美丽中国建设时空演变及耦合研究

美丽中国是党的"十八大"提出的新战略思想,也是生态文明建设发展的延续。本文以2000-2017年为研究时段,选取我国31个省、市、自治区为研究区域,借助GeoDa空间自相关分析及动静态耦合模型,探索我国美丽中国建设的时空分异规律、空间分布格局及系统耦合协调度。结果表明：①研究期内,我国美丽中国的发展呈波动上升趋势,且存在东部>西部>中部的空间分布特征。②我国美丽中国的发展格局稳定,但东西部地区两极分化问题严重;子系统中,除制度体系不显著外,均存在显著正向空间关联,且社会、经济、文化与环境高集聚区空间分布错位。③我国社会、环境、经济、文化、制度的静态耦合协调度呈波动上升趋势,东西部区域发展差异明显;动态耦合不及静态耦合协调水平,部分省市存在社会发展、绿色环境、经济增长、以及文化和制度发展受阻现象。     

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...     

中国水资源-能源-粮食-支撑系统安全测度及协调发展

探索我国水资源-能源-粮食-支撑系统安全及时空演变规律,有利于促进中国水资源-能源-粮食-经济社会-管理维护的可持续发展。采用模糊物元法和耦合协调度模型,借助ArcGIS空间分析及核密度和基尼系数、变异系数,对我国31个省、市、自治区2004-2017年水资源-能源-粮食-经济社会-管理维护安全水平及耦合协调度进行测算及时空对比分析。结果表明：①时间上,我国安全测度指数总体呈上升趋势;空间上,我国安全测度水平除青海、西藏外普遍较好;②各子系统情况：经济社会子系统增长较快、水资源子系统水平较差、粮食安全指数变差、能源子系统分化现象显著、管理维护小幅度提升;③我国安全测度协调度2004年0.170提高至2017年0.348,总体呈上升趋势;④安全测度协调度的空间演化基本可以分为上升型、下降型、平滑型和波动型四类,以波动型居多。     

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。     

中国农用地集约度与农业气候适宜度的空间关系研究

通过构建指标体系,对全国30个省(区、市)农用地集约度做了评价计算;基于前人的研究成果,运用空间插值的方法计算了农业气候适宜度;并在此基础上对二者的空间关系进行了研究。主要结论是:(1)总体而言,我国农用地集约度东部地区大于西部地区,农业气候适宜度由东南向西北递减。从某种程度上说,农业气候适宜度制约着我国农用地集约度的空间布局,但是集约度的提高也可以改变农用地集约利用对气候条件的依赖性。(2)1995～2005年我国农用地集约度总体提高12.6%;农业气候适宜度低的省(区、市)提高最明显,适宜度中等的省(区、市)次之,适宜度高的省(区、市)最不明显。(3)根据农业气候适宜度的空间关系,就因地制宜地对农用地进行集约经营提出两点建议。     

国家尺度区域农业系统协调度评价

区域农业系统协调是农业持续高效发展的重要前提,也是构建和谐社会的主旋律.以数理统计学上的方差、平均数和变异系数原理为基础,构建了区域农业系统协调度评价的理论体系,其突出优点是既考虑指标间集中性,同时又考虑了离散性,评价结果更加客观科学.区域农业系统协调理论包括协调度概念、功效函数、功效系数、协调函数、协调度、协调度变化区间和协调等级等,核心是协调度与协调等级.区域农业系统评价指标体系的构建采用改进专家调查法,从生态、经济和社会子系统共筛选出29个评价指标.选取1990～2003年资料,对国家尺度区域农业系统协调度进行评价研究.研究结果表明:国家区域农业系统协调度呈现上升发展趋势,1997年从失调转向协调,2000年从弱度协调转向低度协调,总体呈现好转状态.经济子系统的协调等级从1990年的极度失调1级逐渐上升到2003年的高度协调9级.社会子系统的协调度在1990～2000年,从1级上升至8级协调等级,2001年下降6级,2002和2003两年上升至7级.生态子系统的协调等级由1990年的为中度失调3级,上升到2003年低度协调7级.1990～1992年,系统失调是由于生态、经济和社会子系统均处于失调状态;1993～1996年,系统失调是由于经济和社会子系统处于失调状态,生态子系统是弱度协调;1997～2003生态、经济和社会子系统的协调发展,系统转入协调状态,其中经济子系统贡献最大,成为决定系统协调度高低的主要原因,此时生态和社会子系统对区域农业系统协调发展有一定的制约作用.因此,发展农村经济,重视生态环境建设,构建和谐社会,是推动国家尺度区域农业系统协调发展的重要途径.     

区域生态文明建设水平综合评估指标

2007年中国政府提出"生态文明"建设以来,已批准了三批52个生态文明建设试点。生态系统与社会经济发展的复杂性要求科学、客观地评估区域生态文明建设,以便科学地决策和行动。区域生态文明建设是一个复合的过程,其核心在于社会-经济-自然复合生态系统各组分的和谐进步。因此,基于生态系统服务(ES)、生态足迹(EF)和人均GDP3个指标,以及这3个指标所代表的资源禀赋、人类对自然生态系统的占用、经济增长之间的线性逻辑关系,构建综合性相对指数;并以此对2010年中国大陆各省(市、直辖市)的生态文明建设水平进行了综合评估,其中,海南省的生态文明建设指数最大,为0.5091,北京市的指数最小,为0.0377;最后,分析了2010年中国大陆各省(市、区)生态文明建设的生态压力和生态效率,北京、天津和上海3个直辖市处于低资源禀赋高资源消费状况,全国大多数省(市、区)处于低消耗和低产出的阶段,经济增长尚有较大的潜力。     

赣南地区农业生态经济系统耦合态势的时空演变

赣南地区地处南方丘陵山地区域,是重要的生态功能区,其农业经济发展与生态功能保护的关系备受关注。促进农业生态经济系统的耦合协调发展,是赣南地区可持续发展的重要内容。利用2000-2015年赣州市各县（市）统计年鉴数据及遥感数据,构建了基于耦合协调度模型的区域农业生态经济系统的评价指标体系,开展时间和空间尺度上的农业生态经济系统的耦合协调发展研究。结果表明：（1）在时间尺度上,农业生态系统变化不大,在空间尺度上县（市）之间因自然条件的不同略有差异;农业经济综合评价值在2000-2015年之间有较大的增长,且不同县（市）间存在差异,农业经济系统的相对滞后是限制农业生态经济系统不能协同发展的原因。（2）耦合度和耦合协调度随时间而增长,大部分县（市）的耦合度经历了从中度耦合、高度耦合、再到极度耦合的过程,其中极度耦合的占比从2000年的0%提升到2015年的94%;耦合协调度从基本、中度协调耦合到中度、高度协调耦合,且都呈现以赣县、于都县、兴国县为主的中部较低,而南北部较高的态势。（3）2010年前,大部分县（市）的农业生态经济系统发展类型长期处于农业经济极度滞后状态,随后逐步向农业经济严重滞后过渡。农业生态经济系统耦合态势的分析有助于明晰当地的农业生态经济系统的发展、演变规律,促进农业系统的协调发展。     

中国“水量”和“水质”生态足迹及可持续能力量化方法与实证研究

科学测度水资源和水环境可持续能力,对区域水资源管理具有重要意义。从“水量”和“水质”两个角度,对我国31个省域地区的“水量”及“水质“生态足迹、生态承载力和生态压力指数进行研究。结果表明：(1)2000—2020年,我国水资源生态压力指数均小于1,最高值为2011年的0.86,总体水量供给充足,可持续能力强;万元GDP水量生态足迹呈波动下降趋势,用水效率大幅度提升。(2)2000—2020年,我国水质可持续能力均较强,处于安全和较安全状态,水质生态盈余量约2亿hm²;人均水质承载力约为人均水质生态足迹的2倍,且万元GDP产生的污水量呈下降趋势。(3)人均水量生态足迹和万元GDP水量生态足迹的空间重心均位于甘肃省。水量及水质生态足迹高值区,均主要位于“胡焕庸线”西北部,而承载力高值区,主要位于青藏高原和我国南方地区。(4)我国水量可持续能力处于安全、临界状态和不安全的地区数,分别占55%、6%和39%;水质可持续能力处于安全、临界状态和不安全的地区数,分别占61%、3%和35%;水量及水质可持续能力较强和较弱的地区数之比,约为6∶4。研究揭示了我国水量及水质风险等级...     

长江经济带耕地利用绿色转型与城乡融合耦合协调发展的时空格局研究

在深入实施国家粮食安全战略,协同推进经济高质量发展和生态环境高水平保护背景下,探究耕地利用绿色转型与城乡融合发展的耦合协调是解决耕地保护、生态保育与经济建设之间冲突的关键。从人地关系视角剖析了耕地利用绿色转型与城乡融合发展的耦合机理;通过解读耕地利用绿色转型与城乡融合发展的内涵构建了相关评价指标体系,并以长江经济带130个地级市为例,基于2000、2005、2010、2015和2020年数据,运用耦合协调度模型分析耕地利用绿色转型与城乡融合发展耦合协调的时空格局特征。结果表明:(1)2000-2020年长江经济带耕地利用绿色转型指数由0.208增至0.294,增幅为40.802%,呈现"东北部高西南部低"的分布特征。(2)2000-2020年长江经济带城乡融合发展指数由0.465增至0.492,增幅为5.858%,呈现"中东部高西南部低"的分布特征。(3)2000-2020年长江经济带耕地利用绿色转型与城乡融合发展的耦合协调度由0.556上升到0.612,增幅为11.065%,呈现"中东部高西部低"的分布特征;耦合协调类型从基本协调型转变为中度协调型。各子系统间的耦合协调程度差异较大,耕地利用绿色转型各子系统中,模式转型与城乡融合发展的耦合协调度较低;城乡融合发展各子系统中,人口融合、空间融合与耕地利用绿色转型的耦合协调度较低。(4)耕地利用绿色转型中的模式转型,城乡融合发展中的人口融合、空间融合是长江经济带发展需重点关注的问题。研究结果可为长江经济带耕地资源的优化利用、生态保护以及城乡融合发展提供借鉴。     

基于NLPCA-GSO可持续发展评价——以环渤海区域为例

区域可持续发展水平、发展的持续性和系统的协调性是区域可持续发展定量评价研究的三角构架,而在传统上基于各子系统主成分分析结果直接进行形色各异的加权计算对可持续发展评价而言是有待商榷的。提出了非线性主成分分析和施密特正交化(NLPCA-GSO)相耦合的方法评价区域的可持续发展水平来弥补传统方法的不足,并由此建立区域发展持续性模型和可持续发展系统协调度模型,再以环渤海区域为实证分析其2001—2010年的可持续发展状况。结果表明:基于NLPCA-GSO的可持续发展水平模型可以很好地弥补传统主成分分析及对各子系统结果的综合评价的不足;区域发展持续性模型、协调性模型和区域可持续系统变化的滤波分析形象地揭示区域可持续发展的实质和内涵;实证研究表明环渤海区域在研究时段内可持续发展水平有所上升,而环境子系统持续性的下降是引起区域发展持续性和系统协调度的变化的主要原因。研究结果可丰富区域可持续发展评价的方法学,也可为环渤海区域的可持续发展研究奠定基础。     

Assessing regional sustainable development through an integration of nonlinear principal component analysis and Gram Schmidt orthogonalization

The regional sustainable development level (SDL), sustainability of regional development (SRD) and system coordination (SC) make up the triangular truss of regional sustainable development assessment, but it is debated how should traditional practice best weight and calculate the whole sustainable development system level. The Bohai Rim, covering three provinces and two municipalities in China, lies in a region that is sensitive to profound conflict between socioeconomic development and environment pollution in the process of sustainable development. Considering the defects of traditional models and the multidimensionality of regional sustainability issues, we proposed an integrated model of nonlinear principal component analysis and Gram Schmidt orthogonalization and presented a novel regional sustainable development assessment method and framework from three perspectives for the society–economy–environment system of the Bohai Rim region. The results show that: (a) the integration of nonlinear principal component analysis and Gram Schmidt orthogonalization can well remedy the defects of traditional methods and provide a more objective conceptual framework; (b) the sustainability of regional development and system coordination models graphically demonstrate the essence and connotation of a dynamic sustainable development system; (c) the empirical study demonstrated that the Bohai Rim region has experienced a distinct development period in which the SRD experienced a steady decline and the SDL and SC generally increased; (d) the coordination ability can be improved by a decline in the environmental sustainability, which reveals the importance of environment subsystem optimization; and (e) the weight distribution of variables demonstrates that the most significant factors affecting sustainable development are the indicators from the dimensions of people's standard of living, economic structure and environmental pollution. This study enriches the sustainable development assessment theory and methodology, and lays the foundation for further sustainable development research in the Bohai Rim region.     

The research on the mechanism and spatial–temporal differentiation of the coupling coordination development based on industrial cluster agglomeration

With 31 provinces and cities in Mainland China selected as the research objects, the paper explores the acting mechanism of industrial cluster, urbanization and population cluster, builds a measurement index system for the spatial–temporal coupling characteristics of industrial cluster, urbanization and population agglomeration, and then measures the coupling coordination degrees of industrial agglomeration, urbanization and population agglomeration in provinces since 2000 and researches the spatial–temporal evolution and spatial differentiation characteristics of coupling coordination degree. Research results show: ① industrial agglomeration, urbanization and population agglomeration have formed a dynamically coordinated relationship with mutual influences, mutual promotion and joint development; ② the comprehensive development levels of industrial agglomeration, urbanization and population agglomeration in China are rising year by year, but the overall coupling degree and coordination degree of the three are low, but the coupling coordination relationship will improve continuously with time, still showing obvious differences in provinces and the spatial tendency of being “high in the east and low in the west”; ③ the coupling coordination presents a continuous spatial agglomeration state, and the agglomeration intensity is “high on two ends and low in the middle”, thus forming the outstanding hot-spot in areas eastern coastal regions and the outstanding cold-spot areas in western regions; ④ the government should promote industrial agglomeration, industrial structure optimization and upgrading and urbanization, and make reasonable planning for population agglomeration degree practically and effectively, to ensure the matching and coordinated development of industrial agglomeration, population agglomeration and urban bearing capacity.     

中国省域环境可持续性时空格局及其影响因素

人类活动已成为人类世背景下全球环境变化的主要驱动力,因此将其合理调控在地球环境边界之内是实现可持续发展的前提条件。作为全球尺度的环境边界,行星边界秉持"地球系统观",为统筹不同区域的环境可持续性评估提供了新视角。以行星边界为切入点,评估中国省域主要人类活动的环境可持续性状况,揭示其时空格局演变及社会经济影响因素。结果表明：（1）中国省域碳、氮、磷排放的不可持续性北部整体高于南部,分异程度随时间逐步拉大,不可持续省份数量的占比均已超出2/3;省域水、土地利用的可持续性南部整体高于北部,保持相对稳定,可持续省份数量的占比均已超出3/4。（2）中国省域环境可持续性大体受人口、经济、技术等因素的综合影响,且各类环境要素的可持续性之间存在一定的协同效应。其中,各类环境可持续性均受人口规模的正向驱动,同时氮、磷、水和土地的可持续性均受农业活动的负向驱动。（3）碳排放可持续性主要受能源消费强度的负向驱动,而磷排放可持续性同时受人口城镇化率的负向驱动,水可持续性受二产占比的负向驱动。基于行星边界的环境可持续性研究,可为区域合理界定和有效承担全球环境可持续性责任提供科学参考。     

基于生态系统服务价值变化的环境与经济协调发展研究——以陕西省为例

为探讨生态环境与经济发展间的协调程度,选取2000、2005、2010和2015年4期的陕西省107个县（区）数据,利用单位面积生态系统服务价值和人均GDP构建环境经济协调度指数。结合空间自相关分析和空间杜宾模型等方法,分析了环境经济协调度指数的时空演变特征及驱动因素。研究表明：（1）从时间上看,陕西省环境经济协调度指数整体呈现缓慢下降趋势;从空间上看,大部分县（区）已处于基本协调和中度协调状态,并形成了陕北地区优于陕南地区,陕南地区优于关中地区的空间格局。（2）陕西省环境经济协调度指数具有显著的空间正相关性,高高集聚和低低集聚效果比较明显。（3）退耕还林工程、城镇化水平、产业结构、降水量是提升协调度指数的关键因素,气温则是制约协调度发展的约束要素。未来应因地制宜实施差异化的发展战略,以实现环境与经济协调发展。     

Examining the relationship between urbanization and the eco-environment using a coupling analysis: Case study of Shanghai,China

As a key issue in China’s urban development, urbanization creates increasing pressure on the environment. Thus, a better understanding of the relationship between urbanization and the eco-environment is necessary for Chinese policy makers to realize sustainable urbanization development. Making reference to physical coupling models, we developed a coupling coordination degree model in order to examine the relationship between urbanization and the eco-environment in Shanghai, using data from 1980 to 2013. The comprehensive level of Shanghai’s urbanization process during the study period was estimated using an index composed of four primary indicators, namely: demographic urbanization, spatial urbanization, social urbanization, and economic urbanization. We also developed an index system for the eco-environment, which was based on four primary indicators: the environmental level, eco-environmental endowment, eco-environmental pressure and eco-environment response. The entropy method was subsequently employed in order to identify the contribution made by each indicator to the compound system during the study period. The results show that: (1) economic urbanization and eco-environmental response made the greatest contributions to the urbanization subsystem and the eco-environmental subsystem, respectively—these are thus the key factors to consider in policy decisions aiming to adjust the coupling coordination degree between the two subsystems; (2) the two parameters α-urbanization and β-eco-environment were found to have minimal effect on the coupling coordination system; (3) the coupling coordination between urbanization and the eco-environment produced an S-shaped curve, and both subsystems were found to have evolved from seriously unbalanced development at the start of the study period into superiorly balanced development at the close of the study period. The results of this study hold important implications for efforts to achieve the coordinated development of both urbanization and the eco-environment.     

武陵山片区城镇化与生态环境耦合协调度时空分异——以六个中心城市为例

城镇化与生态环境之间是相互联系和促进的唇齿关系,其耦合协调程度对实现地区高质量发展和可持续发展具有重大影响。将物理学中的"耦合"概念引入城镇化与生态环境耦合协调研究中,建立了耦合协调度模型,并构建了城镇化与生态环境耦合协调度评价指标体系和耦合协调度基本类型划分体系,分析了2010-2018年武陵山片区六个中心城市城镇化与生态环境耦合协调度的时空分异。结果表明：（1）各中心城市的耦合协调基础较好,且呈现出良好的发展态势。（2）各中心城市的空间差异明显,2010年、2015年与2018年六个中心城市城镇化与生态环境耦合协调发展内部差异性较大,东部大于西部,怀化市"单核"特征明显。（3）武陵山片区城镇化与生态环境耦合协调度没有实现突破性、跨越式的提升,且城镇化滞后的问题较为明显,影响了两者实现高耦合协调度的进程。研究认为须要坚持以绿色为底色,以生态为引领,加快提升武陵山片区城镇化发展水平,走出一条绿色生态的城镇化高质量发展新路。