目前核算一个国家温室气体排放量的方法是采用生产责任法，即因生产出口产品而排放的CO₂是包含在一个国家的排放账户里的，但是进口引起的排放却被排除在外。在这种情况下，许多发达国家(大多是京都议定书中的附件1国家)凭借其技术和资本优势，将一些高碳排放产业转移到发展中国家，自身消费则通过增加进口并没有减少。而发展中国家为了发展经济，往往乐于接受这种转移，但由于其生产技术水平落后，再加上对植被的破坏，往往会排放更多的二氧化碳，由此导致全球碳排放的整体增加，这种现象也被称为“碳泄露”。大量学者对国际贸易中“碳泄漏”问题进行研究^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]}。在这些研究中，可以分为两类，一种是对特定国家对外贸易中的隐含碳排放进行单个研究^{[1, 6, 7]}，另一种是对全球主要国家或地区之间贸易中隐含的碳排放进行全面研究^{[2, 3, 4, 5, 8, 9, 10]}。研究表明，首先全球贸易中隐含的碳排放迅速增加，其次，中国是全球最大的碳排放输出国家。如Peters和Minx等研究发现，全球贸易中隐含的碳排放从1990年的4.3GtCO₂(约占全球排放量20%)增加到2008年的7.8GtCO₂(约占全球排放量26%)，发达国家通过贸易向发展中国家净转移的碳排放已经超过了京都议定书要求附件1国家的减排量，而这期间，中国出口中隐含的碳排放占全球碳排放增量的18%^[9]。因此，许多学者开始对中国的碳排放问题进行研究^{[6, 7]}，并有学者测算了中国对外贸易过程中隐含的碳排放^{[11, 12, 13]}，结果显示除了中国自身消费水平提高和固定资产投资加快以外，对外贸易的扩大是中国碳排放迅速增加的主要原因之一。另外还有学者对中国与特定国家之间贸易中隐含的碳排放^{[14, 15, 16]}以及居民消费隐含的碳排放^[17]进行了研究。

改革开放以来，随着中国经济的快速发展，能源消费和碳排放水平也随之大幅增加。中国能源消费总量从1978年的5.7亿t标准煤上升到2007年的26.56亿t标准煤 根据发电耗煤计算。同时，根据美国橡树岭国家实验室测算，中国每年因化石能源燃烧导致的碳排放量也从1978年的4.04亿t增加到2007年的18.02亿t，且超过美国成为世界第一大碳排放国。随着中国碳排放问题的逐渐凸显和减排压力的加大，中国也开始采取积极措施实施节能减排，并将减排目标分配到各省级行政区。中国幅员辽阔，区域之间在资源禀赋、经济水平、产业结构上存在较大差距，碳排放水平也存在很大差距^[18]，由于区域之间的贸易壁垒相对于国家之间大为减少，因此区域减排目标的制定也必然更容易导致区域间“碳泄露”问题的产生。针对这一问题也有学者试图进行研究，如Meng和Guo等^[19]研究了中国区域间电力供应与消费引起的碳排放转移，姚亮和刘晶茹^[20]研究了1997年中国主要区域间碳排放的转移，Guo和Zhang等^[13]研究了2002年中国主要区域间碳排放转移。以上研究主要是通过区域间投入产出表计算区域生产排放和消费排放，进而计算区域净输入或净输出排放，但对于具体的转移空间并没有给出很好的解释。本文借鉴相关研究，在区域间投入产出表的基础上，针对一个国家内的多个区域，建立了区域间碳排放转移模型，并以中国为例，考察了中国1997年和2007年两个时间点区域间碳排放转移的空间变化特征。

假设一个国家存在n个区域，根据区域间价值型投入产出表(MRIO)有：

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式中,x为总产出，A^d为国内区域间直接消耗系数^①，yⁱ为i区域最终使用，eⁱ为i区域出口。为方便计算，将列昂惕夫逆矩阵记为b，即：

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①即扣除进口后的直接消耗系数，在编制MRIO表时一般采用线性模型将中间投入部分的国内部分和进口部分进行分离，由此会增加MRIO的不确定性

根据各区域分行业能源消费量和总产出，可得r区域i部门单位总产出(价值)碳排放，令其为f^r_i，则n个区域的总碳排放为：

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即

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式中,b^rs表示列昂惕夫逆矩阵中的块矩阵，则r区域的碳排放量可表示为：

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上式右边第一项表示最终使用引起的r区域碳排放，第二项表示出口引起的r区域碳排放。其中s区域引起的r区域碳排放为：

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根据对称性原理，可得r区域引起的s区域碳排放为：

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因此，针对国内区域(不考虑进口)，r区域的直接排放总量可表示为：

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完全排放量可表示为：

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s区域引起r区域的净碳排放量(即s区域向r区域的净转移碳排放)可表示为：

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根据上述计算方法，本文拟在1997和2007两个年份区域间投入产出表的基础上，结合这两个年份分行业分区域能源消费水平，核算1997年和2007年的碳排放区位转移量，并比较其变化趋势和特点。

根据中国区域间投入产出表中的区域划分，以省、自治区、直辖市级行政界限为基础，将中国划分为八大区域：东北区域(黑、吉、辽)，京津区域(京、津)，北部沿海区域(冀、鲁)，东部沿海区域(沪、苏、浙)，南部沿海区域(闽、粤、琼)，中部区域(晋、豫、皖、鄂、湘、赣)，西北区域(蒙、陕、宁、甘、青、疆)和西南区域(川、渝、桂、云、贵、藏)。其中字母表示代码。受资料限制，不包括中国香港、澳门及台湾地区。

根据中国区域间投入产出表、《中国统计年鉴》以及《中国能源统计年鉴》的部门分类，本研究将中国产业行业划分为17个部门(表 1)，并对某些部门作适当调整，例如将木材及竹材采运业归并为农业等。产业部门划分不包括居民消费排放部分。

(1)数据来源

①分区域分行业能源消费数据来源于1997年和2007年各省市自治区能源平衡表以及各省市自治区统计年鉴中1997年和2007年分行业分区域能源消费量数据，并参考2004年和2008年中国第一次、第二次全国经济普查中的分行业能源消费数据；②区域间投入产出表采用2005年国家信息中心编制的1997年中国区域间投入产出表^[21]和中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室在2011年编制的2007年中国区域间投入产出表；③分品种能源热值、潜在碳排放系数及氧化率依照中国能源统计年鉴附录4中的平均低位发热量、IPCC2006指南^[22]中分品种能源潜在碳排放系数以及相关研究^[23]进行确定。

(2)数据处理说明

①考虑消费电力热力不直接排放CO₂，且区域间投入产出表中已包含电力热力行业对其他行业的投入，因此这里分行业能源消费量不包括电力热力。同时电力热力能源消费量采用含碳能源投入总量，即不扣除输出的二次能源；其他行业则采用终端能源消费量且扣除电力热力能源；石油加工与炼焦等能源加工转换行业考虑了加工过程中的能源损失；②由于统计口径原因，个别省市区统计年鉴中能源消费数据和中国能源统计年鉴中能源平衡表有所出入，均以中国能源平衡表为准，电力热力的能源消费总量采用能源平衡表中火电和热力生产的能源投入总量；③由于个别省份(河北、黑龙江、西藏、新疆等)统计年鉴中没有分行业能源消费量，则采用经济普查中的能源数据计算分行业含碳能源消费比重结合当年含碳能源消费总量进行折算；④对于区域间投入产出表，为了避免进口对计算结果的影响，笔者对1997年和2007年中国区域间投入产出表进行了处理，按比例扣除了中间投入和最终使用中的进口部分；⑤考虑到区域间投入产出表中其他项的存在会对计算结果的解释产生影响，为了避免其他项的干扰，将其他项从总产出中扣除，以扣除后的数据计算各行业碳排放系数。

(1)碳排放系数

根据分区域碳排放总量和各区域总产出可计算出1997年和2007年各区域碳排放系数，即单位总产出的碳排放量(表 2)，可以发现：

第一，区域碳排放系数与区域经济发展水平基本呈反比(表 2)，即经济发展水平高的地区单位总产出的碳排放水平较低，如京津地区和东南沿海地区，而经济发展水平低的地区单位总产出的碳排放水平较高，如东北地区和中西部地区。这说明经济发展水平越高的地区，其能耗水平越低，这与区域的产业结构、能耗技术、能源结构等因素有关，京津和东南沿海地区经济发展水平高，产业以服务业和高端制造业为主，产业节能工艺先进，电力消耗以外部输送为主，碳排放系数自然较低。而东北和中西部地区，产业以低端制造业为主，能源及原材料产业占比较大，能耗技术相对落后，碳排放系数高。

第二，碳排放系数区域差异增加较快。1997年区域碳排放系数的变异系数为0.384，而2007年则达到了0.483，十年间碳排放水平的区域差异增加了25.7%。这反应了原先碳排放水平较低的区域(经济发达地区)，凭借其产业、技术优势，通过不断淘汰落后产能，进一步降低了碳排放水平，而原先碳排放水平较高的区域(经济相对落后地区)为了发展经济，不得不发展高耗能产业，导致碳排放水平的进一步提高。碳排放系数区域差异的扩大在一定程度上也反应了碳排放的区域转移。

(2)完全排放量

中国碳排放总量从1997年的 8.40亿t/a增加到2007年的16.27亿t/a，其中消费、投资、出口三大活动引起完全排放比重分别从44.85%、36.19%、18.96%变动为35.58%、37.04%、27.38%，出口引起的完全排放大幅增加。人均完全排放量(含出口)从1997年的0.69t/人增加到2007年的1.25t/人，增幅达82.4%。分区域来看，有以下特征：

第一，出口和投资的增长是区域人均完全排放增加的主要原因。1997—2007年间，各区域人均完全排放水平均有所增加，其主要原因是出口和投资的大幅增加(图 1)。如1997—2007年间，北部沿海、东部沿海和中部地区出口引起的完全排放量分别增加了333%、211%和241%，投资引起的完全排放也均增加1倍以上，而消费引起的完全排放增加幅度明显较低。中西部地区完全排放量的增加则主要由于本地消费和投资增长引起。

第二，区域人均完全排放水平与区域经济发展水平呈正相关关系。不管是1997年还是2007年，人均GDP较高的地区，如京津、东部沿海、南部沿海等地区，其人均完全排放量也相对较高，而人均GDP相对较低的地区，其人均完全排放量也较低。这说明虽然经济发达地区单位产出的直接碳排放较低，但由于其居民消费水平较高，人均完全排放量却很高。

图 1 区域人均完全碳排放水平及其结构图 Fig. 1 Regional full emissions per capita and its components

图选项

(3)区域间碳排放转移

从1997年到2007年，中国区域间碳排放转移量从2.56亿t增加到2007年的6.10亿t，占当年排放总量的比重从30.51%增加到37.53%(表 3)，转移规模大幅增加。分区域来看，具有以下特征：

第一，中国区域间碳转移规模增加的主要原因是投资的增加和出口的扩张。从转移规模上看(表 3)，1997年8个区域之间的碳排放转移总量为2.56亿t，其中区域间碳转移最大的驱动因素为消费，其次是投资引起的碳转移，而出口引起的碳转移只有0.50亿t。而到了2007年，8个区域之间的碳排放转移总量增长到了6.10亿t，投资成为碳转移排放的最大驱动因素，其引起的碳转移量为2.45亿t，其次是消费，但与1997年相比，消费引起碳转移的比重有所下降，而出口对区域间碳转移的作用增加很快，出口引起碳转移占当年全部排放的比重从1997年的5.97%增加到2007年的10.30%，可见出口对碳排放转移增加的贡献程度很大。

第二，从8个区域间碳排放的净转移来看，净转移规模和主要转移区域也发生了很大变化(图 2)。1997年碳排放净转移主要发生在东部沿海、南部沿海与北部沿海、中部区域之间，如东部沿海向北部沿海、中部地区分别净转移了1166万t和1897万t，二者之和相当于东部沿海自身直接排放总量的27.0%。南部沿海向中部地区净转移碳1359万t，相当于其自身排放总量的19%。到了2007年，虽然东南沿海、北部沿海、中部地区之间仍然存在很大量的碳排放净转移，但同时西部地区、东北地区以及京津地区之间也都存在着大量的碳排放转移。如西北地区承接了其他地区的净转移碳排放6718万t，占其当年排放总量的33.64%，主要来自于东部沿海、南部沿海、东北以及京津地区的转移。同时西南地区也成为了南部沿海最大的净转入地。因此，可以说我国碳排放的转移从1997年的东部向中部地区转移演变为2007年的东部地区向中部地区和西部地区同时转移的空间转移特征。

图 2 中国区域间碳排放净转移总量示意图 Fig. 2 Regional net transfer emissions embodied in trade

图选项

第三，出口引起的碳排放转移变化最明显。分结构来看，虽然消费和投资引起的区域间碳排放转移也发生了一些变化，但出口引起的碳排放在空间上的转移变化程度最大(图 3)。出口驱动下，碳排放净转移量从1997年的3256.94万t增加到2007年的10949.07万t，增加了2.36倍。1997—2007年间，出口引起的碳排放转移空间结构并没有发生很大变化，依然主要是从东南沿海地区和经济地区向中西部地区及北部沿海地区转移。但转移规模大幅增加，特别是中西部地区因东南沿海地区出口而净转入的碳排放增加最快，如东部沿海地区向中部地区的净转移量从1997年的643.39万t增加到2007年的2278.36万t，东部沿海地区向西北地区的碳排放净转移量分别从1997年的142.22万t增加到了2007年的1187.10万t，南部沿海地区向中部地区和西南地区的碳排放净转出量从1997年的640.95万t和314.88万t增加到2007年的1288.72万t和1204.85万t，增加幅度都很大。因此，东南沿海地区的出口导致了中西部地区碳排放水平的大量增加。

图 3 消费、投资、出口驱动下区域间碳排放净转移示意图 Fig. 3 Regional net transfer emissions embodied in trade driven by consumption,investment and export respectively

图选项

通过上述分析可以发现，首先，经济发达地区单位产出的直接碳排放较低，但由于其居民消费水平较高，人均完全排放量却很高。其次，1997—2007年间，不管是在规模上还是在空间范围上，我国区域间隐含碳排放的转移都发生了很大变化。受经济活动空间组织变化的影响，碳排放区位转移从以东南沿海区域向中部地区和北部沿海地区转移为主演变为以东南沿海和京津地区向中西部地区转移为主，总体上碳转移空间范围开始向西部地区延伸，特别是西北地区成为我国最大的碳排放承接区域。分结构来看，消费引起的碳排放转移增加较慢，京津地区成为最大的消费碳转出地区，投资和出口引起的碳排放转移增加较快，主要体现在京津及东南沿海地区投资和出口对中西部地区碳排放诱发作用，特别是中西部地区因东南沿海地区出口而净转入的碳排放增加最快。因此，调整东部地区的出口结构，优化投资和消费结构，避免落后淘汰产能通过区域转移进一步发展，提高节能技术的应用是我国节能减排工作的重要内容。

从消费的角度研究一个国家或地区的碳排放水平可以有效避免碳泄漏问题的产生，从而可以从根本上削减全球的碳排放水平，具有很好的实际意义，也引起了全球社会的关注。但与生产责任法相比较，消费责任法存在很大的不确定性，因此到目前为止仍没有成为政府决策的直接依据，其不确定性主要来自投入产出模型本身的不确定性。首先，进口或调入的产品是被用于中间投入还是最终使用，以及如何在各行业之间进行分配，都很难区分清楚，一般在编制过程中都采用线性模型进行模拟，这样会产生较大的不确定性。其次，各个国家或地区编制的投入产出表质量差异很大，比如北京、上海等发达地区的编制水平肯定要高于其他省份，这会进一步增加消费排放方法的不确定性，而且这种不确定性很难进行计算。Kainuma等利用投入产出模型和一般均衡模型分别对几个主要国家的消费碳排放进行了核算，结果发现利用投入产出模型得到的结果比一般均衡模型的结果偏大许多^{[24, 25, 26]}。因此认为仅仅依靠投入产出模型的计算结果作为国际政策制定的依据是不充分的，在生产消费环节比较复杂的情况下利用投入产出模型应特别注意。