基于STIRPAT模型的水利工程建設(shè)對(duì)碳排放的影響研究

沈菊琴,馬玲利

(河海大學(xué) a.商學(xué)院;b.環(huán)境會(huì)計(jì)與資產(chǎn)管理研究所,江蘇 南京 211100)

1 引言

綠色低碳發(fā)展是我國(guó)水利工程建設(shè)的一個(gè)主要目標(biāo)，我國(guó)在部署建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系和生態(tài)體系時(shí),把水利放在九大基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之首,提出了“加快生態(tài)文明體制改革,建設(shè)美麗中國(guó)”的目標(biāo)。2018年我國(guó)提出今年水利在建投資規(guī)模達(dá)到1萬(wàn)億元,以生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展為引領(lǐng)推進(jìn)水利工程建設(shè),但水利工程建設(shè)在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也成為重要的能源消耗體和溫室氣體排放源。我國(guó)作為碳排放大國(guó),水利工程建設(shè)將給我國(guó)資源、環(huán)境帶來(lái)新的問(wèn)題和巨大的壓力,也對(duì)我國(guó)承諾到2030年實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰的目標(biāo)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

國(guó)內(nèi)外研究水利工程建設(shè)對(duì)碳排放產(chǎn)生影響的文獻(xiàn)基本為零,貼近主題的相關(guān)研究包括碳排放測(cè)算方法、碳排放影響因素、分析模型和低碳水利的研究等方面。國(guó)內(nèi)外主要采用實(shí)測(cè)法、模型估算法和物料衡算法測(cè)算碳排放水平。采用實(shí)測(cè)法對(duì)碳排放進(jìn)行核算的實(shí)例較少,如金屬冶煉廢氣的排污系數(shù)[1]和隧道車輛氣體污染物排放因子的測(cè)算[2,3],也有學(xué)者將實(shí)測(cè)法和IPCC法進(jìn)行了比較,以某天然氣氣礦為研究對(duì)象,發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)法對(duì)溫室氣體排放環(huán)節(jié)的細(xì)分更全面,計(jì)算結(jié)果更精確[4]。模型估算法包括AIM/enduse模型[5]、MARKAL模型[6,7]、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型[8]、Logistic模型[9]、投入—產(chǎn)出模型(Input-Output,I-O)[10,11]、生命周期模型(Life Cycle Assessment,LCA)[12]等,且多應(yīng)用于國(guó)家層面的碳排放核算。物料衡算法中應(yīng)用最廣泛的是IPCC指南推薦的估算方法,它是在燃料細(xì)分的基礎(chǔ)上,碳排放量等于活動(dòng)水平和排放因子的乘積。測(cè)算碳排放量的研究文獻(xiàn)較豐富,王世進(jìn)[13]將主要的化石能源煤炭、石油、天然氣分別乘以相應(yīng)的碳排放轉(zhuǎn)換系數(shù)來(lái)估算碳排放量;方齊云等[14]將能源細(xì)分為8類,分別乘以各自的碳排放系數(shù)得出碳排放量,還有學(xué)者將能源細(xì)分為17類進(jìn)行測(cè)算[15]。

在研究碳排放影響因素和分析模型方面,國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用Kaya模型[16]、LMDI分解法[17,18]、Laspeyres模型[19]、IPAT模型[20]及其衍生的STIRPAT模型[21-24]對(duì)碳排量驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行了分析,選取的碳排放影響因素主要有人口、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化、技術(shù)、能源、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面[25-29]。其中,IPAT模型及其衍生的STIRPAT模型是學(xué)者們進(jìn)行碳排放影響因素分析的主要研究手段。低碳水利的提出較晚,發(fā)展還不成熟。黃海田等[30]首次將低碳經(jīng)濟(jì)概念引入水利行業(yè),提出低碳水利的新型概念,并指出水利規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理等各個(gè)階段要體現(xiàn)低碳理念。在此基礎(chǔ)上,王淑軍等[31]從農(nóng)田水利建設(shè)、水源工程建設(shè)、水系生態(tài)建設(shè)、水能資源開(kāi)發(fā)方面論述了水利工程建設(shè)對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)途徑,認(rèn)為水利建設(shè)不但發(fā)展水電減少碳源,而且通過(guò)灌溉提高單位面積內(nèi)的生物量而增加碳匯。

綜上所述,國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)關(guān)于水利工程建設(shè)與碳排放之間的關(guān)系研究少,多集中在城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面與碳排放之間的關(guān)系研究,但低碳概念在水利中的理論指導(dǎo)和實(shí)踐應(yīng)用正逐步發(fā)展。本文對(duì)水利工程建設(shè)影響碳排放的路徑進(jìn)行機(jī)理分析,結(jié)合江蘇省的水利工程建設(shè),實(shí)證研究水利工程建與碳排放量之間的定量關(guān)系,為江蘇省乃至全國(guó)的低碳水利發(fā)展提出建議。

2 水利工程建設(shè)對(duì)碳排放的影響路徑與機(jī)理

水利工程通常具有綜合效益,是集防洪、供水、發(fā)電等功能于一體的綜合利用工程。水利工程建設(shè)利用必然會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一系列影響,如基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)耗費(fèi)大量的建筑材料,增加碳排放量,污染大氣環(huán)境;開(kāi)發(fā)水電、營(yíng)造水景觀等有利于減少碳排放量,符合綠色低碳循環(huán)發(fā)展;人口規(guī)模集聚推動(dòng)著城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程,對(duì)碳排放的影響是雙向的。

2.1 水利設(shè)施建設(shè)影響碳排放結(jié)構(gòu)

水利工程作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)設(shè)施,水利工程建設(shè)存在短期的高碳鎖定效應(yīng),帶動(dòng)長(zhǎng)期的能耗密集型產(chǎn)業(yè)發(fā)展,影響能源消費(fèi)的碳排放結(jié)構(gòu)。水利工程建設(shè)往往包括城(集)鎮(zhèn)、企業(yè)的復(fù)(改)建,帶來(lái)大量建筑物、交通道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和維護(hù),增加對(duì)鋼筋、水泥、砂石等高碳密度型原材料需求,且水利專項(xiàng)資金中對(duì)高耗能設(shè)施的投資比例較高。因此,水利工程建設(shè)對(duì)建材、化工和冶金等產(chǎn)業(yè)造成直接影響,加大對(duì)固定資產(chǎn)、勞動(dòng)力和產(chǎn)成品需求。這些直接影響的產(chǎn)業(yè)通過(guò)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的傳導(dǎo)機(jī)制對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生二次、三次或多次的間接帶動(dòng)作用。鋼鐵、玻璃、水泥等建材業(yè)能耗約占工業(yè)總能耗的21.7%,產(chǎn)生了約20%的CO2排放量[32]。因此,資源型產(chǎn)業(yè)能耗系數(shù)高,耗費(fèi)的資源和能源成本比重大,產(chǎn)生碳排放量多。

2.2 以綠色環(huán)保理念引導(dǎo)拆遷,降低碳排放強(qiáng)度

由于水利工程樞紐建設(shè)征地、河道開(kāi)挖疏浚對(duì)沿線企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生影響,以綠色、環(huán)保、低碳理念引導(dǎo)企業(yè)征地拆遷安置,有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型,降低碳排放強(qiáng)度。水利工程建設(shè)周期長(zhǎng)、工程量大,會(huì)對(duì)企業(yè)的土地、生產(chǎn)廠房、設(shè)備和正常經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生不同程度的影響。受影響的部分企業(yè)規(guī)模較小,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)結(jié)構(gòu)單一,屬于“三高兩低”或“五小”企業(yè)。結(jié)合我國(guó)切實(shí)推進(jìn)節(jié)能減排的任務(wù),落實(shí)安全生產(chǎn)措施和提高企業(yè)綜合效益,企業(yè)拆遷安置過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格把控高消耗、高污染、低效益產(chǎn)業(yè),淘汰小印染、小建材、小水泥等落后產(chǎn)業(yè)。貨幣化安置后的企業(yè)難以維系原產(chǎn)業(yè),必須更新性能低、落后的技術(shù)設(shè)備,或向低耗能的新興產(chǎn)業(yè)升級(jí),從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的高效、低碳發(fā)展。水利工程建設(shè)中拆遷企業(yè)的再生產(chǎn)、再創(chuàng)業(yè),推動(dòng)著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí),碳排放強(qiáng)度會(huì)隨之降低。

2.3 移民安置推動(dòng)城鎮(zhèn)化發(fā)展影響碳排放總量

水利工程建設(shè)必然會(huì)對(duì)周圍居民的生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重干擾,尤其是在項(xiàng)目的建設(shè)區(qū)域。出于對(duì)項(xiàng)目施工的安全考慮,應(yīng)對(duì)相關(guān)居民進(jìn)行遷移。人口大規(guī)模轉(zhuǎn)移一般采取集中安置的方式,有利于加快當(dāng)?shù)氐某擎?zhèn)化進(jìn)程。如三峽大壩的修建共涉及25個(gè)縣市區(qū)的遷移工作,最終移民140萬(wàn)人。為了進(jìn)行水利工程移民安置,政府投入了大量的人力、物力和資金,對(duì)集中安置點(diǎn)的住房、基礎(chǔ)配套設(shè)施進(jìn)行新(改)建,加快了原城鎮(zhèn)規(guī)模的擴(kuò)張和新城鎮(zhèn)的建立。此外,城鎮(zhèn)作為經(jīng)濟(jì)中心,提供了大量的就業(yè)機(jī)會(huì)和優(yōu)質(zhì)的教育資源,吸引了更多的人口。人口規(guī)模效應(yīng)使投資與消費(fèi)遞增,進(jìn)一步刺激城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著移民不斷向城鎮(zhèn)遷移,城鎮(zhèn)化水平的提高促進(jìn)了低碳生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展,改變了原本粗放型的生產(chǎn)方式,降低了碳排放量。據(jù)測(cè)算,重慶三峽移民安置區(qū)每年碳排量可減少11.09萬(wàn)t。但從另一方面表明,城鎮(zhèn)各類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)集聚,加快了能源消耗,碳排放隨之增加。

2.4 水運(yùn)發(fā)展改變交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)減少碳排放量

交通運(yùn)輸業(yè)不但是產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)布局中重要的基礎(chǔ)支撐產(chǎn)業(yè)之一,而且與工業(yè)、電力部門共同構(gòu)成了我國(guó)能源消耗碳排放的主要來(lái)源產(chǎn)業(yè)。在提供客貨運(yùn)輸?shù)纳a(chǎn)性服務(wù)時(shí),各類交通運(yùn)輸方式必然消耗大量的能源,對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。在低碳經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下,相對(duì)于其他運(yùn)輸方式的高成本、高能耗,水路運(yùn)輸被認(rèn)為是低成本、低耗能、低排放的生態(tài)運(yùn)輸方式。近年來(lái),水路運(yùn)輸對(duì)柴油和燃料油的消耗逐漸下降,增加了對(duì)電力能源的消費(fèi),清潔能源的使用大大降低了碳排放量。此外,水利工程建設(shè)加大了對(duì)航道基礎(chǔ)設(shè)施的日常修養(yǎng)和維護(hù)投入,進(jìn)行航道整治以改善通行條件。渠化航道以拓寬河道面積和加深通航水深為主,以利于發(fā)展內(nèi)河水運(yùn)。因此,水利工程建設(shè)能促進(jìn)水路運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展,減輕其他運(yùn)輸方式的貨運(yùn)負(fù)擔(dān),轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的交通運(yùn)輸模式,建立節(jié)能低碳的交通運(yùn)輸體系。

2.5 水電開(kāi)發(fā)優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)減少碳排放量

我國(guó)水利工程建設(shè)開(kāi)發(fā)的水電具有技術(shù)成熟、調(diào)度靈活、安全可靠的優(yōu)勢(shì)。與火電相比,水電等無(wú)碳能源消費(fèi)的比重每增加5%,碳排放量將減少6%左右[33]。水電屬于低碳、清潔、可再生的綠色能源,水電零碳排放特性可代替化石能源燃燒,優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),具有顯著的減排效益。截至2018年年初,江蘇省共建成3座抽水蓄能電站,分別在宜興、沙河和溧陽(yáng)。宜興和沙河抽水蓄能電站的年發(fā)電量1億kW·h,平均綜合利用效率在75%左右;溧陽(yáng)抽水蓄能電站年發(fā)電量可達(dá)20.07億kW·h,相當(dāng)于溧陽(yáng)市全年用電總量的1/3。江蘇省在建電站2座,分別在句容和連云港。抽水蓄能電站的運(yùn)行,能有效增強(qiáng)城市用電高峰的調(diào)控能力,緩解蘇南地區(qū)供電緊缺的局面,減少江蘇電網(wǎng)的煤炭消耗量,有利于緩解電力行業(yè)面臨的CO2、SO2等污染氣體的排放限制壓力,對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著積極的推動(dòng)作用。

2.6 水景觀營(yíng)造綠色低碳生活減少碳排放量

水利工程建設(shè)在實(shí)現(xiàn)河道延伸拓浚、堤防加固功能的同時(shí),更注重水域環(huán)境改善,營(yíng)造優(yōu)美的水景觀,提高當(dāng)?shù)鼐用竦牡吞忌钜庾R(shí),推進(jìn)實(shí)施節(jié)能減排。現(xiàn)代水利工程建設(shè)立足于生態(tài)水利建設(shè),積極進(jìn)行水環(huán)境治理,以水景觀工程建設(shè)構(gòu)建宜人的濱水環(huán)境與河流景觀。在城市水景觀建設(shè)中,充分考慮城市居民的需求和城市整體景觀的和諧度,建設(shè)適宜景觀觀賞的親水平臺(tái)和親水廣場(chǎng),有利于帶動(dòng)水域景觀的休閑娛樂(lè),為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┬蓍e健身的好場(chǎng)所,倡導(dǎo)綠色低碳的生活方式。此外,以生態(tài)水利為建設(shè)理念,進(jìn)一步提升水環(huán)境,整合水域自然資源,大力發(fā)展具有水鄉(xiāng)特色的休閑觀光、商務(wù)旅游的生態(tài)水利旅游行業(yè)。水域景觀營(yíng)造能增強(qiáng)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)實(shí)力,加快海綿城市建設(shè),引導(dǎo)居民踐行低碳環(huán)保的生活理念。

3 模型構(gòu)建及數(shù)據(jù)來(lái)源

3.1 STIRPAT模型構(gòu)建

基于STIRPAT可拓展的隨機(jī)性環(huán)境影響評(píng)估模型，本文對(duì)水利工程建設(shè)和碳排放之間的關(guān)系進(jìn)行研究。埃爾利希、霍爾登于20世紀(jì)70年代建立了“IPAT”環(huán)境污染模型,認(rèn)為環(huán)境影響是人口、富裕程度和技術(shù)因素共同作用的結(jié)果,公式為:

I=PAT

(1)

式中,I、P、A、T分別表示環(huán)境壓力、人口規(guī)模、富裕程度和技術(shù)進(jìn)步。

由于IPAT模型存在局限性,迪茨、羅莎在IPAT模型的基礎(chǔ)上建立了STIRPAT模型,公式為:

I=aPbAcTde

(2)

式中,I、P、A、T的含義分別與模型(1)相同;a為模型的影響系數(shù);b、c、d為各自變量的指數(shù);e為隨機(jī)誤差項(xiàng)。

為了研究能源消費(fèi)碳排放和水利工程建設(shè)之間的關(guān)系,對(duì)模型(2)進(jìn)行擴(kuò)展,用人口總量和人口城鎮(zhèn)化率共同表征P,用人均GDP表征富裕程度,用能源強(qiáng)度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)共同表征T,加入水利工程建設(shè)的影響因素,模型構(gòu)建為:

C=kPa1Aa2Ta3Ua4Ia5Wa6ε

(3)

模型(3)是非線性的,為了消除其中異方差問(wèn)題,對(duì)其進(jìn)行對(duì)數(shù)處理,模型轉(zhuǎn)換為:

lnC=k+a1lnP+a2lnA+a3lnT+a4lnU+a5lnI+a6lnW+ε

(4)

式中,C為碳排放總量(t);P為人口數(shù)量(萬(wàn)人);A為富裕程度,用人均GDP表示(元/人);T為能源強(qiáng)度,即單位GDP能源消費(fèi)量(tce/萬(wàn)元);U為人口城鎮(zhèn)化水平,用非農(nóng)業(yè)人口占人口總量表示;I為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),用第二產(chǎn)業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)值表示;W為水利工程建設(shè)規(guī)模,用水利工程投資表示(億元);k為模型的常數(shù);a1、a2、a3、a4分別表示各自變量的彈性系數(shù);ε為隨機(jī)干擾項(xiàng)。

3.2 碳排放測(cè)度模型構(gòu)建

在碳排放測(cè)算方法上,實(shí)測(cè)法要求樣本采集具有代表性,且連續(xù)監(jiān)測(cè)耗費(fèi)較多的人力、物力和財(cái)力;模型估算法可對(duì)碳排放量進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,但假設(shè)數(shù)據(jù)較多,變量設(shè)定不全面,可能遺漏重要的變量,模型構(gòu)建復(fù)雜程度不一;物料衡算法中應(yīng)用范圍最廣泛的是IPCC清單法,該法較為簡(jiǎn)便實(shí)用。因此,本文采用IPCC指南推薦的測(cè)度方法,用終端化石能源消費(fèi)量來(lái)估算碳排放量,選取煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣這8種化石能源,模型構(gòu)建為:

(5)

式中,C為碳排放總量(t);Ci為第i種化石能源消費(fèi)產(chǎn)生的CO2排放量(t);Ei為第i種能源的消費(fèi)量(折標(biāo)煤,tce);fi為第i種能源的碳排放強(qiáng)度,即能源的碳排放系數(shù);ei為能源結(jié)構(gòu),表示第i種能源消費(fèi)量占能源總消費(fèi)量的比重。

4 江蘇省水利工程建設(shè)與碳排放實(shí)證研究

4.1 江蘇省水利工程建設(shè)概況

江蘇省位于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶,綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力一直處于我國(guó)前列水平,但在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí),面臨著能源緊缺和碳排放量增長(zhǎng)過(guò)快等生態(tài)問(wèn)題。要解決這一問(wèn)題,江蘇省著力加強(qiáng)了水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),2018年初步安排水利基本建設(shè)投資125億元,重點(diǎn)加快區(qū)域水治理步伐;同時(shí)全面啟動(dòng)新一輪太湖治理和河道綜合整治工作,嚴(yán)格落實(shí)“河長(zhǎng)制、湖長(zhǎng)制”,改善水體水質(zhì)。本文以江蘇省為例,對(duì)其水利工程建設(shè)與碳排放之間的影響關(guān)系進(jìn)行實(shí)證研究。黃蕊等[28]利用STIRPAT模型對(duì)江蘇省1995—2013年人口、人均GDP、能源強(qiáng)度、城鎮(zhèn)化水平和碳排放進(jìn)行了嶺回歸擬合分析;王世進(jìn)等[34]在城鎮(zhèn)化背景下,利用STIRPAT模型對(duì)江蘇省2000—2014年人口、產(chǎn)業(yè)、土地、研發(fā)強(qiáng)度、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與碳排放關(guān)系進(jìn)行了研究,而針對(duì)江蘇省水利工程建設(shè)對(duì)碳排放的影響研究未見(jiàn)報(bào)道。

4.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文選取江蘇省2000—2015年的相關(guān)數(shù)據(jù),能源消費(fèi)數(shù)據(jù)來(lái)源于相關(guān)年份的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》中分省的年度數(shù)據(jù),折標(biāo)煤系數(shù)來(lái)自2008年6月1日正式實(shí)施的最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2589—2008《綜合能耗計(jì)算通則》,能源消費(fèi)的碳排放系數(shù)(fi)來(lái)源于IPCC碳排放計(jì)算指南[32],見(jiàn)表1。年末常住人口、人均GDP、GDP、城鎮(zhèn)人口、第二產(chǎn)業(yè)比重?cái)?shù)據(jù)來(lái)源于相關(guān)年份的《江蘇統(tǒng)計(jì)年鑒》。

由于水利工程投資數(shù)據(jù)沒(méi)有公布,本文采用《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》江蘇省農(nóng)林水事務(wù)支出的數(shù)據(jù)進(jìn)行百分比估算,2007年及以后的財(cái)政支出按具體用途劃分的統(tǒng)計(jì)口徑發(fā)生了變化,2006年及以前的數(shù)據(jù)包括農(nóng)業(yè)支出、林業(yè)支出和農(nóng)林水利氣象支出,本文將其歸屬于農(nóng)林水事務(wù)支出。

表1 各種能源的碳排放轉(zhuǎn)換系數(shù)

4.3 回歸分析

本文利用SPSS21.0模型進(jìn)行回歸分析。為了消除自變量之間的多重共線性,本文采用主成分分析和OLS(普通最小二乘法)回歸相結(jié)合的方法。主成分分析是將原來(lái)具有一定相關(guān)性的多個(gè)指標(biāo)利用降維思想提取其中盡可能多的信息,集中到少數(shù)幾個(gè)互相無(wú)關(guān)的綜合性新指標(biāo)中。由于原始指標(biāo)存在量綱不同,因此在計(jì)算分析之前首先對(duì)原始數(shù)據(jù)用SPSS進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,使數(shù)據(jù)之間具有可比性。ZLnP、ZLnA、ZLnT、ZLnU、ZLnI、ZLnW為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的值,再對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析,見(jiàn)表2—4。表2給出了標(biāo)準(zhǔn)化后變量之間的相關(guān)關(guān)系,所有指標(biāo)之間系數(shù)均大于0,存在顯著的高度自相關(guān)關(guān)系,可見(jiàn)變量之間直接的相關(guān)性較強(qiáng),信息上存在著嚴(yán)重的交叉重疊。從表3可知,在考慮主成分對(duì)原始信息解釋程度的基礎(chǔ)上,本文提取2個(gè)主成分因子,用F1、F2表示,標(biāo)準(zhǔn)化后的變量信息解釋程度達(dá)到99.518%。

表2 主成分分析相關(guān)系數(shù)矩陣

表3 主成分因子特征值和貢獻(xiàn)率

由表4可得主成分因子F1、F2與標(biāo)準(zhǔn)化的自變量之間的關(guān)系:

F1=0.182ZlnP+0.185ZlnA-0.185ZlnT+0.184ZlnU-0.13ZlnI+0.185ZlnW

(6)

F2=0.366ZlnP+0.231ZlnA+0.159ZlnT+0.248ZlnU+1.160ZlnI+0.136ZlnW

(7)

表4 主成分系數(shù)

根據(jù)式(6)、式(7)得到兩組主成分因子F1、F2,再將F1、F2與標(biāo)準(zhǔn)化的因變量ZLnC采用普通最小二乘法進(jìn)行回歸擬合。從表5—7可知,模型R2為0.986,主成分因子的變異信息被解釋程度高;F檢驗(yàn)的Sig值小于0.01,模型整體顯著,且方程顯著有效;t檢驗(yàn)的Sig值均小于0.01,主成分因子F1、F2對(duì)ZLnC具有顯著影響,說(shuō)明該模型擬合度高。

表5 模型匯總

表6 方差分析結(jié)果

表7 模型回歸系數(shù)

根據(jù)表7得到主成分因子與因變量之間的關(guān)系式:

ZlnC=0.947F1+0.298F2

(8)

將式(6)、式(7)代入式(8),可得:

ZlnC=0.2814ZlnP+0.2440ZlnA-0.1308ZlnT+0.2482ZlnU+0.2216ZlnI+0.2157ZlnW

(9)

由式(9)可得江蘇省碳排放與水利工程建設(shè)的原始模型:

C=P0.2814×A0.2440×T-0.1308×U0.2482×I0.2216×W0.2157

(10)

根據(jù)式(10)回歸系數(shù)可知,江蘇省碳排放的影響因素人口、人均GDP、能源強(qiáng)度、人口城鎮(zhèn)化水平、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重和水利工程投資的彈性系數(shù)分別為0.2814、0.2440、-0.1308、0.2482、0.2216和0.2157,除能源強(qiáng)度對(duì)江蘇省碳排放增長(zhǎng)具有明顯的抑制作用外,其他因素均為正向影響,表示能源強(qiáng)度每增加1%,碳排放將減少0.1308%;人口、人均GDP、城鎮(zhèn)化水平、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重和水利工程投資每增加1%,碳排放將分別增加0.2814%、0.2440%、0.2482%、0.2216%和0.2157%。

綜上所述,江蘇省水利工程建設(shè)投資規(guī)模越大,帶來(lái)的能源消費(fèi)碳排放量越高。一是因?yàn)榻K省河網(wǎng)密布,中小型水利工程項(xiàng)目眾多,投資建設(shè)規(guī)模較大,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)消耗了相當(dāng)數(shù)量的高耗能材料;二是因?yàn)榉黔h(huán)保企業(yè)拆遷、水運(yùn)交通發(fā)展、水電開(kāi)發(fā)和水景觀營(yíng)造等沒(méi)有充分發(fā)揮其本身的低碳效益,對(duì)減排的貢獻(xiàn)度較低。從江蘇省水利工程建設(shè)整體來(lái)看,前期耗能現(xiàn)象嚴(yán)重,后期綜合效益發(fā)揮不足,工程尚未體現(xiàn)低碳水利的理念。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

根據(jù)水利工程建設(shè)對(duì)碳排放影響的路徑分析,結(jié)果表明:①江蘇省水利工程投資與碳排放量之間存在顯著的正向相關(guān)關(guān)系,水利工程投資的彈性系數(shù)為0.2157,表明當(dāng)水利工程投資每增加1%,碳排放量就會(huì)相應(yīng)增加0.2157%。②江蘇省水利工程建設(shè)未徹底踐行綠色發(fā)展理念,以資源消耗和環(huán)境破壞為代價(jià)發(fā)展水利事業(yè),后期低碳效益發(fā)揮不顯著。

5.2 建議

根據(jù)江蘇省的自然條件與社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件,提出以下建議:①發(fā)展低碳水利,重視碳計(jì)量、進(jìn)行碳統(tǒng)計(jì)。江蘇省政府相關(guān)部門應(yīng)對(duì)水利工程建設(shè)過(guò)程中的各方面進(jìn)行碳足跡調(diào)查,尋找碳源,對(duì)CO2排放情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與監(jiān)測(cè),找出影響碳排放的關(guān)鍵因素,提出綜合整治方案以減少碳排放的產(chǎn)生,促進(jìn)水利事業(yè)向低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。②對(duì)以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改革,大力開(kāi)發(fā)低碳環(huán)保技術(shù)。依靠創(chuàng)新性低碳材料,最大限度地減少CO2排放,徹底擺脫以往那種大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)和大量廢棄的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)模式,逐步實(shí)現(xiàn)水利工程建設(shè)與碳排放的脫鉤,建設(shè)一個(gè)良性可持續(xù)的能源生態(tài)體系。③水利工程發(fā)揮后續(xù)效益,建立工程全過(guò)程低碳效益的監(jiān)督評(píng)價(jià)機(jī)制。水利工程建設(shè)具有工期長(zhǎng)、質(zhì)量要求高和后期綜合效益大的特點(diǎn)，因此應(yīng)建立低碳施工機(jī)制、低碳管理機(jī)制、低碳監(jiān)督機(jī)制和低碳評(píng)價(jià)機(jī)制,以監(jiān)督水利低碳發(fā)展,進(jìn)一步針對(duì)水利低碳發(fā)展中的問(wèn)題,督促水利實(shí)現(xiàn)低碳綠色發(fā)展,充分發(fā)揮水利工程的低碳效益。