黄河流域碳生态安全水平空间格局与动态演进.pdf
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1、第4 3卷第5期2 0 2 3年1 0月水土保持通报B u l l e t i no fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o nV o l.4 3,N o.5O c t.,2 0 2 3 收稿日期:2 0 2 3-0 7-2 8 修回日期:2 0 2 3-0 9-2 2 资助项目:教育部人文社会科学研究规划青年项目“山西矿区生态占用赤字负外部效应测度与补偿机制研究”(2 0 Y J C 6 3 0 0 5 2);山西省社会科学院2 0 2 2年度青年课题(YWQN 2 0 2 2 0 3);山西省社会科学界联合会重点课题(S S K L Z D
2、 K T 2 0 2 2 1 0 7);山西省教育厅高校哲学社会科学课题(2 0 2 2W 1 2 1);山西大同大学2 0 2 2年度一般项目(2 0 2 2 K 0 1)第一作者:蒋毓琪(1 9 8 3),男(汉族),山西省大同市人,博士,副教授,主要从事资源与环境经济研究。E m a i l:j i a n g y u q i 1 9 1 31 6 3.c o m。通信作者:杨怡康(1 9 9 0),女(汉族),山西省大同市人,硕士,讲师,主要从事资源与环境经济研究。E m a i l:y a n g y i k a n g 1 4 3 31 6 3.c o m。黄河流域碳生态安全水平空
3、间格局与动态演进蒋毓琪,杨怡康,田文博,刘 通(山西大同大学 商学院,山西 大同0 3 7 0 0 9)摘 要:目的分析中国重要的“能源流域”黄河流域的碳生态安全水平空间差异与动态演进,客观反映黄河流域碳生态安全现状及其演变趋势,为碳生态安全格局优化提供参考。方法在驱动力压力状态影响响应(D P S I R)分析框架下构建黄河流域碳生态安全评价指标体系,借助逼近于理想解的排序方法(T O P S I S)评估碳生态安全水平并运用核密度估计法分析时空演变特征。结果2 0 1 22 0 2 1年黄河流域碳汇量和碳排放量逐年增加,碳排放量增长速度快于碳汇量。从空间范围看,碳汇量具有“西高东低”的特点
4、,而碳排放量呈“西低东高”的特征。黄河流域碳生态安全水平逐年提升,由2 0 1 2的0.3 5 6增长到2 0 2 1年的0.6 3 9。在空间分布上,上游地区碳生态安全水平高于中、下游地区,呈现出“上游领先,中游追赶,下游超越”的特征。此外,碳生态安全等级均趋于良好。基于核密度估计结果,黄河流域区域间碳安全水平差异逐渐缩小,且上游区域内碳生态安全水平差异性下降快于中、下游地区。结论基于黄河流域碳生态安全现状,建议上游地区继续增强碳汇能力,中、下游地区发展附加值高的技术密集型和清洁能源产业,推动G D P绿色增长。此外,应建立碳生态补偿机制,协调解决跨区域碳生态安全问题,提升全流域碳生态安全水
5、平。关键词:碳生态安全;空间格局;动态演进;黄河流域;山西省大同市文献标识码:A 文章编号:1 0 0 0-2 8 8 X(2 0 2 3)0 5-0 4 1 9-0 7 中图分类号:X 3 2,X 2 4文献参数:蒋毓琪,杨怡康,田文博,等.黄河流域碳生态安全水平空间格局与动态演进J.水土保持通报,2 0 2 3,4 3(5):4 1 9-4 2 5.D O I:1 0.1 3 9 6 1/j.c n k i.s t b c t b.2 0 2 3.0 5.0 4 8;J i a n g Y u q i,Y a n g Y i k a n g,T i a nW e n b o,e t a l
6、.S p a t i a l p a t t e r na n dd y n a m i c e v o l u t i o no f c a r b o ne c o l o g i c a l s e c u r i t y l e v e l i nY e l l o wR i v e rb a s i nJ.B u l l e t i no fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o n,2 0 2 3,4 3(5):4 1 9-4 2 5.S p a t i a lP a t t e r na n dD y n a m i cE v o
7、l u t i o no fC a r b o nE c o l o g i c a l S e c u r i t yL e v e l i nY e l l o wR i v e rB a s i nJ i a n gY u q i,Y a n gY i k a n g,T i a nW e n b o,L i uT o n g(S c h o o l o fB u s i n e s s,S h a n x iD a t o n gU n i v e r s i t y,D a t o n g,S h a n x i0 3 7 0 0 9,C h i n a)A b s t r a c
8、t:O b j e c t i v eT h es p a t i a ld i f f e r e n c e sa n dd y n a m i ce v o l u t i o no fc a r b o ne c o l o g i c a l s e c u r i t yl e v e lw e r ea n a l y z e dt oo p t i m i z et h eo v e r a l lp l a no fc a r b o ne c o l o g i c a ls e c u r i t yi nt h eY e l l o w R i v e rb a s i
9、 n(a ni m p o r t a n t“e n e r g yb a s i n”i nC h i n a)i no r d e rt oo b j e c t i v e l yr e f l e c tt h ec u r r e n ts t a t u sa n de v o l u t i o nt r e n do fc a r b o ne c o l o g i c a l s e c u r i t y,a n d t op r o v i d e a r e f e r e n c e f o r o p t i m i z i n g t h e c a r b
10、o ne c o l o g i c a l s e c u r i t yp a t t e r n.M e t h o d sA ne v a l u a t i o n i n d e xs y s t e mf o rc a r b o ne c o l o g i c a ls e c u r i t yi nt h eY e l l o w R i v e rb a s i nw a sc o n s t r u c t e du n d e rt h ef r a m e w o r ko fd r i v i n g-p r e s s u r e-s t a t e-i m
11、p a c t-r e s p o n s e(D P S I R)a n a l y s i s.T h et e c h n i q u ef o ro r d e rp r e f e r e n c eb ys i m i l a r i t yt o i d e a l s o l u t i o n(TO P S I S)m o d e lw a su s e dt oe v a l u a t et h e l e v e lo fc a r b o ne c o l o g i c a l s e c u r i t y,a n dt h es p a t i a l-t e
12、m p o r a le v o l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c sw e r ea n a l y z e db yt h ek e r n e ld e n s i t ye s t i m a t i o n m e t h o d.R e s u l t s C a r b o ns i n k sa n dc a r b o ne m i s s i o n s i n c r e a s e d f r o m2 0 1 2t o2 0 2 1 i nt h eY e l l o wR i v e rb a s i n,a n dt h
13、 eg r o w t hr a t eo f c a r b o n e m i s s i o n sw a s f a s t e r t h a n t h a t o f c a r b o n s i n k s.C a r b o n s i n k sw e r e s p a t i a l l yc h a r a c t e r i z e da s“h i g h e r i nt h ew e s t a n d l o w e r i nt h ee a s t”,w h i l ec a r b o ne m i s s i o n sw e r e“l o w
14、e r i nt h ew e s t a n dh i g h e r i nt h ee a s t”.T h e c a r b o ne c o l o g i c a l s e c u r i t y l e v e l i n t h eY e l l o wR i v e rb a s i n i n c r e a s e do v e r t i m e,f r o m0.3 5 6 i n2 0 1 2t o0.6 3 9i n2 0 2 1.I nt e r m so fs p a t i a ld i s t r i b u t i o n,t h ec a r b
15、o ne c o l o g i c a ls e c u r i t yl e v e l i nt h eu p s t r e a mr e g i o nw a sh i g h e r t h a n i nt h em i d d l ea n dd o w n s t r e a mr e g i o n s,a n dw a sc h a r a c t e r i z e da s“u p s t r e a ml e a d i n g,m i d s t r e a mc a t c h i n gu p,a n dd o w n s t r e a ms u r p a
16、 s s i n g”.I na d d i t i o n,t h el e v e lo fc a r b o ne c o l o g i c a ls e c u r i t yt e n d e dt ob eg o o d.B a s e do n t h ek e r n e l d e n s i t ye s t i m a t i o nr e s u l t s,t h ed i f f e r e n c e s i nc a r b o ns e c u r i t y l e v e l sa m o n gd i f f e r e n tr e g i o n
17、si nt h eY e l l o w R i v e rb a s i nw e r eg r a d u a l l yn a r r o w i n g,a n dw e r ed e c r e a s i n gi nt h eu p s t r e a mr e g i o nf a s t e r t h a n i nt h em i d d l ea n dd o w n s t r e a mr e g i o n s.C o n c l u s i o nB a s e do nt h e c u r r e n t s t a t u so fc a r b o ne
18、 c o l o g i c a ls e c u r i t yi nt h eY e l l o w R i v e rb a s i n,c a r b o ns i n kc a p a c i t yi nt h eu p s t r e a m r e g i o ni se x p e c t e dt o i n c r e a s eo v e rt i m e,w h i l ec l e a ne n e r g yi n d u s t r i e sa n dt e c h n o l o g y-i n t e n s i v ei n d u s t r i e
19、sw i t hh i g ha d d e dv a l u es h o u l db ed e v e l o p e dt op r o m o t eg r e e nG D Pg r o w t hi nt h em i d d l ea n dd o w n s t r e a mr e g i o n s.I na d d i t i o n,ac a r b o ne c o l o g i c a l c o m p e n s a t i o nm e c h a n i s ms h o u l db ee s t a b l i s h e dt oc o o r d
20、 i n a t ea n dr e s o l v ec r o s s-r e g i o n a l s e c u r i t y i s s u e s,a n dt o i m p r o v e t h ec a r b o ne c o l o g i c a l s e c u r i t y l e v e l o f t h ee n t i r eb a s i n.K e y w o r d s:c a r b o ne c o l o g i c a ls e c u r i t y;s p a t i a lp a t t e r n;d y n a m i ce
21、 v o l u t i o n;Y e l l o wR i v e rb a s i n;D a t o n gC i t y,S h a n x iP r o v i n c e 丰富的自然资源必然成为区域社会经济发展的逻辑起点和路径依赖。在区域经济增长同时,碳排放量超额导致环境污染,严重影响生态安全1。目前,生态安全成为学者们关注可持续发展研究领域的热点话题。在研究对象上,分别从流域水生态安全2、区域生态安全格局识别3与城市生态安全空间异质性4等领域开展研究。在研究内容方面上,主要聚焦于生态环境风险综合评价,生态安全格局变化与生态安全系统管理等5。碳安全作为国家生态安全的重要载体,需将
22、其提升到国家战略层面加以考量6。有学者基于碳足迹理论,构建碳安全评价模型,测度碳安全水平7。在此基础上,个别学者引入碳排放指数,运用S T I R P AT模型分析其影响因素,借助灰色GM(1,1)模型预测地区碳安全状况8。此外,还有学者以碳中和为视角,通过估算碳生态盈亏状况和碳生态经济协调指数,评价中国碳生态安全水平9。在研究方法上,研究成果主要集中于压力状态响应模型(P S R)1 0、生态系统服务和权衡的综合评估模型(I n V E S T)1 1与生态足迹模型等1 2。黄河流域作为特殊的地理单元,其生态安全状况引起部分学者关注,研究成果主要集中于生态安全测度1 3、指标体系构建1 4、
23、等级分布1 5与时空演进1 6及格局优化等1 7。国内外学者已从生态安全的多个方面开展研究,具有一定的理论基础与实证借鉴。黄河流域作为中国重要的“能源流域”,有限碳汇量与超额碳排放之间不平衡显著,严重影响着碳生态安全。而碳生态安全与生态经济协同推进与“双碳”目标实现紧密相关,这一现象却较少被关注。本研究以黄河流域9省(区)为研究对象,探析碳生态安全水平及其时空差异与演进格局,以期客观反映黄河流域碳生态安全现状及其演变趋势,为碳生态安全格局优化提供参考。1 研究区概况黄河流域流经青海、甘肃、山西和山东等9个省(区),含煤区域3 5.7k m2,富集丰裕的煤炭资源,其产量居全国之首。2 0 2 1
24、年,黄河流域碳排放量高达3.8 01 09t,占全国碳排放总量的3 4.9%,单位G D P碳排放水平高于全国平均水平的2 8.5%1 8。资源、能源过度利用使得碳生态承载压力较大,影响黄河流域碳生态安全。本研究参照水利部黄河水利委员会划定的自然流域范围,为了保证地区级行政单元完整性以及充分考虑地区经济社会、生态系统与黄河的关联性原则1 9,参考张可云和张颖对黄河流域范围及其划分界线2 0,将青海省、四川省、甘肃省和宁夏回族自治区作为黄河流域上游地区。中游地区包括内蒙古自治区、陕西省和山西省。下游地区包括河南省和山东省。2 数据来源与研究方法2.1 数据来源本研究数据均来自2 0 1 22 0
25、 2 1年 中国能源统计年鉴 中国环境年鉴 中国统计年鉴 以及黄河流域9省(区)的统计年鉴和社会发展统计公报等。其中,碳汇量测算涉及各类生产性土地N P Pi值,参考葛全胜的研究成果2 1,碳排放量的测算参照郑德凤等的研究成果2 2。2 0 1 2年党的十八大提出,将生态文明建设并列为“五位一体”之一,折射出生态安全被提升到前所未有的高度。因此,本研究以2 0 1 2年为考察基期。2.2 研究方法本研究的边际贡献体现在3个方面:参照森林、土地、水、城市群和旅游等不同研究对象的生态安全划分标准,确定黄河流域碳生态安全等级划分标024 水土保持通报 第4 3卷准;借助TO P S I S评价法修正
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