居民收入与生活用能的碳排放联合动态性研究.pdf

居民收入与生活用能的碳排放 联合动态性研究 汝醒君 苏利阳 * 摘 要 本 文 基 于 马 尔 科 夫 链 多 步 转 移 矩 阵 首 先 探 索1994-2013 年 间 我 国30 个 地 区 的 居 民 收 入 和 生 活 用 能 碳 排 放 联 合 动 态 演 进 路 径 ， 并 对 产 生 这 种 联 合 动 态 演 进 路 径 的 原 因 进 行 解 释 ， 然 后 对 各 地 区 居 民 生 活 用 能 碳 排 放- 收 入 的 长 期 稳 定 状 态 进 行 预 测 ， 研 究 发 现 高 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 、 中 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 地 区 的 状 态 最 稳 定 ， 且 高 收 入 地 区 更 倾 向 于 保 持 原 有 的 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 水 平 ； 中 生 活 用 能 碳 排 放- 低 收 入 和 中 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 地 区 生 活 用 能 碳 排 放 转 移 方 向 均 具 有 双 向 性 特 征 ， 但 是 两 者 向 高 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 的 概 率 更 大 ； 高 生 活 用 能 碳 排 放- 低 收 入 和 高 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 地 区 生 活 用 能 碳 排 放 会 保 持 在 高 排 放 状 态 或 者 向 中 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 。 长 期 来 看 ， 中 等 收 入 地 区 更 有 可 能 稳 定 于 中 生 活 用 能 碳 排放状态 ， 高收入地区居民生活用能碳排放可能出现两极分化现象 。 关键词 马尔科夫链 ； 生活用能碳排放 ； 居民收入 ； 联合动态演进 随 着 中 国 经 济 快 速 发 展 、 居 民 生 活 水 平 日 益 提 升 ， 我 国 居 民 生 活 用 能 量 以 及 生 活 用 能 碳 排 放 量 日 益 增 加 。 据 中 国 统 计 年 鉴 数 据 显 示 ， 2000-2013 年 间 我 国 居 民 生 活 用 能 总 量 增 长 了 1.73 倍 ， 年 均 增 长 率 为8.02 。 发 达 国 家 居 民 生 活 用 能 占 总 能 源 消 费 比 重 一 般 高 于20 （ 陈 利 顺 ， 2009 ） ， 而2013 年 我 国 该 比 重 仅 为10.92 ， 因 此 我 国 居 民 生 活 用 能 总 量 仍 存 在 巨 大 增 长 潜 力 。 作 为 能 源 消 耗 和 碳 排 放 的 重 要 来 源 ， 居 民 生 活 用 能 消 费 和 碳 排 放 应 该 是 当 前 节 能 减 排 工 作的重点关注领域 （Wei et al. ， 2007 ） 。 * 汝 醒 君 ， 杭 州 电 子 科 技 大 学 管 理 学 院 ， 邮 政 编 码 310018 ， 电 子 信 箱 rxj 1986 163 .com ； 苏 利 阳 ， 中 国 科 学 院 科 技政策与管理科学研究所， 邮政编码 100190 ， 电子信箱 。 本 文 是 浙 江 省 哲 学 社 会 科 学 规 划 重 点 课 题 “ 基 于 消 费 行 为 视 角 的 区 域 性 碳 排 放 测 定 及 演 化 机 理 研 究 以 浙 江 省 为 例 ” （ 16 NDJC 002 Z ） 、 杭 州 电 子 科 技 大 学 “ 管 理 科 学 与 工 程 ” 浙 江 省 高 校 人 文 社 科 重 点 研 究 基 地 项 目 “ 雾 霾 治 理 背 景 下 的 浙 江 城 市 居 民 PM 2 . 5 减 排 行 为 影 响 因 素 与 形 成 机 理 研 究 ” （ ZD 07 - 201603 ） 的 阶 段 性 成 果 。 感 谢 匿 名 审 稿 人 提出的宝贵意见。 文责自负。 汝醒君 苏利阳 居民收入与生活用能的碳排放联合动态性研究 DOI10.19511/ki.jee.2016.02.004 362016 年第 2 期 一、 文献综述 正 确 认 识 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 的 关 键 影 响 因 素 是 实 现 有 效 减 排 的 前 提 ， 目 前 学 术 界 已 对 该 问 题 进 行 了 大 量 理 论 与 实 证 研 究 ， 研 究 结 果 显 示 生 活 用 能 碳 排 放 是 多 种 因 素 共 同 作 用 的 结 果 ， 主 要 影 响 因 素 包 括 居 民 收 入 水 平 、 能 源 结 构 、 人 口 规 模 、 技 术 发 展 水 平 等 （Feng et al. ， 2011 ； 冯 玲 等 ， 2011 ； 贺 仁 飞 等 ， 2012 ； 汪 东 等 ， 2012 ； 汪 臻 、 汝 醒 君 ， 2015 ； 陈 诗 一 、 陈 登 科 ， 2016 ） 。 居 民 收 入 水 平 对 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 存 在 显 著 的 正 向 影 响 效 益 （Feng et al. ， 2011 ； 岳 婷 、 龙 如 银 ， 2014 ； 曲 建 升 等 ， 2014 ） 。 不 同 收 入 水 平 的 居 民 所 关 注 的 生 活 用 能 消 费 重 点 不 同 ， 如 满 足 基 本 生 活 需 求 、 追 求 更 舒 适 的 生 活 、 增 加 生 活 娱 乐 项 目 等 ， 因 此 他 们 会 呈 现 出 不 同 的 生 活 能 源 消 费 特 征 （Feng et al. ， 2011 ） 。 还 有 一 些 研 究 从 区 域 发 展 视 角 探 讨 区 域 经 济 发 展 与 碳 排 放 的 关 系 ， 这 些 研 究 一 致 认 为 区 域 经 济 发 展 对 碳 排 放 具 有 显 著 影 响 ， 由 于 资 源 禀 赋 、 经 济 基 础 、 能 源 效 率 与 产 业 结 构 等 因 素 差 异 ， 碳 排 放 存 在 明 显 的 区 域 差 异 性 （ 谭 丹 、 黄 金 贤 ， 2008； 张 雷 等 ， 2010 ； 赵 云 泰 等， 2011 ） ， 但也存在一定的空间相关性 （ 徐英夕 ， 2013； 陈志建等 ， 2015 ） 。 目 前 ， 关 于 中 国 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 的 研 究 大 多 关 注 两 个 方 面 ， 一 方 面 是 上 文 描 述 的 生 活 用 能 碳 排 放 影 响 因 素 识 别 ； 另 一 方 面 是 基 于 区 域 发 展 视 角 的 省 域 生 活 能 源 消 费 结 构 和 人 均 生 活 用 能 的 空 间 差 异 性 及 相 关 性 研 究 （ 李 艳 梅 、 张 雷 ， 2008 ； 王 妍 、 石 敏 俊 ， 2009 ； 岳 婷 、 龙 如 银 ， 2014 ） ， 少 有 研 究 从 区 域 发 展 视 角 对 各 地 区 居 民 收 入 水 平 和 生 活 用 能 碳 排 放 进 行 联 合 性 动 态 分 析 。 本 文 将 借 助 于Markov 链 描 述 居 民 收 入 与 生 活 用 能 碳 排 放 关 系 的 联 合 动 态 转 移 机 制 ， 并 着 重 回 答 以 下 问 题 既 然 居 民 收 入 和 生 活 用 能 碳 排 放 之 间 具 有 正 向 关 系 ， 那 么 ， 在 居 民 收 入 水 平 变 化 的 过 程 中 生 活 用 能 碳 排 放 是 如 何 动 态 变 化 的 生 活 用 能 碳 排 放 与 居 民 收 入 达 到 峰 值 之 后， 二者之间的关系是否会趋于稳定 如果趋于稳定的话 ， 这种最终稳定关系是怎样的 二 、 理论模型和变量说明 （ 一 ） 理论模型 Markov 链 如 果 在 任 意 时 刻 ， 随 机 过 程 X i 都 可 以 以 固 定 概 率 P ij 从 所 处 状 态i 转 移 到 状 态 j ， 也 就 是 说 ， 对于状态空间中所有的状态i 0 i 1 i 2  i n ， 有 P{X n 1 j|X n i n . X 1 i 1 X 0 i 0 } P ij ， 可以称 该 随 机 过 程 为 马 尔 科 夫 （Markov ） 链 。 在Markov 链 中 ， 假 设 系 统 状 态 在t 时 刻 为 E n ， 则 在 y 时 刻 （y t ） 的 系 统 状 态 只 与t 时 刻 的 系 统 状 态E n 有 关 。 由 初 始 状 态i 转 移 到 状 态 j 的 概 率 P ij 叫 状 态 转 移 概 率 。 假 设 多 步 转 移 矩 阵P n ij （n1） 的 概 率 是P n ij P{X mn j|X m i} ， 那 么 多 步 转 移 概 率 为 P n m ij å k 0 ¥ P n ik P m kj n，m 0 （1 ） 37通过Markov 链多步转移概率可以预测某一经济现象未来最可能出现的状态 。 （ 二 ） 变量说明及数据来源 本 文 选 择1994-2013 年 作 为 目 标 研 究 年 份 ， 其 中 居 民 收 入 指 标 以 地 区 居 民 可 支 配 收 入 作 为 代 理 变 量 ， 该 数 据 来 源 于 相 应 年 份 的 中 国 统 计 年 鉴 。 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 量 根 据 相 应 年 份 的 中 国 能 源 统 计 年 鉴 中 各 地 区 的5 大 类 生 活 能 源 （ 煤 炭 、 石 油 、 天 然 气 、 热 力 和 电 力 ） 的 消 费 量 乘 以 各 自 的 碳 排 放 系 数 计 算 获 得 ， 煤 炭 、 石 油 、 天 然 气 的 碳 排 放 系 数 参 考IPCC 温 室 气 体 清 单 指 南 。 需 要 注 意 的 是 电 力 和 热 力 作 为 二 次 能 源 消 费 ， 针 对 两 者 的 碳 排 放 量 计 算 应 该 区 分 能 源 生 产 、 转 换 与 终 端 消 费 过 程 中 所 包 含 的 化 石 能 源 消 耗 。2013 年 我 国 以 燃 煤 为 主 的 火 力 发 电 占 总 发 电 量 的80.4 ， 在 电 力 生 产 过 程 中 消 耗 了 大 量 煤 、 石 油 、 天 然 气 等 一 次 能 源 ， 因 此 ， 本 文 将 参 考 汪臻 （2012 ） 的电力和热力碳排放系数估算方法对各地区目标年份的碳排放系数进行估算 。 三、 居民收入与生活用能碳排放联合动态关系研究 （ 一 ） 定义状态空间 本 文 中 各 地 区 所 处 的 状 态 类 型 将 由 居 民 收 入 和 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 水 平 共 同 表 征 ， 因 此 ， 首 先 要 对 居 民 收 入 和 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 两 个 属 性 状 态 进 行 划 分 。 依 据 田 成 诗 和 亓 伟 （2014 ） 提 出 的 划 分 方 法 ， 本 文 将 居 民 收 入 和 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 分 别 划 分 为 高 、 中 、 低 三 个 等 级 ， 分 别 为 大 于 全 国 平 均 水 平125 的 地 区 、 处 于 全 国 平 均 水 平 的75-125 之 间 的 地 区 、 小 于 全 国 平 均水平的75 的地区 。由此得到生活用能碳排放- 收入水平的9 种状态S1- S9 ① 。 （ 二 ） 估计转移矩阵 在Markov 链 中 状 态 转 移 矩 阵 要 求 经 济 变 量 具 有 稳 定 的 发 展 趋 势 ， 即 要 求 具 有 遍 历 性 。 通 过 观 察 中 国 统 计 年 鉴 中1994-2013 年 间 中 国 各 地 区 居 民 可 支 配 收 入 ， 发 现 该 时 期 内 各 地 区 居 民 收 入 水 平 持 续 稳 定 增 长 ， 基 本 满 足Markov 链 的 遍 历 性 要 求 。 因 此 ， 可 以 以 离 散 随 机 过 程 模 拟 居 民 生 活 用 能 碳 排 放- 收 入 的 动 态 变 化 过 程 ， 实 际 上 ， 该 模 型 中 的 生 活 用 能 碳 排 放- 收 入 水 平 状 态演变是一个满足二变量状态空间的Markov 链 。 求 各 状 态 的 转 移 概 率 是 进 行Markov 链 分 析 的 关 键 ， 可 以 用 最 大 似 然 法 估 计 两 个 状 态 间 的 转 移 概 率 。 在 对 中 国30 个 地 区 （ 不 包 含 港 、 澳 、 台 和 西 藏 地 区 ） 进 行 状 态 分 类 后 ， 可 通 过 下 式 获 得状态转移概率 P ij X ij X i （2 ） 其中 ，X i 是处于转移开始状态i 的地区数量 ，X ij 是状态i 转移到状态 j 的地区数量 。 ① 分 别 为 低 碳 排 放 - 低 收 入 S 1 、 低 碳 排 放 - 中 收 入 S 2 、 低 碳 排 放 - 高 收 入 S 3 、 中 碳 排 放 - 低 收 入 S 4 、 中 碳 排 放 - 中 收入 S 5 、 中碳排放 - 高收入 S 6 、 高碳排放 - 低收入 S 7 、 高碳排放 - 中收入 S 8 、 高碳排放- 高收入 S 9 。 汝醒君 苏利阳 居民收入与生活用能的碳排放联合动态性研究 382016 年第 2 期 对 中 国30 个 地 区1994-2013 年 的 居 民 生 活 用 能 碳 排 放- 收 入 进 行 逐 年 分 类 ， 发 现 各 类 居 民 生 活 用 能 碳 排 放- 收 入 在 有 些 相 邻 年 份 基 本 没 有 变 化 ， 因 此 本 文 仅 选 取 有 显 著 居 民 生 活 用 能 碳 排 放- 收 入 状 态 移 动 的 年 份 作 为 观 察 各 地 区 居 民 收 入 与 生 活 用 能 联 合 动 态 分 析 的 基 础 ， 这 些 年 份分别为 1994 、 1997 、 2002 、 2007 和2013 年 。 根 据 状 态 划 分 标 准 可 以 将1997 年 中 国 各 地 区 状 态 划 分 如 下 低 生 活 用 能 碳 排 放- 低 收 入 地 区 有4 个 ， 分 别 为 安 徽 、 广 西 、 江 西 和 重 庆 ； 低 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 地 区 有2 个 ， 分 别 是 海 南 和 山 东 ； 低 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 有3 个 ， 分 别 为 福 建 、 江 苏 和 浙 江 ； 中 生 活 用 能 碳 排 放- 低 收 入 有6 个 ， 分 别 为 河 南 、 湖 南 、 内 蒙 古 、 山 西 、 四 川 和 云 南 ； 中 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 有3 个 ， 分 别 为 黑 龙 江 、 湖 北 和 吉 林 ； 中 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 有1 个 ， 为 广 东 ； 高 生 活 用 能 碳 排 放- 低 收 入 有5 个 ， 分 别 为 甘 肃 、 贵 州 、 宁 夏 、 青 海 和 山 西 ； 高 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 有2 个 ， 分 别 为 河 北 和新疆 ； 高生活用能碳排放- 高收入有4 个 ， 分别为北京 、 辽宁 、 上海和天津 。 各 地 区2002 年 的 状 态 如 下 低 生 活 用 能 碳 排 放- 低 收 入 地 区 有2 个 ， 分 别 为 广 西 和 江 西 ； 低 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 地 区 有2 个 ， 分 别 是 海 南 和 湖 南 ； 低 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 有3 个 ， 分 别 为 江 苏 、 山 东 和 浙 江 ； 中 生 活 用 能 碳 排 放- 低 收 入 有5 个 ， 分 别 为 安 徽 、 河 南 、 陕 西 、 四 川 和 云 南 ； 中 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 有4 个 ， 分 别 为 黑 龙 江 、 吉 林 、 内 蒙 古 和 重 庆 ； 中 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 有2 个 ， 为 福 建 和 广 东 ； 高 生 活 用 能 碳 排 放- 低 收 入 有5 个 ， 分 别 为 甘 肃 、 贵 州 、 宁 夏 、 青 海 和 山 西 ； 高 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 有3 个 ， 分 别 为 河 北 、 湖 北 和 新 疆 ； 高 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 有4 个 ， 分 别 为 北 京 、 辽 宁 、 上 海 和 天 津 。 由 式 （1 ） 和 式 （2 ） 得 到1997-2002 年 的 一 步 状 态 转 移 矩阵如表1 所示 表 1 1997 - 200 2 年居民生活用能碳排放 - 收入一步状态转移矩阵 状态 S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 S 8 S 9 S 1 1 / 2 0 0 0 0 0 0 0 0 S 2 0 1 / 2 0 0 0 0 0 0 0 S 3 0 1 / 2 2 / 3 1 / 6 0 0 0 0 0 S 4 1 / 4 0 0 2 / 3 0 0 0 0 0 S 5 1 / 4 0 0 0 2 / 3 0 0 0 0 S 6 0 0 1 / 3 0 0 1 0 0 0 S 7 0 0 0 0 0 0 1 0 0 S 8 0 0 0 1 / 6 1 / 3 0 0 1 0 S 9 0 0 0 0 0 0 0 0 1 （ 三 ） 结果 分析 依 据 同 样 的 方 法 ， 分 别 对30 个 地 区1994 、 1997 、 2002 、 2007 和2013 年 的 居 民 可 支 配 收 入 及 生 活 用 能 碳 排 放 进 行 状 态 分 组 ， 根 据 分 组 情 况 及 各 地 区 的 状 态 变 化 ， 得 到 类 似 于 表1 的4 个 状 39态 转 移 矩 阵 （ 分 别 为 1994-1997 、 1997-2002 、 2002-2007 、 2007-2013 ） ， 然 后 把 各 转 移 矩 阵 依 次 相乘 ， 就得到1994 年到2013 年的多步转移矩阵 ， 如表2 所示 。 表 2 1994 - 2013 年居民生活用能碳排放 - 收入多步状态转移矩阵 状态 S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 S 8 S 9 S 1 0 . 188 0 . 083 0 . 013 0 0 0 0 0 0 S 2 0 . 203 0 . 133 0 . 009 0 . 148 0 . 130 0 0 . 111 0 . 083 0 S 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S 4 0 . 139 0 . 096 0 0 . 148 0 0 0 . 222 0 . 099 0 S 5 0 . 339 0 . 235 0 . 028 0 . 225 0 . 469 0 0 . 111 0 . 245 0 S 6 0 . 042 0 . 356 0 . 950 0 . 278 0 1 0 . 000 0 . 046 0 S 7 0 0 0 0 0 0 0 . 333 0 . 111 0 S 8 0 . 069 0 . 075 0 0 . 154 0 . 309 0 0 . 222 0 . 336 0 S 9 0 . 021 0 . 022 0 0 . 046 0 . 093 0 0 0 . 079 1 为 了 便 于 分 析 ， 我 们 基 于 不 同 收 入 水 平 下 的 状 态 转 移 情 况 将 状 态 转 移 矩 阵 划 分 为 三 个 模 块 ， 其 中 ， 表2 的 横 行 代 表 初 始 状 态 ， 列 栏 代 表 最 终 状 态 。 假 设 表2 的 第1-3 行 为 模 块A， 第4 -6 行为模块B ， 第7 -9 行为模块C 。 由表2 得到如下结论 （1 ） 高 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 、 中 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 地 区 的 状 态 最 稳 定 。 状 态 转 移 矩 阵 对 角 线 上 的 值 表 示 某 类 地 区1994-2013 年 的 生 活 用 能 碳 排 放- 收 入 状 态 保 持 不 变 的 概 率 。 由 数 值 可 见 ， 保 持 高 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 和 中 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 状 态 的 概 率 最 大 。 也 就 是 说 ， 我 国 处 于 高 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 和 中 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 状 态 中 的 地 区 收 入 与 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 最 不 易 发 生 转 移 ， 这 些 地 区 的 收 入 水 平 和 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 水 平 将 在 很 长 一 段 时 间 里 保 持 在 该 状 态 ， 居 民 更 愿 意 为 选 择 舒 适 的 生 活 方 式 （ 如 热 水 、 供 暖 、 供 热 等 ） 付 出 代 价 （ 如 购 买 空 调 、 取 暖 器 等 ， 并 增 加 这 些 高 耗 能 电 器 的 使 用 频 率 ） 。 需 要 注 意 的 是 ， 高 收 入 地 区 居 民 更 倾 向 于 使 用 清 洁 高 效 的 生 活 能 源 （ 如 电 力 和 天 然 气 等 ） ， 这 些 能 源 消 耗 数 据 可 以 通 过 各 种 途 径 获 取 ， 而 低 收 入 地 区 城 市 化 率 相 对 较 低 ， 还 有 大 量 的 居 民 生 活 在 农 村 ， 这 些 居 民 生 活 用 能 可 能 更 多 的 来 自 于 低 效 高 污 染 的 生 物 质 能 ， 但 是 由 于 居 民 消 费 能 源 统 计 数 据 中 未 包 含 生 物 质 能 使 用 量 ， 因 此 造 成 了 目 前 高 收 入 地 区 居 民 生 活 用 能 长 期 处 于 高 碳 排 放 状 态 的 判断 。 （2 ） 低 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 地 区 随 着 收 入 水 平 的 提 高 其 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 水 平 也 会 发 生 变 化 。 模 块A 为 低 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 地 区 的 状 态 转 移 概 率 ， 由 模 块A 可 知 ， 低 生 活 用 能 碳 排放 －低 收入 地区 继续 停留 在低 生活 用能 碳排 放状 态的 概率 为0.391 （0.1880.2030 ） 。 处于 高 收 入 和 中 收 入 状 态 的 低 生 活 用 能 碳 排 放 地 区 仍 旧 保 持 低 消 费 排 放 水 平 的 概 率 较 小 低 生 活 用 能 碳 排 放 － 中 收 入 地 区 继 续 停 留 在 低 消 费 排 放 状 态 的 概 率 为0.216 （0.0830.1330 ） ， 低 生 活 用 汝醒君 苏利阳 居民收入与生活用能的碳排放联合动态性研究 402016 年第 2 期 能碳排放－高收入地区继续停留在低消费排放状态的概率为0.0220.0130.090 。 低 生 活 用 能 碳 排 放 地 区 可 能 转 移 进 入 中 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 ， 甚 至 呈 现 跳 跃 式 发 展 直 接 进 入 高 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 。 在 排 除 状 态 不 变 的 情 况 下 ， 低 生 活 用 能 碳 排 放 － 高 收 入 地 区 转 移 向 中 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 的 概 率 为0.978 ， 这 说 明 对 于 高 收 入 地 区 而 言 ， 低 生 活 用 能 碳 排 放 仅 是 一 个 短 暂 的 过 渡 状 态 ， 高 收 入 地 区 必 然 会 向 中 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 。 低 生 活 用 能 碳 排 放 － 中 收 入 地 区 进 入 中 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 和 高 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 的 概 率 分 别 为0.687 （0.0960.2350.356 ） 和0.097 （00.0750.022 ） ， 这 说 明 中 等 收 入 地 区 居 民 的 生 活 能 源 需 求 和 碳 排 放 潜 力 很 大 ， 更 有 可 能 向 中 、 高 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 。 低 生 活 用 能 碳 排 放 － 低 收 入 地 区 进 入 中 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 和 高 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 的 概 率 分 别 为0.520 （0.1390.3390.042 ） 和0.090 （00.0690.021 ） 。 （3 ） 模块B 中的 中生 活用 能碳 排放- 低收 入和 中生 活用 能碳 排放- 中收 入地 区生 活用 能碳 排 放 转 移 方 向 均 具 有 双 向 性 特 征 ， 但 是 两 者 向 高 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 的 概 率 更 大 。 对 于 中 生 活 用 能 碳 排 放- 低 收 入 地 区 而 言 ， 其 向 高 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 的 概 率 为0.201 ， 向 低 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 的 转 移 概 率 为0.148 ； 对 于 中 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 地 区 而 言 ， 一 方 面 该 地 区 可 能 以0.130 的 概 率 向 低 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 ， 但 是 该 地 区 更 倾 向 于 向 高 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 ， 转 移 概 率 为0.399 （00.3090.093 ） ， 这 说 明 居 民 生 活 水 平 的 提 高 会 带 来 居 民 对 生 活 能 源 需 求 量 的 大 幅 增 长 以 及 大 量 的 碳 排 放 ， 中 、 低 收 入 地 区 的 居 民 生 活 能 源 需 求 和 碳 排 放潜力很大 。 （4 ） 模块C 中的 高生 活用 能碳 排放- 低收 入和 高生 活用 能碳 排放- 中收 入地 区生 活用 能碳 排 放 保 持 在 高 排 放 状 态 的 概 率 分 别 为0.556 和0.526 ， 他 们 也 存 在 向 中 、 低 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 的 可 能 性 ， 但 是 这 两 个 区 域 向 相 邻 的 中 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 的 概 率 要 远 大 于 跨 越 式 状 态 转 移 的 概 率 。 其 中 ， 高 生 活 用 能 碳 排 放- 低 收 入 地 区 向 中 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 和 低 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 的 概 率 分 别 为0.333 和0.111 ； 高 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 地 区 向 中 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 和 低 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 的 概 率 分 别 为0.390 和0.083 。 这 说 明 ， 随 着 社 会 经 济 的 发 展 ， 高 生 活 用 能 碳 排 放- 低 收 入 地 区 居 民 逐 步 转 变 生 活 用 能 习 惯 ， 例 如 从 使 用 传 统 的 生 物 燃 料 （ 如 秸 秆 等 ） 向 更 清 洁 高 效 的 煤 炭 、 天 然 气 和 电 力 能 源 转 变 ， 使 得 该 地 区 向 中 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 ； 此 外 ， 高 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 地 区 居 民 拥 有 更 宽 裕 的 资 金 条 件 ， 他 们 更 有 能 力 并 可 能 更 愿 意 尝 试 改 变 生 活 用 能 结 构 （ 如 从 煤 炭 转 向 更 清 洁 高 效 的 天 然 气 和 电 力 ） 和 使 用 更 加 节 能环保的日常生活电器 。 （5 ） 高 收 入 地 区 更 倾 向 于 保 持 原 有 的 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 水 平 ， 这 些 地 区 经 济 水 平 的 持 续 增 长 将 会 带 来 更 多 的 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 。 值 得 注 意 的 是 ， 低 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 地 区 维 持 原 始 状 态 的 概 率 为0 ， 在 收 入 水 平 不 变 的 前 提 下 ， 该 地 区 向 中 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 转 移 的 概 41率为0.95 ， 这说明该地区居民仍有很大的生活能源消费和碳排放潜力 。 （ 四 ） 低生活用能碳排放 - 低收入地区的典型演进路径 本 文 中 的 演 进 路 径 是 指 居 民 收 入 保 持 增 长 ， 生 活 用 能 碳 排 放 量 的 最 可 能 变 化 规 律 ， 而 不 考 虑 收 入 不 变 或 降 低 的 情 况 。 通 过 比 较 状 态 转 移 矩 阵 中 概 率 的 大 小 可 以 发 现 ， 低 生 活 用 能 碳 排 放- 低 收 入 地 区 最 有 可 能 的 演 进 路 径 为 以0.339 的 概 率 进 入 到 中 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 状 态 ， 转 移 到 此 状 态 的 概 率 最 大 。 中 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 状 态 又 以0.309 的 概 率 进 入 高 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 状 态 ， 最 后 高 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 状 态 以0.336 的 概 率 停 留 在 原 状 态 或 者以0.079 的概率进入高生活用能碳排放- 高收入状态 。 上 述 状 态 转 移 规 律 又 可 表 述 如 下 处 于 生 活 用 能 碳 排 放 、 收 入 双 低 地 区 的 居 民 随 着 生 活 水 平 的 提 高 ， 使 得 其 对 生 活 用 能 和 生 活 用 能 碳 排 放 的 需 求 逐 步 释 放 ， 进 入 中 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 状 态 ； 当 收 入 水 平 进 一 步 提 高 时 ， 一 方 面 人 们 为 了 追 求 更 舒 适 的 生 活 享 受 ， 对 生 活 用 能 需 求 增 加 ， 另 一 方 面 可 能 会 出 现 生 活 能 源 消 费 结 构 升 级 和 生 活 用 能 模 式 改 变 ， 但 是 人 们 对 于 生 活 能 源 消 费 种 类 的 改 变 以 及 对 于 新 的 清 洁 高 效 能 源 消 费 模 式 的 适 应 需 要 一 个 过 程 ， 也 就 是 说 ， 生 活 能 源 结 构 升 级 和 能 源 消 费 模 式 转 移 速 度 远 低 于 人 们 对 生 活 用 能 需 求 增 加 的 速 度 ， 此 时 进 入 高 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 状 态 ； 随 着 收 入 水 平 的 继 续 提 高 ， 人 们 不 仅 仅 满 足 于 基 本 的 生 活 需 求 ， 而 是 追 求 娱 乐 和 更 高 质 量 的 生 活 享 受 ， 这 使 得 家 庭 电 器 的 种 类 和 数 量 增 加 、 使 用 高 耗 能 家 电 的 频 率 增 加 ， 进 而 导 致 生 活 能 源 消 费 量 增 加 ， 此 时 进 入 了 高 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 状 态 。 由 于 目 前 国 内 对 生 活 消 费 领 域 的 节 能 减 排 关 注 度 有 限 ， 大 部 分 普 通 居 民 还 未 意 识 到 在 日 常 生 活 中 减 少 碳 排 放 的 重 要 性 ， 因 此 高 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 状 态 将 会 持 续 很 长 时 间 。 总 的 来 说 ， 最 初 的 低 生 活 用 能 碳 排 放 地 区 随 着 收 入 水 平 上 升 ， 居 民 生 活 用 能 碳 排 放 将 逐 步 增 加 。 四 、 居民生活用能碳排放- 收入状态预测 Markov 链 还 可 以 用 来 预 测 地 区 居 民 生 活 用 能 碳 排 放- 收 入 长 期 稳 定 的 平 衡 状 态 。 在 保 持 当 前 消 费 习 惯 不 变 的 前 提 下 ， 我 们 假 设 平 衡 状 态 下 各 居 民 生 活 用 能 碳 排 放- 收 入 状 态 的 地 区 百 分 比 为 X i ， i 分 别 代 表 上 文 中 假 定 的 各 类 基 准 状 态 ， i 12 3. 9 。 由 表2 的 转 移 矩 阵 可 得 到以下方程组 ì í î ï ï ï ï ï ï ï ï 0.188X 1 0.203X 2 0.139X 4 0.339X 5 0.042X 6 0.069X 8 0.021X 9 X 1 0.083X 1 0.133X 2 0.096X 4 0.235X 5 0.356X 6 0.075X 8 0.022X 9 X 2 0.013X 1 0.009X 2 0.028X 5 0.950X 6 X 3 0.148X 2 0.148X 4 0.225X 5 0.278X 6 0.154X 8 0.046X 9 X 4 0.130X 2 0.469X 5 0.309X 8 0.093X 9 X 5 汝醒君 苏利阳 居民收入与生活用能的碳排放联合动态性研究 422016 年第 2 期 ì í î ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï X 6 X 6 0.111X 2 0.222X 4 0.111X 5 0.333X 7 0.222X 8 X 7 0.083X 2 0.099X 4 0.245X 5 0.046X 6 0.111X 7 0.336X 8 0.079X 9 X 8 X 9 X 9 å i 1 9 X i 1 根据以上方程组可求得近似解 （X 1 X 2 . X 9 ） 0.07150.05180.1844 0.05980.09540.2226 0.06380.08420.1625 这 组 近 似 解 可 用 来 表 征 按 目 前 发 展 趋 势 的 最 终 平 衡 状 态 下 各 生 活 用 能 碳 排 放 － 收 入 状 态 的 地 区 比 重 。 其 中 低 生 活 用 能 碳 排 放- 中 收 入 所 占 比 例 最 低 ， 为0.0518 ， 从 长 期 发 展 来 看 ， 中 等 收 入 地 区 更 有 可 能 稳 定 于 中 生 活 用 能 碳 排 放 状 态 ， 概 率 为0.0954 。 中 生 活 用 能 碳 排 放- 高 收 入 所 占 比 例 最 高 ， 为0.2226 ， 这 说 明 ， 在 长 期 的 发 展 过 程 中 ， 高 收 入 但 生 活 用 能 碳 排 放 量 不 高 将 是 更 加 稳 定 的 状 态 ， 这 也 是 各 地 区 政 府 及 居 民 的 环 境 保 护 意 识 逐 步 增 强 的 结 果 。 长 期 而 言 ， 多 数 地 方 政 府 和 居 民