黃河流域礦業集聚對城市碳平衡的影響及傳導機制
——基于空間溢出效應視角

宋 梅 ，郝旭光 ，張 加 ，李夢雪

（1.中國礦業大學（北京） 管理學院，北京 100083；2.華電煤業集團有限公司，北京 100035）

氣候變化已成為威脅人類生存和發展的一大挑戰，中國一直以來踐行大國責任擔當，積極地應對全球變暖。2020年9月，在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上，習近平主席鄭重宣布，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和①https://www.gov.cn/xinwen/2020-10/12/content_5550452.htm。。黃河流域礦產資源豐富，是中國重要的能源、化工、原材料和基礎工業基地[1]。在中國七大江河流域中，黃河流域能源資源具有種類齊全、儲量大、開采條件優越等特點，被稱為“能源流域”[2]。采礦業作為黃河流域經濟社會發展的重要支柱產業，在促進經濟增長的同時，也會導致生態破壞、環境污染等一系列可持續發展的問題。黃河流域有超過50%的城市為資源型城市，礦區形成了以資源開采、加工為主導的資源型產業體系，能源消費巨大，碳排放效率低下，高碳排放特征明顯。2021年11月，國務院印發的《推進資源型地區高質量發展“十四五”實施方案》明確指出，資源型地區是推進綠色發展的攻堅戰場，要在“雙碳”戰略背景下推進資源型地區高質量發展。隨著“雙碳”目標的提出，資源型地區面臨經濟轉型和低碳減排的雙重挑戰。礦業集聚區低碳轉型是黃河流域生態保護和高質量發展的關鍵，也是黃河流域“雙碳”目標實現的重要領域。

現有關于礦業集聚區可持續發展的實證研究大多基于“資源詛咒”假說，多側重于資源開發與經濟增長關系方面的研究。Auty[3]在研究礦業經濟可持續發展問題時首次提出了“資源詛咒”概念，即豐裕的礦產資源對一些國家經濟增長來說并不是充分的有利條件，反而是一種限制。隨后，有學者圍繞“資源詛咒”假說展開了大量的實證研究。Sachs和Warner[4]通過系列研究，實證并解釋了資源依賴對經濟增長存在的抑制作用；邵帥[5]的實證結果表明，煤炭資源開發降低了煤炭城市的經濟增長速度，中國存在“資源詛咒”現象；Crivelli和Gupta[6]基于35個資源富集國數據證實了資源收益與全社會總收益存在顯著的負相關性；李江龍和徐斌[7]的研究表明，資源豐裕會對地區綠色經濟增長產生“詛咒”。不過，也有學者在實證的過程中得出了不同的結果。Santos[8]的實證結果表明，哥倫比亞黃金業的繁榮對當地經濟增長來說，短期內是“祝?！?，長期是“詛咒”；Atil等[9]證實了自然資源對巴基斯坦金融發展來說是“祝?！倍皇恰霸{咒”。除了經濟增長方面的“詛咒”檢驗外，還有學者從健康[10]、社會福利[11]、幸福感[12]等方面檢驗了“資源詛咒”的存在性。

礦產資源開發對地區經濟社會發展影響深遠的同時，又消耗大量能源，破壞礦區生態，礦業集聚區碳失衡問題日益嚴重?！疤计胶狻钡母拍钤从谏鷳B學，用于反映森林、草地、農田等生態系統的碳收支狀態，后來有學者將碳平衡引入區域碳循環的研究。Churkina[13]提出要從城市碳庫、碳輸入和輸出通量等方面來整體考慮城市的碳循環過程；趙榮欽等[14-17]在研究區域碳平衡時，提出了區域“自然—社會”二元碳收支分析框架，將碳平衡定義為特定時段內一定區域范圍所有自然、人為活動導致的碳收入和支出的對比關系和平衡狀況?，F有關于碳平衡影響因素的研究較少關注采礦活動的影響，有學者重點關注氣候變化[18]、土地利用類型變化[19]、火災[20]和CO2施肥效應[21]等方面的影響。也有學者重點關注人類經濟社會發展對區域碳平衡產生的影響。Schaldach和 Alcamo[22]模擬了城市化、植樹造林和農田棄耕對區域碳平衡的影響；葛汝冰等[23]探討了城市社會經濟功能分區變化對城市碳循環的影響。

隨著全球各國對氣候變化問題的日益關注，近年來很多學者開始關注礦業集聚區的低碳轉型問題，Friedrichs和Inderwildi[24]基于“資源詛咒”提出了“碳詛咒”理論用來解釋資源富集區的高碳發展問題。一些學者對“碳詛咒”假說進行了實證分析，Chiroleu等[25]研究發現在29個國家（OECD國家和金磚國家）中人均碳強度最高的10個國家中有6個是資源豐裕國家，說明“碳詛咒”假說存在，并以這29個國家的面板數據對“碳詛咒”假說進行實證檢驗，發現資源豐裕度與人均碳強度之間表現為“U形”關系；Nwani等[26]研究了阿爾及利亞豐富的石油資源與CO2排放的關系，證實了阿爾及利亞“碳詛咒”的存在，并強調了金融發展對打破“碳詛咒”的重要性；Abraham[27]以美國州級數據實證了“碳詛咒”的存在，即能源生產州具有更高的碳排放強度，并將其成因歸為開采排放、與燃料相關的擠出效應、對能源效率的投資動力不足以及補貼燃料消費的壓力；Wu等[28]基于中國省域面板數據采用空間杜賓模型檢驗了碳排放背景下中國的“資源詛咒”現象，發現能源稟賦對碳排放有顯著的促進作用，并對其傳導機制進行探討；張中祥和宋梅[29]在分析“雙碳”目標下中國資源型地區轉型發展問題時，也強調了資源型地區除了要加快經濟轉型外還要破解“碳詛咒”。但從整體來看，“雙碳”背景下國內從碳平衡角度開展礦業集聚區低碳發展困境的實證研究較少。

綜上，目前關于礦業集聚區“資源詛咒”方面的研究多側重于經濟增長層面，“碳詛咒”方面的研究較少，且較少考慮空間溢出效應?，F有的少量相關研究中只考慮地區碳排放而沒有考慮碳吸收情況，無法客觀反映碳中和背景下地區低碳發展狀態，礦產開發與地區碳平衡關系的研究亟待加強?；诖?，本文的邊際貢獻在于：（1）研究視角上，“雙碳”背景下，拓展了“資源詛咒”假說的內涵，選擇碳平衡作為被解釋變量，實證了“碳詛咒”假說在黃河流域的存在性和發生機制，以及礦業集聚區“能源資源外輸，碳排放和生態破壞留存”的損益偏離特征，并對其時空異質性進行分析；（2）研究方法上，利用夜間燈光和凈初級生產力等衛星遙感數據測度了黃河流域市域碳平衡狀態，解決了地級及以下空間尺度碳排放、碳匯測算相關統計數據缺失嚴重的問題；將空間計量經濟學模型與中介效應模型相結合，在實證黃河流域礦業集聚對本地區碳平衡影響的同時，檢驗了其空間溢出效應。

一、理論分析與研究假設

（一）理論分析

1.礦業集聚對本地區碳平衡的影響

產業集聚環境外部性普遍存在，對于產業集聚表現為正外部性還是負外部性，學界主要有三種觀點。第一種觀點認為產業集聚會加劇環境污染：產業集聚是產生各類污染的重要原因，生產活動特別是采礦等資源型產業逐步向特定地理單元集中，必然會增加地區能源消費總量，導致CO2及其他污染物排放激增[30]。第二種觀點認為產業集聚會減少環境污染：馬歇爾外部性認為經濟活動在空間上的集中有利于知識溢出[31]，產業集聚的技術溢出效應會提高能源使用效率，降低污染排放[32]。第三種觀點認為產業集聚與環境污染的關系不明確或者說是非線性的[33]。采礦業作為典型的高耗能產業，又屬于資本密集型和勞動力密集型產業，其技術研發投入遠低于制造業[34]。加之資源依賴對創新投入和產出存在明顯的擠出效應[35]，礦業集聚通過企業間相互學習和技術溢出的減排作用有限。此外，無論是井工開采還是露天開采，都會對礦區地表和水資源造成不同程度的破壞，削弱土地固碳能力。據此，本文認為礦業集聚環境負外部性遠大于正外部性。

2.礦業集聚對周邊地區碳平衡的影響

礦業集聚區作為中國重要的能源和原材料生產基地，通過輸送能源資源推動非礦業集聚區經濟社會的發展。曹書[36]提出資源型地區與非資源型地區的損益之間存在明顯的因果關系。由于資源型產業位于產業鏈的底端，礦產資源和粗加工產品價格低廉，相對于非資源型地區，資源型地區會出現經濟收益低、生態損害大的偏離現象，資源型地區為碳排放損益偏離的受損區，而受益區主要是一些發達地區[37]。礦業集聚區為周邊地區輸送能源資源的同時卻把污染留在了本地，而這部分生態成本并未很好地納入能源資源價格當中，礦業集聚區在生態環境方面長期處于“能源資源外輸，碳排放和生態破壞留存”的損益偏離狀態。由于有礦業集聚區輸出的能源資源保障，非礦業集聚區可以將能源生產和原材料加工等低端或高耗能產業退出，通過產業結構優化等多種形式改善自身的環境狀態。

3.產業升級的中介效應分析

礦業集聚對產業升級的影響。礦業集聚對產業升級的影響主要表現為資源比較優勢、路徑依賴和鎖定效應三個方面。自然資源是地區產業形成和發展的先決條件，地區通常會依托其自身優勢資源謀劃產業布局，從而形成特定的產業結構[38]。礦業集聚區礦產資源稟賦良好，發展采礦業等資源型產業更具比較優勢，在區域發展中往往將自身定位為能源、原材料和重型工業基地，高耗能產業占比較高。路徑依賴會進一步強化礦業集聚區偏重的產業結構，由于良好的資源稟賦和發展的慣性思維，礦業集聚區容易圍繞礦產資源開采和加工利用不斷強化資源密集型產業體系，同時礦業集聚區發達的鐵路等交通設施客觀上也有利于第二產業的發展。鎖定效應主要表現為礦業集聚區的生產要素被鎖定在了資源型產業體系中，不利于戰略性新興產業的培育，礦區產業低碳轉型升級較為困難[39]。

產業升級對碳平衡的影響。產業結構升級不僅是經濟持續發展的重要驅動力，也是提高資源配置效率、促進節能減排的重要手段[40]。在三次產業結構中，第二產業集中了大多數的高能耗部門，其產生的碳排放占比最大，第二產業占比與能源消費呈正相關關系[41-42]。產業結構升級主要表現為產業結構高級化和合理化，能夠對地區碳減排產生積極影響。首先，與工業行業相比，服務業單位產出的能耗較低，隨著產業升級服務業占比不斷提高，能源消費碳排放量將會降低[43]。其次，產業結構升級能夠促使勞動、資本、能源等要素在產業內和產業間流轉，資源優化配置能夠提高企業碳排放績效[44]。

4.技術進步的中介效應分析

礦業集聚對技術進步的影響。礦業集聚通過擠出與科技創新相關的要素投入和活動來影響地區技術進步，主要表現為對教育投入、研發投入和對外開放活動的擠出。世界銀行的研究報告指出，豐裕的礦產資源可能會對地區人力資本水平的提高產生不利影響[45]。采礦業作為勞動密集型產業，對從業人員的文化水平要求不高，在這樣的勞動力需求環境中，地方政府沒有動力向教育和人才培養領域投入更多的資金，不利于礦業集聚區人力資本水平的提升[46-47]。對研發投入的擠出表現為，較高的資源租賃會吸引創新者和企業家去從事初級產業部門的生產而限制了他們的創新行為和企業家行為[4]，同時采礦活動的快速發展還會對地區研發投入產生擠出效應進而阻礙了地區科技創新[48-49]。加強對外貿易是獲取外部先進技術的重要手段，可以通過技術外溢和“出口學習效應”提升自身的科技水平[50]。而豐裕的礦產資源會導致礦業集聚區政府和居民產生安逸保守的性格，對改革開放產生抵觸情緒[51]，同時礦區發展過度依賴資源，形成了相對封閉的經濟體系，對外貿易與合作較少，不利于礦區技術引進與吸收[52]。

技術進步對碳平衡的影響。作為低碳減排的關鍵手段，技術進步可以有效降低地區碳強度[53]。技術進步對CO2減排的影響主要反映在化石燃料需求的減少，進而實現碳排放效率的提升[54]。其作用機制表現為：一方面，技術進步通過優化生產組合，提高能源利用率，直接降低能源強度進而減少碳排放[55]；另一方面，技術創新能夠優化生產要素配置，優化產業結構和能源結構，間接提高了碳排放績效[56]。

5.土地固碳能力的中介效應分析

礦業集聚對土地固碳能力的影響。礦產資源開發活動在促進地區經濟發展的同時，對礦區地表植被造成了不同程度的破壞，致使礦區碳匯能力下降，區域碳失衡風險增大[57]。采礦活動對礦區土地固碳能力的影響要遠大于氣候因素產生的影響[58]。在“植被移除—表土剝離—采礦—運輸—排棄”的過程中，采礦活動對礦區土地固碳能力的影響可分為直接影響和間接影響。直接影響主要表現為挖損、侵占和塌陷，采礦活動可能會導致礦區原生林和草地轉變為礦業廢棄地，致使礦區固碳能力下降甚至成為碳源型用地[59-61]；間接影響表現為大量廢石和尾礦露天堆存，經雨水淋浴、地下水徑流、土壤吸附使得廢石、尾礦中的重金屬元素析出，對周圍的土壤、水流等表生環境造成污染[62]，重金屬污染導致土壤理化性質發生改變，植被自然生長極為困難，降低礦區土地固碳能力[63]。

土地固碳能力對碳平衡的影響。植被作為生物圈中的生產者，是維持區域生態系統平衡的重要角色。綠色植被作為陸地生態系統中必不可少的組成部分，對全球氣候變化具有極為重要的反饋作用[64]。植被凈初級生產力（NPP）是綠色植物吸收的凈二氧化碳量[65]，用于了解陸地生態系統的動態及其在碳循環中的作用，是判定生態系統碳匯能力和調節生態過程的重要因子[66]。在全球氣候變化和碳排放快速增加的背景下，地表植被的破壞會直接導致土地固碳能力下降，進而加劇地區碳失衡程度。

綜合上述分析，提出本文實證研究的理論框架，如圖1所示。整體而言，礦產資源開發活動通過引發人地關系主控要素的改變進而惡化地區碳平衡狀態，具體路徑表現為：礦業集聚通過阻礙產業升級、抑制技術進步、降低土地固碳能力三條路徑惡化城市碳平衡狀態。

圖1 礦業集聚影響城市碳平衡的理論框架

（二）研究假設

基于理論框架，提出本文的5個研究假設，前兩個假設用來檢驗黃河流域“碳詛咒”的存在性和空間溢出效應，后三個假設用來檢驗黃河流域“碳詛咒”的傳導機制，具體內容如下：

假設1.礦業集聚會顯著惡化黃河流域礦業集聚城市的碳平衡狀態，黃河流域存在“碳詛咒”；

假設2.礦業集聚在惡化本地碳平衡的同時會顯著改善周邊城市的碳平衡狀態，礦業集聚區環境不公平特征明顯；

假設3.礦業集聚通過阻礙產業升級顯著惡化了黃河流域礦業集聚城市的碳平衡狀態；

假設4.礦業集聚通過抑制技術進步顯著惡化了黃河流域礦業集聚城市的碳平衡狀態；

假設5.礦業集聚通過降低土地固碳能力顯著惡化了黃河流域礦業集聚城市的碳平衡狀態。

二、模型設定與數據來源

（一）礦業集聚與碳平衡的測度

1.礦業集聚度計算

區位商是衡量單一行業在特定區域專業化與集聚水平的指數，區位商越大，表明該產業的集聚程度越高。本文采用區位商測度黃河流域城市礦業集聚度，其計算公式為

其中，LQij為城市i產業j的區位商；LAij為城市i產業j城鎮單位從業人員數；LAi為城市i全部產業城鎮單位從業人員數；LAj為全國產業j城鎮單位從業人員數；LA為全國所有產業城鎮單位從業人員數。

2.碳平衡測度方法

目前，關于碳平衡的測度主要有以碳赤字[67]為代表的差值型指數和碳壓力[68]為代表的比值型指數兩種?？紤]到計量模型需要對變量做對數處理，而碳赤字會出現負值，本文采用碳壓力指數衡量城市碳平衡狀態，其計算公式為

其中，CBit、CEit、CSit分別為黃河流域第i個城市第t年的碳壓力、碳排放和碳匯。當CBit＜1時，城市碳循環系統處于良性均衡狀態；當CBit=1時，城市碳循環處于失衡的臨界狀態；當CBit＞1時，城市碳循環系統處于失衡狀態，值越大其失衡狀態越嚴重。

（二）空間中介效應模型的構建

關于空間計量經濟學模型的選擇，Lesage和Pace[69]認為采用空間杜賓模型（SDM）是一個比較好的選擇。因此，構建礦業集聚與城市碳平衡狀態的SDM模型，基準回歸模型如下

其中，CBit為碳壓力指數；LQit為采礦業區位商；Xit為控制變量；W為空間權重矩陣。

將空間計量經濟學模型與中介效應模型相結合檢驗礦業集聚影響城市碳平衡狀態的作用機制。式（3）對應中介效應檢驗的第一步，剩余兩步的模型構建如下

其中，CBit為碳壓力指數；LQit為采礦業區位商；Mit為中介變量，分別為產業結構高級度TSit、技術水平TLit和土地固碳能力LCSitz；Xit為控制變量；W為空間權重矩陣。變量說明如表1所示。

表1 變量說明

（三）空間相關性檢驗

空間相關性檢驗是構建空間計量經濟學模型的基礎，采用全局Moran’sI對黃河流域城市碳平衡空間相關性進行檢驗。全局Moran’sI的范圍為[-1,1]，越接近1，說明探索數據在空間上表現出明顯的正相關性；越接近-1，說明探索數據在空間上表現出明顯的負相關性。全局Moran’sI統計量（以下簡記為I）的計算公式為

（四）數據來源

由于地級層面統計數據缺失嚴重，無法直接通過能源消費量和植被面積測度各地級行政區的碳排放量和碳匯能力。因此，本文利用夜間燈光數據和凈初級生產力數據進行估算，計算方法參考宋梅等[71]前期的研究；城市年均降水量來源于中國科學院資源環境與科學數據中心；區位商計算和其他控制變量數據來源于《中國城市統計年鑒（2004—2019年）》、相關省區統計年鑒和城市統計公報。為消除價格因素影響，GDP數據以2003年為基期進行價格平減。

三、結果分析

（一）黃河流域礦業集聚與碳平衡計算結果與擬合

黃河流域城市采礦業區位商的均值為2.223 7，表明黃河流域礦業集聚程度明顯高于全國平均水平，碳壓力指數的均值為2.689 1，說明黃河流域城市整體碳失衡較為嚴重。除了省會和部分經濟較發達的城市碳失衡較為嚴重外，黃河流域礦業集聚度較高的城市其碳平衡狀態往往也較差，中游地區表現最為明顯。如圖2所示，以黃河流域90個地級行政區為研究對象，以2003—2018年采礦業區位商的平均值為橫坐標，作為礦業集聚的代理變量；以碳壓力指數的平均值為縱坐標，作為碳平衡的代理變量，進行線性擬合，擬合成散點圖。擬合結果顯示，黃河流域城市礦業集聚與碳壓力存在較為明顯的正向線性相關關系，說明黃河流域可能存在“碳詛咒”。

圖2 2003—2018年黃河流域城市礦業集聚與碳壓力擬合散點圖

（二）空間相關性檢驗與模型選擇結果

1.空間相關性檢驗結果分析

黃河流域碳壓力全局Moran’I指數計算結果如表2所示，2003—2018年全局Moran’I指數均為正值，且大多數年份在10%水平下通過了顯著性檢驗，說明黃河流域城市碳壓力在空間上存在較強的正相關性，可以進一步構建空間計量經濟學模型。

表2 2003—2018年黃河流域碳壓力全局Moran’I指數

2.模型選擇結果分析

為驗證本文構建的SDM模型是否可以簡化為SLM模型或SEM模型，進行Wald檢驗和LR檢驗，檢驗結果如表3所示。檢驗結果均在1%的水平下顯著拒絕原假設，說明采用SDM模型研究黃河流域礦業集聚對碳平衡的影響更加合理。

表3 空間面板模型Wald檢驗和LR檢驗結果

Hausman檢驗的結果顯示：chi2(13)=38.016 5，prob＞chi2=0.000 3，說明在1%的顯著性水平下拒絕原假設，模型設定為固定效應更加合理?？紤]到時間和地區個體差異可能導致回歸結果偏誤，進一步進行空間面板模型效應選擇的LR檢驗，LR檢驗結果均在1%的顯著性水平下拒絕了原假設，因此本文采用雙向固定SDM模型進行實證分析。

（三）全樣本基準回歸結果分析

隨機效應與各種固定效應SDM模型的估計結果如表4所示。模型（1）～模型（5）中，ln LQ的系數始終為正，且均在1%的水平下顯著。說明礦業集聚與城市碳壓力間存在顯著的正相關性，礦業集聚顯著惡化了黃河流域城市的碳平衡狀態，驗證了假設1，“碳詛咒”假說成立。觀察空間滯后項W×ln LQ的系數發現，其系數均為負值且均在1%的水平上顯著，說明礦業在周邊城市集聚有利于本城市碳壓力的下降。換言之，黃河流域采礦業在礦業城市的集聚有利于周邊非礦業城市碳平衡狀態的改善。在流域和城市群分工中，礦業集聚區在區域發展中充當能源和原材料基地的角色，為非礦業集聚區快速發展輸送大量能源和工業原材料的同時，卻把污染排放留在了礦業集聚區，破壞了礦業集聚區的碳平衡。綜合上述兩個變量的回歸結果可以得出，黃河流域礦業集聚在惡化本地碳平衡的同時改善了周邊城市的碳平衡狀態，礦業集聚區存在“能源資源外輸，碳排放和生態破壞留存”的環境不公平特征，驗證了假設2。

表4 礦業集聚對碳平衡影響的回歸結果

在控制變量方面，以模型（5）的結果進行分析。人口規模擴大、富裕程度提高、城鎮化進程均加劇了城市碳平衡狀態的惡化，回歸系數分別為0.970 2、0.554 7和0.528 5，且均在1%的水平下顯著。環境規制、城市面積和年均降水量的回歸系數分別為-0.040 7、-0.964 9和-1.209 4，其中城市面積和年均降水量在1%的水平下顯著，而環境規制的回歸系數為負但未通過顯著性檢驗。說明較大的城市面積和較為充沛的降水緩解了城市碳平衡狀態的惡化，而環境規制政策并未很好地發揮節能減排作用，可能的原因是黃河流域整體基礎設施相對落后，資金缺乏，環境規制的技術創新效應難以顯現。

（四）全樣本礦業集聚對碳平衡影響的效應分解

由于空間相關性的存在，礦業集聚對碳平衡的影響可以分解為直接效應、間接效應和總效應。直接效應是礦業集聚對城市自身碳平衡的影響，而間接效應是城市自身礦業集聚對周邊城市碳平衡的影響。黃河流域礦業集聚影響碳平衡的直接效應、間接效應和總效應如表5所示。直接效應的系數為0.044 0且在1%的水平下顯著，說明礦業集聚顯著惡化了城市自身的碳平衡狀態；間接效應的系數為-0.060 2且在1%的水平下顯著，說明礦業集聚有助于改善周邊城市的碳平衡狀態；礦業集聚對碳平衡影響的總效應為-0.016 2，說明總體來看黃河流域礦業集聚有助于改善流域整體的碳平衡狀態。這是因為黃河流域中、上游地區礦產資源稟賦好，隨著供給側結構性改革的深入推進，資源型產業向這些城市集中，盡管礦業集聚對資源型地區的碳平衡產生了不利影響，但采礦業向少數城市集聚使得城市群內城市分工和定位更加明確，礦業集聚城市為非礦業集聚城市提供能源和原材料，有利于周邊非礦業集聚城市的產業升級和節能減排。相比而言，礦業集聚對周邊城市的環境正外部性大于對自身的負外部性，流域內部礦業集聚對黃河流域整體碳平衡是有利的。

表5 礦業集聚對黃河流域碳平衡影響的效應分解

（五）全樣本中介效應回歸結果分析

表6報告了全樣本礦業集聚影響城市碳平衡中介路徑的檢驗結果。對產業升級中介效應的檢驗如模型（6）和模型（7）的回歸結果所示：ln LQ對ln TS的回歸系數為-0.069 8，且在1%的水平下通過了顯著性檢驗，說明礦業集聚顯著阻礙了城市產業結構的升級；ln TS對ln CB的回歸系數為-0.384 4，且在1%的水平下通過了顯著性檢驗，說明產業升級能夠顯著改善碳平衡狀態；加入中介變量ln TS后，ln TS的回歸系數顯著，ln LQ的回歸系數仍在1%的水平下顯著，說明產業升級在礦業集聚惡化城市碳平衡的過程中發揮了部分中介效應，即礦業集聚通過阻礙產業升級進一步惡化了城市碳平衡狀態，假設3得以證明。對技術進步中介效應的檢驗如模型（8）和模型（9）的回歸結果所示：ln LQ對ln TL的回歸系數為-0.051 1，且在5%的水平下通過了顯著性檢驗，說明礦業集聚顯著抑制了城市技術進步；ln TS對ln CB的回歸系數為-0.043 5，且在10%的水平下通過了顯著性檢驗，說明技術進步能夠顯著改善城市碳平衡狀態；加入中介變量ln TS后，ln TS的回歸系數顯著，ln LQ的回歸系數在1%的水平下顯著，說明技術進步在礦業集聚惡化城市碳平衡狀態的過程中發揮部分中介效應，即礦業集聚通過抑制技術進步進一步惡化了城市碳平衡狀態，假設4得以證明。對土地固碳能力中介效應的檢驗如模型（10）和模型（11）的回歸結果所示：ln LQ對ln LCS的回歸系數為-0.010 9，且在5%的水平下通過了顯著性檢驗，說明礦業集聚顯著降低了土地固碳能力；ln LCS對ln CB的回歸系數為-1.028 8，且在1%的水平下通過了顯著性檢驗，說明土地固碳能力的提高能夠顯著改善碳平衡狀態；加入中介變量ln LCS后，ln LCS的回歸系數顯著，ln LQ的回歸系數仍在5%的水平下顯著，說明土地固碳能力在礦業集聚惡化城市碳平衡狀態的過程中發揮了部分中介效應，即礦業集聚通過降低土地固碳能力進一步惡化了城市碳平衡狀態，假設5得以證明。經過計算，產業升級、技術進步和土地固碳能力的中介效應量分別為0.026 8、0.002 2和0.011 2。其中，產業升級的中介效應量最大，說明阻礙產業升級是礦業集聚惡化礦區碳平衡最重要的路徑。同理，分析本地礦業集聚對周邊城市碳平衡的作用路徑，結果發現：本地礦業集聚通過促進周邊地區產業升級和技術進步改善了周邊地區的碳平衡狀態，而土地固碳能力的中介效應未通過檢驗。

表6 礦業集聚影響碳平衡的中介效應檢驗結果

（六）空間溢出視角下黃河流域礦業集聚對城市碳平衡的影響機制

基于基準回歸、效應分解和中介效應的回歸結果，繪制空間溢出視角下礦業集聚對黃河流域碳平衡的影響機制，如圖3所示。礦業集聚通過阻礙產業升級、抑制技術進步、降低土地固碳能力惡化了礦業集聚城市的碳平衡狀態。與此同時，由于空間溢出效應，礦業集聚通過促進產業升級、推動技術進步改善了周邊城市的碳平衡狀態?？傮w而言，礦業集聚間接效應表現出的環境正外部性大于直接效應表現出的環境負外部性，礦業集聚有利于改善黃河流域整體的碳平衡狀態。

圖3 空間溢出視角下礦業集聚對黃河流域碳平衡的影響機制

（七）時空異質性分析

1.時間異質性分析

2003年資源市場進入繁榮期，2012年資源產品價格達到峰值，之后下降明顯步入蕭條期。2013年國務院印發《全國資源型城市可持續發展規劃（2016—2020年）》（以下簡稱《規劃》），從國家層面引導各類資源型城市轉型發展?？紤]到礦業集聚區在資源市場繁榮期和轉型期的發展方式存在較大差異，本文將研究期分為繁榮期（2003—2012年）和轉型期（2013—2018年）兩個時段來考察礦業集聚對黃河流域碳平衡影響的時間異質性。

黃河流域分時期礦業集聚對城市碳平衡影響的回歸結果如表7所示。繁榮期和轉型期ln LQ的回歸系數均為正值，分別在1%和5%的水平下顯著，繁榮期的系數為0.039 9大于轉型期的0.021 5，表明“碳詛咒”假說在兩個時段均成立，礦業集聚在資源市場繁榮期對碳平衡的影響要顯著大于轉型期。在《規劃》的引導下，資源型地區積極推進產業升級和礦山生態修復工作，礦業集聚對碳平衡的負面影響在轉型期有所緩解。進一步觀察W×ln LQ的回歸系數分析黃河流域分時段礦業集聚區的環境不公平特征。W×ln LQ在繁榮期的系數為-0.041 9且在1%的水平下顯著，而在轉型期的系數為-0.010 6但未通過檢驗。說明在繁榮期礦業集聚區“能源資源外輸，碳排放和生態破壞留存”的環境不公平特征更為明顯，這是因為繁榮期內中國經濟快速發展，非礦業集聚區能源資源需求激增，資源產品價格高位運行，地方政府和煤炭企業為追求利潤，擴大能源資源生產和輸出規模，能耗激增的同時配套的環保措施難以到位，前期的環保政策還可能出現松綁，“碳詛咒”效應加劇的同時，礦區“能源資源外輸，碳排放和生態破壞留存”的環境不公平問題更加顯著。而到了轉型期，經濟步入新常態，非礦業集聚區能源資源需求放緩，礦業集聚區不斷淘汰落后產能，礦區生態修復快速推進，礦業集聚區環境不公平問題相對弱化。

表7 黃河流域分時期礦業集聚對城市碳平衡影響的回歸結果

分時期中介效應檢驗結果如表8所示①限于篇幅，此處未報告分時段中介效應檢驗回歸結果，感興趣的讀者可向作者索取。。繁榮期內中介效應檢驗逐步法的三步均通過檢驗，三條中介路徑均成立，即繁榮期內礦業集聚通過阻礙產業升級、抑制技術進步、降低土地固碳能力三條中介路徑顯著惡化了黃河流域城市碳平衡。轉型期內，對產業升級中介效應的三步檢驗均通過，而對技術進步和土地固碳能力中介效應檢驗的第二步未通過，轉型期內礦業集聚主要通過阻礙產業升級惡化黃河流域城市碳平衡狀態。究其原因，一是產業升級方面，轉型期內盡管國家出臺了一系列的政策支持資源型地區轉型，但由于黃河流域礦產資源豐富，近年來國家的能源重心逐步向黃河流域轉移，流域內礦業集聚區產業轉型存在較大阻力；二是技術進步方面，礦業集聚通過擠出科研活動、降低人力資本水平、抵制外商投資抑制了黃河流域特別是在礦業繁榮期的技術進步，進入轉型期后國家針對上述問題出臺了一系列政策支持資源型地區可持續發展，弱化了礦業集聚對技術進步的負面影響；三是土地固碳方面，在利益的驅使下，繁榮期內黃河流域資源型產業的擴張和粗放的開采方式導致當地地表植被固碳能力下降明顯，進入轉型期后，隨著落后產能的退出、礦區生態修復和土地復墾工作的推進，采礦活動對土地固碳能力的破壞程度明顯下降。

表8 黃河流域分時段礦業集聚對碳平衡影響的中介效應檢驗結果

2.空間異質性分析

黃河流域東西跨度大，生態本底差異明顯，礦業集聚在黃河上、中、下游地區對城市碳平衡的影響可能存在差異。因此，本文分河段檢驗礦業集聚對城市碳平衡影響的空間異質性。

黃河流域分河段礦業集聚對城市碳平衡影響的回歸結果如表9所示。黃河流域上、中、下游ln LQ的系數均為正值，且至少在5%的水平下顯著，說明礦業集聚在三個河段均顯著惡化了城市碳平衡狀態，“碳詛咒”假說在三個河段均成立。具體來看，礦業集聚對碳平衡的影響力在三個河段表現為：中游＞下游＞上游。黃河中游是中國重要的能源基地，全國14個億噸級煤炭基地有4個位于黃河中游地區，分別為陜北基地、晉北基地、晉中基地和晉東基地。黃河中游21個地級行政區中有16個被國務院確定為資源型城市，占比近80%，采礦活動對中游地區的生態環境影響深遠。因此，礦業集聚對黃河中游城市碳平衡的影響明顯大于下游和上游地區。進一步觀察W×ln LQ的回歸系數分析黃河流域分河段礦業集聚區損益偏離的環境不公平問題。結果發現：僅下游地區的回歸結果支持假設2，上游結果不顯著，中游情況與原假設恰恰相反。這是因為黃河流域中、上游特別是中游地區礦業集聚區密布，山西和陜西大部分城市為礦業集聚區向外輸送能源資源，呈現出礦業高度集聚同時碳壓力較高的特征，非礦業集聚區較少，在上游和中游這樣礦業集聚區密布的河段內難以體現出礦業集聚區“能源資源外輸，碳排放和生態破壞留存”的環境不公平特征。而下游地區礦業集聚區相對較少，呈現出“少數城市輸出能源資源，多數城市輸入能源資源”的特征，因此下游礦業集聚顯著惡化了本地碳平衡而改善了周邊城市的碳平衡，礦業集聚區與非礦業集聚區的環境不公平問題更加明顯。

表9 黃河流域分河段礦業集聚對城市碳平衡影響的回歸結果

分河段中介效應檢驗結果如表10所示①限于篇幅，此處未報告分河段中介效應檢驗回歸結果，感興趣的讀者可向作者索取。。三條中介路徑中，黃河上游地區僅土地固碳能力通過了中介效應的三步檢驗，說明礦業集聚主要通過降低土地固碳能力惡化黃河上游城市碳平衡狀態。上游地區對產業升級和技術進步的第二步檢驗未通過，究其原因，在產業升級方面，采礦業作為高耗能、高污染產業可能會阻礙地區產業升級，但對于一些畜牧業發達的上游地區來說，發展采礦業客觀上提高了牧區的產業結構高級度，總體來看發展采礦業對上游地區產業升級的抑制作用不顯著；技術進步方面，資源依賴可能會阻礙地區技術進步，但上游地區本身技術水平比較落后，礦業集聚對技術的影響并不顯著。黃河中游地區產業升級和技術進步通過了中介效應的三步檢驗，說明礦業集聚主要通過阻礙產業升級、抑制技術進步惡化黃河中游城市碳平衡狀態。中游地區對土地固碳的第二步檢驗未通過，可能是因為中游位于黃土高原地帶，本身生態脆弱，水土流失嚴重，與自然本底因素相比礦業活動帶來的影響相對不明顯。黃河下游地區三條中介路徑均通過了檢驗，說明礦業集聚通過阻礙產業升級、抑制技術進步、降低土地固碳能力惡化了黃河下游城市碳平衡狀態。

表10 黃河流域分河段礦業集聚對碳平衡影響的中介效應檢驗結果

（八）穩健性分析

空間計量經濟學模型需要預設空間權重矩陣，但由于現有研究中對空間權重設定的經濟理論較為缺乏，有必要更換空間權重矩陣檢驗本文研究結果的穩健性[72]。本文將鄰接空間權重矩陣更換為反距離空間權重進行穩健性檢驗。反距離空間權重的設置如下

其中，dij為城市i和城市j之間的空間距離。

將（0，1）鄰接空間權重矩陣更換為反距離空間權重矩陣后①限于篇幅，此處未報告穩健性檢驗回歸結果，感興趣的讀者可向作者索取。，式（3）中ln LQ的回歸系數均為正值且在1%的水平下顯著，而W×ln LQ的回歸系數均為負值且在1%的水平下顯著，說明礦業集聚顯著惡化了城市自身的碳平衡狀態而對臨近城市的碳平衡狀態起到了一定的改善作用，黃河流域“碳詛咒”和礦業集聚區“能源資源外輸，碳排放和生態破壞留存”的環境不公平特征依然顯著。式（4）中ln LQ的回歸系數均為負且均在1%的水平下顯著，說明礦業集聚顯著阻礙了城市產業升級、技術進步和土地固碳能力的提高。式（5）中ln LQ和三個中介變量的系數均顯著，說明三條中介效應成立。更換為反距離空間權重矩陣后，本文提出的研究假設依然成立，保證了研究結果的穩健性和說服力。

四、結論與建議

（一）結論

“雙碳”背景下，本文通過理論分析提出了礦業集聚影響城市碳平衡的理論框架，并以黃河流域90個地級行政區為例，構建空間中介效應模型，從空間溢出視角實證了礦業集聚對黃河流域碳平衡的影響機制，得出的主要結論如下：

1.“碳詛咒”假說在黃河流域成立，流域內礦業集聚區存在明顯的“能源資源外輸，碳排放和生態破壞留存”的環境不公平問題。礦業集聚顯著惡化了礦業城市自身的碳平衡狀態，而對周邊城市的碳平衡狀態起到了一定的改善作用，礦業集聚有利于黃河流域總體碳平衡狀態的改善。

2.黃河流域“碳詛咒”的發生機制為礦業集聚通過阻礙城市產業升級、抑制技術進步、降低土地固碳能力三條中介路徑顯著惡化了礦業集聚城市的碳平衡狀態。其中，產業升級的中介效應量最大，是礦區低碳轉型的關鍵；其次為土地固碳能力，技術進步的中介效應量最小。

3.時間異質性方面，黃河流域“碳詛咒”的強度和傳導路徑具有明顯的階段性差異。礦業集聚對城市碳平衡影響力的大小表現為：繁榮期（2003—2012年）＞轉型期（2013—2018年）。在資源市場繁榮期礦業集聚區“能源資源外輸、碳排放和生態破壞留存”的環境不公平問題顯著，而在轉型期不顯著；在資源市場繁榮期，產業升級、技術進步和土地固碳能力的中介效應均顯著存在，而在轉型期礦業集聚主要通過阻礙產業升級惡化城市碳平衡狀態。

4.空間異質性方面，黃河中游礦業集聚區的“碳詛咒”效應最強，傳導機制最為復雜，是黃河流域低碳轉型的核心區域。礦業集聚對城市碳平衡的影響力表現為：中游＞下游＞上游。礦業集聚區“能源資源外輸、碳排放和生態破壞留存”的環境不公平問題在下游顯著而在中上游不顯著；礦業集聚惡化碳平衡的路徑存在一定差異，上游的傳導路徑主要為降低土地固碳能力，中游主要為阻礙產業升級，下游三條中介路徑均存在。

（二）政策建議

1.黃河流域礦業集聚區在低碳發展方面表現為“詛咒自己，祝福別人”。為緩解礦業集聚區的這種環境不公平現象，一方面可以通過政府轉移支付對礦業集聚區付出的生態成本進行補償；另一方面可在未來碳市場交易結算時考慮礦業集聚區的損益偏離特征，開展更加科學公平的碳排放責任劃分，從消費者責任視角出發，將資源型地區因能源資源外輸產生的本地碳排放責任轉移到消耗這些能源資源的非資源型地區，讓礦業集聚區承擔“共同但有區別”的碳減排責任。

2.在黃河流域“碳詛咒”發生的三條中介路徑中，產業升級的中介效應量最大，是礦業集聚區低碳轉型的關鍵。一是繼續深化供給側結構性改革，優化流域煤炭產業布局，以數字化為引領提高礦區傳統優勢主導產業能效水平；二是結合礦區自身比較優勢和潛在可利用資源培育接續替代產業，如利用黃河流域豐富的風光資源發展新能源產業。技術進步和提升土地固碳能力也是破解“碳詛咒”的重要路徑，推動煤礦生產節能提效，加快推廣先進燃煤發電和現代煤化工等煤炭清潔高效利用技術、CCUS等固碳技術，同時加快綠色礦山建設，提高植被固碳能力。

3.對于黃河流域“碳詛咒”效應存在的時空差異應當引起重視，分類施策。資源市場繁榮期的詛咒效應明顯大于轉型期，說明“碳詛咒”存在一定的周期性。2016年以來煤炭行業逐步回暖，為防范“碳詛咒”激化風險，應堅持高質量發展理念，兼顧“雙碳”目標與能源安全，科學進行產能置換與產能核增。上、中、下游生態本底和發展階段差異等原因導致了黃河流域“碳詛咒”的空間異質性，結合傳導路徑來看，上游地區生態脆弱，應重點轉變“先破壞后治理”得傳統思路，保護恢復礦區原有生態景觀和生物多樣性；中游的“碳詛咒”效應最強，是礦區低碳轉型的關鍵區域，轉型的重點方向是產業升級；下游地區地處沖積平原地區，煤炭資源開發處于壓縮階段，經濟基礎較好，應綜合產業、技術、碳匯能力多個方面推動礦區低碳轉型。