中国区域农业生态效率空间演化及其驱动因素——水足迹与灰水足迹视角

将水足迹与灰水足迹指标纳入农业生态效率指标体系,运用基于非期望产出的SBM模型和Tobit面板模型对1990-2016年中国农业生态效率空间演化特征及驱动因素进行实证分析,结论如下:①1990-2016年,中国农业水足迹和灰水足迹明显上升;中国高农业水足迹的区域重心北移,主要由长江流域转移至黄河下游地区.中国高灰水足迹...     

黄河流域水资源利用与经济增长脱钩及影响因素分解

水资源是黄河流域生态保护和高质量发展的最大刚性约束,识别流域水资源利用变化驱动因素具有重要意义。首先从结构视角测度黄河流域水足迹变化,进而基于Tapio脱钩模型与Kaya-LMDI分解模型,解析水足迹与经济增长脱钩状态,并从技术效应、结构效应、规模效应、禀赋效应、城市化效应和人口效应识别水资源利用变化驱动因素。研究发现：(1)黄河流域水足迹总体呈现上升趋势,农业水足迹占比高达85%,用水结构与产业结构倒挂问题突出。(2)黄河流域上下游水资源量与水足迹空间分布不匹配,中下游面临更严重水资源约束。(3)水足迹与经济增长关系主要表现为弱脱钩,但2015—2019年各省区开始向强脱钩转变。(4)规模效应、城市化效应和人口效应对水足迹变化起拉动作用,技术效应、结构效应和禀赋效应对水足迹变化起抑制作用,但仍有提升潜力,各省区影响因素存在一定差异。为此,需要强化水资源利用技术研发与推广,推动农业集约式发展,提升农业用水效率,进一步优化产业结构和新型城镇化建设,缓解水资源约束困境,推动黄河流域经济高质量发展。     

黄河流域水资源利用与经济增长脱钩及影响因素分解

水资源是黄河流域生态保护和高质量发展的最大刚性约束,识别流域水资源利用变化驱动因素具有重要意义。首先从结构视角测度黄河流域水足迹变化,进而基于Tapio脱钩模型与Kaya-LMDI分解模型,解析水足迹与经济增长脱钩状态,并从技术效应、结构效应、规模效应、禀赋效应、城市化效应和人口效应识别水资源利用变化驱动因素。研究发现：(1)黄河流域水足迹总体呈现上升趋势,农业水足迹占比高达85%,用水结构与产业结构倒挂问题突出。(2)黄河流域上下游水资源量与水足迹空间分布不匹配,中下游面临更严重水资源约束。(3)水足迹与经济增长关系主要表现为弱脱钩,但2015—2019年各省区开始向强脱钩转变。(4)规模效应、城市化效应和人口效应对水足迹变化起拉动作用,技术效应、结构效应和禀赋效应对水足迹变化起抑制作用,但仍有提升潜力,各省区影响因素存在一定差异。为此,需要强化水资源利用技术研发与推广,推动农业集约式发展,提升农业用水效率,进一步优化产业结构和新型城镇化建设,缓解水资源约束困境,推动黄河流域经济高质量发展。     

旅游地水足迹测度模型及实证分析

水足迹真实反映了一个地区人类生活消费对水资源的占用情况,正确利用旅游地水资源是促进旅游地可持续发展的重要前提。基于G?ssling旅游地水足迹概念模型,立足实体水和虚拟水相结合的视角,从旅游地住宿、餐饮、交通、娱乐、生态5个要素构建了旅游地水足迹测度模型,并对黄山风景区进行实证分析。结果表明:1 2002~2012年间,黄山风景区旅游地水足迹总量由551.15×104m3增加到909.40×104m3,水资源占用呈不断上升趋势。2餐饮、交通、住宿、生态子足迹在水足迹总量中所占比重分别约为59.86%、25.75%、12.07%、2.32%,水足迹总量变化趋势与餐饮水足迹变化趋势大体一致。3虚拟水是景区水足迹总量的主要构成部分,年均约占总量的85.47%,以餐饮、交通为主;实体水年均约占14.53%,以住宿、生态为主。4水资源压力总指数由2002年的0.62增加到2012年的1.02,实体水压力指数由0.53上升到0.87,旅游人数不断增长是黄山风景区水资源压力逐年增大的直接原因。     

黄河流域县域碳排放的时空格局演变及空间效应机制

利用空间面板模型、空间自相关分析和以区域背景与最近邻状况为空间滞后的空间马尔科夫链对2000—2017年黄河流域县域碳排放时空格局与空间效应进行分析,结果表明：① 2000年以来黄河流域碳排放量激增,由山东全域和陕甘宁蒙交界的高值区向外圈层与轴向扩张,形成东高西低碳排放格局;② 存在“俱乐部趋同”现象,高碳排放县集聚于山东全域和陕甘宁蒙交界,低碳排放县集聚于西南部;2000年与2017年对比发现县域碳排放类型稳定性强,较高碳排放变为较低碳排放的县集中在东南部区域,而相反方向转变的县集中在内蒙古;③ 高碳溢出效应与低碳锁定效应是塑造时空格局的重要作用力,前者作用力更强;区域背景增强了“俱乐部趋同”与被包围异常值趋同,作用力强于最近邻状况,不显著区域内碳排放类型转变概率提高。④ 空间面板模型结果显示年轻人口结构、大经济规模、二产为主产业结构、高生活水平和高公共支出促进了碳排放量增加与空间效应作用,其中经济规模与产业结构是重要驱动因素。     

吉林省西部玉米生产水足迹研究

玉米是吉林省西部的主要农作物,通过在吉林省西部开展玉米大田试验,探讨在相同的土壤及农田管理条件下,不同试验年份玉米生产需水及水分来源的变化规律,通过比较分析玉米生产水足迹的动态变化,实现水资源的合理利用,保护生态环境,促进农业的可持续发展。3 a大田试验的研究结果表明,玉米生产水足迹以绿水足迹为主,占80%以上,蓝水足迹不足1%,灰水足迹介于10%～20%之间。而在绿水足迹中,降水较充足的年份,有效降水足迹占70%以上,一般干旱年份有效降水足迹占一半,极端干旱年份有效降水足迹则只占30%,这将对土壤水分平衡带来不利影响。3a中,单位质量玉米蓝水量约0.005～0.006 m3/kg,占单位质量玉米需水量的比例低于1%;单位质量玉米绿水量为0.559～0.839 m3/kg,占单位质量玉米需水量的99%以上;单位质量玉米灰水量为0.099～0.122 m3/kg。通过对玉米生产水足迹的研究,明确了绿水在吉林省西部雨养农业粮食安全中的重要地位。     

吉林省城乡居民膳食水足迹研究

居民日常的膳食消费与水资源的保护和节约息息相关。根据吉林省1999—2011年城乡居民膳食消费量,量化城乡居民膳食水足迹,并分析其特征。13年来吉林省城乡居民膳食水足迹波动不大,但城乡之间存在差异。城镇居民膳食水足迹中肉类所占比重最大,而农村居民膳食水足迹中粮食占绝对比重。城镇居民膳食水足迹多样性指数高于农村居民,均呈上升趋势,尤其是农村居民膳食消费的种类增长较快,居民膳食消费的种类日益丰富。吉林省城乡居民膳食水足迹虽然存在差异,但差距不大,不公平现象不明显。     

黄河流域城市生态福利绩效测算及驱动因素研究

生态福利绩效（EWP）的提升是生态文明建设的必然选择,对区域可持续发展具有重要意义。从生态福利视角出发,构建指标体系,基于面板数据,采用非期望产出超效率SBM模型对2006—2019年黄河流域59个地级城市EWP进行测算,运用空间探索方法和时空地理加权回归（GTWR）模型对流域EWP的空间分布特征及驱动因素进行解析。结果表明：（1）黄河流域城市EWP值普遍较低,平均存在19.7%的提升空间。（2）黄河流域城市EWP存在显著正向空间自相关,“热点”高-高型城市主要分布在人口密度较低的上游地区;“冷点”低-低型多为黄河中下游经济发展较快、人口相对集中的城市。（3）降水量、教育发展水平和产业结构水平对城市EWP的提升具有显著促进作用;人口密度、经济强度及金融发展水平对城市EWP的改善具有明显抑制作用。其中,降水量、教育发展水平和人口密度对城市EWP的边际效应较大。研究结果弥补了EWP影响因子“时-空”非平稳性分析的不足,可为有关部门制定城市EWP政策提供参考依据。     

基于地理加权回归的中国灰水足迹人文驱动因素分析

根据Hoekstra和Chapgain提出的污染物吸纳理论,估算了2012年全国31个省（区、市）的灰水足迹,采用空间自相关分析方法探讨了2012年中国灰水足迹的空间分布特征,通过构建基于地理加权回归的STIRPAT模型,测算了人口和富裕等人文因素对灰水足迹的影响。结果表明：中国灰水足迹存在较强的空间正相关性和空间分布不均衡性;人文因素对水资源环境的威胁大小排序,依次为城市化率、人口数量、产业结构和富裕程度,其中,城市化率、人口数量、农业比重和人均GDP每提高1%,分别引起灰水足迹增加1.03%、0.85%、0.63%和0.52%;人文因素对灰水足迹的影响存在空间差异,人口对灰水足迹的影响由北向南逐步加大,富裕对灰水足迹的影响由西向东逐渐减小,农业和城市化对灰水足迹的影响由南向北逐步增大;在现有样本范围内,计算结果有条件地支持环境Kuznets曲线。     

黄河流域经济联系及其网络结构演变研究

黄河流域经济联系的强化及其网络结构的合理化构建,对于黄河流域生态保护与高质量发展国家战略的顺利实施具有重要意义。本文选取2006、2010、2014和2018年4个时间截面,应用修正引力模型测度黄河流域90个地市间的经济联系强度,分析其总体格局的发展演化,并运用社会网络分析法探究其网络结构演变态势。结果表明：①黄河流域经济联系水平显著提升,但地区差异显著,且经济联系强度高值的空间分布相对稳定,逐步形成以三级经济联系串联多个网络高值集聚中心的“东北-西南”轴向分布格局;②黄河流域网络密度总体呈上升态势,东、中、西地区内部及区际经济联系发展较不均衡;③流域内各地市度数中心性整体有所提高,其高值覆盖范围不断向西、向北推进,西部边缘地带则形成连片中心性低值区;④研究时段内,黄河流域内部具有明显的集群现象,但各层级子群内部构成变化较大。     

黄河流域空气污染的空间格局演化及影响因素

基于2008—2017年黄河流域工业SO₂和PM_2.5两类典型空气污染物数据,首先刻画了两者的空间演化格局,并运用空间面板杜宾模型（SPDM）从直接效应和间接效应两方面对两者的影响因素进行对比分析。结果表明：① 工业SO₂和PM_2.5污染均存在显著的空间集聚特征,从东南至西北方向呈现梯度递减趋势;二者在城市尺度均存在显著的正向空间关联性,但PM_2.5污染的空间关联性比工业SO₂更强;② 2008—2017年,工业SO₂和PM_2.5污染有所缓解,其中工业SO₂排放强度迅速下降;而PM_2.5质量浓度下降相对缓慢,仍是黄河流域主要的空气污染源。③ 产业结构、技术创新、能源效率、人口规模、经济发展、工业规模等是影响黄河流域空气污染的主要因素,但PM_2.5的影响因素更加复杂多样化。其中,技术创新能力和经济发展水平的提升虽然在研究期内加剧了本地工业SO₂污染的排放强度,但却能缓解周边城市的工业SO₂和PM_2.5污染;工业规模的扩大会加剧本地和邻近城市的PM_2.5污染。     

黄河流域水资源演化模式分析

应用EMD-Hilbert变换方法分析花园口以上降水和天然径流近50年的资料系列。结果表明：黄河流域降水演化模式可由4个内在模函数以及一个单调递减的趋势项表示,而天然径流的演化则由3个基本模态和一个单调递减的趋势组成。黄河流域降水和天然径流的演化模式存在一定的相关关系,但两者之间并非一一对应的关系。从时间上看,不论是内在模函数还是趋势项,相对于降水,天然径流都表现出滞后的特点,一定程度上反映了下垫面调蓄作用对径流演化过程的影响。此外,从降水和天然径流内在模函数的周期可以推测黄河流域的水资源演化可能与大气低频振荡有关。     

黄河流域经济韧性时空演变与影响因素研究

黄河流域应对外部冲击的经济韧性能力是实现黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的关键。以黄河流域91个地市单元为研究对象,构建经济韧性指数,分析了黄河流域面对2008年国际金融危机的经济韧性的时空变化特征,并探究其决定因素。结果发现：① 黄河流域面对国际金融危机的抵抗力随着时间的推移呈现出显著下降的态势,表现出显著的空间集聚特征,黄河流域中南部地区经济韧性水平相对较高;② 黄河流域经济韧性存在显著的正向空间自相关特征,在空间上表现出经济韧性水平高（低）的城市在空间上集聚分布,且空间自相关指数呈现出上升的趋势;③ 相关多样性、专业化、政府管控和第三产业比重均显著的促进黄河流域经济韧性水平提升,而当前经济发展模式不利于经济韧性水平的提升;④ 黄河流域经济韧性具有显著的空间溢出效应,高经济韧性水平城市的发展将促进周边城市经济韧性水平的提升。     

黄河流域城市生态效率演化特征及门槛效应

基于非期望产出视角测度黄河流域城市生态效率,探讨2003—2017年黄河流域城市生态效率时空演化特征及资源禀赋的门槛效应。结果表明：① 黄河流域城市生态效率呈稳步上升态势,但全域和资源型城市表现出一定梯度效应,有两极分化现象;② 各城市生态效率总体呈东高西低、南高北低格局,并存在显著空间溢出效应,不同类型城市演化存在显著的时空惯性。③ 资源禀赋存在显著门槛效应,资源型城市生产性服务业集聚与生态效率呈“U”型关系,制造业集聚在跨过门槛值后会产生抑制作用,产业协同集聚则始终具有正向作用;非资源型城市资源禀赋会削弱生产性服务业集聚的促进作用,制造业集聚及产业协同集聚的影响跨过门槛值后不显著。     

黄河流域人地耦合与可持续人居环境

黄河流域是中国人地矛盾最为紧张的区域之一,承担着生态安全建设和经济社会发展的重任。自古以来人类和黄河始终处于共同进化的过程中,近年来伴随经济发展而来的生态保护压力也日益增加,流域水资源脆弱性和风险更甚,为化解人地矛盾,需探究城镇聚落和河流的动态耦合机制。在“黄河流域生态保护和高质量发展”上升为重大国家战略之际,从城乡规划、自然地理、环境考古、生态学、水文水资源、土地资源管理等多领域视角,聚焦黄河流域人地关系的空间分异和演化规律,以及资源和生态保护的困境与机遇。建成环境与自然环境的平衡是可持续发展的基础,应将黄河流域视为自然及人文环境相互影响与依存的“生命共同体”,并从系统性和交叉性、地方性和适应性等方面探讨可持续发展策略。     

黄河流域城市群产业高质量发展时空格局演变研究

以黄河流域城市群为研究空间单元,通过文献梳理识别流域产业高质量发展内涵,构建产业高质量发展评价指标体系,分析黄河流域城市群产业高质量发展的时空过程。研究结果显示：自2000年以来,黄河流域城市群产业高质量发展水平整体呈上升状态,并且由初始相对均衡转为东中西阶梯状递减的流域分异特征。产业各维度发展指数呈现不同的空间特征。产业活力、创新效率方面,上、中、下游分异明显;各城市群面临不同的产业结构性问题;上中游城市群产业空间联系不足,与中下游城市群差距在扩大;各城市群产业发展带来的生态环境压力趋于加重,黄河流域中游城市群成为环境污染的高值区。     

黄河流域植被覆盖度动态变化与降水的关系

利用8km分辨率Pathfinder NOAA-NDVI数据，对黄河流域1982－1999年地表植被覆盖的空间分布及时间序列变化进行了分析，并通过计算不同时段降水量与年最大NDVI之间的相关系数分析了降水对流域植被覆盖的影响。结果发现近20年来黄河流域平均植被覆盖度有增加趋势，但青藏高原上有所减小；汛期降水量的多少对地表植被覆盖度的年际变化起主要作用，其中草原地区影响最显著，而在森林植被区及部分灌溉农作区，降水的年际变化对地表覆盖的影响比较小。     

黄河流域城市创新能力时空格局及影响因素

以黄河流域91个地域单元的专利授权数据测度黄河流域城市创新能力,揭示2004—2019年黄河流域城市创新格局时空演变特征,并分析影响城市创新能力演变的相关因素。结果表明：黄河流域创新格局地带性差异显著,呈下游—中游—上游梯式递减态势。黄河流域城市创新能力空间相关性显著,高-高和低-低集聚现象明显,高-高集聚区集中分布在下游山东半岛,低-低集聚区主要分布在中上游省区,并且低值集聚区范围远大于高值集聚区。政府财政投入、人才要素、经济基础、信息化水平、金融环境、经济外向度6个指标共同影响着黄河流域城市创新格局的形成与演变。其中,信息化水平和政府财政投入影响较大,经济基础和人才要素次之,金融环境和经济外向度影响相对较小,所有因素影响均为正。