基于ESDA-GIS的新疆能源碳排放空间差异动态演化分析

基于2002-2014年新疆能源碳排放数据,采用Arc GIS9.3,运用标准差椭圆与ESDA相结合的方法深入剖析了新疆能源碳排放空间差异动态演变特征,结果表明:新疆各地、州、市能源碳排放具有显著的空间自相关性;热点和次热点区主要集中分布在北疆地区,且呈现不断缩小的趋势,而次冷点和冷点区域范围则不断扩大;能源碳排放呈现出东北—西南、西北—东南的空间分布格局,标准差椭圆呈现出逐渐向南疆地区移动的趋势,以昌吉地区为核心,范围包括了新疆能源碳排放主体地区,能源碳排放重心呈现东南—东北—东北方向的变动趋势;最后,基于得出的结论提出相应的解决对策,旨在为实现新疆经济、能源、环境的协调发展建言献策。     

中国碳排放的空间格局及分布动态演进——基于县域碳排放数据的实证研究

基于中国1997—2017年2725个县域单元的碳排放数据,采用标准差椭圆、Theil指数三阶段嵌套分解和Kernel密度估计等方法,全面考察中国碳排放的空间格局及分布动态演进。研究发现：① 中国碳排放由1997年的30.97亿t增长到2012年的93.08亿t,年均增长达到7.86%,而后围绕93亿t上下波动,未出现下降的拐点。② 在空间分布上,中国碳排放呈现东高西低的分布格局,表现出东北-西南方向向心集聚、西北-东南方向空间发散的趋势。③ 在空间差异上,Theil指数三阶段嵌套分解结果表明,中国碳排放的总体差异呈下降趋势,地级行政单元内部差异的贡献率由1997年的43%增加到2017年49%,成为中国碳排放总体区域差异的主要来源。④ 在分布动态演进上,中国县域单元的碳排放存在空间收敛模式,具有显著的空间正相关性,地区间的相互作用影响中国碳排放的未来空间分布。     

2001-2010 年安徽省县域经济空间演化

选择安徽省2001-2010 年县域人均GDP为研究指标,综合运用G指数、经济重心、标准差椭圆以及灰色G(1, 1)模型对县域经济的空间演化进行分析预测,最后结合位序规模原理,对空间差异的机理进行分析.总体上安徽县域经济表现出微弱的空间集聚分布态势,呈现出“南北低中间高”、“西低东高”的空间分布格局.县域经济重心在117.57°~117.6°E,31.67°~31.76°N之间变动,有向东南方向移动的趋势.标准差椭圆总体上变化幅度不大,基本上以省会经济圈为核心,范围覆盖了皖江城市带大部分地区,县域经济的空间分布呈现出西北—东南格局,并且这种格局有向正北—正南方向转变的趋势.安徽县域经济满足位序规模原理,其发展状况呈低水平分散均衡型.资源禀赋与交通区位、中心城市发展状况、区域政策是导致安徽省县域经济空间差异的主要原因.     

近20年来中国能源消费碳排放时空格局动态

CO₂等温室气体引起的全球气候变暖是对人类社会可持续发展的严峻挑战。基于IPCC提供的参考方法,在对中国大陆30个省区(不含西藏)能源消费碳排放量估算的基础上,运用ESTDA框架,通过ESDA、LISA时间路径、时空跃迁和标准差椭圆等方法,从时空耦合的角度分析了1995-2014年中国能源消费碳排放时空格局动态性。结果表明：①近20年来中国省域碳排放具有显著的空间正相关性,碳排放空间差异呈先缩小后扩大的趋势;②LISA时间路径分析显示,中国大部分省区的局部空间结构具有较强的稳定性,1995-2001年和2002-2014年2个时段相对长度都小于平均长度的省区均为18个,大部分南方省区在空间依赖方向上的波动性呈增强趋势,而北方大多数省区则保持相对稳定;③出现协同运动的省区由1995-2001年的13个下降到2002-2014年的10个,表明中国碳排放空间格局具有一定的空间整合性,但呈减弱趋势;④中国省域碳排放的局部空间关联模式和集聚特征具有较强的稳定性,表现为一定的路径依赖或空间锁定特征;⑤碳排放重心在113.739°~114.324°E、34.475°~35.036°N之间变动,整体上有向西北方向移动的趋势。中国碳排放空间分布呈东北—西南格局,且有逐步向正北—正南转变的趋势。中国碳减排的重点是加快发展清洁能源与提高能效并重,优化能源结构和促进各省区产业结构转型,制定差异化的省域碳减排政策,建立碳交易制度。     

环境规制、FDI与能源消费碳排放峰值预测——以西北五省为例

基于STIRPAT模型,运用情景分析法对西北地区2017—2030年能源消费碳排放进行预测,在高、中、低三种环境规制强度下设定出9种发展模式,以分析环境规制与FDI对能源碳排放峰值的影响。研究表明：（1） 在初始发展情境下,西北地区2030年碳排放总量为70 273.07×10⁴ t,无法实现碳排放达峰目标。（2） 低环境规制背景下,高、高中、高低三种发展模式2030年能源消费碳排放额为73 550.53×10⁴ t、64 881.98×10⁴ t、56 296.96×10⁴ t。（3） 中、高环境规制下,中低、低两种发展模式分别于2025年、2020年达到碳排放峰值,峰值额度为53 447.15×10⁴ t、51 022.68×10⁴ t。能源碳排放强度为0.86 t·（10⁴元）^-1、0.68 t·（10⁴元）^-1,相比较2005年碳排放强度下降48.38%、60.14%。9种发展模式中,仅中低、低两种发展模式能够如期实现碳排放峰值任务,表明严格的环境规制政策能够有效减缓西北地区能源消费碳排放,为促进西北地区碳排放峰值目标如期实现,针对西北地区碳减排工作提出了相应对策建议。     

中国大陆生态效率时空演化分析及其趋势预测

基于水足迹理论和生态系统服务价值理论,构建生态效率测度评价指标体系,利用SBM模型、标准差椭圆(SDE)方向分布模型、灰色动态模型,结合相关统计数据,对2000-2015年中国大陆生态效率进行测度、分析,并对其空间分布格局进行表征与预测。结果表明:(1)中国大陆生态效率从研究初期的中等水平降为研究末期的较低水平,区域间呈现东部地区东北地区中部地区西部地区的态势;空间上由研究初期的东、东北、中、西地带性分布转变为研究末期仅北京、天津、上海、广东保持完全有效。(2)造成中国大陆生态效率损失的主要因素依次为资源环境成本投入、灰水足迹、土地投入及环境污染。(3)研究时期内中国大陆生态效率空间分布重心南北向移动速度快于东西向移动速度,移动路径呈"西北—东南—西北—东南"变化趋势;移动速度呈现"加快—降低—降低"的过程。空间分布范围经历了"分散—集聚"的过程,空间分布格局由东北—西南逐渐趋向于偏北—偏南格局。(4)预测结果显示未来10~20年中国大陆生态效率空间分布格局重心向东北方向移动,空间分布格局在东西方向、南北方向均呈收缩态势,生态效率空间溢出效应仍不明显。研究结果较好地反映了当前中国大陆生态效率的整体状况,预测结果可为政府及有关部门制定相关政策提供参考。     

中国石油资源流动源—汇系统空间格局特征

以中国石油(特指原油) 资源流动为研究对象,把中国省级行政单元抽象为石油资源流动节点,从1985-2009 年中选取5 个特征时点,根据各流动节点石油自给能力及流动比率,将各特征时点的石油流动省份划分为源地、汇地和交流地3 大流动职能类型,并将主要石油进口港(含陆上口岸) 作为进口石油源地;分别利用重心和标准差椭圆分析源地系统和汇地系统空间分布格局的集中与离散趋势,得出中国石油资源流动源—汇系统空间格局的位移和形变特征.结果表明：① 源地系统重心位于中国东偏北部,在经历了1985-1995 年的西北向移动后,1995-2009 年大幅向西南偏移,南北方向的移动速度快于东西方向;汇地系统重心偏于中国中东部,移动幅度相对较小,1985-1999 年呈南北向移动、1999-2003 年呈东西向移动,最终快速向西南方向偏移.② 从标准差椭圆分析来看,源地系统的空间分布先趋于分散后又趋于集中,由东北—西南的分布格局逐渐趋向于西北—东南的分布格局;汇地系统空间分布格局相对较为稳定,小幅极化后略趋分散,呈较为稳定的东北—西南分布.③ 中国石油资源流动的平均方向由东北—西南向偏转为南北向,平均运距呈下降趋势,主导流向由东北—西南向逐步转变为西北—东南向和东西向输流并存.     

中小城市家庭生活用能碳排放空间分异——以开封市为例

利用2015年开封市居民家庭生活用能的大样本问卷调查数据,采用探索性空间数据分析（ESDA）和标准差椭圆（SDE）方法,探索城市居住区家庭生活用能碳排放空间分布特征。结果表明：① 家庭生活用能碳排放存在以热点区为主的空间正相关特性,碳排放高值集聚发生在城市新建开发区和建成区向外扩张较快区域,以2000年以后新建高档商品房小区和机关事业单位家属院为主,低值集聚区则发生在建成时间长、后续开发力度小的区域,以老商品房小区和胡同社区为主;② 开封市家庭电力消耗碳排放占生活用能总碳排放的67%,但人均生活用能碳排放空间格局由供暖碳排放决定,且人均供暖碳排放空间格局又由集中供暖碳排放空间格局决定,故降低集中供暖能耗、缩小居民供暖用能差异成为居民生活用能碳减排工作的重中之重;③ 家庭经济状况、集中供暖设施分布和城市发展的空间格局是家庭生活用能碳排放空间依赖性和空间异质性形成的主要驱动因素。     

基于POI数据的城市交通设施空间分布特征提取——以昆明市主城区为例

针对当前缺乏有效的城市交通设施空间分布特征提取方法的现实问题,集成运用标准差椭圆、核密度估计和局域Getis-Ord G_i~*指数等空间分析方法,基于从高德地图自主获取的城市交通设施POI数据,从方向分布、空间集聚和热点估计3个维度建立系统的城市交通设施空间分布特征提取方法。以昆明市为例,对2016年和2018年的城市交通设施空间分布特征及演化趋势进行对比分析,验证了方法的有效性和适用性。结果表明:①昆明市交通设施呈现西北—东南格局分布。与2016年相比,2018年椭圆长轴、短轴轴长分别增长11. 53%,1. 71%,表明交通设施向东南和东北方向均有扩散,且"西北—东南"方向为最大扩散方向。②空间上,交通设施总体呈"核心-圈层"格局分布及"一核向多核"演化趋势,核密度集聚街道数量由2016年的78. 85%增至2018年的86. 54%,且各类交通设施空间聚集特征差异显著。③交通设施热点区域集聚于市中心,冷点区域集中于城区外围,整体呈"核心-外围"分布格局。随着时间的推移,热点地区增多,冷点地区减少,反映了昆明市交通设施整体建设趋好,且分布更趋于均衡。     

2004—2013年新疆县域经济空间差异演化

选取2004—2013年人均GDP数据,采用ArcGIS9.3软件,运用空间自相关和标准差椭圆相结合的方法剖析了新疆县域经济空间差异动态演化特征。结果表明:新疆各县域经济发展水平具有显著的空间自相关性;热点区域虽呈现出一定的波动性,但主要分布在奎屯、克拉玛依、乌鲁木齐等北疆地区;2004—2013年,新疆县域经济呈现出东北—西南的空间分布格局;标准差椭圆呈现出逐渐向东疆、南疆地区移动的趋势,总体上以和硕县为核心,范围包括了新疆经济发展的主体地区;经济重心呈现东南—东北—西南方向的变动趋势。最后,对新疆县域经济空间演化机理进行分析。     

Assessing spatial and temporal variability in water consumption and the maintainability oasis maximum area in an oasis region of Northwestern China

Water consumption is a key role in improving the efficiency and sustainability of water management in arid environments.In this study, we explored an approach based on meta-analysis, MODIS NDVI products, land-use spatial distribution, and soil water physical parameters to gain insight into long-term and large scale distribution of land use and water consumption, maintain maximum Zhangye Oasis area according to Heihe River runoff, and suitable water resource management in Zhangye Oasis. This approach was initiated in order to improve the efficiency of irrigation and water resource management in arid regions. Results showed that Heihe River runoff can maintain a maximum Zhangye Oasis area of 22.49×10~4 hm~2.During the 2000-2016 growing seasons, actual oasis water consumption ranged from 11.35×10~8 m~3 to 13.73×10~8 m~3, with a mean of(12.89 ± 0.60)×10~8 m~3; if maintaining agricultural production and oasis stability was chosen, oasis water consumption ranged from 10.24×10~8 m~3 to 12.37×10~8 m~3, with a mean of(11.62 ± 0.53)×10~8 m~3. From the perspective of water resources management and ecosystem stability, it is necessary to reduce the area of Zhangye Oasis or choose the minimum water consumption method to manage the oasis, to ease the pressure of water shortage and maintain stable and sustainable development of the Zhangye Oasis. These results can provide future practical guidance for water resource management of coordinated development of the economy and the environment in an arid area.     

渭河与泾河流域水沙变化规律及其差异性分析

依据渭河和泾河流域1956—2016年实测水文资料、水利水保统计数据、TerraClimate年平均温度和Landsat地表反射率数据集,分析了流域水文要素、气温及植被覆盖度的历年变化规律,采用双累积值曲线法、累积距平法、有序聚类法、Lee-Heghinan法、秩和检验法等数理统计方法,确定了流域年径流量和年输沙量变化...     

景电灌区移民对祁连山植被恢复的相对生态价值

近些年来,生态系统的服务价值研究已成为生态学以及生态经济学领域中的一个热点问题。祁连山被称为伸进西北干旱区的一座湿岛,在我国“一带一路”建设中占有重要地位。景电灌区兴建以来从祁连山移出了大量农牧民。那么,景电灌区移民对祁连山植被恢复的生态价值如何呢？以景电灌区移民涉及到的祁连山东端景泰、古浪、天祝3县山区为研究区,用价值工程方法对从祁连山区向景电灌区移民退耕退牧还林还草的生态价值做了分析,并与模型因子当量法的计算结果进行了比较。结果表明：祁连山向景电灌区移民退耕退牧还林还草总的生态价值为37.458 1×10⁸元。其中,退耕还林还草的生态价值为37.438 6×0⁸元,退牧后草场植被盖度增加的生态价值为194.79×104元。计算结果为用COSTANZA和谢高地模型因子当量法计算得的祁连山向景电灌区移民退耕退牧还林还草总的生态服务价值40.054 0×0⁸元的93.52%。两种方法计算结果祁连山向景电灌区移民退耕退牧还林还草总的生态价值为景电工程年总成本1.45×0⁸元的25.8~27.6倍。两种计算结果一致表明,景电灌区生态移民对祁连山植被恢复的生态价值十分突出。由此也可以看出,COSTANZA和谢高地模型因子当量法适用于祁连山的生态服务价值分析。     

陕西省碳足迹时空变化研究

为了解近年来陕西省碳足迹的状况,采用《2006年IPCC国家温室气体清单指南》和中国《省级温室气体编制指南》推荐的方法测算了陕西省及其各市的碳足迹。结论如下：1995~2009年,陕西省碳足迹从4 129.38×10⁴t上升到22 460.23×10⁴t,增加了443.91%。从空间上全省碳足迹可分为3类：陕南始终为负值;陕北和渭南市较高;关中除渭南市以外的地区较低。14 a间全省人均碳足迹由1.18 t增加到5.95 t;各市人均碳足迹,陕北较高,关中较低,陕南为负值。全省碳足迹密度从2.00 t/hm²增高到10.90 t/hm²。陕西省的人均和单位面积的碳足迹远高于应对全球气候变化的目标,但空间上差异很大。以2009年为例,全省人均碳足迹是应对全球气候变化目标的2.98倍,而陕北则超过10倍,高于美国;关中为1.29~4.57倍。全省2009年碳足迹密度是应对全球气候变化目标的4.89倍;渭南、咸阳、西安3市高达9.63~16.95倍;榆林、铜川、延安和宝鸡4市为3.54~7.10倍;陕南植被的固碳作用消除了当地的碳排放外,还有剩余碳汇,但尚不能抵消陕北及关中的较高的碳足迹,因此总体看,对气候变化有负面影响,陕西的碳减排任务仍较重。     

中国旅游交通的能源效率及其影响因素（英文）

交通是旅游过程中能源消耗和碳排放的主要环节,认识旅游交通能源效率变化及其影响因素对推动旅游低碳化发展具有重要意义。基于中国旅游交通及相关数据,在测算不同类型旅游交通工具能源消耗系数的基础上,遵循"自上而下"原则构建新的研究方法,分析考察1994-2013年旅游交通的能源消耗、碳排放、能源效率及其影响因素。结果显示,1)中国旅游交通能源消耗由178.21PJ增长至565.82PJ,年均增长率为6.27%,相应的CO_2排放由14.96×10~6 t增长至47.94×10~6 t,主要由旅游出游人次数快速增长和旅游出行距离增加引起;2)中国旅游交通能源服务效率由3.22×10~6人次PJ~(-1)提高至5.99×10~6人次PJ~(-1),能源生态效率由26.07 kg人次~(-1)提升至14.01 kg人次~(-1);3)单位交通能耗降低、规模效应、政策推动等成为能源效率提高的主导推动因素,但旅游出行方式变化、享受型交通工具的发展等阻碍了能源效率的提升。基于分析结果,提出了中国旅游交通降低能源消耗、提高能源效率的建议措施。     

基于土地利用变化情景的生态系统碳储量评估——以太行山淇河流域为例

区域土地利用变化是导致生态系统碳储量变化的主要原因,影响其碳源、碳汇效应,但以往结合时空尺度探讨流域未来土地利用变化对生态系统碳储量影响的研究尚不多见。以太行山淇河流域为例,分析2005-2015年土地利用变化,采用Markov-CLUE-S复合模型预测2025年自然增长、耕地保护及生态保护情景下的土地利用格局,并基于土地利用数据,运用InVEST模型的碳储量模块评估2005-2015年及未来不同情景下的生态系统碳储量。结果表明：① 2015年淇河流域生态系统碳储量和平均碳密度分别为3.16×10⁷ t和141.9 t/hm²,自2005年以来分别下降0.07×10⁷ t和2.89 t/hm²。② 2005-2015年碳密度在低海拔区域以减少为主,在高海拔区域增加区与减少区比例相当,淇河中下游地区建设用地的大肆扩张以及上游林地的退化是导致碳密度下降的主要原因。③ 2015-2025年自然增长情景下碳储量和碳密度下降仍较明显,主要是低海拔区域固碳能力的减弱;耕地保护情景减缓了碳储量和碳密度的下降幅度,主要是由于低海拔区固碳能力的增强;生态保护情景下,碳储量和碳密度显著增加,分别达到3.19×10⁷ t和143.26 t/hm²,主要发生在海拔高于1100 m的区域。生态保护情景能够增强固碳能力,但不能有效控制耕地面积的减小。因此,研究区土地利用规划可统筹考虑生态保护和耕地保护情景,既能增加碳汇,又能保障耕地质量和粮食安全。     

北宋中期路域耕地面积的再估算

基于历史文献研究的方法,利用北宋中期垦田数据及宋代人口粮食需求量、粮食亩产量等史料,考察了北宋中期南北方的垦田隐匿特点、北宋户均垦田数的合理范围及西南五路的户均基本垦田需求,并据此对北宋中期路域耕地面积进行了再估算。主要结论：北宋垦田隐匿比例不具有北高南低的区域分异特征;北宋户均垦田数的合理范围为20~100亩;西南五路的户均基本垦田需求数约为20~30亩;北宋中期境内耕地面积约为731.9×10⁶今亩,土地垦殖率为16.9%,其中,北方耕地面积约占29.7%,南方约占70.3%;黄淮海平原、长江中下游平原、两湖平原和成都平原等是北宋耕地的主要分布区,而西南地区垦殖率较低。合理订正北宋中期路域耕地面积,对重建中国过去千年LUCC数据集具有重要意义。