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本书通过分析流域资源、经济发展、生态环境、技术创新等领域的相关理论或方法与低碳发展的关系，认为习近平生态文明思想奠定了低碳发展的基础，流域经济理论将流域与低碳发展紧密结合，可持续发展理论体现了低碳发展的理念和导向，环境经济学理论揭示了碳排放与经济、人口的关系与规律，公共物品理论与产权理论奠定了黄河流域碳排放权市场的理论基础。
党的十八大以来，党中央持续贯彻新发展理念，坚定不移走生态优先、绿色低碳发展道路。将生态文明建设纳入中国特色社会主义事业总体布局，从而形成将“四位一体”上升至“五位一体”的新发展思维。习近平生态文明思想是习近平新时代中国特色社会主义思想的重要组成部分，也是新时代生态文明建设的根本遵循和行动指南。领会习近平生态文明思想的核心要义，就要科学把握“宁要绿水青山，不要金山银山”“既要绿水青山，也要金山银山”“绿水青山就是金山银山”的理念，简称“两山”理论。
2005年习近平总书记在浙江安吉余村首次提出“绿水青山就是金山银山”的科学论断（孙侃，2017；杜艳春等，2018）。此后，基于实践经验和国家环境管理的要求，习近平总书记于2013年提出了“两山”理论，其与科学发展观是一脉相承的理论体系，其本质与目标是生态环境与社会经济的协调发展。对应于“两山”理论的经济发展应加大对生态资源要素的挖掘力度，生产方式上强调对生态环境要素的非消耗性利用，要素性质上强调生态环境公共产品属性的回归，经济价值上强调生态环境非货币化价值的显性化等特征（王勇，2019）。“两山”理论不仅体现党建设生态文明的意志基石，也是21世纪的自然辩证法的体现。第一个阶段是用绿水青山去换金山银山，对环境资源的承载力不考虑或者鲜有考虑。对应方法是宁可牺牲当下粗放发展方式也要保护生态环境，强调了环境优先、永续发展优先的根本思想。第二个阶段是既要金山银山，也要保住绿水青山，是边发展边保护思想的重要体现，强调在发展中保护，在保护中发展。第三个阶段是认识到绿水青山可以源源不断地带来金山银山，绿色既是理念又是举措，以空间换时间。借助“互联网+”“生态+”不断发展新业态，持续促进数字经济与低碳经济发展的深度融合，从而助推低碳经济发展的技术革新。整体来看，这3个阶段是经济增长方式转变的过程，是发展观念不断进步的过程，也是人和自然关系不断调整、趋向和谐的过程（黄承梁，2020）。“两山”理论所蕴含的新发展理念既不同于单纯保护生态环境下的发展，也不同于不计生态代价、粗放式的经济发展，它将资源资产、资本、财富有机统一，通过有效转换实现资源资产变资本、资本变财富，强调通过资源资产到资本再到财富。保护生态环境实际上就是发展经济，黄河流域既是自然财富、生态财富，又是社会财富、经济财富。绿色低碳发展的核心是经济发展与低碳方式协同发展，实现资源转化、价值确认，达到资源的保值增值，从而实现生态环境保护和高质量发展目标。
党的十八届五中全会提出新发展理念，将创新、协调、绿色、开放、共享作为新发展理念的主要内涵，它是系统性、综合性的理论体系。创新是引领发展的第一动力，协调是持续健康发展的内在要求，绿色是永续发展的必要条件和人民对美好生活追求的重要体现，开放是国家繁荣发展的必由之路，共享是中国特色社会主义的本质要求，坚持创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展、共享发展协同发力、形成合力，这是一次变革，也是低碳发展的理论和实践基础。经济发展不是单一粗放的发展，而是贯穿新发展理念并在经济发展新常态的背景下，保持经济可持续增长、有效率增长以及有潜力增长，最终实现经济高质量发展。具体表现为，在尽量地减少对高碳能源依赖的同时尽可能地减少温室气体排放，达到经济社会发展和生态环境保护共同发展的状态，而低碳能源系统、低碳技术和低碳产业体系等是低碳发展的主要方向。低碳经济发展是新发展理念的重要组成部分，低碳经济发展就是要处理碳排放总量与经济社会稳定发展之间的关系。低碳经济发展根植于新发展理念，发展低碳经济的根本遵循在于新发展理念（杨博文，2021）。完整、准确、全面贯彻新发展理念，既要以新发展理念指导引领低碳发展，又要通过低碳发展为完整、准确、全面贯彻新发展理念提供重要保障。
贯彻新发展理念、构建新发展格局，要以生态环境问题为导向，不仅研究整个过程的特殊矛盾性问题，还要坚持系统观念，统筹国内国际两个大局，形成“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局。具体来讲，不仅集中力量着眼于国内低碳发展技术和路径，还要积极参与全球治理、学习新技术，为国内低碳发展创造良好环境。将新发展理念作为低碳发展的指导理念，就要落实以人民为中心的发展思想，坚持发展为了人民、发展依靠人民、发展成果由人民共享，做出更有效的制度安排，使全体人民在共建共享发展中有更多获得感。从低碳发展依靠人民到最终为了人民，进而增加整个社会效用，增进人民福祉。
流域是一种开放型的耗散结构系统，其基础是自然河流水系，是自然范围内和跨行政区域范围内经济的结合体。流域经济是内部子系统间协同配合，同时系统内外进行大量人、财、物的信息交换的特殊区域经济复合系统。因此，流域经济既具有区域经济的一般属性，又具有水资源的专门属性，不同于行政区规划下的区域经济。流域经济是整体性极强、关联度很高的区域经济。不仅流域内各种自然要素之间联系极为密切，而且上、中、下游，干支流，各区段间的相互制约、相互影响也很显著。已有研究认为其特殊性在于流域经济必须围绕水资源利用，通过整合优化沿线资源形成具有分工协作的经济带，发展目标是经济系统各要素协调、可持续的稳定发展。
流域经济理论体系众多，特征内涵丰富，是一个有生命力的、愈加高级的耗散型结构经济系统。首先，流域经济是整体性极强、关联度很高的区域经济。各要素之间关系密切，上、中、下游，干流与分支流相互制约、互相影响。其次，由于各流域经济技术基础和历史背景等方面均有较大不同，表现出流域经济的区段性、差异性和复杂性。由于流域由多级干支流组成，表现为层次性和网络性，这也要求流域开发时具有先后次序和层次。最后，开放性和耗散性表现为流域内部和外部分工协作，通过发挥内部对外的“窗口”作用，不断吸引外部的资本、技术、人才和先进管理经验，从而发展外向型经济。因此，流域开发治理是全国社会经济发展总体战略的组成部分，在流域开发和治理上要符合总体要求与宏观布局，同时协调流域内部、流域与流域、流域与国家之间的关系。关于低碳发展，大部分学者将其界定为区别于高速增长的新发展模式，其内在特征是降低碳排放与经济发展的有机结合，对经济和社会的可持续发展意义重大。低碳发展的根本目的在于应对气候变化并减少温室气体排放，推进低碳发展有利于优化能源结构，促进产业转型升级，培养可持续竞争力，进而实现保护环境的目标，在树立负责任的大国形象的同时顺应国际潮流。
基于高质量发展的研究范式，流域经济高质量发展的目标在于解决流域内不充分不平衡的发展问题。而实现流域高质量发展，必须将绿色低碳作为重要发展指标，坚持减污降碳的同时增加生态碳汇，推进产业生态化建设，提升资源和能源产出效率，调整能源供给结构，不断丰富高质量发展内涵，从而带动流域低碳发展。这表明不仅要在传统可持续发展的基础上进一步挖掘流域整体潜能，还要在资源要素分配差异下协调解决流域上下游发展不均衡的矛盾冲突。因此，流域经济低碳发展理论内涵的核心在于处理四大关系：一是保护与发展，坚持保护生态就是发展生产力。这要求流域发展必须在保护中发展，增加碳汇、提升水质、保护生物多样性，在经济社会发展中体现生态价值。另外要注重在发展中保护，积极推动产业生态化发展，让经济社会系统与自然生态系统协调运行。二是全域和局部，推进绿色协调可持续发展。推进黄河流域绿色低碳发展是一项复杂的系统工程，关键是要正确把握整体推进和重点突破的关系，将流域发展融入国家发展大局。打破分散竞争模式，将流域整体发展从“分散内耗”转向“协同增益”，探索流域共享与开放发展的新经济模式。三是长远和短期，履行国内国际责任。低碳发展是在充分尊重客观规律的基础上，平衡好长远利益和短期利益。一方面，取缔高排放、高污染项目，建立动态激励机制；另一方面，将黄河流域绿色低碳发展与“双碳”目标时间表结合，确定低碳发展的“路线图”，绘好工作推进的“时间表”，写好分阶段实现的“任务书”。四是质量和效率，抢抓发展机遇。加快生态环境修复、建立碳交易市场，加快转方式调结构，抓住绿色低碳转型的新发展机遇，始终将人民福祉、生态保护、长远发展作为考量标准。同时，处理流域经济低碳发展的四大关系必须依靠新发展理念的指导，借助创新和绿色发展扩大流域长期可持续发展的生产边界，借助协调发展提升流域整体发展的均衡性，借助共享和开放发展最大化提升流域整体的福利效应。
可持续发展是低碳发展的理论和导向，解释了“自然—社会—经济”复杂巨系统的运行机理，核心在于处理人与自然和人与人之间的关系。可持续发展理论于20世纪80年代产生，1980年，《世界自然资源保护大纲》中首次对可持续发展的概念进行界定，中国学者也对可持续发展理论进行了深入的研究，人类对这一理论的认识经历了从“增长理论”到“发展理论”再到“可持续发展理论”的过程。对于可持续发展理论中经济、社会、环境三者之间的关系，学者有强可持续发展和弱可持续发展的区分与争论（诸大建，2019）。可持续发展的理论内涵可以被“动力元素”“质量元素”以及“公平元素”3个有机统一的本质元素度量（牛文元，2014）。而洪晓玲（2018）从空间角度理解该理论，认为某区域的可持续发展会受到其他地区多方面影响。张卓群、张涛等（2022）从空间角度出发并采用分层法研究碳排放强度的区域差异及收敛性，促进了全国及各区域减排和降碳工作的协调推进。
本书在可持续发展理论的基础上，重点深入推进其在低碳经济发展方向的研究。可持续发展理念在我国得到广泛的认同。可持续发展观是科学发展观的核心内容，我国人均资源相对不足，生态环境基础薄弱，选择并实施可持续发展战略是中华民族彻底摆脱贫困、创建高度文明的选择。结合《可持续发展蓝皮书：中国可持续发展评价报告（2021）》，本书认为应从3个方面推动可持续发展：第一，在新发展阶段，以“共同富裕”为目标，将巩固脱贫攻坚成果作为推动区域平衡发展的推手，统筹城乡区域间协同发展，从而实现全面、协调、平衡的可持续发展。第二，坚持高质量发展，用科技创新引领产业转型。紧跟科技革命和产业变革方向，使用高新技术推动产业转型，结合数字经济赋能低碳发展，促使发展方式由传统资源驱动型向创新驱动型转变。第三，基于要素资源禀赋不同，推进生态文明建设，协调区域不均问题；以“双碳”目标为导向，贯彻新发展理念，推动社会经济实现以可持续发展为导向的系统性变革。
可持续发展的基本思想包括4个方面：第一，强调经济发展质量。可持续发展理论强调的经济增长不仅应重视经济增量，还应重视经济增长的质，强调经济增长的效率内涵，要求必须重新审视经济增长方式的调整与优化。第二，强调生态环境与资源的可持续使用。可持续发展注重人与自然之间的和谐发展，强调经济发展要以自然资源和环境承受能力为基础。第三，强调人类社会的全面发展。可持续发展的主旨在于不断满足人类的生存需求、发展需求以及全面发展需求。第四，依托可持续发展，加强国际交流与合作。在国际上积极倡导生态文明、绿色低碳发展等理念，总结和推广地方可持续发展成功案例，积极扮演全球治理的重要参与者、贡献者和引领者角色，为全球可持续发展提供切实可行的中国方案。气候变化引起的低碳问题涵盖了可持续发展的各要素层面。对可持续发展和减少碳排放量问题的研究源于人们对于温室气体的大量排放而引发气候问题的关注。气候问题是关系人类生存和发展的重大问题，温室气体的大量排放导致全球气候变暖、海平面上升，恶化人类生存的环境，不利于社会的可持续发展。但是，可持续发展不是抑制发展以实现降低碳排放量的目的，而是实现发展、能源以及环境的协调发展。因此，在保证经济持续增长的同时降低碳排放强度，减少能源消耗量及二氧化碳排放量并提高碳排放效率，是实现可持续发展道路的要求。
随着经济规模的不断扩大，人类资源攫取的力度逐步加大，环境问题逐渐进入公众的视野。人类对环境与经济问题的深入探讨，形成了新兴学科——环境经济学。环境经济学属于环境领域与经济领域的交叉学科，旨在寻求环境与经济协调发展的路径，多利用现代经济分析工具进行研究。环境经济学的主要内容包括稀缺性经济资源的度量、环境污染外部性、经济效率、价值评估以及费用效益分析等。其中，稀缺性经济资源的度量问题是研究如何通过稀缺性资源产品定价机制、开发成本或费用以及租金等机制来评估稀缺性资源的经济价值（Gordon，1954）。环境污染的外部不经济会导致市场机制失灵，无法实现经济系统帕累托最优，学者们提出依靠明确产权、污染税征收等方式来解决此问题（Kapp，1950；Coase，1960）。采用这些方式，使环境污染的外部不经济“内部化”。另外，对环境资产的正确评估，有利于准确估算经济活动所需的成本以及产生的收益等，并纳入最后的决策中，判断经济活动的开展价值。从以上分析可以看出环境经济学的研究内容在于探讨如何解决环境与发展的协调问题，其中，碳排放作为主要的温室气体排放及其不可处理性，是环境经济学关注的主要内容之一，学科中提供的经济分析工具都为研究黄河流域碳排放等问题提供了技术支持。
自然环境的变化，人类对经济和环境协同性发展的认知以及社会环保意识的提高等因素都直接或间接地影响了环境经济学的产生和发展。首先，环境经济学是在人类社会对解决人口、粮食、资源、能源和环境五大生存危机有着强烈需求的背景下产生的学科，成为解释环境经济系统的运作方式，进而指导人类社会进行环境保护的重要依据。其次，由于环境经济学中包含了环境科学、经济学、人口学等多种学科的理论，其独到的视角能够为基础学科的发展、公共政策的制定做出贡献。
环境经济学所覆盖的范围包括：环境经济学的基本理论，经济学在环境污染与保护分析中的理论与方法，环保中的资源配置问题，费用与效益的平衡，环保在宏观经济学体系下的研究，环境价值的理论与评价方法，国际在环境保护问题上的协同发展，节能减排政策的制定等。近年来，环境经济学在发展中国家得到了广泛的发展，研究的问题和领域也愈加广泛和深入，当下环境经济学致力于研究和回答的问题主要包括以下几个方面：首先，针对经济、社会与环境之间的作用机制进行研究，为进一步促进社会健康可持续发展提供理论与方法；在“经济—环境—社会”的大框架中进行模拟分析和影响评估，研究环境变化给社会经济发展带来的影响并进行评估。其次，深化和延伸环境价值评估理论，研究和评估环境与资源变动对人群、经济和社会的影响和重要性，针对环境变动给人类社会在发展方式、社会福利和战略统筹上带来的影响进行相应的评估，同时将其纳入各类社会环境评价体系中。此外，借助价值分析方法对国民经济核算体系（如绿色全要素生产率）以及企业的绿色核算（绿色会计）等进行修正和完善。最后，进一步对环境资源配置相关问题进行深入研究，通过对市场调控政策的分析，评估环境政策和管理制度的有效性，确保政策在低成本、高效率和公平的情况下制定和实施。
美国经济学家萨缪尔森早在1954年就明确提出了公共物品理论，指出非竞争性和非排他性是定义公共物品的两个标准。所谓竞争性，是指某经济体对某产品或服务的消费影响到其他经济体对该产品或服务的消费能力。而排他性，则是指完全阻止某经济体对某产品或服务消费的能力。财产权利的分配可将公共物品变成私人物品。公共物品的类型见表2-2。
表2-2 公共物品的类型
环境是公共物品的典型例子之一。公共物品理论认为环境污染由环境产权不明晰所致，其直接后果是带来所谓的“公地的悲剧”。对碳排放权进行清晰界定是保护环境、提高环境资源利用率的重要前提。
产权理论产生于对外部性问题的解决。1960年罗纳德·H.科斯（Ronald H.Coase）在《社会成本问题》中提出了产权理论，认为产生外部性的根源是产权不明晰。“科斯第一定理”指出，在交易费用为零的假设下，资源配置的效率与产权初始分配无关。“科斯第二定理”则放宽了“交易费用为零”的假设，认为在交易费用大于零的情况下，不同的产权制度将产生不同的资源配置效率。为了优化资源配置，有必要以市场以外的方式对产权进行初始分配和调整分配。“科斯第三定理”进一步强调，制度本身是有成本的，合理、清晰的产权界定有助于降低交易成本，产权制度安排应当从成本收益的关系角度进行权衡。
关于环境物品的配置引发了对环境产权（Environmental Property Rights）概念的讨论。环境产权，是指行为主体对某一环境资源拥有的所有、使用、占有、处置以及收益等权利的总称。这里的环境资源既包括自然要素（如大气、海洋、森林等）和人工要素（如人文遗迹、风景名胜等），也包括有形资源和无形服务。从产权主体看，自然环境资源是典型的“公共物品”，其产权属于全体公民，并由政府作为代理人履行管理、利用和分配环境资源的权利。相对地，人工环境要素则只能算是“准公共物品”，其产权主体既可以是全体公民，也可以是某个社会经济实体或公共机构。长期以来，环境资源可无限供给的观念根深蒂固，直到环境问题出现，才促使人们重新认识环境资源的稀缺性和价值。市场交易机制在环境资源合理定价中发挥着重要作用。当环境资源有了“价格”，经济活动参与主体便会考虑减少环境资源消费以降低成本，如减少污染物排放或提高资源利用效率。同时，环境产权拥有主体也会试图增加环境资源供给以获得收益，如开展植树造林等碳汇活动。
排放权交易就是明晰环境容量产权、优化资源配置的制度变迁过程。在初始产权配置之后，市场机制产生了排放权价格，排放主体根据污染治理成本与排放权购买价格的高低，决定是减少污染排放，还是增加消费但支付排放权购买成本。由于不同的排放主体在减排成本上存在较大差异，从而在环境容量资源产权上有的富余而有的不足，产生了市场交易的需要和动力。为了追逐利润，相关参与者还会通过治污技术创新、提高要素利用效率等方式，获得更多的排放权利，只要这么做是划算的。因此，排放权交易在有效减排的同时也改善了环境质量。