经济发展与农业面源污染:分解模型与实证研究

借鉴Islam的研究思路,构建农业面源污染影响因素分解的理论模型。并利用1990~2010年省际面板数据进行实证研究,探讨农业面源污染演变的内在驱动机制,以期为农业面源污染控制和管理提供理论依据。主要研究结论如下:(1)农业面源污染演变受规模效应、结构效应和减污效应的共同影响;(2)规模效应对农业面源污染的影响为正,这说明农业生产规模和农村人口规模的扩大会增大农业面源污染的排放。结构效应的两个重要方面(经济作物比重的提高和畜禽养殖业产值比重的提高)都会导致农业面源污染的加剧。技术进步和经济发展的减污效应开始初步发挥,二者都能有效减少农业面源污染,这为实现农业生产与生态环境的协调发展提供了可能。     

华中地区种植业生产碳排放驱动因素分析

农业是温室气体排放的第二大人为因素源,探寻农业生产碳排影响因素,对实现农业节能减排有重要意义。以中国粮食主产区华中地区为背景,综合运用IPCC(2006)推荐的方法估算华中地区1994~2013年种植业生产的碳排放量,基于Kaya恒等式、灰色关联模型对华中地区种植业生产的碳排放驱动因素进行识别并探讨主要影响因素的贡献。结果显示:(1)华中地区1994~2013年种植业生产碳排放呈上升趋势,2013年达到了11 257.63万t CO2-eq。其中,河南省、湖北省、湖南省的种植业生产碳排放增幅分别为101.29%、24.88%、21.73%;(2)在过去的20 a中,种植业生产效率、种植业结构、农业劳动力规模对农业生产碳排放具有一定抑制作用,而农业经济发展则促进了种植业生产碳排,具有一定的推动作用;(3)近20 a的农业发展过程中,华中地区种植业生产碳排放最主要的贡献因子是种植业结构,其次是农业从业人口、种植业产值、人均农用物资消耗量。     

泛长江三角洲地区经济发展与生态环境耦合协调关系分析

以泛长三角地区41个地级市以上的政区为例,运用改进熵值法计算经济发展及生态环境系统的综合得分,并运用耦合协调模型分析1999~2013年两系统的耦合协调度及其演变,最后通过经济发展与生态环境系统得分排名划分4种类型,提出未来泛长江三角洲经济发展分类指导建议。研究结果表明:(1)1999~2013年泛长三角地区经济发展与生态环境的耦合度C∈[0.5,0.8],整体位于磨合阶段;而系统协调度D∈[0.3,0.5],整体属于中度耦合协调;(2)1999~2013年泛长三角经济发展与生态环境系统耦合协调度呈现上升态势,但经济发展与生态环境系统综合评价值仍表现负相关的特征;(3)未来苏南地区、皖江地区、杭甬地区需要进一步调整产业分布结构,提升城市经济发展环境;而苏北地区、皖西地区、浙西南地区需要进一步增加城市经济发展的软、硬实力各种要素的投入,并将城市生态环境优势转化为经济增长优势。     

经济发展与农业面源污染：分解模型与实证研究

借鉴Islam的研究思路,构建农业面源污染影响因素分解的理论模型。并利用1990～2010年省际面板数据进行实证研究,探讨农业面源污染演变的内在驱动机制,以期为农业面源污染控制和管理提供理论依据。主要研究结论如下：（1）农业面源污染演变受规模效应、结构效应和减污效应的共同影响;（2）规模效应对农业面源污染的影响为正,这说明农业生产规模和农村人口规模的扩大会增大农业面源污染的排放。结构效应的两个重要方面（经济作物比重的提高和畜禽养殖业产值比重的提高）都会导致农业面源污染的加剧。技术进步和经济发展的减污效应开始初步发挥,二者都能有效减少农业面源污染,这为实现农业生产与生态环境的协调发展提供了可能     

太湖流域粮食生产对耕地利用变化动态响应分析及预测

认识耕地利用与粮食生产的耦合作用规律是确保粮食安全和可持续发展的基础。基于模型模拟、GIS和多目标情景模拟等方法,在定量分析粮食生产对耕地利用变化动态响应基础上,分析流域粮食生产变化的关键驱动要素及粮食增产潜力,为流域耕地利用动态调控和粮食安全问题解决提供参考。结果表明:(1)1985～2015年流域耕地利用与粮食生产变化空间集聚性显著,耕地量变、耕地利用结构和方式变化幅度分别为39.2%、23.6%和19.3%,上述变化导致粮食减产44.1%;(2)1985～2015年耕地量变对流域粮食减产贡献率为50.7%,耕地利用方式变化和耕地量变则分别以43.4%和76.3%的贡献率成为前后15年粮食减产的主要驱动因素。集聚在流域北部56.8%的区域受耕地量变影响显著;太湖东南24.3%的区域和杭州-桐乡-嘉善一线等18.9%的区域分别受耕地利用方式和结构变化影响较大。随时间变化,耕地量变影响加剧,粮食减幅增加;(3)未来耕地数量持续减少,粮食安全压力较大,低-中-高方案变动下耕地量变影响范围缩小53.5%,耕地利用方式和结构影响区分别增加了2倍和1.25倍,粮食增产区由5.4%增加到54.1%。不同区域粮食生产对耕地利用变化响应的时空差异显著,未来响应变化敏感区将是流域粮食增产潜力区和耕地利用关键调控区。     

澜沧江上游高山峡谷区粮食安全状况及其变化特征分析——以德钦县为例

本文利用德钦县1978-2013年农业经济统计资料,采用主成分分析法(SPSS)分析了德钦县粮食安全现状及其变化特征,并揭示其主要驱动因子。研究结果表明:1德钦县粮食安全变化可划分为4个阶段,1978-1986年贫困向温饱过渡阶段、1987-1998年温饱向小康过渡阶段、1999-2005年小康向温饱过渡阶段和2006-2013年温饱向小康过渡阶段;2经济因素是影响粮食安全变化的主驱动力,使粮食安全由自给自足向以非粮收入为主导的状态转变;3粮食产量是粮食安全变化的另一主要驱动因子,直接影响人均有粮;4国家和云南省农业和林业等相关政策是影响粮食安全变化的重要驱动力,控制着种植结构、收入结构的发展变化趋势,促进农村劳务结构的调整。     

江苏省县域耕地利用生态效率时空动态性及驱动机制

探究耕地利用生态效率时空动态性及驱动机制,对于全面把握地区农业可持续发展进程、及时优化调整政策制度,推动经济、资源、环境协调发展具有重大意义。运用超效率SBM-Undesirable模型、重心转移、ESTDA模型、分位数模型及时空跃迁嵌套探究江苏省77个县域单元耕地利用生态效率时空动态演变及驱动机制。研究表明：(1)江苏省县域耕地利用生态效率重心呈微偏东南后转西北方向的演变态势,高值区大多分布于“西北-东南”方向。(2)空间上以正向趋同关系为主导,“高高-低低”空间集聚显著。(3)耕地利用生态效率呈现空间协同与竞争并存的格局特征,且空间协同主导局部空间格局演变。时空演变路径依赖特征较为明显,存在一定的转移惰性和路径锁定。(4)各因素对不同水平生态效率的影响程度存在差异。种植结构-经营规模-产业结构高分位驱动、种植结构-经营规模低分位驱动、城乡差距-农业基础设施高分位制约、农业基础设施低分位制约等4种时空跃迁驱动/制约模式背后各自蕴含不同驱动机理。未来亟需以县域为单位构建区域耕地利用协同机制,统筹考虑多因素的综合影响,制定多要素协同联动的优化策略。同时因地制宜制定差异化的效率优化方案,为...     

华南湿热区小流域水沙变化及影响因子分析——以五华河为例

以韩江上游梅江的一级支流五华河为研究区域,选取近30a来的径流、泥沙和降雨数据,运用累积滤波器、Mann-Kendall、R/S、降水-径流双累积曲线等多种统计模型方法,分析径流、泥沙的年际变化特征、突变和相关关系,并在受人类活动和气候变化影响的基础上,探讨径流、泥沙的变化规律以及贡献率。结果表明:(1)径流年际变化总体略呈下降趋势,但趋势不明显;输沙量则表现出显著下降的趋势;(2)未来年径流量和输沙量可能呈现持续减少的趋势;(3)径流量在1981~1985年、1997~2001年和2004~2008年这3个时段内发生突变;输沙量在1987年发生突变;(4)单位水流的含沙量较少,河床基本处于冲刷状态;(5)降水对径流量变化的贡献率为73%,人类活动对径流量变化的贡献率为27%;输沙量快速减少的变化中,气候变化的贡献率为21%,人类活动的贡献率为79%。可见降水是五华河流域径流量变化最重要的影响因素,而人类活动是输沙量变化最重要的影响因素。     

Budyko框架下白河流域径流演变及其归因分析

明晰径流演变及其驱动力对流域水资源可持续利用具有重要意义。以白河流域为研究区，基于TFPW-MK趋势检验法分析了研究区1982～2018年水文气象、植被和社会经济等多要素的演变趋势，并进一步利用考虑多要素时变特征的Budyko框架量化了多要素对径流变化的贡献率。结果表明：(1)近37年来，白河流域径流以-2.83 mm/a的速率减少；Budyko水热耦合参数n呈波动变化，总体以0.041/10 a的速率增加；(2)参数n与降水量及工农业用水量相关性较高，拟合度R²达0.97。引入时变参数n可提升径流模拟效果；(3)白河流域径流对降水变化最为敏感，对工业用水量最不敏感；1991～2018年间降水对径流减少的贡献率由78.7%逐步降低至20.8%,而潜在蒸散量与农业用水量对径流减少的贡献率则逐步增加，分别由7.6%和4.1%增加至17.4%和37.5%;(4)研究时期内气候变化对径流的影响逐渐减弱，其贡献率由86.3%减少至38.3%。     

基于CA-Markov模型的鄱阳湖区土地利用变化模拟研究

以鄱阳湖区为研究区,采用Logistic回归测度不同影响因子与各地类之间的驱动作用,结合Markov预测构建适用于湖区土地利用变化模拟的元胞自动机模型,对模型精度进行检验并对湖区未来土地利用发展趋势进行模拟预测。结果表明:(1)2000~2010年湖区各地类变化幅度呈显著提升趋势,草地是最活跃地类,耕地面积大幅下降,城镇化扩张稳定;(2)不同影响因子对各地类的驱动作用方向与解释能力各不相同,整体解释效果良好,各个ROC检验值均超过了0.81;(3)CA-Markov模型整体Kappa系数0.85,点对点精度75%,模拟结果具有较高精度,其中模型对于林地、耕地及水域变化的模拟效果最优;(4)2010~2025年湖区各地类变化幅度有所扩大,但其变化活跃程度趋向稳定;(5)2010~2025年耕地、林地面积减少主要是城市建设用地的侵占所致,其它类型转变为居民用地的单向变化趋势显著,湖区城镇化进程大幅加速,主要集中在昌九一体化城市群区域;(6)2010~2025年草地、未利用土地面积增加主要集中在湖区各区县城镇边缘地带,城镇化进程中绿地保护措施效果明显,但仍容易造成耕地、林地抛荒等状况。     

基于改进模型的区域生态足迹动态分析——以江苏省南通市为例

20世纪90年代以来,生态足迹模型作为定量化可持续评价的重要理论方法得到了广泛的应用。基于传统生态足迹模型,结合遥感产品净初级生产力数据,构建了基于净初级生产力的生态足迹模型,调整了均衡因子和产量因子,并增加了污染物账户。在此基础上,应用传统模型和改进后的模型分别计算了南通市2000~2013年的生态足迹。结果表明:(1)传统生态足迹模型和改进模型下的南通市2000~2013年人均生态足迹都是稳步增长的,改进后的模型变化较小;(2)南通市2000~2013年生态承载力虽有所波动,但整体上呈下降趋势;(3)南通市连续14年出现生态赤字,从2000年的0.308 6 hm~2/人上升到0.587 7 hm~2/人,生态系统处于不安全状态,生态系统的稳定性降低。可见,改进的生态足迹模型能更准确地反映研究区自然资源利用状况。最后,针对南通市生态不安全状况,从土地结构、能源消费等方面提出减少生态足迹的建议。     

浙江县域土地经济效益空间格局演变及驱动因素研究

以土地投入和土地产出耦合协调度表征土地经济效益,采用空间分析法和地理探测器分析浙江省县域土地经济效益空间格局演变,揭示其演化机理和驱动机制。结果表明:2005~2014年浙江省各县(市)土地经济效益均提高,但空间自相关性降低;土地经济效益县域间差异扩大,空间分布差异性主要体现在东-西方向上;空间分异朝多峰值演化,高值区面积缩减,低值区面积扩张;浙江省土地经济效益主要驱动因素是建成区比重、非农业就业人口、地形起伏度和第三产业比重。分析表明,为提升浙江省土地经济效益,应促进城镇化发展中土地和人口、产业之间的协同发展,提高建成区经济要素投入,提升第三产业比重。     

泛长三角地区经济发展-空间开发-环境演变耦合协调的时空格局演化

运用耦合协调模型测算2005、2010、2016年泛长三角地区经济发展-空间开发-环境演变的耦合协调度及两两系统间的耦合协调度并分析其时空格局演化特征。结果表明:(1)经济发展-空间开发-环境演变耦合度的时空格局差异明显,空间上呈"东北高、西南低"的格局特征,时间上呈接近于"S"型的演变态势;(2)经济发展-空间开发-环境演变的耦合协调度与其耦合度的空间格局具有一定关联性,整体上呈较为显著的"中东高、南北低"的空间分布特征,时间上其演变态势接近于倒"U"型的成长曲线;(3)经济发展-空间开发-环境演变两两系统间耦合协调状况差异明显,"经济发展-空间开发"的耦合协调情况相对较差,是未来亟待加强和优化的重点方向;而"经济发展-环境演变"整体上处于较高的耦合协调状态;"空间开发-环境演变"耦合协调的上升幅度较快。     

武汉市城市化过程中资源环境压力测度与分析

快速城市化对生态环境和资源的剥夺及资源环境对城市化的约束是国内外近年来研究的热点问题。测度城市化过程中对资源环境压力及判别两者间的动态耦合类型对指导健康城市化具有积极意义。首先构建了包含16个子指标的城市化综合指标体系和9个子指标的资源环境压力综合指标体系。采用突变级数法模型计算了城市化综合指数;用熵权法计算了资源环境压力指数。采用灰色系统方法计算了城市化综合指标体系和资源环境压力综合指标体系的关联度。采用一般系统理论,建立了城市化与资源环境耦合模型,对2004~2013年武汉市城市化与生态环境的耦合度及类型进行分析判别。结果表明:(1)武汉市的城市化综合指数逐年增高,尤其是2005~2007年城市化水平的增速较快。资源环境压力综合指数最大值出现在2006年为0.629,最小值出现在2013年为0.452;(2)关联度值在0.480~0.911之间,耦合度大部分都在中等和较强这两个范围中。烟尘排放量与工业总产值、建成区面积、人均用电量、人均GDP和城镇人口规模均表现极强的耦合性(大于0.85)。各城市化子指标中,城镇人口比重与资源环境的关联度最大;在资源环境子指标中,烟尘排放量与城市化水平的耦合作用最强;(3)基于一般系统论(General System Theory)的动态耦合模型反映了城市化-资源环境复合系统的动态反馈过程。从2004~2013年,武汉市经历了协调-冲突-协调-冲突4个阶段。结果显示,武汉市城市化-资源环境复合系统随着城市化的推进,城市化与资源环境的矛盾进一步显现。     

江西省气候变化的特征及其对水稻产量的贡献——基于“气候-经济”模型

采用气候倾向率和M-K突变检验,分析1951~2012年江西省气候和温度的变化趋势和突变特征;构建"气候-经济"新模型,研究气候因子对水稻产量的影响,最后借助BP神经网络模型预测未来10a气候因子对水稻产量的贡献。结果表明:过去60多年来气温平均每10a升高0.172℃,而降水的线性倾向不显著;气温突变开始的时间约为1997年,降水的突变趋势不明显;不同阶段气候因素的贡献率及作用方向存在差异,1978~1997年气候因子贡献率为5.97%,其中温度和降水贡献率分别为1.51%、4.46%。1998~2013年气候因子贡献率为8.98%,温度和降水贡献率分别为4.63%、4.35%。物质要素在不同阶段的贡献率均为70%以上,其中播种面积和化肥的影响程度较大;未来10a气温对江西水稻产量的贡献为1.48,降水量对水稻产量的贡献为2.22。     

中国农业源碳汇估算及其与农业经济发展的耦合分析

农业作为重要的产业部门,在满足人们基本的物质需求的同时具有重要的生态保障和碳汇功能,充分发掘农业的碳汇潜力对于农业绿色化发展和农民增收具有重要意义。本文量化测算了我国1993—2011年的农业源碳汇潜力,并构建农业源浄碳汇与农业经济发展的耦合模型,结果发现农业源碳汇量由1993年的52 318.70万t波动增加到2011年的66 073.77万t,年均增加1.38%,但是农业源的浄碳汇量却呈现波动递减趋势,由1993年的36 691.72万t减少到34 815.67万t,其中粮食作物的CO2吸收总量占据主要部分,经济作物CO2吸收量在农业总的CO2吸收量所占的比重虽小,但是增速较快,年均增幅达到4.15%;从影响因素来看,农业源碳汇和耕地面积关联度不大,农作物单位产量和农业源碳汇呈正相关;农业源浄碳汇与农业经济发展之间处于强负耦合状态,耦合状态不理想,农业产值与农业净碳汇关联度不强,这主要是由高投入、高消耗的农业生产方式引发农业碳排放增加和农业总产出效益提升等原因造成的。最后,本文针对性地提出促进我国农业减排增汇的对策建议:强化政府引导,从农业的规划、生产、消费等多领域进行引导;加大农业减排增汇的技术、资金和人力支持,为农业的减排增汇做好保障;通过林地增汇、农田增汇、草地增汇、综合增汇等多种手段,提升农地的碳汇能力;加快碳市场交易体系建设,以市场杠杆推进农业的减排增汇。     

三峡生态屏障区农业面源污染的排放效率及其影响因素

农业面源污染排放效率反映农业经济发展与环境的协调程度,农业面源污染物的影子价格体现了污染物的边际减排成本。提高农业生产的环境效率,降低农业面源污染的影子价格对保护农村生态环境和增强流域水资源的安全性起到较好的促进作用。利用三峡生态屏障区重庆段2000-2012年间的面板数据,采用参数化方向性距离函数,对农业面源污染的排放效率和影子价格进行了测算,结合面板数据随机效应Tobit模型分析了影响农业面源污染的排放效率和影子价格。结果表明:2000-2012年期间,农业面源污染平均排放效率为0.649 9,TN、TP、COD和NH3-N 4种污染物的平均影子价格分别为0.372 9,0.032 6,0.137 1,0.053 3万元/t;不同区域农业面源污染排放效率和影子价格存在一定的差异,库中平行岭谷区、库区腹地沿江山地丘陵区和库区腹地外围山地区农业面源污染排放效率低,污染物的影子价格高;影响农业面源污染的排放效率和影子价格因素主要包括农业结构中经济作物与粮食作物的比例、农业生产设施条件、农村居民受教育程度。因此,确保粮食作物安全的前提下,进一步优化农业产业结构,减少农药、化肥投入大的农作物种植规模,走"两型农业"之路;进一步加大对农田水利设施、节水灌溉设施和农业生态建设工程的投资,减少和控制农业生产中的污染物排放对生态环境的破坏;农业面源污染源头减排离不开农户的积极参与,提高农户对农业生态环境退化的认知也是解决农业面源污染的重要途径。     

中国电力部门中长期低碳发展路径研究

电力部门是中国CO_2排放的主要贡献部门之一,电力部门的低碳转型对中国实施长期低碳发展战略具有至关重要的作用。本文构建了包含电力模块的自下而上的能源系统模型PECE-2017,根据社会经济驱动因子确定终端部门电力需求,并引入电力负荷曲线确定电力供给,设置了未来电力发展的基准和低碳两个情景,从供需结构、技术需求、成本和投资等多个角度,分析电力部门自身的低碳转型及其对中国实现中长期低碳发展的重要作用和贡献。研究表明:第一,未来中国电力需求仍将不断增长,且在终端能耗中的占比不断上升。低碳情景下,2050年电力需求达到114 869亿kW·h,比2013年上升125%,电气化率增加到34%;电力需求结构中,工业和建筑比重下降,交通部门比重上升。第二,电源结构逐步低碳化。煤电逐步淘汰;风电和太阳能装机容量大幅上升,2050年装机占比均超过30%;2030年以后,部署和推广CCS技术,到2050年装机容量达到4.9亿kW。第三,低碳情景下,电力部门在2020年碳排放达峰后,进一步加速脱碳。到2050年,电力部门的排放量可控制在4亿t以内,相对基准情景减少排放61.5亿t,占总减排的贡献率达到45%,为中国的低碳转型做出重要贡献。第四,支撑电力部门低碳转型的投资需求GDP占比在合理区间内。2030—2050年,电力部门投资需求占GDP的比重为0.77%;电力部门内部投资结构呈现明显的低碳化趋势,绝大部分投资将用于非化石能源电力。     

武汉城市热岛特征及其影响因素分析

正确理解城市热岛效应的形成机制及其影响因素是制定热岛效应缓解政策和研究城市生态问题的前提和基础。选用1987年9月26日的Landsat-5和2013年9月17日的Landsat-8遥感影像进行地表温度反演,分析武汉市城市热岛效应的时空演变特征;对热岛效应明显的武汉市主城区进行格网划分,提取格网内地表温度及所选影响因子指标值,运用主成分回归方法进行地表温度多因子综合分析,探讨城市热岛形成的主要影响因素。结果表明:(1)武汉市地表温度空间分布表现出典型的热岛特征,1987年和2013年分别有27.7%和39.1%的范围被"热岛"覆盖;(2)影响武汉城市热岛效应的主要因素有不透水面指数、水体面积比例、归一化建筑指数、归一化植被指数及绿地面积比例;(3)当其他影响因素稳定时,不透水面指数每增加1%,可使地表温度增温0.04℃~0.10℃;水体面积每增加1%,可降低地表温度0.03℃。     

喀斯特山区农村贫困测度与空间分异研究——以盘州市为例

以盘州市474村为研究对象,建立多维贫困评价模型对盘州市村域多维贫困进行测算,并结合GIS分析功能、地理探测器、逐步回归模型对其空间分异进行了深层次探究。结果表明:(1)盘州市自然资本维度、金融资本维度、人力资本维度和环境脆弱维度贫困村个数依次为45、101、201、17,其中人力资本维度贫困村占总行政村42.32%,空间呈聚集化分布;(2)盘州市43个行政村处于多维贫困,约占行政村总数9.1%,主要分布在盘州市北部地区与南部地区,中部地区呈现零散分布状态;(3)盘州市多维贫困空间异质性的主导因子是行政村到县的距离、路网密度、生态保护红线面积比重、起伏度,平均高程、村到乡镇的距离起次要作用,各驱动因子间交互作用对多维贫困空间异质性的影响大于单因子作用产生的影响。对盘州市多维贫困进行定量测度,并对其空间分异的驱动力进行探究,结果对石漠化地区脱贫政策制定,区域可持续发展具有重要意义。