基于“三生空間”的重慶市碳排放增長(zhǎng)機(jī)理及趨勢(shì)預(yù)測(cè)*

郭 莉 白麗芳 王超越 劉藝璇 楊玉箏，2 郭先華#

(1.重慶三峽學(xué)院三峽庫(kù)區(qū)可持續(xù)發(fā)展研究中心,重慶 404100；2.中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院,北京 100094)

隨著世界各地經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，溫室氣體排放量不斷增加，全球氣候變化問(wèn)題日益突出。在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，中國(guó)明確提出將在2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)、綠色、低碳等發(fā)展方式的日益重視，有關(guān)優(yōu)化國(guó)土空間、建設(shè)生態(tài)文明等文件相繼頒布，在此背景下“三生空間”的概念應(yīng)運(yùn)而生?！叭臻g”即生活空間、生產(chǎn)空間和生態(tài)空間，如何通過(guò)“三生空間”的合理規(guī)劃實(shí)現(xiàn)區(qū)域減碳目標(biāo)，是廣大學(xué)者日益關(guān)注的課題。

碳排放的影響因素分析是有效減少溫室氣體排放的重要依據(jù)，關(guān)系到減排政策的制定和實(shí)施[1]。SHI[2]采用STIRPAT模型研究碳排放影響因素，結(jié)果表明人口因素是影響碳排放的主要因素。SHAHBAZ等[3]研究發(fā)現(xiàn)城市化是影響馬來(lái)西亞能源消費(fèi)增長(zhǎng)的主要因素。黃蕊等[4]應(yīng)用STIRPAT模型分析江蘇省能源消費(fèi)碳排放量與人口、人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)、能源強(qiáng)度、城鎮(zhèn)化水平之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)這4種因素每變化1%，能源消費(fèi)碳排放量將分別發(fā)生3.467%、0.242%、0.313%、0.151%的變化。陳占明等[5]研究表明，人口規(guī)模、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比和采暖需求的增長(zhǎng)都會(huì)提高城市碳排放，部分城市碳排放會(huì)隨著富裕程度的上升呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，但城鎮(zhèn)化率對(duì)碳排放的影響具有不確定性。碳排放的預(yù)測(cè)對(duì)于碳減排同樣重要，黎孔清等[6]通過(guò)基于灰色動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的GM(1,1)模型對(duì)湖南省農(nóng)地投入的碳排放進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示湖南省農(nóng)地投入的碳排放量將呈持續(xù)上升趨勢(shì)，預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到430.43萬(wàn)t。

近些年來(lái)，隨著重慶市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，碳排放量逐年增加。為了進(jìn)一步研究重慶市的碳排放影響因素，本研究以“三生空間”計(jì)算碳排放量，應(yīng)用STIRPAT模型分析重慶市人口數(shù)量、城鎮(zhèn)化率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素對(duì)碳排放量的影響，進(jìn)而具體分析碳排放的影響因素；最后，利用GM(1,1)模型對(duì)重慶市2020—2029年的碳排放量進(jìn)行預(yù)測(cè)，為重慶市后續(xù)實(shí)施節(jié)能減排工作提供參考和依據(jù)。

1 方法與計(jì)算

1.1 “三生空間”碳排放量的計(jì)算

根據(jù)重慶市2008年土地利用數(shù)據(jù)，耕地、其他農(nóng)用地、林地、草地、水域、城鄉(xiāng)建設(shè)用地、未利用土地分別占總用地面積的27.2%、11.8%、40.0%、2.9%、2.2%、7.2%、8.7%。按照“三生空間”分類評(píng)價(jià)體系[7-10]對(duì)土地利用類型的劃分，將城鄉(xiāng)建設(shè)用地進(jìn)一步細(xì)分為工業(yè)用地、城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)、道路交通用地，其中林地、草地、水域和未利用土地屬于生態(tài)空間，耕地、其他農(nóng)用地、工業(yè)用地屬于生產(chǎn)空間，城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)、道路交通用地屬于生活空間?！叭臻g”中，生產(chǎn)空間和生活空間主要表現(xiàn)為碳源，生態(tài)空間主要表現(xiàn)為碳匯，分別計(jì)算各空間的碳排放量或碳匯量，匯總得到重慶市的碳排放情況。

1.1.1 生態(tài)空間

生態(tài)空間作為主要的碳匯，對(duì)于碳排放的吸收有著重要作用。利用不同用地類型的碳匯系數(shù)及面積計(jì)算生態(tài)空間的碳匯量。其中林地、草地、未利用土地和水域的碳匯系數(shù)分別為0.057 8、0.002 1、0.000 5、0.025 2 kg/(hm2·a)[11]，不同用地類型面積參考重慶市2008年土地利用數(shù)據(jù)。

1.1.2 生產(chǎn)空間

生產(chǎn)空間中耕地的碳排放主要來(lái)自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)。其中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的碳源主要為農(nóng)業(yè)施肥、農(nóng)作物種植、農(nóng)業(yè)機(jī)械使用和灌溉的CO2排放和稻田的CH4排放；畜禽養(yǎng)殖業(yè)的碳源為牲畜呼吸的CO2排放以及畜禽腸道發(fā)酵和糞便的CH4排放，重慶市主要畜禽養(yǎng)殖品種為豬、牛和家禽。參考文獻(xiàn)[12]，耕地碳排放量計(jì)算中涉及到的參數(shù)取值見(jiàn)表1。

表1 耕地各碳源的碳排放轉(zhuǎn)化系數(shù)

工業(yè)用地碳源主要來(lái)自工業(yè)能源活動(dòng)和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，工業(yè)能源活動(dòng)碳排放采用自上而下的碳排放測(cè)算方法，根據(jù)不同類型能源的消耗量、折標(biāo)煤系數(shù)及碳排放系數(shù)計(jì)算，不同能源類型的折標(biāo)煤系數(shù)參考《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，碳排放系數(shù)參考《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體排放清單指南》，具體取值見(jiàn)表2。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的碳排放根據(jù)《省級(jí)溫室氣體清單編制指南》列出的溫室氣體清單范圍，鑒于重慶市主要工業(yè)產(chǎn)品為水泥，根據(jù)水泥產(chǎn)量及單位產(chǎn)量的碳排放系數(shù)(0.538 t/t)計(jì)算水泥生產(chǎn)的碳排放量。

表2 工業(yè)能源活動(dòng)碳排放相關(guān)系數(shù)

1.1.3 生活空間

生活空間碳排放主要來(lái)自城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)、道路交通用地等。城鎮(zhèn)用地碳源主要為城鎮(zhèn)居民呼吸碳排放，由城鎮(zhèn)常住人口和人體呼吸碳排放系數(shù)計(jì)算得到。人體呼吸碳排放系數(shù)取79 kg/(人·a)[13]。農(nóng)村居民點(diǎn)碳源主要為農(nóng)村居民生活能源，包括煤炭和秸稈燃燒以及呼吸碳排放。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，秸稈資源可認(rèn)為是100%收集[14]，秸稈燃燒碳排放量(Cs，t)的計(jì)算見(jiàn)式(1)：

(1)

式中：k為農(nóng)作物種類序號(hào)；pi為第i種作物產(chǎn)量，t；si為第i種作物谷草比；θi為第i種作物秸稈燃燒碳排放系數(shù)，t/t，不同作物類型的秸稈燃燒碳排放系數(shù)取值見(jiàn)表3；m為秸稈露天燃燒比，一般取0.165；n為秸稈燃燒效率，一般取0.8。

表3 谷草比和秸稈燃燒碳排放系數(shù)

道路交通用地碳排放量通過(guò)交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和郵政的能源消費(fèi)計(jì)算，計(jì)算方法和工業(yè)能源消費(fèi)相同。

1.2 總碳排放量

由重慶市“三生空間”碳排放量減去碳匯量計(jì)算得到重慶市總碳排放量。

1.3 STIRPAT模型

采用STIRPAT模型分析重慶市人口、城鎮(zhèn)化率、交通情況、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、機(jī)械總動(dòng)力、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、林業(yè)支出占比等對(duì)碳排放的影響。YORK等[15]在傳統(tǒng)IPAT模型的基礎(chǔ)上提出了STIRPAT模型，該模型能夠克服Kaya恒等式和IPAT模型在假設(shè)檢驗(yàn)方面的局限性，同時(shí)能夠得到影響因子對(duì)環(huán)境的非等比例影響。其標(biāo)準(zhǔn)形式為：

I=aPbAcTde

(2)

式中：I、P、A、T分別為環(huán)境影響、人口因素、財(cái)富因素和技術(shù)因素；a為模型系數(shù)；b、c、d分別為人口因素、財(cái)富因素和技術(shù)因素的系數(shù)；e為隨機(jī)誤差項(xiàng)。

對(duì)式(2)兩邊分別取對(duì)數(shù)后得到式(3)：

lnI=lna+blnP+clnA+dlnT+lne

(3)

以lnI作為因變量，lnP、lnA、lnT作為自變量，lna作為常數(shù)項(xiàng)，lne作為誤差項(xiàng)，對(duì)經(jīng)過(guò)處理后的模型進(jìn)行多元線性擬合。根據(jù)彈性系數(shù)概念，P、A、T每發(fā)生1%的變化，將分別引起I發(fā)生b%、c%、d%的變化。

為了針對(duì)性研究重慶市碳排放的影響因素，結(jié)合重慶市“三生空間”的實(shí)際情況，對(duì)STIRPAT模型進(jìn)行擴(kuò)展，得到式(4)：

lnI=lna+blnP+clnA+dlnT+flnK+jlnS+klnL+qlnQ+lne

(4)

式中：K為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；S為交通情況；L為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)；Q為林業(yè)支出情況；f、j、k、q分別為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、交通情況、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、林業(yè)支出的系數(shù)。本研究旨在分析重慶市碳排放影響因素，I取值為總碳排放量，萬(wàn)t；P取值為重慶市人口數(shù)，萬(wàn)人；A取值為城鎮(zhèn)化率，%；T取值為機(jī)械總動(dòng)力，萬(wàn)kW；K取值為第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與總產(chǎn)值比值；S取值為交通換算周轉(zhuǎn)量，億t·km，由旅客周轉(zhuǎn)量換算成貨物周轉(zhuǎn)量再與貨物周轉(zhuǎn)量相加得到；L取值為種植業(yè)與農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的比值；Q取值為林業(yè)系統(tǒng)固定資產(chǎn)投資額與財(cái)政總支出的比值。

1.4 GM(1,1)模型

GM(1,1)模型是揭示系統(tǒng)內(nèi)部事物連續(xù)發(fā)展變化過(guò)程的預(yù)測(cè)模型，該模型通過(guò)少量、不完全的信息建立灰色微分預(yù)測(cè)模型，對(duì)事物發(fā)展規(guī)律作出模糊性的長(zhǎng)期描述。本研究根據(jù)重慶市2000—2019年的碳排放預(yù)測(cè)2020—2029年的碳排放變化趨勢(shì)，采用MATLAB軟件中的GM(1,1)模塊進(jìn)行計(jì)算。

1.5 數(shù)據(jù)來(lái)源

工業(yè)能源消費(fèi)數(shù)據(jù)來(lái)自《重慶統(tǒng)計(jì)年鑒》(2000—2019年)，交通能源消費(fèi)數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)交通統(tǒng)計(jì)年鑒》(2000—2019年)。人口、城鎮(zhèn)化率、交通周轉(zhuǎn)量、機(jī)械總動(dòng)力均來(lái)自《重慶統(tǒng)計(jì)年鑒》(2000—2019年)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、林業(yè)支出占比經(jīng)過(guò)計(jì)算得到。其中，林業(yè)系統(tǒng)固定資產(chǎn)投資額源自《中國(guó)林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2000—2019年)。由于2019年的林業(yè)系統(tǒng)固定資產(chǎn)投資額未公布，用2018年的數(shù)據(jù)代替。重慶市2000—2019年的林地、草地、未利用地、水域面積用Arcgis 10.7軟件分析柵格數(shù)據(jù)獲得。

2 結(jié)果與分析

2.1 重慶市碳排放量分析

根據(jù)“三生空間”的碳排放量與碳匯量，計(jì)算得出重慶市2000—2019年的總碳排放量(見(jiàn)圖1)。2000—2019年重慶市總碳排放量呈逐步緩慢增加再趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，由2000年的0.37億t增加到2019年的1.23億t，增長(zhǎng)了2.32倍，年均增長(zhǎng)率為6.48%。其中生產(chǎn)空間碳排放量由2000年的0.28億t增加到2019年的0.95億t，增長(zhǎng)了2.39倍；生活空間碳排放量由2000年的0.11億t增加到2019年的0.30億t，增長(zhǎng)了1.73倍；生態(tài)空間的碳匯量由2000年的180.92萬(wàn)t小幅增至2019年的194.15萬(wàn)t，由此可見(jiàn)，生態(tài)空間碳匯量遠(yuǎn)低于生產(chǎn)空間、生活空間的碳排放量，且多年來(lái)變化基本不大，生產(chǎn)空間對(duì)碳排放的促進(jìn)作用比生活空間更顯著。

圖1 2000—2019年重慶市總碳排放量及年增長(zhǎng)率

通過(guò)分析碳排放量的增長(zhǎng)特征，可將重慶市碳排放發(fā)展分為3個(gè)階段：第1階段(2000—2005年)為總碳排放量穩(wěn)步增長(zhǎng)階段。從生產(chǎn)空間來(lái)看，該階段工業(yè)用地碳排放量增長(zhǎng)幅度最大，其中工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程碳排放增長(zhǎng)49.75%，工業(yè)能源活動(dòng)碳排放增長(zhǎng)61.94%，且工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程碳排放量占比分別為34.47%、19.79%。耕地的主要碳源為牲畜呼吸和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，碳排放量占比分別為16.02%、1.81%，但就增長(zhǎng)率而言，牲畜呼吸和畜禽腸道發(fā)酵的碳排放增長(zhǎng)幅度偏高，分別為26.08%、47.85%。由稻田CH4排放產(chǎn)生的碳排放下降3.69%，究其原因，是稻田面積減少引起碳排放的下降；從生活空間來(lái)看，2000—2005年碳排放增長(zhǎng)幅度最大的是農(nóng)村生活點(diǎn)和道路交通用地，增長(zhǎng)率分別為57.97%、142.23%,而城鎮(zhèn)用地碳排放下降1.78%，分析其原因，是由于該階段重慶市人口外流使得碳排放增長(zhǎng)率出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。生活空間中碳排放占比最大的是城鎮(zhèn)用地和農(nóng)村居民點(diǎn)，碳排放量占比分別為4.66%、20.14%。

快節(jié)奏的生活使人們不再滿足于傳統(tǒng)旅行的低效率，一方面人們希望在出門之前就能對(duì)旅游相關(guān)知識(shí)及信息有一個(gè)全面的了解并且可以享受到各種快捷方便的服務(wù)，另一方面旅游企業(yè)需要及時(shí)地向旅游顧客群提供豐富的旅游景點(diǎn)信息，了解客戶的需求進(jìn)而提供相應(yīng)的服務(wù)[1]。

第2階段(2006—2015年)為總碳排放量快速增長(zhǎng)階段。該階段重慶市總碳排放量從2006年的0.65億t增加到2015年的1.28億t，年均增長(zhǎng)率為14.85%。從“三生空間”的角度來(lái)看，碳排放量的增幅主要來(lái)自于生產(chǎn)空間。從工業(yè)用地上看，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)碳排放的貢獻(xiàn)率為25.18%，增長(zhǎng)率為168.30%；工業(yè)能源活動(dòng)碳排放增長(zhǎng)率相較于2000—2005年明顯提高，增長(zhǎng)率為107.55%。其次，從耕地碳排放情況來(lái)看，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的碳排放為上升趨勢(shì)，增長(zhǎng)率為14.91%。牲畜呼吸、稻田、畜禽腸道發(fā)酵、畜禽糞便的碳排放增長(zhǎng)率分別為16.67%、-3.75%、-10.26%、8.46%，與第1階段相比均有所下降。從生活空間來(lái)看，城鎮(zhèn)居民呼吸的碳排放增長(zhǎng)率為7.43%。在這一時(shí)期，重慶市城鎮(zhèn)人口數(shù)量呈明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，由2005年的1 265.95萬(wàn)人增加至2015年的1 838.41萬(wàn)人，而鄉(xiāng)村人口則由1 496.71萬(wàn)人減少至2015年的1 178.14萬(wàn)人。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和重慶市政策的支持，很多鄉(xiāng)村人口進(jìn)城務(wù)工或者定居城市，從而造成這種現(xiàn)象。在道路交通用地方面，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，對(duì)于交通的需求越來(lái)越大，道路交通用地碳排放的增長(zhǎng)率保持在較高水平，為150.18%?？傮w而言，2006—2015年重慶市總碳排放量比2000—2005年有明顯的提升。

第3階段(2016—2019年)為總碳排放量穩(wěn)中下降階段。在此階段，國(guó)家大力提倡綠色低碳發(fā)展，各地都出臺(tái)了相關(guān)的減排政策和措施，對(duì)于碳排放量的減少有明顯的促進(jìn)作用。在重慶市生產(chǎn)空間上，除了畜禽腸道發(fā)酵的碳排放增長(zhǎng)率為2.77%外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、牲畜呼吸、稻田、畜禽糞便、工業(yè)能源活動(dòng)以及工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的碳排放均為負(fù)增長(zhǎng)，具體增長(zhǎng)率為-3.87%、-18.40%、-0.87%、-25.85%、-1.29%、-0.42%。在該階段，工業(yè)能源活動(dòng)和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)碳排放貢獻(xiàn)依然較大，貢獻(xiàn)率分別為38.83%、28.69%。在生活空間，道路交通的碳排放增長(zhǎng)率有明顯的下降，這是因?yàn)殡S著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)交通需求日趨飽和。

2.2 影響因素分析

運(yùn)用SPSS 25軟件對(duì)碳排放量及各影響因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行多元線性回歸分析，重慶市碳排放量除了與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)和林業(yè)支出占比的方差膨脹系數(shù)(VIF)為8.567、6.658、9.128，小于10之外，與其他變量的VIF都大于10，其中與城鎮(zhèn)化率、機(jī)械總動(dòng)力的VIF分別為372.788、379.902，遠(yuǎn)大于10，說(shuō)明這些因素間存在很嚴(yán)重的多重共線性。因此，為了消除這種共線性的影響，采用嶺回歸方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新回歸，回歸結(jié)果見(jiàn)表4。根據(jù)擬合結(jié)果，所有自變量回歸系數(shù)都通過(guò)了5%的顯著性水平檢驗(yàn)。模型擬合結(jié)果R2為0.972，F(xiàn)統(tǒng)計(jì)量通過(guò)了1%的顯著性水平檢驗(yàn)，說(shuō)明嶺回歸結(jié)果可以較好地解釋重慶市碳排放量與自變量之間的關(guān)系，由此得到重慶市碳排放的STIRPAT模型，具體見(jiàn)式(5)：

表4 嶺回歸結(jié)果

lnI=0.127lnP+0.250lnA+0.242lnT+0.156lnK+0.208lnS+0.088lnL-0.095lnQ

(5)

通過(guò)分析模型可以看到，重慶市總?cè)丝跀?shù)、城鎮(zhèn)化率、交通換算周轉(zhuǎn)量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、機(jī)械總動(dòng)力、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的擬合系數(shù)均為正值，說(shuō)明這些因素對(duì)碳排放起促進(jìn)作用，隨著這些自變量的增加，碳排放量也會(huì)增加。通過(guò)具體分析可以得知，城鎮(zhèn)化率和機(jī)械總動(dòng)力對(duì)碳排放的促進(jìn)作用最大。城鎮(zhèn)化率每增加1.000%，碳排放量將增加0.250%；機(jī)械總動(dòng)力每增加1.000%，碳排放量將增加0.242%。而林業(yè)支出的系數(shù)為負(fù)，對(duì)碳排放起抑制作用。林業(yè)支出每增加1.000%，將使碳排放量減少0.095%。可以看到林業(yè)支出對(duì)碳排放有著最明顯的抑制作用，因此，對(duì)林業(yè)支出的投資額度將來(lái)必須保持以及提高。

2.3 碳排放預(yù)測(cè)分析

根據(jù)重慶市2000—2019年的碳排放數(shù)據(jù)，應(yīng)用MATLAB軟件建立重慶市2020—2029年的“三生空間”碳排放的GM(1,1)預(yù)測(cè)模型。輸入2000—2019年的碳排放值，經(jīng)過(guò)兩次殘差序列分析，得到重慶市2020—2029年的碳排放預(yù)測(cè)結(jié)果(見(jiàn)表5)。經(jīng)檢驗(yàn)，模型預(yù)測(cè)精度為一級(jí)，說(shuō)明該預(yù)測(cè)結(jié)果有效。

表5 重慶市2020—2029年碳排放預(yù)測(cè)

通過(guò)GM(1,1)預(yù)測(cè)模型得到重慶市2000—2019年基于“三生空間”的碳排放預(yù)測(cè)值，并與重慶市碳排放真實(shí)值進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)圖2。圖2顯示預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的偏離度總體較小，僅有個(gè)別年份的偏離度較大。從預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)看，2020—2029年的總碳排放增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，從2020年的1.54億t增加到2029年2.56億t，年均增長(zhǎng)率為5.82%，說(shuō)明重慶市碳排放量雖然繼續(xù)增加，但增長(zhǎng)率有所下降。本研究的預(yù)測(cè)基于重慶市過(guò)去20年的碳排放趨勢(shì)展開(kāi)，預(yù)測(cè)時(shí)并未設(shè)置各種碳減排情景，但是根據(jù)預(yù)測(cè)的有效性顯示，未來(lái)重慶市的碳減排壓力依然很大。

圖2 真實(shí)值與預(yù)測(cè)值的擬合線

2.4 碳減排規(guī)劃措施分析

通過(guò)對(duì)重慶市基于“三生空間”的碳排放影響因素研究和碳排放量預(yù)測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)無(wú)論是生產(chǎn)空間還是生活空間，碳排放未來(lái)幾年仍將繼續(xù)增加。為促進(jìn)重慶市“三生空間”的低碳發(fā)展，以低碳空間為切入點(diǎn)尋找突破點(diǎn)，并提出“三生空間”規(guī)劃以達(dá)到碳減排，具體見(jiàn)圖3。

圖3 “三生空間”規(guī)劃框架

2.4.1 生產(chǎn)空間碳減排

由前文分析可知，無(wú)論是碳排放量還是碳排放增長(zhǎng)率，工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)、能源消耗等都是重要碳排放影響因素。因此，生產(chǎn)空間的規(guī)劃對(duì)于碳減排來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。重慶市作為一個(gè)傳統(tǒng)的工業(yè)城市，工業(yè)在重慶市的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中扮演著十分重要的地位，是重慶市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的核心動(dòng)力。雖然近年來(lái)重慶市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)一直在不斷優(yōu)化中，但見(jiàn)效有限。目前，重慶市的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)放緩主要是因?yàn)楹诵闹еa(chǎn)業(yè)不足，新的支柱產(chǎn)業(yè)量又沒(méi)有保留。關(guān)于重慶市的生產(chǎn)空間的減排措施，可以從以下幾點(diǎn)入手。

在工業(yè)上，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可以反映一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展模式，根據(jù)重慶市2000—2019年統(tǒng)計(jì)年鑒中三大產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值變化，可以看到重慶市第二產(chǎn)業(yè)所占比重過(guò)大。在以后的發(fā)展中應(yīng)該逐步改變以建筑業(yè)、汽車以及制造業(yè)等為主的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，發(fā)展更加多元更加精密的產(chǎn)業(yè)類型。具體措施可從4個(gè)方面展開(kāi)：(1)控制能耗，主要指控制工業(yè)能耗和建筑能耗。對(duì)節(jié)能審查達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的高耗能落后工業(yè)可以逐步淘汰，與此同時(shí)通過(guò)政府支持和企業(yè)自身努力，在保持第二產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，加強(qiáng)內(nèi)部技術(shù)創(chuàng)新，鼓勵(lì)企業(yè)生產(chǎn)工藝清潔化。(2)區(qū)分主次矛盾。對(duì)高碳、低碳行業(yè)采取各自相應(yīng)的政策，主要抑制高碳企業(yè)的發(fā)展，同時(shí)鼓勵(lì)低碳企業(yè)的發(fā)展。(3)優(yōu)化空間布局。根據(jù)重慶市當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)分布特征，可以將零散的工業(yè)遷入相關(guān)的工業(yè)園區(qū)，形成集聚效應(yīng)，減少交通等不必要的碳排放。(4)調(diào)整三大產(chǎn)業(yè)布局。鼓勵(lì)發(fā)展第一和第三產(chǎn)業(yè)，在提高第一、三產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中比重的同時(shí)，還得減少低產(chǎn)值種植業(yè)、低端服務(wù)業(yè)所占比重，提高現(xiàn)代化服務(wù)業(yè)整體質(zhì)量。

在農(nóng)業(yè)上，重慶市2000—2019年耕地最大的碳排放源來(lái)自畜禽養(yǎng)殖及其糞便處理，兩個(gè)碳源的碳排放量合計(jì)占比達(dá)到耕地碳排放的89%。在畜禽養(yǎng)殖方面應(yīng)該改良養(yǎng)殖技術(shù)，主要包括兩方面內(nèi)容：飼料低碳化技術(shù)和養(yǎng)殖用能低碳化技術(shù)。飼料低碳化技術(shù)是指飼草種植技術(shù)和飼料青貯技術(shù)，可以最大程度減少工業(yè)飼料的使用，使得工業(yè)飼料在生產(chǎn)和運(yùn)輸中實(shí)現(xiàn)最大化的減排，并且在很大程度上保護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，增加碳匯。養(yǎng)殖用能低碳化技術(shù)包括圈舍低碳化設(shè)計(jì)技術(shù)和清潔能源技術(shù)。重慶市特有的地形使其不便發(fā)展規(guī)?；B(yǎng)殖，因此必須探索適合重慶市本土的養(yǎng)殖方式。圈舍低碳化設(shè)計(jì)指在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮圈舍的選址、耗材、取暖、采光等，使得在養(yǎng)殖過(guò)程中實(shí)現(xiàn)最大的低碳效益。清潔能源技術(shù)指結(jié)合重慶市能源現(xiàn)狀，盡可能利用各種清潔能源來(lái)進(jìn)行畜牧業(yè)生產(chǎn)，如太陽(yáng)能、沼氣等。畜禽糞便的處理應(yīng)實(shí)現(xiàn)低碳化管理技術(shù)，具體包括糞便能源化、飼料化、肥料化。能源化是指建立相應(yīng)的沼氣設(shè)施，使得糞便變?yōu)槟茉?，以提供清潔能源。飼料化是指通過(guò)有機(jī)肥加工技術(shù)和堆肥將糞便轉(zhuǎn)化為肥料。肥料化是指將其制作成蛋白粉以作為配料使用，或者用其作為飼料來(lái)養(yǎng)殖蚯蚓等。其次，必須推行綠色生產(chǎn)方式、調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)等來(lái)降低農(nóng)業(yè)碳排放，如加大林業(yè)、漁業(yè)等投資，減少傳統(tǒng)種植投入等。此外，必須調(diào)整種植業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展油菜、花生等經(jīng)濟(jì)作物。

在能源消耗上，首先應(yīng)提高煤炭等化石燃料的利用率，采用先進(jìn)技術(shù)發(fā)展?jié)崈裘喊l(fā)電技術(shù)；其次應(yīng)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，提高新能源的使用比例。調(diào)整能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，對(duì)碳減排有著極其重要的意義，不僅可以切實(shí)有效降低碳排放，而且可以增生新產(chǎn)業(yè)，并促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.4.2 生活空間碳減排

人口、城鎮(zhèn)化率、交通換算周轉(zhuǎn)量等對(duì)碳排放都有著重要影響。城鎮(zhèn)化與低碳化是相互促進(jìn)的關(guān)系，加快推進(jìn)城鎮(zhèn)化高質(zhì)量發(fā)展對(duì)低碳發(fā)展有著重要意義。在推進(jìn)城鎮(zhèn)化的過(guò)程中，必須因地施策，避免同一化帶來(lái)的不利影響。重慶市主城區(qū)應(yīng)充分發(fā)揮其集聚效應(yīng)，助力經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展和節(jié)能減排。其他地區(qū)應(yīng)該警惕“攤大餅”式的城鎮(zhèn)化帶來(lái)的資源浪費(fèi)和高能耗。社會(huì)設(shè)施以及各種服務(wù)設(shè)施與交通設(shè)施的布局都相互影響和聯(lián)系，在低碳理念下的生活空間布局更應(yīng)該注重各種設(shè)施之間的聯(lián)系。如果設(shè)施間服務(wù)距離過(guò)大，會(huì)增加出行成本，不利于低碳交通；而服務(wù)距離過(guò)小，則又會(huì)引起不必要的浪費(fèi)。因此，結(jié)合重慶市整個(gè)復(fù)雜的地形條件，應(yīng)該采用“集聚+分散”的布局模式，有效提高設(shè)施服務(wù)效率，減少能耗。

2.4.3 生態(tài)空間增碳匯

重慶市碳儲(chǔ)量潛力巨大，但碳匯增幅有限并未實(shí)現(xiàn)最大化。因此，對(duì)林地、草地、水域等空間布局和樹(shù)種搭配還需進(jìn)一步研究?，F(xiàn)有研究表明，雖然重慶市森林碳匯總量為5 931.78萬(wàn)t，但森林碳匯分布不均勻[16]。因此，在注重碳匯增量的同時(shí)，還應(yīng)重視布局均衡，如在都市核心區(qū)、城市發(fā)展新區(qū)等增加綠地碳匯；重慶市東北、東南地區(qū)在保持現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上注重生態(tài)保護(hù)；選擇合適的樹(shù)種配置對(duì)碳匯的建設(shè)十分重要。結(jié)合現(xiàn)有研究，再考慮生物含碳率、木材密度、生物量擴(kuò)展因子等因素，認(rèn)為以柳杉、包石櫟、木荷、櫟類搭配較為適宜，但具體搭配方案還需根據(jù)區(qū)域特征進(jìn)一步研究調(diào)整。此外，根據(jù)重慶市特有的歷史文化、自然風(fēng)光等，在科學(xué)規(guī)劃的前提下發(fā)展森林生態(tài)旅游，帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。重慶市政府也應(yīng)該加快完善林業(yè)生物質(zhì)能源相關(guān)政策和市場(chǎng)監(jiān)督，促進(jìn)重慶市林業(yè)低碳發(fā)展。

3 討 論

根據(jù)構(gòu)建的STIRPAT模型和GM(1,1)模型，對(duì)重慶市“三生空間”碳排放的影響因素以及碳排放量的預(yù)測(cè)，尋求低碳發(fā)展“三生空間”的突破口。本研究對(duì)2000—2019年的實(shí)際碳排放量計(jì)算與袁霄等[17]對(duì)重慶市碳排放量計(jì)算有一定的誤差，分析原因，本研究計(jì)算的碳排放量不僅計(jì)算了工業(yè)能源消費(fèi)的碳排放量，還計(jì)算工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、人口、耕地等，總體看來(lái)誤差在合理的范圍內(nèi)，并不影響對(duì)碳排放的分析。近20年來(lái)，重慶市的總碳排放量從2000年的0.37億t增加到2019年的1.23億t，呈明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，碳排放增長(zhǎng)主要來(lái)源于生產(chǎn)空間的工業(yè)用地，耕地也是其主要碳排放源，但碳排放增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)低于工業(yè)用地。首先這種現(xiàn)狀的形成與重慶市特殊的經(jīng)濟(jì)、文化、地理位置等都有重要關(guān)系：重慶市作為我國(guó)老工業(yè)基地，雄厚的工業(yè)基礎(chǔ)使其有較強(qiáng)的碳排放來(lái)源；1997年重慶市被設(shè)立為直轄市，政策支持使重慶市當(dāng)?shù)毓I(yè)、農(nóng)業(yè)等都有了較大的發(fā)展，GDP增加的同時(shí)，也增加了碳排放量。其次，生活空間碳排放量的增加主要基于以下3點(diǎn)原因：(1)人口增長(zhǎng)和城鎮(zhèn)化推進(jìn)。重慶市常住人口從2000年到2019年增加近300萬(wàn)人，城鎮(zhèn)化率從35.6%提高到66.8%。(2)交通發(fā)展。重慶市是中國(guó)西部唯一集水、陸、空3種運(yùn)輸方式為一體的交通樞紐，對(duì)整個(gè)西部地區(qū)都有著重要的交通意義。在交通發(fā)展十分迅猛的背景下，交通能源消費(fèi)碳排放也日益增加。(3)農(nóng)村生活能源。能源種類、數(shù)量等都在近20年里有巨大的改變，使得碳排量不斷增加。

本研究在碳排放影響因素的選取上與其他研究有所不同，并不是按照工業(yè)、農(nóng)業(yè)等分類獲得，而是將“三生空間”所涉及到的主要影響因素放在一起分析，更全面地研究了各空間因素對(duì)碳排放的影響。通過(guò)STIRPAT模型分析可知，對(duì)碳排放有明顯積極促進(jìn)的因子主要是人口、城鎮(zhèn)化率、交通換算周轉(zhuǎn)量等，這與張勇等[18]研究結(jié)果相似，都表明工業(yè)、人口等對(duì)碳排放有積極的促進(jìn)作用。通過(guò)GM(1,1)模型可知，未來(lái)重慶市碳排放仍處于增長(zhǎng)趨勢(shì)，但是年增長(zhǎng)率有明顯的下降趨勢(shì)。這說(shuō)明在重慶市現(xiàn)有的碳減排背景下對(duì)碳排放有極大的抑制力，但在未來(lái)應(yīng)采取更加強(qiáng)有效的措施來(lái)抑制碳排放，確保重慶市在2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。

4 結(jié) 論

(1) 在重慶市基于“三生空間”的碳排放計(jì)算中，2000—2019年的總碳排放量逐步增加再趨于穩(wěn)定，年均增長(zhǎng)率為6.48%；重慶市碳排放主要來(lái)自生產(chǎn)空間，工業(yè)用地碳排放貢獻(xiàn)最大；就生活空間而言，碳排放所占比重最高的是道路交通用地和城鎮(zhèn)用地。

(2) 根據(jù)STIRPAT模型分析了重慶市基于“三生空間”的碳排放影響因素，發(fā)現(xiàn)人口、交通換算周轉(zhuǎn)量、城鎮(zhèn)化率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、機(jī)械總動(dòng)力、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)重慶市“三生空間”的碳排放起著積極的促進(jìn)作用，而林業(yè)支出對(duì)碳排放則起抑制作用。

(3) 基于重慶市2000—2019年的碳排放測(cè)算結(jié)果，利用GM(1,1)模型預(yù)測(cè)重慶市未來(lái)排放變化趨勢(shì)，結(jié)果顯示在不考慮其他減排措施的前提下，重慶市2020—2029年的總碳排放量仍將繼續(xù)增長(zhǎng)，從2020年的1.54億t增加到2029年的2.56億t，但增長(zhǎng)趨勢(shì)有所減緩。