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摘要：基于2007～2016年我國(guó)省域建筑業(yè)碳排放量數(shù)據(jù)，運(yùn)用趨勢(shì)分析、地理探測(cè)器等方法，分析10年來(lái)省域建筑業(yè)碳排放量變化趨勢(shì)，并對(duì)省域建筑業(yè)碳排放量空間分異特征以及驅(qū)動(dòng)因素變化規(guī)律進(jìn)行模擬和估計(jì)。結(jié)果顯示：建筑業(yè)碳排放東西方向上的空間分異程度大于南北方向，且總體均呈現(xiàn)東部＞中部＞西部的趨勢(shì)；省域建筑業(yè)碳排放由單一因素為主導(dǎo)向多因素共同作用轉(zhuǎn)化，且驅(qū)動(dòng)因素存在區(qū)域異質(zhì)性。以期為制定差別化的建筑業(yè)碳減排政策提供參考。

關(guān)鍵詞：建筑業(yè)碳排放；空間分異；驅(qū)動(dòng)因素；地理探測(cè)器方法

1引言

建筑業(yè)的快速發(fā)展為促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)做出了巨大的貢獻(xiàn)，但建筑業(yè)作為高能耗、高污染行業(yè)的代表，其發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)能源消耗不斷增加、較低的能源利用效率等問(wèn)題，導(dǎo)致碳排放量持續(xù)攀升，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利影響。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展及建筑業(yè)碳排放的區(qū)域異質(zhì)性，相關(guān)減排政策對(duì)不同省域的影響也不盡相同。因此，有必要對(duì)我國(guó)建筑業(yè)碳排放的空間差異以及造成這種差異的原因進(jìn)行深入分析。目前，既有研究多從一個(gè)地區(qū)或者從一個(gè)項(xiàng)目的某個(gè)階段對(duì)建筑業(yè)碳排放量進(jìn)行測(cè)算分析，或者分析其與行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展間的關(guān)系，而對(duì)建筑業(yè)碳排放空間分異的研究較少。此外，諸多學(xué)者對(duì)建筑業(yè)碳排放驅(qū)動(dòng)因素的研究一般圍繞單個(gè)因素進(jìn)行，很少涉及因素之間的交互作用。為此，本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，綜合考慮建筑業(yè)碳排放空間分布差異以及驅(qū)動(dòng)因素的空間差異，為制定差別化的建筑業(yè)碳減排政策提供參考。

2研究思路與研究方法

2.1研究思路

首先從能源消費(fèi)側(cè)角度測(cè)算出2007-2016年建筑業(yè)碳排放量；然后以地理學(xué)為視角對(duì)省域建筑業(yè)碳排放空間分異特征進(jìn)行客觀呈現(xiàn)，重點(diǎn)關(guān)注高排區(qū)和較高排區(qū)的內(nèi)部變化規(guī)律；其次對(duì)省域建筑業(yè)碳排放在空間上大致的變化狀況和規(guī)律狀況進(jìn)行模擬；最后識(shí)別該分異特征的主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素，并探測(cè)主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素作用強(qiáng)度值的變化趨勢(shì)，通過(guò)深入分析各驅(qū)動(dòng)因素的作用機(jī)制，重點(diǎn)分析關(guān)鍵交互因素對(duì)建筑業(yè)碳排放空間分異的多重疊加交互效應(yīng)。

2.2研究方法

2.2.1關(guān)聯(lián)碳排放法從消費(fèi)側(cè)角度對(duì)建筑業(yè)碳排放量進(jìn)行核算，既考慮到建筑生產(chǎn)過(guò)程中所消耗的化石燃料以及電力和熱力的消耗量，又考慮到建筑業(yè)誘發(fā)其他行業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的間接碳排放，利用關(guān)聯(lián)碳排放法對(duì)將全國(guó)30個(gè)省、市、自治區(qū)的建筑業(yè)碳排放進(jìn)行測(cè)算，其測(cè)算模型如下：式中：E為建筑業(yè)碳排放總量（Kg）；Edir為建筑業(yè)直接碳排放量（Kg）；Eind為建筑業(yè)間接碳排放量（Kg）；Cm為第m種能源的消耗量（Kg）；αm為第m種能源的平均低位發(fā)熱量；fm為第m種能源的二氧化碳排放系數(shù)；Ch和fh分別為熱力能源的消耗量和二氧化碳排放系數(shù)；Ct和ft分別為電力能源的消耗量和二氧化碳排放系數(shù)；Mn為第n種建筑材料的使用量（Kg）；βn和εn分別為第n種建筑材料的二氧化碳排放系數(shù)和回收系數(shù)。

2.2.2三維趨勢(shì)分析法三維趨勢(shì)分析法是在GIS軟件中實(shí)現(xiàn)的可以對(duì)研究對(duì)象在時(shí)間和空間上的變化規(guī)律進(jìn)行模擬與預(yù)測(cè)的方法。設(shè)Zi（Xi，Yi）為第i個(gè)省域的建筑業(yè)碳排放量，Xi，Yi為平面空間坐標(biāo)。根據(jù)趨勢(shì)分析定義可知：式中，Ti（Xi，Yi）為趨勢(shì)函數(shù)，表示建筑業(yè)碳排放量的趨勢(shì)值。εi為隨機(jī)誤差項(xiàng)，表示第i個(gè)省域建筑業(yè)碳排放量實(shí)值與趨勢(shì)值的偏差，本文采用三階多項(xiàng)式計(jì)算趨勢(shì)值。

2.2.3地理探測(cè)器法地理探測(cè)器方法是用來(lái)揭示自變量X在多大程度上解釋了因變量Y異質(zhì)性的一種新的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，其核心思想是當(dāng)解釋變量與被解釋變量在空間分布狀態(tài)上有較強(qiáng)的吻合度時(shí)，解釋變量對(duì)被解釋變量在空間分異的作用強(qiáng)度就越大。主要包括風(fēng)險(xiǎn)、因子、生態(tài)和交互探測(cè)4個(gè)部分的內(nèi)容。本文借助因子和交互探測(cè)對(duì)省域建筑業(yè)碳排放空間分異驅(qū)動(dòng)因素的作用強(qiáng)度以及交互作用進(jìn)行分析，作用強(qiáng)度值可表示為：式中：q為驅(qū)動(dòng)因素對(duì)建筑業(yè)碳排放空間分異的作用強(qiáng)度值。其中，h為驅(qū)動(dòng)因素X的分類數(shù)或分層數(shù)，本文將選取的6項(xiàng)驅(qū)動(dòng)因素利用GIS中的自然斷點(diǎn)法來(lái)分類，將其由數(shù)值型變量轉(zhuǎn)換成類型變量，即將6項(xiàng)指標(biāo)值分為低、較低、中、較高、高共五類，由該比例確定各探測(cè)因素指標(biāo)值所處的類別。N為研究區(qū)的數(shù)量，本研究區(qū)共30個(gè)，Nh表示第h類子區(qū)域中的省域數(shù)量，σh2和σ2分別為驅(qū)動(dòng)因素在第h類子區(qū)域和整個(gè)研究區(qū)域內(nèi)的方差。q的值域?yàn)閇0，1]，q值越大，表明該因素對(duì)建筑業(yè)碳排放空間分異的作用強(qiáng)度越大，q=0，表明建筑業(yè)碳排放量空間分異不受該影響因素的驅(qū)動(dòng)。

3省域建筑業(yè)碳排放時(shí)空分異及時(shí)空演變特征分析

3.1省域建筑業(yè)碳排放時(shí)空分異特征

本文選取全國(guó)30個(gè)省、市、自治區(qū)2007、2010、2013和2016年四個(gè)時(shí)間截面的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)見(jiàn)圖1，并利用GIS中的自然斷點(diǎn)法根據(jù)碳排放量劃分低排區(qū)（1462.64～2692.94萬(wàn)噸）、較低排區(qū)（2692.94～5601.09萬(wàn)噸）、中排區(qū)（5601.09～8483.39萬(wàn)噸）、較高排區(qū)（8483.39～14053.01萬(wàn)噸）和高排區(qū)（14053.01～25354.45萬(wàn)噸）五類（見(jiàn)表1），重點(diǎn)分析省域建筑業(yè)碳排放空間分異規(guī)律，有效識(shí)別建筑業(yè)碳排放重點(diǎn)控制區(qū)域。由圖1可知，各省域建筑業(yè)碳排放在整體上呈逐年波動(dòng)上升趨勢(shì)，且空間分異特征較為明顯。由表1可以看出我國(guó)各省域建筑業(yè)碳排放具體變動(dòng)規(guī)律。具體變動(dòng)規(guī)律包括如下幾個(gè)方面：（1）在研究期內(nèi)，建筑業(yè)碳排放高值區(qū)主要集中在環(huán)渤海地區(qū)（魯、冀）以及東部與南部沿海的部分地區(qū)（蘇、浙、粵）；建筑業(yè)碳排放低值區(qū)主要集中在西北部分地區(qū)（青、寧）以及海南省。（2）各省域建筑業(yè)碳排放在不同碳排區(qū)之間過(guò)渡都是逐步進(jìn)行的，沒(méi)有跳躍式的變動(dòng)。（3）各研究截面上，碳排放區(qū)域內(nèi)部變異較為明顯，需要重點(diǎn)關(guān)注高排放區(qū)和較高排放區(qū)的內(nèi)部變異規(guī)律。其中，2016年與2007年相比，高排區(qū)省域由魯、蘇、冀、浙、粵降為魯、蘇，但較高排區(qū)新增冀、浙、粵省域。青、寧、瓊一直處于建筑業(yè)低排區(qū)范圍之內(nèi)。

3.2省域建筑業(yè)碳排放時(shí)空演變特征分析

為了直觀展現(xiàn)省域建筑業(yè)碳排放時(shí)空演變規(guī)律，在GIS中利用地理統(tǒng)計(jì)分析中的趨勢(shì)分析工具對(duì)省域建筑業(yè)碳排放全局變化趨勢(shì)進(jìn)行三維透視分析，生成省域建筑業(yè)碳排放2007、2012和2016年的趨勢(shì)變化圖，其中Z軸代表省域建筑業(yè)碳排量，X、Y軸分別表示正東、正北方向，分析結(jié)果如圖2所示。由圖2可以得出：（1）建筑業(yè)碳排放在X軸方向呈現(xiàn)出“S”型曲線，在Y軸方向呈現(xiàn)出“倒U型”曲線，表明省域建筑業(yè)碳排放東西方向的空間分異程度大于南北方向。（2）隨著時(shí)間的推移，省域建筑業(yè)碳排放在X軸方向由一條稍被拉平的“S”型曲線逐漸演變?yōu)槊黠@的“S”形曲線，在Y軸方向上由稍被拉平的“倒U型”曲線演變?yōu)槊黠@的“倒U型”曲線。表明中國(guó)省域建筑業(yè)碳排放總體均呈現(xiàn)東部＞中部＞西部的趨勢(shì)，預(yù)計(jì)中國(guó)省域建筑業(yè)碳排放在未來(lái)一個(gè)時(shí)期內(nèi)空間分異的趨勢(shì)將逐漸減弱。

4省域建筑業(yè)碳排放空間分異驅(qū)動(dòng)因素分析

4.1驅(qū)動(dòng)因素選取

由于我國(guó)正處于工業(yè)化、城市化快速發(fā)展階段，以建筑業(yè)為典型代表的工業(yè)發(fā)展具有高能耗、高碳排放的特征，城市化進(jìn)程中城市居民的增加導(dǎo)致住房剛性需求增加，并且人口由農(nóng)村向城鎮(zhèn)遷移的動(dòng)態(tài)過(guò)程更能有效解釋建筑業(yè)碳排放的波動(dòng)規(guī)律（趙領(lǐng)娣，2018）。另外，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能耗水平以及能耗強(qiáng)度、環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度不同仍會(huì)導(dǎo)致建筑業(yè)碳排放存在區(qū)域差異性。因此，本文在借鑒已有關(guān)于建筑業(yè)碳排放驅(qū)動(dòng)因素研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合建筑業(yè)行業(yè)本身特點(diǎn)，并引入政府執(zhí)行環(huán)境規(guī)制的力度，最終選取城市化水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和工業(yè)化水平等作為影響建筑業(yè)碳排放空間分異的6項(xiàng)驅(qū)動(dòng)因素（見(jiàn)表2）。數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國(guó)建筑業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》。

4.2單個(gè)驅(qū)動(dòng)因素的作用強(qiáng)度分析

本文結(jié)合前文關(guān)于地理探測(cè)器的相關(guān)理論模型介紹，并利用GeoDetector軟件對(duì)影響建筑業(yè)碳排放空間分異的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行探測(cè)分析，其探測(cè)結(jié)果如圖3所示。由于地理探測(cè)器方法是基于截面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的，在篇幅有限的條件下為了盡可能保證建筑業(yè)碳排放空間分異驅(qū)動(dòng)因素探測(cè)的全面性，本文以2007年作為初始年份，平均每3年選取研究截面，最終選擇2007年、2010年、2013年和2016年數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑業(yè)碳排放空間分異驅(qū)動(dòng)因素的地理探測(cè)分析。圖3呈現(xiàn)了建筑業(yè)碳排放空間分異驅(qū)動(dòng)因素的變化特征。其特征如下：（1）總體上來(lái)看，不同時(shí)期造成建筑業(yè)碳排放空間分異驅(qū)動(dòng)因素的作用強(qiáng)度值變化明顯，且各驅(qū)動(dòng)因素作用強(qiáng)度值的差距逐漸變小。（2）從各驅(qū)動(dòng)因素來(lái)看，城市化、工業(yè)化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)建筑業(yè)碳排放空間分異的作用強(qiáng)度呈波動(dòng)遞減趨勢(shì)，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)建筑業(yè)碳排放空間分異的作用強(qiáng)度仍居于所有因素之上。根據(jù)“虹吸效應(yīng)”原理，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高的地區(qū)能夠促進(jìn)產(chǎn)業(yè)在本地的集聚，并帶動(dòng)建筑業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展，建筑業(yè)作為高耗能行業(yè)之一，其對(duì)碳排放的貢獻(xiàn)較大。因此，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與建筑業(yè)碳排放緊密相關(guān)。政府在建筑業(yè)上的環(huán)保支出在2007～2013年間呈直線上升趨勢(shì)，到2016年雖然有所下降，但對(duì)建筑業(yè)碳排放空間分異的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度成為僅次于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的第二大影響因素，這說(shuō)明充分利用政府“有形的手”均衡資源配置、制定碳減排政策變得日益重要。此外，能源強(qiáng)度、能耗水平對(duì)建筑業(yè)碳排放空間分異的作用強(qiáng)度比較平穩(wěn)且相對(duì)較低。根據(jù)地理探測(cè)器的核心思想，當(dāng)解釋變量與被解釋變量在空間分布狀態(tài)上有較強(qiáng)的吻合度時(shí)，解釋變量對(duì)被解釋變量在空間分異的作用強(qiáng)度就越大。能源強(qiáng)度、能耗水平對(duì)建筑業(yè)碳排放空間分異作用強(qiáng)度相對(duì)較低的原因主要是能源強(qiáng)度與建筑業(yè)碳排放水平不匹配。浙、滬、粵地區(qū)建筑業(yè)碳排放一直處于較高值區(qū)，但其建筑業(yè)消耗能源強(qiáng)度較低，而青、甘、寧等建筑業(yè)生產(chǎn)總值和能源消耗總量在全國(guó)范圍內(nèi)相對(duì)滯后，但其能源強(qiáng)度水平相對(duì)較高。

4.3關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素的交互作用分析

利用地理探測(cè)器對(duì)驅(qū)動(dòng)省域建筑業(yè)碳排放空間分異的6個(gè)指標(biāo)進(jìn)行兩兩交互探測(cè)，結(jié)果表明，所有交互因子對(duì)建筑業(yè)碳排放空間分異的作用強(qiáng)度都呈增強(qiáng)趨勢(shì)（見(jiàn)表3）。其中，2007年經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和工業(yè)化交互影響力達(dá)到0.850，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和能源強(qiáng)度交互強(qiáng)度高達(dá)0.869，這表明包含經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的關(guān)鍵交互因子對(duì)建筑業(yè)碳排放空間分異具有雙重空間疊加交互效應(yīng)。2016年，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與城市化、能源強(qiáng)度、能耗水平的交互作用達(dá)到0.615、0.711、0.665，環(huán)保支出與城市化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、工業(yè)化的交互作用達(dá)到0.663、0.625、0.758，這說(shuō)明包含經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和環(huán)保支出的關(guān)鍵交互因子對(duì)建筑業(yè)碳排放空間分異具有重要的多重空間疊加交互效應(yīng)。

5結(jié)論與建議

本文對(duì)省域建筑業(yè)碳排放空間分異特征進(jìn)行模擬和估計(jì)，識(shí)別該變化特征的主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素，并探索主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素的多重疊加交互效應(yīng)。結(jié)果表明：（1）省域建筑業(yè)碳排放區(qū)域內(nèi)部變異較為明顯，東西方向的空間分異程度大于南北方向，且總體均呈現(xiàn)東部＞中部＞西部的趨勢(shì)。冀、魯、蘇、浙、粵的建筑業(yè)碳排放量穩(wěn)居全國(guó)其他省份之上，青、寧、瓊的建筑業(yè)碳排放長(zhǎng)期居于低值區(qū)。（2）經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平一直是影響建筑業(yè)碳排放空間分異的重要因素，且政府在建筑業(yè)的環(huán)保支出成為建筑業(yè)碳排放空間分異不可忽略的外部因素，以經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和環(huán)保支出為核心的關(guān)鍵交互因素對(duì)省域建筑業(yè)碳排放空間分異特征具有多重疊加交互效應(yīng)。由于我國(guó)建筑業(yè)碳排放存在較大的空間分異性，因此，建筑業(yè)碳減排應(yīng)該結(jié)合本地建筑業(yè)發(fā)展實(shí)際情況，制定“共同但有區(qū)別”的對(duì)策建議：首先，應(yīng)該充分發(fā)揮政府“有形的手”對(duì)區(qū)域間建筑業(yè)協(xié)同減排的作用，加大建筑業(yè)環(huán)保方面的投入，健全建筑節(jié)能環(huán)保法律法規(guī)，通過(guò)適當(dāng)?shù)呢?cái)稅政策激勵(lì)建筑業(yè)低碳發(fā)展，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展與政府調(diào)控二者相結(jié)合對(duì)建筑業(yè)碳減排的作用發(fā)揮到最大。其次，建立建筑業(yè)碳減排重點(diǎn)控制區(qū)，重點(diǎn)關(guān)注高排區(qū)和較高排區(qū)建筑業(yè)碳排放的內(nèi)部變化規(guī)律，對(duì)于冀、魯、蘇、浙、粵等建筑業(yè)碳排放大省，應(yīng)該將其列入重點(diǎn)控制區(qū)范圍之內(nèi)。最后，建筑業(yè)企業(yè)應(yīng)該優(yōu)化建筑業(yè)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，改變長(zhǎng)期以來(lái)以煤炭、石油、天然氣等為主的能源消費(fèi)，應(yīng)該增加清潔能源的利用比重，轉(zhuǎn)變高能耗、高碳排放的粗放型發(fā)展模式，提高能源利用效率，積極推進(jìn)被動(dòng)式超低能耗綠色建筑的發(fā)展。

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作者：孔凡文 李魯波 單位：沈陽(yáng)建筑大學(xué)管理學(xué)院