基于碳汇潜力的碳排放空间关联网络结构特征及影响因素——以长江中游城市群为例

考虑碳汇潜力的碳排放空间关联是促进城市群协同减排的重要基础,更是实现碳中和的有力抓手。以长江中游城市群为研究区,对传统引力模型进行修正,构建兼具碳汇潜力的碳排放空间关联网络,采用社会网络分析(SNA)和二次指派程序方法(QAP)探究长江中游城市群碳排放空间关联网络的时空特征与影响因素。结果表明:①研究期间长江中游城市群碳排放网络关联关系数、网络密度和网络关联度呈增长趋势,网络效率和网络等级度不断下降,且网络等级度在2010年后始终为0,表明碳排放空间关联网络日益稠密、网络通达性较强,存在多重叠加的溢出渠道,但等级结构并不森严。基于碳汇潜力的长江中游城市群碳排放空间关联网络从“双核化”向“多极化、多线程”网络形态发展,核心城市的扩散作用不断增强。此外,以抚州、宜昌、鹰潭、上饶和吉安等为代表的高碳生态承载力地区,在碳排放空间关联网络中的受益关联性大于溢出关联性。②2020年,长江中游城市群碳排放空间关联网络形成四大板块,相较于板块内部成员间的碳排放空间关联效应,板块间的碳排放空间关联效应更为明显,即板块间的“碳排放转移”效应较为普遍。净溢出板块主要分布在武汉都市圈、宜荆荆都市圈和长株潭城市群外围城市,处于网络核心圈层位置;净受益板块主要分布在环鄱阳湖城市群东部,“碳排放避难所”效应显著。经纪人板块集中在环鄱阳湖城市群西部,板块间表现出“净溢出板块→经纪人板块→净受益板块”的碳排放传递路径,呈现出明显的“梯度转移”特征。双向溢出板块主要位于长江中游城市群西部,对净溢出和净受益板块都存在碳排放的空间溢出。研究期内,净溢出板块的成员虽然有所变化但总数保持不变,经纪人板块的成员有所增加,而净受益和双向溢出板块的成员均减少,环鄱阳湖城市群的“碳排放避难所”效应有所弱化。③地理邻近关系能够促进城市间碳排放关联关系的建立,而城市间的经济集聚程度、土地利用强度和经济发展水平上的互补性,促使碳排放空间关联网络随着城市间分工与协作的加强而呈现出千里“碳缘”一线牵的特点。

数字经济产业区域协同发展机理及路径研究--基于江西与粤港澳、长三角、长江中游城市群协同发展视角

数字经济产业区域协同发展对推动区域经济效率变革、质量变革和动力变革具有积极推动作用。近年来,江西充分发挥毗邻粤港澳大湾区、长三角以及位居长江中游城市群的地理优势,积极推动数字经济产业区域协同发展,打造了赣深电子信息产业集聚区、承接长三角数字产业转移示范区、赣湘电子信息产业园等,为江西数字经济产业高质量发展奠定了扎实基础,但是在数字经济产业区域协同发展过程中仍然存在协同规划缺乏、协同层次偏低、协同结构失衡、产业数字化滞后、数字技术协同创新弱和数据要素共建共享不畅等问题。这需从强化规划引领、提高协同层次、优化协同结构、加快数字化转型、推动数字技术协同创新和促进数据互联互通共用等方面加以破解。

长江中游城市群交通一体化建设存在的问题与推进建议

交通一体化能促进生产要素高效流动与整合,有力推动区域经济与社会一体化发展和经济内循环顺利实现。长江中游城市群在交通一体化方面取得很大进展,不仅建立完备的由铁路、公路、地铁、航空、水运等运输方式组成的综合交通运输网络,而且在交通管理与服务方面实现一定程度的信息化与智能化。但长江中游城市群交通一体化建设存在政府与市场配合度不高,缺乏统一的跨区域整体规划和协调机制,各种交通方式互联互通效率低下,智能交通建设落后等困难与问题。可以通过提高政府一体化建设积极性与市场参与度,破除行政壁垒,建立一体化管理协调机制,发展多式联运促进互联互通,增强交通管理与服务的信息化和智能化建设等,进一步推进长江中游城市群交通一体化建设,以服务区域经济内循环和城市群的整体发展。

长江中游城市群生态效率测度与影响因素分析——基于Super-SMB和Tobit模型

生态效率是衡量经济发展质量和可持续性的重要指标。本文运用Super-SMB模型对长江中游城市群28个主要城市2010—2019年的生态效率作出了量化测算,并基于Tobit回归模型实证检验了其与人口密度、(以第三产业占比表示的)产业结构、政府科技支出水平、对外开放水平等四种潜在影响因素之间的相关性,结果显示:长江中游城市群生态效率在10年观察期内整体呈波动上升态势,但各城市之间差异显著;影响因素方面,人口密度、产业结构分别与长江中游城市群生态效率呈显著和微弱的负相关关系,政府科技支出、对外开放水平则与长江中游城市群生态效率呈显著正相关关系。

长江中游河岸形态特征及稳定性判别阈值

三峡工程运用后,长江中游河床持续冲刷,局部段崩岸现象频发,威胁中游河道防洪安全。本文基于实测数据,揭示了中游河岸形态特征参数的统计规律,并提出了河岸稳定性的判别阈值。结果表明:中游各河段内水下坡比的概率密度总体上符合对数正态分布,当外界因素(来水来沙条件变化或护岸工程实施)导致河岸稳定性降低或增强时,其实际的分布规律会偏离对数正态分布,且其偏离程度可作为判定河段整体稳定性的依据;河型变化对河岸坡比的概率密度分布规律没有明显影响,但对于相对深泓位置的影响相对较为明显;上荆江、下荆江、城汉与汉湖河段的水下坡比阈值分别为>0.22、>0.18、>0.20和>0.28,大于下层河岸土体的休止角对应的坡比(约0.16),表明只有河岸下层土体冲刷到一定程度后,崩岸现象才会发生,符合其动力学过程;各河段内深泓位置的阈值均为离河岸小于平滩河宽的距离的10%。此外,采用提出的稳定性判别阈值确定了2020年长江中游易发生崩岸的区域分布,与实际巡查结果符合较好。

长江中游牛轭湖湿地含水层沉积物中铁和有机质组成对砷赋存形态的影响

以长江中游天鹅洲故道牛轭湖湿地为研究对象,研究了长江中游牛轭湖湿地内外侧C3、C5两个典型钻孔沉积物中砷、铁赋存形态和有机质组成差异,并结合内外侧沉积环境的差异,查明了牛轭湖湿地内外侧不同沉积环境中铁-有机质耦合作用对含水层沉积物中砷赋存形态的影响。结果表明:牛轭湖湿地外侧C3钻孔0~<10m浅层沉积物中含有更多的吸附在无定形铁氧化物和腐殖质类有机质上的强吸附态砷,牛轭湖湿地内侧C5钻孔沉积物中含有更多与硅酸盐铁结合的低活性砷;牛轭湖湿地外侧浅层沉积物中富含黏土矿物以及粒径偏细、风化程度较高的湖相沉积环境使得铁-有机质-砷共同富集,牛轭湖湿地内侧沉积物粒径偏粗、风化程度偏低的河流相沉积环境不利于活性砷和黏土矿物、有机质的赋存。

长江中游宜昌—监利河段洪峰沙峰异步传播特性及成因分析

洪峰沙峰异步传播会对河床演变产生重要影响,三峡水库蓄水以来,长江中游沙量更加集中于场次洪水,明确场次洪水过程的洪峰沙峰异步运动变化对深入认识水库下游河道冲淤调整尤为重要,但目前对于三峡水库蓄水前后长江中游洪峰沙峰异步特性变化及成因的认识还存在局限。本文基于长江中游宜昌—监利河段1993—2020年的实测水文资料,分析三峡水库蓄水运行前后坝下游的洪峰沙峰异步特性产生和变化的原因。结果表明:三峡水库蓄水前,宜昌—监利的场次洪水沙峰通常滞后于洪峰;三峡水库蓄水后,尤其是实施中小洪水调度期间,宜昌站沙峰滞后现象更加显著,坝下泥沙的补给效应减弱了沿程传播过程中沙峰的滞后特性。本文可为长江中下游防洪安全和优化水库运行管理等研究提供科学支撑。

长江中游城市群城市土地利用效率及影响因素——基于非预期超效率SBM模型和空间计量分析

本文以长江中游城市群36个地级市为研究对象,基于2000-2019年统计数据,运用非预期超效率SBM模型,综合计算评估长江中游城市群的土地利用效率和效率分解,并构建空间杜宾模型分析其影响因素。研究结果表明,长江中游城市群土地利用效率并没有实现联动发展,湖北省在地区土地利用中独自领先,湖南省和江西省既没有在内部形成聚集,且与湖北省及其周边城市也缺乏联动。在空间杜宾计量模型分析中,外溢性较小的地区发展因素对土地利用效率推动最大,间接反映出长江中游城市群内部省际要素流动不太通畅,土地利用效率具有高度自我强化特性,现有高效利用的土地会进一步强化土地后续的高效率配置。

长江中游戴家洲河段滩群联动演变及其对航道工程的响应机制

航道浅滩演变与滩槽形态调整具有强关联性,识别滩槽形态、河床冲淤与航道工程的响应关系,对评估航道工程实施效果具有重要意义。以长江中游戴家洲河段为对象,采用1954—2022年期间实测水沙和地形资料,解析滩群演变联动关系及对航道工程的响应机制。结果表明:①自然水沙阶段(2008年以前),巴河边滩与池湖港边滩关联性强,池湖港边滩淤涨并减弱了燕矶节点挑流作用,加速了戴家洲洲头低滩上延,而巴河边滩淤涨使得戴家洲洲头低滩冲刷,但流域来沙量减少增加了洲头低滩冲刷速率;戴家洲汊道分流关系不稳定且汉口站相同流量条件下的右汊分流比为减少态势,来沙量低的大水年份加速戴家洲右缘蚀退并为乐家湾边滩淤宽提供了空间。②航道工程影响阶段(2008年以来),航道工程实施使得戴家洲洲头低滩上延,其右缘冲刷应引起重视;戴家洲汊道进口段航道工程压缩了河道横向空间并加速了巴河边滩冲失趋势,池湖港边滩侧蚀使得分汊段水流分散程度增加,不利于汊道进口段浅滩水动力的稳定或增强;戴家洲右缘洲体守护后的完整性增强,乐家湾边滩由淤涨转为冲刷过程形成的分离体进入航槽并碍航,6m水深航道工程实施后乐家湾边滩完整性增强,右汊中下段浅区航道条件改善。

长江中游护滩服役状态评价体系

随着长江航道建设的快速发展,维护管理好在役的航道整治建筑物成为一项重要工作。目前国内针对长江中常见的航道整治建筑物——护滩服役状态的相关研究较少。基于考虑指标模糊性的可拓云理论,建立护滩服役状态评价模型。依据监测信息、护滩历年维护经验和相关规范,构建了评价指标体系,并结合序关系法和熵权法,综合确定指标权重,经模型计算可以得到护滩所隶属的服役状态等级。将该模型应用于长江中游新九水道护滩服役状态评估,评价结果与工程实际情况吻合。验证表明,本文所建立的护滩服役状态评价模型可以正确识别护滩服役状态,指导护滩日常维护工作,推进长江航道养护智能化。

长江中游城市群创新网络的空间格局与动态演化——基于群内和跨群双视角的实证

文章基于2006—2021年城市间联合申请专利数据,运用社会网络分析法,从群内和跨群两个层面对长江中游城市群创新网络进行实证研究。结果表明:(1)长江中游城市群联合专利总量空间分布的“马太效应”显著,呈现低值区域包围中高值区域的“中心-外围”空间形态,区域内“一强众弱”特征明显。(2)长江中游城市群城市创新网络已形成以武汉、长沙、南昌为核心的稳定“三角形”格局,但创新网络的整体发展水平较低。武汉、长沙、南昌在整体网络中作为重要的创新枢纽有显著的资源辐射作用。此外,长江中游城市群创新网络具有较稳定的“核心-边缘”结构,但城市间协同创新水平总体较低,尚未形成密切的创新联系。(3)从跨群视角看,由于地理位置优势明显,现已构成以长江中游城市群为中心,以京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝城市群城市为主要合作对象的放射状跨群专利合作创新网络,跨群专利合作创新网络具有明显的“核心-边缘”结构,但随着跨群网络节点增多,网络密度波动较为明显,跨群专利合作创新网络稳定性整体弱于群内专利合作创新网络。

长江中游城市群创新网络演化及影响因素研究

区域一体化背景下,城市群成为推动区域创新协调发展的重要空间载体和增长极,创新活动由单一合作向网络化创新发展。研究利用长江中游城市群28个城市的发明专利合作数据构建创新网络,采用社会网络分析和QAP回归分析对2008—2019年长江中游城市群创新网络的演化进程和驱动机制进行了分析。研究表明:创新网络的规模持续扩张,创新联系增长迅速,创新网络结构从以武汉、长沙为中心的“双核心”结构发展为以武汉、长沙、南昌为中心的“三核心”结构;QAP回归分析发现,地理邻近性、制度邻近性、组织邻近性和地理邻近性对创新网络有显著的推动作用,产业邻近性对创新网络表现出抑制性。

产业空间关联网络对城市群经济韧性的影响——基于长江中游城市群数据的实证分析

近年来,国内外各式冲击频繁加剧,各区域所面临的内外部环境不确定性与日俱增,因而提高经济系统的抵御、调整和转型能力,即增强经济韧性成为把握新发展阶段、贯彻新发展理念和构建新发展格局的题中之义。选取长江中游城市群内27个主要城市为研究对象,应用改进的引力模型构建2010—2019年长江中游城市群产业空间关联网络,并从社会网络分析的角度测算产业空间关联网络中心度特征,实证检验长江中游城市群产业空间关联网络的三大中心度特征对城市群经济韧性的影响。结果表明:产业空间关联促进了城市群经济韧性的提升,并且在金融环境好、市场化程度高的城市以及非工业城市中,产业空间关联对经济韧性的提升作用更加显著。进而提出有助于长江中游城市群产业高质量发展、经济韧性水平攀升的政策建议。

旅游产业集聚与旅游生态安全的互动关系研究——以长江中游城市群为例

系统审视旅游产业集聚与旅游生态安全的互动关系对促进旅游高质量发展与生态可持续性发展具有重要意义。以长江中游城市群的26个城市为研究对象,基于区位熵和模糊物元模型分别测度2010—2021年各城市旅游产业集聚水平和旅游生态安全,并运用PVAR模型探讨旅游产业集聚与旅游生态安全的互动关系。研究结果表明:时间序列上,长江中游城市群旅游产业集聚水平和旅游生态安全整体呈现稳步上升的态势,旅游产业集聚水平的区域差异随时间变化不断提升,而旅游生态安全的区域差异则不断下降。空间分布上,长江中游城市群旅游产业集聚中高水平区占据主导地位,呈现出“环鄱阳湖城市群>环长株潭城市群>武汉城市圈”的格局;旅游生态安全呈现出以武汉市、南昌市与长沙市为主的“三足鼎立”的分布格局。长江中游城市群旅游产业集聚和旅游生态安全存在显著的互促关系,方差分解结果表明,旅游产业集聚和旅游生态安全受自身影响最大,且旅游产业集聚对旅游生态安全的影响远大于旅游生态安全对旅游产业集聚的影响。

长江中游通江湖泊对干流顶托作用变化规律

长江中游通江湖泊(洞庭湖和鄱阳湖)对干流的顶托作用直接关系到区域防洪安全。通过构造支流顶托强度指标并结合Copula函数,分析三峡水库蓄水前后两湖出流对长江干流顶托强度的变化和异同,讨论干支流流量分布和地形变化对两湖顶托强度变化的贡献。研究结果表明:①三峡水库蓄水后,对干流顶托强度变化方面,汛期洞庭湖变化不大、鄱阳湖明显减弱;枯水期洞庭湖略有增强、鄱阳湖变化不大。②干支流流量分布导致的汇流比变化和江湖交汇区地形调整综合影响导致了两湖蓄水后顶托强度变化的差异;三峡水库蓄水后,干支流流量分布变化使洞庭湖、鄱阳湖对干流平均顶托强度分别减弱5.11%和13.45%;干流河床冲刷加剧导致的交汇区干支流河床高程差增大使洞庭湖、鄱阳湖对干流平均顶托强度分别增强6%和0.9%。

长江中游城市群数字经济发展水平的区域差异与分布动态演进

基于2011—2020年长江中游城市群28个城市面板数据,利用熵权法测算其数字经济发展水平,并运用Dagum基尼系数和核密度估计等方法对长江中游城市群数字经济发展的区域差异、差异来源和分布动态进行分析。研究发现:(1)长江中游城市群各城市数字经济发展水平持续提升,区域数字经济发展总体趋于均衡。(2)Dagum基尼系数分解结果表明:在观测期间,武汉城市圈数字经济发展不均衡现象较为显著,环长株潭城市群和环鄱阳湖城市群区域内差异波动下降;三大区域之间的数字经济发展差距均呈下降趋势;从差异来源看,三大区域数字经济发展差异主要是由区域之间的超变密度构成。(3)从核密度曲线的分布特征来看,长江中游城市群总体和三大子区域的核密度曲线均呈现“长尾起峰”的态势,并且三大子区域内的数字经济发展水平差异呈扩大趋势。基于上述结论,长江中游城市群应全力提升区域数字经济发展水平,区域内各城市应因地制宜进行数字经济的差异化和特色化产业布局,并加强数字经济产业的跨区域政策沟通和协作。

融合星载LiDAR系统GEDI数据与Sentinel-2影像的长江中游洲滩典型禾本科植物高度动态研究

植物是大型河流生态系统的重要成分。但受气候变化和人类活动影响,洲滩禾本科植物高度不断发生调整,进而影响洲滩生境和河道防洪安全,故需长期监测。近年来,伴随着星载激光雷达(LiDAR)技术的发展,应用LiDAR卫星数据反演洲滩禾本科植物高度成为一种可能。本文融合新一代星载LiDAR系统GEDI数据与Sentinel-2影像,基于XGBoost算法构建了考虑物候、累积温度与光合有效辐射指标的洲滩典型禾本科植物高度外推模型,同时利用Attention-UNet算法搭建了洪淹区域识别模型。随后以长江中游洲滩为例,探明了星载LiDAR技术在获取洲滩植株高度方面的性能,分析了各指标对模型精度的影响,并初步得出了洲滩典型禾本科植物高度对不同淹没条件的响应模式。主要结论包括:(1)星载LiDAR系统GEDI具有准确探测洲滩植物高度的能力,与无人机航测数据相比RMSE=0.43 m;(2)运用GEDI数据构建禾本科植物高度外推模型时,考虑物候和累积温度等指标可有效提升模型精度,提升幅度为6.8%~10.7%;(3)利用无人机航测数据对模型外推植物高度进行评价,RMSE=0.80 m。同时从模型外推结果中可知,受2020年流域尺度洪水影响,中游各河段平均植物高度下降了0.03~0.24 m;(4)在2020年流域尺度洪水作用下,淹没历时≤10天的洲滩禾本科植物,其次年株高整体呈增长趋势;而淹没历时>10天时,其次年株高平均下降了2.3%~3.1%。此外,对于日均淹没水深与株高的比值>0.95的洲滩,随着比值增加,洪水对禾本科植株高度的负面作用逐步增强。

长江中游城市群生态网络构建、优化与协同治理

[目的]科学构建长江中游城市群生态网络,为跨区域生态保护和协同治理提供科学依据。[方法]遵循“源地识别—阻力面构建—廊道提取”框架构建多时点生态网络,基于网络属性和人类活动进行网络评价。[结果](1)研究区生态源地面积由2000年的2.67×10^(4)km^(2)下降到2020年的2.29×10^(4)km^(2),主要分布在湖北省西北部山区、江西、湖南交界处的山脉及鄱阳湖流域等地区。生态廊道数量由69条下降为42条,总长度由1.53×10^(4)km下降到1.16×10^(4)km。研究区内生态阻力逐渐上升,网络重心由湖北省转移至湖南省,形态上由“三横两纵”的条带式分布转变为集中组团式分布。生态网络全局集程度、网络连通性均在减弱,总体上呈现结构收缩、功能减弱的变化趋势。网络周围5,15 km范围受人类活动影响最为明显。(2)在网络优化中,基于生态网络与交通网络交汇识别102个断裂点,基于源地间距离设置17个踏脚石。在生态网络5,15 km的范围设立“核心保护带”和“生态控制带”,总长1505 km。[结论]在协同治理中,省级层面上湖北、江西两省应当完善流域跨省生态补偿机制,湖南、江西两省应当强化协同机制实施中的司法保障;市级层面上针对管理重点实行差别化管控,通过规划潜在生态廊道推进市域层面协同治理。优化后的生态网络集程度由0.22提升至0.30,有效提升区域间生态连通性。

长江中游城市群建成区绿色基础设施对PM_(2.5)的消减效应

研究城市群建成区绿色基础设施对PM_(2.5)的消减效应,有助于为城市群应对气候变化采取的可持续发展战略提供理论支撑。以长江中游城市群建成区为例,基于2000—2020年建成区面积数据、土地覆盖数据以及PM_(2.5)数据系统分析城市群PM_(2.5)浓度的时空演变特征,以林地、草地、耕地、湿地、水体等5种绿色基础设施为驱动因子,采用地理探测器模型中的因子探测与交互作用探测,探索城市群建成区绿色基础设施对PM_(2.5)浓度的削减效应。同时,结合夜间灯光数据以及约束线方法,进一步剖析城市化水平对建成区绿色基础设施的约束效应。结果表明:(1)2000—2020年期间,长江中游城市群年均PM_(2.5)浓度在时序上呈现先升后降的“倒U型”趋势,在空间上呈现由西北向东南级差化递减的分异特征。(2)2000—2020年期间,长江中游城市群建成区绿色基础设施对PM_(2.5)存在削减效应,但历年削减率均不超过4%,其中扩张区的削减效应显著高于老城区。(3)因子探测结果表明,长江中游城市群各绿色基础设施因子对PM_(2.5)浓度的解释力在老城区总体呈现出林地>草地>耕地>湿地、水体的规律,而在扩张区呈现出林地>草地>耕地、水体>湿地的规律;交互作用探测结果表明,林地与湿地、林地与草地、林地与水体是削减PM_(2.5)浓度较为显著的交互组合,其交互解释力在老城区与扩张区均达到0.5以上。(4)长江中游城市群建成区绿色基础设施对PM_(2.5)浓度的削减效应受到城市化水平约束,其约束线形态在老城区与扩张区均为指数型。本研究有助于在城市群尺度为以自然为本的气候解决方案(Natural Climate Solutions, NCS)的落实提供依据。

长江中游生态系统服务供需平衡与居民福祉耦合的时空特征

生态系统服务供给、需求与居民福祉的相互复杂关系是自然生态系统和社会经济系统研究中重要的交叉科学问题,也是生态系统服务和居民福祉研究的热点难点问题和矛盾多发领域。然而,已有研究更为关注生态系统服务供给对居民福祉的贡献,忽视了生态系统服务需求以及供需平衡对居民福祉的影响。选择长江中游地区作为研究靶区和2000—2018年作为研究时段,建立生态系统服务供需量化矩阵测度生态系统服务供需平衡,采用年度组合赋权法和线性函数加权法评估居民福祉,引入弹性系数模型划分生态系统服务供需平衡与居民福祉耦合关系类型,并进一步研究其时空特征。结果表明:1)生态系统服务供需平衡与居民福祉耦合关系可划分为“供需改善-福祉增加”“供需恶化-福祉增加”“供需改善-福祉减少”以及“供需恶化-福祉减少”4种,分别对应最优、次优、次差以及最差耦合关系类型;2)长江中游地区生态系统服务供需平衡与居民综合福祉耦合关系表现为以权衡关系为主导且逐渐增强,其中“供需恶化-福祉增加”县域单元占比由2000—2010年的81.99%增至2010—2018年的91.57%;3)生态系统服务供需平衡与居民福祉耦合关系会随着福祉类型、服务类型、空间尺度、时间范围、经济社会发展水平等表现出不同形式的反馈。长江中游地区各县域单元和有关部门应当结合地区自然地理条件、经济发展水平等多方面因素,因地制宜、因时制宜地推进生态环境保护与修复工程,尽可能地规避“生态诅咒”或“生态魔咒”效应,充分发挥经济社会发展过程中的“生态祝福”效应。