厘清能源开采业碳排放的时空特征、演化机理、系统过程、情景仿真及碳减排责任分配问题,对于中国2030年碳达峰、2060年碳中和目标的实现和能源行业绿色生产、高质量发展具有重要意义。能源开采业是我国6个最高的能源密集型产业之一,以煤炭、石油和天然气为主要代表的能源开采业,在矿物提取、运输、精炼等过程中,需要消耗大量的能源,由此产生的碳排放问题加剧了大气污染的风险。本文采用多重分形、一般收敛、空间收敛、脉冲响应、空间计量、GDIM指数分解、STIRPAT模型、System Dynamic系统动力模型、SVR机器学习、BCC效率分解、熵权TOPSIS多准则决策等多种研究方法,分析了我国能源开采业碳排放的多重分形特征、收敛特征、协整与脉冲响应特性、空间效应、溢出效应、System Dynami系统动力过程、碳排放冗余度量,以及基于公平和效率的多准则碳减排责任分配决策等问题。该研究对于解析能源开采业碳排放时空演化机理、评估能源资源富集区碳达峰潜力,以及制定碳减排策略具有十分重要的理论意义和现实意义。本研究共分七章,理论部分着重从内生增长理论、环境经济理论、系统动力理论、可再生资源经济理论等角度,诠释了能源开采业碳排放内在机理和演化规律。实证部分主要包括三个核心部分。一是基于统计学、计量经济学、地理学等学科的理论与方法,对能源开采业碳排放的时空特征和收敛性展开分析,解析我国能源开采业碳排放系统表现出的多重分形特征、收敛特征、空间关联及溢出效应等;二是基于因子分解、指数分解、空间面板模型等方法,对能源开采碳排放的驱动因素、因子贡献、影响效应、空间效应等进行分析,解析能源开采碳排放时空演化过程、驱动机理及其空间效应等,以了解我国能源开采系统非线性特征、关键驱因、胁迫与响应过程等;三是基于复杂非线性系统、机器学习等理论与方法,解析能源开采系统非线性交互关系、动态效应、情景模拟及趋势预测,并结合碳减排关键影响因子计量分析结果,对未来能源开采碳减排潜力进行度量和预测,明确各能源富集地区的碳减排责任。研究结果显示:（1）能源开采碳排放系统是非线性的、复杂的、开放的巨系统,能源生产量、能耗消耗量、碳排放强度、碳排放量都表现出明显的多重分形特征;（2）能源开采业能源生产量、碳强度、能源消费量是影响能源开采业碳排放量的重要因素,全国、东部、中部和西部的能源开采碳排放表现出条件收敛和空间收敛特征;（3）GDIM指数分解和空间模型结果显示,碳强度、能耗强度、投资效应和技术效应的贡献度最大,样本期间能源开采碳排放呈现出空间异质性特征;（4）绿色增长情景下,能源开采碳排放在2020年出现一个短暂上升,在2021年达到峰值5.46亿吨,并呈现出持续下降趋势;能源开采业能源需求在2019年基础上呈现出平稳增长趋势,将于2027年达到峰值1.176亿吨标准煤;（5）各主要能源开采省份享有共同但有差异的碳减排责任,2030年相对于2019年,碳减排责任最高的省份为湖北、湖南、内蒙古、辽宁四省,减排责任份额均超出1000万吨CO2,表现出显著的地域差异。本研究的创新之处体现在:（1）集成能源开采业碳达峰驱动机理和情景预测的多学科研究方法进行研究。综合运用了分形理论、因子分解、空间计量、机器学习、系统动力分析等方法,以解决非线性的复杂现实问题,考察能源开采系统碳排放的多重分形特征、时空演化过程、收敛特征、空间溢出效应、系统动态交互特征、碳效率特征等,为中国能源开采业碳达峰路径及对策优化的探讨提供决策支撑;（2）提出了能源开采业碳减排多准则决策的分析方式。在识别能源开采业碳排放时空特征和影响因素的基础上,构建绿色生产和可持续发展多情景方案,从能源治理体系和治理能力创新角度,对中国能源开采业碳减排治理体系和治理能力展开研究,并提出基于“系统-潜力-责任”的多维路径实现能源开采碳减排、碳达峰目标,以引导能源开采业基于能源技术效率、资源禀赋、社会因素等构建地区间共同但有差异的碳减排分配方案,促进能源富集区对能源开采、要素配置等作出适应性调整。（3）透视了中国能源开采业碳排放时空分异规律与关联效应。通过构建能源开采碳排放协整模型、脉冲响应模型、门槛效应模型、地理加权空间模型、系统动力模型、灰色关联模型等模型,识别了中国能源开采业碳排放时序特征和空间格局演化规律,并探讨了碳排放过程及与经济系统、环境系统、能源系统之间的关联效应,为面向2030年碳达峰目标约束下能源开采业碳减排情景模拟和趋势预测提供了经验借鉴和决策支持。