基于ESTDA模型的滇中部城市群人均能源消费与碳排放的时空动态变化

《Carbon Balance and Management》：Spatio-temporal dynamics of per capita energy consumption carbon emissions in the central Yunnan urban agglomeration based on the ESTDA model

中国西南中央云南城市群县域碳排放时空特征及经济脱钩研究，运用ESTDA和Tapio方法分析2006-2021年数据，揭示空间路径依赖和协同网络效应，发现65.31%县域呈现自持性转型，以弱脱钩为主需深化低碳转型。

　　

摘要

中国目前是全球最大的二氧化碳排放国，同时也是在减少碳排放方面付出最大努力的国家之一。位于中国西南部的滇中城市群处于连接中国与南亚和东南亚的几何中心位置。该地区处于“一带一路”倡议和长江经济带交汇处，是一个典型的基于高原、生态宜居的城市集群。县级行政层面的人为排放对于实现碳中和目标至关重要，因为减排目标可以有效地分解到次国家级单位。然而，现有的研究主要集中在省级或国家级层面，对县级碳排放的时空互动特征的研究较为有限。本文采用探索性时空数据分析（ESTDA）和Tapio空间计量方法，对滇中城市群进行了研究。基于遥感图像反演数据集，量化了2006年至2021年间该城市群内县级碳排放的时空动态，以及这一时期碳排放与经济增长之间的脱钩情况。通过LISA指标（路径长度、曲率、平均活动方向）、时空转换矩阵（转换概率、转换类型、转换指数）和时空网络图分析了各县人均碳排放的时空互动模式。研究结果表明，滇中城市群内各县的人均能源消费碳排放表现出强烈的空间聚集稳定性和路径依赖性。2006年至2021年间，IV型转换（即该区域及其相邻单元均不发生空间关联类型变化的自我维持转换）占主导地位，占比达到65.31%。这种现象可能与当地能源消费结构的刚性以及产业重组的缓慢进程有关。不过，近年来这类转换的比例有所下降。通过构建基于相邻县人均碳排放LISA时间路径协方差系数的协同指数，并通过LISA时空网络进行可视化分析，发现该地区在2006年至2021年间主要表现出正向相关性（协同增长），呈现出明显的协同演化趋势。这形成了一个以呈贡县为核心的弱协同发展网络，反映了该核心县在区域低碳协同过程中的重要辐射和驱动作用。此外，本研究还识别出了人均碳排放与人均GDP之间的四种脱钩状态：弱脱钩、强脱钩、负增长脱钩和强负脱钩。其中，弱脱钩是最普遍的状态，表明大多数县的经济增长在某种程度上仍依赖于碳排放的增加，低碳转型进程需要进一步深化。

中国目前是全球最大的二氧化碳排放国，同时也是在减少碳排放方面付出最大努力的国家之一。位于中国西南部的滇中城市群处于连接中国与南亚和东南亚的几何中心位置。该地区处于“一带一路”倡议和长江经济带交汇处，是一个典型的基于高原、生态宜居的城市集群。县级行政层面的人为排放对于实现碳中和目标至关重要，因为减排目标可以有效地分解到次国家级单位。然而，现有的研究主要集中在省级或国家级层面，对县级碳排放的时空互动特征的研究较为有限。本文采用探索性时空数据分析（ESTDA）和Tapio空间计量方法，对滇中城市群进行了研究。基于遥感图像反演数据集，量化了2006年至2021年间该城市群内县级碳排放的时空动态，以及这一时期碳排放与经济增长之间的脱钩情况。通过LISA指标（路径长度、曲率、平均活动方向）、时空转换矩阵（转换概率、转换类型、转换指数）和时空网络图分析了各县人均碳排放的时空互动模式。研究结果表明，滇中城市群内各县的人均能源消费碳排放表现出强烈的空间聚集稳定性和路径依赖性。2006年至2021年间，IV型转换（即该区域及其相邻单元均不发生空间关联类型变化的自我维持转换）占主导地位，占比达到65.31%。这种现象可能与当地能源消费结构的刚性以及产业重组的缓慢进程有关。不过，近年来这类转换的比例有所下降。通过构建基于相邻县人均碳排放LISA时间路径协方差系数的协同指数，并通过LISA时空网络进行可视化分析，发现该地区在2006年至2021年间主要表现出正向相关性（协同增长），呈现出明显的协同演化趋势。这形成了一个以呈贡县为核心的弱协同发展网络，反映了该核心县在区域低碳协同过程中的重要辐射和驱动作用。此外，本研究还识别出了人均碳排放与人均GDP之间的四种脱钩状态：弱脱钩、强脱钩、负增长脱钩和强负脱钩。其中，弱脱钩是最普遍的状态，表明大多数县的经济增长在某种程度上仍依赖于碳排放的增加，低碳转型进程需要进一步深化。

中国目前是全球最大的二氧化碳排放国，同时也是在减少碳排放方面付出最大努力的国家之一。位于中国西南部的滇中城市群处于连接中国与南亚和东南亚的几何中心位置。该地区处于“一带一路”倡议和长江经济带交汇处，是一个典型的基于高原、生态宜居的城市集群。县级行政层面的人为排放对于实现碳中和目标至关重要，因为减排目标可以有效地分解到次国家级单位。然而，现有的研究主要集中在省级或国家级层面，对县级碳排放的时空互动特征的研究较为有限。本文采用探索性时空数据分析（ESTDA）和Tapio空间计量方法，对滇中城市群进行了研究。基于遥感图像反演数据集，量化了2006年至2021年间该城市群内县级碳排放的时空动态，以及这一时期碳排放与经济增长之间的脱钩情况。通过LISA指标（路径长度、曲率、平均活动方向）、时空转换矩阵（转换概率、转换类型、转换指数）和时空网络图分析了各县人均碳排放的时空互动模式。研究结果表明，滇中城市群内各县的人均能源消费碳排放表现出强烈的空间聚集稳定性和路径依赖性。2006年至2021年间，IV型转换（即该区域及其相邻单元均不发生空间关联类型变化的自我维持转换）占主导地位，占比达到65.31%。这种现象可能与当地能源消费结构的刚性以及产业重组的缓慢进程有关。不过，近年来这类转换的比例有所下降。通过构建基于相邻县人均碳排放LISA时间路径协方差系数的协同指数，并通过LISA时空网络进行可视化分析，发现该地区在2006年至2021年间主要表现出正向相关性（协同增长），呈现出明显的协同演化趋势。这形成了一个以呈贡县为核心的弱协同发展网络，反映了该核心县在区域低碳协同过程中的重要辐射和驱动作用。此外，本研究还识别出了人均碳排放与人均GDP之间的四种脱钩状态：弱脱钩、强脱钩、负增长脱钩和强负脱钩。其中，弱脱钩是最普遍的状态，表明大多数县的经济增长在某种程度上仍依赖于碳排放的增加，低碳转型进程需要进一步深化。