迈向中国可持续的交通运输产业：基于三阶段DEA-Tobit框架的区域碳效率评估

《Sustainable Cities and Society》：Towards Sustainable Transportation Industry in China: Regional Carbon Efficiency Evaluation Based on a Three-Stage DEA-Tobit Framework

本研究基于Tapio解耦模型和三阶段DEA分析，评估2005-2022年中国30省290城交通碳排放效率，揭示东部、北部、中部效率较高，西部和东北部较低，并提出优化铁路货运和产业附加值等政策建议。

　　

杨晓丽|李荣荣|王强

中国石油大学（华东）经济与管理学院，青岛市，266580，中华人民共和国

摘要

随着全球应对气候变化的努力加剧，提高交通运输行业的碳排放效率（TCEE）变得越来越紧迫——尤其是在像中国这样快速城市化的经济体中。本研究使用了一种综合方法，结合了Tapio脱钩模型、三阶段数据包络分析（DEA）和Tobit回归分析，对2005年至2022年间中国30个省份和290个城市? TCEE 进行了评估。首先应用Tapio模型来研究经济增长与碳排放之间的关系。结果显示存在显著的地区差异，大多数省份仍处于负脱钩的扩张阶段。三阶段DEA模型（包含Super-EBM和随机前沿分析（SFA）能够考虑外部环境和统计噪声，从而得出更准确地反映真实表现的效率得分。研究发现，东部、北部和中部地区的TCEE普遍较高，而西部和东北部省份则相对滞后。Tobit回归结果突出了几个影响效率的关键因素。交通运输行业的附加值增加以及铁路货运比例的提高将显著提升TCEE。通过将全国划分为四个宏观区域和290个城市，本研究识别出了不同的效率模式和政策需求。这项研究为支持中国特定地区的低碳交通战略提供了实证见解和方法论工具。

引言

交通运输行业是全球能源消耗和碳排放（CE）的主要贡献者之一。根据“中国能源展望2025-2060”研究，中国的能源消耗在未来十年内将持续稳定增长。到2035年，总能源消耗预计将达到约71亿至72亿吨标准煤，比当前水平增加20%。交通运输行业在中国国民经济中发挥着关键作用，不仅是经济增长的主要驱动力，也是连接城乡地区和促进区域协调发展的必要纽带（Gao等人，2025年）。随着中国经济的快速增长和城市化进程的加快，交通运输行业在促进人员、货物和服务的流动方面变得不可或缺。电子商务和物流运输等行业的绿色发展对于提高运输效率、降低成本和实现“双碳”目标至关重要（Kuo & Choi，2024年）。提高交通运输行业的碳排放效率（TCEE）、降低成本和减少排放是实现中国“双碳”目标的关键途径（Lyu等人，2025年）。特别是通过绿色交通技术、推广新能源汽车和采用智能交通系统，为减少CE和提高TCEE提供了有希望的机会。

本文旨在全面研究TCEE，重点关注区域层面的分析。它构建了一个交通运输系统指标框架，以评估劳动力、物质资源和财务资源的投入，并评估不同地区的TCEE。通过考虑不同地区的特征，进行了异质性分析，以突出TCEE的差异并确定其主要影响因素。鉴于中国的交通运输行业目前正在将CE与经济增长脱钩的过程中，尽管在减排和节能方面取得了一定进展，但仍面临重大挑战（Chen等人，2023年）。因此，研究省际和区域间的TCEE及其影响因素在理论和实践上都非常重要。特别是，西北部等欠发达地区与东部沿海高增长地区之间的TCEE差异对社会连通性和经济发展具有重要意义。此外，交通运输行业的安全管理和监管系统也面临相当大的挑战，这进一步强调了提高TCEE的必要性（Chan等人，2025年）。

本文探讨了中国交通运输行业在省级层面CE与经济增长之间的脱钩关系，以及TCEE及其影响因素的分析。本研究有四个主要目标：首先，使用Tapio方法研究30个省份和城市的交通运输行业附加值与其CE之间的脱钩趋势；其次，采用三阶段数据包络分析（DEA）模型消除环境因素和随机误差的影响，更准确地反映不同地区的TCEE；第三，基于地理划分进行效率发展趋势的比较分析，重点关注中国的北部、南部、西北部和青藏地区；此外，在经济分类的基础上，比较东部、中部、西部和东北部地区的TCEE发展特征。值得一提的是，本研究还进一步分析了2005年、2010年、2015年和2020年290个城市的TCEE。最后，使用Tobit和熵方法识别影响各地区TCEE的关键变量，为建立低碳交通系统提供了科学依据。

本文的结构如下：第2节回顾了CE的脱钩模型、测量效率的方法以及影响效率值的因素；第3节介绍了本研究中使用的模型、数据来源和区域分类标准；第4节展示了分析结果；第5节提供了结论和政策建议。

节选内容

CE脱钩分析

脱钩模型被广泛用于分析经济增长与环境影响之间的联系（María Regueiro-Ferreira & Alonso-Fernández，2022）。2002年，经济合作与发展组织（OECD）在其研究报告中引入了脱钩的概念（Naqvi & Zwickl，2017），旨在减少对化石燃料的依赖，同时实现经济增长。OECD将脱钩分为绝对脱钩和相对脱钩两种状态。

脱钩模型

本文采用Tapio模型来研究中国交通运输行业CE与经济增长之间的脱钩关系（Zhang等人，2025）。分析是在省级层面进行的。具体来说，Tapio脱钩指数为：