地理學

中國能源消費碳排放強度及其影響因素的空間計量

程葉青，王哲野，張守志，等

摘要：目的：碳排放所引起的全球氣候變化對人類經濟社會發展構成了嚴峻的挑戰，中國快速工業化和城市化帶來的碳排放問題引起國際社會的廣泛關注。中國政府承諾，到2020年GDP碳排放強度較2005年降低40%～45%，這一目標的實現有賴于全國層面社會經濟和產業結構的實質性轉型，更有賴于省區層面節能減排的具體行動。因此，在全國碳減排目標框架下，闡明中國省級尺度能源消費碳排放強度的時空演變特征，識別碳排放強度的主要影響因素，可為制定合理的碳減排差異化政策提供科學的參考依據。方法：依據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）提供的方法，選取8類主要化石能源估算碳排放量，在此基礎上測算了中國 1997—2010年和各省區1997、2000和2010年能源消費碳排放強度。采用空間自相關分析方法，闡釋中國省區尺度能源消費碳排放強度時空特征及空間關聯類型。采用空間面板計量模型，探討了總人口，人均GDP、能源強度、能源結構、產業結構、城市化率、外貿開放度和外商直接投資等因素對中國能源消費碳排放強度時空格局變化的影響。結果：估算結果和空間分析表明，（1）1997—2010年，中國能源消費CO2排放總量年均增長率為7.15%，而GDP年均增長率達11.72%，能源消費碳排放強度呈下降態勢。（2）1997—2010年，中國能源消費碳排放強度Moran’s I指數均為正值，正態統計量z值均通過5‰水平顯著性檢驗，表明省區間碳排放強度呈顯著的空間自相關。（3）中國能源消費碳排放強度呈北高南低的空間特征，西北與東北省區碳排放強度較高，東南沿海省區碳排放強度較低，但高碳排放強度的省區數量減少，低碳排放強度省區的數量大幅度增加。（4）中國省區能源消費碳排放強度以HH型和LL型空間集聚為主，HH型省區主要分布在西北內陸和東北地區，空間集聚程度有所減弱；LL型省區則集中分布于東部沿海地帶，空間集聚程度有所增強。中國能源消費碳排放強度具有一定的空間鎖定或路徑依賴特征。（5）傳統混合面板模型、SLM、SEM和SDM估計和殘差檢驗結果對比分析表明，SDM擬合效果最優，其中，能源結構、能源強度、城市率和產業結構4個因素均通過了1%顯著性水平檢驗，是影響中國能源消費碳排放強度時空變化的主要因素，且具有負的溢出效應和反饋效應，這種反饋效應源于4個因素空間滯后變量和空間被解釋變量的交互作用形成的綜合效應。結論：碳排放問題是全球性的熱點問題，中國經濟快速增長帶來的碳排放引起國際社會的廣泛關注。在經濟和社會轉型過程中，提高能源利用效率，優化能源結構和產業結構，走低碳之路，以及實行節能減排省區聯動策略是推動中國實現節能減排目標的重要途徑。西北和東北應轉變以煤為主的高消耗和高污染能源消費結構，促進經濟增長方式和發展模式的實質性轉型；東部沿海地區應強化新能源、新材料、高新技術和高端服務業發展，走質量與效率并重，綠色、低碳和節約型可持續之路。碳排放核算也是學術研究的前沿領域，既有指標選取和評判標準的科學性問題，也有研究方法的適用性和合理性問題。在碳排放強度的空間自相關分析中，空間權重確定、距離摩擦系數估算及經濟、人力和資本流的空間影響等問題應給予更多關注。空間面板模型分析除了考慮系統內部空間單元的相關性，系統外與之相鄰空間單元的影響如何納入模型也需要深入研究。

來源出版物：地理學報, 2013, 68(10): 1418-1431

入選年份：2016

生態阻力面模型構建及其在城市擴展模擬中的應用

葉玉瑤，蘇泳嫻，張虹鷗，等

摘要：目的：城市擴展模擬一直都是地理學研究的熱點與難點。由于城市擴展過程受社會、經濟、政策、自然、生態等各種因素的復雜影響，因此往往表現出不確定性，準確模擬城市擴展具有相當難度。相比而言，環境生態因素對于城市擴展的約束是相對恒定的，這促使我們產生從生態約束的角度建立城市擴展阻力模型的想法。在改進最小累積阻力模型（MCR）的基礎上創建適合于城市擴展模擬的生態阻力面模型（UEER），并應用于廣州市城市擴展模擬中。方法：（1）方法構建：基于最小累積阻力模型（MCR）進行方法創新，在模型中引入不同等級源的相對阻力因子K，并考慮生態障礙對于城市擴展的剛性約束，構建適合于城市擴展模擬的生態阻力面模型（UEER）。根據土地利用覆蓋數據，將現狀城市用地確定為源，再根據源的擴展能力差異，將源分為n級。從地形坡度、植被覆蓋、土地覆蓋、生態敏感性、生態重要性以及與道路的關系等6個方面評價生態阻力，結合生態障礙分布圖，生成生態阻力基面的綜合評價圖。使用ArcGIS中Reclass模塊中reclassify功能在生成的城市擴展生態阻力面上進行邊界提取，模擬城市建設用地增長至不同規模時的邊界。（2）方法應用：以廣州為例，利用土地利用第二次調查數據、遙感影像數據、DEM數據以及其他生態要素相關數據，通過源的確定與分級、基面阻力綜合評價、UEER模型運算等步驟，構建城市擴展的生態阻力面，模擬城市用地擴展至不同規模情景時的空間分布及邊界，并與MCR模型結果進行對比分析。結果：（1）基于UEER模型，可以模擬出廣州城市建設用地規模增長至1000 km2、1500 km2、2000 km2時的情景，能夠反映城市建設用地增長至各個規模時城市用地的邊界與空間形態。（2）基于UEER模型與基于 MCR模型的模擬結果差別顯著，前者更加符合實際情況并體現生態保護的要求。從海珠區局部的對照結果顯示，MCR模型由于未考慮珠江水系以及南部萬畝果園等生態障礙的剛性約束，結果造成城市擴展對珠江水系以及萬畝果園的侵占與蠶食，相比而言，基于UEER模型的模擬結果更有利于保護珠江水系以及萬畝果園等重要的生態要素。增城局部的對照結果顯示，由于UEER模型考慮了源的擴展能力，模擬結果相比MCR模型結果表現得更加收斂，擴展規模也明顯減小，這更加符合實際情況。結論：（1）UEER模型的實質在于以逆向思維解決不確定性問題，從生態阻力綜合評價入手構建城市擴展的生態阻力面，用以判斷生態約束下城市擴展的空間運動趨勢，為城市擴展模擬提供了一種新的思路和新的方法，同時也為生態政策的制定與評估提供了一種有效的情景模擬工具，可以在政策評估與規劃輔助決策中發揮重要作用。（2）與基于 MCR模型的模擬結果相比，基于UEER模型的模擬結果更加符合實際并體現生態保護的要求。從城市擴展的規模與強度控制來看，模擬結果更加符合實際需求，并體現政策調控方向。從城市形態以及與生態要素的關系來看，一些重要的生態要素在快速城市化進程中能夠得以保留，同時生態障礙作為生態隔離，能夠有效地防止城市的蔓延式擴展，從而使城市擴展表出明顯的組團式特征。

來源出版物：地理學報, 2014, 69(4): 485-496

入選年份：2016