基于胡焕庸线波动的长江经济带水资源环境承载力动态演变特征

基于水资源生态足迹模型,对长江经济带2010—2018年131个地区水资源生态足迹与生态承载力进行研究,并用GIS可视化揭示和探讨长江经济带水资源时空特征。研究发现： （1）胡焕庸线假说在长江经济带区域成立;（2）长江经济带人均水资源生态盈余状况在胡焕庸线以西区域最好,胡焕庸线与胡焕庸亚线之间次之,胡焕庸亚线以东最差;（3）长江经济带胡焕庸线以西区域人均水资源承载力均值、水资源承载力均值在三个区域中最大;（4）长江经济带各地区历年万元GDP生态足迹呈减小趋势,水资源利用率逐年提高;（5）长江经济带历年平均水资源负载指数呈上升趋势,水资源压力逐年上升。研究结果有助于长江经济带水资源综合管理,为水资源的调控及使用提供量化依据。     

全球跨境水资源合作时空演变及生成机制

跨境水资源合作对人类社会的可持续发展和国家水权益保障意义重大。以166个国家为研究样本,选择1948—2008年全球跨境水资源合作事件为基础数据,提取合作关系并构建全球跨境水资源合作网络。基于社会网络分析、层次分析等方法,探讨了跨境水合作事件及其网络的时空复杂性,阐述了跨境水合作生成机制与合作类型。研究发现：水合作事件数量与频次呈波动增长,阶段特征显著;水合作网络结构的去中心化、多极化和区域化趋势明显,东西方阵营在冷战时代主导了全球水合作,后冷战时代的热点合作广泛产生在非洲、东欧地区和亚洲水塔周边地区;水合作对地理距离表现为高敏感性,同一流域内国家互动频繁,域外大国在不同时期介入热点流域水合作事务;国家行为体、区域合作关系和国际合作体系三个层次综合影响水合作关系的生成,各层次内部有着复杂的多因素互动,强制型、功利型、规范型和意识形态型水合作是四种主要跨境水合作类型。     

水资源与社会经济发展要素时空匹配特征——以张家口为例

水资源短缺已成为制约区域经济社会发展的重要因素,协调水资源与社会经济关系是水资源可持续利用的关键。以张家口为例,采用洛伦兹基尼系数和不均衡指数模型对水资源与社会经济发展要素的时空匹配特征进行研究,结果表明:2004—2015年张家口水资源与人口、耕地面积分布处于"匹配比较合理"和"相对匹配"状态,水资源与经济布局匹配呈现出由"完全不匹配"状态逐渐转变为"相对不匹配"状态。在空间匹配演化方面,水资源与人口、耕地面积的匹配度变化不大。水资源与经济匹配结果表明在水资源禀赋越差的地区,经济增速越快,水资源与经济的空间匹配状况越差。张家口水资源与社会经济发展要素时空匹配特征研究,对于指导区域水资源合理开发利用具有重要的现实意义。     

成渝城市群紧凑度与碳排放强度时空演变及协调发展

研究成渝城市群紧凑度与碳排放强度的时空演变及协调发展水平,对于实现社会绿色低碳高质量发展至关重要.运用综合评价、碳排放恒等式、耦合协调度和地理探测器等方法对2010~2020年成渝城市群紧凑度与碳排放强度的时空分异、协调发展和驱动因素进行分析.结果表明:①成渝城市群紧凑度持续上升,从2010年的0.18升至2020年的0.22,总体增长22.22 %,其中经济紧凑度的贡献率逐年增强.各城市紧凑度区域差异显著,高值区集中在城市群西北部的成都、德阳和绵阳以及西南部的自贡、内江和泸州,低值区分布在中部,雅安是城市群内紧凑度最低的地区.②成渝城市群碳排放强度逐年降低,在研究期内下降幅度达39.57 %,城市群南部的碳排放强度整体高于其他区域,成都和重庆两市常年为低值区,碳排放强度的区域差异在逐渐缩小.③城市紧凑度与碳排放强度的耦合度从拮抗阶段转为磨合阶段,耦合协调度从2010年的0.21升至2020年的0.69,两系统逐渐走向良性协调发展.城市群西北部（成都、德阳和绵阳）与川南两市（自贡和泸州）的耦合协调度整体较高.产业结构、科技创新、城镇化水平、政府干预和环境宜居对两系统的耦合协调度都具有显著影响.④优化产业结构、强化科技支撑、提升城镇化发展质量、实施积极的政策引导和建设绿色屏障是促进成渝城市群紧凑度与低碳度协调发展的有效途径.     

长江经济带旅游生态效率时空演变及其与旅游经济互动响应

运用基于非期望产出的Super-SBM模型测度长江经济带旅游生态效率,综合运用标准差椭圆、重心模型等方法勾勒旅游生态效率时空演变轨迹,借助VAR模型探讨旅游生态效率与旅游经济发展水平间的互动响应关系。结果表明：长江经济带旅游生态效率整体处于中等效率阶段,呈动态上升趋势,且表现出“东部>西部>中部”的空间分布格局;旅游生态效率形成“低低集聚、高高集聚”式的“俱乐部收敛”型“双峰”格局,向西北方向移动趋势明显;东部和中部旅游生态效率与旅游经济发展水平的脉冲响应最终趋于平稳,西部地区响应程度偏弱;旅游经济发展水平对旅游生态效率的贡献率随时间发展趋于升高,旅游生态效率对旅游经济发展水平的贡献程度随时间发展逐步降低。     

基于区间数多目标规划的河北省水资源与产业结构优化

河北省日益尖锐的水资源供需矛盾已经成为影响社会经济持续发展和生态建设的主要制约因素。论文在河北省宏观经济水资源和水环境投入产出表基础上,建立了产业结构的区间数多目标优化模型,确立了3个目标函数以及相应的约束条件,并对产业结构的优化调整进行了模型计算,结合相关政策分析设计了产业结构调整方案,即适当扩大农林牧渔业、食品加工业、木材加工业、非金属制品业、服务业、建筑业以及商业饮食业所占比重;对于开采洗选业、金属加工业、纺织服装业、造纸印刷业以及能源供应业等行业可适当减少产值规模,其他行业基本不变。执行调整方案后,预计产业增加值最高可达55 181.708亿元,最低为51 191.163亿元,平均值为53 186.436亿元;用水总量可控制在151.67×10⁸~176.02×10⁸ t范围内,COD排放量则可控制在117.31×10⁴~136.80×10⁴ t之间。调整后的产业机构更能适应河北省可持续发展的需要。     

长江经济带二氧化碳净排放时空演变特征及脱钩效应

研究区域CO₂净排放,对“碳中和”战略的实现具有重要意义.以长江经济带为例,在揭示1999～2018年长江经济带CO₂净排放时空演变特征的基础上,分析长江经济带不同区域社会发展与CO₂净排放的脱钩效应,以期为差异化区域产业发展和碳减排路径提供支持.结果表明：(1)1999～2012年长江经济带CO₂排放量上升了2 244.23×10⁶ t,碳汇量在研究时间段增长了148.07×10⁶ t;(2)长江经济带呈现“变绿”趋势,2013～2018年中高碳汇量区域(NPP>800 g·m^-2,以C计)面积较1999～2012年上升了23.25%;(3)长江经济带下游经济社会发展与CO₂净排放脱钩效应较强,上、中和下游强脱钩城市占长江经济带强脱钩城市的比例分别为12%、34%和54%.     

塔里木盆地水资源利用与绿洲演变及生态平衡

按塔里木盆地水资源开发利用的历史、现状及未来发展,其与绿洲演变和生态平衡的关系为:原始阶段---生态自然平衡,古绿洲分布在河流下游;初级阶段---生态平衡失调,旧绿洲移向山前平原;低效阶段---生态环境恶化,新绿洲多分布在旧绿洲外围;合理阶段---生态恢复改善,绿洲由外延转向内部挖潜;高效阶段---生态实现良性循环,绿洲面积稳定生产力显著提高。现塔里木盆地水资源利用仅为低效阶段,必须加速水利建设,尽快实现合理、高效利用,才能使生态环境得到改善。     

水资源与社会经济发展要素时空匹配特征——以张家口为例

水资源短缺已成为制约区域经济社会发展的重要因素,协调水资源与社会经济关系是水资源可持续利用的关键。以张家口为例,采用洛伦兹基尼系数和不均衡指数模型对水资源与社会经济发展要素的时空匹配特征进行研究,结果表明：2004—2015年张家口水资源与人口、耕地面积分布处于“匹配比较合理”和“相对匹配”状态,水资源与经济布局匹配呈现出由“完全不匹配”状态逐渐转变为“相对不匹配”状态。在空间匹配演化方面,水资源与人口、耕地面积的匹配度变化不大。水资源与经济匹配结果表明在水资源禀赋越差的地区,经济增速越快,水资源与经济的空间匹配状况越差。张家口水资源与社会经济发展要素时空匹配特征研究,对于指导区域水资源合理开发利用具有重要的现实意义。     

1952-2016年长江经济带天然与人为氮输入时空演变

过量氮输入是水体氮污染的关键驱动因子，解析氮输入的结构和时空变化模式成为氮素环境管理的重要基础和难点.基于1952—2016年长江经济带各地区氮活动数据，分别构建了天然氮输入和人为氮输入模型，评估了氮输入负荷的时空变化特征.结果表明：①长江经济带氮输入负荷总体越过EKC曲线拐点进入由增长向下降的发展阶段，拐点出现在人均GDP为35777~36299元·人^-1时，发生时间为"十二五"时期，主要原因是化肥和食物输入下降；②氮输入负荷存在显著的时空差异，东部地区表现为倒U型，中部为S型，西部为J型，表明氮负荷存在从东向西的空间转移，西部地区成为氮输入负荷增长的热点地区，这与东部地区化肥施用量下降有关；③人为输入是长江经济带氮输入的主要来源，输入量及其占总输入的比例均呈现显著的增长趋势，空间上表现为从西到东部逐步递增的变化规律，与氮驱动力分布一致；④植被的多年平均固氮量为1771 kg·km^-2·a^-1，其中，非农作物的固氮速率为763 kg·km^-2·a^-1，植被固氮量的年际波动较小，天然输入对长江经济带总体氮输入影响较小.     

长江水质评价与沿江产业发展决策

长江干流水质基本良好,攀枝花以上江段属一类水,以下江段绝大部分属二,三类水,但长江干流大中城市江段已出现岸边污染带,达不到三类水要求。长江沿江城市内河均已受到较严重污染,许多内河达不到四、五类水要求。沿江湖泊、城市内湖和自来水取水水源也已受到不同程度污染。长江水质污染与沿江产业发展有密切关系。现仍可在沿江布局新工业和耗水企业,但主要应布局在中上游或稀释能力大的江段;沿江工业发展不宜超速;应搞好区域产业结构调整,长江三角洲地区宜发展高技术产业和高层次第三产业;抓好自来水厂选址工作,严格禁止在水源水附近上游布局污染企业。     

长江经济带突发水污染风险分区研究

长江经济带突发水污染事件频发,对区域人群健康和生态安全造成严峻挑战.环境风险分区是环境风险管理的基础和有效工具.本研究以2015年为基准年,基于环境统计数据、DEM数据、水质监测断面数据和基础地理数据,综合考虑了水系流向、水系级别及水质等因素,以1 km×1 km的网格为基本单元,对长江经济带开展突发水污染风险分区.结果表明:①高风险区面积为3348.9 km~2,占评估区总面积的0.16%;较高风险区面积为26030.7 km~2,占比1.27%;中风险区面积为97971.1 km~2,占比4.79%;低风险区面积为1916838.7 km~2,占比93.77%;②从沿长江干流两岸分布来看,高风险区面积沿长江上游至下游呈逐渐增加趋势,主要集中分布在重庆市中部、湖北省东部、安徽省东部、江苏省中西部、浙江省北部、上海市西部等地;③从沿长江主要支流两岸分布来看,高风险区主要分布在嘉陵江南段、乌江南段、汉水东段、湘江北段、赣江北段等.研究结果可为长江经济带生态环境管理提供科学依据.     

城市化进程中长江经济带长江干流水化学演变特征及影响因素

快速的城市化过程对城市周边水体水化学组成特征产生了诸多影响.为揭示长江经济带城市群发展对长江水化学特征的影响,于2020年10—11月沿长江干流,采集了四川宜宾至上海145个河流水样,并对比了历史水化学数据.同时,运用数理统计、离子比值法等方法探究了长江经济带平水期水化学特征.结果表明：长江河水的主要水化学类型为HCO₃·SO₄-Ca型,主要受流域内分布的碳酸盐岩等岩石风化作用控制;河水中阳离子以Ca²⁺为主,阴离子以HCO₃^-为主,Cl^-浓度沿径流方向升高,Ca²⁺和Mg²⁺浓度沿径流方向先升高后降低,SO₄^2-浓度沿径流方向逐渐上升,HCO₃^-浓度沿径流方向降低;城市化进程中,由于人类活动和工业活动加剧,除HCO₃^-外,Ca²⁺、Mg²⁺     

基于结构分解法的长江经济带产业排水量驱动因素评估

为分析长江经济带产业排水量变化的驱动因素,以2002年、2007年和2012年长江经济带11省市投入产出表、排水估计量为基础,利用基于投入产出的结构分解法对各省市数据进行比较静态分析,对驱动产业排水量变化的因素进行分解及定量评估,包括节水减排效应、投入结构效应、需求结构效应及规模效应.结果表明:①长江经济带产业排水量由增长趋势变为下降趋势,2002—2007年排水量增长了16.9%,2007—2012年排水量降低了0.4%,2002年、2007年、2012年产业平均耗水率为46%,上海市、江苏省等省市产业排水量下降趋势明显.②规模效应是驱动各省市产业排水增加的主要因素,其在2002—2007年、2007—2012年带动排水量分别增长了67%和61%;规模效应影响逐渐分化,上海市、江苏省、浙江省规模效应带动产业排水量增幅逐渐减弱.③节水减排效应是驱动排水量减少的最主要因素,其在2002—2007年、2007—2012年带动排水量分别减少了35%和60%,节水减排效应影响逐渐增强,各省市排水强度明显降低.④长江经济带大部分省市的需求结构效应驱动产业排水量不断减少,其驱动力的绝对值呈增长趋势;投入结构效应对产业排水量的驱动力较弱且变化规律性不明显.建议长江经济带通过技术进步、应用创新等提高清洁生产能力,通过需求及投入结构优化带动产业结构调整,对进一步降低产业排水量具有一定价值.      

长江经济带乡村性的时空分异格局及驱动机制

乡村性是描述乡村地域特征的重要指标,其时空分异可以有效反映乡村发展及转型的基本面。聚焦我国重大国家战略发展区域“长江经济带”,采用乡村性指数测度模型及探索性空间数据分析探究2000年、2005年、2010年及2017年长江经济带县域乡村性的时空分异格局,并运用GWR模型重点分析影响因素的空间异质性。结果表明：（1）2000—2017年,长江经济带县域乡村性总体有所减弱,空间上呈现“东部低、中西部高”的特点;县域乡村性在城市群（圈）、省会及大城市附近呈现较低水平,向外围逐渐升高。（2）乡村性高高集聚主要分布在中西部的传统农区,随时间推移明显缩减;低低集聚则集中在长三角、武汉、长株潭等城市群（圈）地区,且整体格局较为稳定。（3）农业技术、政府支持、资本投入、市场调节因素能促进乡村发展及转型,其中,农业技术的作用最强。自然环境和区位条件则兼具促进和限制作用。这些影响因素对不同地区乡村发展及转型的影响存在差异性,未来制定区域乡村发展策略应针对不同地区分类精准施策。     

长江经济带工业企业绿色创新效率的演变规律

在考虑非期望产出的前提下,采用超效率非期望两阶段网络DEA法测算2008~2016年长江经济带工业企业绿色创新效率,运用对数平均权重分解法（LMDI）对其影响因素进行分解,并估算各因素的实际贡献份额和区域差异.结果发现：长江经济带整体工业企业绿色创新效率均值为0.2710,即样本期内并未实现DEA有效,呈现出从下游地区向上游地区依次递减的趋势;并且下游与中游、上游地区工业企业之间的平均绿色创新效率水平差距呈现出逐渐扩大趋势,发展态势明显不平衡;整体上自身创新效应对工业企业绿色创新效率影响最大,剩余依次为工业企业消化吸收效应、购买国内技术效应、引进技术效应、技术改造效应和工业污染治理效应;新产品开发经费效应在第一和第二阶段一直处于主导地位;吸收消化经费和购买国内技术经费对工业企业绿色创新效率的正向促进作用明显;吸收消化和购买国内技术经费的增加在两阶段中的表现一致,但第二阶段的效应量下降明显;各因素对工业企业绿色创新效率的贡献差异呈现自东向西的减弱趋势,但中部地区的效应量不高;从时间变化趋势来看,长江经济带平均效应量整体呈现增加的趋势,但在"十二五"期间总效应量则呈现递减趋势.此外,上游和中游地区各因素效应量促进了工业企业绿色创新效率的提升.     

长江三角洲城市群工业污染时空演化及其驱动因素

基于2003~2015年长江三角洲（以下简称长三角）城市群26个城市工业废水和工业SO₂排放数据,采用标准差椭圆、地理集中指数、工业环境绩效指数、空间形态差异指数等方法从宏观和微观视角对长三角城市群工业污染时空演化进行分析,同时采用对数平均迪氏分解（LMDI）模型对其工业污染排放主要驱动因素进行分解.研究发现：2003~2015年工业废水和工业SO₂排放量分别下降了16.97%和28.79%,但占全国比重仍然较高,尤其是工业废水对生态环境胁迫较大.2种工业污染空间形态均呈现出北（偏西）-南（偏东）的空间分布形态,而2种工业污染重心移动轨迹并不一致,工业废水重心总体上朝向东（偏南）方向迁移了12.85km,而工业SO₂重心总体上朝向西（偏北）方向迁移了26.89km.此外,2种工业污染主要集中分布于长江沿岸城市且污染集中度指数由高到低大致呈半圈层状向周围递减.工业发展与工业污染空间形态演变具有一致性,工业废水重心和工业SO₂重心与工业发展重心距离均在逐渐缩小,而2种工业污染-环境绩效空间分布格局并不完全一致.驱动因素方面,环境规制引起的技术改善效应是工业污染排放量减少的主要原因,而由环境规制引起的产业结构效应对工业污染排放量的影响则取决于区域发展政策,经济发展效应是工业污染排放量增加的主要原因,人口规模效应对工业污染排放量的影响较小.