长江中游城市群降碳减污耦合协调度测度与评价

摘要：运用耦合协调模型，测算2009—2022 年长江中游城市群降碳减污耦合协调度；利用Kernel 核密度、基尼系数及其分解方法，分析降碳减污协同发展阶段、时空演进和差异来源。结果表明，时间维度上长江中游城市群降碳减污耦合协调度呈“倒W”趋势的特点，空间维度上大部分城市降碳减污协同处于勉强协同阶段、相邻城市协同发展阶段类似；长江中游城市群降碳减污协同效应总体呈现为处于不平衡状态；长江中游城市群降碳减污协同效应的差异主要来源于城市群之间。因此，缩小城市间差距和积极发挥中心城市的“增长极”作用，成为降碳减污协同增效工作重点。

关键词：降碳减污；耦合协调；时空演化；城市群

基金项目：国家社科基金一般项目“重点城市群协同推进降碳减污的机制阻碍与解决策略研究”（23BGL247）；江西省社科规划项目“长江中游城市群减污降碳协同治理机制研究”（22YJ22）；江西省研究生创新基金项目“长江中游城市群降碳减污协同效应的测度和评价”（Y2023-S704）

“十四五”时期，中国生态文明建设进入以降碳为重点战略方向、推动降碳减污协同增效的关键阶段。 推进降碳减污协同增效不仅是落实碳达峰碳中和重大战略决策的重要行动，亦是推进经济社会实现全面绿色转型的主要手段。然而，一些城市在推进环境治理的过程中仍存在治理效果差异明显的现象，使得推进降碳减污协同增效面临严峻挑战。长江中游城市群作为长江经济带的“龙腰”，其绿色发展方面的推进对推动长江经济带生态优先、 绿色发展形成新动能都具有重要意义。因此，在此背景下，探讨降碳和减污两者间的协调发展关系、时空演进规律、区域差异来源，可切实为长江中游城市群生态环境改善提供理论依据。

1 文献回顾

降碳减污协同指的是减少或控制一类污染物的同时能够减少另一类污染物排放，目前学术界对于降碳减污协同效应的研究主要包括2个方向。一是关于降碳减污协同效应的测度，虽然学者们采用的是模型模拟[1]、构建协同减排坐标系[2]、构建评价指标体系[3]、边际成本法等[4] 不同测度方法，对降碳减污协同效应的测度进行分析，但均能证明污染物与二氧化碳排放呈现显著的协同效应，即“碳污同源”，且都能产生健康效益和降低成本。二是关于降碳减污协同效应的评价，学者们一方面从时空特征和区域差异来评价降碳减污协同效应的发展阶段[5] ，证明了我国城市群降碳减污协同治理存在明显的时空异质性；一方面从影响降碳减污协同效应的主要因素评价，分析环境经济政策和社会经济因素对于降碳减污协同效应的影响程度[6]。因此，学术界关于降碳减污协同效应的研究均为降碳减污协同效应的评价做出了有益探索。

目前，学术界关于降碳减污协同效应的研究成果虽颇为丰硕，但也存在一定的可拓展空间。一是对降碳减污协同测度和评价的研究有待进一步深入和完善；二是对城市层面降碳减污协同发展阶段空间演进和差异来源研究可进一步增多。鉴于此，本文基于耦合协调度模型测度2009—2022 年长江中游城市群降碳减污协同效应，再通过Kernel 核密度、基尼系数及其分解的方法，探讨降碳减污协同效应的时空演进规律和区域差异来源，以期为长江中游城市群生态环境质量改善提供决策参考。

2 研究设计与数据来源

2.1 降碳减污协同增效指标构建

按照耦合理论，碳排放和污染物排放是2个相对独立的子系统，通过系统间要素相互约束、胁迫形成新的协同共生关系。耦合协调度表明，碳排放系统与污染排放系统之间的“关联性”，耦合协调度的数值越大，说明碳排放系统和污染物排放系统之间相互依赖的关系越明显。

本文使用耦合协调度测度降碳减污协同效应指数，为保证信度和测度，借鉴王淑佳等[7]修正后的如式（1）、式（2）、式（3）所示的耦合协调度模型对降碳减污协同效应进行测度。

由于城市碳排放系统和城市污染物排放系统均是负向指标，因此D 数值越小代表降碳减污协同效应越好。参考相关学者的研究[10]，对城市降碳减污耦合协调度进行如表1 所示的阶段性划分。

2.2 研究方法

2.2.1 Kernel 核密度估计

Kernel 核密度估计通常用于描述变量的不均匀分布，如式（4）、式（5）所示，本文应用该方法估计降碳减污协同效应、绝对差异及极化效应。

2.2.2 基尼系数分解

基尼系数常常会将不平衡状况分解为内部差异、子群间差异和超变密度贡献，在测量区域数据差异性中被广泛应用[9]，如式（6）、式（7）、式（8）、式（9）所示。

2.2.3 数据来源

本文的研究数据取自 EPS 数据库，个别年份缺失的数据取自湖北、湖南、江西3 省各城市统计公报并采用线性插值法来弥补，因此研究数据采用的是 2009—2022 年长江中游城市群市级面板数据，考虑数据可得性，剔除了湖北省的天门市、潜江市和仙桃市。

3 实证结果分析

3.1 降碳减污耦合协调度时空演化分析

3.1.1 时序特征分析

本文采用SPSS 27 软件，运用耦合协调度模型计算2009—2022 年长江中游城市群降碳减污耦合协调度。整体来看，长江中游城市群降碳减污协同效应时间特征表现为2 个方面。一是长江中游城市群降碳减污耦合协调度呈现“倒W”趋势，2014 年前后降碳减污耦合协调度的数值相对较小，说明该时期降碳减污协同效应处于较好的协同状态；在2020 年之后，碳减污耦合协调度又趋于下降趋势，降碳减污协同逐渐取得进步。究其原因，湖北省于2014 年开始实施碳排放交易政策的试点，在一定程度上促进了二氧化碳和污染物排放，因此也促进了降碳减污协同减排；随着时间推进，降碳减污耦合协调度又逐渐上升，降碳减污协同治理效果不理想；“十四五”时期以来，国家对推进降碳减污高度重视，使得近年来长江中游城市群降碳减污协同增效取得了一定的进展。二是长江中游城市群降碳减污耦合协调度的数值变化很小，长江中游城市群整体降碳减污协同增效指数集中在0.6～0.7 之间，说明长江中游城市群降碳减污协同度大多处于初级协同阶段，甚至部分城市处于濒临协同阶段，距推进降碳减污协同增效仍有一定距离。

依据如图1 所示的长江中游城市群中不同城市群降碳减污耦合协调度均值折线图，长江中游城市群降碳减污耦合协调度呈现“武汉城市圈﹤环长株潭城市群﹤环鄱阳湖城市群”的特点，表明武汉城市圈降碳减污协同效果优于环长株潭和环鄱阳湖城市群，且该城市圈降碳减污协同阶段处于较好的状态。长江中游城市群降碳减污耦合协调度具体情况为2014 年武汉城市圈降碳减污耦合协调度明显出现下降趋势，究其原因是湖北省作为碳排放交易政策试点地区，在2014 年开始推行碳排放权交易政策，即采用碳排放强度来确定配额的交易模式，提高企业对生态环境保护的积极性，在一定程度上促进了降碳减污协同减排，从而使得2014 年武汉城市圈降碳减污协同效应处于良好的协同阶段；随着时间的推移，政策的效应不再明显，长江中游城市群降碳减污耦合协调度波动上升，逐渐趋于濒临协同状态；环长株潭城市群降碳减污耦合协调度基本与长江中游城市群总体保持一致，耦合协调阶段呈现波动趋势；环鄱阳湖城市群降碳减污协同度高于其他城市群，且协同度几乎未发生改变，降碳减污耦合协调处于勉强协同阶段，究其原因可能是受经济发展落后于武汉、长沙地区的影响，环鄱阳湖城市群在推行降碳减污方面的力度不够所导致的。

3.1.2 空间演化分析

为揭示长江中游城市群降碳减污耦合协调发展阶段的空间演化进程表现，以及探究其整体发展趋势，本文选取了如图2 所示的2010 年、2014 年、2019 年的数据进行降碳减污协同效应核密度演进趋势研究，并基于Kernel 核密度估计模型进行分析，呈现长江中游城市群降碳减污耦合协调发展空间演进特征。从核密度分布曲线的位置来看，研究期间城市群核密度曲线随时间推移呈现波动右移趋势，较为直观地反映出了长江中游城市群降碳减污协同效应经历的明显上升阶段；从核密度曲线的主峰特征来看，峰值在波动中上升，但左边曲线有拖长尾特征，低值区域相对较多，说明长江中游城市群内部降碳减污协同效应的空间分布不规则、差距较大，究其原因可能是由于城市群内大部分城市污染治理关注度、污染治理能力、城市间协同性存在一定差距，受区位因素、城市发展基础的影响所导致；从核密度曲线的形状特征来看，核密度曲线在左侧有隆起的同时，右侧伴有“隆起”，且随着时间推移侧峰向右移动速度加快，说明长江中游城市群部分城市降碳减污协同效应水平不断提升，因此也意味着长江中游城市群内的城市间降碳减污协同效应存在差异趋势。

3.2 降碳减污协同度的空间差异来源

通过基尼系数及其分解方法，计算出长江中游城市群降碳减污耦合协调发展阶段水平的总体差异、内部差异、区间差异及超变密度贡献，结果如图3 所示。从长江中游城市群整体基尼系数结果来看，2009—2022 年长江中游城市群总体基尼系数呈现波动趋势，由2009 年的 0.0684 上升至2011 年的0.0777，再由2012 年0.0777 下降至2018 年的0.0479，2019 年又增长至0.0686，2020—2022 年基尼系数值在0.06 上下波动，说明在这期间长江中游城市群内各城市降碳减污耦合协同发展阶段水平与状态处于波动趋势，原因可能在于“十四五”时期国家对环境治理的重视，使得长江中游城市群响应绿色可持续发展的号召，遵循区域协同发展原则，推动区域降碳减污协同发展；2009—2022 年长江中游城市群内子城市群间的差异贡献值高于城市群内部的差异贡献，说明长江中游城市群降碳减污协同发展阶段水平差异存在于子城市群之间。

从如图4 所示的长江中游城市群内子城市群之间差异贡献变动趋势来看，基尼系数整体上呈现出“武汉城市圈- 环鄱阳湖城市群﹥环长株潭城市群- 环鄱阳湖城市群﹥武汉城市圈- 环长株潭城市群”的特点。其中，武汉城市圈- 环鄱阳湖城市群的基尼系数呈波动变化趋势，且整体接近0.1，表明武汉城市圈- 环鄱阳湖城市群之间降碳减污耦合协调发展阶段关系持不平衡状态，原因可能在于与武汉城市圈- 环长株潭城市群相比，武汉城市圈- 环鄱阳湖城市群之间经济发展水平差距较大，导致武汉城市圈- 环鄱阳湖城市群之间降碳减污耦合协调发展阶段存在较大差异；环长株潭城市群- 环鄱阳湖城市群区域内基尼系数整体上呈波动起伏趋势，且波动的趋势相对较大，表明环长株潭城市群- 环鄱阳湖城市群内降碳减污协同发展阶段关系不稳定，原因在于长沙、株洲、湘潭作为环长株潭城市群主体既具有优越的地理位置，彼此间又联系密度较大、城市发展联系紧密，同时岳阳、益阳等城市与环长株潭城市群- 环鄱阳湖城市群主体城市之间降碳减污耦合协调发展阶段差异较大，使得环长株潭城市群- 环鄱阳湖城市群整体降碳减污耦合协调发展阶段不稳定性增强；武汉城市圈-环长株潭城市群基尼系数整体上呈平稳趋势，城市群之间不平衡状态有所降低，虽在2020年武汉城市圈- 环长株潭城市群内每个子城市群的基尼系数都有所下降，但随着经济好转，城市群内城市间联系加强，降碳减污协同效应差异逐渐缩小。

4 政策建议

4.1 因地制宜制定降碳减污差异化策略

武汉城市圈、环长株潭城市群相对环鄱阳湖城市群而言，重工业发展占比较大，对于能源消费依赖较大，因而在提出降碳减污协同增效的举措时，需注重城市间的发展现状差异，以及考虑各城市的经济水平、发展状况与区位优势，推进区域协同合作，突破 “木桶效应”。如，湖南省的长沙市、湖北省的武汉市等经济发展水平较好的城市，可向经济发展相对落后的城市提供资金、科技等方面的支持，统筹推进长江中游城市群降碳减污协同增效。

4.2 完善降碳减污协同控制体系

将城市群内各城市的排污权政策和碳排放交易政策结合起来，制定完善的减污降碳协同控制体系，促进长江中游城市群降碳减污协同增效。统筹规划，根据城市群内各城市发展实际，适当增加环境规制力度、采取有效的规制工具和调控手段、利用税收制度的积极作用推动长江中游城市群的降碳减污，如增加高耗能企业的税负，奖励使用清洁能源或技术的企业；同时，完善城市群内各城市的污染防治协调机制，避免区域间规划冲突所造成的资源浪费。

4.3 多方面控制能源消耗

长江中游城市群内的各地方政府应加大节能降耗的推进力度，加强能源消费总额控制，如武汉城市圈和环长株潭城市群应加强能源总量控制，全面推动服务业、高端装备制造业的发展；环鄱阳湖城市群应利用自身的区域位置，加快可再生清洁能源基地建设，如长沙市、武汉市可逐步持续性深化新能源发展，同时利用自身先进的非能源技术与江西省丰富的资源类产业融合，推进长江中游城市群内不同子城市群的能源消费结构多样化、合理化，以此达到城市群降碳减污协同增效的目的。

5 结论

上述研究以长江中游城市群为对象，基于耦合协调模型计算2009—2022 年长江中游城市群市级面板数据降碳减污耦合协调度，利用Kernel 核密度和基尼系数分解方法揭示长江中游城市群降碳减污耦合协调发展阶段的时空特征和空间差异来源。① 2009—2022年长江中游城市群降碳减污耦合协调度呈现近似“倒W”的特点，2013 年和2018 年城市群的降碳减污耦合协调发展阶段处于较好的协调阶段；城市群内大部分城市降碳减污的耦合协调发展阶段处于勉强协同阶段，整体变化不大，且相邻城市之间的碳排放和污染物排放的协同度相近。② 2009—2022 年长江中游城市群降碳减污耦合协调发展阶段总体上呈现出处于不平衡状态；长江中游城市群降碳减污耦合协调发展阶段差异主要是来源于子城市群之间，因而缩小城市间差距和积极发挥中心城市的“增长极”作用，成为长江中游城市群降碳减污协同增效的工作重点。

参考文献

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[10] 杨孟阳，唐晓彬.数字金融与经济高质量发展的耦合协调度评价[J].统计与决策，2023，39（3）：126-130.

作者简介

王云霞（1998—），女，汉族，河南鹿邑人，硕士研究生在读，主要研究方向为区域可持续发展。

郭建斌（1983—），男，汉族，陕西旬邑人，副教授，博士，主要研究方向为环境治理。

加工编辑：冯为为

收稿日期：2024-07-24