问题一：碳排放空间差异分析与省份分类分级 — 分析报告

生成日期：2026-05-23 16:12
数据来源：问题1数据集（30省碳排放/常住人口/GDP/能源消费）
方法：熵权法→TOPSIS碳排放压力指数→Jenks自然断点(local-dp)→Ward+K-Means(k=3)→Kruskal-Wallis适用性检验

一、指标体系

维度 指标 符号 均值 范围
排放规模 CO2总量(Mt) X1 380.28 [44.69,920.91]
排放规模 人均CO2(t/人) X2 9.80 [3.28,36.60]
排放效率 碳排放强度(t/万元) X3 1.28 [0.16,4.79]
排放效率 单位能耗碳排放 X4 2.09 [1.04,3.14]
经济关联度 二产排放占比(%) X5 83.49 [49.63,97.64]
经济关联度 高耗能行业占比(%) X6 78.51 [45.65,95.12]
经济关联度 煤炭排放占比(%) X7 71.13 [2.12,93.99]

二、熵权法权重

指标 维度 熵值 冗余度 权重
CO2总量(Mt) 排放规模 0.9196 0.0804 29.51%
人均CO2(t/人) 排放规模 0.9498 0.0502 18.42%
碳排放强度(t/万元) 排放效率 0.9368 0.0632 23.17%
单位能耗碳排放 排放效率 0.9638 0.0362 13.26%
二产排放占比(%) 经济关联度 0.9891 0.0109 4.01%
高耗能行业占比(%) 经济关联度 0.9787 0.0213 7.83%
煤炭排放占比(%) 经济关联度 0.9896 0.0104 3.80%

三、TOPSIS碳排放压力指数排名

排名 省份 碳排放压力指数 Jenks 聚类
1 内蒙古 0.9126 高排放水平 簇1
2 山西 0.7032 中高排放水平 簇1
3 河北 0.6970 中高排放水平 簇1
4 新疆 0.6751 中高排放水平 簇1
5 宁夏 0.6391 中高排放水平 簇1
6 山东 0.5807 中高排放水平 簇2
7 辽宁 0.5550 中高排放水平 簇2
8 江苏 0.5494 中高排放水平 簇2
9 安徽 0.4564 中等排放水平 簇2
10 黑龙江 0.4376 中等排放水平 簇2
11 陕西 0.4294 中等排放水平 簇2
12 河南 0.4260 中等排放水平 簇2
13 吉林 0.4164 中等排放水平 簇2
14 甘肃 0.4154 中等排放水平 簇2
15 广东 0.4045 中等排放水平 簇2
16 浙江 0.3735 中等排放水平 簇2
17 贵州 0.3666 中等排放水平 簇2
18 广西 0.3590 中等排放水平 簇2
19 湖北 0.3542 中等排放水平 簇2
20 天津 0.3481 中等排放水平 簇2
21 福建 0.3346 中低排放水平 簇2
22 青海 0.3213 中低排放水平 簇2
23 江西 0.3004 中低排放水平 簇2
24 湖南 0.2850 中低排放水平 簇2
25 重庆 0.2633 中低排放水平 簇2
26 云南 0.2625 中低排放水平 簇2
27 四川 0.2590 中低排放水平 簇2
28 上海 0.2419 中低排放水平 簇2
29 海南 0.2236 中低排放水平 簇2
30 北京 0.0176 低排放水平 簇3

四、Jenks自然断点分级

方法：local-dp；断点：0.0176, 0.0176, 0.3346, 0.4564, 0.7032, 0.9126

注：相邻断点显示相同是因为 Jenks 将端点离群值单独成级；内部已用 nextafter 保证分箱边界严格递增。

  • 低排放水平(1省)：北京
  • 中低排放水平(9省)：上海, 福建, 江西, 湖南, 海南, 重庆, 四川, 云南, 青海
  • 中等排放水平(12省)：天津, 吉林, 黑龙江, 浙江, 安徽, 河南, 湖北, 广东, 广西, 贵州, 陕西, 甘肃
  • 中高排放水平(7省)：河北, 山西, 辽宁, 江苏, 山东, 宁夏, 新疆
  • 高排放水平(1省)：内蒙古

五、聚类分析 (k=3)

Silhouette=0.4391 | CH=24.5 | DB=0.5582

簇1 (5省)

  • 省份：河北, 山西, 内蒙古, 宁夏, 新疆
  • 特征：均CO2=628Mt | 人均CO2=24.1t/人 | 碳强度=3.15t/万元 | 煤排占比=91%

簇2 (24省)

  • 省份：天津, 辽宁, 吉林, 黑龙江, 上海, 江苏, 浙江, 安徽, 福建, 江西, 山东, 河南, 湖北, 湖南, 广东, 广西, 海南, 重庆, 四川, 贵州, 云南, 陕西, 甘肃, 青海
  • 特征：均CO2=341Mt | 人均CO2=7.1t/人 | 碳强度=0.94t/万元 | 煤排占比=70%

簇3 (1省)

  • 省份：北京
  • 特征：均CO2=72Mt | 人均CO2=3.3t/人 | 碳强度=0.16t/万元 | 煤排占比=2%

六、交叉表

1
2
3
4
5
6
Jenks_等级  低排放水平  中低排放水平  中等排放水平  中高排放水平  高排放水平  All
聚类标签                                               
0             0       0       0       4      1    5
1             0       9      12       3      0   24
2             1       0       0       0      0    1
All           1       9      12       7      1   30

七、Kruskal-Wallis检验

注：由于簇3仅包含北京1个样本，不满足组内方差检验和常规显著性检验的基本样本量要求；下表仅对样本量≥2的簇进行检验，单省簇作为典型个案解释。

指标 检验范围 H p 显著性
CO2总量(Mt) 簇1、簇2；未检验簇3 4.320 0.0377 *
人均CO2(t/人) 簇1、簇2；未检验簇3 11.603 0.0007 ***
碳排放强度(t/万元) 簇1、簇2；未检验簇3 12.000 0.0005 ***
单位能耗碳排放 簇1、簇2；未检验簇3 10.453 0.0012 **
二产排放占比(%) 簇1、簇2；未检验簇3 12.000 0.0005 ***
高耗能行业占比(%) 簇1、簇2；未检验簇3 12.000 0.0005 ***
煤炭排放占比(%) 簇1、簇2；未检验簇3 11.603 0.0007 ***

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