中部地区资源型城市质量与规模时空差异演化研究——以山西省为例

在“新常态”背景下,山西省作为全国能源重化工基地,其城市面临转型与发展双重压力。通过构建指标测评体系,运用熵值法与协调模型等方法对山西省11个地级市城市质量年均增长率和城市规模年均增长率间协调发展程度的时空格局进行了相关分析。研究表明：1）山西省整体城市规模变异系数较大,而城市质量变异系数较小;且山西省各地级市城市质量、城市规模及其城市综合发展水平时空差异变化明显,在空间上由北向南总体呈“W”型分布格局。2）山西省各地级市在2005—2010年与2010—2014年两个时间序列上,城市质量年均增长率与城市规模年均增长率间的对比关系不确定,即存在城市质量发展速率超过城市规模或城市质量发展速度滞后于城市规模的现象。3）山西省各地级市城市质量年均增长率与城市规模年均增长率间协调发展关系存在着明显的地域空间分异,且在不同时间序列上形成了不同的城市发展主导类型,需因地制宜地分类指导其城市建设。     

环境约束下的福建省城市建设用地利用效率及驱动因素

研究环境约束下的城市建设用地利用效率地区差异特征及其驱动机理,对于引导城市建设用地高效利用、缓解快速城镇化进程中经济社会发展与生态环境之间的矛盾、实现区域协调发展具有重要现实意义。将环境污染作为非期望产出纳入城市建设用地利用效率评价体系,运用非期望产出SE-SBM模型、变异系数、GML指数和灰色关联度模型,系统研究2006—2016年福建省城市建设用地利用效率的时空分异特征、动态趋势演变及其驱动因素。研究表明：（1）2006—2016年福建城市建设用地利用效率总体呈正弦函数式样波动,2012—2016年投入产出效率始终位于有效前沿面。各地区效率差异明显,效率的高低与经济发展水平之间并非是正相关关系。（2）空间格局整体上呈现东部沿海地区的效率值高于西部内陆地区的分布态势,形成明显的集群效应。漳州虽属于东南部沿海地区,但2016年其效率值仍处于无效状态,未发生根本性转变,这进一步说明高效率城市的辐射带动作用较弱。（3）福建全要素生产率表现为正弦函数式样增长态势,整体发展趋势向好。技术进步引起的集聚规模效应是造成地区全要素生产增长率差异的主要原因,技术因素是缩小地区间全要素增长率差距的关键。（4）城镇化水平、生态投入、政府规制、耕地资源禀赋、科技研发投入和产业结构高级化是影响福建省城市建设用地利用效率时空分异与演变的主要驱动因素。     

2007—2015年中国农村居民点用地与农村人口时空耦合关系

系统研究中国农村居民点用地与农村人口的时空耦合关系,是优化农村土地资源配置的重要理论基础。论文利用人口统计数据与土地调查数据,基于弹性系数模型,分析了我国农村居民点用地面积与农村人口数量的时序变化特征、空间分异规律和耦合关系类型,研究主要结果如下：1）2007—2015年,全国农村居民点用地以1.94%的年均增长率快速增长,8 a间共增加257.27万hm²;2）我国农村常住人口人均居民点用地面积和农业户籍人口人均居民点用地面积分别以年均4.61%和1.98%的速度增长,两者差距以年均16.2%的速度逐年拉大;3）农村居民点用地面积与农村常住人口数量耦合类型在全国尺度上为G类（用地面积增加,人口数量减少,且前者增长率小于后者）失调发展类型,在省域尺度上都是失调发展类型,主要是G类和H类（用地面积增加,人口数量减少,且前者增长率大于后者）失调类型。农村居民点用地面积与农业户籍人口数量的耦合类型在全国尺度上为H类失调发展类型,全国93.55%的省份为失调发展类型,失调类型以A类（用地面积增加,人口数量增加,且前者增长率大于后者）和H类为主。研究结果表明：2007—2015年间,中国农村居民点用地面积与农村人口数量耦合关系呈现失调发展态势,并具有明显的空间异质性特征。论文研究结果可以为优化农村土地资源配置、促进农村人地关系协调发展提供科学依据。     

山西省雾霾时空分布特征及影响因素分析

以山西省11个地级市2015年12月—2016年11月AQI数值为依据,采用数理统计法、主成分分析、多元线性回归分析对山西省雾霾时空分布特征以及影响因素进行分析。结果表明:(1)雾霾分布具有明显的季节性特征,冬季为雾霾污染严重的季节,春、秋季为污染较轻的季节,夏季为雾霾相对高发的季节。(2)晋南地区雾霾污染最严重;晋中地区雾霾相对较严重;晋北地区AQI值较低,雾霾发生频次较低,空气质量较好。(3)自然要素中海拔高度、年均气温、年均降水量、相对湿度、年均风速与AQI值之间存在负相关的关系,气压与AQI值之间存在正相关的关系,社会经济因素是影响山西省雾霾发生的根本原因。     

山西省“三生”功能协同/权衡关系分析

为探究生产—生活—生态（“三生”）功能协调情况,基于综合评价模型和力学平衡模型,选用2005年、2010年和2018年土地利用类型和统计数据,测度山西省“三生”功能时空演变及协同/权衡关系特征。结果表明:（1）2005—2018年“三生”功能时空分异特征明显,生产功能为下降态势,呈现出“平原高,山区低”的分布格局;生活功能持续上升,空间分布与生产功能相似;生态功能呈上升状态,但需注意恶化倾向,空间格局稳定。（2）研究期间,“三生”功能协同性显著提升且趋势合理,空间分布与生产、生活功能趋同。（3）依据“三生”功能协调度偏离情况,划分功能主导区和提升区,明确各县域功能特征。研究结果可为国土空间规划提供依据。     

近十年中国陆地AOD时空分布及与城市化的关系研究

选取2008—2017年MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectrometer) Aqua C006气溶胶产品数据,分析近10年中国陆地气溶胶光学厚度(Aerosol optical depth,AOD)时间序列变化规律、空间格局分布特征,同时比较了"三区十群"区域内外的AOD变化差异.同时,通过DMSP/OLS(Defense Meteorological Satellite System/Operational Linescan System)夜间灯光产品与AOD关系研究分析,以反映城市化进程中人类活动对AOD时空分布的影响.结果表明:①中国陆地AOD多年平均、季节分布特征符合"胡焕庸线".在时间尺度上,2008—2017年中国陆地AOD年际变化范围是0.279～0.368,整体呈现下降趋势且变化幅度较小;在空间分布上,2008—2017年高值区为京津冀地区、华中地区、长三角地区、珠三角地区及塔里木盆地,低值区为青藏高原、云贵高原、内蒙古高原等;AOD时空分布呈较强的季节性,春季AOD最高,秋季最低.②中国区域的夜间灯光图与AOD时空分布具有较好的一致性,也符合"胡焕庸线".人口稠密、城市化较快的东部地区出现大片光带,快速发展的城市光斑覆盖明显.2008—2013年间,城市亮度范围有一定程度的扩大,说明人类经济生产活动增加明显.③2010—2013年省级行政区的DMSP/OLS夜间灯光与其AOD表现为显著正相关,二者幂函数拟合度R~2分别为0.8036、0.8263、0.7701、0.8277、0.8331.DMSP/OLS夜间灯光与AOD呈显著正相关,说明城市化发展水平对气溶胶分布的影响作用显著.     

喀斯特地区生态系统服务变化及权衡协同关系

为探明喀斯特地区生态系统服务的时空变化特征,厘清服务间的权衡协同关系,文章以典型喀斯特区贵州省毕节市撒拉溪示范区为例,借助InVEST模型评估2010年、2015年和2018年土壤保持、产水量、碳储量与生境质量,分析不同年度的时空变化特征,并基于逐像元空间相关分析探究服务之间的权衡与协同关系进行探究.结果 表明:(1)2010-2018年,该区各生态系统服务均呈增长趋势,土壤保持、产水量、碳储量和生境质量指数分别增长了3.51×104t/a、164.95×104mm/a、1.28×104t/a和565.18.(2)土壤保持、碳储量和生境质量在不同时段均表现为增长趋势,2015年增长幅度大于2015-2018年;产水量在不同时段存较大差异,2010-2015年为增长趋势,增幅为56.53％,2015-2018年为下降趋势,降幅为15.40％.(3)土壤保持、碳储量与生境质量在空间上呈北高南低的格局,产水量则为南高北低.(4)产水量与土壤保持、碳储量和产水量均表现为权衡关系,土壤保持与碳储量和生境质量两两服务间均表现为协同关系,两两生态系统服务间在空间上均呈北部协同、南部权衡的空间分布特征.     

安徽省新型城镇化与生态环境耦合测度研究

依据新时代新型城镇化发展背景,构建新型城镇化及生态环境子系统结构模式,并采用综合指数法测度安徽省各市新型城镇化与生态环境表征值;运用变异系数耦合模型、热点分析工具及协同进化模型探查安徽省各市新型城镇化与生态环境耦合发展度时空分异规律。研究结果表明,2007-2016年安徽省16个地级市,(1)皖江城市带各市新型城镇化水平及其年均增长率较高。皖南池州、黄山、宣城及皖西六安生态环境水平增长速度较快。城镇化水平热点区域集中分布在皖江城市带。生态环境热点区域集中在皖南山区及皖西大别山区。(2)皖北及皖中部分城市耦合发展度较低;而皖江城市带耦合发展度较高。各市耦合发展度逐年递增速度滁州、池州最快;皖北城市普遍较低。合肥、马鞍山、铜陵一直保持显著热点区域。皖江城市带均达到较高等级;其他城市目前均已进入中等等级。(3)新型城镇化与生态环境发展增殖系数整体以正值为主,表征各市正处于新型城镇化发展与生态环境优化阶段。新型城镇化与生态环境发展竞合关系主体关系矩阵以双赢为主,表明二者协同共进特征确切。     

2005—2014年川南城市群大气污染的时间演变特征

基于2005—2014年PM10、SO2及NO2的环境空气质量监测数据,研究了川南城市群5个地级市(乐山、泸州、内江、宜宾、自贡)三类主要大气污染物的时间特征及变化规律。结果表明:5个城市的PM10年均质量浓度和API年均值均呈波动性下降趋势,PM10是影响各城市环境空气质量的主要污染物。各城市NO2年均质量浓度以上升趋势为主,SO2年均质量浓度除乐山有明显上升趋势外,其余城市以下降趋势为主。     

山西省PM2.5污染时空演变特征及其影响因素分析

由于PM2.5污染存在空间异质性与空间相关性的特点,因此探究PM2.5的时空演变规律并分析PM2.5污染程度的影响因素,对于山西省协同治理联防联控有着重要作用.基于2008-2018年山西省11个地级市PM2.5年度数据,该研究运用标准差椭圆法、普通克里金插值法、探索性空间数据分析法和建立空间杜宾模型,分别对山西省PM2.5污染重心转移、污染的空间分布、空间关联性和影响因素进行了研究.结果 表明:(1)山西省PM2.5污染重心随时间不断移动,但一直位于晋中市;PM2.5污染存在空间聚集特征,但特征变化不明显.(2)时间上,山西省PM2.5浓度在2011年达到峰值,之后逐年下降;空间上,大致呈现南高北低、东高西低的特点.(3)山西省PM2.5具有明显空间集聚现象和空间溢出效应.山西省大部分南部城市处在PM2.5高-高聚集区域.(4)人口密度、规模以上发电量对山西省PM2.5浓度具有显著正向作用,而城镇率对山西省PM2.5浓度具有显著的负向作用.     

厦门市土地利用及氮负荷变化研究

高强度的人类活动改变了城市土地利用方式和城市内氮素循环,但城市土地利用变化如何影响城市氮负荷时空变化的研究仍缺乏.本研究以厦门市为例,基于物质平衡的城市氮流动估算方法,分析了2005—2010、2010—2015年两个时间段内厦门市土地利用及氮负荷的时空演变特征及土地利用变化对氮负荷的影响.结果表明:2005—2010、2010—2015年期间城市各土地利用类型中工业、居民区及交通用地面积增加最为显著,占总面积的比例从16.9%增加到30.3%,而林地和其他类型面积的比例从53.78%下降至38.01%.大量农林地转变为工业和交通用地,导致单位面积氮负荷强度分别增加了10倍和25倍.城镇居民用地、交通用地等氮排放强度较高的土地利用类型不断扩张,造成城市中活性氮排放增加了2.1倍.同时,土地利用的空间格局也影响着城市氮负荷的空间变化特征,氮排放热点在空间上逐渐向岛外扩张,且强度也随之增加.     

城市大气臭氧柱浓度时空变化研究——以天水为例

城市臭氧发生发展规律的研究将为城市环境管理提供理论依据。文章利用卫星OMITO3e数据产品,解译和分析了天水市2006~2014年臭氧柱浓度的时空动态信息。结果表明:(1)空间分布呈现东北、西北高,中部、南部低的倒"V"字形;(2)年变化呈单峰曲线,从2006年至2010年为上升期,每年的增长率为3.98%,2010年至2014年为下降期,年均下降率为2.52%;(3)四季变化明显分为两个阶段,前三年为冬季春季夏季秋季;后六年以夏、春季变化为主,冬、秋季为辅,夏季春季冬季秋季。夏、春两季在第二阶段明显升高与当地经济的快速发展有密切的关系;(4)9年间臭氧柱浓度平均值为301.177 DU,最大值为325.829 DU,最小值为279.093 DU,臭氧柱浓度指示的多年空气质量等级为良好。     

湖北省自然灾害社会脆弱性综合测度及时空演变特征

基于社会脆弱性的理论内涵,结合自然灾害的社会属性,以湖北省12个地级市为研究对象,从敏感性和应对能力两方面着手,利用相关分析和主成分分析筛选出13个关键指标,运用熵权-模糊综合评价法测度2001—2016年湖北省12个地级市自然灾害的社会脆弱性,并在此基础上运用数理分析工具和ArcGIS空间分析技术,探讨了湖北省各地级市自然灾害社会脆弱性的时空演变特征。结果表明:①从空间层面上看,湖北省自然灾害社会脆弱性存在明显的"梯度化"和"极差化"的空间分异特征,呈现"东高西低"的分布格局,整体处于自然灾害中度脆弱性状态;②从时间层面上看,湖北省自然灾害社会脆弱性多以波动递减为主,呈现出"由区域大差距、高社会脆弱性向区域小差距、低社会脆弱性格局演变"的趋势。该研究可为湖北省区域综合防治减灾规划、韧性城市规划及可持续发展提供理论和实践依据。     

基于空间计量模型的河南省用水效率影响因素分析

在水资源总量约束下,提高水资源利用效率是保障缺水地区城镇化、工业化与经济社会发展的必然途径。论文以河南省地级市2000—2013年面板数据为基础,运用空间计量模型,从水资源禀赋、水资源开发利用程度、经济发展水平、城镇化水平、产业结构、用水结构、农业现代化水平、信息化水平等方面入手,对河南省用水效率的影响因素进行分析。结果表明：1）河南省地级市用水效率存在不可忽视的空间自相关特征,时空固定形式下的空间杜宾模型可以实现其最优模拟;2）河南省各地级市用水效率明显受邻近地级市用水效率的影响,其空间溢出弹性系数达到0.31;3）水资源禀赋、水资源开发利用程度对河南省各地级市用水效率产生显著的负向影响,但其空间溢出效应不明显;4）经济发展水平、城镇化发展水平、产业结构优化水平对河南省各地级市用水效率产生显著的正向影响,而且除工业化水平外,空间溢出效应十分明显;5）用水结构变化、农业现代化、信息化水平与河南省用水效率的相关关系总体不明显,河南省水资源可持续利用与全国“四化”协调发展示范区建设的关系有待进一步协调。     

海洋集约利用与海洋环境协调发展的时空差异评价

为了定量研究沿海11个省市海洋集约利用与海洋环境水平以及两者的协调发展水平,建立了海洋集约利用与海洋环境协调发展评价指标体系,从时空差异角度对2001~2010年沿海11个省市海洋集约利用和海洋环境水平以及两者的协调发展水平进行综合分析。结果表明:沿海11个省市海洋集约利用的发展良莠不齐,表现为沿海中部区域沿海北部区域沿海南部区域,海洋环境水平呈上升趋势但整体仍处于较低水平;从时间角度来看,沿海各省市的海洋集约利用与海洋环境协调发展水平逐年提高,但是省市间的差距也在逐年增大;从空间角度来看,沿海各省市的空间格局变化显著并且整体向有序的方向发展,在空间上具有一定集聚特征,但集聚特征显著的区域较小。     

武汉城市群城镇用地空间扩展时空特征分析

基于Landsat影像数据,利用遥感和GIS技术获取了武汉城市群地区3个阶段(1980—1990、 1990—2000、 2000—2010年) 的城镇用地信息,采用城镇扩展指数和城镇扩展模型分析了城镇用地扩展的时空格局、 过程及其驱动力。结果表明:①武汉城市群城镇用地空间迅速扩张,三个时段内的城镇扩展强度指数依次为0.073 2、 0.028 9和0.099 3,呈现显著的阶段性与波动性特征;②城镇用地扩展格局具有明显的空间集中性,主要表现为以武汉为扩展中心的圈层状形态,沿武汉三环、 京广线等交通干道的轴带分布形态,不同阶段的扩展格局各具特质;③城镇用地扩展呈现"一核四带"、 "一核一带"和"三核六带"的空间扩展轨迹,与经济发展的阶段性具有明显的耦合关系;④经济体制改革、 国家非均衡发展战略、 "两型"社会建设以及长江黄金水道、 京广大动脉等交通干道建设是武汉城市群地区城镇用地变化的主要驱动因素,但各时期的主导驱动机制有所差别。     

中国高等级旅游景区资源多尺度时空差异及其影响因素

以中国337个地级以上城市内的5A和4A级景区为研究对象,通过构建总体分异指数（GDI）并采用探索性空间数据分析（ESDA）等方法,从省级、城市群、城市等不同空间尺度,对2001—2019年中国高等级旅游景区资源时空演化特征进行综合分析。结果表明：（1）4A级景区主导了中国高等级旅游景区数量与增长率的变化趋势,2015年之后增长速度进入相对平缓状态;（2）时序上,中部和东北地区的各省份高等级旅游景区数量较少,但增长率较高,而西部省份则均相对较高,东部省份则是数量最多但增长率最低,到2017年西部超过东部,数量最多;城市规模与高等级旅游景区数量呈正比,与增长率呈反比;（3）空间上,中国高等级旅游景区分布密集程度逐年升高,呈现出主要依托东部沿海地区与中部地区城市群集聚分布的特征,且空间热点、次热点地区占主导地位,形成了“两点集聚—多极多区—集群集聚”的空间演化格局;（4）GDI指数随着研究尺度的缩小而增大,空间尺度越小,高等级旅游景区资源的差异越大;（5）中国高等级旅游景区空间分布主要受社会、经济、资源等因素相互作用的影响,其中人口规模、旅游经济、人文资源是共同的最为关键的因子。研究结果可为优化中国景区资源空间布局以及旅游业高质量及区域协调发展提供一定参考。     

基于DEA模型的安徽省城市旅游效率研究

采用数据包络分析方法（Data Envelopment Analysis,DEA）,测度2005 年和2010 年安徽省17 个城市旅游资源利用的综合效率、技术效率和规模效率,利用Malmquist 生产率指数模型计算2005 年至2010 年安徽省各个城市的旅游效率变动情况;分析2010 年安徽省城市旅游效率的空间分异特征,总体上呈南北高中间低、东西分化的分布,采用变异系数（CV）分析城市旅游综合效率地域分异成因,城市旅游规模效率变异系数（0.266）小于旅游技术效率的变异系数（0.342）,城市旅游技术效率是制约安徽省城市旅游综合效率的主要因素;综合旅游资源、城市规模、经济基础、交通条件和接待能力等因素,分析皖北、皖中和皖南三大地区城市旅游效率差异原因;最后,根据DEA模型的投入优化目标值,探讨提高各城市旅游效率的对策措施。     

中国低碳试点城市碳排放效率时空演变与影响因素

中国提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的战略目标,提高碳排放效率,推动绿色低碳发展是实现“双碳”目标的重要途径。运用包含非期望产出的Super-SBM模型,测度了2003—2018年中国68个低碳试点城市的碳排放效率并分析其时空演变特征,运用面板回归模型分析城市碳排放效率的影响因素,得出以下结论：（1）低碳试点城市碳排放效率在时间上整体呈上升趋势,效率值从0.169上升至0.423,年均增长率为6.31%,仍有一定的提升空间。（2）低碳试点城市碳排放效率的区域差异呈先缩小后逐渐扩大趋势,空间上呈现“东中西”递减分布格局;从城市等级规模来看呈现“超大城市>特大城市>大城市>中等城市>小城市”特征。（3）经济发展水平、产业结构、城镇化水平、绿色技术创新与试点城市碳排放效率呈显著正相关,外资强度与碳排放效率呈显著负相关,各影响因素对三大地区和不同规模城市的作用程度存在一定的差异性。从创新投入、产业结构和区域差异化等方面提出对策建议,对促进城市绿色低碳发展和生态文明建设具有一定的借鉴意义。     

山西省SO_2时空变化特征及影响要素分析

以山西省各环境监测站点的SO_2浓度日均值为数据基础,结合风速、降水量、气压、气温、人均GDP、原煤产量、工业产值、火力发电量、NO、O_3、CO等自然、人文相关指标,利用空间插值和主成分分析法对SO_2时空变化进行解析。结果表明:1) 2015年1月—2018年12月山西省SO_2浓度整体较高,年均分别为61,66,56,32μg/m3,平均每年下降13μg/m3。季节变化呈"冬春高,夏秋低"的变化趋势。月变化呈"U"形,7—8月空气质量均>20μg/m3。2)空间分布结果显示为"中南高,北部低",其中晋中市、临汾市、太原市污染较为严重,平均每年下降13,19,23μg/m3,超标日数主要集中在晋中市。3)主成分分析表明,SO_2浓度为7. 27～14. 9μg/m3,其中降水和风速对其贡献度最大,且随着浓度的增加其影响力逐渐减小。风速、降水、温度为影响山西省SO_2浓度时空变化的自然因素,人均GDP、工业产值、火力发电量为主要的人为因素。时空变化及影响要素分析表明:污染物主要集中于经济水平相对较高、工业发展速度较快和人口相对密集地区,人类活动对SO_2浓度贡献度较大,但气象要素对污染物时空变化和位移影响不可或缺,其中风速和降水对大气中的SO_2等污染物抑制性较强。