摘要
政府多次强调产业结构优化调整与可持续发展的重要性，同时，贵阳市作为中国经济发展的领跑者，是最早进入工业化的一批城市之一。2020年贵阳生产总值为38700.58亿元，2019年碳排放总量达到19291.22万吨[1]。加快产业结构优化与节能减排可持续发展意义凸显，第二产业高能耗低产值产业创新革新压力迫切。中国政府已经向国际社会承诺在2030和2060年分别实现“双碳目标”，贵阳市作为中国经济发展强势城市也带来了一定压力。 本文主要以贵阳市1997年以来三次产业结构数据与碳排放数据为基础，通过理论分析、描述统计分析和耦合关系实证分析相结合对贵阳市产业结构的现状和碳排放现状，对产业结构演变对碳排放关系进行研究分析。得出以下结论：1.贵阳市经济发展快速，三次产业不断优化；2.贵阳市第一产业劳动力逐渐向第二、三产业转移；3.产业结构日趋合理化，高级化；4.贵阳市三次产业结构与碳排放耦合关系强，相互作用关系密切；5.贵阳市碳排放压力稍有缓释。最后，基于研究结果，针对三次产业发展与优化分别提出针对性策略建议。
关键词：产业结构优化；碳排放；产业合理化；产业高级化；耦合度；耦合一致性
一、绪论
（一）研究的背景
温室气体（二氧化碳）的排放通常被认为是地球变暖的最主要原因，“低碳”成为流行词，“经济可持续发 展”早已成为时代发展关键词。若要实现绿色发展，就要实现碳排放相关行业的内部结构调整和技术升级，通过提高能源使用效率、优化能源消费结构来减少能源使用量并降低碳排放。党的十八大、十九大均强调产业结构优化调整的重要性：只有高质量的产业结构才能促进经济社会的持续健康发展[1]。此外，国务院《2021年政府工作报告》指出，要扎实做好“碳达峰”和“碳中和”工作，优化产业结构和能源结构。贵阳计划到2025年继续优化其产业、能源和交通结构，同时形成低碳和循环发展的生产、分配和消费体系。经济发展与产业结构优化不仅仅调节经济结构，还会改善环境质量、降低污染物与温室气体排放。
贵阳作为我国经济发展的领先者，是我国最早进入工业化阶段的城市之一，也是最早进入后工业化阶段的城市之一[2]。贵阳从改革开放以来生产总值由1978年的272.81亿元增长到2020年的38700.58亿元，年均增长12.52%；其中，第一产业增加值增长到2020年103.57亿元；第二产业增加值增长到2020年10289.47亿元；第三产业增加值增长到2020年28307.54亿元，占贵阳市生产总值的比重为73.1%。贵阳市人均生产总值从1978年的0.25万元增长到2020年的15.58万元，增长6132.00%，年均增长10.34%。经济的发展必然也影响着环境条件，贵阳市碳排放总量从1997年的10914.97万吨增加到2010年的23071.17万吨，再由2010年的23071.17万吨下降到2017年的19250.37万吨。
温室气体排放（主要为：CO2）主要来自于重工业发展产生、尾气排放等，温室气体超出一定标准，便会造成温室效应，导致极端天气增加，从而威胁到人类生存。所以应继续优化调整贵阳市的产业结构，大力发展战略新兴产业与科技创新产业，有效控制高耗能产业发展，加大对再生能源的利用，推动低碳消费。同时，加大再生能源利用，加快推进碳排放权交易市场试点工作。促进贵阳后工业化阶段城市经济发展，同时着力完成“双碳目标”。
（二）研究目的及意义
1.研究目的
产业结构是影响经济发展与碳排放的重要因素之一。从改革开放以来，贵阳市经济呈高速发展态势，同时产业结构得到升级。贵阳市三次产业结构与其他直辖市相比也处于优势地位，位于后工业化阶段城市。所以本文通过对贵阳市进入1997年以来的经济与碳排放数据，分析贵阳市三大产业结构变迁、碳排放的现状，采用耦合关系研究方法对产业结构与碳排放进行探究。针对三次产业发展提出合理建议，以谋求作为最早进入工业后期的城市经济发展与减少碳排放协同作用。
2.研究意义
产业结构与碳排放之间的关系一直受到学术界的关注。国内外许多学者通过研究表明，产业结构优化对碳排放水平也存在显著影响，同时决定这经济高质量发展。合理化、高级化的产业结构对经济发展有着正向的作用，对地区碳排放也有一定调节作用。当经济发展到一定状态后，经济可持续发展又带来产业结构优化调整动力。本文将借助以往学者的研究成果，再结合贵阳经济社会实际发展状况，分析了贵阳经济发展、产业结构与碳排放的现状，探讨了产业结构与碳排放的关系。从而对贵阳实现更高层次经济可持续发展有着至关重要作用。
（三）理论基础
1.产业结构
产业结构（Industrial Structure）是指一个国家（或地区）各产业构成，与其在产业中的分布状况，以及各个产业之间技术经济关系。以各产业在经济发展中所占的比例表现。狭义的产业结构理论是从动态分析的角度研究各个产业间技术、经济关联以及它们的关联方式的演变趋势，并找出在国民经济各部门中处于主导地位的工业部门的可持续替代规律和结构效益。广义产业结构理论是从静态分析的角度研究一定时期内产业间“投入”与“产出” 的比例[3]。
2.碳排放
碳排放量（Carbon emissions）是指生产、生活、运输和使用过程中产生与排放的二氧化碳总量[2]。狭义的碳排放是指生产和生活中利用能源产生的二氧化碳总量。广义的碳排放是指在生产和生活环节中产生的温室气体总量。二氧化碳是产生与排放的主要温室气体，所以它被称为碳排放。
3.产业结构变迁对碳排放总量的作用机理
（1）产业结构合理化通过能源消耗影响碳排放水平
产业结构合理化是指各产业在一定条件下对资源的合理配置和有效利用。本文主要通过劳动力合理化程度和产业发展来描述产业合理化。
在经济发展到一定水平的基础上，为了促进经济增长，对不合理的产业进行调整。产业结构的变化影响能源消费总量和结构，进而影响碳排放。在经济发展的不同阶段，不同的工业部门将占主导地位。此时，合理的产业结构使得社会中劳动力和资源的配置更加合理，从而提高了能源的利用效率，降低了产品生产的能耗。在这种情况下， 生产相同单位的产品将产生更少的碳排放。综上所述，产业结构合理化可以提高经济中资源的合理配置和能源利用效率，从而降低碳排放水平。
（2）产业结构高级化通过能源消耗影响碳排放
工业化中后期，第三产业在经济中的比重显著上升增加，为高级化的产业结构，用来衡量经济高级化程度。在经济发展到一定水平时，通过对落后产业进行调整，促进经济发展效率。
产业结构升级将对能源消费总量和类型产生影响，同时对碳排放产生直接影响。第三产业产值的不断增加，工业产值的下降。能源消耗高的行业减少，技术先进的行业逐渐增多。在产业结构高级化的过程中，生产要素将优先流向以知识和技术投入为主的新型服务业，科技水平的提高是产业结构优化的明显特征。一方面，科学技术的发展扩大了可用清洁能源的范围，从而减少了碳排放。另一方面，它提高了现有能源使用的效率，同样的产出消耗更少的能源，从而减少了碳排放。
4.耦合关系
耦合效应（Coupling Induction），又称相互作用效应、联动效应，在一个区域(空间)中两个或两个以上的事物通过相互作用和相互影响而联合起来产生力的现象，称为耦合效应，二者先前的耦合效应越大，表明两者的关系越密切[5]。
（四）研究内容、方法
1.研究内容
本文研究的主要内容可以分为以下四个部分：
第一部分介绍了研究的背景、意义、内容、方法和基本框架。先介绍几本名词概念，然后对经济发展中的产业结构变化、碳排放中的作用机理进行梳理，随后对国内外的文献的研究方法与成果进行总结。
第二部分主要是对贵阳市1997年以来产业结构、经济的发展现状、碳排放现状作了详细介绍。先是对贵阳市1997年以来现有经济和碳排放数据作描述分析，再对产业结构的演进进行分析，产业结构合理化、高级化，然后初步挖掘产业结构与碳排放在量上存在的关系，最后对产业相对率和产业结构偏离度进行分析。
第三部分也是文章最重要的部分，本部分主要通过耦合关系对贵阳市产业结构变迁以及碳排放量作实证分析。本部分确定耦合关系模型，建立“产业结构-碳排放”系统指标与其权重，随后统计指标数据进行了处理，最后进行耦合度与耦合一致性计算并分析其结果。
第四部分是结论与建议。对前三部分内容进行总结，总结产业结构优化调整与碳排放的关系研究，以及现阶段贵阳市经济发展、产业结构、碳排放、产业结构与碳排放关系方面进行总结，并针对次三产业发展提出合理的建 议，以促进贵阳市经济的高质量可持续发展。
2.研究方法
本文采用的研究方法有：一是理论分析法，在撰写本文前回顾分析了国内外相关文献。二是描述性分析法，对现有的经济数据分析了贵阳市三个产业、经济发展、二氧化碳排放的现状。三是实证分析法，本文对现有的经济数据与碳排放数据进行了耦合关系研究分析。
二、文献综述
（一）产业结构研究
Colin•Clark（1957）[6]研究得出：随着产业结构的变化，劳动力会逐渐从第一产业向第二产业再向第三产业转移。郑少智和陈志辉（2011）[7]通过计算产业结构升级指数IH，反映了一个国家或地区产业结构由第一产业向第二产业、第三产业转移的过程。干春晖，郑若谷和余典范（2011）[8]采用泰尔指数TL来反映在一定的资源和技术条件下，产业资源的合理配置和有效利用。关伟和许淑婷（2014）[9]通过计算产业结构集中度来体现某种经济活动的集中水平，产业结构的集中程度用来表示一段时期内不同地区之间产业集中的程度和变化。
（二）产业结构变迁对碳排放总量的作用机理
张琳杰、崔海洋（2018）[4]研究城市产业结构优化对碳排放的影响机理，刻画出城市各产业在能源使用效率和能源配置上有所不同，产业结构的调整变动会通过不同产业能源分配和消耗的变动影响碳排放水平的变动。
（三）产业结构与碳排放关系研究
有学者认为，产业结构的优化会减少区域污染。如Chen和Gu(2011)[10]从产业结构优化的角度，验证了优化过程将改善环境质量，减少污染物排放。Dasgupta等(2002)[11]认为产业结构的调整是由人的创新活动引起的创新可以促进企业的技术进步，从而促进产业结构的调整，强有力的环境规制可以降低污染物排放。
学者们有关产业结构转型升级对碳排放的影响进行了大量的研究，普遍认为产业结构转型对二氧化碳排放有显著的影响。张琳杰（2018）[4] 基于1997-2016年长江中游31个城市的数据分析表明，产业结构升级和合理化影响其碳排放，且产业结构升级具有较好的减排效果。王宪恩（2018）[12]等人以世界34个不同发展阶段的国家为例，以工业化表示结构调整，实证表明结构调整主导着碳排放变化的贡献。徐常丽（2018）[13] 基于产业结构调整和技术进步的视角，对京津冀地区碳排放进行了研究。结果表明，产业结构调整和技术进步对碳排放存在影响，随着产业结构调整，重工业比重持续下降，有利于碳排放强度的下降。刘凤朝（2008）[14]研究发现，减少能源密集型产业可以减少碳排放；王修华（2012）[15]认为，提高服务业比重可以降低碳排放，实现产业结构升级。
学者们也展开了大量实证研究分析，Zhang Zhixin和Xue Qiao（2011）[16]建立了产业结构对二氧化碳排放影响的线性回归，据实证结果显示，产业结构类型对二氧化碳的排放量有显著的影响，第二、三产业与其的发展有着量的相关关系。杨凯钧（2018）[17]利用静态面板模型证明第二产业产值的下降有利于减少碳排放；邓光耀、韩君（2018）[18]等利用静态和动态面板模型实证表明产业结构升级对碳减排的促进作用。李小倩和陈国宏（2017） [18]基于中国省际面板数据，进行层次回归分析表明技术进步和产业结构对碳排放均有抑制作用，但技术进步的抑制作用比产业结构的抑制作用更明显。董言（2018）[5]研究了产业结构与碳排放之间的耦合关系，结果表明：两者之间的耦合关系非常高，可以通过不断优化产业结构来提高碳排放水平。
（四）文献评述
产业结构变迁对碳排放的作用早已被多方学者认可。国内外学者在产业结构变迁对碳排放的影响方面有诸多研究。学者们借助已有研究理论成果上，再结合我国国情的实际情况加以研究，从不同的角度对其进行实证分析，最后为我国的发展提出指导性建议。国内外学者对其研究内容全面，理论知识丰富成熟。大多数学者也通过各种回 归、空间计量和耦合关系等模型证明了产业结构的不断优化可以有效抑制碳排放，推动科学技术进步更是改善碳排放的一大利器。
本文通过参考建立“产业-碳排放”双系统耦合关系模型，构建相关系统指标体系。通过描述分析探究其子系统内变动情况与系统间关系，再通过模型构建、数据处理与计算相关参数指标并得出结论。
三、现状/描述分析
（一）贵阳市经济发展现状分析
1.贵阳市生产总值与三产业产值
从表3-1可以得出，在1997-2020年间，贵阳市地区生产总值呈现稳步增长状态，GDP从1997年的3465.28亿元增加到2020年的38700.58亿元。贵阳市2020年的地区生产总值相比1997年增长10多倍，年平均增长11.06%。相比1997 年，第一产业增加值103.57亿元，增长47.47%；第二产业增加值10289.47亿元，增长479.10%；第三产业增加值28307.54亿元，增长1649.28%。
表3-1 1997-2020年贵阳市三产业产值与生产总值（单位：亿元）
| 年份 | 第一产业 | 第二产业 | 第三产业 | 生产总值 |
| 1997 | 70.23 | 1776.81 | 1618.24 | 3465.28 |
| 1998 | 71.99 | 1876.13 | 1882.88 | 3831.00 |
| 1999 | 72.63 | 1990.09 | 2159.58 | 4222.30 |
| 2000 | 74.76 | 2215.75 | 2521.64 | 4812.15 |
| 2001 | 76.05 | 2413.83 | 2767.78 | 5257.66 |
| 2002 | 77.69 | 2635.28 | 3082.05 | 5795.02 |
| 2003 | 78.99 | 3239.62 | 3485.43 | 6804.04 |
| 2004 | 81.39 | 3872.16 | 4148.00 | 8101.55 |
| 2005 | 88.06 | 4314.90 | 4794.17 | 9197.13 |
| 2006 | 91.55 | 4929.16 | 5578.15 | 10598.86 |
| 2007 | 99.39 | 5677.51 | 7101.78 | 12878.68 |
| 2008 | 109.37 | 6215.45 | 8212.08 | 14536.90 |
| 2009 | 112.37 | 6184.79 | 9445.28 | 15742.44 |
| 2010 | 114.45 | 7434.89 | 10366.07 | 17915.41 |
| 2011 | 126.44 | 8169.34 | 11713.90 | 20009.68 |
| 2012 | 129.33 | 8174.13 | 13002.13 | 21305.59 |
| 2013 | 131.63 | 8286.53 | 14785.96 | 23204.12 |
| 2014 | 131.96 | 8633.25 | 16504.54 | 25269.75 |
| 2015 | 125.53 | 8408.65 | 18352.84 | 26887.02 |
| 2016 | 114.34 | 8570.24 | 21202.44 | 29887.02 |
| 2017 | 110.78 | 9525.89 | 23288.34 | 32925.01 |
| 2018 | 104.78 | 10360.78 | 25546.26 | 36011.82 |
| 2019 | 103.88 | 10299.16 | 27752.28 | 38155.32 |
| 2020 | 103.57 | 10289.47 | 28307.54 | 38700.58 |
从图3-1可以得出，在1997-2020年间，贵阳市地区生产总值呈现稳步增长状态，GDP从1997年的3465.28亿元增加到2000年的4812.15亿元。进入21世纪后，贵阳市生产总值增长率不断攀升，在2008年前均保持在10%以上增速， 其中2006年增速达最高为21.51%。2008年以后增长速度稳定在6%到10%范围，到2020年的地区生产总值相比1997年增长10倍多。同时，贵阳市三次产业结构得到优化主导产业从第二产业逐步转到第三产业，在2020年第三产业增加值占贵阳市生产总值的比重为73.1%。
2.贵阳市碳排放量情况
从图3-2可以得出，在1997-2010年间，贵阳市地区碳排放总量呈现增长状态，碳排放总量从1997年的10914.97 万吨增加到2010年的23071.17万吨，平均增涨率在5.9%。2010年后，贵阳市碳排放总量出现下降趋势，变动率在- 10%到4%范围，其中2012 年变动情况最为明显，达较2011年下降11.41%。2008年以后增长速度稳定在6%到10%范围， 到2017年的地区碳排放总量相比1997年增长1.1137倍。同时，贵阳市地区碳排放总量从明显的增长态势逐步过渡到减少态势，贵阳市节能减排工作稍有成效。
（二）贵阳市产业结构与碳排放变迁分析
1.产业结构
根据贵阳市历年的统计年鉴数据，由前文可知，从1997年以来贵阳各个产业都处于积极发展的态势。相比1997 年，第一产业增长到2020年的103.57亿元；第二产业增长到2020年的10289.47亿元；第三产业增长到2019年的28307.54亿元。
从表3-2、图3-5可以得出，在1997年以来，贵阳市第一、二、三产业产值占生产总值分别比例为2.03%、51.27%、46.70%；在1998年贵阳市第三产业产值占比超过第二产业产值（48.97%）为49.15%。此后，第三产业比重不断上涨，第二、三产业比重差距不断拉大。到2020年第一、二产业产值占生产总值比例分别下降到0.27%、26.99%，第三产业产值占生产总值比例增长到72.74%，第二产业比重与第三产业比重比例达到1:2.7。在2002年到2003年，第三产业产值比重有所下降，原因来自2003年贵阳市第二产业产值大幅上升所致。表3-2 1997-2019年贵阳市三次产业比重（单位：%）
| 年份 | 第一产业 | 第二产业 | 第三产业 |
| 1997 | 2.03 | 51.27 | 46.70 |
| 1998 | 1.88 | 48.97 | 49.15 |
| 1999 | 1.72 | 47.13 | 51.15 |
| 2000 | 1.55 | 46.04 | 52.40 |
| 2001 | 1.45 | 45.91 | 52.64 |
| 2002 | 1.34 | 45.47 | 53.18 |
| 2003 | 1.16 | 47.61 | 51.23 |
| 2004 | 1.00 | 47.80 | 51.20 |
| 2005 | 0.96 | 46.92 | 52.13 |
| 2006 | 0.86 | 46.51 | 52.63 |
| 2007 | 0.77 | 44.08 | 55.14 |
| 2008 | 0.75 | 42.76 | 56.49 |
| 2009 | 0.71 | 39.29 | 60.00 |
| 2010 | 0.64 | 41.50 | 57.86 |
| 2011 | 0.63 | 40.83 | 58.54 |
| 2012 | 0.61 | 38.37 | 61.03 |
| 2013 | 0.57 | 35.71 | 63.72 |
| 2014 | 0.52 | 34.16 | 65.31 |
| 2015 | 0.47 | 31.27 | 68.26 |
| 2016 | 0.38 | 28.68 | 70.94 |
| 2017 | 0.34 | 28.93 | 70.73 |
| 2018 | 0.29 | 28.77 | 70.94 |
| 2019 | 0.27 | 26.99 | 72.74 |
从表3-3可以得出，2019年贵阳市第一、二、三产业产值占生产总值比重分别为0.30%、27.00%、72.7%。
2.就业结构
由图3-6可知，随着1997年以来，贵阳经济不断发展，第三产业不断吸纳从第一、二产业流出的剩余劳动力，第一产业就业人口比重由1997年的12.71%下降到2019年的2.96%；第二产业就业人口比重减少，由1997年的49.10%上升到2019年的24.39%；第三产业就业人口比重持续上升，从1997年的38.19%上升到2019年的72.64%，在2000年贵阳第三产业就占据吸纳就业人口的主导产业。
3.产业结构合理化与产业高级化
根据构建“产业-碳排放”系统评价指标中，产业结构高级化通过第三产业产值与第二产业产值之比的正向指标来体现高级化程度；产业结构合理化通过泰尔指数（TL指数）逆向指标表现合理化程度，综合体现产业结构优化程度。
由图3-7可知，整体上，产业合理化与产业高级化均日趋优化，产业结构得到明显提升与优化。从产业结构合理化来看，贵阳市区泰尔指数从1997年的0.89下降到2017年的0.75，表明在产业合理化方面产业结构得到优化，社会内的劳动力和资源分配更加合理，社会能源的利用效率有所提高。从产业结构高级化来看，贵阳市区第三产业产值与第二产业产值比率从1997年的0.91上升至2017年的2.44。同时，2017年第三产业增加值占贵阳市生产总值的比重为70.73%，表明贵阳市在第三产业（服务业）方面发展速度快，高技术产业创新服务与信息技术服务逐渐扩大，在产业高级化方面产业结构得到优化。
4.碳排放现状
根据构建“产业-碳排放”系统评价指标中，主要通过人均碳排放（逆向指标）、单位GDP碳排放（逆向指标）、碳排放密度（逆向指标）以及碳排放总量表现碳排放现状与变化趋势。
如表3-5、图3-8所示，整体上，海市碳排放总量从1997年的10914.97万吨增加到2010年的23071.17万吨，再由2010年的23071.17万吨下降到2017年的19250.37万吨。碳排放相对指标中，整体来讲碳排放量压力存在减缓，呈现下降趋势。单位GDP碳排放量呈现明显下降趋势，从1997年的每亿元GDP碳排放量3.15万吨下降到2017年的0.58万吨。从人均碳排放和碳排放密度变化情况来看，同碳排放总量变动趋势相近。在1997年到2010年间，均存在上升趋势；而在2010年到2017年间，有明显下降趋势。在2010年到2017年间高碳排放形势日趋缓和，产业结构同时也得到明显优化，可探究说明产业结构与碳排放量之间存在一定关系。
表3-5 1997-2017年年贵阳市碳排放现状年份
| 人均碳排放 | 单位GDP碳排放 | 碳排放密度 | 碳排放总量 | |
| 万吨/万人 | 万吨/亿元 | 万吨/平方公里 | 万吨 | |
| 1997 | 7.33 | 3.15 | 1.72 | 10914.97 |
| 1998 | 6.93 | 2.76 | 1.67 | 10584.93 |
| 1999 | 6.99 | 2.59 | 1.73 | 10955.28 |
| 2000 | 7.23 | 2.42 | 1.83 | 11624.95 |
| 2001 | 6.61 | 2.10 | 1.74 | 11034.36 |
| 2002 | 7.03 | 2.08 | 1.90 | 12046.45 |
| 2003 | 7.90 | 2.05 | 2.20 | 13941.60 |
| 2004 | 8.28 | 1.88 | 2.40 | 15191.88 |
| 2005 | 9.03 | 1.86 | 2.69 | 17076.06 |
| 2006 | 9.70 | 1.80 | 3.01 | 19053.24 |
| 2007 | 9.44 | 1.51 | 3.07 | 19487.45 |
| 2008 | 9.33 | 1.37 | 3.15 | 19978.52 |
| 2009 | 9.91 | 1.39 | 3.45 | 21903.03 |
| 2010 | 10.02 | 1.29 | 3.64 | 23071.17 |
| 2011 | 9.40 | 1.10 | 3.48 | 22074.46 |
| 2012 | 9.52 | 1.06 | 3.58 | 22667.61 |
| 2013 | 8.31 | 0.87 | 3.17 | 20080.74 |
| 2014 | 8.44 | 0.81 | 3.23 | 20466.30 |
| 2015 | 7.87 | 0.71 | 3.00 | 18998.09 |
| 2016 | 8.14 | 0.66 | 3.11 | 19695.08 |
| 2017 | 7.96 | 0.58 | 3.04 | 19250.37 |
5.产业结构与碳排放变动关系
从大量文献研究可知，第二产业是制造业、建筑业合称为工业，是三次产业中的碳排放量“大户”，所以第二产业比重与碳排放可能存在高度相关关系。由图3-9可知，贵阳市第二产业比重与单位GDP碳排放量存在高度正向相关性。
随着贵阳经济不断发展，第二产业产值比重与单位生产总值碳排放量均处于下降趋势。第二产业产值比重从1997年的51.27%下降到2017年的28.93%，生产总值碳排放量从1997年的每亿元3.15万吨下降到2017年的每亿元0.58 万吨，可以看出，贵阳市第二产业结构比重降低，产业结构得到优化，同时，贵阳市碳排放量相对量也在减少，说明产业结构不断优化，碳排放有所缓解。
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