以二氧化碳为主的温室气体排放引起的全球变暖问题是目前最严重的环境问题且受到全球各国的高度重视。为应对该问题,各国分别制定并实施了相应的碳减排目标与措施,但相关测算表明距离目标的碳减排值仍存在15-17Gt的缺口,因此通过确定碳排放关键因素寻找出有效的碳减排方式越来越受到各国关注。然而影响因素的作用大小及机理在不同的碳排放阶段存在差异,且不同国家的碳排放路径会经历不同阶段,有必要针对碳排放路径、阶段、影响因素开展研究。因此论文的研究目的是挖掘各国的碳排放路径相似性及其阶段特征,明确各国阶段性碳排放影响因素,为各国控制碳排放提供借鉴。G20是目前世界上最重要的国际经济合作组织,对其研究具有显著意义。首先论文通过基于DTW距离的DBSCAN聚类方法对G20碳排放路径开展聚类研究并归纳其基本特征。结果表明,G20的碳排放路径主要分为2类,第一类国家的碳排放路径较为单一,观察认为主要分为缓慢增长-快速增长过程。第二类国家碳排放路径波动性较大,观察认为其主要分为增长-波动-再增长-下降过程。分类结果表明各国碳排放路径确实存在相似性,对相似性的深入挖掘有助于为其他国家控制碳排放提供借鉴。其次论文通过BP断点检验对两类碳排放路径进行阶段划分并归纳其阶段性特征,利用IPAT模型初步讨论1960年后碳排放各阶段的关键影响因素。结果表明,第一类国家会经历缓慢增长、快速增长、波动增长、稳定等阶段。其中,在1960年后的增长阶段,碳排放强度降低引起的碳减排效应被GDP高速发展形成的能源消耗抵消,因此在该阶段碳排放攀升,而其他阶段影响特征需进一步分析。第二类国家会经历增长、波动增长、快速增长、下降阶段,不同国家波动增长和快速增长出现的先后顺序存在差异。在1960年后的增长阶段,碳排放强度降低的碳减排效应无法抵消经济发展的正效应,其他阶段影响特征需进一步分析。最后论文以可持续发展理论为指导思想,梳理相关文献确定影响因素,基于系统动力学方法建立了包含“人口-经济-技术-社会发展-能源”子系统的碳排放模型,并分析1960年后碳排放对各因素的敏感性,确定碳排放不同阶段的主要影响因素。结果表明,第一类国家在1960年后的缓慢增长、增长、快速增长阶段,碳排放主要由城镇化建设和人口增长引起,其次是人口结构通过影响经济建设影响碳排放,再者碳转移现象、产业结构的能源优化作用、技术碳减排效应在阶段末期出现。在波动增长阶段,碳排放仍主要受城镇化建设和人口增长影响,人口结构影响其次,然后是产业结构。在稳定阶段,受居民消费提升、诺瑟姆曲线效应,首先人口的影响较城镇化更加明显;其次人口结构由于经济趋于成熟和居民消费水平提升,老龄化的碳排放负效应减弱;然后碳转移现象和技术碳减排有效抑制了碳排放增长趋势。第二类国家1960年后的快速增长阶段,碳排放依次受人口增加、城镇化建设、人口结构影响。在波动增长阶段,除人口和城镇化影响外,碳转移现象加强、人口老龄化负效应减弱。在下降阶段,人口对碳排放影响较城镇化更明显;其次是技术碳减排和碳转移现象有效抑制碳排放;再者产业结构由于较为稳定且对化石能源的低依赖度,能源优化作用有限;最后人口老龄化对碳排放的负效应不再显著。