碳福利绩效的时空动态：来自对中国城市进行的两阶段超NSBM分析的证据

《Environmental Impact Assessment Review》：Spatiotemporal dynamics of carbon welfare performance: Evidence from a two-stage super-NSBM analysis of Chinese cities

碳中和背景下中国城市碳福利绩效时空演变与效率瓶颈研究，采用两阶段超网络松弛测度模型（Super-NSBM），揭示284个城市2000-2023年碳福利绩效（CWP）呈现系统增长但存在绿色生产效率（GPE）下降31.5%与福利转化效率（WTE）上升38.2%的结构性失衡。空间格局从碎片化集群演变为多极分布，区域差异主要源于跨区域资源错配而非简单东西部差异，核心瓶颈表现为高冗余-高排放、资本低效-结构错配、高产出-环境赤字三类效率模式。研究为差异化低碳治理提供决策依据。

　　

张子彤|张楠

中国人民大学，生态与环境学院，北京100872，中国

摘要

在全球碳中和目标下，城市地区在协调碳减排与福利提升方面发挥着关键作用。本研究使用一种新型的两阶段超级网络松弛度基础测量（Super-NSBM）模型，评估了284个中国城市（2000-2023年）的碳福利绩效（CWP）。通过将CWP分解为绿色生产效率（GPE）和福利转化效率（WTE），我们发现存在显著的结构失衡：虽然全国CWP有所增长，但这一增长完全是由WTE增加了38.2%所驱动的，而GPE则下降了31.5%。从空间上看，CWP的发展模式从分散的集群转变为多极化格局。Dagum基尼分解表明，区域差异主要源于跨区域的重叠，而非简单的东西部划分，其中GPE是不平等的主要来源。松弛度分析进一步识别出三种效率低下模式：高冗余-高排放、资本效率低下-结构不匹配以及高产出-环境缺口，为有针对性的政策干预提供了依据。这些发现将福利维度纳入碳效率评估，为中国及其他发展中国家的低碳、福利提升型城市转型提供了宝贵的见解。

引言

气候变化和快速城市化是全球可持续发展的两大紧迫挑战（Lu等人，2024；Ramyar等人，2021；Rentschler等人，2023）。作为人口、经济活动和能源消耗的主要中心，城市负责了全球超过70%的碳排放，同时也是促进人类福祉和实施低碳转型的核心领域（Luo等人，2025；Reyes-Riveros等人，2021）。城市的独特地位——表现为资源使用的集中、集聚经济以及通常更强的环境治理能力——使其成为协调气候行动与发展目标的核心力量。在全球碳中和的愿景下，实现碳减排与福利提升之间的协同作用已成为高质量城市发展的关键基准。

中国为研究这一关系提供了有力的背景。作为世界上最大的碳排放国和最广泛的城市系统所在地，中国的城市在过去二十年经历了前所未有的经济增长和生活水平提高（Shen等人，2018；Yao等人，2018）。然而，这种进步历史上与能源密集型产业结构、高碳强度和明显的区域差异相伴而生（Chen等人，2023；Chen等人，2019；Li等人，2023；Wang，2023）。因此，中国城市在“碳达峰和中和”战略下的转型效果不仅对国家绿色发展具有重要意义，也对全球气候治理具有重大影响。系统评估中国城市在碳约束下将资源投入转化为福利成果的效率，对于理解这一转型并为其他发展中国家提供可借鉴的经验至关重要。

关于碳绩效的学术讨论已经取得了显著进展。早期研究主要采用单一因素视角，简单地将碳生产力定义为GDP与碳排放的比率（Ali等人，2023；Awosusi等人，2023；Hailemariam等人，2020；Wu等人，2024）。尽管这种方法直观易懂，但它未能捕捉到可持续发展的多维性质。后续研究应用数据包络分析（DEA）构建了多因素投入产出系统，但大多数研究仍局限于经济增长与排放之间的关系，很大程度上忽视了社会福利和生态效益（Chen等人，2019；Lu和Zhang，2025；Luo等人，2025；Xiao和Xiao，2021；Zhang等人，2024）。

碳福利绩效（CWP）的概念应运而生，以弥补这一不足。CWP基于Daly的可持续发展原则，通过衡量每单位碳排放产生人类福祉（例如，通过人类发展指数HDI来衡量）的效率，扩展了评估框架（Li等人，2022；Liu等人，2020；Mota等人，2010；Wang和Zhang，2021）。从“碳生产力”到“碳福利”的概念转变标志着一个重要的理论进步，使绩效评估更紧密地符合可持续发展的最终目标：在生态边界内提升人类福利。在中国背景下，相关研究开始纳入福利指标，或使用包含劳动力和资本等投入的DEA模型来评估预期寿命或教育水平（Wang和Zhang，2021；Zhang等人，2025）。然而，系统回顾显示，中国城市层面的CWP研究仍处于起步阶段，CWP的理论发展和概念区分不够明确，其创新地位尚不明确。

尽管取得了这些进展，仍存在三个关键的研究空白，本研究旨在解决这些问题：（1）规模和时间限制：大多数分析集中在国家或省级层面，缺乏长期的城市层面评估和比较；（2）方法论过度简化：传统模型将生产过程视为单一阶段的“黑箱”，忽略了从资源投入到经济产出再到福利结果的顺序转化过程，从而掩盖了效率损失的来源；（3）空间和异质性分析不足：对CWP的时空演变、区域差异和空间依赖性的系统研究仍然缺乏，限制了有针对性治理策略的制定。

为填补这些空白，本研究提出了一个综合分析框架，以评估中国城市CWP的时空动态。我们的工作主要有三个贡献：

(1) 理论贡献：我们通过系统地将福利纳入碳绩效评估，丰富了可持续性评估框架，并从理论上证明了将CWP分为绿色生产效率（GPE）和福利转化效率（WTE）的两阶段分解的合理性。这阐明了“生产-福利”二分法如何补充和扩展传统的“经济-环境”二元框架，提供了对城市发展结构平衡（或不平衡）的更细致的理解。

(2) 方法论创新：我们开发并应用了一个包含不良输出的两阶段Super-NSBM模型，有效打开了城市发展的“黑箱”。该模型不仅更有效地区分了高效的决策单元，还识别了生产和福利转化阶段的效率瓶颈，从而能够更精确地诊断城市效率低下的模式。

(3) 经验丰富：利用284个中国城市（2000-2023年）的长期面板数据，我们提供了超越传统宏观尺度研究的细致的城市层面分析。通过结合Super-NSBM建模、Dagum基尼分解、空间自相关性和冗余分析，我们揭示了复杂的跨区域重叠机制，并揭示了多样的城市效率低下类型，为差异化政策制定提供了坚实的证据基础。

本文的其余部分结构如下：第2节概述了理论框架和研究方法，包括两阶段Super-NSBM模型和指标系统。第3节展示了CWP的时空动态、区域差异和效率低下的实证结果。第4节讨论了这些发现与现有文献的关系，并提出了有针对性的政策建议。第5节进行总结。

部分摘录

理论基础和研究框架

CWP的评估基于可持续发展理论、福利经济学和效率评估理论的跨学科整合。本研究将城市发展的“黑箱”分解为“绿色生产”和“福利转化”的两个连续阶段过程。这种分解逻辑在理论上得到了超越有限的“经济-环境”二元框架的需要的支持，以解决不同的……

碳福利绩效的时间演变

基于2000年至2023年284个中国城市的两阶段Super-NSBM模型结果，本节探讨了CWP及其两个子阶段效率（GPE和WTE）的时间演变。图2所示的轨迹显示了一个动态模式，其特征是阶段性波动、阶段间的发展不同步以及整体上的适度改善。

在系统层面，全国平均CWP从2000年的0.65增加到2023年的0.68，反映了……

讨论

本研究通过一个两阶段分解框架打开了碳福利绩效的“黑箱”，分别评估了绿色生产效率和福利转化效率，并辅以Dagum基尼分解、空间相关性和冗余分析，从而推进了现有文献。结果不仅证实了现有发现，还提供了新的理论、方法论和实证见解，加深了对可持续城市的理解

结论

(1) 中国的城市CWP总体上有所改善，但这一进展掩盖了一个关键的结构失衡。进步主要源于WTE增加了38.2%，而GPE下降了31.5%。这种不同步性表明，绿色生产阶段是城市低碳转型的关键瓶颈，突显了生产和福利效率提升由不同机制驱动。

(2) 区域差异的性质更为复杂

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本工作得到了国家社会科学基金（项目编号：24BJY155）的支持。