央地两级政府生态治理行动的演化博弈分析——基于财政分权视角

生态环境是人类社会经济发展过程中的重要组成部分,然而由于粗放的经济发展模式,生态系统退化严重,影响人类幸福感和可持续发展。中央政府和地方政府是生态环境的主要治理主体,因此研究两类群体在生态治理过程中的行为互动机制具有较强的现实意义。基于财政分权的背景,从微观主体的收益函数出发,构建央地两级政府生态治理行动的演化博弈模型,探究两类主体的行为特征及其影响因素。根据复制动态方程分析参与主体的演化规律,采用MATLAB仿真工具分析不同情形下演化均衡状态及收敛趋势。研究结果表明,中央政府与地方政府在一定程度上都是"理性经济人",系统稳定均衡策略取决于地方政府"严格执行"生态治理的净收益和中央政府"严格监管"的净收益,其中关键指标包括:地方政府生态治理执行力度和成本、政绩考核体系中生态指标和经济指标的权重系数、中央政府的监管成本、监管力度和惩罚金额。据此提出"财政分权同时创新地方政绩考核机制、发展比较优势、拓宽监管渠道"等对策建议,引导央地两级政府共同促进生态治理工作有效实施。     

跨区域森林生态补偿的演化博弈分析——基于主体功能区的视角

新常态下,我国的森林生态环境承载力已经达到或接近上限,森林资源存在乱砍乱伐现象和林区政府监管乏力问题,究其根源是缺乏森林保护和补偿的驱动机制。在中央政府投入大量物力和财力的同时,其他利益相关主体却存在不同利益诉求和行为导向冲突,跨区域森林生态补偿难以实现,因此利用演化博弈模型厘清森林生态环境保护与补偿行动中保护主体、受益主体和中央政府的关系,有助于突破跨区域森林生态保护补偿困境,形成良好的行动机制。分析主体功能区利益群体逻辑关系的基础上,构建保护地区政府和受益地区政府的演化博弈模型,分别研究未引入"约束-激励"机制和引入"约束-激励"机制下的主体行为特征及其影响因素,剖析不同情形地方政府间的博弈决策行为。研究结果表明,在未引入中央政府"约束-激励"机制的情况下,跨区域生态补偿无法实现,保护地区政府会通过权衡保护森林资源收益和机会成本进行策略选择,当保护森林资源的净收益为正时,即使没有受益地区生态补偿,保护地区政府仍然有足够的激励保护森林资源,当保护森林资源的净收益为负时,两类政府群体容易陷入森林生态治理的"囚徒困境",而"约束-激励"机制的引入可以实现森林生态保护补偿的帕累托改进,通过中央政府惩罚、奖励金额的限制能够实现最优稳定均衡策略。     

基于演化博弈的煤炭矿区生态修复管理机制研究

地方政府环境监管部门和煤炭企业是煤炭矿区生态修复保证金制度实施的重要责任主体。从演化博弈论的研究视角探讨了地方政府与煤炭企业在生态修复保证金制度实施中的决策演化过程,构建了地方政府与煤炭企业演化博弈模型,根据复制动态方程规律得到了参与者的行为演化规律和行为演化稳定策略,分析了生态修复保证金制度实施的策略选择影响因素。选择龙口矿区为研究对象进行了实证研究,结果表明:地方政府的监管力度随煤炭企业的生态修复比例变化而变化,生态修复初期比例低;随着地方政府监管力度加大,生态修复比例相应提高,地方政府可以适当放松监管,但监管力度应保持在一定范围内,确保系统向最优状态演化。可通过动态调节保证金收缴金额,增加税收优惠,降低煤炭企业的治理成本,加强对地方政府环保政绩考核,引导地方政府与煤炭企业共同促进煤炭矿区生态修复工作有效实施。     

碳排放约束下中国西部地区环境效率评价

利用基于非期望产出的SBM模型测度分析了2000-2012年西部大开发以来中国西部地区在碳排放约束条件下的静态环境效率,同时运用Malmquist指数分析了环境效率的动态变化趋势,最后利用Tobit回归模型进行回归分析,分析了环境效率的相关影响因素,并提出了促进西部地区环境提升的可行建议.结果表明:碳排放约束下的西部地区环境效率明显低于无碳排放约束下的环境效率,两者之间的差距呈先增大后缩小的倒“U”型关系;在碳排放约束下,广西、内蒙古一直处于相对有效状态,而贵州、甘肃、青海、宁夏、新疆一直处于非有效状态,且效率值普遍偏低,其中宁夏的效率值只有0.281 ～ 0.386,一直处于最低水平;西部地区的环境效率虽然普遍处于非有效状态,但环境质量呈逐年好转趋势,年平均提高6.6％;西部地区环境效率损失的最主要原因是过多的CO2排放量和能源消费量,能源强度对环境效率具有最大程度的负向影响;进出口贸易总额的增加显著降低了环境效率,而外商直接投资的增加则对环境效率的提高有积极作用.     

环境正义视角下公园绿地空间配置公平性评价——以南京市主城区为例

公园绿地在促进城市居民公共健康、实现城市可持续发展方面具有广泛效益,其空间配置的公平性对维护环境正义具有重要意义。然而,当前公园绿地空间配置公平性的研究仍侧重其数量的地域均等,对其质量、可达性空间配置的公平性关注不足。本研究基于环境正义视角,以南京市主城区为例,从公园可达性、公园面积、公园质量3个特征(共6个参数),综合运用互联网地图服务可达性分析、主客观综合质量评价、空间自相关及非参数检验等多种分析方法,分析了公园绿地空间配置的公平性格局。结果表明:研究区公园绿地的空间分布格局呈现明显的核心-边缘特征,在可达性、面积、质量3个特征上均存在一定程度的不公平性,呈现出较为显著的环境不正义格局;3个特征6个参数空间配置的不公平性存在显著差异,可达性得分值、可达的公园面积的不公平性最突出,到达公园绿地的最小时间、到达最近公园的质量的差异次之,到达高质量公园的数量与最小时间差异较小;高收入居住社区能够访问的公园的可达性得分值、总面积、公园质量平均值分别是低收入社区的3.7、2.7和1.6倍,表明收入高的居住社区享有更好可达性、更大面积、更高质量的公园绿地。其中,中等收入社区享有绿地优势最突出,大多数低收入居住社区尚难以在步行30 min内到达高质量公园。研究结果可为城市公园绿地的优化配置与合理规划提供决策依据与规划参考。     

海洋牧场生态安全监管的演化博弈模型及仿真

海洋牧场生态安全监管是由政府部门对海洋牧场企业的资源开发利用、环境治理保护等行为进行监督和管理,保证海洋牧场海域的资源与环境符合生态安全需要,其对实现海洋牧场的环境保护、资源养护和渔业持续产出功能具有重要作用。首先分析了海洋牧场生态安全监管中的参与主体为政府部门和海洋牧场企业,然后从监管与不监管、重视与不重视两个维度构建了海洋牧场生态安全监管博弈参与主体的策略集合及收益矩阵,在此基础上结合复制动态方程和雅可比矩阵求解了海洋牧场生态安全监管博弈中演化稳定策略并进行了稳定性分析和模拟仿真,最后提出了海洋牧场生态安全监管的对策建议。研究结果表明,对海洋牧场企业不重视生态安全行为的惩罚力度、政府部门从发现企业不重视生态安全中获取的收益、外界监督力量监督成功的概率是影响演化博弈结果的重要因素。据此提出"加大对海洋牧场企业不重视海洋牧场生态安全行为的处罚力度、提高政府部门发现海洋牧场企业不重视海洋牧场生态安全时的收益、建立健全海洋牧场生态安全监管机制、发挥外界监督力量的作用"等政策建议,以维护我国海洋牧场生态安全。     

碳税和硫税治理下中国未来的碳排放趋势

基于气候治理背景,计算模拟了征收碳税和硫税后的经济影响和减排效果。结果发现,基准情景下,中国经济将保持不断增长的趋势,到2100年,GDP总量将达到69.95万亿美元,碳排放呈现环境库兹涅茨曲线特征,高峰值出现在2034年,碳排放高峰为3832Mt C。在收税治理策略下,无论单独征收硫税还是单独征收碳税,我国的GDP均会受到影响,碳排放都会减少。同时征收碳税和硫税,碳排放显著降低,碳排放高峰出现在2031年,峰值估计为3111Mt C,较基准情景下碳排放高峰降低了721Mt C,高峰值出现的年份也提前了3a,完全满足2030年左右实现碳高峰的承诺。     

环境正义视阈下城市公园绿地时空可达性及其影响因素

从环境正义视阈出发,重点关注选择步行和私家车出行的居民群体,采用高斯两步移动搜索（2SFCA）模型和基尼系数测度2000-2018年武汉市中心城区公园绿地可达性和公平性的时空差异,并运用梯度提升决策树（GBDT）模型进一步探析交通因素、用地因素和社会经济因素对公园绿地可达性的非线性影响及其阈值效应,以期为公平导向下的城市绿地规划提供相关参考。结果表明：（1）研究时段内公园绿地供给与需求均呈现较快的增长,居民出行成本在逐渐降低;（2）居民选择两种交通方式出行的公园绿地可达性高值区域均呈现扩大趋势,主要分布在长江两岸、湖泊和大型风景区周围,但是不同时期步行方式可达性低值区域均多于车行;同时,基尼系数显示研究时段内两种交通出行的居民享受公园绿地服务的机会均不公平,且步行可达不公平程度远大于车行;（3）用地结构和社会经济因素对不同时期公园绿地服务可达性存在协同性影响,而交通因素是不同交通方式出行可达性存在差异的主要原因;（4）非线性关系图显示关键变量的阈值效应能够为城市绿地精细化规划与管理提供量化参考。     

基于净生产力生态足迹模型的工业碳排放效应、影响因素与情景模拟

以不同类型城市东营和滨州为例,采用基于净生产力的生态足迹模型测度2005—2014年两市工业碳排放效应,利用弹性系数模型对工业碳排放生态足迹及其影响因素进行对比,通过情景模拟分析了基准和低碳情景下两市的可持续低碳发展潜力。研究结果显示:(1)东营碳排放总量和碳排放强度明显高于滨州,两市的碳排放生态足迹总体上都处于上升趋势,年均增长率分别为12.79%和6.16%,这与两市工业化发展阶段不同有关;(2)2005—2008、2008—2011和2011—2014,东营工业碳排放生态足迹当量主导影响因素组合变化为"耕地面积-土地城镇化率-能源结构系数"转化为"耕地面积-人口规模-能源结构系数"到"耕地面积-人口规模-第二产业比重";滨州2005—2014年的主导因素组合一直为"人口规模-土地城镇化率-能源结构系数";(3)通过情景模拟分析2020年东营、滨州的低碳发展潜力:基准和低碳情景下,滨州生态赤字分别为东营的10倍和2.6倍;就"减排"潜力而言,滨州远远高于东营,但实现低碳情景是工业GDP增长从现阶段20.6%骤降到6.5%为代价,对产业结构调整升级要求很高。对东营而言,低碳情景的实现不仅要将能源利用效率提高一倍,更要保证大量重要"碳汇"资源的恢复与重建。     

主体功能区视角下的碳排放核算——以广东省为例

区域碳排放核算是当前全球气候变化与碳排放研究的核心内容之一。中国于2010年出台《全国主体功能区规划》,主体功能区是以区域开发程度、资源环境基础和未来开发潜力为依据,县域为基本单位的区域规划方案,这为区域碳排放核算和配额分配提供了全新的视角。鉴于县域的能源数据不够完善,基于经济、人口、省级能耗量等数据构建了适用于主体功能区划分的碳排放核算方法,并确保各主体功能区的碳排放总量和分部门碳排放量都与该省的总碳排放量和分部门的一一对应相等。以中国广东省为案例,对其四类主体功能区在2005—2015年间的碳排放情况进行核算分析。研究发现:四类主体功能区的碳排放总量与经济总量呈现高度正相关性;四类地区中碳排放量从大到小依次为优化、重点、农产品、生态开发区。碳排放强度最大的为生态开发区,其次是重点开发区,农产品开发区和优化开发区。重点开发区和优化开发区的碳排放占全省比值达86%,都应作为未来节能减排措施的最主要的作用对象,需加快产业结构升级,扩大新能源技术的应用。农产品开发区和生态开发区应加快发展循环农业,有机低碳农业生态环境友好型产业。     

A security mechanism based on evolutionary game in fog computing

Fog computing is a distributed computing paradigm at the edge of the network and requires cooperation of users and sharing of resources. When users in fog computing open their resources, their devices are easily intercepted and attacked because they are accessed through wireless network and present an extensive geographical distribution. In this study, a credible third party was introduced to supervise the behavior of users and protect the security of user cooperation. A fog computing security mechanism based on human nervous system is proposed, and the strategy for a stable system evolution is calculated. The MATLAB simulation results show that the proposed mechanism can reduce the number of attack behaviors effectively and stimulate users to cooperate in application tasks positively.     

基于产业链视角的京津冀区域碳排放影响因素研究

随着京津冀一体化程度不断加深,产业交叉现象严重,深入研究京津冀区域各产业链路径碳排放的影响因素,对区域协同减排具有重要意义。使用环境扩展投入产出分析对2002—2017年京津冀区域消费端碳排放进行核算;利用结构分解分析识别京津冀区域碳排放的驱动因素;通过结构路径分解进一步从微观产业链层面追溯引起京津冀区域碳排放变动的关键路径及其关键因素。研究结果表明：资本形成是构成京津冀区域消费端碳排放的主要需求类别;经济规模和人口是促进碳排放增加的重要因素,碳排放强度对碳排放起到显著抑制作用,区域内产业结构、消费结构对北京市、天津市和河北省的碳排放影响存在差异;从产业链路径来看,不同碳排放驱动因素对京津冀区域不同产业链路径的影响大小和方向不同,应聚焦具体路径,实施上下游综合治理。     

基于工业环境扰动的微生物适应性进化

合成生物学技术的快速发展极大提升了微生物细胞工厂的构建能力,为化学品的绿色高效生产提供了重要策略。然而,微生物细胞难以耐受高强度工业环境、抗逆性差,成为了限制其生产性能的关键因素。适应性进化是一种人为施加定向选择压力,使微生物经过长期或短期驯化,获得适应特定环境的表型或生理性能的重要方法。近年来,随着微流控、生物传感器、组学分析等技术的发展,适应性进化为提升微生物细胞在工业环境下的生产性能奠定了基础。本文论述了适应性进化的关键技术及在提高微生物细胞工厂环境耐受性和生产效率方面的重要应用,并展望了适应性进化实现微生物细胞工厂在工业环境下高效运行的重要前景。     

省级尺度工业碳排放影响因素及碳转移格局

随着全球气候变暖以及区域间产业关联程度加深,产业转型升级和产业转移所引起的碳排放空间重塑成为低碳研究的主要领域之一。利用碳排放清单法及环境效应分解模型,估算中国工业碳排放量变化及其影响因素,同时分析产业转移背景下省际间碳排放的转移格局,以探讨区域节能减排与发展平衡的有效策略。研究表明：2005-2019年期间,中国的工业碳排放量格局一直是以环渤海地区为单核心,邻近的山东、浙江、内蒙古逐渐增加;省级尺度层面,产业规模对工业产业发展引起的环境效应强度最大,产业结构的作用相对较弱;工业碳排放的空间转移主要呈现由沿海区域向内地转移,转出高耗能产业碳排放量最多的省份是山西、山东、辽宁、上海,而高耗能产业碳排放量转入最多的省份是新疆、安徽、山东;碳排放的转入、转出并不与各省经济发展水平的位置完全等同,经济发达省份也会因能源需求或国家战略政策的影响,呈现某段时间内工业碳排放的转入。结论有助于为全局视角下区域间横向联合碳减排政策的制定提供决策依据。     

基于碳排放核算的中国区域旅游业生态效率测度及比较研究

旅游业作为国民经济发展的战略性支柱产业在区域发展中具有重要作用。借鉴生态效率的基本思想,考虑区域能源消费结构差异,使用自下而上的方法将旅游交通、旅游住宿与游憩活动碳排放进行加总估算出2000—2013年中国旅游业碳排放量;接着运用单一比值法计算出2000—2013年中国及各地区旅游业生态效率值,利用变异系数、莫兰指数对测度结果进行分析并与可持续发展生态效率值进行比较。研究结果表明:(1)2000—2013年,中国旅游业碳排放量不断增加,从2000年的1202.71万t增加到2013年的4151.57万t。旅游业部门之间碳排放量差异较大,尤其是旅游交通部门占到旅游业碳排放量的90%左右;(2)得益于2000—2013年旅游业发展的促进政策,中国及各地区旅游业生态效率总体上呈现不断改善的趋势,中国旅游业生态效率由2000年0.1193 kgCO_2-e/$下降到0.0309 kgCO_2-e/$。(3)时间维度上,中国旅游业生态效率的区域不平衡问题仍然存在,相比于2000年旅游业生态效率变异系数0.7114,2013年的变异系数反而增加到0.7483;空间维度上,各地区旅游业生态效率聚集模式发生了明显变化,莫兰指数由0.3036减少到0.0278。(4)通过将测度结果进行比较,中国旅游业自2000年开始进入可持续发展阶段,中国旅游业的整体可持续水平要优于其他产业,各地区的旅游业在2010年全部进入可持续发展状态。最后,对结果进行了讨论并提出旅游业生态效率的优化应从旅游收入增加与旅游业减排两方面进行。     

排放与森林碳汇作用下云南省碳净排放量估计

以云南省为例,用马尔科夫链计算能源结构,在经济增长模型基础上基于动态最优化理论估计能源消费碳排放,并基于CO₂FIX模型计算云南省森林碳汇,预测在能源消费碳排放和森林碳汇共同作用下的从2008到2050年碳净排放量。研究发现云南省能源消费碳排放量和碳净排放量曲线都呈"倒U"型,在2035年达到高峰,高峰值分别为和129.71 MtC和118.89 MtC;在森林碳汇中,原有森林的碳汇作用在现在和未来一段时间内处于主导地位,但新造林有着巨大的碳汇潜力,所以在保护原有森林的同时要植树造林,从生态学角度抵消碳排放;森林碳汇只能减少小部分碳排放,更主要的是改善云南省的能源结构,加快技术进步速度,开发水电等新能源,从根本上减少温室气体的排放。     

上海城市森林植被固碳功能及其抵消能源碳排放效果评估

植被固碳功能是城市森林的重要生态服务之一,但是定量揭示城市森林植被固碳功能空间格局及其抵消碳排放的研究较少。基于光合速率法和生物量法测算了上海城市森林植被的固定CO₂功能,并结合其空间分布格局与区域CO₂排放状况对比分析了抵消能源CO₂排放的成效。结果表明,2017年上海城市森林植被可固定CO₂ 135.57万t,约合单位面积固碳17.02 t/hm²。上海城市森林植被的固定CO₂功能呈现出"中间低、四周高"的空间格局,崇明区和浦东新区的城市森林植被提供了近52.8%的固定CO₂效益。2017年上海市能源消费的CO₂排放量高达2.73亿t,且呈现出"中间高、四周低"空间分布特征,中心城区能源CO₂排放约占11.49%。整体来看,上海城市森林植被可抵消0.50%的能源CO₂排放,但植被固定CO₂功能与能源CO₂排放的空间匹配较差,中心城区城市森林植被的CO₂抵消率仅为0.08%。因此,重点提升中心城区森林植被的固碳功能并加强海洋碳吸收功能的监测与利用尤其重要。     

城市森林碳汇及其抵消能源碳排放效果——以广州为例

城市森林及其管理相关政策作为减少CO₂排放的有效策略得到了较为广泛的关注。采用材积源生物量方程与净初级生产力方法来定量分析了广州市城市森林碳储量和碳固定量,根据化石能源使用量及其碳排放因子核算了广州城市能源碳排放,最后评估了城市森林碳抵消效果。结果显示广州市城市森林碳储量为654.42×10⁴t,平均碳密度为28.81 t/hm²,而森林碳固定量为658732 t/a,平均固碳率为2.90 t·hm^-2·a^-1。2005-2010年广州市年均能源碳排放则达到2907.41×10⁴t。广州城市森林碳储量约为城市年均能源碳排放的22.51%,其通过碳固定年均能够抵消年均碳排放的2.27%,不过从城市森林综合效益来看其仍是城市低碳发展重要举措之一。分析了林型组成和林龄结构对于广州森林碳储量和碳固定量的影响,并从森林管理角度为城市森林碳汇提升提出建议。这些结果和讨论有助于评估城市森林碳汇在抵消碳排放中所起的效果。