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【文献分享ES】中国长江和黄河城市土地利用生态效率的比较研究—基于时空异质性、空间转移和驱动因素的视角

GISer last  · 公众号  ·  · 2024-11-02 21:51

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土地科学文献传递

主题: 城市土地利用生态效率(Urban land use eco-efficiency)、长江经济带(YREB)、黄河流域(YRB)
本文发表在国际期刊Ecological Indicators,2023年第151卷上,第一作者为中国地质大学(武汉)公共管理学院的陈倩,通讯作者为中国地质大学(武汉)公共管理学院的汪樱副研究员。

(图片来自原文)

文章指出随着中国经济从高速发展转向高质量发展,以土地资源枯竭和城市生态环境污染为代价的发展制约了城市集约高效发展。因此,实现城市土地高效利用与生态环境保护的协同发展是推动中国城市绿色发展的紧迫任务。提高城市土地利用生态效率(ULUEE)有利于缓解城市中的人地冲突,特别是在人口稠密和生态敏感地区。此外,ULUEE过去的研究较少从比较的角度关注不同的流域,这在很大程度上忽略了驱动因素的区域异质性。长江经济带是中国东西部互动合作的协调发展区,其土地资源利用关系到中国区域协调发展和生态文明战略的实现。黄河流域(YRB)是中国重要的生态屏障和经济区,土地资源有限,生态环境脆弱。
因此,本文选取长江经济带(YREB)和黄河流域(YRB)作为研究区,基于SBM-Undesirable评估ULUEE,然后使用泰尔指数和空间马尔科夫链来揭示ULUEE的差异变化和转移方向。最后,从整个流域、流域的上、中、下游和不同规模的城市三个方面,使用Tobit模型比较分析驱动因素对长江经济带(YREB)和黄河流域(YRB)ULUEE的影响。文章的主要研究目标主要包括以下几个方面:
(1)基于SBM-Undesirable分析ULUEE的时空特征;

(2)使用泰尔指数量化不同空间尺度下ULUEE的变化程度;

(3)采用空间马尔可夫链来探索ULUEE的空间转换特征;

(4)使用 Tobit回归 模型检验驱动因素的异质性;
(5)根据研究结果提供政策建议。
(图片来自原文)

城市土地利用生态效率的变化,从时间上来看,长江经济带(YREB)的城市土地利用生态效率以M型模式波动,最低值出现在2010年。 到2018年,超过75%的城市仍有城市土地利用生态效率处于效率较低范围内,并且城市土地利用生态效率平均值呈现出下游>上游>中游的特征。 此外,中游的变化最大,其次是上游,而下游的城市土地利用生态效率相对稳定。 黄河流域(YRB)整个流域的城市土地利用生态效率也随着时间的推移表现出M型波动,总体变化不显著。 下游ULUEE平均值高于中上游,且有下降趋势。 到2018年,黄河流域(YRB)上游、中游和下游的ULUEE都出现了不同程度的下降,其中上游的下降幅度最大。

(图片来自原文)
从空间上来看,长江经济带(YREB)的ULUEE表现出东高西低的特征,高值分散,低值聚集。云贵高原和四川盆地的局部及周边地区的ULUEE值较低。长江中下游地区的ULUEE值较高。黄河流域(YRB)的ULUEE呈现出从东部沿海地区到西北内陆地区的下降趋势,即下游>中游>上游。从2000年到2018年,ULUEE在空间上逐渐聚集,并且黄河以南高于黄河以北。

(图片来自原文)

文章使用泰尔指数来反映了城市土地利用生态效率( ULUEE )的区域差异,泰尔指数越大,区域差异越大。结果显示,长江经济带(YREB)的整体泰尔指数呈W型波动,与ULUEE平均值的变化规律相反。泰尔指数呈现出"下游-上游-中游 "的上升模式,表明下游地区的区域差异最小。从2000年到2018年,上游地区的区域差异逐渐缩小,而中下游地区的区域差异增大。
黄河流域(YRB)的整体泰尔指数呈先下降后上升的V型模式,在2005年达到0.16的最低值。根据泰尔指数,下游地区差异最小,其次是中游地区,上游地区差异最大。总体而言,整个流域和黄河流域(YRB)不同河段的区域差异呈上升趋势。

(图片来自原文)

城市土地利用生态效率( ULUE E )的空间转换概率的结果显示,长江经济带(YREB)内50%的城市与邻近城市向同一方向转移,23%随邻近城市向上转移,5%随邻近城市向下转移,22%随邻近城市保持稳定。地方与周边城市同时向下转移的城市主要位于上游,同时向上转移的城市则主要位于中下游。ULUEE地位在当地和邻近城市之间存在协同转变,主要是向上转移或保持稳定。黄河流域(YRB)的空间分布显示,34%的城市与相邻城市同步转移,6.4%的城市与邻近城市同步向下转移,24.4%的城市与邻近城市同步向上转移,3.2%的城市与邻近城市保持稳定。与邻近城市一起向下转移的城市主要位于黄河上游。

(图片来自原文)

文章使用Tobit回归模型来检验ULUEE与驱动因素之间的关系。首先,文章从长江经济带(YREB)和黄河流域(YRB)的整个流域和流域不同区段的回归结果来分析驱动因素对ULUEE的影响。结果显示,Ln(GDP)²的系数在整个流域以及长江经济带(YREB)的上、中、下游地区均为正值,表明GDP与ULUEE的关系呈U型曲线。就整个流域而言,空气质量、创新发展水平、GDP、城市景观集聚、人口集聚水平、环境法规和区域一体化对ULUEE有显著的正向影响,且影响程度递减。相反,城市景观破碎化、森林资源、土地市场化、社会效益和城市景观连通性对ULUEE有明显的负向影响,且影响大小呈下降趋势。从长江经济带(YREB)的不同区段来看,在上游地区,城市景观破碎化对ULUEE的影响最显著,而创新发展水平、土地市场化和人口集聚水平也发挥了显著的积极作用。在中游地区,空气质量对ULUEE的影响最显著,但受城市景观破碎化的负面影响显著。在下游地区,城市景观破碎化对ULUEE的负面影响最大,区域一体化对ULUEE有很大的积极影响。

(图片来自原文)

从黄河流域(YRB)的回归结果来看,与长江经济带(YREB)一样,GDP对黄河流域(YRB)的ULUEE有非线性影响,但Ln(GDP)²的系数仅在中下游地区为正。城市景观集聚、环境法规和森林资源对黄河流域(YRB)全流域的ULUEE有明显的正向影响,但对空气质量、土地市场化、社会效益和人口集聚水平则有明显的负向影响。从黄河流域(YRB)的不同区段来看,在上游地区,城市景观破碎化对ULUEE的正向影响最大,而空气质量的负向影响最大,环境法规和森林资源都产生了显著的积极影响。就下游地区而言,ULUEE受空气质量的正向影响,影响大小最大,受城市景观连通性和社会效益的负向影响。

(图片来自原文)

其次,文章从长江经济带(YREB)和黄河流域(YRB)的不同城市规模(大、中、小城市)的回归结果来分析驱动因素对ULUEE的影响。结果显示,与长江经济带(YREB)整个流域的回归结果一致,YREB中大、中、小城市的Ln(GDP)²系数为正且显著,表明GDP与ULUEE之间呈U型曲线关系。对于大城市,创新发展水平、空气质量、城市景观碎片化、城市景观集聚和区域一体化与ULUEE呈正相关,而土地市场化、社会效益和城市景观连通性则呈负相关。对于中等城市,创新发展水平、城市景观集聚、土地市场化和社会效益显著促进了ULUEE,而城市景观碎片化显著抑制了ULUEE,但其影响并不显著。社会效益和区域一体化对ULUEE有显著的正向影响,而空气质量、森林资源和环境法规则有显著的负向影响。对于小城市来说,城市景观破碎化是ULUEE的最大影响因素,但其影响并不显著。社会效益和区域一体化对ULUEE有显著的正向影响,而空气质量、森林资源和环境法规对其有显著的负向影响。

(图片来自原文)

黄河流域(YRB)大、中、小城市的回归结果显示,Ln(GDP)²的系数在YRB的三种城市规模中都是正的,但仅在大城市显著。此外,大城市的ULUEE也受到城市景观集聚、环境法规和森林资源的积极影响,而显著的负面影响归因于社会效益、土地市场化、创新发展水平和城市景观连通性。土地市场化和社会效益对中等城市的ULUEE有显著的负面影响,但城市景观集聚、GDP、环境法规、区域一体化和森林资源有积极影响。在小城市中,城市景观集聚和森林资源是显著的正驱动因素,空气质量、创新发展水平、社会效益、区域一体化和人口集聚水平是显著的负驱动因素。






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