地理学

中国能源消费碳排放强度及其影响因素的空间计量

程叶青，王哲野，张守志，等

摘要：目的：碳排放所引起的全球气候变化对人类经济社会发展构成了严峻的挑战，中国快速工业化和城市化带来的碳排放问题引起国际社会的广泛关注。中国政府承诺，到2020年GDP碳排放强度较2005年降低40%～45%，这一目标的实现有赖于全国层面社会经济和产业结构的实质性转型，更有赖于省区层面节能减排的具体行动。因此，在全国碳减排目标框架下，阐明中国省级尺度能源消费碳排放强度的时空演变特征，识别碳排放强度的主要影响因素，可为制定合理的碳减排差异化政策提供科学的参考依据。方法：依据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）提供的方法，选取8类主要化石能源估算碳排放量，在此基础上测算了中国 1997—2010年和各省区1997、2000和2010年能源消费碳排放强度。采用空间自相关分析方法，阐释中国省区尺度能源消费碳排放强度时空特征及空间关联类型。采用空间面板计量模型，探讨了总人口，人均GDP、能源强度、能源结构、产业结构、城市化率、外贸开放度和外商直接投资等因素对中国能源消费碳排放强度时空格局变化的影响。结果：估算结果和空间分析表明，（1）1997—2010年，中国能源消费CO2排放总量年均增长率为7.15%，而GDP年均增长率达11.72%，能源消费碳排放强度呈下降态势。（2）1997—2010年，中国能源消费碳排放强度Moran’s I指数均为正值，正态统计量z值均通过5‰水平显著性检验，表明省区间碳排放强度呈显著的空间自相关。（3）中国能源消费碳排放强度呈北高南低的空间特征，西北与东北省区碳排放强度较高，东南沿海省区碳排放强度较低，但高碳排放强度的省区数量减少，低碳排放强度省区的数量大幅度增加。（4）中国省区能源消费碳排放强度以HH型和LL型空间集聚为主，HH型省区主要分布在西北内陆和东北地区，空间集聚程度有所减弱；LL型省区则集中分布于东部沿海地带，空间集聚程度有所增强。中国能源消费碳排放强度具有一定的空间锁定或路径依赖特征。（5）传统混合面板模型、SLM、SEM和SDM估计和残差检验结果对比分析表明，SDM拟合效果最优，其中，能源结构、能源强度、城市率和产业结构4个因素均通过了1%显著性水平检验，是影响中国能源消费碳排放强度时空变化的主要因素，且具有负的溢出效应和反馈效应，这种反馈效应源于4个因素空间滞后变量和空间被解释变量的交互作用形成的综合效应。结论：碳排放问题是全球性的热点问题，中国经济快速增长带来的碳排放引起国际社会的广泛关注。在经济和社会转型过程中，提高能源利用效率，优化能源结构和产业结构，走低碳之路，以及实行节能减排省区联动策略是推动中国实现节能减排目标的重要途径。西北和东北应转变以煤为主的高消耗和高污染能源消费结构，促进经济增长方式和发展模式的实质性转型；东部沿海地区应强化新能源、新材料、高新技术和高端服务业发展，走质量与效率并重，绿色、低碳和节约型可持续之路。碳排放核算也是学术研究的前沿领域，既有指标选取和评判标准的科学性问题，也有研究方法的适用性和合理性问题。在碳排放强度的空间自相关分析中，空间权重确定、距离摩擦系数估算及经济、人力和资本流的空间影响等问题应给予更多关注。空间面板模型分析除了考虑系统内部空间单元的相关性，系统外与之相邻空间单元的影响如何纳入模型也需要深入研究。

来源出版物：地理学报, 2013, 68(10): 1418-1431

入选年份：2016

生态阻力面模型构建及其在城市扩展模拟中的应用

叶玉瑶，苏泳娴，张虹鸥，等

摘要：目的：城市扩展模拟一直都是地理学研究的热点与难点。由于城市扩展过程受社会、经济、政策、自然、生态等各种因素的复杂影响，因此往往表现出不确定性，准确模拟城市扩展具有相当难度。相比而言，环境生态因素对于城市扩展的约束是相对恒定的，这促使我们产生从生态约束的角度建立城市扩展阻力模型的想法。在改进最小累积阻力模型（MCR）的基础上创建适合于城市扩展模拟的生态阻力面模型（UEER），并应用于广州市城市扩展模拟中。方法：（1）方法构建：基于最小累积阻力模型（MCR）进行方法创新，在模型中引入不同等级源的相对阻力因子K，并考虑生态障碍对于城市扩展的刚性约束，构建适合于城市扩展模拟的生态阻力面模型（UEER）。根据土地利用覆盖数据，将现状城市用地确定为源，再根据源的扩展能力差异，将源分为n级。从地形坡度、植被覆盖、土地覆盖、生态敏感性、生态重要性以及与道路的关系等6个方面评价生态阻力，结合生态障碍分布图，生成生态阻力基面的综合评价图。使用ArcGIS中Reclass模块中reclassify功能在生成的城市扩展生态阻力面上进行边界提取，模拟城市建设用地增长至不同规模时的边界。（2）方法应用：以广州为例，利用土地利用第二次调查数据、遥感影像数据、DEM数据以及其他生态要素相关数据，通过源的确定与分级、基面阻力综合评价、UEER模型运算等步骤，构建城市扩展的生态阻力面，模拟城市用地扩展至不同规模情景时的空间分布及边界，并与MCR模型结果进行对比分析。结果：（1）基于UEER模型，可以模拟出广州城市建设用地规模增长至1000 km2、1500 km2、2000 km2时的情景，能够反映城市建设用地增长至各个规模时城市用地的边界与空间形态。（2）基于UEER模型与基于 MCR模型的模拟结果差别显著，前者更加符合实际情况并体现生态保护的要求。从海珠区局部的对照结果显示，MCR模型由于未考虑珠江水系以及南部万亩果园等生态障碍的刚性约束，结果造成城市扩展对珠江水系以及万亩果园的侵占与蚕食，相比而言，基于UEER模型的模拟结果更有利于保护珠江水系以及万亩果园等重要的生态要素。增城局部的对照结果显示，由于UEER模型考虑了源的扩展能力，模拟结果相比MCR模型结果表现得更加收敛，扩展规模也明显减小，这更加符合实际情况。结论：（1）UEER模型的实质在于以逆向思维解决不确定性问题，从生态阻力综合评价入手构建城市扩展的生态阻力面，用以判断生态约束下城市扩展的空间运动趋势，为城市扩展模拟提供了一种新的思路和新的方法，同时也为生态政策的制定与评估提供了一种有效的情景模拟工具，可以在政策评估与规划辅助决策中发挥重要作用。（2）与基于 MCR模型的模拟结果相比，基于UEER模型的模拟结果更加符合实际并体现生态保护的要求。从城市扩展的规模与强度控制来看，模拟结果更加符合实际需求，并体现政策调控方向。从城市形态以及与生态要素的关系来看，一些重要的生态要素在快速城市化进程中能够得以保留，同时生态障碍作为生态隔离，能够有效地防止城市的蔓延式扩展，从而使城市扩展表出明显的组团式特征。

来源出版物：地理学报, 2014, 69(4): 485-496

入选年份：2016