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国际贸易隐含碳排放网络格局演化及其影响因素分析

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国际贸易隐含碳排放网络格局演化及其影响因素分析_第1页
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国际贸易隐含碳排放网络格局演化及其影响因素分析全球20%—25%的二氧化碳排放可以归因于国际贸易,并且发达国家集团对发展中国家集团的碳排放转移现象突出[1]中国在工业化进程中,大量的生产活动导致了高排放量,这其中有部分通过贸易出口到外国,满足他国需求,中国已经是全球出口隐含碳排放最多的经济体[2]然而1992年《联合国气候变化框架公约》所确立的以“生产者责任”为原则核算各国的碳排放清单容易造成“碳泄漏”,并且对中国等出口大国不公平[3]因此相关学者开始讨论跨国贸易的隐含碳流动以及全球碳排放的消费者责任,并受到中国、印度等发展中经济体的重视近年来,社会网络分析法被引入到世界贸易网络的分析中,那么伴随国际贸易产生的隐含碳排放网络又呈现哪些特征,伴随国际贸易的发展该网络的格局是否会发生一些变化,到底哪些因素引起了这些变化发生,又有哪些政策启示,这些都值得探讨当前关于世界贸易隐含碳排放的研究主要涉及隐含碳测度以及基于隐含碳测度的各国(地区)间碳排放责任分解在隐含碳测度方面,早期主要使用单区域或双区域投入产出模型近年来为了更详尽地描述全球产业链分工的影响,多区域投入产出模型被广泛采用,如Peters等[1]、彭水军等[4]、潘安[5]、吕延方等[6]的研究。

在碳排放责任界定和分解方面,一般首先基于生产者责任和消费者责任对各国(地区)隐含碳排放规模进行测度,然后在比较分析的基础上给出分配的原则和建议学界目前大多倾向于认可在《巴黎协定》中提出的“共同但有区别的责任”,然而对具体的执行方法有很多争议典型文献如王文举和向其凤[7]、闫云凤和赵忠秀[8]、Xu和Dietzenbacher[9]、Arce等[10]、张同斌等[11]、钟章奇等[12]总体来说,据掌握的文献看,目前关于隐含碳排放的结构分解大多从国家和地区以及行业层面分解,侧重于单要素碳排放绩效与碳排放绝对量,集中在国际贸易中隐含碳排放转移“量”的核算,这使分析脱离了全球分工网络的“社会性”,难以反映网络中个体间的结群性、互惠性、级联性等特征[13]在投入产出模型中,与网络结构相关的丰富的信息来源,尤其是部门间的相互作用和网络,在很大程度上被忽视对基于消费责任制核算的全球碳排放又呈现何种时空演化格局还没有深入解答[12]因此,将社会网络分析法运用到隐含碳排放研究具有一定的理论价值和现实意义社会网络分析法在全球贸易关系及特定产品或特定地区应用研究方面取得了颇多成果,但在隐含碳排放应用研究方面尚处于起步阶段。

在全球贸易网络的结构分析方面,Serrano和Boguna[14]证明了世界贸易网络满足复杂而非随机网络的性质Bernard和Lawrence[15]、Bernard等[16]发现,各国之间的贸易流、合作伙伴和联系具有高度异质性Benedictis和Tajoli[17]研究表明,在各国间异质性日益增加的同时,贸易体系正变得越来越相互关联Benedictis等[18]分析了世界贸易网络中国家的中心性Cepeda等[19]研究了1995-2014年世界贸易网络特征的动态演变陈银飞[20]、赵国钦等[21]发现虽然世界贸易网络中国家间关系日趋紧密,但是网络中的富人俱乐部现象没有明显改观在特定产品或特定地区的贸易网络结构分析方面,相关研究涉及全球酒业的经贸科技合作网络[22]、全球原油贸易网络[23]、全球农产品贸易网[24]等人的成果马远和徐俐俐[25]、种照辉等[26]则对“一带一路”沿线国家的贸易网络及影响因素进行了分析在隐含碳排放网络结构分析方面,目前仅可见张德钢和陆远权[27]、杜培林和王爱国[28]、张同斌和孙静[29]等人的成果,且关于网络结构特征的研究主要是拓扑结构,另外对隐含碳排放网络的具体影响因素也没有进行深入探讨。

本文拟从三个方面对以往研究进行拓展:首先,针对当前研究侧重国际贸易中隐含碳排放转移“量”的核算而对全球分工网络的“社会性”反映不足的情况,本文拟在测度各国隐含碳排放规模基础上,借助社会网络分析方法建立加权的隐含碳排放网络,分析网络的基本特征;其次,针对当前研究没能对全球碳排放呈现何种时空演化格局进行深入解答,本文拟通过计算历年隐含碳排放网络的个体和整体指标,通过可视化技术描绘分析隐含碳排放网络结构演变情况;再次,针对当前研究对隐含碳排放网络的具体影响因素没有进行深入探讨的情况,本文拟运用QAP方法对世界贸易隐含碳排放网络的影响因素进行分析,从而为降低贸易隐含碳排放寻找解决思路一、模型设定与指标计算(一)世界贸易隐含碳排放网络模型世界贸易隐含碳排放网络是由各国构成的节点集和隐含碳排放关系构成的边集组成的复杂系统根据网络连边性质的不同,可以将世界贸易隐含碳排放网络划分为无权网络、加权网络、有向网络和无向网络等不同的表达形式本研究建立的世界贸易隐含碳排放网络为加权的有向网络,可以用权重邻接矩阵W表示,如果在t年i国通过出口贸易向j国转移了碳排放Cijt,则有:公式1在世界贸易隐含碳排放网络复杂网络模型中,节点是国家,边是各国间的隐含碳排放关系,边的方向是隐含碳排放出口。

本文利用式(1)建立世界贸易隐含碳排放权重网络并研究其变化结构特征隐含碳排放规模来自亚太经合组织(OECD)的STAN数据库,该数据库包含了62个国家和地区2005年到2015年1的双边隐含碳排放数据二)网络结构指标网络密度网络密度用来衡量各个国家间联系的紧密程度它是网络中实际存在的边数与网络中理论上存在边数的最大值之间的比值平均聚类系数平均聚类系数反映的是网络集团化的程度,为整个网络中所有节点各国的聚类系数的均值点的聚类系数是网络中实际含i节点的三角形数目与理论上最大值的比模块度是用来衡量网络划分程度的指标模块度越大,说明网络的分化越明显;模块度越小,说明网络的分化越不明显模块度的值介于-1和1之间平均路径长度平均路径长度是度量整体网络节点之间通信有效性的指标,它是单个节点间最短距离的平均值出度、入度网络中某个点的度是指与该点相连接的边的条数本文中出度和入度分别对应于从i国进口隐含碳排放和向i国出口隐含碳排放国家的量加权度、平均加权度取得每个点的边,如果该边的源为该节点,那么该边的权重(隐含碳排放规模)为加权度加权度的平均数为平均加权度接近中心度接近中心度是指一国与其他国家的捷径距离之和。

接近中心度越高,该国与网络中其他国家的联系就越紧密中间中心度中间中心度是衡量一国在其他两国关系中的关键性特征向量中心度特征向量中心度是衡量一国与其他国家的接近程度二、世界贸易隐含碳排放网络格局演变(一)世界贸易隐含碳排放流量分布特征2015年世界贸易隐含碳排放流量在0和453MT之间,其中,2127对国家间隐含碳排放交易规模小于0.1MT,2926对国家间隐含碳排放交易规模小于0.5MT,而这2926对国家间隐含碳排放交易规模仅为323.7MT,占全球隐含碳排放量的3.69%;而从中国到美国的隐含碳排放量为453MT,占全球隐含碳排放量的5.17%将0.1MT和453MT这个区间以0.5为步长,分割为906个子区间,对各个子区间的国家间隐含碳排放交易量进行统计,建立双对数坐标下的分布图(见图1)可见,世界贸易隐含碳排放流量分布长尾特征十分明显图12015年各国间隐含碳排放流量分布(二)世界贸易隐含碳排放网络为了更清晰地显示世界贸易隐含碳排放网络中碳流量分布情况,利用Gephi软件对2005年和2015年的隐含碳排放网络进行可视化描绘,见图2、图3图中节点大小表示加权出度大小,边的宽度表示权重大小。

由于2005年网络边有2376个,2015年达到2479个,全部绘制可能影响观察效果,因此首先对数据进行过滤,仅保留大于1MT的边从2005年到2015年,世界隐含碳排放网络密度大大提高,大于1MT边从782条增加到827条大于10MT边从106条增加到123条其中2005年以中国为源点的边有24条,以印度为源点的边有5条;到了2015年,以中国为源点的边有30条,以印度为源点的边有11条反映出中国和印度在隐含碳排放网络中的地位不断上升,中国已经成为世界贸易隐含碳排放网络的中心,中国等隐含碳排放出口大国生产大量的高能耗产品并出口到发达国家,产品向发达国家流动,然而将污染留在生产国国内的情况在研究期间内没有发生改变,并有加强趋势这意味着目前以地域为边界的温室气体排放核算体系,将使中国等隐含碳排放出口大国承担越来越高的排放责任图22005年世界贸易隐含碳排放网络图32015年世界贸易隐含碳排放网络(三)世界贸易隐含碳排放网络结构特征及演化根据世界各国隐含碳排放进出口情况,利用世界贸易隐含碳排放网络模型,计算模型中的各个指标,可以得到世界贸易隐含碳排放网络结构的基本情况表1记录了从2005年到2015年世界贸易隐含碳排放格局演变情况。

从表1可以看出,世界贸易隐含碳排放网络中的平均度呈增长趋势,各国间的隐含碳排放关系越来越密切,国家间的碳排放交换关系增加同时平均加权度也在不断增加,说明国家间的隐含碳排放规模也在不断扩大从2005年到2015年,世界贸易隐含碳排放网络中的边不断增加,网络的平均路径长度从1.372下降到1.345,节点加权平均度从94.923增加到106.611,而聚类系数逐渐趋于稳定,这样的规律证实隐含碳排放网络是具有无标度特征的小世界网络网络密度从0.628提高到0.655,网络中节点国家和地区间的互动关系增强,网络的运行效率提高世界隐含碳排放网络的模块度从2005年的0.214逐渐减少到2011年的0.181,然后又不断增大到2015年的0.189这说明在研究区间内的初期,隐含碳排放网络中的分化逐渐减少,但到后期网络又开始出现分化可能的原因是2009年世界金融危机后世界贸易结构出现了一定的调整,导致隐含碳排放网络格局出现了变化社会网络中如果模块度整体在0.19左右,根据Newman[30]的界定,隐含碳排放网络虽然存在一定分化但还没有明显的社区表12005年到2015年世界贸易隐含碳排放网络结构特征(四)各国在世界贸易隐含碳排放网络中的地位变化计算典型年份2005年、2010年以及2015年各国家的网络个体指标,并进行排序,可以得到各国的网络地位演化情况(见表2)。

表2部分国家的网络地位演化从表2中可以看出,首先美国、中国、德国等经济大国接近中心度水平较高,说明这些国家国际贸易所引致的碳排放在碳排放总量中占有很高比重从历年世界贸易隐含碳排放网络结构变化情况看,从2005年到2015年,在隐含碳排放交易数量、强度、接近中心度、中介中心度和特征向量中心度方面,美国占据主要位置德国、法国、英国在网络中的地位比较稳定,始终处于网络的中心地位,隐含碳排放流经由这些国家的路径多、概率高,控制其他国家之间生产及碳排放关联的能力较强,在国际碳排放网络中属于关键节点从前文可见,这些国家一般是进口隐含碳排放大国,并通过进口发展中国家的商品和服务,将碳排放转移到了中国和印度等发展中国家日本、俄罗斯、韩国在网络中地位下降,尤其是中间中心度指标和特征向量中心度指标都呈下降趋势,可能的原因是这些国家最终产品出口占比较高,因而经由这些国家的隐含碳排放交易路径缩短中国、印度的各项指标不断上升,中国目前已经成为世界最大的隐含碳排放大国,并处于网络的中心地位这表明中国不断嵌入全球价值链,在与其他国家进行广泛的供应链合作关系的同时,最终产品贸易和中间产品贸易频繁,贸易隐含碳排放关联随之建立,成为全球碳转移排放的主要目的地。

三、世界贸易隐含碳排放网络的影响因素分析(一)因素选择与模型构建根据以往文献研究,能源强度、人均收入水平以及产业结构是影响二氧化碳排放的重要因素(见Kaya[31],张。

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