基于CLA模型的区域性中心城市社区家庭碳排放特征及影响因子研究——以湖南省衡阳市和福建省宁德市为例

邓运员，何清华，龚英杰，申秀英※,，郑文武

（1.衡阳师范学院 地理与旅游学院，湖南 衡阳 421002；2.衡阳师范学院 湖南省环境教育研究中心，湖南 衡阳 421002）

随着全球社会经济的快速发展，城市化进程以前所未有的速度和强度影响着全球生态环境，2015年全球二氧化碳排放量已达321亿t，其中能源消耗产生的二氧化碳有78%是由城市排放的[1-2]。中国家庭因直接和间接的能源消耗而产生的碳排放量增长趋势明显，伴随中国的城市化进程，家庭消费碳排放已是城市碳排放增长的主要驱动力之一[3]。家庭消费产生的能源消耗及其碳排放问题已引起了学者们的广泛关注[4-5]。已有研究表明，家庭消费碳排放的研究集中在区域尺度和城市尺度方面[6]，如张艳等[7]测算了287个地级以上城市居民的直接能耗碳排放类型；万文玉[8]等采用空间自相关等方法从全国尺度探讨了生活能源排放的时空格局；曲建升等[9]基于时间序列数据定量评估了全国居民人均生活碳排放的驱动因素；方齐云等[10]关注江西省居民生活行为对能源消耗及其碳排放的影响；而杜运伟等[11]从微观的视角关注了江苏省城市家庭碳排放。关于城市尺度家庭碳排放的研究主要集中在南京[12-13]、北京[3,14]、广州[15-17]、西安[18-19]、武汉[20-21]、兰州[22]、厦门[23]等大城市或省会城市，而区域性中心城市仅有开封[24-25]、丽江[26]、衡阳[27]等城市有少量的研究，针对区域性中心城市的家庭碳排放特征及影响机制还有待完善。

消费者生活方式方法模型（Consumer Lifestyle Approach,CLA）是由Bin和Dowlatabadi提出的一种能够测算家庭碳排放的方法，首先被运用于研究美国家庭的碳排放量，其目标在于通过该模型更好地理解消费者个体行为，以制定出更好的公共政策[28]。Xu等[29]结合Gini系数分解法和Shapley分解法探讨了中国城市家庭碳排放的决定因素；杜运伟等[11]、杨瑞华等[30]、杨选梅等[12]和陈文宇等[13]采用该方法分别研究了从省域至城市下辖区层面的城市家庭碳排放特征，并结合回归分析等方法探索了家庭碳排放的影响因子。CLA模型可有效地将外部环境变量、个体因素、家庭特征和消费者行为选择等有机融合起来，有助于城市管理者理清不同生活消费模式产生的环境效应，进而制定具有针对性的家庭碳减排政策[23,31]。综上所述，本研究以区域性中心城市衡阳市和宁德市为案例地，采用CLA模型明确地级城市的家庭碳排放特征，并结合回归分析法探讨碳排放的影响因子，以期为衡阳市和宁德市等中小城市家庭碳减排策略的制定提供借鉴。

1 数据来源与研究方法

1.1 城市社区家庭碳排放CLA模型的构建

消费者生活方式方法模型（CLA）已被广泛的应用于家庭碳排放的建模研究中[6]。CLA模型认为个人或家庭的消费行对能源使用和环境的影响主要体现在家庭能耗量、交通出行量和生活垃圾量3个方面[12,30]，家庭能耗量主要包括电、水、天然气及罐装液化气等家庭能源消耗量，交通出行量包括短途出行和长途出行2个方面，短途出行主要考虑公交车、小汽车、电动车和摩托车，长途出行则主要考虑长途汽车、火车、高铁以及飞机，生活垃圾量主要考虑家庭垃圾日均产生量。故家庭碳排放量可根据居民3大消费活动的碳排放量总和来计算，其计算模型：

式中，Ei为家庭消费单项碳排放量；Ai为活动消耗量（如用电量、用水量、用气量等）；i为活动类型（如电、天然气、液化气等），e为活动碳排放系数（单位能源消耗排放的温室气体量），数目为n；ECO2为家庭的碳排放总量（kg/月）。本研究碳排放系数采用中国科技部、中国台湾能源局及部分相关文献的研究成果[12,27,30]，家庭碳排放总量为样本家庭月均碳排放量的平均值（每月按30 d计）。

1.2 区域概况与数据处理

衡阳市位于湖南省中部，作为湖南省重要的工业城市，交通条件便利，是湖南省乃至中南地区的重要交通枢纽，为长江中游城市群的重要成员。宁德市位于福建省东部沿海地区，是中国东南沿海休闲度假和生态旅游的胜地，具有国家森林城市的称号。考虑城市社区的典型性、易管理性和代表性，衡阳市分别选择师苑新村、冶金社区以及东洲水岸社区3个样本社区，宁德市分别选取华亭社区和华侨新村社区2个样本社区。

根据CLA模型的数据需求，采用问卷调查的方式获取研究所需数据。调查问卷的主要调查内容包括交通出行活动、家庭能源消耗、生活垃圾产生量3个方面，此外，还获取了被访谈者的家庭和个人基本情况[27]。交通出行方式主要调查最近一个月出行方式、出行频次和出行距离，家庭能源消耗包括水、电以及燃气的使用量，生活垃圾产生量主要调查家庭垃圾日均产生量，家庭基本情况包括家庭住房面积及家庭可支配收入2项，个人基本情况含年龄、职业以及受教育程度。本次问卷调查采用入户随机发放和现场填写问卷的方式，在小区不同单元内随机发放，问卷发放时间为2017年1月—4月，其中1月—2月为问卷预调查时间。本次问卷共发放240份问卷，实际有效问卷217份，问卷有效率为90.41%，其中衡阳市有效问卷117份，宁德市有效问卷100份。

调查问卷数据的录入与整理均在Excel 2010中完成，影响因子分析采用SPSS 22.0中的Enter多元线性回归法。

2 区域性中心城市社区居民活动特征与碳排放

2.1 家庭基本情况

湖南省衡阳市3个社区和福建省宁德市2个社区的样本家庭基本情况如表1所示。由表1可知，衡阳市案例社区的家庭居住面积平均值为110.67 m2，宁德市案例社区的家庭居住面积平均值则为100.36 m2，衡阳市家庭居住面积平均值略高于宁德市的案例社区。在家庭可支配收入方面，衡阳市案例家庭以高收入家庭为主，家庭可支配收入高于平均水平的达到55.56%，低于平均的家庭占的29.06%，与平均水平相当的家庭占15.38%；宁德市案例家庭以中等收入为主，可支配收入相当于平均的家庭占47.00%，高于平均水平的家庭占34.00%，低于平均水平的家庭占19.00%。衡阳市案例家庭常住人口平均值为3.52，而宁德市家庭常住人口平均值为3.37，衡阳市略高于宁德市。

表1 案例社区家庭基本情况

2.2 城市家庭碳排放结构特征

由表2可知，衡阳市社区家庭月均碳排放总量为402.70 kg，宁德市家庭月均碳排放量为352.84 kg，衡阳市社区家庭月均碳排放总量比宁德市高49.86 kg，且衡阳市家庭能耗和交通出行产生的碳排放量也高于宁德市，分别比宁德市高出52.42 kg和19.03 kg，但衡阳市家庭生活垃圾产生的碳排放量却比宁德市要低21.59 kg。

衡阳市城市社区家庭碳排放以家庭能耗产生的碳排放量为主，其碳排放量为其289.38 kg，占比高达71.86%，生活垃圾产生的碳排放量次之，交通出行产生的碳排放量最少，其碳排放量分别为60.88 kg和52.44 kg，衡阳市城市社区家庭月均碳排放的结构大致约为72∶15∶13。宁德市城市社区家庭碳排放结构与衡阳市相似，碳排放量由大到小依次为家庭能耗碳排放量、家庭生活垃圾碳排放量和交通出行碳排放量，城市家庭能耗产生的月均碳排放量为236.96 kg，其占比67.16%，家庭生活垃圾产生的碳排放量为82.47 kg，而交通出行产生的户月均碳排放量为只有33.41 kg，宁德市城市社区家庭月均碳排放的结构大致约为67∶23∶10。

2.3 家庭能耗碳排放结构特征

由表2可知，衡阳市居民家庭能耗以家庭用电产生的碳排放量最高，其值为232.26 kg，其次为家用天然气及少量瓶装煤气产生的碳排放量，其值为60.51 kg，家庭用水产生的碳排放量最低，仅为5.61 kg，三者的结构比大致为77∶21∶2。宁德市居民家庭能耗碳排放结构特征与衡阳市相似，以家庭用电产生的碳排放量最高，其值为201.98 kg，其次为家用天然气及瓶装煤气产生的碳排放量，其值为29.07 kg，家庭用水产生的碳排放量同样最低，仅为5.91 kg，三者的结构比大致为85∶12∶3。由图1可知，衡阳市居民家庭用电和天然气用量产生的碳排放分别比宁德市高21.28 kg和31.44 kg，但宁德市家庭用电的碳排放量在家庭能耗中占比高达85.24%。此外，衡阳市与宁德市家庭用水碳排放量差异不大，宁德市略高衡阳市0.3 kg。不论衡阳市还是宁德市居民家庭能源消耗均以电力消耗为主，故家庭用电产生的碳排放占比比较大，节约用电是家庭节能减排的重要途径之一。

图1 城市社区家庭能耗碳排放量

表2 城市家庭碳排放特征

2.4 家庭交通出行碳排放结构特征

由表2可知，衡阳市城市社区家庭交通出行以小汽车出行产生的碳排放量最高，其值为13.59 kg，飞机出行产生的碳排放量仅次于小汽车出行，其值为12.43 kg，其他交通出行产生的碳排放量由大到小依次为高铁出行、火车出行、摩托车出行、电动车出行、公交车出行和长途车出行。由此可知，衡阳市居民长途出行以飞机和高铁出行产生的碳排放量为主，这与衡阳市便捷的交通有关，衡阳市既是中南地区重要的高速铁路枢纽，也是湘南地区重要的航空港口，南岳机场已于2014年通航。衡阳市居民的短途出行则以小汽车出行产生的碳排放为主，但在衡阳市城区已禁止摩托车行驶的背景下，摩托车出行碳排放量却比公交车和电动车出行产生的碳排放量高，这值得关注。

宁德市城市社区家庭交通出行也以小汽车出行产生的碳排放量最高，其值为10.75 kg，高铁出行产生的碳排放量仅次于小汽车出行，其值为9.02 kg，其他交通出行产生的碳排放量由大到小依次为摩托车出行、公交车出行、电动车出行、长途车出行和火车出行。宁德市小汽车出行产生的碳排放量约占交通出行碳排放量的1/3，这与宁德市交通相对不便有关，宁德市既没有飞机场也没有普通火车站，长短途出行均考虑小汽车，而长途出行需通过高铁或经高铁转飞机出行，故高铁出行产生的碳排放也较高。

由图2可知，衡阳市居民飞机出行、火车出行、小汽车出行、高铁出行和电动车出行产生的碳排放量高于宁德市，分别比宁德市高出12.43，4.74，2.83，0.83，0.72 kg，而宁德市居民在公交车出行、摩托车出行和长途车出行产生的碳排放量要高于衡阳市，分别比衡阳市高出1.29，0.86，0.38 kg。

图2 城市社区家庭交通出行碳排放量

3 区域性中心城市社区家庭碳排放的影响因素

3.1 城市社区家庭特征因素描述

为明确家庭特征对家庭碳排放量的影响，采用SPSS软件将样本家庭月均碳排放量作为因变量，将家庭常住人口、家庭住宅面积、家庭人均住宅面积、家庭可支配收入、年龄阶段、职业以及受教育程度作为自变量，进行多元线性回归分析[11,12,30]。其中，家庭可支配收入、年龄阶段、职业、受教育程度变量作为非数量型的定性变量，在参与回归方程计算时需先引入虚拟自变量处理，虚拟自变量取的数值仅用于说明因素的性质和属性，没有数量上的意义。

由表3可知，衡阳市社区家庭常住人口的均值为3.52人，家庭住宅面积的均值为73.63 m2，人均住宅面积为35.54 m2；家庭人均收入的平均值为2.27，表明大部分家庭人均收入高于所在地的家庭平均收入；年龄均值为2.61，表明大部分被调查者的年龄在25~45岁；受教育程度均值为1.67，说明大部分人的受教育程度在大专以下。宁德市家庭常住人口的均值为3.37人，家庭住宅面积的平均值为100.36 m2，人均住宅面积为32.56 m2；家庭人均收入均值为2.15，表明大部分家庭人均收入高于所在地的家庭平均收入；年龄均值为2.47，表明大部分被调查者的年龄在25~45岁；文化程度均值为1.54，表明大部分人的受教育程度在大专以下。

表3 主要调查数据基本特征

3.2 家庭特征因素与家庭碳特征量的回归分析

衡阳市城市社区家庭特征与家庭碳排放量的多元回归分析结果如表4所示。由表4可知，衡阳市常住人口与家庭碳排放量具有很强的相关性（p<0.05），样本家庭每增加一个常住人口，家庭月均碳排放量将增多57.330 kg。家庭可支配收入与家庭碳排放量的也具有显著的相关性（p<0.05），家庭可支配收入提升一个级别，家庭月均碳排放量将增加49.380 kg。此外，交通出行方式对家庭碳排放量也有显著的影响（p<0.05），交通出行方式的变化使得碳排放量的变化幅度达9.414 kg。最后，年龄阶段、职业和受教育程度与家庭碳排放量没有显著的相关性，这与杜运伟等对江苏省城市家庭碳排放的研究结论相似，但杜运伟的研究中住宅面积与碳排放量也显著相关[11]。前期对衡阳市的研究中我们发现受教育程度与低碳消费的认知和消费意愿有很强的正相关性，衡阳市师苑新村社区居民受教育程度最高，其低碳消费认知和消费意愿也是最高的，但该社区居民的人均月碳排放量却高于另2个社区。

由表5可知宁德市家庭碳排放量的主要影响因子包括家庭可支配收入和交通出行方式（p<0.05），家庭可支配收入提升一个级别，家庭月均碳排放量将增加52.25 kg，交通出行方式的不同选择会使得家庭碳排放量发生8.644 kg的变化。家庭常住人口、住房面积、年龄阶段、职业和受教育程度与家庭碳排放量没有显著的相关性，不是影响宁德市家庭碳排放量的主要因子。

表5 宁德市家庭人口特征与家庭碳排放的回归分析

家庭可支配收入和交通出行方式均是衡阳市和宁德市家庭碳排放量的主要影响因子，这表明城市经济发展水平与交通区位条件对城市家庭碳排放量具有较大影响。衡阳市是湖南省乃至中南地区的重要交通枢纽，且曾是湖南省第二大城市，其2017年的地区生产总值为3 132.48亿元，是宁德市2017年地区生产总值的1.75倍（宁德市2017年的地区生产总值为1 793.87亿元），这可能是导致2个城市家庭碳排放差异的主要原因。

4 结论

本文以衡阳市和宁德市的217户家庭调查数据为基础，借助消费者生活方式方法模型和回归分析法，明确了区域性中心城市的家庭碳排放特征及主要影响因子。结论如下：（1）衡阳市家庭月均碳排放总量高于宁德市，家庭能耗和交通出行活动产生的碳排放量也高于宁德市，但家庭生活垃圾产生的碳排放量低于宁德市；（2）衡阳市与宁德市城市家庭碳排放均以家庭能耗碳排放量为主，家庭能耗碳排放中又以家庭用电产生的碳排放量最为突出，交通出行活动的碳排放以小汽车出行产生的碳排放量最为突出；（3）通过回归分析发现，家庭可支配收入和交通出行方式是影响衡阳市和宁德市家庭碳排放量的主要因子，但家庭常住人口对衡阳市家庭碳排放同样也有显著的影响，而家庭住宅面积、人均住宅面积、年龄阶段、职业差异以及受教育程度对衡阳市和宁德市家庭碳排放的影响并不显著。