结果显示,长三角城市群内高潜力城市为上海,相对高潜力城市为南京、杭州和合肥,高潜力城市和相对高潜力城市的数量占全部研究城市总数不足1/10。上海是长三角城市群唯一的直辖市,南京、杭州和合肥是省会城市,这说明行政级别高的城市在经济、社会、科研和设施等方面具有优势,更有利于率先实现碳中和。
相对低潜力城市主要位于苏南和浙北地区,分为两类:一类是苏州、无锡、常州、镇江、绍兴、宁波和温州等传统的经济发达城市,其产业基础、科技实力、生态环境等较好,能为实现碳中和奠定坚实的物质基础;另一类是湖州、舟山、金华、衢州和黄山等经济发展相对落后但生态环境优越的城市,这些城市在发展过程中严格保护生态环境,尽管经济发展相对落后,但为绿色低碳转型发展奠定了良好的生态基础。
低潜力城市包括安徽绝大部分城市、江苏的苏北、苏中地区与浙江的嘉兴、台州和丽水,这些城市的经济发展水平相对较低且生态环境相对脆弱,由于过去高耗能、高污染的产业发展路径造成自然生态环境的破坏,制约了城市的碳中和潜力。
综上所述,长三角城市群碳中和潜力的空间布局呈现出明显的核心—边缘结构,东部沿海、沿江地区城市的碳中和潜力相对较高,与城市经济发展水平、行政层级呈现明显的空间一致性;不考虑上海,浙江11座城市、江苏13座城市与安徽16座城市的碳中和潜力指数平均值分别为0.2163、0.0300、﹣0.3124,说明城市碳中和潜力存在明显的省域空间差异。尽管当前浙江11座城市的整体经济产业增加值不如江苏的13座城市,但浙江的城市碳中和潜力远高于江苏与安徽,这体现了浙江在“两山”理念指引下城市经济转型升级、资源高效利用、环境持续改善与城乡均衡发展的良好局面,相对实现了经济、社会的更高质量发展。
3.3 城市碳中和潜力评价指数的空间聚类分析
使用Stata15软件对4个主成分进行k-mean聚类分析,结果显示4个主成分呈现出4个聚类,空间分布具有明显的地域集聚特征(图3)。
第1个聚类是基于PCA分析中的主成分 形成的,由镇江、泰州、扬州、淮安、连云港、马鞍山、芜湖、淮南、蚌埠、铜陵与淮北11座城市组成。这类城市主要位于长江沿岸、江苏北部和安徽中部等交通便捷地区,当前处于快速城镇化阶段,城市土地过度扩张与人口快速增长,经济快速发展对各类资源要素的需求较大,能耗需求较高,城镇化主导了城市碳中和潜力,所以本文将这类城市称为“城镇化主导型城市”。
第2个聚类是基于主成分形成的,由上海、南京、杭州、苏州、无锡、常州、南通、宁波、嘉兴和合肥10座城市组成。这类城市全部是长三角城市群的核心城市,与长三角城市群的“Z”型结构基本一致,既包括了上海、南京、杭州、苏州、无锡、常州等传统发达地区,也涵盖了合肥、南通等新兴城市。这类城市是长三角城市群对外开放的高地,其产业集聚规模、城市设施建设等方面处于领先地位,整体能耗较高,产业发展主导了城市碳中和潜力,所以本文将这类城市称为“产业主导型城市”。
第3个聚类是基于主成分 形成的,由湖州、绍兴、舟山、黄山、池州、衢州、金华、丽水、台州与温州10座城市组成。这类城市全部位于长江以南地区,大部分位于浙江内,生态环境本底较好,城市经济产业与城市建设相对落后,能耗相对较低,生态环境主导了城市碳中和潜力,所以本文将这类城市称为“生态主导型城市”。
第4个聚类是基于主成分 形成的,由盐城、宿迁、滁州、六安、徐州、宿州、亳州、阜阳、安庆与宣城10座城市组成。与其他类型城市相比,这类城市主要位于江苏北部和安徽西部地区,经济相对落后,城市生态环境本底一般,城市基础设施相对落后,但城市人均汽车保有量高且通勤时间长,交通问题相对凸显,交通主导了城市碳中和潜力,所以本文将这类城市称为“交通主导型城市”。
4 长三角城市群碳中和实现策略
针对长三角城市群碳中和潜力的空间分布和空间聚类特征,本文从区域协调机制、城市规模管控、国土空间规划3个方面提出实现城市群碳中和的策略。
4.1 建立“碳排权—发展权”区域协调机制,建设智慧信息与区域政府合作平台
通过上述分析发现,长三角城市群碳中和潜力指数呈现出核心—边缘结构特征,省际差异较大,城市群碳中和潜力空间分布不均衡。随着长三角区域一体化进程的推进,各类空间要素流动加速,城市间形成了产业、交通、基础设施、绿色生态等一体化空间,如机场与城际轨道等区域交通设施的碳排放活动、区域湖泊流域和山脉形成的碳汇资源,均难以厘清来源并实施管控;同时,区域城市经济发展规模扩大和居民生活水平提高将带来碳排放活动的增长和碳汇资源的损耗。因此,破解区域城市间经济发展与碳中和平衡的难题显得尤为重要。
面对实现“双碳”目标的紧迫要求及城市群更高质量一体化发展的目标,应将各个城市的碳中和目标纳入长三角城市群统筹考虑,从区域视角推动城市间的经济发展与碳排放的相互协调,通过政策引导建立“碳排权—发展权”区域协调机制。著名经济学家张五常认为,过去我国经济发展的奇迹在于地区间的经济竞争。然而,这种过度追求城市经济效益的发展模式造成了生态保护缺失与产业能耗失控的问题,表现出对城市“发展权”的管控不足。例如,过去长三角地区的太湖、巢湖、长江等重大生态廊道的保护缺失破坏了区域重要的碳汇资源,而严格的保护政策又会在一定程度上牺牲所在城市的“发展权”,因此急需构建“碳排权—发展权”区域协调机制。一些城市因生态保护造成的“发展权”损失,将由其他城市通过购买其“排放权”进行经济补偿。这种“碳排权—发展权”区域协调机制与中央对地方财政的转移支付类似,但更多是通过市场化的碳交易制度进行,能够最大限度地发挥市场主体的调节能力,有助于实现城市群更高质量的一体化发展。
为了保障“碳排权—发展权”区域协调机制的实施,还需加强建设两个平台:一是建设智慧信息平台,通过数字化、智慧化技术将长三角城市群人居环境中的碳排放活动与碳汇资源进行量化汇总与分析,实现对碳相关数据的全方位、多尺度、高精度、长时段的监测,并对未来趋势进行态势感知和精准预测;二是建设区域政府合作协商平台,通过成立区域协同减排政府工作组,以制度规范增强“碳排权—发展权”的权威性,建立健全政府推动、市场主导、社会共同参与的碳中和协同机制。
4.2 推动“以碳定人”的城市规模管控,落实以人为核心的新型城镇化建设
针对城市群碳中和潜力的空间分布不均衡特征,除了要建立区域协调机制,还需进一步提升城市层面的碳中和潜力,其中的关键是控制城市碳排放规模。既有研究表明了城市碳排放规模与城市人口规模呈现正相关,而本文测算的当前城市群碳中和潜力的空间分布与人口规模分布不完全一致,因此未来需要从城市实际的碳需求出发加以管控和调整。过去是基于常住人口数量来确定城市建设用地总量,但“以人定地”的规划测度方法间接造成了“土地城镇化”现象,不仅增加了城市碳排放活动,还减少了生态用地等碳汇资源。
为此,《“十四五”规划纲要》提出以人为核心的新型城镇化,以此改善过去的“土地城镇化”现象,从城市的实际需求出发确定人居环境的“人—地”关系;《“十四五”节水型社会建设规划》提出“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”,把水资源作为最大的刚性约束,合理规划人口、城市和产业发展,并且将其运用于雄安新区的城市规模预测中。在“双碳”目标下,“以水定人”虽然有利于实现城市规模增长与资源环境的有序协调,但是更多的是通过资源环境约束实现“人—水”关系的平衡,这难以满足城市实现碳中和的现实需求。
因此,在新型城镇化发展背景下,本文借鉴“以水定人”的规划理念,提出“以碳定人”的城市规模管控方法,在统筹协调“人—地”“人—水”关系的基础上,突出城市层面各类碳要素的规模管控,将土地、水等资源要素统一纳入“人—碳”体系范畴,重点加强对城市发展中各类碳排放活动和碳汇资源的界定,通过“以碳定人”的城市规模管控预测城市碳中和潜力能够承载的合理人口规模,落实以人为核心的新型城镇化建设。
4.3 开展“因城治碳”的国土空间规划,促进人居环境的绿色低碳转型
研究发现,长三角城市群碳中和潜力具有明显的地域集聚特征,并且呈现出城镇化、产业、生态与交通4种主导类型。针对各类型特征,本文认为适宜开展“因城治碳”的国土空间规划,促进人居环境的绿色低碳转型。
(1)城镇化主导型城市。
该类型城市处于快速城镇化阶段,是长三角城市群未来的高碳排放地区。这类城市的国土空间规划应严格控制城市建设用地规模,强化对城镇开发边界的管控,提高城市产业准入门槛,大力发展绿色产业,有序淘汰落后产能,提升城市创新发展的新动能,提高城市基础设施的运行效率。
(2)产业主导型城市。
该类型城市的人口规模较大且经济产业基础较好,是长三角城市群未来可能率先实现碳中和的地区。这类城市的国土空间规划应合理划定城镇开发边界,加快实施产业绿色转型与智慧生态城市建设,促进城乡融合与产城融合,提高城市生产能源效率,优化城市能源结构,构建紧凑布局、高效有序的多中心网络化城镇空间。
(3)生态主导型城市。
该类型城市的生态本底好,是长三角城市群未来主要的碳汇空间。这类城市的国土空间规划应强化对山、水、林、田、草等生态用地的刚性管控,推进城市生态修复与提升生态碳汇能力,协调生态保护用地与城市发展用地的关系,营造增强碳汇能力的城市生态空间。
(4)交通主导型城市。
该类型城市的交通基础薄弱,也是长三角城市群未来主要的碳源。这类城市的国土空间规划应重点解决城市交通问题,减少通勤时长与人均汽车保有量,提升交通运行效率,优先发展公共交通、共享单车与慢行交通,打造连续通畅的步行道网络,协同发展智慧城市与智能网联汽车,构建智慧绿色交通运输体系。
5 结语
本文尝试从人居环境科学视角出发,使用多源数据构建长三角城市群碳中和潜力评价体系,以此测度城市碳中和潜力评价指数,通过分析碳中和潜力的空间分布与空间聚类特征,发现长三角城市群碳中和潜力的空间布局呈现出明显的核心—边缘结构特征,这与城市经济发展水平、行政层级具有明显的空间一致性,并且呈现典型的省域空间差异;同时,根据长三角城市群的碳中和潜力及地域集聚特征,将区域内的城市分为城镇化主导型、产业主导型、生态主导型、交通主导型4种类型。此外,本文根据当前长三角城市群碳中和空间格局特征,提出以下策略:建立“碳排权—发展权”区域协调机制,建设智慧信息与区域政府合作协商平台;推动“以碳定人”的城市规模管控,落实以人为核心的新型城镇化建设;开展“因城治碳”的国土空间规划,促进人居环境的绿色低碳转型。
尽管本文使用多源数据优化了碳中和潜力评价指标,并尝试以大数据反映城市碳中和潜力的实时指标数据,但这些数据依然不能全面、准确地反映城市碳排放和碳汇情况,如手机信令数据测度的通勤时间虽然能够在一定程度上反映居民出行所产生的碳排放,但是个体采用的交通方式和对交通工具的使用习惯依然会影响碳排放;不同地区和不同气候条件下单位面积绿地的碳汇能力存在地域差异,不能统一核算。因此,未来需要了解和掌握更加精准的城市运行碳排放活动与碳汇资源相关数据,进一步提升评价和监测的精准性。
本文仅是基于城市尺度进行城市群碳中和潜力的现状评价,研究结论还难以直接指导城市微观层面的规划建设。而且在“双碳”目标的引领下,实现碳中和是一个长期实践过程,今后的研究还应关注微观尺度,从土地使用、城市更新、居民生活、城市小气候等小尺度展开量化分析,以更深入地反映城市碳排放情况,这也将有助于进一步提升国土空间规划实践的有效性。