DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-39422-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41667643
تاريخ النشر: 2026-02-11
المؤلف: Zhenyun Du وآخرون
الموضوع الرئيسي: الطاقة والبيئة والنمو الاقتصادي
نظرة عامة
لقد أعاق الثنائي الحضري-الريفي المتجذر في الصين تاريخياً التقدم الاجتماعي والاقتصادي، خاصة في سياق انبعاثات الكربون (CEs) من الأسر. تحلل هذه الدراسة الفجوات في انبعاثات الكربون بين الأسر الحضرية والريفية من 2000 إلى 2020، باستخدام بيانات من الكتاب الإحصائي للطاقة في الصين. تستخدم البحث منهجية معامل الانبعاثات لتحديد انبعاثات الكربون ومؤشر ثايل لتقييم عدم المساواة في انبعاثات الكربون (CEI). تشير النتائج إلى زيادة كبيرة في انبعاثات الكربون للفرد في الأسر الحضرية، حيث ارتفعت من 105.96 كجم CO₂ إلى 538.67 كجم CO₂، وللأسر الريفية، حيث زادت من 35.31 كجم CO₂ إلى 201.55 كجم CO₂. ومن الجدير بالذكر أن CEI أظهر انخفاضًا من 0.25 إلى 0.06، مما يشير إلى اتجاه نحو مزيد من المساواة في انبعاثات الكربون.
تحدد الدراسة أيضًا العوامل الرئيسية التي تؤثر على CEI، بما في ذلك الناتج المحلي الإجمالي للفرد، ومعدل التحضر، ودرجات الحرارة اللازمة للتدفئة (HDD). تسلط العلاقات السلبية لـ CEI مع العوامل الاقتصادية والاجتماعية، إلى جانب الارتباط الإيجابي مع HDD، الضوء على الطبيعة متعددة الأبعاد لهذه الفجوات. يعكس الانخفاض الملحوظ في CEI تحسينات في توحيد الخدمات العامة عبر المناطق الحضرية والريفية، مما يشير إلى تقدم نحو المساواة في الكربون. تؤكد الدراسة على ضرورة تعزيز رفاهية الأسر، والمساواة العالمية في الكربون، وزيادة الدعم لمبادرات الطاقة النظيفة، مما يوفر إطارًا أساسيًا لاستراتيجيات فعالة لتقليل الكربون والتنمية المتكاملة بين الحضر والريف في الصين.
الطرق
توضح قسم المنهجية النهج المنهجي المستخدم في البحث. يتناول تصميم التجربة، بما في ذلك اختيار المشاركين، وتقنيات جمع البيانات، والأساليب التحليلية المستخدمة لتقييم النتائج. كما يتم وصف أدوات إحصائية محددة والبرامج المستخدمة لتحليل البيانات، مما يضمن إمكانية إعادة الإنتاج والشفافية في عملية البحث.
بالإضافة إلى ذلك، يسلط القسم الضوء على أي ضوابط تم تنفيذها للتخفيف من التحيزات المحتملة والمتغيرات المربكة. يتم تناول الاعتبارات الأخلاقية المتعلقة بموافقة المشاركين والتعامل مع البيانات، مما يبرز الالتزام بالحفاظ على النزاهة طوال الدراسة. بشكل عام، توفر المنهجية إطارًا شاملاً يدعم صحة النتائج المقدمة في البحث.
النتائج
تكشف نتائج الدراسة حول انبعاثات الكربون للفرد (CEs) من الأسر السكنية الحضرية (URH) في الصين من 2000 إلى 2020 عن تباينات مكانية وزمنية كبيرة. أظهرت انبعاثات الأسر الحضرية اتجاهًا تصاعديًا عامًا، مع تباينات ملحوظة عبر المقاطعات. في عام 2000، كانت المناطق مثل تيانجين وبكين لديها انبعاثات كربون للفرد تتجاوز 200 كجم CO₂، بينما سجلت هاينان أدنى مستوى عند 27.33 كجم CO₂. بحلول عام 2020، تجاوزت الانبعاثات في مقاطعات مثل نينغشيا وتيانجين 1000 كجم CO₂، بينما ظلت يوننان وسيتشوان وجيانغشي أقل من 200 كجم CO₂. أظهرت نينغشيا أعلى معدل نمو في الانبعاثات بحوالي 16.86% سنويًا، في حين كانت معدلات النمو في المراكز الحضرية الكبرى مثل تيانجين وبكين أقل من 6.00%.
في المناطق الريفية، كانت انبعاثات الكربون للفرد عمومًا أقل لكنها أظهرت زيادات كبيرة، خاصة في مقاطعات مثل فوجيان، حيث وصلت الانبعاثات إلى 411.17 كجم CO₂ بحلول عام 2020. اختلفت متوسطات معدلات النمو للأسر الريفية، حيث شهدت بعض المقاطعات زيادات تتجاوز 13.00%، بينما تأخرت أخرى. استخدمت الدراسة نموذج بانل ديناميكي لمعالجة المسألة الداخلية وأكدت أن عوامل مثل درجات الحرارة اللازمة للتدفئة (HDD)، والناتج المحلي الإجمالي للفرد، ومعدلات التحضر، واستهلاك الكهرباء، واختراق الغاز الطبيعي أثرت بشكل كبير على كثافة انبعاثات الكربون (CEI) للأسر الحضرية. ومن الجدير بالذكر أن ارتفاع HDD ارتبط بزيادة CEI، خاصة في المقاطعات الشمالية حيث توجد تباينات في البنية التحتية للطاقة. تشير النتائج إلى أنه بينما ضيقت مبادرات التكامل الحضري-الريفي بعض الفجوات النوعية في استخدام الطاقة، فإن الاعتماد الهيكلي على الوقود التقليدي في المناطق الريفية لا يزال يعيق التقدم نحو استهلاك الطاقة النظيفة.
المناقشة
في هذا القسم، تستخدم الدراسة إطار العمل المنهجي لـ IPCC (2006) لتحليل انبعاثات غازات الدفيئة من استهلاك الطاقة، باستخدام معاملات الانبعاثات لتحويل البيانات المحددة بالوقود إلى مخرجات مكافئة لـ CO₂. تضمن المنهجية قابلية المقارنة عبر المناطق، مع معاملات مميزة للحرارة والكهرباء مستمدة من الكتاب الإحصائي للطاقة في الصين. تتضمن الدراسة أيضًا انبعاثات من مصادر طاقة أخرى، مثل الكتلة الحيوية والغاز الحيوي، مما يضمن تغطية شاملة لاستهلاك الطاقة في الأسر. يتم استخدام مؤشر ثايل لتحديد عدم المساواة في انبعاثات الكربون (CEI) على مستوى المقاطعات، مما يكشف أن الفجوات بين المقاطعات (TBR) تساهم بشكل كبير في عدم المساواة الكلية في الكربون مقارنة بالفجوات بين الحضر والريف (TWR). تشير التحليلات إلى وجود تباين دوري في هذه الفجوات من 2000 إلى 2020، حيث انخفض TBR عمومًا بينما ظل TWR مستقرًا نسبيًا.
تستخدم الدراسة أيضًا تقدير كثافة النواة لوصف التطور الديناميكي لـ CEI بمرور الوقت وتستخدم تحليل بيانات البانل لتحديد العوامل المؤثرة على CEI عبر 30 مقاطعة. تصنف الدراسة المقاطعات بناءً على انبعاثاتها للفرد، مما يكشف عن اتجاه التقارب في CEI، خاصة في المقاطعات ذات الانبعاثات الحضرية العالية. ومع ذلك، تظهر بعض المقاطعات زيادة في عدم المساواة حيث تتحول الانبعاثات من الأسر الحضرية إلى الأسر الريفية، وهو ما يُعزى إلى العجز التاريخي في إمدادات الطاقة. تؤكد النتائج على ضرورة معالجة بنية الطاقة واستهلاكها في المناطق الريفية لوضع سياسات طاقة عادلة. بشكل عام، تسلط الدراسة الضوء على التفاعل المعقد بين العوامل الاقتصادية والاجتماعية والبيئية والتكنولوجية التي تؤثر على CEI في الأسر الحضرية والريفية في الصين.
القيود
تقدم الدراسة عدة قيود تبرز مجالات للاستكشاف المستقبلي. أولاً، نطاق الزمن مقيد بالتحديات العملية، بما في ذلك التغيرات في المعايير الإحصائية والصعوبات في الحصول على البيانات، مما يحد من استمرارية البيانات التي تم تحليلها. لمعالجة ذلك، يمكن أن تستخدم الدراسات المستقبلية تقنيات متقدمة مثل التداخل المتعدد أو إعادة بناء البيانات لتمديد السلاسل الزمنية، مما يوفر رؤى حول الخصائص السنوية والتغيرات الديناميكية لانبعاثات الكربون الأسرية (HCEs). بالإضافة إلى ذلك، بينما تشير النتائج إلى تقارب تدريجي في مؤشر انبعاثات الكربون (CEI) للأسر الحضرية والريفية (URH)، تظل مسارات التطور على المدى الطويل غير مؤكدة، مما يتطلب دراسات تتبع مستمرة تشمل النمذجة التنبؤية وتحليل السيناريوهات لتقييم مسارات السياسات والتنمية المختلفة.
ثانيًا، نطاق حساب الكربون في الدراسة محدود باستهلاك الطاقة المباشر، مما يغفل عوامل استهلاك الطاقة غير المباشرة مثل تلك المتعلقة بالطعام والرعاية الصحية للأسر. قد يؤدي هذا الإغفال إلى تقدير منخفض لفجوة انبعاثات الكربون بين الحضر والريف. يجب أن تهدف الأبحاث المستقبلية إلى جمع مجموعات بيانات أكثر شمولاً واستخدام منهجيات مثل تحليل المدخلات والمخرجات البيئية أو تقييم دورة الحياة لالتقاط الخصائص والفجوات في HCEs بين المناطق الحضرية والريفية بشكل أفضل.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-39422-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41667643
Publication Date: 2026-02-11
Author(s): Zhenyun Du et al.
Primary Topic: Energy, Environment, Economic Growth
Overview
The entrenched urban-rural dualism in China has historically hindered socioeconomic progress, particularly in the context of carbon emissions (CEs) from households. This study analyzes the disparities in CEs between urban and rural households from 2000 to 2020, utilizing data from the China Energy Statistical Yearbook. The research employs emission coefficient methodology to quantify CEs and the Theil index to assess carbon emission inequality (CEI). Findings indicate a significant increase in per capita CEs for urban households, rising from 105.96 kg CO₂ to 538.67 kg CO₂, and for rural households, increasing from 35.31 kg CO₂ to 201.55 kg CO₂. Notably, the CEI exhibited a decline from 0.25 to 0.06, suggesting a trend towards greater equality in carbon emissions.
The study further identifies key determinants influencing CEI, including per capita GDP, urbanization rate, and heating degree-days (HDD). The negative correlations of CEI with economic and social factors, alongside the positive association with HDD, highlight the multifaceted nature of these disparities. The observed decline in CEI reflects improvements in the equalization of public services across urban and rural areas, indicating progress towards carbon equalization. The research underscores the necessity for enhanced household welfare, universal carbon equality, and increased support for clean energy initiatives, providing a foundational framework for effective carbon reduction strategies and integrated urban-rural development in China.
Methods
The methodology section outlines the systematic approach employed in the research. It details the experimental design, including the selection of participants, data collection techniques, and analytical methods used to evaluate the results. Specific statistical tools and software utilized for data analysis are also described, ensuring reproducibility and transparency in the research process.
Additionally, the section highlights any controls implemented to mitigate potential biases and confounding variables. Ethical considerations regarding participant consent and data handling are addressed, underscoring the commitment to maintaining integrity throughout the study. Overall, the methodology provides a comprehensive framework that supports the validity of the findings presented in the research.
Results
The results of the study on per capita carbon emissions (CEs) from urban residential households (URH) in China from 2000 to 2020 reveal significant spatial and temporal variations. Urban household emissions exhibited an overall upward trend, with notable disparities across provinces. In 2000, regions such as Tianjin and Beijing had per capita CEs exceeding 200 kg CO₂, while Hainan recorded the lowest at 27.33 kg CO₂. By 2020, emissions in provinces like Neimenggu and Tianjin surpassed 1000 kg CO₂, while Yunnan, Sichuan, and Jiangxi remained below 200 kg CO₂. Neimenggu demonstrated the highest growth rate in emissions at approximately 16.86% annually, contrasting with slower growth rates in major urban centers like Tianjin and Beijing, which were below 6.00%.
In rural areas, per capita CEs were generally lower but showed significant increases, particularly in provinces like Fujian, where emissions reached 411.17 kg CO₂ by 2020. The average growth rates for rural households varied, with some provinces experiencing increases over 13.00%, while others lagged behind. The study employed a dynamic panel model to address endogeneity and confirmed that factors such as heating degree days (HDD), per capita GDP, urbanization rates, electricity consumption, and natural gas penetration significantly influenced the carbon emissions intensity (CEI) of URH. Notably, higher HDD correlated with increased CEI, particularly in northern provinces where energy infrastructure disparities exist. The findings suggest that while urban-rural integration initiatives have narrowed some qualitative disparities in energy utilization, structural reliance on traditional fuels in rural areas continues to impede progress towards cleaner energy consumption.
Discussion
In this section, the research employs the IPCC (2006) methodological framework to analyze greenhouse gas emissions from energy consumption, utilizing emission coefficients to convert fuel-specific data into CO₂-equivalent outputs. The methodology ensures comparability across regions, with distinct coefficients for heat and electricity derived from the China Energy Statistics Yearbook. The study also incorporates emissions from other energy sources, such as biomass and biogas, ensuring comprehensive coverage of household energy consumption. The Theil index is utilized to quantify carbon emission inequality (CEI) at the provincial level, revealing that interprovincial disparities (TBR) significantly contribute to overall carbon inequality compared to urban-rural disparities (TWR). The analysis indicates a cyclical variation in these inequalities from 2000 to 2020, with TBR generally decreasing while TWR remains relatively stable.
The research further employs kernel density estimation to characterize the dynamic evolution of CEI over time and utilizes panel data analysis to identify determinants of CEI across 30 provinces. The study categorizes provinces based on their per capita emissions, revealing a trend of convergence in CEI, particularly in provinces with high urban emissions. However, some provinces exhibit increasing inequality as emissions shift from urban to rural households, attributed to historical energy supply deficits. The findings underscore the necessity of addressing rural energy infrastructure and consumption patterns to formulate equitable energy policies. Overall, the study highlights the complex interplay of economic, social, environmental, and technological factors influencing CEI in urban-rural households in China.
Limitations
The research presents several limitations that highlight areas for future exploration. Firstly, the temporal scope is constrained by practical challenges, including changes in statistical standards and difficulties in data acquisition, which restrict the continuity of the data analyzed. To address this, future studies could utilize advanced techniques such as multiple interpolation or data reconstruction to extend time series, thereby providing insights into the annual characteristics and dynamic changes of Household Carbon Emissions (HCEs). Additionally, while the findings suggest a gradual convergence in the Carbon Emission Index (CEI) of urban-rural households (URH), the long-term development trajectories remain uncertain, necessitating continuous tracking studies that incorporate predictive modeling and scenario analysis to assess various policy and development pathways.
Secondly, the study’s carbon accounting scope is limited to direct energy consumption, omitting indirect energy consumption factors such as those related to household food and healthcare. This omission may result in an underestimation of the urban-rural carbon emissions gap. Future research should aim to gather more comprehensive datasets and employ methodologies like environmental input-output analysis or life cycle assessment to better capture the characteristics and disparities in HCEs between urban and rural areas.