现如今,气候变暖严重威胁到了人类的生存环境,而以二氧化碳为代表的温室气体排放是造成气候变暖的主要原因。中国作为二氧化碳排放最大国,正面临着国际与国内的双重压力。无论是出于减轻国际的压力的目的,还是国内实行可持续发展战略的需要,中国都急需采取相应的减排措施,低碳发展转型刻不容缓。然而我国不同地区的经济水平、技术条件等因素发展程度不同,二氧化碳排放也呈现非均衡性特征。因此,在制定减排政策时,如何科学分析各区域的二氧化碳排放差异及其影响机理,不仅有助于我国二氧化碳减排政策的制定,同时也是各地区协调发展的内在要求。为了实现为我国二氧化碳减排政策的制定提供理论依据和决策支持的目的,本文做了如下工作:首先,从时间序列和空间分布两个维度分析了我国二氧化碳排放的总体特征,考虑到我国二氧化碳排放存在显著的区域差异及空间相关性,运用空间计量方法对我国进行了区域划分;其次,运用泰尔指数方法从总体差异和区域差异两个层面对我国二氧化碳排放差异进行定量分析;再次,为进一步探讨我国二氧化碳排放区域差异的成因,运用Granger因果关系检验对可能影响我国区域二氧化碳排放差异的因素进行了检验,并结合STIRPAT模型对这些影响因素的影响程度进行了定量研究;最后,鉴于低碳转型发展特征及我国的减排承诺,从能源结构优化的角度,运用多目标优化方法分析了我国二氧化碳减排路径,并提出相应的政策建议。结果表明:我国各省二氧化碳排放存在显著差异及空间相关性,并呈现稳定的空间集聚格局;相对于人均二氧化碳排放差异而言,二氧化碳排放强度差异更为显著,且区域内差异始终大于区域间差异,优先减排区泰尔指数贡献率最大,超过30%;能源强度是影响二氧化碳排放强度最主要的原因,其次是能源消费结构、人均GDP及产业结构,而城镇化水平及人口对二氧化碳排放强度的影响较小;通过能源结构优化可以实现我国所承诺的2020年单位GDP二氧化碳排放量在2005年基础上下降40～45%的目标以及在2015年基础上下降18%的目标。