京津冀区域碳排放协同治理及影响因素分析

孙丽文，任相伟

(河北工业大学 经济管理学院，天津 300401)

一、引言

2016 年，京津冀地区的碳排放量占全国总排放量的1/5，成为我国乃至世界碳排放量最大的地区[1]，碳排放超载成为环境污染治理的一个主要难点。在当前京津冀协同发展深度融合的大背景下，区域间互动、联系、影响日益紧密，形成了休戚与共的命运共同体；碳排放协同治理体系的构建，对于从整体上解决京津冀区域环境问题至关重要。党的十九大报告从产业、能源体系、资源利用方式等方面提出建立健全绿色低碳循环发展的经济体系，要正确处理好经济发展同生态保护之间的关系，积极提倡和践行绿色生产生活方式，低碳成为时代的趋势和选择。京津冀之间发展差距较大，尤其河北省经济发展相对落后，又是碳排放超标、环境污染较严重的地区，是京津冀区域大气主要污染源，也是协同治理重点关注的地区。当前三地的碳排放治理处于何种状态，是否存在良好的协同治理合作关系?影响合作治理的因素有哪些?如何科学有效地推进碳排放协同治理体系建设?这些都是亟待研究和解决的问题。本文通过构建碳排放协同治理评价指标体系，运用复合系统协同度模型对京津冀碳排放协同治理的状态进行测度和评价，并运用回归分析对碳排放协同治理的影响因素进行检验，找出困扰京津冀碳排放协同治理的关键问题，以期能为环境治理政策的制定、实施和调整提供现实依据。

二、文献综述

(一)碳排放及协同治理相关研究

在当前能源危机和环境恶化倒逼低碳绿色转型的背景下，碳排放引起的环境污染问题成为研究和治理的热点，国内外学者对此都给予了高度关注，区域环境协同治理研究也日益兴盛，这对于促进碳排放规制进程、加快环境治理、实现生态文明社会的建设有着重要的作用。

目前对碳排放的研究主要集中在碳排放的驱动因素、演化趋势和规制路径方面。在驱动因素研究方面，Zhang 和Da[2]运用对数平均迪氏指数(LIDM)分解法对我国碳排放影响因素进行分析，得出经济增长是碳排放增长的重要驱动力，能源和产业结构的调整能降低碳排放强度；Wang 等[3]基于改进的STIRPAT 模型，以北京市为例，实证研究了能源利用、产业结构、经济发展质量等对碳排放的影响，并提出建立碳排放综合评价指标的必要性。在碳排放演化趋势方面，Lin 和Ouyang[4]用因素分解法分析了碳排放影响因素，并且尝试结合情景分析法对我国碳排放的演化趋势进行预测，对日后规制碳排放的方向提出了前瞻性的建议；董峰等[5]采用蒙特卡洛动态模拟方法，模拟了我国2020 年碳排放情况，得出能源强度、煤炭消费与碳排放成正相关，第三产业与碳排放呈负相关。在碳排放规制路径方面，李华和马进[6]通过实证研究得出了现阶段环境规制倒逼碳排放减排效应显著，并从制度视角提出了相关对策和建议；鄢哲明等[7]通过研究得出低碳技术创新对碳强度有直接且显著的抑制效应，并且能够通过优化能源结构对抑制碳排放强度起间接作用。

京津冀碳排放协同治理相关的研究成果。陈润羊等[8]通过构建生态文明指数评价指标体系，对当前京津冀区域生态文明建设情况进行评价，认为京津冀三地生态文明建设情况差异较大，但整体水平在不断提高。王秦等[9]通过对京津冀三方联动雾霾治理机制本质要素进行提炼，构建了雾霾协同治理的评价指标体系。杜雯翠和夏永妹[10]通过双重差分模型对京津冀区域雾霾协同治理措施的实施情况进行分析，认为其措施实施效果不明显，雾霾问题主要靠自然生态系统自身痊愈的现象突出，并对协同措施的深度实施提出了建议。魏娜和赵成根[11]以协同治理理论为分析工具，对京津冀跨区域大气污染问题协同治理已有的实践进行评述，并对协同治理机制提出了相应的对策。王喆和周凌一[12]基于体制机制视角，分析了京津冀三方生态环境协同治理的现状，提出了区域多元主体和区域府际协同治理的对策。蔺丰奇和吴卓然[13]着重阐述了京津冀整体生态环境治理的必要性，指出环境治理网络和资源共享机制构建的重要性，对整合区域生态环境“碎片化”治理提供了有价值的建议。

综合上述研究发现，首先，多数研究集中在对我国整体或某个地区碳排放驱动因素的挖掘和规制路径的构建，对区域碳排放联动治理影响因素和演变趋势的内在作用机理的研究有待深化；其次，近几年对京津冀区域环境协同治理研究逐年递增，趋向细化，这都为碳排放协同治理提供了有价值的参考。但是，关于京津冀区域碳排放协同治理内涵、性质、评价体系的理论研究居多，而且多数都是基于区域整体情况提出相关建议，对京津冀各地区呈现的异质性现象难以做出有效的解释。通过构建碳排放治理评价模型，客观评价京津冀碳排放协同治理的实证研究较少，不能较好地测度区域碳排放协同治理的状态和演化态势。因此，在倡导低碳发展的趋势下，有必要借助复合系统协同度量化模型有针对性地探析碳排放协同治理的情况和对策。

(二)复合系统协同度相关研究

Ansoff[14]最先提出协同的概念，认为复杂系统由众多子系统构成，各个子系统是独立运转的，但是子系统相互之间又不可避免地相互影响，并由某种机制联系在一起，进而共享资源、协调运转，最终实现共同的目标。孟庆松和韩文秀[15]基于系统学视角，把子系统的协调程度称为有序度，而复合系统整体的协调度称为协同度，并构建了复合系统协同度模型。目前，复合系统协同度模型绝大多数应用于区域协调发展方面的研究，如李虹和张希源[16]通过构建和运用生态创新复合系统协同度模型，测度了京津冀、长三角、珠三角的创新和生态环境的协同度，并对影响协同度的因素进行了剖析；夏页领等[17]基于熵权法和复合系统协同度模型，对淮南市生态和经济两大系统的协同度演化情况进行研究，并且提出了转变经济发展模式、提高矿产资源利用率的对策，以此来提高生态和经济两大系统的协同度；张扬和王德起[18]利用复合系统协同度模型，从“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念为切入点，测度京津冀三地在这五大方面的协同发展情况。

复合系统协同度模型是研究区域经济协同发展问题的经典理论，契合对京津冀区域碳排放协同治理现状和程度的科学探究，为本研究提供了合适的方法论工具。本文运用2012—2016 年数据，先对京、津、冀三个地区碳排放治理的有序度进行测度，从多维角度评价区域内各地区在碳排放治理方面采取的多元治理措施协调融合的程度，基于各地区碳排放治理有序度越高，越有利于京津冀区域整体碳排放治理协同度提升的原理，引入复合系统协同度模型综合分析此区域碳排放协同治理状态。

三、研究设计

(一)复合系统协同度模型的构建

1.协同治理概念的界定

本文中，协同治理是指在京津冀区域碳排放协同治理的整体动态系统中，京、津、冀各子系统之间相互作用以及演化趋势表现出协调共生的特性[19]，协同度是对这种特性最佳的测度。

设京津冀区域碳排放协同治理系统用S 表示，各地区治理系统为Sk，其中k＝1，2，…，n，则有S＝(S1，S2，…，Sn)，并且有Sk＝(Sk1，Sk2，…，Skt)，表示子系统Sk有t 个序参量，即子要素的数量。

S 的复合协同运转机制由n 个相互作用的区域子治理系统Sk构成，数学表达式为：

其中，f 是区域碳排放协同治理系统S 的复合关系式。

公式(2)表示的是协同演化发展下区域整体协同治理效应要高于单个关联子系统效应的加总，其中F 表示系统S 的整体协同效应，用T 表示S 的协同效应总和，即T＝SUM(F1＋F2＋…＋Fb＋…＋Fn)，有n 个不同的区域整体协同治理效应。协同效果取决于协同效应，为达到最优协同效果，假定存在Fb∈T，使得区域碳排放协同治理的效应最大，那么Fb被称为最优协同效应，也是区域碳排放协同治理所要实现的目标。

2.复合系统协同度模型的建立

对于区域子治理系统Sk，k＝1，2，…，n，Sk＝(Sk1，Sk2，…，Skm，…，Skt)，其中t≥1，βkm≤Skm≤αkm，m∈[1，n]，αkm和βkm分别为第k 个子系统的第m 个序变量的上限和下限。假设其中Sk1，Sk2，…，Skj为正向指标，与区域子治理系统有序度呈正相关，即取值越大，系统的有序程度越高；Skj＋1，Skj＋2，…，Skt为负向指标，与区域子治理系统有序度呈负相关，即取值越大，系统的有序程度越低。设定区域碳排放协同治理系统的子系统Sk，其序参量分量Skm的有序度为μk(Skm)。

由公式(3)可以看出μk(Skm)∈[0，1]，μk(Skm)的取值越大，则表示序参量分量Skm对区域子治理系统有序性“贡献”越大，子系统碳排放治理协同性越好。

总体来看，区域子治理系统Sk的有序度可以通过μk(Skm)加总求和获取，求和集成的结果不仅与各个序参量有序度的大小相关，而且和它们之间的组合形式息息相关。本文采用线性加权求和法进行加总求和。

设定μk(Sk)是区域协同治理子系统Sk的有序度：

由公式(4)可以看出μk(Sk)∈[0，1]，μk(Sk)的取值越大，则表示子系统有序度对区域碳排放协同治理有序性“贡献”越大，碳排放治理的协同性越好。权系数wm采用熵权法基础上加入主观赋权法的综合赋权法，代表序参量分量Skm在促进子系统Sk有序运行过程中的地位或作用。

根据上述子系统有序度模型，最终建立区域碳排放治理的复合系统协同度模型(Degree of General Synergy)。假设复合协同治理系统从初始时刻t0演化到时刻t1，各区域子治理系统的有序度分别是μk0(Sk)，μk1(Sk)，k＝1，2，…，n，则t0到时刻t1时间段的复合协同治理系统S 的整体协同度为：

DGS∈[-1，1]，其数值越大，表明京津冀区域碳排放治理的复合系统协同度越高。参数θ 的功能在于，仅在μk1(Sk)-μk0(Sk)＞0 时，θ＝1，∀k∈[1，n]，区域碳排放治理复合系统协同度为正。通常μk1(Sk)-μk0(Sk)＜0 时，θ＝-1，如果一个子系统的有序度上升幅度较大，而另一个子系统有序度上升幅度较小或回落，则整个系统就处于不协调状态，体现为DGS∈[-1，0]。区域碳排放治理复合系统协同度的特征与变化趋势，是相对于基期2012 年的数值来计算。

(二)碳排放协同治理评价指标体系的构建

本文立足于京津冀区域碳排放治理的实际情况，以最大化反映该区域碳排放协同治理状态为目标，基于评价指标和数据可获取性、完整性、典型性、结果可测度性的原则，并广泛借鉴已有研究成果，选取碳排放治理评价指标[8，20，21]，结合目前序参量的挑选方式和内涵，从环境污染、环境治理、生态保护、资源利用、经济发展五个维度构建碳排放协同治理评价指标体系，并在五个序参量的基础上，逐步对相关的二级指标进行甄别、扩展和优化，形成最终的评价指标体系，如表1 所示。

各个维度评价指标的原始数据来源于《中国统计年鉴》(2013—2017)、《中国环境统计年鉴》(2013—2017)、《北京市统计年鉴》(2013—2017)、《天津市统计年鉴》(2013—2017)、《河北省统计年鉴》(2013—2017)、中华人民共和国国家统计局官方网站等。由于原始数据计量单位不一致，需要进行标准化处理，本文采用SPSS 的z-score 标准化法消除数据量纲的不同。

(三)碳排放协同治理的影响因素

为进一步探究当前京津冀碳排放协同治理的影响因素及影响程度，本文运用各子系统整体有序度作为因变量，各序参量有序度作为自变量，进行回归分析。各个变量定义如表2 所示。

表2 碳排放协同治理影响因素汇总

四、实证结果及分析

(一)各子系统序参量的有序度

依据京津冀碳排放协同治理演化模式和特征，为更好地反映子系统的各序参量及整体有序度，本文采取熵权法为主的组合赋权法，以2012 年为基期，通过上述模型计算得到2012—2016 年京津冀碳排放协同治理各子系统有序度，如表3 所示。

通过表3 及图1 可以看出，首先，当前北京碳排放治理系统有序度较高，2012—2013 年期间有序度小幅度下降之后，从2014 年起，有较大的增长，特别是2014—2015 年增幅达到0.072，除此之外，基本上年增幅在0.02～0.03 之间。原因在于，党的十八大报告把生态文明建设纳入“五位一体”战略布局，北京碳排放的治理体系经过完善，有序度在转型期有小幅度下降之后，凭借丰富的碳排放治理经验和完善的基础设施优势，各个序参量有序度迅速提升，特别是2014 年，伴随着京津冀大气污染防治协作机制的建立和完善，更多的资源分配到碳排放治理中，使得2016 年有序度达到较高的水平。其次，各个序参量对整体有序度的贡献不一，环境污染、环境治理和经济发展对北京碳排放治理的有序度贡献较大，这与近几年北京着力调整能源利用结构、加大环境治理力度、优化产业结构有关。再者，由2015—2016 年有序度的增幅可看出北京碳排放治理系统趋向成熟稳定，碳排放各方面措施已有较好地融合。总体表明，北京的碳排放治理演化趋势处于较好的状态。

表3 2012—2016 年京津冀区域碳排放协同治理各子系统的有序度

图1 2012—2016 年京津冀各区域整体碳排放治理有序度演化态势

天津碳排放治理系统有序度整体处于北京和河北之间，与北京碳排放治理有序度水平和波动幅度差别较大，其碳排放治理有序度在2012—2014 年波动较大，呈现出大幅增长和下降，反映出在碳排放治理方面存在不稳定现象，这与天津在京津冀三地中扮演承接北京碳排放治理经验、推广治理模式试点和京冀互动纽带作用的角色相关；同时天津碳金融市场的不稳定也是重要原因[22]。从2015 年开始，有序度下降减缓趋向稳定，这说明经过几年的磨合和努力，取得了一定成效。此外，各个序参量有序度的贡献差异也较大，生态保护和资源利用对天津碳排放治理有序度贡献最大，这与天津近几年调整资源利用结构、强化环境保护力度相关。

河北碳排放治理系统有序度最低，有较大的提升空间。贡献相对较大的是环境治理和生态保护，河北近几年不断加大治理污染的投资力度和划定生态保护红线，落实和强化生态文明建设，取得了成效。此外，河北碳排放治理系统的波动频繁且幅度较大，且系统不稳定，对于碳排放的长期治理不利，需要尽快找出内在的作用机理，进一步有针对性地加强碳排放治理有序化的力度。

(二)京津冀区域碳排放治理协同度评价

为准确反映京津冀区域整体碳排放协同治理的状态，采用复合系统协同度模型予以测度。首先是确定权重系数，借鉴相关研究指标权重确定的方法[21，23]，以各子系统有序度总值指标为变量，按照公式(7)计算，ηi表示i 地区的权数，μi表示京津冀区域碳排放协同治理子系统i 的有序度，i 表示北京、天津、河北三地区。

其次，通过公式(5)和公式(6)计算得到京津冀及区域内部之间碳排放治理的协同度，具体结果和演化态势如表4 和图2 所示。

表4 2013—2016 年京津冀及区域内部三地之间碳排放治理的协同度

图2 2013—2016 年京津冀及区域内部之间碳排放治理的协同度演化态势

通过表4 和图2，并结合前述对北京、天津、河北这三个子系统有序度的分析，京津冀及区域内部之间碳排放治理整体协同度特征如下：

首先，京津冀区域整体碳排放治理的协同度波动大，整个系统处于不稳定、不协调的状态，尤其是在2014—2015 年期间，协同度由峰值跌入谷底，在2015 年之后，协同度有上升的趋势；其次，区域内部两两地区之间，2013—2014 年，协同度整体呈上升趋势，但在2014 年以后，除了津冀之间协同度整体呈上升趋势，京津和京冀之间的协同度出现下滑趋势。

京津冀协同治理波动大，根源在于北京、天津、河北三个子系统之间协同度不一，即内部不协调，更深层次的作用机制在于各地区碳排放有序度演化趋势的差异。具体表现在：首先，在2014—2015 年，津冀由于各自的有序度演化趋势一致，两者之间的协同性较好，协同度因此有上升的趋势。但是京津、京冀两地由于各自的有序度演化趋势不一，差异大，北京由0.089 一跃升到0.161，而天津和河北各自有序度分别由0.097 降到0.069，0.068 降到0.05，强烈的反差，造成京津、京冀两地协同度下降，而津冀协同度上升，最终导致京津冀在2014—2015 年期间协同度由峰值跌入谷底。其次，在2013—2014 年和2015—2016 年期间，京津冀整体协同度都是上升的趋势，但两者原因不一。2013—2014 年年京津冀整体协同度上升，原因在于京津、京冀协同度上升，且津冀地区协同度未变，区域内两两地区间协同度的上升导致京津冀整体协同度的上升；2015—2016年京津冀整体协同度上升，由于在津冀协同度几乎未变的情况下，京津、京冀协同度下降的幅度大大减缓，由此京津冀区域协同度与其2014—2015 年的大幅度下滑相比，出现较大幅度回涨转好的情况。

综上，京津冀区域内部三个子系统碳排放治理协同度不高且波动较大的原因，在于地区之间生态状况、经济发展、社会环境等情况差异较大。综合评价指标的五大方面，北京碳排放治理的环境优于天津，天津优于河北；但河北近些年在环境治理、产业转型、生态保护等方面进步很大，与天津的碳排放治理协同度较高，说明近几年两地区互动情况较好。今后需更加注重两地如何加强与北京的碳排放治理的协同力度，共同提升京津冀区域碳排放治理的整体协同度。

(三)碳排放协同治理的影响因素分析

为了验证环境污染、环境治理、生态保护、资源利用、经济发展对京津冀三地碳排放治理有序度的影响，进而剖析区域碳排放治理协同度的演化机制，本文通过构建回归模型对上述问题进行实证检验。

在进行实证分析之前，对模型的方差膨胀因素(VIF)进行估计，模型中所有变量的VIF，最大值为3.527，均小于10，所以不存在共线性问题。采用逐步回归分析方法，得到汇总模型结果：调整后R2为0.879，估计的标准误差为0.158，并且Durbin-Watson 检验值为1.906，接近2。说明自变量对因变量有较强的解释能力，模型检验结果指出回归效果达到显著水平(F(5，9)＝21.285，P＝0.000)，具有统计意义。

进一步对个别自变量进行事后检验，系数估计结果指出，环境污染有序度的回归系数(Beta)为0.520，具有最佳解释力，已达到统计学上1%的显著性水平(T＝5.822，P＝0.000＜0.01)，表示环境污染有序度的提升能显著提高京津冀三地碳排放协同治理有序度，其内在作用机理在于：大气污染物排放越少，对碳排放协同治理的负面影响越小，越有利于碳排放协同治理，环境质量也越高，也是当前关闭高耗能、高污染企业的重要原因，这是表层措施，起到治标的效果，往往通过环境规制政策或条例的颁布来实现。资源利用有序度的回归系数(Beta)为0.338，也已达到统计学上5%的显著性水平(T＝2.735，P＝0.023＜0.05)，表示提高资源利用有序度能显著提升京津冀三地碳排放协同治理的有序度，内在演化机制在于：碳基能源消耗越少，能源利用结构越优化，对碳排放协同治理的不利影响越少，越有利于提高碳排放协同治理有序度，这更多地需要低碳技术的发展来优化能源利用结构，这是碳排放治理的核心动力，是内质性要求，起到治本的效果。经济发展有序度的回归系数(Beta)为-0.044，未达到统计学上的显著性水平，虽不具备统计意义，但可以说明目前津冀地区的重化产业结构对碳排放治理起到负向作用，优化制造业、提升服务业，进行产业结构升级，提升经济发展质量是治理碳排放问题的措施之一。此外，生态保护和环境治理的有序度回归系数(Beta)分别为0.007、0.029，未达到统计学上的显著性水平，也不具有统计意义，但表明这两方面对京津冀区域碳排放治理起到促进作用。这是长期复杂的过程，伴随非首都功能的疏散和雄安新区的建设，京津冀碳排放协同治理进程将会得到进一步加快。

表5 京津冀碳排放协同治理影响因素回归检验

五、结论与政策建议

通过复合系统协调度模型，本文实证检验了当前京津冀区域协同碳排放治理的状态，基于研究结果，对京津冀区域碳排放协同治理的联动影响机制进行分析，结果表明：京津冀区域碳排放治理整体协同度波动大且水平低，这是由于天津这一子系统有序度在特定情况下出现了比较剧烈变化的情况，进而很大程度上导致整个复合系统发展不协调；北京碳排放治理有序度最高，且稳步上升，在京津冀区域碳排放治理中起到辐射和带动的作用；天津居中，有序度趋向稳定，在京津冀区域碳排放协同治理中起到模式推广试点和京冀交流纽带作用；河北碳排放治理有序度变化较大且水平很低，这与河北省重化产业为主导的发展模式密不可分，碳排放量基数大，而自身缺乏较好的碳排放治理条件；各个维度评价指标对京津冀各地区碳排放治理有序度影响程度不一，这与各个地区的经济基础、产业结构、区位条件等诸多因素相关，因此区域特色治理将是重点考虑的因素之一。此外，改善环境污染和优化资源利用结构是京津冀区域碳排放协同治理的重要影响因素，环境治理投入、生态保护也是不可忽视的因素，而经济发展的负向影响说明京津冀地区产业结构尚待优化。

基于京津冀区域碳排放治理整体协同度较低且不稳定的现状，结合研究结论和当前区域协同深化发展的需要，本文从制度保障、资源和经验互助、低碳技术创新驱动三大方面提出以下政策建议。

第一，优化京津冀碳排放协同治理顶层制度设计。京津冀三地应本着“一盘棋”的思维，破除地区之间的行政壁垒，这是促进区域碳排放协同治理的重要一环。河北和天津尚未与北京在碳排放治理方面形成良好的协同关系，进而很大程度上导致整个京津冀区域碳排放治理的协同度不高。一方面由于各地区差异性较大，没有普适的法规制度，加之区域行政壁垒，最终导致相关规章制度难以实施；另一方面随着时间的推移，京津冀区域内部各地区的碳排放情况都会有变化，需要不断地补充和更新有关碳排放协同治理的规章制度，鉴于各地区对规章制度的适应也需要一定的时间，因此需要相关配套措施去稳定过渡期的变化。此外，不断优化京津冀碳排放协同治理的制度体系，加强联防联控机制建设，打通碳排放协同治理“无形”的障碍。

第二，建立京津冀区域碳排放协同治理经验和资源的共享机制，以此进一步深化碳排放协同治理的实施路径。一是碳排放治理经验的共享，北京地区作为输出区，应该更好地帮助和指导天津和河北地区；二是资源共享，北京、天津地区经济较为发达，掌握着较多的发展资源，可适当地对河北地区给予扶持。河北作为资源型城市，制造业发达，地域广阔，人力资源丰富，区域内碳排放特征明显，可以对碳排放治理的重点实验室、研究院所的建设提供建设场地等基础设施的支撑以及研究标本，便于科研成果的试验和转化，以此更好地利用环境治理投入的资源，进而提升经济发展质量。

第三，构建京津冀区域低碳技术协同创新体系。低碳技术创新是碳排放治理的核心动力，也是实现低碳转型的重要保障之一。已有的研究表明，京津冀区域协同创新能力较弱[23]，因此，强化三地协同创新日益重要。一方面，加强三地多层次、全方位的科研合作，鼓励企业在低碳关键和核心技术的联合攻关，提高技术经费的使用效率，完善技术交易平台，增强区域协同创新的配置能力；另一方面，与京津冀碳排放协同治理路径相对应，制定区域协同创新的目标定位，更好地指导京津冀区域碳排放协同治理的实施路径，实现优化资源利用结构、扩展区域生态容量、高质量发展的目标。