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贸易模式对碳排放的影响差异研究——基于苏、浙、粤三省数据的实证分析
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&&&&&摘 要：对苏、浙、粤三省贸易模式以及碳排放水平进行差异统计发现，苏、粤两省贸易模式具有典型的&产品内分工&和&外资驱动&特征，且江苏出口商品结构层次最高，浙江经济增长的环境成本较高。而基于VECM模型以及脉冲响应函数的进一步研究显示：江苏的贸易模式比广东的贸易模式更有利于发展低碳经济；浙江&内源型&的贸易模式对碳减排的作用甚微。
关键词：贸易模式，产品内分工，外资驱动，碳排放
基金项目：江苏省教育厅高校哲学社会科学基金项目(2012SJB790037)；江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)
贸易模式的概念目前学术界还没有一个统一的界定。有学者从出口商品结构、贸易方式、出口企业类型等角度来分析贸易模式的特点(张小蒂，李晓钟，2002；钱方明，2004)。金学军等(2008)将贸易模式理解为国家或地区贸易的一系列特征的组合，由国际分工模式决定。
如今国际分工模式已发生了深刻变化，以全球生产网络为载体的产品内分工已成为我国参与国际分工的主要方式(戴翔，2010)。在这种分工体系中，我国担当着&价值增值地&和&出口平台&的角色，且具有典型的&外资驱动&特征(张二震、安礼伟，2009)。整体而言，我国贸易模式表现为：从贸易商品结构上看，以零部件为主体的中间产品成为贸易的主要对象；从贸易方式看，加工贸易是我国重要的贸易方式，成为我国参与产品内分工的主要表现形式，尤其体现在出口贸易上；从出口企业类型看，我国参与国际生产网络的供应商主要由外资企业担任。
一、贸易模式与碳排放的文献综述
关于贸易对碳排放的影响是贸易与气候变化关系研究的重点且研究成果颇为丰富。多数研究是围绕贸易环境的规模、结构以及技术效应展开。大部分文献认为：贸易是一国(地区)碳排放增加的重要原因；国际贸易不仅在商品中隐含二氧化碳，还通过规模效应、结构效应和技术效应影响到一国的碳排放(李小平等，2010)。而从国际贸易本身的系列特征即贸易模式的视角出发，研究贸易与环境问题的文献并不多见。部分文献只是专门研究其中的贸易方式即加工贸易对环境的影响。主流观点认为，外资企业进行的加工贸易倾向于高能耗、高污染产业，对环境的负面影响显著，应禁止或限制此类贸易，如王惠珍(2005)、牛海霞(2009)、刘婧(2009)等文献。少数学者认为，加工贸易的快速发展是基于我国在特定产品、特定生产环节的比较优势，有利于我国比较优势范围的延伸并能获得规模经济的好处，应该有利于环境的改善，如Dean和Lovely (2008)。朱雯君、陈红蕾(2010)充分考虑到我国加工贸易的外资主导特征，将加工贸易、FDI纳入统一的分析框架，研究了具有上述特征的贸易对我国环境的影响。金学军(2008)以及阳玉琼、俞海山(2010)均以广东和浙江省为例，采用统计描述的方法比较了两省贸易模式特征与环境成本的差异，研究表明&外向型&贸易模式下的环境成本比&内源型&贸易模式下的环境成本对出口更具敏感。而专门研究贸易模式对碳排放的影响则极为少见，仅可见马凯等(2010)利用浙、粤、苏三省数据分析了贸易模式对碳排放的影响。
综上所述，现有文献较少从国际贸易自身的系列特征，即贸易模式的视角来研究贸易对环境乃至对碳排放的影响，或只是从国际贸易的某一个特征来研究，缺乏系统性。本文试图在以下两个方面对现有文献进行完善：第一、充分考虑我国对外贸易的系列特征，尤其是考虑新型国际分工背景下，我国外贸出口的&产品内分工&以及&外资驱动&的新特征，将国际贸易的商品结构特征、贸易方式的产品内贸易特征以及出口企业的外资驱动特征纳入统一的贸易与环境的分析模型中；第二、将上述表征贸易模式的三个变量作为内生变量，构建VECM模型并利用脉冲响应函数实证检验贸易模式对碳排放长期均衡以及短期动态影响。选取具有典型贸易模式特征的江苏、浙江和广东省为研究对象，研究三省贸易模式对碳排放的影响差异，并评价不同贸易模式的利弊得失。
二、苏、浙、粤三省贸易模式与碳排放的差异统计
(一)苏、浙、粤三省贸易模式的比较
2003年之前江苏、浙江两省的出口规模差距较小，但从2004年开始两省的出口额差距明显增大。2010年苏、浙两省出口额分别达到2705.5亿美元和1804.8亿美元。广东省的出口额明显高于其他两省。1995年广东省的出口额就达到了565.92亿美元，比江苏、浙江两省的出口总和还要多，2010年更是达到了4531.93亿美元，分别是江苏、浙江出口额的1.68倍和2.51倍。
从贸易方式以及外资参与程度来看，如图1所示，广东省的加工贸易出口占比近几年有所下降，但一直要高于其他两省。江苏的加工贸易出口比重也比较高，近几年维持在60%以上。浙江的加工贸易出口比重则一直处于较低的水平，约为20%。如图2所示，广东省的外资企业出口比例起点比较高，但增速不明显。江苏省外资企业出口增速明显，在2002年之后超过广东省，成为我国外资企业出口占比最高的省份。浙江的外资企业出口比例比较低，且近几年略有下降。2010年浙江外资企业出口比例为32.17%，比江苏和广东两省分别低38.91%、30.02%。由此可见，江苏、广东两省贸易模式&产品内分工&以及&外资驱动&特征更为突出。
图1：1995～2010年苏、浙、粤三省加工贸易出口占比
资料来源：作者根据历年江苏、浙江、广东统计年鉴整理得到。
图2：1995～2010年苏、浙、粤三省外资企业出口占比
资料来源：作者根据历年江苏、浙江、广东统计年鉴整理得到。
再从高新技术产品的出口来看，三省也存在较大差异。如图3所示，江苏、广东两省高新技术产品出口份额比较高，但江苏要高于广东。2010年江苏高新技术产品出口占比为46.46%，高出广东省7.8个百分点。与苏、粤两省不同的是，浙江的高新技术产品出口明显落后，近年平均出口占比只有6.65%。
综上所述，江苏贸易模式的特点主要表现为：一是外资企业出口在出口总额中的份额较大，1995～2010年平均高达62.23%；二是江苏加工贸易的出口比重也较高，1997年起，江苏加工贸易出口比重已经超过50%，是江苏省重要的出口贸易方式；三是江苏出口商品的结构层次较高，江苏高新技术产品出口比重在全国省市地区中是最高的。
图3：2000～2010年苏、浙、粤三省高新技术产品出口占比
资料来源：作者根据历年江苏、浙江、广东统计年鉴整理得到。
浙江的贸易模式具有明显的&内源型&特征：一是以民营企业为主导的一般贸易是主要的贸易方式，相比之下加工贸易比重较低；二是以轻纺产品为主要出口产品，高新技术产品出口比重明显偏低。
与江苏省类似，广东省的外贸出口也具有典型的&外资驱动&和&产品内分工&特征。外资出口份额一度达到69.94%，而加工贸易在出口中也占有重要地位，最高比例达81.7%。在出口结构方面，机电、高新技术产品占主导地位。高新技术产品在出口中的比重仅次于江苏，约为32%左右。
(二)苏、浙、粤三省碳排放的差异统计
我们采用终端能源消费法来计算苏、浙、粤三省的碳排放量。各种能源的碳排放系数来源于2006年IPCC《国家温室气体排放清单指南》①。根据《中国能源统计年鉴》将最终能源消费种类划分为9类，碳排放估算公式为：
(1)式中，i表示不同的能源种类，C表示碳排放总量，Ei表示各种能源的消费量，&i表示各能源碳排放系数。
从碳排放总量来看，三省碳排放数据有共同的特点。2001年之前增速较慢，而2001年之后快速发展，与三省贸易增长的趋势一致。具体来看，浙江省碳排放总量规模最小，江苏最大，广东居第二。从增速来看，浙江最高，江苏最低。浙江省1995～2010年碳排放量年均增速为21.03%，江苏、广东则分别为12.86%、17.21%,增速明显低于浙江省。
由于苏、浙、粤三省人口基数、经济总量的客观差异，我们进一步计算出三省历年碳排放强度及人均碳排放量，其中碳排放强度用每单位实际GDP所消耗的碳排放量表示，人均碳排放量则用各省碳排放总量除以该省年末总人口数得到。计算结果见图4、图5。
从碳排放强度来看，研究期内三省的碳排放强度均呈下降趋势，说明三省单位产值的能耗下降，经济增长的质量有所提高。2010年广东省的碳排放强度为0.51吨/
图4：1995～2010年苏、浙、粤三省碳排放强度变化趋势
数据来源：根据作者计算得到。
图5：1995～2010年苏、浙、粤三省人均碳排放量变化趋势
数据来源：根据作者计算得到。万元，比1995年下降了46.8%。1995年江苏、浙江的碳排放强度分别为1.38吨/万元和1.23吨/万元，到2010年分别降至0.69吨/万元和0.89吨/万元，分别下降了50.12%、27.86%。江苏的碳排放强度下降幅度最大，广东其次，浙江下降幅度最小。
从人均碳排放量来看，三省人均碳排放量均呈现出明显的增长趋势。1995年苏、浙两省人均碳排放量相等，为1.01吨碳/人，广东略低一些，为0.83吨碳/人。1999年之前，三省人均碳排放量差距不大，随后浙江的人均碳排放量快速增长，明显高于苏、粤两省。2010年浙江省人均碳排放量为4.04吨碳/人，分别比江苏省和广东省高出1.28吨碳/人、1.55吨碳/人。
综上所述，从碳排放总量来看，江苏高于广东，广东高于浙江。从碳排放强度来看，广东的碳排放强度一直处于较低的水平。江苏的碳排放强度下降幅度最大，广东其次，浙江下降幅度最小。三省人均碳排放量均呈现出明显的增长趋势，浙江最高，广东最低。总体来看，浙江经济增长的环境成本最高。
三、苏、浙、粤贸易模式对碳排放影响的差异研究
前文比较了苏、浙、粤三省的贸易模式与碳排放的差异。苏、浙、粤三省的贸易模式具有典型的差异。其中江苏、广东产品内分工程度以及外资参与度均比浙江要高。此外，三省的碳排放水平也有明显的差异。为进一步分析三省贸易模式对碳排放的影响差异，本文采用苏、浙、粤三省1990～2010年的数据，运用向量自回归模型(VAR)和向量误差修正模型(VECM)来分析贸易模式与碳排放的关系，通过脉冲响应函数分析贸易模式的冲击对碳排放的影响。
(一)模型的建立与数据来源
Copeland和Taylor (2003)建立了开放经济条件下的均衡污染模型，Dean和Lovely (2008)对其进行了拓展，使其能够体现贸易模式特征，尤其是体现我国在全球生产网络中的角色所具有的典型的&产品内分工&以及&外资驱动&特征，认为影响一国污染排放水平(E)的驱动因素可以表示为：E=E(I，Kd，Kf，L，vp，&，Pw)。也就是说，开放经济条件下影响一国污染排放水平的因素有国民收入(I)、要素禀赋(Kd/L)、加工贸易(&p)、外资水平(Kf)、产品的国际市场价格(Pw)、贸易摩擦(&)等因素。本文将在控制其他影响碳排放变量的基础上，着重分析表征贸易模式的要素禀赋(反映贸易结构)、加工贸易(反映贸易方式)、外资出口水平(反映出口企业类型)等三个变量对碳排放的影响，因此建立以下计量模型：
lnEit=&0+&1lnKLit+&2PROit+&3FORit+&it&&&&(2)
(2)式各指标说明如下：t表示时间，i分别表示江苏、浙江以及广东三个省份，在以下实证分析中分别用js、zhj和gd代替。E表示三省的碳排放强度；KL反应三省要素禀赋状况，用各省固定资产投资总额与就业人数比值表示，即人均资本量。理论上，资本劳动比率增加，经济结构由劳动密集型产业向资本密集型产业转化，即资本密集型产品出口占比上升，该指标代表贸易结构；PRO该指标代表贸易方式，用各省总出口额中加工贸易出口额占比表示；FOR代表出口企业类型，用三省总出口额中外资企业出口占比表示，该指标也反应三省外资嵌入水平。此外，&it表示残差项，&为各变量的系数。
鉴于加工贸易发展起始于20世纪80年代，且快速发展于20世纪90年代，并考虑数据的可获得性，论文选取了1990～2010年江苏、浙江和广东三省相关数据。直接能耗数据来自历年《中国能源统计年鉴》，其他数据均来自各省历年统计年鉴和统计公报。
在实证分析之前，我们对原始数据做了以下处理：(1)平减处理。为消除物价的影响，对固定资产投资额采用以1990年为基期的固定资产投资价格指数进行平减；对名义GDP采用以1990年为基期的居民消费物价指数进行平减；(2)对数处理。为消除计量单位的不一致，对碳排放强度以及人均资本变量取自然对数，以增强数据的稳定性并消除异方差影响。
(二)基于VECM的实证结果
在VAR系统中，所有变量都被视为内生变量从而进入到各个估计方程中，可以较少地受到既有理论的约束。VAR模型不但可以检验变量系统之间的长期均衡关系，而且能解释各种经济冲击对经济变量产生的影响。本文采用三个VAR向量自回归模型，通过把系统的每个内生变量设定为系统中所有内生变量的滞后项的函数，能够较好地对具有相关性的时间序列系统进行预测，并可考察扰动项对变量系统的动态影响。但当所考察的变量含有单位根且变量间存在协整关系时，需要构建向量误差修正模型(VECM)才能对变量间的关系进行正确的研究(张晓峒，2007)。
1.单位根检验。对经济变量进行平稳性检验是为了避免各变量由于不平稳而产生&伪回归&现象。本文利用Eviews6.0软件，采用LLC、IPS、ADF和PP法综合检验各变量的平稳性。检验结果显示，三省各变量都存在单位根，均为非平稳时间序列，而一阶差分都平稳(见表1)，说明各变量都是一阶单整的I (1)过程，它们之间可能分别存在某种稳定、长期的关系。
表1：苏、浙、粤三省数据一阶差分单位根检验结果
ADF-Fisher
注：1.分别采用了Group unit root test检验；2.*在1%的显著水平上拒绝原假设。
2.协整检验。由于各变量均为I (1)序列，可以进行协整检验。首先确定滞后期k，依据LR统计量、FPE、AIC、SC以及HQ信息准则等五个指标综合判断并经过多次实际测算比较，最后确定三个模型的最佳滞后阶数都为1，见表2。
表2：VAR模型滞后阶的选择结果
-11.93634*
-10.94060*
-11.74196*
-2.553287*
-1.557555*
-2.358910*
-12.40368*
-11.40795*
-12.20931*
注：在5%的显著水平上检验。
如图6所示，在三省VAR模型中，全部根的倒数值小于1，都在单位圆之内，因此三个VAR模型都是稳定的。这是进行脉冲响应函数分析的前提。
接下来，在VAR模型分析的基础上进行Johansen协整检验，滞后阶数与之前的VAR模型保持一致，取K=1。无论是协整检验的特征根迹检验还是最大特征根检验，在5%的置信水平上，浙江、广东两省代表贸易模式的三个变量与碳排放强度均分别拒绝了协整方程个数为0的假设，接受了协整方程数为1的假设。而江苏表征贸易模式的三个变量与碳排放强度之间存在2个协整关系②。由此可知，苏、浙、粤三省碳排放强度与其贸易模式之间存在长期的协整关系。
3.脉冲检验。因为VAR为结构式而非简化式，单个系数的估计是有偏的，所以单独讨论VAR的结果没有意义。脉冲响应函数描述系统内一个变量对其他变量的一个单位冲击所产生的影响，可以提供冲击所产生的正负方向，调整滞后期限与稳定过程等信息(张晓峒，2007)。接下来在VECM基础上，通过计算三省以标准差大小的InKL、PRO、FOR的冲击对InE的不同影响，来分析三省贸易模式对碳排放影响的差异。
图6：江苏、浙江、广东VAR模型的平稳性检验
注：左图代表江苏，中图代表浙江，右图代表广东，以下排列相同。
图7：江苏、浙江、广东碳排放强度对人均资本量的冲击响应
图7表示的是人均资本量的冲击对各自碳排放强度的影响。可以看出，三省的碳排放强度对来自人均资本量的冲击响应有明显区别。整体来看，江苏人均资本对碳排放强度有负的响应，且在第二期快速达到-0.18，第5期达到最大值-0.24，而后稳定在-0.22的水平。说明江苏贸易结构向清洁化方向发展明显，且对江苏发展低碳经济有促进作用。这一结论与前文江苏贸易结构的描述性分析一致。浙江碳排放强度对人均资本的冲击是正响应，稳定在0.0046的水平。说明浙江的贸易结构改善不明显，出口产品中高新技术产品比例偏低，这种外贸结构加剧了浙江省的碳减排压力。同样，广东的碳排放强度对来自人均资本量的冲击有正响应且比浙江要大，在第3期达到0.018，这与广东省贸易规模较大有关。但随后快速下降，稳定在0.007的水平，则说明广东省的贸易结构明显改善。
图8反映了加工贸易出口的冲击对碳排放强度的影响。长期来看，三省加工贸易出口对碳排放强度有负的冲击。具体来看，江苏和浙江前2期有明显的正向冲击，说明江苏、浙江开始发展加工贸易时提高了两省的碳排放强度，但是江苏的响应程度明显比浙江的大。第3期后均出现负向冲击响应，江苏在第6期达到最大值-0.1，随后稳定在-0.08，浙江在第4期达到峰值-0.008，随后上升至-0.006的水平，明显低于江苏。说明两省加工贸易的转型升级均有利于两省发展低碳经济，但是由于浙江加工贸易比例较低，因此浙江省加工贸易的碳减排作用甚微。广东省的加工贸易在发展初期就有利于降低广东省的碳排放强度。这与广东省加工贸易发展初期以低污染排放的劳动密集型产品为主有关。第5期后广东省的碳排放强度对加工贸易的冲击负响应稳定在-0.04，低于江苏的水平。说明尽管江苏加工贸易发展晚于广东，但是加工贸易的转型升级却快于广东，因此更有利于江苏的节能减排工作。
图8：江苏、浙江、广东碳排放强度对加工贸易的冲击响应
图9反映的是碳排放强度对外资出口的冲击响应。江苏、广东的碳排放强度对外资出口的冲击具有明显的负向响应，且广东的负向响应在前期快于江苏。广东在第2期的负向响应达到峰值为-0.018,随后快速减少，在第7期后稳定在-0.008的水平。江苏在前5期都是负向响应且逐步增加，随后稳定在-0.35的水平，远高于广东。说明江苏在引资的后期越来越注重引资的质量。浙江碳排放强度对外资出口的冲击前2期具有明显的正向响应，第3期快速变成负向响应，随后在小幅波动后稳定在-0.002的水平。总体来看，浙江在引资的后期也开始注重引资的质量，但是由于外资规模较小，因此，外资对碳减排的作用和加工贸易一样比较小。
图9：江苏、浙江、广东碳排放强度对外资出口的冲击响应
四、研究结论
本文从出口商品结构、外资驱动以及产品内分工程度三个方面对苏、浙、粤三省的贸易模式进行描述，并从碳排放总量、人均碳排放量以及碳排放强度对三省经济发展的环境成本进行差异统计。运用VECM计量模型以及脉冲函数实证研究了三省贸易模式对碳排放的影响差异，得出以下结论：
(一)江苏的出口商品结构的改善有利于江苏低碳经济的发展，而浙江、广东碳排放强度对反映贸易结构的人均资本量的冲击是正响应，不利于发展低碳经济。浙江的贸易结构改善不明显，出口产品中高新技术产品比例偏低，这种外贸结构加剧了浙江的碳减排压力。尽管广东的碳排放强度对来自人均资本量的冲击有正响应，但随后快速下降，说明广东省的贸易结构近期有明显改善。
(二)长期来看，作为产品内分工表现形式的加工贸易出口有利于三省碳排放强度的降低。这一研究结论与现有多数文献的研究结论不同。具体来看，江苏和浙江加工贸易发展初期提高了两省的碳排放强度，但之后均出现负向冲击响应。说明两省转型升级后的加工贸易均有利于两省发展低碳经济。但是由于浙江省的加工贸易比例较低，因此浙江加工贸易对促进浙江碳减排的作用甚微。广东省的加工贸易在发展初期就有利于广东碳排放强度的降低，但响应水平低于江苏。说明尽管江苏加工贸易发展晚于广东，但江苏加工贸易的转型升级却快于广东，因此更有利于江苏的节能减排工作。
(三)与&污染避难所假说&不同的是，三省外资流入有利于碳排放强度的降低。具体来看，广东外资出口对碳排放强度的负向响应在前期快于江苏。随着江苏引资质量稳步提高，江苏外资对碳排放强度降低作用更明显。浙江在引资的后期也开始注重引资的质量，但是由于外资规模较小，外资对浙江碳减排的作用和加工贸易一样比较小。
以上研究结论显示，新型国际分工背景下具有&外资驱动&和&产品内分工&特征的贸易模式有利于碳节能减排工作，我国无需为减少碳排放而限制此类贸易活动。相反，产品内分工与贸易是推动我国产业结构和贸易结构升级的重要途径。只要能够合理的引导外资流向特定产品的特定生产阶段，例如低碳型高新技术产品的研发阶段，外资的流入可以缓解东道国的碳减排压力。此外，建立绿色贸易体系，优化出口商品结构，也是降低碳排放强度的重要途径。
(胡国珠电子邮箱：)
①限于篇幅各种能源的折标煤系数和碳排放系数未列出，详见李国志、李宗植(2011)文献。
②限于篇幅，协整检验的结果未一一列出，如有需要可向作者索取。
作者简介：胡国珠(1977-)，女，安徽宿松人，博士，南京信息工程大学经济管理学院讲师，研究方向为贸易与环境。
参考文献：
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Copeland, Brian R., and M. Scott Taylor. 2003. Trade and the environment [M].Princeton, NJ: Princeton University Press.
Judith, M. Dean and Mary, E. Lovely. 2008. Trade Growth, Production Fragmentation, and&China&s Environment[EB/OL]. NBER Working Paper, No. 13860.&.
作者：&南京信息工程大学经济管理学院 胡国珠&&
来源：&《国际经贸探索》
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58碳排放约束下的江苏省煤炭消费量预测
碳排放约束下的江苏省煤炭消费量预测；摘要；本文针对江苏省近些年来煤炭消耗以及影响煤炭消耗的；对于问题一，我们对比题目中给出的相关数表，找出可；对于问题二，我们同样先将各个能源数据整合到一起，；对于问题三，我们采用灰色GM（1,1）预测模型，；对于问题四，我们通过分析以上数据和模型的预测，建；关键词：excel关联度优化灰色预测GM（1，1；一、问题重述；背景
　 碳排放约束下的江苏省煤炭消费量预测摘要本文针对江苏省近些年来煤炭消耗以及影响煤炭消耗的各项指标进行讨论，通过问题分析，模型假设，模型建立和求解对江苏省未来十年煤炭消耗情况、能源结构作出预测。对于问题一，我们对比题目中给出的相关数表，找出可能影响煤炭消耗的指标，将这些数据整理在一起，通过excel软件查找出它们之间的相关系数，从而确定出所求的具体指标，同时也得出了各指标影响江苏省煤炭消耗量的比重；对于问题二，我们同样先将各个能源数据整合到一起，用excel画出数据变化图，进而得到拟合曲线函数式，带入所求年份对应的数字就得到了对应年份的能源消耗量，根据题目中的指标约束条件我们对得到的函数式加以优化，得到最终函数式，并对未来十年能源消耗量做出预测；对于问题三，我们采用灰色GM（1,1）预测模型，文中选取十年间的数据进行建模、求解，利用模型我们又求出这十年中煤炭消耗的相关数据，通过残差检验法对模型进行检验，并且预测出随后十年中各产业煤炭消耗情况和产业结构。对于问题四，我们通过分析以上数据和模型的预测，建议江苏省应尽快调整能源结构，加大低能耗，高产出的第三产业的发展力度，提高能源的利用率，加快能源结构的转型，走高科技、低能耗的新型工业化道路！ 关键词： excel
灰色预测GM（1，1） 一、 问题重述背景：1978年改革开放以来，中国的经济发展取得了举世瞩目的成就。2010年国内生产总值达到39.8万亿元，跃居世界第二位，国家财政收入达到8.3万亿元，“十一五”期间实现GDP年均增长11.2%。但是，我国的煤炭消耗量从年翻了近44倍。过去50年间，全球气候变暖超过90%的可能性与人类使用的石油等化石燃料产生的温室气体有关。现有研究表明，全球气候变暖危及能源、粮食、水资源、生态和公共卫生等，将直接影响人类的生存和发展，给全球的可持续发展带来了严峻的挑战，已经被国际社会公认为威胁人类生存安全的最重大环境问题。为了遏制全球气候变暖，联合国、国际性组织和世界各国政府展开了积极的努力。1992年签署的《公约》，《议定书》于日正式生效。在此背景下，以减少碳排放为核心内容的低碳经济应运而生。以煤炭为主的化石能源的消费是引以温室气体排放的主要诱因。一方面，经济的发展离不开煤炭为主的能源支撑；另一方面，环境承载力迫使煤炭为主的化石能源不能盲目的无限制利用，这是一个有能源开发利用的两难问题。而江苏省的国土面积仅占全国1.1%，却承载着占全国5.6%的人口，并且创造了全国10%的经济总量。从环境污染的情况来看，江苏单位经济产值的主要污染物排放量均超过全国平均水平，江苏省面临的能源瓶颈、环境承载力等环境资源约束日益增多。煤炭消耗问题成为影响江苏经济发展的重要因素。因此，解决好未来江苏巨大的煤炭供需缺口，分析预测江苏未来的煤炭消费，可以为江苏战略性能源开发供应提供依据，进而确保全省的经济健康发展。 问题：（1）影响江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量的指标有哪些？各指标对江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量的影响情况怎样？江苏省煤炭消费总量及其占能源消费量的比重、第一、二、三产业煤炭消费量的变动对节能、减排和经济增长等指标产生怎样的影响？（2）在整个碳排放约束下，考虑节能目标和江苏省经济发展目标，建立数学模型，对“十二五”期间及未来十年江苏省主要能源（煤炭、石油、天然气等）消费的结构进行预测和优化。（3）在整个碳排放约束下，考虑节能目标和江苏省经济发展目标，建立数学模型，对“十二五”期间及未来十年江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量进行预测和优化。请对预测模型和预测结果的合理性进行检验和说明。（4）根据分析的结果和结论，对江苏省节能、减排目标的实现路径以及能源结构调整、煤炭消费政策等方面提出意见和建议。 二、 问题分析近年来江苏省经济快速发展已经给环境质量造成巨大的压力，并且付出了沉重的资源和环境代价，发展受到环境强烈的约束正在日益体现出来。而煤炭是主要的能源，所以加强对煤炭的调节控制有着至关重要的意义。要求我们找出影响江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量的指标及其影响情况，考虑节能目标和江苏省经济发展目标，预测和优化未来十年江苏省主要能源消费的结构。并且根据分析的结果和结论，对江苏省节能、减排目标的实现路径以及能源结构调整、煤炭消费政策等方面提出意见。对问题一，我们先将题目中给出的各项数据处理到excel中，并且做出相关的图形，通过比较相关的数据后我们得到了影响江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量的指标、各指标对第一、二、三产业煤炭消费量的相关度系数，并分析了其相关程度。这样就分析出江苏省煤炭消费总量及其占能源消费量的比重、第一、二、三产业煤炭消费量的变动对节能、减排和经济增长等指标产生的影响。对问题二，我们同样先将各个能源数据整合到一起，用excel画出数据变化图，进而得到拟合曲线函数式，带入所求年份对应的数字就得到了对应年份的能源消耗量，根据题目中的指标约束条件我们对得到的函数式加以优化，得到最终函数式，并对未来十年能源消耗量做出预测；对问题三，我们运用了灰色系统理论中的GM(1,1)模型来进行处理，用近十年的数据预测出来未来十年江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量。并用残差检验法对模型进行验证。对问题四，根据分析的结果和结论，对江苏省节能、减排目标的实现路径以及能源结构调整、煤炭消费政策等方面提出意见和建议。运用前面几道题的结果，我们从能源，人口，产业结构等方面提出自己的意见和建议。 三、 模型假设（1）假设能源的供给量充足且稳定，不会发生能源短缺；（2）假设国家甚至国际的市场经济和国家的经济政策稳定；（3）假设在2000年之前的能源消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量对未来十年的预测结果不产生很大影响； 四、 符号说明x：表示年份代表的数字；y：表示能源消耗量；(i)x：表示第次数列；z(1)：表示x(1)(k)紧邻均值生成获得紧邻均值生成序;:表示矩阵;:表示参数列； B,Y??(a,b)Ta??(0)：表示残差序列； ：表示相对残差序列;?:表示平均相对残差； 五、 模型建立与求解问题一：为了找出影响江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量的指标有哪些，我们选取了以下相关数据：江苏省主要年份地区生产总值（单位：亿元）；江苏省主要能源消费量（单位：tec）；年江苏省三次产业产值及煤炭消费量；（以上数据详见附录一）为了分析以上几组数据随时间的变化关系，我们使用excel分别做出以下指标的折线图： 包含各类专业文献、专业论文、文学作品欣赏、生活休闲娱乐、应用写作文书、幼儿教育、小学教育、高等教育、各类资格考试、58碳排放约束下的江苏省煤炭消费量预测等内容。　
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