面向决策支持的城市群碳排放空间差异分析及政策仿真模拟研究

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当前,中国所面临的能源环境形势日益严峻,经济的发展与环境恶化的矛盾依然存在。在多方治理以及互惠共生的时代理念下,本文首先从城市群协调发展的角度利用地理加权回归模型(Geographical Weighted Regression,GWR)对碳排放影响因素的时空差异性做了深入分析。地区经济政治环境随时都在发生着变化,这也从一方面决定了碳排放量及其影响因素的空间分布情况。城市高度一体化的集群式发展模式带来了地区之间经济、政治的相互依存,复杂多变的地区社会结构,也为二氧化碳排放的治理带来了新的挑战和机遇。本文通过可计算的一般均衡模型(Computable General Equilibrium Model,CGE)与GWR模型的结合,预测分析了未来50年中国城市群碳排放时空趋势变化及其影响因素,并结合不同的政策情景,模拟分布趋势的变动情况,以期为相关研究领域提供新的研究思路与方向。本文的第一、二章主要是对文献的总结与概括。党的十九大报告提出“既要金山银山,也要绿水青山,绿水青山就是金山银山”,阐释了全球气候变化背景下努力实现能源经济环境协调发展的城市可持续发展理念,也是本文的选题依据。在总结归纳国内外有关碳排放理论与实践相关研究成果的基础上,提出了本文的研究思路及研究方法,详细阐述了碳排放核算的主要依据和本研究中所用到的GWR与CGE模型等相关理论与方法。第三章主要结合中国城市空间分布格局以及城市发展特点,选取7大城市群中的13个低碳试点城市作为本文的研究对象,并对13个城市的碳排放足迹进行了分析。基于KAYA等式,讨论了碳排放影响因素,并对分解出的若干个影响因子进行了相关性分析,最终选取城市化水平、工业结构、能源强度及外贸程度作为本文研究二氧化碳排放量的主要解释变量,为后续研究奠定基础。第四章主要运用GWR模型分析了样本城市碳排放影响因素的时空差异性。结果表明:(1)工业结构和城市化水平对京津冀及东北地区城市群碳排放影响程度更为显著。工业结构对城市碳排放的影响程度总体上呈下降趋势,“十二五”末期小幅反弹;(2)城市化水平对碳排放的影响呈现由正到负,再由负变正的V型变化,这是城市化初期的典型特征。(3)能源强度对碳排放影响的空间分布发生了两次明显位移,充分体现了政策效应的空间差异性。(4)外贸程度对成渝及珠三角等南方城市群碳排放的影响较为显著,外贸程度越高,对碳排放的影响越大。第五章通过构建中国能源经济环境的一般均衡模型,分析了基准情景及政策情景下样本地区2017-2050年经济发展及二氧化碳排放的预测情况。预测结果表明:(1)城市化发展的地区差异性较大,部分发达地区甚至出现逆城市化现象;(2)除部分发达地区二氧化碳排放量呈现倒U型变化趋势外,大部分地区碳排放量在模拟期内始终保持增加趋势;(3)产业结构政策的实施效果受地区发展水平及发展模式的限制;(4)人民币汇率政策对经济及碳排放的影响体现在外贸结构的改变上。人民币汇率上调将有利于二氧化碳的减排;人民币汇率下调将在一定程度上增加样本城市碳排放量。(5)技术水平投入对地区能源效率的提高以及二氧化碳排放量的减少都有显著的积极作用。第六章是将GWR模型与CGE模型相结合,通过GWR模型对第五章的分析结果进行了空间趋势预测,分别模拟了基准情景下及政策情景下样本城市2017-2050年碳排放量影响因素的时空演变趋势,并据此给出了相应的政策建议。模拟结果表明:(1)基准情景下,碳排放量影响因素的空间分布趋势与2000-2015年分布情况基本趋同,随着贸易中心的转移,外贸结构的空间分布发生了一次显著位移。(2)产业结构政策对北方城市碳排放量的影响要显著高于南方地区,碳排放空间分布趋势在2035-2050年间由北方地区向南方地区转移。(3)人民币汇率调整下外贸结构的转变对南方地区二氧化碳放的影响程度更大,且政策调整幅度不同,空间分布趋势的变化程度也不同。(4)技术水平总体而言对北方地区碳排放影响因素的空间分布趋势影响更大一些,适度的技术投入将有助于北方碳排放的降低,但过多的技术投入会产生边际效应递减现象。第七章对全文做了总结和讨论。
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