基于碳排放约束的城市非农用地生态效率及影响因素分析

伴随着城市化水平的提高,农地非农化的趋势不可逆转。为了缓解农地非农化导致的温室效应,提升它的利用效率是可选择的途径之一。建立结合DEA技术的Malmquist指数模型,借助MATLAB软件计算出1999-2010年全国28个省区市碳排放约束条件下的城市非农用地动态效率值;再利用面板数据,采用广义最小二乘法分析影响城市非农用地生态效率的因素。研究发现,①加入碳排放约束条件后,中国东中西三大区域之间城市非农用地的生态效率相近,区域之间没有实行耕地占补平衡的必要性;②非农用地的生态效率与经济发展、非农用地利用强度之间是正相关关系,与开放度是负向关关系,与所有制结构的关系不确定,与城市的创新能力无直接关系。因此,一方面城市非农用地利用中要考虑环境约束条件,另一方面应高度重视城市非农用地生态效率的影响因素,实现高效利用城市非农用地资源的目标。     

长江经济带旅游生态效率时空演变及其影响因素

旅游生态效率是一种以"最小资源投入和环境破坏,最大经济社会产出"为核心目标,衡量旅游永续发展的重要指标。综合运用基于非期望产出的Super-SBM模型、地理空间分析方法和面板Tobit回归模型探索长江经济带2007～2016年旅游生态效率时空演变特征及其影响因素。结果表明:(1)研究期内,高效率省区主要分布于东部地区,较低效率省区分布广泛,其数量先减少后增加;而低效率省区数量较少,其分布范围总体从长江经济带东部向西部迁移。(2)长江经济带旅游生态效率区域差异性和集聚性均不断缩小,东部、中部和西部3地区内部差异是长江经济带区域差异的主要贡献者。(3)旅游经济规模、旅游产业结构、科技发展水平、城镇化发展水平和政府规制力度对各省区旅游生态效率影响的空间异质性较强。     

武汉城市圈城市空间相互作用时空演变分析

引入人口重心、GIS网络分析及时序全局主成分分析法对传统引力模型进行修正,由此测算城市潜力值,以定量测度2002~2013年武汉城市圈城市空间相互作用强度,并结合IDW空间插值法和CTCSTP算法揭示出其时空演变规律。结果表明:(1)武汉城市圈各城市与其他城市间相互作用总强度总体呈增长趋势,其中武汉市增幅远高于其他城市,其与孝感-鄂州-黄石形成显著的轴线式发展格局,其余城市始终为空间联系弱区地带。(2)武汉市辐射带动作用日趋强劲,辐射范围逐年扩大并呈现一定的"圈层式"分布,其余城市辐射带动作用较弱,仅孝感市略显对外辐射趋势。(3)整个区域的空间相互作用表现出显著的"西南部低、北部高、东部适中"的空间分异特征,且其重心由南向北转移明显,区域发展不均衡特性显著。     

城市建设用地利用效率的空间非均衡及影响因素

探寻空间差异视角下中国城市建设用地利用效率的基本特征及其内在机制对于创新城市建设用地高效配置路径、实现区域协调发展具有重要的现实意义。本文以中国大陆31个省(直辖市、自治区)2001—2014年数据为研究样本,在构建城市建设用地利用效率评价指标体系的基础上,采用数据包络分析方法测度中国城市建设用地利用效率综合指数,并根据MookherieeShorrocks提出的基尼系数分解方法,结合面板数据模型对中国城市建设用地利用效率的空间非均衡程度及其影响因素进行了定量刻画。结果表明:1中国城市建设用地利用效率表现出明显的空间非均衡特征,基本呈现出东部地区西部地区中部地区的地理格局,且从数据包络分析结果来看,中国城市建设用地利用效率总体上呈下降趋势,平均效率指数从2001年的0.750 1下降至2014年的0.694 8;2在全国层面和区域层面,城市建设用地利用效率的空间非均衡程度均不断加剧,基尼系数表现出"稳定上升——逐渐下降——趋于稳定"的变化路径,且从东、中、西部地区基尼系数平均值来看,东部地区城市建设用地利用效率的空间非均衡程度低于中部和西部地区;3三大区域分组设定的情况下,组内差异增加是中国城市建设用地利用效率空间非均衡程度加剧的主要来源,但其贡献率表现出逐渐缩小的趋势;4政策因素、发展因素、规模因素和结构因素是导致城市建设用地利用效率空间非均衡的主要原因,但是从面板数据模型回归结果来看,仅在西部地区,所有变量都通过了显著性检验,在全国和东、中部地区,各变量的显著性结果存在差异。     

长江中游城市群城市创新效率的时空格局及其驱动因素

创新效率是城市创新竞争力的核心要素。基于DEA和Malmquist指数模型对长江中游城市群2006～2016年城市创新效率的时空演化规律进行实证分析,并借助GMM估计方法揭示其驱动因子作用的空间异质性。结果发现:(1)创新综合技术效率上,创新效率由2006年的0.731增长至2016年的0.807,以2011年为拐点,呈现平稳发展期和波动变化期两段式特征。"东弱西强"梯度分异格局显著,二元格局差异逐渐弱化;(2)城市创新活动的全要素生产率上,Malmquist指数由2006年的6.2%提高至2016年的18.4%,增长态势相对稳健。空间分异总体上不明显,具有"发散-收敛-发散"的三段式演化特征;(3)GMM回归结果显示,驱动因子对长江中游城市群整体和三大次级城市群作用存在空间异质性,信息化进程、经济基础、外商活跃度有助于激励城市创新效率提升,金融规模阻滞作用显著,而第三产业规模、创新平台、政府支持力度则异质性作用明显。     

天津市工业行业全要素能源效率变动的影响因素分析

天津市作为一个典型的工业城市,工业行业能源效率水平决定了其能否完成"十二五"期间单位生产总值能耗比"十一五"末下降18%的国家节能降耗考核目标。正确把握影响工业行业能源效率变动的因素是天津市寻求节能降耗途径的关键。本文以1998-2008年天津市工业行业的能源消耗面板数据为样本,通过引入非参数Malmquist生产率指数,从技术进步、纯技术效率和规模效率指数角度分析天津市工业行业全要素能源效率变化情况,并运用Tobit模型估计工业化水平、工业内部结构、技术进步、产权结构、政府影响力、进出口贸易和能源消费结构等要素对工业行业全要素能源效率变化的影响程度。研究表明:1998-2008年期间,天津市工业行业间的能源效率差异显著,整体全要素能源效率不断提高,技术进步是其提高的主要原因,但技术效率表现为负增长;工业化水平、技术进步、进出口贸易和能源消费结构的调整对工业行业能源效率的提升具有不同程度的促进作用,但重工业和国有经济比重的增加及政府对能源市场的干预对能源效率的提升起负向作用。因此,天津市工业行业能源效率的进一步提高,需要大力开发、推广和使用先进技术及设备,加强对外开放力度,降低重工业和国有经济比重,充分发挥市场调节能源配置的优势。     

基于圈层建设用地密度分析的中国主要城市扩张的时空特征

基于圈层建设用地密度分析,提出了城市扩张核心度指数;通过计算城市扩张核心度指数和城市扩张强度指数,分析了1990~2010年中国27个主要城市距城市中心不同距离区域的城市扩张的时空模式。研究发现:(1)1990~2010年,大部分城市核心度指数不断降低,城市空间结构变化与国家区域政策密不可分,呈现明显的区域特征。1990~2000年东部沿海地区城市核心度值减少幅度较大,2000~2010年则是东北部和中西部城市降低明显。总体上看,西部和东北部城市的核心度指数要高于东部和中部的城市,结构更加紧凑。(2)城市扩张最活跃的地方总是出现在核心区边界附近,并不断向外推移。(3)城市的形态与城市的发展阶段密切相关。1990~2000年,一线城市扩张的强度和范围远大于其他城市;2000~2010年,二三线城市的扩张强度和范围明显增加。经济比较发达的城市,建设用地的扩张逐渐由单中心扩展向多中心协同发展转变,而经济相对落后西部城市和东北部城市,城市结构比较紧凑,保持着单中心的城市形态。     

城市规模对生态效率的影响及区域差异分析

随着城市规模的不断扩大,城市住房紧张、交通拥堵、环境恶化等问题开始日益凸显,如何从生态视角找到适度的城市规模是我国新型城镇化建设中面临的一个重要问题。本文以中国2003-2013年281个地级市为研究对象,通过建立空间计量和门槛面板模型研究了城市规模对生态效率的影响及其区域差异,研究结果表明,中国城市生态效率整体呈现逐渐上升的趋势,且区域差异较大,溢出效应较为明显;城市规模对生态效率的影响呈现N型曲线的特征,且呈现显著的区间效应,根据门槛内生性分类结果发现,当城市规模低于54.48万人时,生态效率随城市规模的扩张不断增加;当城市规模大于54.48万低于337.22万人时,城市规模扩张对生态效率的促进作用较大,当城市规模超过337.22万人这一门槛值之后,促进作用开始显著减小,说明基于生态效率的最优城市规模为337.22万人左右;而产业结构、技术水平等都对城市生态效率有明显的促进作用。基于以上结论,各城市应加强环境合作,减少环境污染溢出;对于规模较小的城市,应该依托周边大中城市,争取产业合作,通过完善城市基础设施建设,进行户籍、土地等制度改革,促进城市规模的扩大;对于规模居中的城市,应该以节约资源、保护环境为前提,推进适度规模的城镇化,真正实现城市从量到质的转变;对于规模较大的城市,可以建立新城区或城市群,完善城市近郊及周边交通、教育等公共资源配置,充分发挥聚集和发散效应,有效缓解人口过于集中和环境恶化带来的压力。综上,不同规模的城市应采取不同措施提高生态效率,推进城市走集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化道路。     

基于RS和GIS的上海城建用地扩展研究

利用多时相遥感影像,借助GIS强大的空间分析功能对上海市城镇建设用地的时空扩展过程、特征、规律作了探讨,结合社会经济统计数据对上海市城镇建设用地扩展驱动力进行了分析和综合评估。研究结果表明：1985~1995年城镇建设用地扩展主要集中于城郊边缘地带,而1995~2000年地区扩展差异则更为明显;上海城市扩展主要侵占的用地类型为耕地,其中以水田为主,同时也占用了较多的农村居民点;上海城镇建设用地在不同方向上扩展程度和规模有较大不同;随着距离城区几何中心点距离的增加,各阶段城镇建设用地扩展强度指数都呈现一个大致相同的变化过程,扩展强度指数最高的区域大多位于上海主城区的外围即城乡交替地带;经济发展是上海城镇建设用地扩展的决定因素,郊区小城镇及小城镇工业的发展是郊区城镇建设用地扩张的一个重要影响因素。     

武汉城市圈土地利用变化系统仿真模拟与驱动力分析

土地利用变化是全球环境变化与可持续研究的重要内容,驱动力研究是土地利用变化研究中的核心问题。现有土地利用变化驱动力研究多针对单一的城市区域展开,无法解释城市群地区,城市一体化战略指导下城市交互作用对土地利用变化的影响。运用系统动力学(SD)方法,综合考虑经济、人口、城市化、政策等主要人文因素,并将城市交互作用因素引入SD,以武汉城市圈为例,构建土地利用变化系统SD模型,运用1997~2006年的历史数据进行检验,并对武汉城市圈2010~2020年不同情景下的土地利用变化进行模拟。结果表明,建立的SD模型是有效的,两种情景下土地利用变化表现出差异性,说明城市交互作用是除经济、人口城市化等社会经济因素外,土地利用变化的又一重要影响因素。     

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℃。     

基于SBM-DEA模型的中部地区资源环境效率格局演化及成因机理分析

资源环境是制约区域发展的重要影响因素,区域资源环境的利用是否有效是衡量地区综合发展水平的关键指标之一。因此对区域资源环境效率格局及其成因机理进行时空动态模拟,不仅有助于人们了解区域投入产出的过程与效益,同时又能为相关部门制定区域发展规划以及缓解区域人地矛盾提供参考依据。利用SBM-DEA模型分析2005~2014年间中部地区资源环境效率时空分异特征,并探讨了造成其格局演化的成因机理,得到如下结论:(1)从资源环境效率结果来看,2005~2014年中部地区资源环境效率总体呈现稳步上升态势;(2)省会城市、长江和京广等国家发展轴线的重要节点城市资源环境效率较高,远离长江、京广等重要轴线的城市资源环境效率较低的空间分布格局逐步形成;(3)从资源环境效率与投入产出的耦合关系来看,中部地区75%左右的城市处于Ⅰ类型,较少城市处于Ⅱ类型,极少数城市处于Ⅲ~ⅩⅢ类型。近10 a来中部地区普遍处于低投入、低产出、低污染的发展阶段,资源环境效率较高及以上城市数量先减少后增加,中等效率的城市数量先增加后趋于稳定,效率较低及以下的城市数量呈逐步减少的趋势;(4)促进资源环境效率的主导因素为地区经济发展水平,制约资源环境效率的主导因素为能源消耗。     

武汉市土地集约利用时空分异及障碍因素诊断

运用主成分分析法、GIS方法分析武汉市1996~2010年土地集约利用的时空特征并对其进行障碍因素诊断。研究结果表明:1996~2010年武汉市的土地集约利用程度稳步上升。武汉市土地集约利用经济效益、社会效益和土地结构表现为汉口—武昌—汉阳—郊区圈层式递减分布特征,生态效益总体上表现为北高南低的特征,土地集约利用的投入水平呈现以江汉区为核心的圈层式递减分布特征,土地集约利用可持续指标表现为江北片-江南片梯度递减的空间分布特征。通过障碍因素诊断得出具体影响各区域土地集约利用程度提高的因素。     

南通市城镇建设用地扩展时空特征分析及模拟

随着工业化与城市化步伐的加快,城镇建设用地高速扩张,建设与粮食生产的矛盾日益突出,如何合理有效使用土地成为城市快速发展过程中迫切需要解决的问题。通过多时相遥感卫星影像,结合相关模型,分析和模拟建设用地扩展的时空特征,可以为城市土地合理配置与投放提供依据。利用 1987、1990、1997、2001、2006年的TM卫星遥感影像解译获得的建设用地数据,分析了南通近 20年来城镇建设用地变化和城区扩展特征,并且模拟了其扩展趋势。结果表明：南通市城镇建设用地扩展呈现明显的阶段性特征;其扩展的热点主要集中在沿江区域,沿海地区城镇建设用地扩展的热度逐步升温;城镇建设用地扩展显示出城镇组团化发展的趋势,尤其使南通大都市区的轮廓日益明晰。     

泰州市建设用地扩展规律与格局演化研究

以多时相Landsat、TM/ETM卫星影像为数据源,运用GIS软件提取泰州市建设用地1988～2008年5个时相的用地信息,运用扩展强度指数、扩展速度指数、空间自相关等方法分析泰州市建设用地扩展时空特征和演化规律。结果表明:(1)泰州建设用地扩展经历了缓慢扩展、中速扩展、缓慢扩展3个阶段,显示了建设用地逐步走向集约利用的趋势;(2)在分析泰州建设用地不同扩展阶段的基础上,发现泰州建设用地扩展模式正处于从点状扩展向点轴扩展转变阶段,并出现了网络化扩展的端倪;(3)运用空间自相关分析了泰州建设用地扩展热点演化过程,发现扩展热点呈现跳跃迁移的特征,热点区与冷点区出现交替演化,Moran散点图体现了泰州市建设用地扩展处于空间极化的状态,外围城镇受中心城镇增长极带动发展的扩展模式。     

南通市城镇建设用地扩展时空特征分析及模拟

随着工业化与城市化步伐的加快，城镇建设用地高速扩张，建设与粮食生产的矛盾日益突出，如何合理有效使用土地成为城市快速发展过程中迫切需要解决的问题。通过多时相遥感卫星影像，结合相关模型，分析和模拟建设用地扩展的时空特征，可以为城市土地合理配置与投放提供依据。利用 1987、1990、1997、2001、2006年的TM卫星遥感影像解译获得的建设用地数据，分析了南通近 20年来城镇建设用地变化和城区扩展特征，并且模拟了其扩展趋势。结果表明：南通市城镇建设用地扩展呈现明显的阶段性特征；其扩展的热点主要集中在沿江区域，沿海地区城镇建设用地扩展的热度逐步升温；城镇建设用地扩展显示出城镇组团化发展的趋势，尤其使南通大都市区的轮廓日益明晰。     

武汉市耕地资源非农化过程的时空变化特征分析

耕地非农化现象是实现工业化和城市化所必须付出的一种代价，已经成为经济发展和城市化，工业化进程中的一个普遍现象。根据武汉市1988-2002年来耕地资源变化的详查数据资料，分析其耕地资源非农化过程的时空变化特征。结果表明：①1988-2002年武市非农建设用地扩张占用耕地面积16394.57hm^2，占耕地资源减少面积的48.75%,耕地非农化成为耕地资源减少的一个重要的原因。②近年来城市非农建设基本上是占用质量较好的耕地，以灌溉水田和菜地为主。③随着城市化进程的加快，耕地非农化的速度在加快。④耕地非农化的区域差异明显，主要集中颁在城市主城区的新区及城郊区。⑤耕地非农人的区域指向性变化明显，主城区扩展的建设用地主要以城市、建制镇、村庄等居民点用地为主，城郊区以交通用地及工矿用地为主。     

重庆市不同空间尺度建设用地演进特征与景观格局分析

研究不同空间尺度下城市土地利用的演变过程和变化特征,有助于深入了解和揭示城市土地利用演变时空差异和内在影响机制。以重庆市主城区为例,基于研究区1978~2013年多时序的MSS和Landsat TM/ETM+遥感影像数据,利用Arc GIS技术和景观格局分析理论,从研究区整体尺度、区域尺度和各区尺度等3种空间尺度对研究区建设用地演进特征和景观格局动态变化进行分析。结果表明:(1)1978~2013年研究区不同空间尺度建设用地面积变化趋势基本相似,综合扩展程度指数变化特征也存在一定的规律。在2001年之后研究区建设用地演进过程由低缓发展向高速递增阶段过渡,各区尺度建设用地扩展深受地貌、经济、政策、交通等影响因素的干扰;(2)在不同空间尺度新增斑块数目对比中,边缘扩展模式与跳跃扩展模式的主导优势先后发生3次转换,而在新增斑块面积比对比中边缘扩展模式始终保持绝对优势,填充扩展模式分别在新增斑块数目和面积比的比较中均处于弱势;(3)随着时间的变化,就整体尺度上景观指数变化而言,景观破碎度和景观多样性明显增加,斑块形状趋于简单和规则化,斑块之间连通性不断提高,与城市化进程趋于吻合。但区域尺度和各区尺度深受国家政策环境的影响,景观指数变化则相对复杂。研究结论有助于从空间尺度对城市扩展信息进行挖掘和理解,为其城市规划和土地管理提供一定的科学依据。