气候变暖问题对全球可持续发展带来了严峻挑战,气候问题与温室气体中的CO2存在显著地相关性,要缓解全球气候变暖问题首先要调控CO2在大气中的排放量。碳减排已成为世界各国关注的热点问题。中国作为负责任的发展中国家,也积极参与国际碳减排合作活动,并提出一系列碳减排目标。陕西省作为首批“低碳发展”试点省份,为积极获取“碳交易”市场的经济增长点,现阶段研究二氧化碳排放的演变机制对陕西省的制度建设与经济发展具有重要意义。本文对陕西省人为源碳排放进行了深入系统地研究1。综合运用GIS空间分析法、数据包络分析法、灰色关联分析法以及空间统计模型对其空间分布与行业分布进行研究,探寻陕西省人为源碳排放与人口数量、城市化水平、能源结构等驱动因子的交互响应关系,构建碳排放驱动机制理论框架。同时,对传统灰色预测GM(1,1)模型予以改进,提高预测精度,对陕西省未来碳排放趋势分情景预测,结合“环境库兹涅茨曲线”分析不同发展情境下的减排潜力,最后从决策、空间和行业尺度分别提出“碳减排”调控策略。综合研究过程来看,得出以下结论:(1)系统梳理低碳经济、人地关系理论、灰色理论等理论框架,搭建了对陕西省人为源碳排放动力演化机制与减排调控机理分析的理论体系。GIS空间分析方法、STIRPAT模型、灰色预测GM(1,1)模型、自向量回归与误差修正模型等方法构成本文研究的方法论体系。(2)采用IPCC“分部门”方法将陕西省人为源划分六大排放单元,测算1995-2015年人为源碳排放总量。结果显示,陕西省人为源碳排放总量从1995年的2052.88×104t增加至2015年的27520.70×104t。其中,碳排放主要来源于能源消费部分,约占到总排放量的80%。能源消费部分中,工业能耗贡献度最高,约占总排放量的60%,主要是由于能源结构以原煤消费为主;非能源部分中,工业过程所占比例最大,约占总排放值的20%。从各排放源排放值的增长趋势来看,秸秆燃烧和废弃物处理从2012年开始呈现出下降趋势。其他排放源仍持续增长,但增长率较之前年度有所降低。同时汇总比较碳排放测算方法包括“分部门测算法”、“能源消费法”和“终端能源消费法”三种,对三种方法的计算结果进行比较,深入分析影响碳清单差异的不确定因素。比较发现,能源统计源、固碳能源值与非能源消费是影响碳清单的主要不确定因素,而基于“分部门”的核算方法明确了能源的具体投入、细化了区域和行业碳排放因子以及考虑到了非能源碳排放的问题,在一定程度上避免了清单中变量的不确定性。(3)人为源碳排放演化机制方面,从空间与行业视角展开分析。在碳排放空间分析中,空间Moran指数显示陕西省城市碳效率空间相关性处于H-H和H-L区域的城市较多,H-H区域多表现为关中地区,H-L多为陕南地区。碳排放影响因素中,利用扩展STIRPAT模型对人口总量、人均GDP、碳强度、城市化、能源结构、能源强度和产业结构七个驱动因子的影响系数进行分解。结果显示,从影响系数大小来看,能源结构对碳排放的影响最大,影响系数为0.7899,其次为人口总数的0.7752,城市化影响最小;从碳排放驱动方向来看,城市化、能源结构、能源强度和产业结构呈现负向驱动,其他驱动因子为正向推动影响。在驱动因子的空间分布上,基于灰色关联度测算结果,人均GDP的关联度最高,说明陕西省的碳排放主要源于经济发展的需要。依据驱动因子关联情况,构建了陕西省人为源碳排放演变动力机制理论框架。行业分析中,基于火电与钢铁、水泥碳排放测算,可看出工业能耗和工业过程依然是陕西省节能减排调控的重点对象。在工业发展的管理过程中,能源工业发展、工业污染治理与碳排放存在长期协整关系。(4)在人为源碳排放减排潜力分析中,对陕西省未来发展设计基准情景、高碳情景和低碳情景,采用改进灰色预测GM(1,1)模型,分别进行2016-2040年碳排放预测。高碳情景下,2040年陕西省人为源碳排放将达到34433.02X 104t,基准和低碳情景分别是31898.23 X 104t和30723.66×104t。高碳情景碳排放未出现拐点,而基准和低碳情景则分别在2031年和2030年出现拐点。对陕西省碳排放预测持续至2050年,发现碳排放在30700×104t水平与经济发展保持较长时间均衡。据此推测,陕西省碳减排在不同发展情景下分别有3733.02×104t、1198.23 X 104t和23.66×104t的减排潜力。(5)基于决策尺度、空间尺度和行业尺度碳排放调控策略分析,为陕西省“节能减排”提供了参考与借鉴。从省际决策角度提出第二产业内部结构进行调整以及发展高新技术产业策略;依据不同区域和城市的空间尺度,构建了关中、陕北和陕南地区的碳减排调控框架;在行业尺度中,对交通运输业、火电和水泥、钢铁行业提出针对性的“碳减排”策略。本文主要研究创新点表现在两个方面:一是细化陕西省人为源碳排放路径,确定了碳清单不确定因素。二是具体表征碳排放空间格局与行业,奠定调控机制基础。未来将持续探索人类活动碳排放的影响因素,充分考虑“智慧城市”形态对碳排放的影响,并系统分析“碳减排”与“碳交易”的市场响应机制。