摘" 要：基于15個新一線城市2006—2021年的面板數(shù)據(jù)，采用超效率SBM模型計算其碳排放效率，通過修改的引力模型構(gòu)建空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)并使用社會網(wǎng)絡(luò)分析法分析其結(jié)構(gòu)，運用QAP回歸模型研究新一線城市空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的影響因素。結(jié)果表明，15個新一線城市碳排放效率的年平均值處于平穩(wěn)上升的勢態(tài);新一線城市碳排放效率表現(xiàn)出穩(wěn)定的的網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)關(guān)系，其整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、個體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征均呈波動上升趨勢;南京、武漢、鄭州、合肥、蘇州、杭州等城市在新一線城市碳排放效率關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中處于主導(dǎo)地位;對外開放程度、科技投入水平、資源稟賦結(jié)構(gòu)、能源利用效率、人口分布特征、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和空間距離關(guān)系對新一線城市碳排放效率的空間關(guān)聯(lián)具有重要影響。

關(guān)鍵詞：碳排放效率;新一線城市;超效率SBM模型;社會網(wǎng)絡(luò)分析法;QAP回歸

中圖分類號：X321" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）26-0022-06

Abstract： Based on the panel data of 15 new first-tier cities from 2006 to 2021， the super-efficiency SBM model is used to calculate their carbon emission efficiency， the modified gravity model is used to construct the spatial association network and the social network analysis method is used to analyze its structure， and the QAP regression model is used to study the influencing factors of the new first-tier urban spatial association network. The results show that the annual average value of carbon emission efficiency of 15 new first-tier cities is rising steadily， and the carbon emission efficiency of new first-tier cities shows a stable network correlation， and the characteristics of overall network structure and individual network structure all show a fluctuating upward trend. Nanjing， Wuhan， Zhengzhou， Hefei， Suzhou， Hangzhou and other cities play a leading role in the correlation network of carbon emission efficiency in new first-tier cities. The degree of opening to the outside world， the level of scientific and technological investment， resource endowment structure， energy use efficiency， population distribution characteristics， industrial structure upgrading， spatial distance relationship have an important impact on the spatial correlation of carbon emission efficiency in new first-tier cities.

Keywords： carbon emission efficiency; new first-tier cities; super-efficiency SBM model; social network analysis; QAP regression

伴隨著“雙碳”戰(zhàn)略的實施，我國學(xué)者對于碳排放的研究也越來越多。碳排放效率指標(biāo)能兼顧環(huán)境因素與經(jīng)濟(jì)因素，直觀體現(xiàn)勞動力、資本等投入要素與碳排放等產(chǎn)出要素間的關(guān)聯(lián)。碳排放效率的影響因素分析更是為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)政策而制定的“風(fēng)向標(biāo)”[1]。城市作為人類生產(chǎn)和生活的中心，其區(qū)域內(nèi)的碳排放量大約占全球碳排放75%～80%，在中國更是碳排放的主體部分[2-3]。由于碳排放的流動不受城市邊界的限制，會隨著空氣流動向周邊城市擴(kuò)散，亦會隨著城市間貿(mào)易往來等生產(chǎn)要素的流動而轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致對整個區(qū)域的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響[4]。目前，新一線城市正處于高速發(fā)展階段，吸納了大量社會資源，伴隨這一過程形成城市間的碳排放效率關(guān)聯(lián)關(guān)系[5]。了解新一線城市內(nèi)部碳排放效率的空間分布變化、厘清城市個體間碳排放的空間關(guān)聯(lián)關(guān)系及其空間結(jié)構(gòu)，有助于“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。

鑒于此，本文基于關(guān)系數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)視角，以15個新一線城市為研究對象，以2006—2021年作為研究時段，采用超效率SBM模型測算其碳排放效率，通過修正引力模型構(gòu)建空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)矩陣，并使用社會網(wǎng)絡(luò)分析法分析其結(jié)構(gòu)，運用QAP回歸模型分析其影響因素，為新一線城市碳減排活動提供科學(xué)參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

1.1.1 超效率SBM模型

本文考慮非期望產(chǎn)出，選擇可變規(guī)模報酬（VRS）[6]，假定有n個決策單位（Decision Making Unit，DMU）的碳排放效率，每個DMU由要素投入m、期望產(chǎn)出r1和非期望產(chǎn)出r2構(gòu)成。向量形式分別表示為x∈Rm，yd∈R，yu∈R;X、Yd和Yu是矩陣，X=[x1，…，xn]∈Rm×n，Yd=[y，...，y]∈R和Yu=[y，…，y]∈R，假設(shè)這些數(shù)據(jù)都是正數(shù)。構(gòu)建的超效率SBM模型表示如式（1）和式（2）所示：

， （1）

1.1.2 修正引力模型

本文采用修正的引力模型[7]來構(gòu)建新一線城市碳排放效率關(guān)聯(lián)關(guān)系矩陣。公式如式（3）所示

Fij=Kij×，Kij=， （3）

式中：Fij為地區(qū)i和j之間碳排放效率聯(lián)系強(qiáng)度;Kij為在地區(qū)i和j之間碳排放效率聯(lián)系的貢獻(xiàn)率;EWP表示碳排放效率指數(shù);Dij為各地區(qū)之間的球面實際距離（km）。

將各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除各指標(biāo)量綱后[8]，計算兩個地區(qū)之間碳排放效率的引力矩陣，再將其轉(zhuǎn)換為用1和0表示兩個地區(qū)之間是否存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的空間關(guān)聯(lián)矩陣。轉(zhuǎn)換公式如式（4）所示

， " " " " （4）

式中：Yij為轉(zhuǎn)換后的兩個地區(qū)之間的碳排放效率引力;n表示地區(qū)個數(shù)。根據(jù)公式（3）—（4）的計算結(jié)果構(gòu)建新一線城市碳排放效率空間引力矩陣Yij=（yij）15×15。若引力值大于矩陣該行的均值，則兩者之間存在空間關(guān)聯(lián)關(guān)系，將其賦值為1;反之，將其賦值為0，對角線均賦值為0，由此得出新一線城市碳排放效率空間關(guān)聯(lián)關(guān)系矩陣（Xij），且（xij）15×15矩陣是非對稱矩陣。

1.1.3" 社會網(wǎng)絡(luò)分析方法

社會網(wǎng)絡(luò)分析是研究社會網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和屬性特征的重要研究方法。本文采用社會網(wǎng)絡(luò)分析方法對新一線城市間的碳排放效率網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的整體網(wǎng)絡(luò)特征、個體網(wǎng)絡(luò)特征進(jìn)行分析，并運用QAP方法[9]分析其影響因素，具體內(nèi)容如下所示：

1）整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征。選用網(wǎng)絡(luò)密度、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)度、網(wǎng)絡(luò)等級度和網(wǎng)絡(luò)效率4個指標(biāo)來衡量新一線城市碳排放效率空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)性，具體指標(biāo)計算公式見表1。網(wǎng)絡(luò)密度反映空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)的疏密程度。網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)度反映空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)健性，通過可達(dá)性來測量。網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)度個數(shù)是指網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點產(chǎn)生空間關(guān)聯(lián)關(guān)系的數(shù)目。網(wǎng)絡(luò)等級度反映各城市在空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中地位的不平等程度，網(wǎng)絡(luò)等級數(shù)值越高，等級越森嚴(yán)。網(wǎng)絡(luò)效率反映網(wǎng)絡(luò)中存在多余關(guān)聯(lián)程度，即在多大程度上存在著多余的聯(lián)系線，用來判定空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中各城市之間的連接效率。

2）個體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征。采用度數(shù)中心度、接近中心度和中介中心度3個指標(biāo)來分析新一線城市碳排放效率空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的個體結(jié)構(gòu)特征，具體指標(biāo)計算公式見表1。度數(shù)中心度直接反映節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的地位，指一個城市與其他城市聯(lián)系度個數(shù)的總和。接近中心度反映脫離控制的能力，接近中心度越高，節(jié)點城市越容易實現(xiàn)碳排放效率相關(guān)要素交流。中介中心度反映控制的程度。經(jīng)過一個點的捷徑數(shù)量越多，其中介中心度越高。

3）QAP回歸模型。采用QAP回歸分析法，構(gòu)建的新一線城市碳排放效率空間網(wǎng)絡(luò)影響因素QAP回歸模型如公式（5）所示

GL=f（X1，X2，X3，X4，X5，X6，X7，X8，X9，X10，X11，X12，X13） ， （5）

式中：因變量為新一線城市碳排放效率網(wǎng)絡(luò)空間關(guān)聯(lián)矩陣（GL），自變量為經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異（X1）、政府干預(yù)程度差異（X2）、對外開放程度差異（X3）、生態(tài)環(huán)境水平差異（X4）、環(huán)境保護(hù)力度差異（X5）、能源利用效率差異（X6）、城鎮(zhèn)化水平差異（X7）、信息化水平差異（X8）、人口分布特征差異（X9）、科技投入水平差異（X10）、資源稟賦結(jié)構(gòu)差異（X11）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級差異（X12）、空間距離關(guān)系（X13）。模型中相關(guān)變量的詳細(xì)定義見表2。

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

本文選擇2022年《城市商業(yè)魅力排行榜》公布的15個新一線城市[11]為研究對象，并以2006—2021年作為研究時段對碳排放效率進(jìn)行測度與分析，研究所需數(shù)據(jù)來源于各地級市統(tǒng)計年鑒、統(tǒng)計公報、中國城市統(tǒng)計年鑒、科技統(tǒng)計年鑒、各城市環(huán)境公報和政府工作報告以及中國碳核算數(shù)據(jù)庫（China Emission Accounts and Datasets， CEADs），通過核算與折算得到，城市之間的地理距離用ArcGIS計算而得。其中對于少量缺失值，出于完整性和時效性的考慮，本文選擇四項移動平均法進(jìn)行插補(bǔ)，平滑掉突然波動的影響，以保證插補(bǔ)結(jié)果的合理性。其中碳排放效率測算指標(biāo)體系見表3。

2 結(jié)果與分析

2.1 新一線城市碳排放效率分析

運用超效率SBM模型，通過DEA-Solver 13.0軟件測算2006—2021年新一線城市的碳排放效率值，測算結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，2006—2021年間，15個新一線城市碳排放效率的年平均值處于平穩(wěn)的勢態(tài)，均值為0.937，表明這些年來新一線城市對碳排放效率的控制能力較好。由圖1可知，東莞、佛山、合肥、蘇州、長沙等城市的碳排放效率值變化趨勢穩(wěn)定波動且均大于1，即達(dá)到有效水平，表明這些城市在保證經(jīng)濟(jì)正常發(fā)展的同時又注重對碳排放量的控制。此外，天津和西安兩個城市的碳排放效率值在小范圍內(nèi)波動，其平均碳排放效率均低于0.6，具有較大碳減排潛力，是我國碳減排政策應(yīng)重點關(guān)注的對象。

2.2" 新一線城市空間關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)特征

基于測算出的2006—2021年各城市碳排放效率，運用修正引力模型構(gòu)建空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)矩陣，利用UCINET 6.0軟件[14]計算并分析其空間結(jié)構(gòu)演化特征。

2.2.1" 整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)表4的計算結(jié)果可知，新一線城市碳排放效率的空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度呈波動上升趨勢，從2006年的0.166 7上升至2021年的0.171 4。從空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)特征看，新一線城市碳排放效率網(wǎng)絡(luò)等級度由0.195 7波動提升至0.205 1，表明各城市間網(wǎng)絡(luò)等級進(jìn)一步集中;新一線城市碳排放效率網(wǎng)絡(luò)效率呈現(xiàn)波動下降趨勢，由2006年的0.750 0下降到2021年的0.714 3，表明新一線城市碳排放效率空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的提升。

2.2.2" 個體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)計算結(jié)果對各城市度數(shù)中心度（DC）、接近中心度（CC）、中介中心度（BC）進(jìn)行分析，以考察新一線城市碳排放效率空間關(guān)聯(lián)個體網(wǎng)絡(luò)特征，測算結(jié)果見表5。

從度數(shù)中心度來看，南京、合肥、蘇州、杭州、鄭州、寧波和武漢這7個城市的度數(shù)中心度穩(wěn)居新一線城市前列，受益于經(jīng)濟(jì)與地理位置等因素，在新一線城市碳排放效率空間網(wǎng)絡(luò)中相對活躍。從接近中心度來看，長沙、武漢、鄭州、寧波、杭州、蘇州、南京、合肥這些城市在新一線城市碳排放效率空間網(wǎng)絡(luò)中的距離相對其他城市距離較近，能與其他城市快速產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，發(fā)揮傳導(dǎo)效應(yīng)。從中介中心度來看，武漢、鄭州、南京、合肥這些城市的中介中心度位于前列，在整個新一線城市碳排放效率空間網(wǎng)絡(luò)中處于相對控制地位，是控制新一線城市碳排放效率傳導(dǎo)的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。

2.3" 新一線城市碳排放效率空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)影響因素分析

以2021年為研究樣本期，運用UCINET 6.0軟件，選取10 000次隨機(jī)置換，最終得出新一線城市碳排放效率空間關(guān)聯(lián)矩陣影響因素的QAP回歸結(jié)果，回歸結(jié)果見表6。

由表6可知，調(diào)整后的可決系數(shù)（R2）為0.438，表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異、政府干預(yù)程度差異、對外開放程度差異、生態(tài)環(huán)境水平差異、環(huán)境保護(hù)力度差異、能源利用效率差異、城鎮(zhèn)化水平差異、信息化水平差異、人口分布特征差異、科技投入水平差異、資源稟賦結(jié)構(gòu)差異、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級差異、空間距離關(guān)系等13個因素大約可以解釋中國新一線城市碳排放效率空間關(guān)聯(lián)效應(yīng)的43.8%。

具體來看，對外開放程度差異、科技投入水平差異、資源稟賦結(jié)構(gòu)差異的回歸系數(shù)均在5%的統(tǒng)計水平上顯著且為正數(shù)，說明各城市節(jié)點變量差異越大越容易促進(jìn)碳排放效率關(guān)聯(lián)關(guān)系?？臻g距離關(guān)系回歸系數(shù)在1%的統(tǒng)計水平上顯著且為負(fù)數(shù)，說明各城市間的距離越近越容易產(chǎn)生碳排放效率聯(lián)系。能源利用效率差異、人口分布特征差異、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級差異的回歸系數(shù)均在10%的統(tǒng)計水平上顯著且為負(fù)數(shù)，說明各城市節(jié)點變量差異縮小有利于空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的形成。在觀察年份下經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異、政府干預(yù)程度差異、信息化水平差異、生態(tài)環(huán)境水平差異、環(huán)境保護(hù)力度差異、城鎮(zhèn)化水平差異的回歸系數(shù)不顯著，說明這些因素不利于新一線城市碳排放效率空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的形成。

3" 結(jié)論

本文使用超效率SBM模型對2006—2021年15個新一線城市的碳排放效率進(jìn)行測度，通過修改的引力模型構(gòu)建空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)并使用社會網(wǎng)絡(luò)分析法分析其結(jié)構(gòu)，采用QAP回歸模型對其空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)影響因素進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

1）2006—2021年間，15個新一線城市碳排放效率的年平均值處于平穩(wěn)上升的勢態(tài)，均值為0.937，東莞、佛山、合肥、蘇州、長沙等城市的碳排放效率值變化趨勢穩(wěn)定波動且均大于1。此外，天津和西安兩個城市的碳排放效率值在小范圍內(nèi)波動，其平均碳排放效率均低于0.6，具有較大碳減排潛力。

2）從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征分析，新一線城市碳排放效率表現(xiàn)出穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)關(guān)系，2006—2021年間各城市的網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)聯(lián)系度個數(shù)、網(wǎng)絡(luò)密度、網(wǎng)絡(luò)等級度和網(wǎng)絡(luò)效率總體呈波動上升趨勢。南京、武漢、鄭州、合肥、蘇州、杭州等城市在新一線城市碳排放效率關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中處于主導(dǎo)地位，能夠在一定程度上吸收其他城市的相關(guān)資源和要素，使其碳排放效率維持穩(wěn)定高水平。

3）根據(jù)QAP回歸分析，對外開放程度、科技投入水平、資源稟賦結(jié)構(gòu)等因素對新一線城市碳排放效率的空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有正向影響作用，能源利用效率、人口分布特征、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、空間距離關(guān)系等因素對新一線城市碳排放效率的空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有負(fù)向影響作用，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、政府干預(yù)程度、信息化水平、生態(tài)環(huán)境水平、環(huán)境保護(hù)力度、城鎮(zhèn)化水平等因素對新一線城市碳排放效率空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的影響不顯著。

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作者簡介：江婷（1999-），女，碩士。研究方向為大數(shù)據(jù)與人工智能。