的后向關(guān)聯(lián)效應(yīng)所引發(fā)的間接碳排放量較大;徐盈之等[8]計(jì)算了中國(guó)27個(gè)產(chǎn)業(yè)部門在生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)中產(chǎn)生的內(nèi)涵碳排放并探討了其轉(zhuǎn)移機(jī)制。從研究方法看,大多基于“屬性數(shù)據(jù)”建立模型,如Ju等[9]采用投入—產(chǎn)出生命周期模型研究了重慶28個(gè)產(chǎn)業(yè)部門所形成的供應(yīng)鏈碳排放;孫建衛(wèi)等[10]利用碳足跡影響力和感應(yīng)度指標(biāo)對(duì)產(chǎn)業(yè)部門之間的碳關(guān)聯(lián)進(jìn)行了分析;Wang等[11]、錢明霞等[12]基于假設(shè)抽取法計(jì)算研究了產(chǎn)業(yè)部門群的碳排放轉(zhuǎn)移。

綜上所述,目前我國(guó)對(duì)產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)的研究多集中在利用“屬性數(shù)據(jù)”分析產(chǎn)業(yè)部門的前后向聯(lián)系或某一產(chǎn)業(yè)對(duì)全局碳排放影響效力等方面,然而產(chǎn)業(yè)部門之間的聯(lián)系是錯(cuò)綜復(fù)雜的,利用屬性數(shù)據(jù)得到的單一雙向線性關(guān)系并不足以展現(xiàn)產(chǎn)業(yè)部門之間的碳排放聯(lián)系。鑒于此,本研究借助網(wǎng)絡(luò)分析法,從“關(guān)系數(shù)據(jù)”而非“屬性數(shù)據(jù)”角度來(lái)研究各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門之間的碳排放關(guān)聯(lián)關(guān)系。

網(wǎng)絡(luò)分析法是一種基于圖論的研究方法,其核心在于從“關(guān)系數(shù)據(jù)”角度出發(fā),研究網(wǎng)絡(luò)中各成員的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征,避免了“屬性數(shù)據(jù)”關(guān)于相互關(guān)系描述的局限性,更適用于多個(gè)對(duì)象之間的關(guān)系研究。近年來(lái),網(wǎng)絡(luò)分析法廣泛應(yīng)用于社會(huì)學(xué)、管理學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域[13-16]。在產(chǎn)業(yè)部門經(jīng)濟(jì)研究方面,方愛麗[17]探討了中國(guó)2002年42個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的網(wǎng)絡(luò)特征;王茂軍等[18]對(duì)四川省制造業(yè)產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)做了結(jié)構(gòu)性特征分析,但在碳排放研究方面,鮮有運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析法研究產(chǎn)業(yè)部門之間關(guān)系的報(bào)道。本文基于2005—2014年的各產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù),在核算產(chǎn)業(yè)部門碳排放拉動(dòng)量的基礎(chǔ)之上構(gòu)建了產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò),通過網(wǎng)絡(luò)密度、中心性、塊模型等指標(biāo),對(duì)各產(chǎn)業(yè)在碳排放網(wǎng)絡(luò)中的地位和作用進(jìn)行了測(cè)度分析,明確了碳排放網(wǎng)絡(luò)中的中心產(chǎn)業(yè),利用中心產(chǎn)業(yè)的影響力和控制力帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)部門降低碳排放,為政府制定減排政策提供科學(xué)依據(jù)。

2 產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)分析方法

2.1 產(chǎn)業(yè)部門碳排放網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵是選擇合適的指標(biāo)表述產(chǎn)業(yè)部門間的碳排放關(guān)聯(lián)。碳排放拉動(dòng)量反映了產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)的緊密程度,是衡量產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)系的重要指標(biāo)。本文以產(chǎn)業(yè)部門為節(jié)點(diǎn),產(chǎn)業(yè)部門的碳排放拉動(dòng)量為邊構(gòu)建產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。為了計(jì)算產(chǎn)業(yè)部門的碳排放拉動(dòng)量,首先要計(jì)算各產(chǎn)業(yè)部門的直接碳排放。計(jì)算公式為:

(1)

本文根據(jù)各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的直接碳排放,基于投入—產(chǎn)出法計(jì)算各產(chǎn)業(yè)部門的碳排放拉動(dòng)量[19,20],其計(jì)算公式為:

(2)

式中,Bij為產(chǎn)業(yè)部門j對(duì)產(chǎn)業(yè)部門i的碳排放拉動(dòng)量;Xi、Xj分別為產(chǎn)業(yè)部門i和j的總產(chǎn)值;yij為產(chǎn)業(yè)部門j對(duì)產(chǎn)業(yè)部門i的完全消耗系數(shù)?；谑?2)得到產(chǎn)業(yè)部門碳排放矩陣B=Bij。為了得到產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)矩陣C將產(chǎn)業(yè)部門碳排放矩陣B按照定義進(jìn)行轉(zhuǎn)換。即取碳排放矩陣各行業(yè)的均值作為“行閾值ki”,若該行產(chǎn)業(yè)部門之間的碳排放拉動(dòng)量mij大于該閾值ki,則記為1,表示該行的產(chǎn)業(yè)部門和該列的產(chǎn)業(yè)部門具有碳排放關(guān)聯(lián)關(guān)系;反之,則記為0,表示不存在碳排放關(guān)聯(lián)關(guān)系。

(3)

基于式(5)最終構(gòu)建出產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)矩陣C。因?yàn)橛?jì)算的碳排放矩陣B是非對(duì)稱的,所以碳排放關(guān)聯(lián)矩陣C是一個(gè)有向關(guān)聯(lián)矩陣。

2.2 產(chǎn)業(yè)部門碳排放網(wǎng)絡(luò)的特征指標(biāo)

在網(wǎng)絡(luò)分析法中,通常采用網(wǎng)絡(luò)密度表征整體特征,采用度數(shù)中心度、接近中心度和中間中心度表征個(gè)體指標(biāo),采用塊模型對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聚類分析[21,22]。

網(wǎng)絡(luò)整體特征:網(wǎng)絡(luò)密度是表征網(wǎng)絡(luò)整體特征的指標(biāo),反映產(chǎn)業(yè)部門關(guān)聯(lián)的緊密程度,網(wǎng)絡(luò)密度越大,則各產(chǎn)業(yè)部門之間碳排放的聯(lián)系越緊密。其計(jì)算公式為:

(4)

式中,D為網(wǎng)絡(luò)密度;Lw為網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際存在的邊數(shù);g為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù);g-1為節(jié)點(diǎn)最大可能連接的邊數(shù)。

網(wǎng)絡(luò)個(gè)體特征:中心性是表征網(wǎng)絡(luò)個(gè)體特征的指標(biāo),衡量各節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的地位。若一個(gè)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的中心性越突出,則該節(jié)點(diǎn)的影響力和控制力越大。常用的中心性指標(biāo)有度數(shù)中心度、接近中心度和中間中心度。

度數(shù)中心度:度數(shù)中心度是衡量網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)直接聯(lián)系強(qiáng)度的指標(biāo)。在網(wǎng)絡(luò)中,一個(gè)節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的連線越多,它在網(wǎng)絡(luò)中的地位越高,對(duì)其他節(jié)點(diǎn)的影響力越大。其計(jì)算公式為:

(5)

式中,CD(ni)為節(jié)點(diǎn)的度數(shù)中心度;xij為節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際連接邊數(shù)。由于本文研究的碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為有向網(wǎng)絡(luò),因此度數(shù)中心度分為入度和出度。入度為其他節(jié)點(diǎn)指向該節(jié)點(diǎn)的邊數(shù),出度為該節(jié)點(diǎn)指向其他節(jié)點(diǎn)的邊數(shù)。

接近中心度:接近中心度是通過距離衡量一個(gè)節(jié)點(diǎn)中心程度的指標(biāo)。接近中心度越高,表明該節(jié)點(diǎn)越能快速與其他所有節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生聯(lián)系,在網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)聯(lián)性越強(qiáng)。其計(jì)算公式為:

(6)

式中,CC(ni)為節(jié)點(diǎn)的接近中心度;d(ni,nj)為連接節(jié)點(diǎn)i和j節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑。

中間中心度:中間中心度是衡量節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)路中充當(dāng)媒介程度的指標(biāo)。如果某節(jié)點(diǎn)處于其他許多節(jié)點(diǎn)的最短路徑上,那么該節(jié)點(diǎn)就具有較高的中間中心度,對(duì)其他節(jié)點(diǎn)的控制能力較強(qiáng),在網(wǎng)絡(luò)中起中介和橋梁的作用。其計(jì)算公式為:

(7)

式中,CB(ni)為節(jié)點(diǎn)i的中間中心度;gjk為節(jié)點(diǎn)j到達(dá)節(jié)點(diǎn)k的最短路徑數(shù);gjk(ni)為連接節(jié)點(diǎn)j,k的最短路徑上包含節(jié)點(diǎn)i的個(gè)數(shù)。

聚類分析:塊模型是表征網(wǎng)絡(luò)中個(gè)體聚類的指標(biāo),可以對(duì)各板塊在網(wǎng)絡(luò)中的地位進(jìn)行分析。參照沃瑟曼等[21]提出的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),利用CONCOR迭代法將板塊分為凈受益板塊、凈溢出板塊、雙向溢出板塊和經(jīng)紀(jì)人板塊[16,22]。凈受益板塊,此板塊對(duì)其他板塊的溢出關(guān)系較少而較多接收其他板塊發(fā)出的關(guān)系,且板塊內(nèi)部成員關(guān)系較多;凈溢出板塊,此板塊向其他板塊發(fā)出較多關(guān)系而很少接收其他板塊發(fā)出的關(guān)系,且板塊內(nèi)部關(guān)系較少;雙向溢出板塊,此板塊向其他板塊發(fā)出較多關(guān)系而較少接收其他板塊發(fā)出的關(guān)系,且板塊內(nèi)部的關(guān)系相對(duì)較多;經(jīng)紀(jì)人板塊,此板塊的既接收其他板塊發(fā)出的關(guān)系也向其他板塊發(fā)出關(guān)系,且該板塊和其他板塊之間的關(guān)系相對(duì)較多。

3 實(shí)證分析——以陜西省為例

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

能源消耗量、產(chǎn)業(yè)部門生產(chǎn)總值來(lái)源于相關(guān)年份的《陜西省統(tǒng)計(jì)年鑒》。2005—2014年產(chǎn)業(yè)部門的完全消耗系數(shù)分別通過2007年和2012年的《投入—產(chǎn)出表》確定。低位發(fā)熱量、單位熱值含碳量和碳氧化率出自《省級(jí)溫室氣體清單編制指南》。由于投入—產(chǎn)出表中產(chǎn)業(yè)部門分類和國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)部門分類不一致,本文以陜西省2007年《42個(gè)部門的投入產(chǎn)出表》為基礎(chǔ),結(jié)合相應(yīng)年份的《陜西省統(tǒng)計(jì)年鑒》中工業(yè)分行業(yè)終端消費(fèi)量統(tǒng)計(jì)表和主要能源平衡情況統(tǒng)計(jì)表,將產(chǎn)業(yè)部門合并整理為30個(gè)產(chǎn)業(yè)部門,見表1。

表1 產(chǎn)業(yè)部門劃分表

3.2 產(chǎn)業(yè)部門碳排放網(wǎng)絡(luò)整體性分析

為了展示產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形態(tài),本文利用UCINET6.0中可視化工具Netdraw繪制了陜西省2005—2014年的產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)圖(圖1)。由圖1可直觀地發(fā)現(xiàn),產(chǎn)業(yè)間碳排放聯(lián)系較緊密,產(chǎn)業(yè)間的關(guān)聯(lián)性較高。

圖1 2005—2014年產(chǎn)業(yè)部門的碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)密度反映了產(chǎn)業(yè)部門關(guān)聯(lián)的緊密程度。網(wǎng)絡(luò)密度過高意味著產(chǎn)業(yè)部門之間出現(xiàn)了較多的冗雜關(guān)系,中心產(chǎn)業(yè)不突出,網(wǎng)絡(luò)封閉性較強(qiáng),不利于節(jié)能減排政策的實(shí)施;網(wǎng)絡(luò)密度過低則表明產(chǎn)業(yè)間聯(lián)系不緊密,中心產(chǎn)業(yè)部門影響力和控制力較弱,無(wú)法帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)部門協(xié)同減排,因此只有密度值穩(wěn)定在一個(gè)相對(duì)合理的范圍內(nèi)才有利于產(chǎn)業(yè)部門協(xié)同減排政策的實(shí)施。從表2可見,近十年來(lái)陜西省碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度在0.4左右,意味著產(chǎn)業(yè)間碳排放聯(lián)系較為緊密且網(wǎng)絡(luò)中冗雜的連線較少,有利于提高節(jié)能減排政策實(shí)施的效率,降低節(jié)能減排的交易成本。

表2 2005—2014產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度

3.3 中心產(chǎn)業(yè)分析

產(chǎn)業(yè)度數(shù)中心度分析:根據(jù)式(5)計(jì)算各產(chǎn)業(yè)部門的度數(shù)中心度。由于篇幅有限且出于分析的需要,本文僅列出了各年度數(shù)中心度排名靠前的5個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(表3)。本文所研究的產(chǎn)業(yè)部門具有兩種中心度:出度和入度。出度是指帶動(dòng)該產(chǎn)業(yè)部門碳排放的其他產(chǎn)業(yè)部門數(shù)目,衡量一個(gè)產(chǎn)業(yè)的“推力”大小;入度是指該產(chǎn)業(yè)部門帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)部門碳排放的產(chǎn)業(yè)部門數(shù)目,衡量一個(gè)產(chǎn)業(yè)的“拉力”大小。

表3 2005—2014年產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度分析結(jié)果

從表3可見,2005—2014年住宿和餐飲業(yè)的出度值較高于其他產(chǎn)業(yè),以儀器儀表及文化辦公機(jī)械制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)和廢品廢料為代表的制造業(yè)的出度值基本呈上升趨勢(shì),表明這幾個(gè)產(chǎn)業(yè)部門對(duì)其他產(chǎn)業(yè)部門具有較強(qiáng)的推動(dòng)作用。由于各產(chǎn)業(yè)部門的出度值相差不大且比較集中,以出度判斷是否為中心產(chǎn)業(yè)部門時(shí)不具有代表性,因此本文主要針對(duì)入度進(jìn)行分析。

2005—2014年,建筑業(yè)和交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)入度值高于其他產(chǎn)業(yè),說明這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)是產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。煤炭開采和洗選業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的入度值不斷提高且上升幅度較大,表明這三個(gè)產(chǎn)業(yè)在碳排放網(wǎng)絡(luò)中的中心地位不斷提高,對(duì)其他產(chǎn)業(yè)的碳排放拉動(dòng)作用明顯。農(nóng)林牧漁業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)、通用、專用設(shè)備制造業(yè)的入度呈下降趨勢(shì),表明這四個(gè)產(chǎn)業(yè)部門在整個(gè)碳排放網(wǎng)絡(luò)中的中心作用不斷弱化?？傮w來(lái)看,第一產(chǎn)業(yè)在整個(gè)碳排放網(wǎng)絡(luò)中所占比重明顯降低,而以建筑業(yè)和制造業(yè)為代表的第二產(chǎn)業(yè)一直處于主導(dǎo)地位。

為了探究產(chǎn)業(yè)部門度數(shù)中心度的分布趨勢(shì),在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)軸下對(duì)碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的入度進(jìn)行線性擬合。從圖2可見,擬合度R2的最小值為0.5295,通過了0.05的顯著性水平檢驗(yàn),說明擬合效果較好。陜西省各年份入度分布均符合雙段冪律分布,說明在歷年碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中,僅有少數(shù)產(chǎn)業(yè)部門在網(wǎng)絡(luò)中具有較為廣泛的聯(lián)系性,而更多的產(chǎn)業(yè)部門僅與部分產(chǎn)業(yè)部門發(fā)生碳排放關(guān)聯(lián),表明產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有無(wú)標(biāo)性特征。且第一段產(chǎn)業(yè)部門的度值下降較為緩慢,而第二段度值下降急劇,反映了各產(chǎn)業(yè)部門間的不均衡性。

圖2 2005—2014年產(chǎn)業(yè)碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)入度分布

產(chǎn)業(yè)接近中心度分析:根據(jù)式(6)計(jì)算各產(chǎn)業(yè)部門的接近中心度。從表4可見,2005—2014年建筑業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)和金屬冶煉及壓延加工業(yè)的接近中心度值均處于前列,表明這三個(gè)產(chǎn)業(yè)處于網(wǎng)絡(luò)的中心地位,其碳排放在產(chǎn)業(yè)部門間的流動(dòng)不易受到其他產(chǎn)業(yè)部門控制。煤炭開采和洗選業(yè)和化學(xué)工業(yè)的接近中心度值較高,表明這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)在碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中處于重要地位。

總體來(lái)看,以建筑業(yè)和制造業(yè)為代表的第二產(chǎn)業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響力較大,印證了上節(jié)度數(shù)中心度的分析結(jié)果。這些中心產(chǎn)業(yè)部門在碳排放網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng),能快速拉動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)部門的碳排放,在碳排放網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著極其重要的作用,因此在制定碳排放政策方面應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注這些中心產(chǎn)業(yè)部門。

表4 2005—2014年產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接近中心度、中間中心度分析結(jié)果

產(chǎn)業(yè)中間中心度分析:根據(jù)式(7)計(jì)算各產(chǎn)業(yè)部門的中間中心度。從表4可見,2005—2014年農(nóng)林牧漁業(yè)和交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)中間中心度值較高,說明這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)部門發(fā)揮著“中介”和“橋梁”作用。建筑業(yè)和金屬冶煉及壓延加工業(yè)的中間中心度值明顯增加,說明更多的產(chǎn)業(yè)部門需要以這兩個(gè)部門為媒介才能發(fā)生聯(lián)系。2005年和2009年出現(xiàn)了中間中心度值最高的產(chǎn)業(yè)(農(nóng)林牧漁業(yè))與排行第二位的產(chǎn)業(yè)(石油和天然氣開采業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè))的中間中心度數(shù)值相差較大的情況,說明在這兩個(gè)年份控制作用較為集中,農(nóng)林漁牧業(yè)控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足。其他年份存在多個(gè)中間中心度值較高的產(chǎn)業(yè)部門,網(wǎng)絡(luò)的連通性較好。

產(chǎn)業(yè)聚類分析:以2014年為例,采用CONCOR迭代法把陜西省30個(gè)產(chǎn)業(yè)部門劃分為4個(gè)板塊(表5)。陜西省產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)存在353個(gè)關(guān)聯(lián)關(guān)系,板塊內(nèi)部之間的碳排放關(guān)聯(lián)關(guān)系有77個(gè),而板塊和板塊之間的碳排放關(guān)聯(lián)關(guān)系有276個(gè),說明板塊之間存在著顯著的碳排放溢出效應(yīng)。其中,板塊Ⅰ對(duì)其他板塊的溢出關(guān)系有32個(gè),接收其他板塊的溢出關(guān)系有171個(gè),而板塊內(nèi)部關(guān)系僅有52個(gè),因此板塊Ⅰ為凈受益板塊,通過對(duì)比,發(fā)現(xiàn)該板塊內(nèi)大多為高碳排放產(chǎn)業(yè),其產(chǎn)業(yè)部門的度數(shù)中心度和接近中心度較高,對(duì)其他板塊的碳排放拉動(dòng)作用明顯。板塊Ⅱ既向外發(fā)出關(guān)系也接收來(lái)自其他板塊的關(guān)系,板塊和板塊之間的關(guān)系較多,因此板塊Ⅱ?yàn)榻?jīng)紀(jì)人板塊,在產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著“中介”和“橋梁”作用。該板塊內(nèi)產(chǎn)業(yè)部門屬于中高碳排放產(chǎn)業(yè),其產(chǎn)業(yè)部門中心性指標(biāo)相對(duì)于板塊Ⅲ、板塊Ⅳ較高。板塊Ⅲ向其他板塊發(fā)出的關(guān)系有166個(gè)而接收其他板塊發(fā)出的關(guān)系僅有16個(gè),且板塊內(nèi)部關(guān)系有8個(gè),因此板塊Ⅲ為凈溢出板塊。該板塊內(nèi)產(chǎn)業(yè)部門屬于低碳排放產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)部門的中心性指標(biāo)相對(duì)較低,在網(wǎng)絡(luò)中易被其他板塊控制和影響。板塊Ⅳ的板塊內(nèi)和板塊外均存在溢出效應(yīng),因此為雙向溢出板塊。

表5 產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)板塊的溢出效應(yīng)

為了反映碳排放溢出效應(yīng)在各個(gè)板塊的分布情況,本文對(duì)各板塊的密度進(jìn)行了計(jì)算,見表6。2014年產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的整體密度值為0.406,若板塊密度大于0.406,表明該板塊密度高于網(wǎng)絡(luò)總體密度的平均水平,碳排放聯(lián)系在該板塊的集聚度較高。我們將大于0.406的板塊密度值賦值為1,反之則賦值為0,由此建立像矩陣。像矩陣清晰地描述了板塊之間的碳排放溢出效應(yīng),顯示了各產(chǎn)業(yè)部門碳排放的傳遞機(jī)制。

表6 產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)板塊的密度矩陣和像矩陣

圖3 產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)板塊關(guān)系傳導(dǎo)

根據(jù)像矩陣可畫出產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)板塊關(guān)系傳導(dǎo)圖,圖3直觀地展示了板塊之間的碳排放關(guān)系。板塊Ⅰ除產(chǎn)生內(nèi)部碳排放關(guān)聯(lián)外,也接收其他三個(gè)板塊的碳排放溢出,存在著較強(qiáng)的碳排放拉動(dòng)作用;板塊Ⅱ不僅接收板塊Ⅰ和板塊Ⅲ的碳排放溢出,同時(shí)對(duì)板塊Ⅰ產(chǎn)生了碳排放溢出,在板塊中充當(dāng)中介和橋梁的作用;板塊Ⅲ只存在溢出效應(yīng)而不接收其余板塊的溢出,具有較強(qiáng)的碳排放推動(dòng)作用;板塊Ⅳ除在板塊內(nèi)部碳排放聯(lián)系密切外,同時(shí)對(duì)板塊Ⅰ產(chǎn)生碳排放溢出,扮演著“雙向溢出”角色。

4 結(jié)論及對(duì)策建議

4.1 結(jié)論

本文將網(wǎng)絡(luò)分析法引入產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)效應(yīng)研究,基于2005—2014年陜西省各產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)建立產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò),利用網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)其網(wǎng)絡(luò)特征進(jìn)行實(shí)證研究,結(jié)論為:①產(chǎn)業(yè)部門間碳排放聯(lián)系較緊密,關(guān)聯(lián)性較高。樣本期間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)密度值穩(wěn)定在0.4左右,有利于產(chǎn)業(yè)協(xié)同減排政策的實(shí)施。②產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中心產(chǎn)業(yè)突出,網(wǎng)絡(luò)具有無(wú)標(biāo)性特征。從中心性來(lái)看,建筑業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)和農(nóng)林牧漁業(yè)是陜西省產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的中心產(chǎn)業(yè)。產(chǎn)業(yè)部門度數(shù)中心度分布符合雙段冪律分布,表明網(wǎng)絡(luò)具有無(wú)標(biāo)性特征。③陜西省產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)存在聚類現(xiàn)象,根據(jù)板塊內(nèi)外相互影響關(guān)系將碳排放網(wǎng)絡(luò)劃分為四個(gè)板塊:板塊Ⅰ為“凈受益板塊”,主要由煤炭開采和洗選業(yè)等碳排放較高的產(chǎn)業(yè)部門組成;板塊Ⅱ?yàn)椤敖?jīng)紀(jì)人板塊”,主要由電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)等碳排放相對(duì)較高的產(chǎn)業(yè)部門組成,在網(wǎng)絡(luò)中充當(dāng)中介和橋梁作用;板塊Ⅲ為“凈溢出板塊”,主要由碳排放較低的產(chǎn)業(yè)部門組成;板塊Ⅳ為“雙向溢出板塊”,板塊內(nèi)和板塊外均存在溢出關(guān)系。

4.2 建議

基于上述結(jié)論,提出如下政策建議:①全面認(rèn)識(shí)產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)關(guān)系。在制定碳減排政策措施時(shí),不僅要考慮產(chǎn)業(yè)部門的屬性數(shù)據(jù),還要重視產(chǎn)業(yè)部門間的碳排放聯(lián)系，逐步形成從點(diǎn)轉(zhuǎn)向面,從局部轉(zhuǎn)向整體的節(jié)能思路。在深刻理解產(chǎn)業(yè)部門碳排放聯(lián)系的基礎(chǔ)上,針對(duì)產(chǎn)業(yè)部門制定節(jié)能減排措施,避免出現(xiàn)措施間效應(yīng)相互抵消的情況,保證經(jīng)濟(jì)健康平穩(wěn)的發(fā)展。其次,應(yīng)充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的整體性,建立循環(huán)利用資源機(jī)制提升產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的整體質(zhì)量,從而減少碳排放。②充分發(fā)揮中心產(chǎn)業(yè)部門的主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)。利用中心產(chǎn)業(yè)部門的影響力和控制力帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)部門碳排放降低。具體有以下兩點(diǎn):一是鼓勵(lì)中心產(chǎn)業(yè)部門開發(fā)新技術(shù),提高對(duì)能源的利用效率,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,從而帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)部門碳排放關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。二是鼓勵(lì)中心產(chǎn)業(yè)部門使用太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等清潔能源,以點(diǎn)帶面逐步降低整個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的能耗水平。三是著重關(guān)注板塊的關(guān)聯(lián)效應(yīng),實(shí)行各產(chǎn)業(yè)部門分類管理。一方面,針對(duì)碳排放需求較大的“凈受益”和“經(jīng)紀(jì)人”板塊,把優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)作為節(jié)能減排的重心。在關(guān)注產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí),協(xié)調(diào)好輕、重工業(yè)的關(guān)系。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)園,形成產(chǎn)業(yè)集群,配套共享服務(wù)業(yè),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)部門間資源循環(huán)利用,調(diào)節(jié)板塊內(nèi)部的碳排放關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。同時(shí),利用這些板塊的優(yōu)勢(shì),開發(fā)新技術(shù),使用清潔能源,帶動(dòng)“凈溢出”和“雙向溢出”板塊完成低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。另一方面,對(duì)于碳排放溢出效應(yīng)較大的“凈溢出”和“雙向溢出”板塊,在保證經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的前提下,淘汰一些工藝和裝備落后、環(huán)境污染重的產(chǎn)能,降低板塊向外的碳排放輸出量。

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CarbonEmissionCorrelationNetworkofIndustrialSectors——ACaseStudyofShanxiProvince

DU Qianga,XU Ya-danb,WEI Jingb
(Chang′an University a.School of Economics and Management;b.School of Civil Engineering,Xi′an 710061,China)

This paper introduced the method of network analysis into the field of correlative effects of different industries′ carbon emissions.From the perspective of relations,this paper analyzed the internal links and the interactions of carbon emissions in various industrial sectors.Cross-sectoral coordination of emissions reduction could be achieved by using the influences and control abilities of the central industrial sectors.Taking Shanxi Province as an example,network analysis was employed to assess the carbon emission network′s characteristics based on the data of these industries from 2005 to 2014,and the results showed that the network had strong affinity.Sectors of construction,transportation equipment manufacturing,smelting and pressing of metals and agriculture,forestry,animal husbandry and fishery in Shanxi Province were located in the center of the network,and played a significant influence in other sectors of the network.The centrality of the network was in accordance with the two-phase power-law distribution,which indicated that the carbon emission correlation network had the scale-free characteristics.There was an obvious clustering phenomenon exiting in the network and which could be categorized into four block in line with interaction relation among these sectors:Net beneficial block,broker block,net spillover block,and bidirectional spillover block.

carbon emissions;industrial sectors;associated network;network analysis

10.3969/j.issn.1005-8141.2017.12.008

X322

A

1005-8141(2017)12-1449-07

2017-10-21；

2017-11-15

國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目“推進(jìn)新型建筑工業(yè)化對(duì)行業(yè)碳排放的影響:機(jī)理及實(shí)證研究”(編號(hào):16CJY028);教育部人文社會(huì)科學(xué)研究青年基金項(xiàng)目“建筑業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系及動(dòng)態(tài)變化機(jī)制研究”(編號(hào):15YJC790015);中央高?；鹑宋纳缈祈?xiàng)目“建筑業(yè)低碳化發(fā)展機(jī)制研究”(編號(hào):310828160648);中央高?；鹑宋纳缈祈?xiàng)目“中國(guó)建筑業(yè)碳排放的時(shí)空差異及影響因素研究”(編號(hào):310823170648);中央高校基金人文社科重點(diǎn)項(xiàng)目“面向一帶一路的工程項(xiàng)目群協(xié)同優(yōu)化研究”(編號(hào):10823170213)。

杜強(qiáng)(1981-),男,河南省洛陽(yáng)人,博士,副教授,研究方向?yàn)榈吞脊こ碳夹g(shù)與經(jīng)濟(jì)。

許雅丹(1993-),女,河南省洛陽(yáng)人,碩士研究生,研究方向?yàn)榈吞脊こ碳夹g(shù)與經(jīng)濟(jì)。