基于Super-SBM模型的中国省域城市工业用地生态效率时空演变及影响因素研究

研究城市工业用地生态效率能够准确认识当前城市工业用地可持续发展水平,对节约和集约用地具有重要意义。以省域为单位,运用Super-SBM模型测算2000—2016年中国30个省(市、区)城市工业用地生态效率,分析其时空演变特征,并运用面板数据模型对其影响因素进行实证分析。结果表明:(1) 2000—2016年中国城市工业用地生态效率总体呈下降趋势,总体下降5.81%,年均下降0.35%,其过程呈现"先下降后上升"两阶段变化特征;(2)工业用地生态效率均值相对无效率城市远多于相对有效率城市,生态效率均值最高的是海南,其次为北京和上海,排在最后三位的是四川、江西、山西;(3)生态效率有效的省(市、区)个数先大幅度减少后小幅度增多,有效区域由东部地区、西北、东北地区向东南地区、东北经济发达沿海地区、西北地区、华北地区转移;(4) 2000—2016年城市工业用地生态效率均值按从大到小排序依次为华南地区、华北地区、华东地区、西北地区、东北地区、西南地区和华中地区,区域间城市工业用地生态效率存在较为显著的差异,且随着城市工业的发展区域差异呈增大趋势;(5)环境管制力度、工业行业集聚程度、工业对外开放水平对城市工业用地生态效率起显著正向促进作用,而经济发展水平、土地市场化水平、工业行业产权结构、土地使用成本对城市工业用地生态效率则起显著负向阻碍作用,工业能源消费结构、工业产业结构对城市工业用地生态效率影响不大。从研究数据与指标选取的局限性以及未来研究的重点方向等方面进行了探讨。     

基于主体功能区的长江经济带绿色发展评价与问题区域识别

长江经济带已成为我国推进绿色发展的重要阵地。基于主体功能区视角,构建以水系统为纽带的长江经济带绿色发展评价指标体系,采用综合加权法、空间自相关、耦合协调度模型等方法探究2018年长江经济带130个城市绿色发展及各子系统耦合协调水平的空间格局,并对绿色发展的问题区域进行分类识别。结果表明：(1)长江经济带绿色发展水平呈由下游、中游至上游递减趋势;各主体功能区绿色发展指数表现为优化开发区>限制开发区>重点开发区。(2)绿色发展各子系统耦合协调度值位于0.365—0.656之间,多处于濒临失调和勉强协调的临界区间,耦合协调水平整体偏低。(3)从长江经济带整体来看,长江中上游地区绝大部分城市绿色发展主要受资源利用和产业发展水平偏低,及由此带来的生态和生活问题限制,且长江中上游地区各省会或直辖市对区域内其他城市绿色发展带动能力不足。从主体功能区视角来看,优化开发区以生态问题为主,仅上海和嘉兴两市;重点开发区以生态和生产问题为主,集中于武汉都市圈和成渝双城经济圈内部;限制开发区以生产和生活问题为主,主要位于省际边界型城市地区。最后综合问题识别结果,分别对长江经济带各主要问题区域绿色发展...     

中国生态效率时空动态分布与区域差异

生态效率的积极发展对生态环境和经济协同发展具有重要意义。为研究中国生态效率的发展情况,使用超效率SBM模型对中国2005—2020年省域生态效率进测算,并通过核密度函数、基尼系数、σ收敛和Markov转移矩阵进行时空动态分布和区域差异性分析。研究结果表明：(1)中国生态效率呈现先下降后增长的趋势,北京、青海、广东、海南、上海、江苏、福建、河南、云南生态效率发展较好。(2)六大地理区域生态效率总体差异较大,区域间差异和超变密度是总体差异的主要来源。华北地区生态效率发展较好,东北地区生态效率最低。西北地区区域内部差异最大,东北地区区域内差异最小。中国省域及区域生态效率发展均不具有收敛特征。(3)全国及区域生态效率从t年向t+1年向同水平生态效率转移概率最大,2021—2025年省域生态效率差距仍旧较大,整体水平下降。     

长江经济带旅游碳排放与旅游碳承载力关系研究

旅游碳排放与碳承载力是21世纪旅游业人地关系研究的焦点问题。通过构建表征旅游碳排放与旅游碳承载力关系的旅游碳压力指数模型, 探讨长江经济带旅游碳压力和生态安全状况及其影响因素。研究显示: (1)2004—2019年旅游碳排放与承载力都呈增长趋势, 旅游碳承载力增速远远高于旅游碳排放量增速。2004—2019年, 长江经济带旅游碳排放总量增加18.11倍, 旅游碳承载力增加了83.85倍。从旅游碳排放均值来看, 下游>上游>中游。从旅游碳承载力均值来看, 上游>中游>下游。(2)长江经济带旅游生态环境状态趋于好转, 2004年长江经济带旅游碳压力均值为0.77, 2019年均值为0.59, 旅游碳压力总体在下降。旅游碳压力指数下游>中游>上游。旅游生态环境安全区主要分布在上游, 环境风险极严重与严重区分布在下游, 中游旅游生态环境安全状况分异明显。(3)旅游人次、旅游总收入、三产比重、万元GDP能源消耗总量是长江经济带旅游碳压力的显著影响因素。三产比重和旅游收入会抑制旅游碳压力, 万元GDP能源消耗、旅游人次会增强旅游碳压力。上、中、下游区域旅游碳压力的影响因素有所不同。     

长江经济带旅游—经济—生态系统协调可持续发展研究

基于2004—2018年的面板数据, 借助空间错位及脆弱性等研究方法探索长江经济带旅游—经济—生态系统空间错位及脆弱性时空演变特征。研究表明: (1)长江经济带总体错位呈两极化方向发展, 上海市、江苏省、浙江省呈现显著的正向错位, 其余省市均呈负向错位; 总体空间错位指数呈严峻化发展趋势, 拮抗现象愈加频繁, 错位态势正逐渐加深。(2)长江经济带总体脆弱性指数呈波动化发展趋势, 健康化、风险化、严重化发展趋势并存于各省市脆弱性指数发展过程中。(3)综合空间错位与脆弱性指数可将9省2市划分成三类较为典型的规划发展区: 上海市、江苏省、浙江省、湖北省为发展型地区; 湖南省、重庆市、四川省为兼顾型地区; 安徽省、江西省、贵州省、云南省为保护型地区。最后, 从宏观与微观两个角度提出了长江经济带如何消解空间错位及脆弱性态势的针对性建议, 为长江经济带及大河流域高质量可持续发展提供理论借鉴参考。     

泛长三角地区碳生态效率的空间格局及影响因素

碳生态效率反映碳排放产出的经济社会价值高低,是衡量可持续发展水平的重要指标。以泛长三角各市为对象,以揭示碳排放的经济社会效益为目标,构建经济产出效率和人口承载效率评估指标,研究碳生态效率的空间格局和影响因素。结果表明：经济产出效率和人口承载效率呈现不同的变化趋势和空间格局,2000-2014年,经济产出效率增长97%,人口承载效率下降68%,前者空间集聚度高于后者;核心区及部分沿江城市的经济产出效率较高、增长较快,人口承载效率较低、下降较慢,碳生态效率高于其他城市;经济产出和人口承载效率的影响因素类似、作用强度和方向不同,前者主要受产业结构促进,后者的影响因素包括但不限于产业结构,但产业结构优化抑制了人口承载效率提升。研究认为,经济和社会视角的碳生态效率变化趋势及影响因素作用方向存在差异,为通过政策调控实现经济和社会效益同步提升增加了难度,在推动经济增长的同时,进一步加快人口集聚、优化产业结构和能源结构、提高能源利用效率等是政策制定的优选方向。     

基于人类足迹的长江经济带自然保护区保护成效评价

自然保护区保护成效评价是区域可持续发展评估的重要内容。长江经济带具有丰富的生物多样性,科学评价其保护区保护成效对完善其管护措施和建设生态文明具有重要意义。基于人类足迹,从保护区的保护级别、地理经济分区与功能分区三个方面,分析长江经济带2000—2018年保护区内的人类扰动变化,并引入倾向得分匹配法来测度保护区对人类扰动的控制程度。结果表明：(1)长江经济带有35.12%的保护区保护成效良好,50.30%的保护区保护成效尚可,仅有14.58%的保护区成效较差。(2)长江经济带及其保护区的人类足迹整体上均呈增长趋势,但保护区内部增长幅度不足整个地区的一半,这表明保护区虽然没有改变内部人类足迹整体增加的趋势,但有效减缓了其增速。(3)保护区和功能分区的保护等级越高,保护成效越好。(4)长江经济带上游与中游地区保护区的保护成效好于下游地区,特别是“巴山-巫山-武陵山-雪峰山”和云南西部地区的保护区保护成效良好。研究结果可为长江经济带保护区管护措施的完善和生态文明建设提供参考。     

南方13省林业产业生态效率时空演变及其影响因素

研究林业产业生态效率能够准确了解到目前南方林区林业产业可持续发展水平,对于林业产业发展和生态文明建设有着重要意义。运用非径向方向距离函数测算2005年到2016年间南方林区（13个省域）的林业产业生态效率,分析其时空演变规律,对比分析各省域的资源效率和环境效率,运用变系数模型对不同省域的影响因素进行实证分析。结果表明：（1）2005-2016年间南方林区产业生态效率总体是呈缓慢上升趋势,生态效率均值最高的是广东,其次为江苏和浙江,排在最后三位的是广西、贵州、云南;除了广东、江苏、浙江、福建,其他9个省的林业产业生态效率值均值低于0.5,说明林业产业生态效率整体水平较低且呈现显著的较大差异;根据时空演变可看出,中部地区与东部地区的差距在逐渐缩小,但西部地区整体水平较低,仍有较大的提升空间,与各省份经济实力的梯次分布基本趋同。（2）林业产业生态效率提升重点在环境效率,特别是中西部地区环境效率相较东部地区还有较大的提升空间,其中环境效率中废气、废弃物排放效率是减排重点。（3）环境规制对于林业产业生态效率影响最大,其次市场化对林业产业生态效率影响较大,森林覆盖度对林业产业生态效率影响跟自身经济发展水平有关,固定资产投资对于林业产业生态效率影响是最为不显著的。文章从研究数据的局限性以及未来研究的重点方向等方面也进行了详细的探讨。     

基于能源代谢分析的南昌市能源消费碳排放综合生态效率研究

有关能源消费的代谢机理及生态效率研究是当前生态经济研究领域中的重点和难点,也是政府决策部门、相关行业及人群关注的热点。基于能源代谢分析理念,构建了基于相对变量的城市能源消费碳排放综合生态效率度量模型,对2000—2013年南昌市能源消费结构、碳排放量及其生态效率进行了测算与分析。结果表明:(1)南昌市在2000—2013年,能源消费量和碳排放量整体上呈"N"型曲线上升的一致性变化特征,主要经历了快速增长、短暂下降、恢复平稳增长3个阶段,且煤炭是南昌市能源消费和碳排放的主要来源,短时期内难以改变;(2)南昌市的能源消费效率和碳排放效率整体上在不断优化;(3)南昌市能源消费碳排放综合生态效率经历了较大的波动变化,整体上的生态效率分值并不高;仍需要加大节能减排力度,全面优化南昌市能源消费结构。     

多维发展导向视角下江苏省县域生态效率差异化评价

提高生态效率是实现县域经济绿色发展的重要方式，在充分考虑江苏省县域经济发展合作共赢以及发展导向差异的前提下，遴选一产、二产、三产的增加值为关键指标并设置了3种不同的县域经济发展导向，采用权重约束的仁慈型交叉效率模型和Malmquist生产率指数测算了2015-2017年间江苏省32个县域在3种发展导向下的生态效率和生态全要素生产率，剖析各县域生态效率的差异性及其全要素生产率变动的驱动力，探寻各县域的差异化绿色发展模式。研究结果显示：（1）整体上看，江苏省县域总体生态效率水平较高，但同一地级市下辖的县域生态效率排名差距较大，且生态效率高的县域辐射效应不足。（2）从不同发展导向来看，县域平均生态效率值在绿色经济导向下最高，乡村振兴导向下次之，新型工业导向下最低；同时，同一县域在不同导向下的生态效率排名差异较大，隶属于乡村振兴类的县域最多，绿色经济类次之，新型工业类最少。（3）从动态分析来看，江苏省县域生态效率逐步提升，技术进步指数的增长是促进江苏省县域生态全要素生产率指数增长的主导因素，而绝大多数县域的技术效率变化指数保持不变或呈现衰退现象，表明分析期内江苏省县域生态技术效率未有所提升。     

生态产业园的复合生态效率及评价指标体系

生态产业园的建设在国内取得了丰富的成果,已成为我国循环经济建设和可持续发展的重要载体之一。与国外不同,我国的生态产业园最终将演化为生态城市,其功能也从工业生产功能发展为融生产、生活和生态为一体的复合功能。生态效率是评价一个研究对象投入产出效益的量化工具,将生态效率的理念融入生态产业园,从园区作为区域可持续发展的载体、作为生态城市演化的一个特定阶段的视角,提出了复合生态效率的概念,构建了园区复合生态效率评价指标体系,并以郑州经济技术开发区为例,说明了复合生态效率指标在产业园中的应用。     

长江流域生态系统服务价值时空演变与预测

长江流域是我国的经济重心和生态保育区,揭示其生态系统服务价值(ESV)的历史演变和发展趋势对支撑长江流域的生态经济系统持续发展具有重要意义。采用长江流域1992—2018年逐年土地利用数据,构建了基于修正系数的ESV评估模型和FLUS-Markov土地利用预测模型,解析了全流域ESV的历史演变特征和未来2030年变化趋势。结果表明：(1)2018年长江流域的ESV总量11.68×10¹²元,1992—2018年ESV呈上升趋势,年均提高297.00×10⁸元;(2)供给服务价值是流域ESV的最大贡献源,占总量的48.3%—51.8%,文化服务价值是增长最快的贡献源,1992—2018年增长了52.5%;(3)上游地区是长江流域ESV最集中的区域,上游ESV占全流域的45.15—46.8%,从1992年到2018年,长江流域ESV重心有向下游流动的趋势;(4)2030年长江流域的建设用地将进一步扩展,同时耕地、草地面积有下降的风险,2030年长江流域的ESV新增量达到0.36×10¹²元,主要来自娱乐和气候调节服务价值的提...     

长江经济带生态安全测度研究

长江经济带城镇化发展迅速，但随之出现的诸多生态安全问题已严重制约其高质量发展。为综合特征指数法与指标体系法优势，并诠释社会经济与生态共生发展这一生态安全新内涵，在分析城镇化发展与自然生态相互作用基础上，选取2006年至2017年长江经济带沿线11个省市数据为研究样本，运用"驱动-压力-状态-影响-响应（DPSIR）"模型、R聚类法及变异系数法确定生态安全指标及其权重，再利用城镇化-自然生态Lotka-Volterra共生模型获得具备生态经济内涵的受力指数、综合特征指数，实现指标与指数的耦合，更进一步推导出生态安全预警依据。最后进行实证测度，并根据测度结果进行指标回溯分析生态安全问题成因，完成逆向解耦。研究结果表明：（1）2006-2017年长江经济带城镇化系统发展迅猛，尤其是城镇化驱动力得到强化，但长江经济带生态环境状况改善幅度并不明显且长期处于城镇化高速发展而生态环境遭受损害的偏害发展模式；（2）长江经济带11个省市生态安全格局差异显著，呈现"东西较高，中间偏低"格局；（3）通过指标回溯发现，产业结构发展不均衡、城镇人口过度扩张、城镇化子系统对生态环境空间的侵占等因素是造成长江经济带生态安全问题的重要原因。     

长三角2000-2018年陆地生态系统完整性动态变化与驱动因素

生态系统完整性是维持生态服务功能和生态系统稳定的重要因素,已成为生态系统管理的目标和衡量生态系统价值的重要指标。我国尚未形成统一的陆地生态系统完整性评估体系和综合指数,基于耗散结构理论从生态系统结构、功能和弹性三方面遴选5个一级指标和6个二级指标,构建了一套适用于景观尺度,易于量化评估、动态监测的陆地生态系统完整性指标体系(terrestrial ecosystem integrity index,TEII);并以长三角区域为例,分析了2000-2018年陆地生态系统完整性动态变化及驱动力因素,结果表明:(1)长三角TEII均值整体呈下降趋势,19%的面积显著降低,15%的面积显著增加;(2) TEII显著降低区域呈两带两圈多点分布格局,显著增加区域主要分布在长三角西北部,在空间上聚集分布;(3)耕地转建设用地、草地转建设用地、林地转耕地和林地转建设用地为TEII下降的主要驱动力之一;(4) TEII与GDP呈显著负相关,人口总数与完整性在2000-2005年无显著相关性,2010-2018年呈显著负相关,且负相关紧密程度不断增加,说明长三角区域经济发展和人口增长对完整性形成了日趋严重的胁迫。     

长三角区域经济社会与生态环境协调发展时空特征及相关性

地区间发展不平衡是制约区域协调发展战略落实的重要障碍之一。基于2010—2019年长三角区域41个地级市的面板数据,构建了包含经济发展、科教事业、基础建设、人民生活、资源环境5个子系统的区域协调发展指标体系,借助GeoDa和ArcGIS软件,运用区域协调发展测度模型、探索性空间数据分析等方法,探讨区域协调发展的时空演变特征及各要素内部相关性。结果表明: 从区域发展的角度来看,长三角区域的发展协调性逐年增强。2010—2019年,上海市、苏州市等地区的经济发展、科教事业水平领先于其他城市,皖西北地区、舟山市、黄山市发展协调程度较弱。从空间自相关的角度来看,长三角区域各子系统平均自相关程度依次为人民生活＞经济发展＞资源环境＞科教事业＞基础建设。其中,经济发展与科教事业的全局莫兰指数呈下降趋势,科教事业没有呈现出显著相关性,基础建设的莫兰指数基本处于较低水平,不同年份浮动程度较大,人民生活在空间上具有明显的高-高与低-低集聚特征,资源环境的全局莫兰指数呈现“V”字形分布。经济建设和科教事业是与区域协调发展相关性最强的两种因素。     

基于生态系统服务供求评价的空间分异特征与生态格局划分——以长三角城市群为例

生态系统服务供给与需求能力存在显著的空间异质性与空间失衡,对区域经济发展与环境保护产生巨大影响。以长三角城市群区县为研究单元,分别核算其生态系统服务供给与需求值,引入梯度分析,分析生态系统服务供给与需求的空间特征,并基于供求分析提出长三角城市群生态格局分区方案,且针对性地提出相应片区的发展策略,为长三角城市群土地利用规划、区域协调发展提供科学依据。研究结果表明:(1)长三角城市群生态系统服务供给能力与土地利用类型密切相关,呈现从北到南逐渐升高趋势;(2)长三角城市群生态系统服务需求能力与社会经济发展联系紧密,在长江入海口附近形成生态系统服务需求高值区,然后向外围递减;(3)沪宁杭庐发展梯度带上,生态系统服务供需大致呈现负相关趋势;(4)基于生态系统服务供需关系构建,得到长三角城市群生态格局四大分区:生态保育区(高供给-高需求),生态修复区(低供给-高需求),生态重塑区(低供给-低需求),生态开发区(高供给-低需求)。     

长江经济带生态系统服务供需格局变化与关联性分析

生态系统服务持续供给是人类社会可持续发展的重要基础。随着社会经济发展和人类生活品质的提高,综合考虑生态系统服务供给与人类需求,并纳入自然资源管理实践对我国生态文明建设至关重要。然而,目前的研究大多集中于生态系统服务供给研究,针对跨区域尺度的生态系统服务供需研究仍较薄弱。以我国跨区域的长江经济带为例,采用生态系统服务供给指数(ESPI)和土地开发指数(LDI),定量测度了生态系统服务的供给和需求,构建了生态系统服务供需指数(ESSDI),分析了长江经济带生态系统服务供需格局的时空变化规律及其区域特征,并利用皮尔逊相关系数和回归分析方法,定量探究了长江经济带生态系统服务供需格局的关联性及其区域差异。研究结果表明:(1)2015年长江经济带的生态系统服务供需格局区域差异明显,总体上呈现西部盈余东部超载的供需格局,其中生态系统服务供需格局状况较好和状况好的区域面积比例较高,占长江经济带总面积的69.45%。(2)长江经济带生态系统服务供需格局空间失衡现象较为突出,长江经济带55.36%的GDP和31.41%的人口均集中在7%生态系统服务供需状况差的区域。2000—2015年期间,长江经济带实施了系列生态保护与修复工程,生态系统服务供需状况趋向变好,生态系统服务供需状况好的县域增加了43个,供需状况差的县域减少了58个;长江经济带上游和中游地区生态系统服务供需状况比下游地区提升幅度大。(3)长江经济带生态系统服务供给和需求整体上呈现负相关。生态系统服务的供需关系存在区域差异。在经济快速增长和土地集约开发的下游地区,生态系统服务供需负相关关系斜率较大。随着ESPI的变化,下游LDI的变化幅度大于欠发达的上游和中游地区。研究结果可为长江经济带生态系统管理和政策制定提供参考。     

Material Spiraling in Stream Corridors: A Telescoping Ecosystem Model

Stream ecosystems consist of several subsystems that are spatially distributed concentrically, analogous to the elements of a simple telescope. Subsystems include the central surface stream, vertically and laterally arrayed saturated sediments (hyporheic and parafluvial zones), and the most distal element, the riparian zone. These zones are hydrologically connected; thus water and its dissolved and suspended load move through all of these subsystems as it flows downstream. In any given subsystem, chemical transformations result in a change in the quantity of materials in transport. Processing length is the length of subsystem required to “process” an amount of substrate equal to advective input. Long processing lengths reflect low rates of material cycling. Processing length provides the length dimension of each cylindrical element of the telescope and is specific to subsystem (for example, the surface stream), substrate (for instance, nitrate), and process (denitrification, for example). Disturbance causes processing length to increase. Processing length decreases during succession following disturbance. The whole stream-corridor ecosystem consists of several nested cylindrical elements that extend and retract, much as would a telescope, in response to disturbance regime. This telescoping ecosystem model (TEM) can improve understanding of material retention in running water systems; that is, their “nutrient filtration” capacity. We hypothesize that disturbance by flooding alters this capacity in proportion to both intensity of disturbance and to the relative effect of disturbance on each subsystem. We would expect more distal subsystems (for example, the riparian zone) to show the highest resistance to floods. In contrast, we predict that postflood recovery of functions such as material processing (that is, resilience) will be highest in central elements and decrease laterally. Resistance and resilience of subsystems are thus both inversely correlated and spatially separated. We further hypothesize that cross-linkages between adjacent subsystems will enhance resilience of the system as a whole. Whole-ecosystem retention, transformation, and transport are thus viewed as a function of subsystem extent, lateral and vertical linkage, and disturbance regime. Received 15 April 1997; accepted 1 September 1997.     

城市扩张背景下城市群环境问题的区域性特征分析

作为区域空间组织的重要形式,城市群已经成为促进城市化快速发展的重要地区,同时也逐渐成为生态环境问题高度集中的地区。采用夜晚灯光影像在分析京津冀、长江三角洲和珠江三角洲城市群空间扩张进程的基础上,从空气质量、工业固体废物处置利用情况以及植被覆盖度3个方面对三大城市群环境问题的区域性特征及其敏感区进行分析。结果表明:三大城市群空间扩张进程不断加快,并逐渐形成城市用地连绵区,长江三角洲城市群城市用地连绵区范围最大,珠江三角洲城市群城市用地连绵区范围高于京津冀城市群;从城市群层面看,三大城市群在空气质量、工业固体废物综合利用率以及植被覆盖度演变方面已呈区域性特征,城市化水平与工业固体废物综合利用率呈正相关,与城市群植被覆盖度呈负相关;从城市层面来看,空间扩张较快的宁波市和北京市为长江三角洲和京津冀城市群在空气质量、工业固体废物综合利用率以及植被覆盖度方面的敏感区,中山市为珠江三角洲在工业固体废物综合利用率以及植被覆盖度方面的敏感区。环境问题的区域特征以及环境敏感区分析对环境治理工作具有一定的指导作用,对区域的可持续发展具有一定的现实意义。