基于灰水足迹的长江经济带耕地利用生态效率时空分异特征

长江经济带面临水生态环境污染制约下的农业发展困境,水环境约束下耕地利用生态效率的提升成为平衡耕地利用中经济效益与生态效益的关键手段,对于探索生态可持续的耕地利用模式、实现农业绿色发展具有重要意义。该研究以灰水足迹为视角,基于SBM-Undesirable模型、空间自相关分析及马尔可夫链模型探明2000—2020年长江经济带耕地利用生态效率时空格局及演变趋势。研究表明：1）长江经济带2000—2020年平均灰水足迹值呈现先增后减趋势,2015年后下降态势更为明显。在空间上呈现为“东西高,中部低”的空间分布特征,灰水足迹高值区域主要集中在粮食主产区省份。2）2000—2020年长江经济带耕地利用生态效率持续下降,效率均值处于0.5～0.8之间,存在较大提升空间。在空间上呈现高值区域多沿水系分布的特点。3）长江经济带市域耕地利用生态效率存在显著空间正相关性,以研究时段演变趋势来看,耕地利用生态效率的演进存在路径依赖,难以实现“跨越式”提升。因受到邻域背景影响,在空间上易显现出“俱乐部收敛”现象,“高-高集聚”与“低-低集聚”分布更为常见。可在农业生产重点区域采用差异化精准农业模式,需重视区域间动态协同发展,完善联防联治的面源污染防控机制,积极引导耕地利用生态效率高值区域逐步形成集中连片,同时对于耕地利用生态效率低效区提供财政与政策支持。研究结果可为各地区探索耕地利用可持续发展模式与农业生产活动中水生态环境保护提供参考依据。     

2000—2020年苏北地区农业生态效率变化及其影响因素分析

为实现农业生产高效率、减少资源投入、降低环境损失、保障农产品供给和维持生态系统服务功能等多重目标，兼顾经济效益和生态效益评价农业生产绩效，该研究采用基于松弛值测算的数据包络分析模型（slack-based measure data envelopment analysis,SBM-DEA），对2000—2020年苏北地区乡镇单元的农业生态效率进行评估，解析其时空变化特征，并对相关影响因素进行分析。研究结果表明：1）近20 a苏北地区农业生态效率呈现“升-降-升”的波浪式发展趋势，高值乡镇占比较低，农业生态效率仍有较大的提升潜力；2）研究区农业生态效率空间分布不均衡，整体呈现“南高北低”的分布特征，高值区分布范围有沿西南向东北扩展的趋势。农业生态效率呈现明显的集聚格局，低低型集聚主要分布在徐州市，高高型集聚主要集中于淮安市；3）能源投入、农药投入、农业碳排放是影响农业生态效率空间分异的主导因素，不同影响因素之间的交互作用会增强农业生态效率的空间分异特征。研究结果对于深化农业生态效率研究具有指导意义，可以为解析和优化农业生产方式，推动区域农业绿色发展提供决策支撑。     

农业科技投入对农业生态效率的空间效应分析

农业污染日益严重背景下,探究农业科技投入对农业生态效率的作用机制,对缓解农村生态压力、农村健康发展具有重要现实意义。鉴于此,本文在采用超效率SBM (super-efficiency slack-based measure)模型测度2000—2018年我国东中西部省际农业生态效率基础上,根据莫兰指数对农业生态效率及农业科技投入进行空间自相关检验,采用空间计量模型剖析农业科技投入对农业生态效率影响的空间溢出效应与门槛特征。结果表明,2000—2018年东中西部的农业生态效率呈现东西部高、中部低的态势; 2000—2018年东中西部的农业生态效率波动明显, 2000—2003年有小幅波动, 2004—2008年农业生态效率略有下降, 2008—2010年稍有上升, 2010年农业生态效率为0.731;之后2011—2014年稍有下降, 2015—2017年全国农业生态效率分别下降到0.5894、0.5839、0.5159; 2018年农业生态效率提升到0.5453。农村科技投入对农业生态效率影响呈现为"倒U"型,农业科技投入规模对农业生态效率有着显著的溢出效应。东中西部分组面板门槛回归显示:东中西部的农业科技投入门槛效应差别较大,东部表现为正向促进作用,中部农业科技投入对农业生态效率的积极作用没有东部稳定,西部农业科技投入对农业生态效率表现为负向抑制作用,中西部地区农业发展中的科技投入要兼顾经济与生态效率。为此,我国要大力推广绿色高效技术模式,积极采取有机肥替代化肥行动,加快实施科学施肥用药技术,抓好示范带动减量增效,提高农业生态效率。     

滇中城市群绿色空间生态系统服务价值时空演变及驱动分析

对滇中城市群绿色空间生态系统服务价值(Ecosystem Service value, ESV)进行时空演变及驱动因素的探析,有利于了解区域生态系统服务空间差异,有助于规划者从宏观层面掌握滇中城市群的自然资源情况,合理地制定规划建设策略。研究以滇中城市群49个区、县、市作为研究单元,对2000年、2010年、2019年3期的ESV进行量化,并收集“自然—社会—经济”维度的驱动因子,采用主成分分析与地理加权回归探讨“自然—社会—经济”因素对滇中城市群绿色空间ESV的驱动作用。结果表明：(1) 2000—2019年滇中城市群绿色空间的ESV总体呈现增加状态,一级服务类型中,供给、支持和文化服务小幅度上升,调节服务小幅度下降,二级服务类型中,气候与水文调节对生态系统服务功能的贡献最大,其次为土壤保持、生物多样性和气体调节;(2) 3期ESV空间分布特征较为一致,呈现城市群边缘地区的ESV高于城市群中部地区的ESV的特征;(3)社会因素对滇中城市群绿色空间的ESV的时空演变影响最大、其次为自然因素和经济因素,主要驱动因子为城镇化率、人均GDP、人口密度、森林覆盖率、第二产业占比。(4)城镇化率...     

中国农业生态效率的时空演变及驱动因素

[目的]研究农业生态效率的时空演变及驱动因素,为推动生态农业的可持续发展提供理论支持。[方法]构建超效率DEA-Malmquist模型对2007—2016年中国农业生态效率值的动态变化进行研究,利用空间自相关模型分析其分布特征,运用灰色关联模型探讨了农业生态效率时空变化的主要驱动因素。[结果]观测期内,全要素农业生态效率值增长稳定,技术进步是农业生态效率提高的主要原因;农业生态效率空间分布具有全局自相关性,河南、山东等省份表现出"低—低"集聚特征;农业生态效率变化主要受科技支持、农地确权、农业机械密度、农业规模化水平等10个因素影响,各因素在不同时期作用存在差异。[结论]观测期内,农业机械密度代替城市化水平成为主要驱动因素;农业生态效率变化的驱动因素逐渐由宏观环境和政策导向转变为以农业自身发展为导向。     

中国省域生态效率时空格局变化及优化策略研究

为了深入研究不同区域生态效率的优化路径,采用Malmquist-超效率SBM模型测度了2005—2016年中国省域生态效率和Malmquist指数及其构成,并结合要素投入产出松弛率分析探讨了效率低效成因,再运用空间自相关方法揭示了区域生态效率空间关联格局的时空动态特征,最后提出了相应的区域生态效率改进策略。结果表明:(1)区域生态效率整体呈现“东部>中部>西部”的梯度分布格局; 随时间推移,除北京、上海、湖南和重庆外,绝大多数省(市)生态效率整体呈下降趋势。(2)从Malmquist指数分解情况看,技术效率变化和技术进步变化对区域生态效率整体提升作用不明显。但四川、云南、青海、新疆4个西部区域省市的技术效率变化对生态效率具有明显的正向效应; 且北京、贵州的技术效率进步和技术进步均对生态效率有正向效应。(3)从投入产出要素冗余度看,生态效率低下是由于劳动力、能源、土地和水资源投入冗余以及非期望产出过量,其情况在西部最为严重,中部次之,东部最小。(4)区域生态效率呈现明显的空间正相关性,其空间关联格局随时间推移整体较为稳定,但存在局部变化。各省市投入产出要素存在不同方面和程度的改进空间,可以从加强管理与科技创新、优化投入产出结构、分区协同治理等方面出发,优化区域生态效率。     

长江中游城市群耕地利用碳排放“总量-强度”的空间关联特征

[目的] 揭示长江中游城市群耕地利用碳排放“总量—强度”的空间关联特征,为实现高质量发展提供理论和现实指导。[方法] 采用IPCC系数法、总体耦合态势模型和双变量空间自相关法分析相关指标。[结果] ①2010—2013年长江中游城市群耕地利用碳排放总量呈显著上升趋势,年均增率为2.0%;2014—2020年则呈下降趋势,年均降幅为2.6%,且碳排放的市域间差异趋于扩大。②长江中游城市群耕地利用的碳排放强度总体处于波动下降态势,年均降幅达4.9%,但受边际递减效应影响,碳排放强度进一步改善的难度不断加大。③2010—2020年长江中游城市群耕地利用碳排放量与碳排放强度的加权中心距离从0.571 km减少到0.312 km,移动方向夹角总体也呈减小趋势,总体耦合态势不断加强。④2010—2020年长江中游城市群耕地利用碳排放总量与强度存在显著空间正相关,同时存在空间异质性。聚集态势主要表现为武汉城市圈“双高”聚集区和环长株潭城市群“双低”聚集区。[结论] 应采取差异化手段对耕地利用碳排放总量与强度进行分区调控,完善碳排放总量和强度“双控”机制。     

长江中上游城市群土地集约利用及与新型城镇化耦合协调时空分异特征

城市群土地集约利用与新型城镇化耦合协调发展是土地管理学研究的核心问题,探讨长江中上游城市群——长江中游和成渝城市群的耦合协调发展水平,以期为中国其他城市群的相关研究提供参考。利用全局主成分分析法、均方差权值法、熵权法进行综合确权以提高评价指标权重精度,采用耦合度模型、协调发展度模型对长江中游和成渝城市群协调发展水平进行了测算、分析与比较,进而利用空间自相关模型探究各城市群土地集约利用与城镇化协调发展水平的空间集聚特征与规律。结果表明:成渝城市群土地集约利用与新型城镇化协调发展水平与长江中游相当,成渝城市群耦合协调态势优于长江中游城市群。具体体现在（1）2004—2013年长江中上游城市群土地集约利用与新型城镇化协调发展水平呈现出持续递增的态势,2013年长江中游和成渝协调发展度相近,均在0.75以上,处于中度协调期,成都、重庆、长沙、武汉、南昌等城市为协调度高值区,德阳、黄石为协调度低值区,其他城市的协调发展水平居中。（2）长江中游协调发展度空间相关性有所降低,由随机分布向弱相异属性集聚转化,而成渝协调发展度空间相关性有所提升,由相异属性集聚向随机分布状态转化,未来有逐步优化为相似属性集聚的态势。     

集中连片特困区耕地生态效率的时空演变特征及影响因素分析——以吕梁山区为例

为了明析落后地区耕地生态效率及影响因子,实现资源节约和生态保护的协调发展,基于2007年、2012年、2017年吕梁山区各县域面板数据,采用超效率SBM模型测算了县域耕地生态效率,揭示其时空演变特征,并利用地理探测器模型探究了耕地生态效率的影响因素。结果表明:2007—2017年研究区的耕地生态效率呈上升趋势,且阶段特征明显,其中2007—2012年,多数县域耕地生态效率上升缓慢,2012—2017年多数县域的上升幅度较大,但多数县域耕地生态效率处于较低的状态,提升空间较大。研究区县域耕地生态效率的空间差异不断缩小,但耕地生态效率在空间上不具有显著相关性,表明各县域发展相对独立。研究区耕地生态效率是社会经济因素和自然因素综合作用的结果,其中经济水平、人口规模、劳动力和降水量的决定性较强,降水量作为区域耕地生态效率的支撑条件,加之区域经济发展,耕地生态效率将得到进一步的提升。     

北部湾城市群土地利用碳收支时空分异及碳补偿分区

[目的] 分析市域空间尺度对城市群碳收支时空格局演变特征及耦合协调关系,构建碳补偿分区评价体系,为实现碳中和目标提供城市群层面的实施策略参考。[方法] 以北部湾城市群为例,在分析2000,2010,2020年研究区土地利用碳收支时空分异及耦合协调度分析的基础上,结合熵权法和TOPSIS法测算2020年15个城市碳补偿贴近度,构建碳补偿综合评价体系并引入三维魔方单元模型初步构建碳补偿等级进行功能分区研究。[结果] ①2000—2020年北部湾城市群碳收支量呈现整体上升状态,市域尺度主体碳排放区域呈现“核心—外围”结构,主体吸收区域呈现“倒钩”状空间格局。②2000—2020年该区城市群碳源、碳汇在分异格局上,除广西区域呈现西北—东南方向,其余地区均呈现东北—西南为主导的方向,空间分布重心稳定。③2000—2020年城市群内部碳源与碳汇坐标均高于0.5,碳排放与碳吸收水平较高,两者具有较高的耦合协调性。[结论] 北部湾城市群的碳收支存在明显的时空异质性,碳排放与碳吸收耦合协调程度较高。为了进一步探索实现“双碳”目标多元化路径,北部湾城市群未来应多方面考虑区域资源能力、碳排放强度和经济发展条件等,从而健全城市群区域间碳补偿体制。     

基于能值理论的长三角沿江城市群生态-经济-社会系统可持续发展态势研究

[目的]对长三角沿江城市群生态—经济—社会系统可持续发展态势进行研究,为该区域生态经济可持续发展提供科学支持。[方法]基于能值理论构建评价指标和评价体系,分析长三角沿江城市群生态—经济—社会系统的可持续发展态势。[结果] 2017年长三角沿江城市群中29%的城市资源过度开发,外部依赖性强;53%的城市环境负载率低,29.4%的城市环境负载率高;11.7%的城市废弃物循环再生能力低;47%的城市能值交换率低,经济竞争力强;35%的城市能值货币率高,经济产出效率低。上海、苏州单位面积能值密度高,23.5%的城市较低;29.4%的城市人均能值福利低;17.6%的城市人口负载率高;41.2%的沿江城市呈可持续发展态势,58.8%的城市呈过度发展态势。[结论] 2017年沿江城市群自给能力、环境压力、生态质量呈现上游城市强、小、优向中游基本协调,下游弱、高、差的渐变态势。上海、苏南城市经济竞争力强,但产出效率低;苏中、皖中地区除省会城市外其他城市竞争力弱;皖南城市经济发展滞后且呈沿江单边孤立发展态势。上海、苏南城市社会可持续发展优,形成人才、资源强吸引同时存在用地短缺问题;苏中城市较均衡并形成弱吸引;除合肥市、铜陵市外,皖中、皖南其他城市发展滞后,缺乏有效吸引。沿江城市群整体可持续发展态势严峻。     

基于LMDI模型的黄河中游城市群水土资源利用影响因素分析

[目的]水土资源是城市发展的重要生产要素,是探索黄河中游城市群水土资源利用过程中的关键因素,对科学促进黄河中游城市群经济快速发展具有重要意义。[方法]以黄河中游三大城市群为例,通过运用LMDI加法模型对2010—2019年黄河中游三大城市群分别构建影响水资源消耗量变化及城市建设用地数量变化的因素分解模型,计算并比较不同驱动因素的效应值。[结果](1)水资源利用效率提高和产业结构的优化能够抑制水资源消耗量的增加,而经济规模和人口规模扩大则促进其增加。(2)产业规模、经济规模及人口规模扩大对建设用地扩张存在推动作用,而城市建设用地消耗强度对建设用地扩张具有抑制作用。(3)对于水资源利用量变化,黄河中游不同城市之间产业结构优化水平存在较大差距;对于城市建设用地变化,三大城市群总效应值比较结果为关中平原城市群>中原城市群>晋中城市群。[结论]基于区域差异和时间差异角度探讨黄河中游城市群水土资源利用的影响因素,有助于丰富水土资源可持续利用的相关研究,为黄河中游城市群的可持续发展提供理论指导。     

基于“三生”功能的长江中游城市群国土空间利用协调特征

利用系统科学理论,以长江中游城市群为研究对象,从国土空间生产、生活和生态功能协调作用的视角出发,利用2006-2014年长江中游城市群31市的统计数据,选择了熵-TOPSIS模型及耦合协调度模型进行协调性评价,揭示了城市群国土空间协调利用的时空特征,并运用泰尔系数深入剖析了协调度区域差异的来源。结果显示:在时序演变上,城市群总体协调水平呈现波动上升的趋势,协调类型处于濒临失调与勉强协调;在空间上,初级协调和勉强协调的城市大多分布于长江沿线,呈现出带状分布,并围绕中心城市集聚;子都市圈内差异对整个城市群协调度总体差异变化的贡献明显大于都市圈之间差异,而武汉城市圈内城市之间差异对城市群总体差异影响最大。     

长江经济带城市土地利用效率与生态系统健康耦合时空格局分析

为深入探究区域城镇化与生态环境协调发展水平,以长江经济带为例,基于城市土地利用效率与生态系统健康视角构建相关理论框架,综合运用SBM-Undesirable模型、VOR模型及耦合协调度模型测算长江经济带城市土地利用效率与生态系统健康,分析两者的耦合协调特征并识别了其协调发展问题区域。结果表明:(1)2005—2018年长江经济带城市土地利用效率年均值达0.746,整体上呈波动式缓慢上升的趋势,空间集聚特征较为显著。生态系统健康得分均值为0.473,整体呈现小幅波动的趋势,地理空间上则呈现显著的南北分异特征;(2)城市土地利用效率与生态系统健康耦合协调度均值在0.611～0.624区间内小幅增长,截至2018年,区域内实现协调发展的市域达92.62%,耦合结果在空间上表现为由“相对随机”向“南高北低”的分布转变;(3)城市土地利用效率与生态系统健康耦合协调问题区域主要存在于长江经济带中下游部分市域,主要原因在于城市土地利用效率或生态系统健康单方面滞后抑制了城市协调发展水平的提升。总体而言,长江经济带城市土地利用与生态系统之间相互影响、相互促进的程度正逐步深化,交互过程中形成的耦合系统基本实现了平稳发展。     

长江经济带产业结构与土地利用效率协调度的时空格局分析

在推进高质量发展的关键时期,产业结构与土地利用效率的耦合协调发展对科学化城市管理和城市发展具有重要意义。该研究以长江经济带沿线108个地级及以上城市为研究对象,在测算2006-2018年产业结构合理化（Industrial Structure Rationalization, ISR）、产业结构高级化水平（Industrial Structure Advanced level, ISA）以及城市土地利用效率（Land Use Efficiency, LUE）的基础上,采用耦合协调度模型及空间自相关模型分析城市产业结构与土地利用效率耦合协调性的时空格局及空间关联特征。结果表明：1）产业结构合理化与土地利用效率的耦合协调度（DRE）整体处于勉强协调阶段且随时间协调度呈现上升态势;产业结构高级化水平与土地利用效率协调性（DAE）处于勉强协调向初级协调转变阶段。2）DRE和DAE整体上都呈现"下游、中游、上游"的空间分布格局,区域之间的协调度差异随时间推移有所减小。3）全局自相关结果表明：DRE 和DAE存在着显著的空间自相关性,其中DRE的空间自相关性随时间逐渐减弱,而DAE则变化不明显。局部空间自相关结果表明：DRE的HH类型区主要在苏浙皖交界区域小范围集聚,L-L集聚区主要分布在长江上游四川东部、贵州西部及云南西南部的部分城市,L-H聚集区零星分布长江中下游各区域的交界地区,H-L聚集区几乎不出现;DAE的H-H集聚区主要分布在江苏和浙江境内,L-L集聚区零星分布在上游地区、安徽北部及期与江西交界地区,L-H聚集区分布在江苏淮安、浙江舟山和安徽宣城市,H-L聚集区个别年份出现个别城市。研究认为,要针对产业结构与土地利用效率中低耦合协调度匹配类型,从解决"低水平陷阱"入手,实施差异化的土地与产业调控政策;除此之外,也要充分考虑产业结构合理化、产业结构高级化与土地利用效率联动发展的空间关联性,因地制宜的实施发展策略。     

2011—2021年黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用耦合关系

[目的]探讨黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用的时空协调关系,为该区域水资源的可持续利用与水生态有效保护提供决策支持和科学依据。[方法]基于黄河中游19个城市2011—2021年高质量发展与水资源保护利用两系统的面板数据,运用组合赋权、耦合协调度模型、地理探测器模型等方法,分析该区域高质量发展与水资源保护利用的耦合协调度及其时空特征。[结果]黄河中游城市群的高质量发展和水资源保护利用水平不断提高,区域间差距逐渐缩小。两个系统的耦合协调度呈现上升趋势,一些地区已从濒临失调转变为初级协调阶段。此外,区域间的耦合协调度呈现正的空间自相关,由西安和郑州市两个中心城市向外呈放射状递减。对外贸易依存度、第三产业产值所占比例对两系统协调度影响较大,且交互因子之间呈非线性加强或双加强关系。[结论]为提升黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用的空间依赖度,应加强区域间合作,优化水资源利用结构,提高水资源管理能力,增加科技投入,提高区域创新能力,积极推动区域协同发展。     

长三角乡村多功能时空演化特征与驱动机制

乡村多功能是乡村地域系统发展的重要特征，有效识别其时空格局特征与驱动机制，是促进乡村振兴发展的重要依据。该研究以长三角作为典型研究案例区，在界定乡村多功能内涵特征基础上，构建出乡村多功能评价指标体系，运用熵权TOPSIS法定量测度2000－2020年长三角乡村多功能水平；综合GIS空间分析、空间自相关模型及地理探测器模型等对研究期间长三角乡村多功能时空演化及驱动机制进行初探。结果表明：1）2000年以来长三角乡村多功能水平呈现提升态势，并表现出"南高北低"区域差异特征；分项功能水平差异表现为乡村生产功能>乡村生活功能>乡村生态功能。2）研究期间长三角乡村多功能全局上表现出显著的正自相关；局部上，长三角乡村生产功能H(High)-H(High)型主要集聚在皖北地区，乡村生活功能H-H型主要集聚在苏南地区，而乡村生态功能H-H型主要分布在浙西南地区。3）长三角乡村多功能形成和演化受到自然地理环境和经济社会发展因素综合影响，其中地区经济实力、城镇化水平及固定资产投资是影响长三角乡村多功能演化的主导因子，且与其他因子交互驱动力强于单因子作用，交互作用能够增强对长三角乡村多功能时空演化的解释。4）从乡村地域主导功能视角出发，结合各地域类型功能现状、资源环境特征及区域发展背景，因地制宜采取差异化的长三角乡村地域功能优化策略。