一种碳压力调整下人类发展指数差异模型构建方法

技术领域

本发明属于碳排放监测技术领域，特别是涉及一种碳压力调整下人类发展指数差异模型构建方法。

背景技术

气候变化将导致不可逆转的生态灾难和巨大的经济损失，甚至会破坏人类的生存系统，对人类的可持续发展构成了巨大的威胁和挑战。主要经济体和发达国家已经确定了自己控制温室气体排放的目标，并正在努力尽自己的一份力。到目前为止，已有130多个国家制定了碳中和目标。

17个相互关联的可持续发展目标(SDGs)旨在解决社会、经济和环境维度的演变问题。在评估一个国家的发展水平时，只考虑国内生产总值(GDP)有很大的局限性，特别是当它与可持续发展目标背道而驰时。对此，经济学家在1990年将经济、预期寿命和教育指标结合起来，创造了人类发展指数(HDI)，它能更好地反映整个行业的特征。此后，联合国开发计划署(UNDP)通过《人类发展报告》发布了这一指数，用于综合衡量国家和地区的发展状况，对指导发展中国家制定相应的发展战略起着极其重要的作用。有学者详细研究了2010-2016年10个东盟成员国的人类发展指数对经济增量的影响，并提出人均GDP是一个国家福利的指标。也有以孟加拉国为例，研究了1990年至2018年发展中国家二氧化碳排放与人类发展指数之间的关系。学者利用人类发展指数(HDI)作为演化度量，分析了1990-2016年30个国家的环境库兹涅茨曲线。

这些研究大多集中在世界各国，但在地区层面上探索这一主题的研究较少。同时，现有的研究也缺乏地区HDI的详细数据。我们不仅通过时间序列分析弥补了近20年的数据空白，还详细分析了各地区的不同特征。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳压力调整下人类发展指数差异模型构建方法，通过采用IPCC部门法计算能源相关碳排放数据，并按能源类型和社会经济部门研究了碳足迹特征，建了一个DCHDI模型来揭示耦合效应,解决了现有的二氧化碳数据不全、地区级层面上探索研究少的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种碳压力调整下人类发展指数差异模型构建方法，包括如下步骤：

步骤一，核算各种与能源相关的二氧化碳排放量；

步骤二，人类发展指数的计算；

步骤三，构建DCHDI模型。

作为一种优选的技术方案，所述步骤一中，根据IPCC部门核算方法，能源相关的二氧化碳排放总量由47个社会经济部门的17种化石燃料的燃烧产生，具体的二氧化碳碳排放计算公式如下：

CP＝CE/P；

式中，CE

作为一种优选的技术方案，所述47个社会经济部门分为8类，包括1个第一产业部门、9个能源生产部门、14个轻工业部门、12个重工业部门、5个高技术产业部门、1个建筑业部门、3个服务业部门和2个家庭部门；所述17种化石燃料被分为四种能源类型，包括煤炭产品、石油产品、焦炭产品和天然气。

作为一种优选的技术方案，所述步骤二中，人类发展指数HDI包括预期寿命指数LEI、教育指数EI和收入指数II；

所述预期寿命指数LEI计算公式如下：

所述EI用于衡量不同地区的教育水平，包括平均受教育年限指数MYSI和预期受教育年限指数EYSI；

所述平均受教育年限指数MYSI是用MYS来衡量的；所述MYS由这两个数据加权：中国具有教育背景的6岁及以上人口，以及每种教育背景的受教育年限，具体公式如下：

式中，EYS的计算方法是将每个教育级别的平均净入学率与该级别的工作年限乘积相加；EYS包括小学的净入学率λ

所述预期受教育年限指数EYSI；所述EYSI是由EYS测量的；所述EYS的计算方法是将每个教育级别的平均净入学率与该级别的工作年限乘积相加，具体公式如下：

式中，EYS的计算方法是将每个教育级别的平均净入学率与该级别的工作年限乘积相加；EYS包括小学的净入学率λ

所述收入指数II采用将购买力平价换算成美元的GNIpc来衡量，计算式公式如下：

所述人类发展指数HDI为LEI、EI和II的几何平均值，即计算公式如下：

作为一种优选的技术方案，所述步骤三中，能源相关的人均二氧化碳排放指数CI公式为：

CI＝(CP

所述人均二氧化碳排放指数CI，CP检测值越高，说明对环境的压力越大，表明的CI值越小，对HDI的调整越大；

所述DCHDI的构建公式如下：

DCHDI＝[(HDI-HDI×CI)/HDI]×100。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过采用IPCC部门法能源相关碳排放数据，并按能源类型和社会经济部门研究了碳足迹特征，建了一个DCHDI模型来揭示耦合效应，时间序列分析弥补了近20年的数据空白，还详细分析了各地区的不同特征，针对各地区实际情况提出可持续发展的政策建议。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种碳压力调整下人类发展指数差异模型构建方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种碳压力调整下人类发展指数差异模型构建方法，包括如下步骤：

步骤一，核算各种与能源相关的二氧化碳排放量；

步骤二，人类发展指数的计算；

步骤三，构建DCHDI模型。

碳排放的核算边界大致分为三个范围。范围1是指一个国家或地区境内各种能源活动中化石燃料燃烧产生的所有一手二氧化碳排放。范围2是指一个国家或地区境内居民为满足生活需要而购买的电力和热量消耗所产生的间接二氧化碳排放。范围3是指范围2所不包括的与国家或区域最终消费和生产有关的所有其他间接二氧化碳排放。与其他两个范围相比，范围1描述了一个地区的实际二氧化碳排放量，地方政府可以将其作为在其管辖范围内制定碳减排政策的基准。因此，我们调查了30个地区的能源相关CO

根据IPCC部门核算方法，能源相关的二氧化碳排放总量由47个社会经济部门的17种化石燃料的燃烧产生，具体的二氧化碳碳排放计算公式如下：

CP＝CE/P；

式中，CE

步骤二中，人类发展指数HDI包括预期寿命指数LEI、教育指数EI和收入指数II；我们采用联合国开发计划署提出的在国家层面上HDI的计算方法，将其转换为地区层面。HDI的核心思想是将指标中基本指标的实际值标准化在0到1之间，这也是后续指标的计算方法。最小值代表“自然零”状态，最大值(即理想值)代表整个地区发展中某一指标的“目标值”。

标准化尺寸指数的计算公式如下：

们根据《2016年人类发展报告》中提出的全国人类发展指数计算标准，选择用于计算地区级人类发展指数的最大值和最小值。具体数值见表1。

表1.维度指数选择的最大值和最小值标准

预期寿命指数LEI指的是假设所有年龄组的出生死亡率在其一生中保持不变，新生儿预计能活多少年，计算公式如下：

EI用于衡量不同地区的教育水平，包括平均受教育年限指数MYSI和预期受教育年限指数EYSI；

平均受教育年限指数MYSI是用MYS来衡量的；MYS由这两个数据加权：中国具有教育背景的6岁及以上人口，以及每种教育背景的受教育年限，具体公式如下：

式中，EYS的计算方法是将每个教育级别的平均净入学率与该级别的工作年限乘积相加；EYS包括小学的净入学率λ

预期受教育年限指数EYSI；EYSI是由EYS测量的；EYS的计算方法是将每个教育级别的平均净入学率与该级别的工作年限乘积相加，具体公式如下：

式中，EYS的计算方法是将每个教育级别的平均净入学率与该级别的工作年限乘积相加；EYS包括小学的净入学率λ

所以EI为MYSI和EYSI的算术平均值，即

为了消除国家和地区之间的价格水平差异，II采用按2011年购买力平价换算成美元的GNIpc来衡量。根据世界银行的数据，2011年人民币购买力平价换算系数为3.524。在计算II时，我们首先需要将各地区GDP转换为各地区GNI。因此，根据《2016中国城市可持续发展报告》的方法，我们假设各地区的人均国内生产总值(GDPpc)与GNIpc的比值等于同期全国的GDPpc与GNIpc的比值。由于人们的收入增加和体面生活之间的回报递减，Eq.(10)使用对数方法来处理II。

收入指数II采用将购买力平价换算成美元的GNIpc来衡量，计算式公式如下：

人类发展指数HDI为LEI、EI和II的几何平均值，即计算公式如下：

HDI相当于LEI、EI和II的几何平均值，如式(11)所示。在《2014年人类发展报告》中，联合国开发计划署定义了不同发展水平国家的HDI值，以0.55、0.70和0.80作为定义不同发展水平的临界值，如表2所示，

表2.人类发展水平组别划分

根据可持续发展的内涵，将环境因素(CO

HDI和CI体现了人类发展和环境系统的整体水平。D∈[0,1]为耦合协调度；C∈[0,1]是HDI和CI之间的耦合度；T表示HDI和CI的综合协调指数。α和β分别为人类发展和环境系统的贡献程度。我们假设中国D的人类发展水平与环境质量同等重要，因此我们设定两个系统的贡献程度是相等的，即值α＝β＝0.5。

根据耦合协调程度D，HDI和CI之间的协调度类型可分为五类，如表3所示。

表3.耦合协调度的组别划分

步骤三中，能源相关的人均二氧化碳排放指数CI公式为：

CI＝(CP

人均二氧化碳排放指数CI，CP检测值越高，说明对环境的压力越大，表明的CI值越小，对HDI的调整越大；

DCHDI的构建公式如下：

DCHDI＝[(HDI-HDI×CI)/HDI]×100。

DCHDI的差异判定是考虑碳因素后对人类发展水平的影响程度。然后，我们进一步深入分析了中国30个地区之间的差异，将各地区的HDI和CHDI值与全国水平进行了系统聚类比较，然后将中国30个地区划分为四个区域类别，类似于四个象限，以便更清楚地了解各地区的分布特征。虽然全国HDI和CHDI水平每年都在变化，但全国当年的HDI水平是固定的，并作为参考值，因此对30个地区的聚类和比较分析有明确的基线。因此，我们将这四个区域类别反映各地区差异的数值范围设定为:各地区HDI和CHDI均高于全国水平，分别记为“H-H”和“L-L”；各地区HDI高于全国水平，但CHDI低于全国水平，记为“H-L”；该地区的HDI低于全国水平，但CHDI高于全国水平，记为“L-H”。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。