中观经济-社会-环境耦合系统发展的稳健性研究——以甘肃省各市州发展情况为例

首先对甘肃经济-社会-环境耦合系统进行初步分析,运用AHP方法划分目标层、要素层、指标层,并对甘肃省经济-社会-环境耦合系统相关统计数据进行搜集处理,对该指标体系中的各因子进行了统计分析,确定了各因子的具体权重,得出了各影响因子的重要性排序结果。根据得到的权重和对各统计指标数据进行归一化的结果,构造出判断矩阵,求出2007年甘肃省各市州各要素评价值和综合评价值。依据综合评价结果分析2007年甘肃省各州市经济-社会-环境耦合系统发展情况并绘制甘肃省经济-社会-环境耦合系统功能分区图,为甘肃省经济-社会-环境发展规划研究提供参考。

河西走廊水资源-生态环境-社会经济系统耦合关系及时空分异

推进水资源、生态环境与社会经济系统协调发展为促进区域经济增长、社会进步和生态和谐与高质量发展提供技术支撑。文章基于修正耦合协调度模型评价河西走廊水资源-生态环境-社会经济系统耦合协调水平,运用灰色关联度模型和泰尔指数揭示驱动因素和空间异质性,并利用趋势面映射耦合协调度全域分布。结果表明:(1)由经济发展带动水资源-经济-生态系统综合发展水平逐年上升,综合发展指数由2006年0.29增长至2021年0.65。(2)河西走廊水资源子系统、经济子系统、生态子系统两两之间的耦合协调度呈不同趋势上升,水资源-生态-经济系统耦合度发展处于颉颃阶段向磨合阶段升级;协调度经历“轻度失调衰退-濒临失调衰退-勉强协调发展-初级协调发展-中级协调发展”五个阶段。(3)区域空间异质性逐渐发展为减小趋势,2021年空间分布表现出东南部发展优于西北部格局,金昌和张掖逐步成为河西发展优势区域。(4)城市化率、排污总量、节水灌溉面积对河西走廊水资源-生态环境-社会经济耦合发展起到较大的驱动作用。研究结果对河西走廊经济-生态-水资源系统协同发展具有一定的借鉴意义。

黄河流域九省(区)人口-水资源-经济-生态环境系统耦合协调发展及障碍因素分析

黄河流域九省(区)人口扩张和经济发展带来一系列资源和环境问题,亟待探究其人口-水资源-经济-生态环境(PWEE)系统耦合协调关系,促进黄河流域高质量发展。针对黄河流域九省(区)构建了PWEE系统耦合协调发展评价指标体系,采用熵权法、耦合协调度模型和障碍度模型,对2008—2020年黄河流域九省(区)PWEE系统综合发展水平、耦合协调状态和障碍因素进行分析。结果表明:黄河流域九省(区)PWEE系统及其各子系统综合发展水平呈上升趋势,耦合协调度从2008年的0.56上升至2020年的0.69,由勉强协调进入初级协调阶段,水资源子系统一直是影响九省(区)PWEE系统协调发展的限制因素,其平均障碍度从2008年的49.05%增加至2020年的55.48%,人均水资源量为主要障碍因子。

四川县域农业高质量发展水平测度及其自然-社会经济系统耦合

在农业高质量发展理论内涵分析基础上,从“自然环境”和“社会经济”两个维度构建农业高质量发展综合评价指标体系,并基于2000—2020年四川省183个县级行政单元的面板数据测度了各县域的农业高质量发展水平,探究了自然系统、社会经济系统和综合系统的时空演变规律。同时,改进管理学中的多要素权衡模型来计算自然-社会经济系统耦合协调程度,量化了农业高质量发展内部不同系统之间的耦合水平。研究结果表明:(1)四川省农业高质量发展综合指数先后经历了振荡期(2000—2011年)和迅速攀升期(2011—2020年),在此过程中,自然维度指数整体上比社会经济维度指数更高,但同时也表现出了更强的不稳定性;(2)农业高质量发展水平的高值区集中在成都平原及其周围丘陵区和川南少数区县,从两个高值中心向四周延伸,高质量水平逐渐下降,川西北高原农业高质量发展水平相较于广大平原和丘陵区域仍相对滞后;(3)在自然-社会经济系统间复杂的相互关系作用下,四川农业高质量发展实现了从低值不协调向低值协调,再到高值不协调的转变,不同时期的耦合不协调区域及其面临的农业高质量发展短板差异显著;(4)农业高质量发展的自然和社会经济指数之间存在复杂交错的相互作用关系,且这种关系在不同地貌类型间存在明显差异,在山地县表现得尤为突出。

区域能源-经济-环境系统耦合协同度实证研究

双碳战略的提出对我国能源结构提出挑战,能源-经济-环境耦合协同成为关注热点。利用2016-2021年各省份面板数据,基于熵权法构建耦合协同度评价体系,采用不同准则组成的四种评价方法测算全国30个省份能源-经济-环境系统耦合协同度,并对不同方法测算结果进行一致性检验及测算区域均衡情况。研究表明:①各省份目前均处在中度失调与低度失调状态,耦合协同度呈上升趋势。②组内差距是导致发展不均衡的主要原因。

考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度

为了保护综合能源系统中不同运营主体的信息隐私,权衡系统运行低碳性和经济性,解决天然气网络鲁棒模型难以求解的问题,提出了考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度方法。考虑天然气网络和热力网络的动态特性、碳-绿证耦合机制,构建综合能源系统动态低碳经济调度模型;为了保护各网络运营商的数据隐私,根据能量耦合关系对综合能源系统解耦,建立电-气-热网络的分布式协同优化模型;在此基础上,考虑风电出力和多能负荷的不确定性,提出基于一致性交替方向乘子法的分布式鲁棒优化框架,并利用二阶锥对偶理论与交替优化方法实现含二阶锥约束和二元变量的鲁棒子问题求解。以修改的IEEE 39节点电力网络、比利时20节点天然气网络和15节点热力网络为算例进行仿真分析,验证所提方法能够在源荷不确定性条件下实现综合能源系统各网络分散自治运行,同时兼顾系统运行的低碳性和经济性。

青海省水资源-环境-社会经济系统耦合协调特征

水资源、环境、社会经济系统之间相互影响、协同演进,对3个系统相互作用关系的研究是目前的热点。为探究水资源-环境-社会经济系统的耦合协调特征,以青海省为研究对象,构建多系统评价指标体系,利用耦合协调模型及灰色关联模型对2000—2020年青海省水资源-环境-社会经济系统耦合协调特征进行定量评价。结果表明:(1)研究期内,青海省水资源、环境、社会经济子系统的评价指数呈现不同程度的增大趋势;(2)水资源-环境-社会经济系统耦合度处于融合高水平阶段,耦合协调度处于由中级协调向良好协调过渡的阶段;(3)在3个子系统中,水资源子系统的发展水平对青海省水资源-环境-社会经济系统耦合协调发展影响较大,环境子系统次之,社会经济子系统的影响相对较小。

山水林田湖草沙生命共同体理念下社会-生态系统时空耦合及模拟预测

社会-生态系统(SES)耦合关系的研究可以更全面地理解人类活动对生态系统的影响,从而制定更合理的环境保护政策。将“山水林田湖草沙生命共同体理念”融入这一关系中,探究社会-生态系统间的时空耦合,可以促进社会-生态系统各要素的可持续利用和管理,并填补现有研究的空缺。赣州市拥有丰富的自然资源属于中国南方丘陵山地典型的生态区域,包涵山水林田湖草沙的各要素。以赣州市为例,分析2005—2020年社会-生态系统综合评估指标的演变规律,旨在深入了解社会-生态系统的复杂性,为其管理和保护提供科学依据。结果表明:(1)社会-生态系统框架中存在着系统间的耦合逻辑。主要体现在社会系统与资源系统的耦合、资源系统与生态系统的耦合、社会系统与生态系统的耦合三个方面。(2)2005—2020年,社会-生态系统综合评估指标在赣州市的中西部和东北部较高,在南部较低。中西部区域社会-生态系统呈现中、高耦合的格局,西部表现为失调。东南部多呈现低耦合格局。(3)2005—2030年基于SES框架的山、田、湖、治理、社会系统综合评估指数均呈现增长的变化趋势。水、林、草、行动者系统综合评估指数呈下降的变化趋势。基于社会-生态系统框架研究各系统间的耦合格局及其评估指数的模拟预测,对于深入理解社会-生态系统的内在机理、制定相关政策和管理措施、预防和应对生态灾害及推动可持续发展具有重要意义。

基于水-经济社会-生态环境协同演变的生态流量阈值适宜性研究

针对天门河-汉北河流域生活-生产-生态“三生”用水矛盾突出、水生态退化及经济社会发展受限等问题,基于水系统理论与系统动力学方法,构建“水-经济社会-生态环境”耦合模型,从系统层面研究河道内生态流量阈值的适宜性。应用情景模拟法,考虑高效节水、再生水利用率提高等调控措施及未来天然来水的不确定性,设置9种情景模拟2022—2035年研究区高、中、低3种生态流量阈值下的水资源供需及经济社会发展态势。结果表明:高效节水和再生水利用率提高均有利于缓解因生态流量阈值增大而引起的区域水资源用户间的冲突问题;从“水-经济社会-生态环境”协调发展的角度分析,建议研究区丰水年(P=25%)生态流量阈值设置为年径流量的30%~50%,平水年(P=50%)和枯水年(P=75%)生态流量阈值设置为年径流量的10%~30%;增大生态流量阈值的同时应采取提高水资源利用效率的调控措施。研究结果从“水-经济社会-生态环境”耦合系统的协同演化机制出发分析河流生态流量阈值的适宜性,为复杂水资源系统的优化运行与科学管理提供了理论基础。

主体功能区视角下的滇中城市群人口-经济-资源环境时空耦合分析

[目的]探析人口、经济和资源环境三者之间协调及发展水平状况,阐明各县耦合协调关系及影响因素,为主体功能区规划实施提供有力支撑。[方法]基于2010年、2015年、2020年滇中城市群的自然、经济及人文数据,从主体功能区视角建立人口-经济-资源环境耦合协调发展评价指标体系。运用序关系分析法(G1)与熵权法(EW)确定综合权重,通过耦合协调度模型度量各县耦合协调关系,定量分析了2010年、2015年、2020年滇中城市群人口-经济-资源环境耦合协调演变状况,探析其发展规律。[结果](1)3个时段内,研究区人口在县域尺度呈空间正相关关系,且空间聚集性逐渐增强,呈现西部低人口密度聚集和中部高人口密度聚集态势且常年稳定;(2)2010—2020年,人口、经济和资源环境三者之间的耦合协调度综合发展水平有微弱提升,严重失调的协调类型逐渐消除,濒临失调占比46.94%成为最主要的协调类型;(3)人口、经济和资源环境两两耦合协调分布不均,其中2020年人口-经济综合耦合协调指数最低为0.4543,协调度水平时空分布与三系统协调评价结果吻合度是两两耦合协调评价中最高的,对人口-经济-资源环境耦合协调评价结果影响最大;(4)在主体功能区划实施前后,国家重点开发区两两耦合协调水平变化显著,人口-经济-资源环境整体耦合协调水平较低且有倒退趋势,省级重点开发区长期稳定可控;(5)研究区的人口、经济和资源环境三者之间存在较强的相互作用关系,但协调性在一定程度上处于制约状况。[结论]高耦合协调性主要依赖于人口对市县区经济的带动作用。重点开发区的有效实施必须抓好人口与经济协同发展,人口和经济协调是未来优化主体功能区的重点方向。

城镇生态化视角下三峡库区人口-经济-环境(PEE)耦合协调发展

[目的]探索PEE系统的互动耦合特征,可为三峡库区城镇生态化发展提供理论支撑和量化依据。[方法]在2000—2020年三峡库区PEE系统综合评价基础上,运用耦合协调度模型、引力模型和障碍度模型对系统耦合协调度的时空演化特征、空间联系特征及主要障碍因子进行实证研究。[结果](1)2000—2020年库区PEE系统综合发展水平呈逐步上升态势;(2)研究期内系统的耦合协调度基本不变,协调等级不高,协调类型呈“西南-东北”“中部-北部”的空间特征,总体呈良性上升发展趋势;(3)邻近区域系统耦合协调度的空间相关性存在显著的正自相关,空间联系总量总体上升,空间联系强度较弱,且随着地理距离增大而逐渐减弱;(4)各因素对系统发展影响具有趋同性,经济和人口系统是主要制约子系统,而环境系统的障碍度逐年增加。[结论]库区PEE系统耦合协调发展水平总体向好,区域差异缩小,未来应重点从单一系统优化向多元系统协调出发,从系统自身与区域协同2个角度进行调整,加强政策制度调控,科学探索发展路径。

长江经济带物流-经济-环境系统耦合协调度评价及时空效应

长江经济带作为重大国家战略发展区域,物流业的高速发展对推动其经济高质量发展提供了强大助力。与此同时,物流业与经济的快速发展也对长江经济带绿色发展带来了一定影响。通过构建长江经济带物流-经济-环境系统(简称长江经济带LEES)耦合协调度评价模型,基于长江经济带11个省(直辖市)2011—2021年面板数据,对其耦合协调度进行实证分析,并运用变异系数法、探索性空间分析法对其耦合发展时空效应进行研究。结果显示:长江经济带LEES耦合协调水平整体呈上升趋势,区域差异则呈现出由大到小的变化趋势。其中,全局空间自相关分析发现,长江经济带各省份LEES耦合协调水平存在正向的全局空间自相关性,但其空间集聚现象不断减弱,区域间差异越来越小;局部空间自相关分析发现,长江经济带区域LEES耦合协调水平局部空间自相关性逐年下降,且随着时间的推移,正向作用开始减弱,负向作用开始增强。因此,应结合长江经济带实际情况,逐步完善长江经济带LEES耦合协调发展的互动作用和良性价值循环机制,积极推动长江经济带区域经济协同创新发展,加大物流基础设施建设的投入力度,加快环境规章制度的制定与落实,同时加强各省级政府的统领引导作用,共同推动长江经济带LEES耦合协调发展。

黄河流域水资源-生态-社会系统耦合协调分析

充分认识水资源-生态-社会系统的耦合协调状态,对缓解黄河流域水资源和生态压力、实现流域可持续发展具有重要意义。选取2006—2021年黄河流域九省(区)的面板数据,基于压力-状态-响应理论(PSR)确定各子系统的评价指标,采用主成分分析法、耦合协调度模型分析水资源-生态-社会系统耦合协调状态及其时空变化特征,并利用GM(1,1)灰色预测模型进行协调度预测。结果表明:1)黄河流域水资源-生态-社会系统综合评价指数整体呈上升趋势,各省(区)历年水资源子系统综合评价指数波动较大但整体向好,大多省(区)生态子系统发展情况较好,社会子系统发展在经济和人口大省有较大优势;2)各省(区)的水资源-生态-社会系统耦合协调度在研究期内均逐步上升,但各省(区)发展差距较大,2021年内蒙古和四川已达到良好协调,而宁夏刚迈入中级协调;3)预测显示,2022—2025年黄河流域整体水资源-生态-社会系统耦合协调度会继续上升至0.798,接近良好协调。

滇中地区社会-生态-水资源系统耦合协调发展评价

探讨滇中地区社会、生态与水资源三者的耦合协调关系,对滇中地区及云南的可持续发展具有重要意义。基于能值分析与二元水资源可持续发展理论构建区域社会-生态-水资源系统能值评价指标体系,利用耦合协调度模型探讨2006—2020年滇中地区系统发展指数及耦合协调度。结果表明:近15 a来,滇中地区社会经济发展较快,水资源与生态环境发展相对较慢,复合系统耦合度高于协调度,且耦合协调度呈整体正向发展态势,多数地区为IV级以上。2006年耦合协调度空间分布呈北高南低趋势,北边六州市、南边红河分别处于初级、勉强耦合协调发展阶段;2015年呈西高东低走势,均达到初级协调发展阶段及以上,丽江变化较大,为中级耦合协调发展阶段;2020年呈四周高中间低分布,丽江仍处于中级耦合协调发展阶段领先位置,其余州市均处于初级耦合协调发展阶段。

基于耦合协调分析的火灾-经济-环境时空演化研究

为探究火灾、经济、环境的时空演化特征,基于2000—2019年中国火灾、经济、环境数据,建立火灾-经济-环境耦合协调模型,研究火灾、经济、环境系统的耦合发展水平;结合探索性空间数据分析(ESDA)方法研究我国31个省域各子系统时空演变特征及聚集性,并基于Moran'I检验开展火灾、经济、环境空间相关性分析。研究结果表明:2000—2019年火灾、经济和环境综合发展耦合良好。从时间维度上,2000—2019年耦合度和协调度呈上升趋势,耦合度受火灾综合得分影响,协调度受经济子系统影响;从空间维度上,经济发展是影响31个省域耦合协调度的主要因素。从耦合关系时空演变分析看,省域耦合度随时间呈聚集状态,耦合协调度在空间聚集中呈随机性。火灾、经济和环境对耦合协调的不同影响,导致协调类型及空间聚集状态不同。

我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调度研究

判断我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调发展态势对促进我国海洋经济高质量发展具有重要的战略决策参考价值。文章运用耦合协调度模型测度2006—2019年我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调度水平,并采用障碍度模型分析其主要障碍因子。研究发现:我国海洋经济子系统和社会子系统综合发展指数均呈显著上升趋势,生态子系统综合发展指数最高但未表现出显著增长态势;2006—2019年我国沿海地区整体耦合协调度水平呈上升趋势,耦合协调等级由勉强协调上升为中度协调,三大海洋经济圈耦合协调度水平由高到低依次为东部海洋经济圈、北部海洋经济圈和南部海洋经济圈;海洋劳动生产率、居民人均消费支出、海洋专业专科及以上在校学生数和治理废水项目完成投资额等是制约我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调发展的主要障碍因子。

中国省域数字-能源-经济-环境耦合协调的时空特征

数字技术的广泛应用是推动经济高质量发展的必由之路。基于数字、能源、经济与环境融合的理论分析,通过修正的耦合协调度模型测算中国30个省份(因数据缺失,未包括西藏和港澳台地区)2012—2021年四个领域的融合水平,并采用空间自相关模型对其空间分布特征进行研究。结果表明,全国数字、能源、经济与环境的耦合水平在观测期内呈良好上升趋势,最终处于基本协调状态;东中西部地区融合发展步调较为同步,但省域间协调状态等级分级明显,且部分地域间具有明显的空间集聚效应。

小流域经济-环境-社会系统协调发展评价研究

以克什克腾旗大东沟小流域为研究对象,通过现状调查,选取反映经济-环境-社会协调发展的主要指标,采用主成分分析与回归分析相结合的综合评价方法,对大东沟小流域经济-环境-社会系统协调发展进行评价。研究表明,大东沟小流域经过9 a的水土流失治理,取得了一定成效。其中:大东沟小流域植被覆盖率、水土流失治理率逐年提高,土壤侵蚀模数逐年下降,水土流失面积逐渐减少;人均产值、人均纯收入以及单位面积粮食产量逐年增加,土地利用结构趋于合理;小流域内生产生活条件得到明显改善。虽然大东沟小流域经济-环境-社会系统的动态协调状态在治理过程中呈波动性递增趋势,但是在治理末期(2020年)仍未完全实现协调发展,在今后的社会经济建设以及水土流失治理工作中仍需长期不懈的努力。

森林生态-经济系统协同发展的动态耦合——以浙江省为例

基于2003—2019年浙江省森林生态-经济系统17个指标数据,运用森林生态-经济系统综合发展指数、耦合协调度模型,分别计算出森林生态系统、林业经济系统的耦合情况并进行测度分析.研究结果表明,浙江省森林生态-经济系统耦合协调发展总体上产生了时空协同效应;且森林生态系统与林业经济系统逐渐趋向高度耦合协调发展.

苏州市水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调分析

【目的】针对苏州市水资源短缺及供需矛盾的严峻问题,为缓解苏州市水资源压力,促进城市综合发展,从多方面对苏州市发展现状进行系统耦合协调分析。【方法】以苏州市域范围为研究区域,基于2008—2020年各区(县、市)的面板数据,选取水资源、经济、环境、再生水4个维度的27个指标,在AHP-熵权法确定权重的基础上构建了苏州市各区(县、市)水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调度模型,并进行耦合协调分析,在此基础上构建用水压力与水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调度之间的PVAR模型,分析了用水压力与水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调之间的关系。【结果】结果显示:5个地区水资源-经济-环境-再生水系统综合发展水平存在较大差异,多数为发展提升阶段,苏州市区发展最好,其次为昆山市;5个地区整体上均已进入协调阶段,但没有出现优质协调,张家港市协调性最差;水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调增长与用水压力增长呈相互影响的负向抑制动态关系。【结论】结果表明:苏州市水资源-经济-环境-再生水系统综合发展能力及协调水平仍有发展空间,从用水压力与耦合协调的相互影响关系入手,苏州市可以加大再生水利用,从而缓解城市用水压力,进一步推动水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调发展。