中国绿色经济效率特征及其新时期变化趋势研究:时空分布、地区差异、收敛性特点

精准施策进一步提升中国绿色经济效率的前提是,充分掌握中国绿色经济效率发展趋势和特征。本文从时、空分布演变、地区差异和收敛性角度,对中国绿色经济效率的特征,特别是近年来的新趋势和新变化进行了分析。研究表明,中国绿色经济效率的:(1)时间演变趋势表现出“由周期性衰减向新爬坡期出现”的特点,当前正在经历新一轮的绿色经济效率上升期,但同时也面临“地区极化现象重新出现,地区间差距再次增大”的问题。(2)空间格局动态变迁呈现“重心位于黄河中游及长江中游交叉区”的特点,且“由东南向西北方向移动”的趋势,但2018年以来,其重心有“再次东移”趋势。(3)区域间差异是差距增大的主要贡献因素,其中东北、东部沿海、黄河中游、长江中游地区对2018年以来的区域性差异加剧起到最重要的推动作用。(4)全国及绝大部分综合经济区区域性绿色经济效率表现出“向高值稳态收敛”的趋势,具有显著的“追赶效应”,但其收敛速度和影响因素存在地区异质性。

西南地区极端降水时空变化及概率分布特征研究

基于西南地区1961~2012年101个气象站的逐日降水资料,本文研究了该区极端降水的时空变化规律及其概率分布特征。结果表明:西南地区极端降水频数整体呈不明显的下降趋势,气候倾向率仅为−0.14次/10a,但极端降水量对总降水量的贡献率呈极显著增加趋势。西南地区极端降水尽管具有突变特征,但均没有通过显著性水平检验。此外,极端降水具有55a、35a、21a和13a的周期变化规律,且不同周期的振荡能量明显不同。极端降水高值区主要集中在云南西南部、贵州大部和四川盆地中部,其中四川省乐山站的降水量及其变差系数均为高值中心。广义极值GEV分布和Gamma函数分布均能较好地拟合西南地区的极端降水,但Gamma函数分布的拟合效果更优。Based on the daily precipitation data from 101 meteorological stations, this paper investigates the spatial and temporal characteristics of extreme precipitation and analyzes its probability distribution characteristics in Southwest China from 1961 to 2012. The results show that the overall frequency of extreme precipitation in the southwest region showed an insignificant downward trend, with a climate inclination rate of only −0.14 times per ten years, but the contribution rate of extreme precipitation to total precipitation showed a significant increasing trend. Extreme precipitation had mutation characteristics in the Southwest, but none of them had passed the significance level test. Extreme precipitation exhibited periodic variation patterns with cycles of 55a, 35a, 21a, and 13a, and the oscillation energies of different periods were significantly different. High values of extreme precipitation are mainly concentrated in the southwest of Yunnan, the majority of Guizhou, and the central Sichuan Basin, with Leshan station in Sichuan province being the center of high values for both precipitation amount and its coefficient of variation. The Generalized Extreme Value (GEV) distribution and the Gamma function distribution both exhibit excellent fitting performance for extreme precipitation in the southwestern region, with the Gamma function distribution demonstrating a superior fit.

西南地区工业遗产时空分布特征及其影响因素

工业遗产承载着人类社会的变革,也记载着城市的历史,对其时空分布特征及影响因子的研究是保护和活化利用的重要依据。西南地区自然地理环境独特,使得其工业发展同中东部地区相比有自身的特殊性。选取西南地区48处国家级工业遗产为主要研究对象,运用GIS空间分析等方法分析工业遗产的时空分布特征及其影响因素。结果表明:(1)从时间分布看,西南地区工业遗产具有时间跨度大、历史延续性强、阶段性突出的特征,且以近现代工业遗产为主;(2)西南地区工业遗产在空间分布上呈“东多西少”的不均衡态势,其空间分布类型为集聚型,表现出“大集中、小分散”“东密西疏”的聚集特征,形成了“一核一副、带状分布”的分布格局;(3)在影响因素方面,西南地区的工业遗产分布受自然地理、社会经济、历史环境和政府政策等多方面因素的共同影响。研究成果形成西南地区工业遗产时空分布及其内在机制的地域特征的前沿探索研究,对西南地区工业遗产研究具有基础作用。

唐山地区地震视应力时空变化特征

利用唐山地区2009年以来的地震波形资料,基于Brune圆盘模型反演得到105个M_(L)≥3.0地震的震源参数。根据震源参数定标关系可知,各参数与震级均呈现较好的正相关性;视应力值在0.29×10^(5)~18.97×10^(5)Pa之间,平均值为3.08×10^(5)Pa。视应力时空变化特征分析结果表明,随着唐山地区中强地震的发生,视应力出现显著的震前上升-震后下降的变化特征,反映了区域应力场的演化过程。丰南M_(S)4.5和唐山M_(S)5.1地震不仅发生于高视应力集中区边缘,而且处于归准化视应力高低值分界附近,推测高视应力和低视应力的过渡区可能是中强地震孕育的场所之一。

华东地区b值时空变化特征

选取华东地区1980年至2023年10月ML≥2.0地震资料,利用最大似然法计算b值,分析研究区b值时空变化及近十年Δb空间分布特征,主要得到以下认识:(1)时变特征上,多数地震发生在b值下降时段,震后出现b值回升现象,也有少数其他对应情况;(2)空间特征上,多数中强地震都发生在低b值及其边界区域;(3)安徽与邻省边界地区(以豫鄂皖交界地区较为突出)、湖北中部等地区近十年应力水平有所升高,后续需持续关注其强震危险性。

昌吉地区1971—2021年夏季高温时空变化特征

基于昌吉地区平原10个国家气象站点1971—2021年夏季≥37℃、≥40℃高温资料,采用趋势分析、Mann-Kendall突变检验、ArcGIS 10.7软件中的反距离权重插值(IDW)等方法,探讨昌吉地区51年夏季≥37℃、≥40℃高温的时空变化特征。结果表明,1971—2021年吉昌地区≥37℃、≥40℃高温日数变化整体呈上升趋势,≥37℃高温日数在1997年发生突变,≥40℃高温日数未确定发生突变年份;区域性变化显示,≥37℃、≥40℃高温日数呈西部多、东部少,北部多、南部少的分布特征。总结昌吉地区的高温变化特征,提升气象为农服务的能力和水平,可为防灾减灾、保障当地粮食安全和种子安全提供科学依据。

镇江地区近60年气温时空分布特征研究

对镇江地区气象站的60年实测气温资料进行拟合处理。研究了气温变化趋势的基本特征和演变规律,包括年际变化、季节变化、冷热日数变化、空间分布及分析其他气象要素对气温变化趋势的影响。结果表明:镇江市气温总体呈上升趋势,且年代际变化特征明显,表现出“冷-暖-冷”特征。20世纪90年代以来,气温上升趋势显著提高。镇江市冷日数整体呈下降趋势,热日数呈上升趋势,近30年热日数上升趋势明显加快。镇江市热岛强度在0.5~2.5℃之间,热岛面积占总面积约20%。中心城区热岛效应明显,非中心城区热岛效应呈点状分布。

1951—2018年东北地区极端降水的时空变化特征

研究东北地区近几十年极端降水的时空变化对气候变化监测、归因和预估,以及维护粮食安全至关重要。利用HadEX3数据集,分析了1951—2018年东北地区4个关键极端降水指数的变化趋势。结果显示:中部地区极端降水指数多呈增加趋势,四周尤其是南部地区呈减小趋势;东南部极端降水事件的发生概率增大;近30年极端降水指数波动大且不稳定。东北地区降水总量减少,但空间分布差异增大,日降水强度增加,降水事件日趋极端化。

黄河金三角地区城市O_(3)污染的时空格局演变特征

黄河金三角地区空气质量的改善是践行黄河流域生态保护和高质量发展的体现,科学认识O_(3)浓度时空演变和污染特征对于该地区大气污染联防联控具有重要意义.本研究融合地面观测和卫星遥感反演O_(3)浓度数据,采用统计分析、趋势分析及热点分析的方法揭示黄河金三角地区O_(3)浓度的年、季节和月尺度以及空间变化特征,探究O_(3)污染等级的变化特征.结果表明:①黄河金三角地区2015−2022年4个地级市大气中O_(3)浓度呈升高趋势,O_(3)年均浓度表现为运城市(105μg/m^(3))>临汾市(103μg/m^(3))>三门峡市(97μg/m^(3))>渭南市(95μg/m^(3)).②O_(3)季均浓度总体表现为夏季(146μg/m^(3))>春季(113μg/m^(3))>秋季(83μg/m^(3))>冬季(59μg/m^(3)).③1−12月O_(3)浓度呈现抛物线的变化特征(5−9月偏高).④空间分布上,O_(3)浓度最大值和平均值的高值区域主要分布在黄河金三角地区东北到西南方向,低值区域分布在西北和东南方向,O_(3)浓度最小值的空间分布特征与此相反.⑤黄河金三角地区1−12月O_(3)浓度在北部、中部和南部均呈现高值和低值交替出现的空间聚集特征.NPP/VIIRS-O_(3)聚集区主要分布在该地区北部的5个区县,GDP-O_(3)聚集区零散分布在该地区的7个区县.⑥2015−2022年黄河金三角地区4个地市O_(3)不同污染等级的天数表现为优良(199 d)>轻度污染(123 d)>中度污染(46 d)>重度污染(7 d)>严重污染(0 d),优良和轻度污染的天数较多且优良的天数占到50%以上,轻度污染和中度污染出现的天数表现为夏季(77 d)>春季(58 d)>秋季(27 d)>冬季(6 d),优良的季节性变化特征则正好相反.研究成果对于揭示黄河金三角地区O_(3)时空演变规律及污染特征,制定科学合理的防治措施具有现实意义.

中国旱涝急转事件时空变化特征

【目的】旱涝急转事件造成的社会经济和生态环境影响严重,是我国发生频繁且广泛的一种复合型事件。明确我国旱涝急转事件发生的时空变化特征,可为地区制定防灾减灾措施提供科学依据。【方法】基于1961—2021年气象观测数据,使用Penman-Monteith模型计算潜在蒸散发,然后计算逐日的标准化降水蒸散指数(daily-SPEI),分流域对中国旱涝急转事件的频次、影响范围和趋势的变化特征进行分析。【结果】结果显示:(1)时间趋势上,1961—2021年中国受旱涝急转事件影响的范围以0.6%/10a的趋势增加,且平均每年有19.8%的范围发生旱涝急转事件。(2)空间分布上,旱涝急转事件主要分布在淮河流域、黄河流域、长江流域和松花江流域,事件发生频次在30次以上地区分别占流域总面积的63.1%、20.7%、15.0%、14.6%,事件频次最高达到53次。(3)中国旱涝急转事件存在明显的季节差异,主要发生在夏季事件发生频次在5次以上的空间范围占中国总面积的一半以上;其次是春季和秋季,事件发生频次在5次以上的空间范围占比均不足15%;冬季发生最少,事件发生频次在5次以下。【结论】结果表明:中国旱涝急转事件的影响范围整体呈增加趋势,中国中东部和东北部是旱涝急转事件发生频繁地区。研究结果可为旱涝急转事件的监测与应对提供科学基础。

1998—2020年若尔盖地区植被NDVI变化特征及驱动因子分析

【目的】植被是陆地碳汇的主体,利用归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)分析时空变化特征与驱动因子的关系在区域生态稳定研究中具有重要意义。【方法】基于若尔盖地区植被NDVI、气候、土壤、植被类型和地形数据,运用一元线性回归分析、变异系数和地理探测器方法,分析了1998—2020年若尔盖地区植被NDVI时空变化特征及其驱动因子。【结果】结果表明:(1)1998—2020年若尔盖地区植被总体呈波动上升趋势,多年平均植被NDVI为0.79,年均增速为0.004 3,植被改善趋势明显;空间分布整体呈东南高西北低的格局,多年平均植被NDVI在0.7以上的区域面积比例为96%。(2)1998—2020年若尔盖地区植被NDVI年际变化率较低,平均值为0.001 0,表现为稳定区域的面积比例为99.5%;23年平均变异系数为16.50%,植被状态总体较平稳,变异系数低于20%的面积比例为85%。(3)海拔和气温是若尔盖地区植被NDVI变化的主导自然地理因子,坡度和坡向对植被NDVI影响较小;各自然地理因子之间对植被NDVI的相互作用主要为双因子增强(11.11%)和非线性增强(88.89%)。【结论】若尔盖地区植被在近23年来整体得到了改善,其植被保护和恢复的措施及模式选择应充分考虑海拔、气温等自然地理因子的影响。

天山北坡经济带水库群时空变化特征及驱动机制

为验证天山北坡经济带水库群建设在时间上的延续性及空间上的均衡性,利用1990—2020年遥感数据提取各水库水域面积,结合统计资料分析水库数量和库容变化过程,采用莫兰指数量化水库空间分布的聚集程度,建立时空地理加权回归模型分析水库驱动因素。结果表明:近30 a来,研究区水库水域面积呈先增后减的变化趋势,其中,1990—2015年增加了46.25%,2015—2020年减少了1.63%。水库数量和库容呈增长趋势,分别增长了64.94%、71.06%。1990—2020年各代表年份(1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年、2020年)水库莫兰指数分别为0.81、0.83、0.79、0.91、0.66、0.73、0.78,水库空间分布存在正相关性。水库分布高值区主要在奎屯河流域的农业灌溉区,低值区主要在以乌鲁木齐市为代表的工业区。影响水库库容变化的主要因素有蒸发量、降雨量、高程、人口和生产总值等。蒸发量对库容有负向影响,降雨量的影响在空间上具有不确定性,高程和人口对西段水库建设有正向影响,对东段水库建设有负向影响,生产总值对东段及西段部分区域水库建设有正向影响,对中段水库建设有负向影响。研究结果可为同类地区水库规划建设及运行管理提供参考依据。

新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州暖季小时极端降水时空分布特征

利用2014—2021年克孜勒苏柯尔克孜自治州(简称“克州”)暖季(4—10月)103个自动站逐小时降水资料,对其小时极端降水时空分布特征进行分析。结果表明:(1)克州暖季降水量呈北部多,南部少,山区多,平原少,其中西南部山区较小;小时极端降水频次高值区集中在东北部山区、西部及南部高海拔山区(均在50次/a以上);小时降水平均强度≥10 mm/h的站点主要位于北部,平原小时降水强度高于西部和西南部山区。(2)克州暖季(4—10月)小时极端降水频次、强度有明显的局地差异,其贡献率高值区主要分布在平原和浅山区(其中平原高于20.0%)。(3)小时极端降水频次的高值时段为18:00—21:00,低值时段为13:00—16:00;降水强度在凌晨以及20:00—22:00较大,12:00—13:00较小。(4)山区、浅山区和平原3类不同海拔梯度区域的小时极端降水指标存在差异,其中平原(低于2000 m的区域)降水强度最大,频次最低;高海拔山区(高于3000 m的区域)降水强度最低,频次最高。

郑州市“7·20”特大暴雨时空分布特征分析

利用郑州市39个气象观测站降水资料对郑州市2021年7月17—23日出现的特大暴雨进行统计分析,通过数据处理软件研究郑州市强降雨的时空分布特征。结果表明:郑州市降雨量在空间上呈明显的梯度变化,呈现中部多、东西部少的特点;强降雨中心自7月17—22日开始由西南向东北移动,特别是7月20—21日郑州市主城区出现特大暴雨;郑州市强降雨具有明显的季节性,汛期内郑州降雨总量占全年降雨总量的86%,具有较大的降雨量级;郑州市此次强降雨事件是由多种因素共同作用的结果,其中包括地形因素、水汽因素和环流背景因素等,人口城市化和土地城市化的发展进程也对强降雨的强度和频次具有促进作用。

2000—2020年华北地区植被固碳能力时空变化特征及其气象影响分析

净生态系统生产力(NEP)是估算植被生态系统碳源/汇的重要指标,开展区域NEP时空变化特征分析,对科学评估植被生态系统固碳能力及其气候变化应对措施具有重要意义。研究基于土壤呼吸模型和TEC模型,利用2000—2020年气象数据和遥感数据,采用线性趋势分析、Hurst指数和相关分析等统计方法,对华北地区固碳能力时空变化特征、影响因素及其未来变化趋势进行分析。结果表明:2000—2020年,华北地区年均NEP为228.8 gC/m^(2),在空间分布上呈现从西北向东南逐步递增的趋势,总体上表现为净固碳。从变化趋势来看,华北地区生态系统的固碳能力总体呈增加趋势,分布面积占比达到88.8%,达到显著增加趋势的面积比例为54.5%(P<0.05),其中河北北部、北京北部、山西西北部、山东西部等地NEP每年每平方米增加9.0 gC以上。华北大部地区NEP年际波动较小,有79.6%的区域多处于较高稳定、高稳定的等级。从变化趋势来看,华北地区有84.9%区域NEP具有强持续性,且NEP未来仍将持续增加的区域面积占比达到51.4%。华北地区NEP的空间分布和年际变化主要受降水的影响,达到显著相关的区域面积占总面积的44.7%,但与气温、日照呈弱正相关,而且不同区域相关性差异明显。其中降水影响空间格局差异极为明显,华北中北部NEP与降水呈显著正相关,南部呈负相关。

土地利用变化对黔中地区“两湖流域”生态系统服务价值时空演变的影响

“两湖流域”作为典型的喀斯特高原湖泊,同时也是黔中地区主要的水源地之一,如何科学评估其生态系统服务价值并掌握其生态环境动态变化趋势,对于整个黔中城市群的绿色高质量发展有着重要的实际意义。基于1980、2000及2020年土地遥感解译数据,以价值当量因子法为基础研究方法,同时结合空间相关性分析、热点分析、地形分析及生态敏感性分析等对该流域1980—2020年近40年间的生态系统服务价值时空演变特征进行识别。结果表明:1)ESV总量呈现逐步下降的趋势,在1980—2000年阶段减少约585.84×10^(4)元,2000—2020年阶段减少约8838.60×10^(4)元,减少的原因主要为建设用地的大量扩张、高生态效益地类大批转换为低生态效益的地类等;2)水文调节为ESV贡献值最大的生态系统服务类型,ESV高值区集中分布于流域的中上部湖泊处,中值区分布于东南部林地集中处,低值区主要分布于流域南部耕地较多的地方;3)各用地类型CS敏感性指数计算值均小于1,且ESV变化量的冷热点空间分布格局与其土地利用类型转移方式具有相似性,冷点区出现的主要原因为城市的持续性扩张、林草地等生态用地被占用等,而热点区的涌现则是由于“退耕还林”“封山育林”等政策的实施;4)在4种地貌类型中,单位区域面积的ESV大小从高到低排列依次为山脊(1.48×10^(4)元/hm^(2))>峡谷底(1.44×10^(4)元/hm^(2))>平坦区(1.40×10^(4)元/hm^(2))>陡坡(1.37×10^(4)元/hm^(2)),而地表粗糙度ESV等级排序为Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ。本研究结果可为黔中地区未来生态效益价值核算、城市规划与绿色发展提供理论支持。

宜兴地区土壤pH值的分布特征及时空变化

对宜兴地区2004、2009和2015年的土壤地球化学调查数据进行分析,土壤pH值变化于3.53~8.86之间,其中酸性和强酸性土壤主要分布在低山丘陵砂岩地层分布区,微碱性土壤主要分布在石灰岩地层分布区,平原区土壤以微酸性为主,反映了成土母质、地形地貌对土壤pH值的影响。对比研究表明,过去6年间宜兴地区有49.77%的土地pH值处在下降之中,有23.53%的土地pH值处在上升之中,只有26.70%的土地pH值基本没有变化。由于工业化发展对环境的改变,本区土壤酸化受酸雨沉降影响明显。在成土作用、酸雨沉降、农耕等多因素的长期影响下,平原区表层土壤要比底层土壤pH值低1.2左右,表层土壤酸化主要发生在耕作层,深度在30 cm左右,底层土壤基本为中性。总体来看,宜兴地区10多年来表层土壤呈酸化趋势,如果没有相应的措施,继续下降的可能性很大。

新疆塔城地区雷暴时空分布及变化特征

运用线性趋势法、小波分析等方法,对塔城地区1961-2005年实测雷暴资料进行分析,结果表明：（1）塔城地区中部有一条呈东北─西南走向的雷暴高发区,多发中心为庙尔沟,（2）雷暴主要发生期为5月-8月,约占总数的92.8%,其中7月最多,6月次之,（3）塔城地区雷暴日变化表现为单峰型,峰值多出现在16-23时,（4）塔城地区雷暴异常偏少年为1974年,雷暴活动频繁年为1961、1964、1966、1990年,少雷暴年为1986、1996、1997、2004年,（5）近45 a塔城地区雷暴日数在波动中呈显著减少的趋势,线性倾向率为-1.4 d/10 a,（6）小波分析显示塔城地区年均雷暴日数存在着6-7、3 a的振荡周期。在塔城地区北部、中部、南部三个区域中各选取1个昼夜守班的基准（本）站,做为塔城地区的代表站（塔城、托里、乌苏）,对塔城地区雷暴日变化进行讨论,得出以下结论：塔城地区雷暴日变化十分明显,雷暴日变化表现为单峰型,塔城、乌苏峰值范围较托里大,且峰值出现时间比托里晚3-6 h。托里站雷暴多发时段出现在14-20时,占总数的67.6%,峰值出现在16、17时,占12.1%;塔城站多发时段为16-22时,占57.5%,峰值出现在20时,占总数的9.3%,次高峰值出现在18时,占总数的8.9%;乌苏站多发时段出现在19-01时,占总数的69.6%,峰值出现在23时,占总数的11.6%,次高峰值出现在21时,占总数的11.3%,与相关研究所述北疆沿天山一带的雷暴多在傍晚至午夜（18-24时）,高峰期在晚上（21-22时）的结论一致。乌苏站01-03时雷暴出现频率明显高于塔城、托里两站。

西南地区降水的时空演变特征分析

本项目拟以我国西南地区78个台站1960-2022年连续63年的月降水数据为研究对象,通过EOF分解和小波分析等手段,探讨该区域年降水的时空变异规律。笔者前期研究发现,我国西南地区年降水在时间和空间上存在明显差异,且存在明显的年代际变化趋势;我国西南地区年降水存在明显的多时间尺度周期性变化,且多为长周期,表明该区域年降水的变化主要表现为长周期振荡和短周期交替的叠加。

兴安盟暴雪时空变化特征及重现期分析

暴雪是兴安盟最主要的灾害性天气之一,对区域性暴雪的统计分析能够为生产生活、城镇建设、交通运输等人类活动提供高信度且有针对性的参考信息。文章根据1981—2022年兴安盟8个国家气象站的降雪量、积雪深度、天气现象等历史气象要素,基于耿贝尔极值分布推算出不同重现期下的极端降雪量。结果表明:(1)兴安盟暴雪日数存在从逐渐减少到基本持平的年代际变化特征,年降雪量极值和站点比例在相应时间段表现出较为一致的变化趋势,21世纪10年代以来极端降雪事件发生频繁,极端性特征显著。多站点在2020年前后存在较为显著的降雪极值震荡,均在这一时期达到或接近降雪极值。(2)最大日降雪量较高的区域集中在兴安盟海拔高度较高的北部和西北部地区。最大日降雪量和暴雪总日数的空间分布特征极为相似,均表现出北多南少、北高南低的特征。(3)兴安盟南部各气象站点在不同重现期下的降雪极值相对较小;北部以及西北部降雪强度较高,风险相对较高,需关注极端灾害性天气的可能影响及风险。