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中国CO2排放的空间分异与驱动因素——基于198个地级及以上城市数据的分析

期刊:经济地理DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2020.11.004

类型a:学术研究报告

本研究由王兴民1,2、吴静1,2、白冰1,2和王铮※1,2,3共同完成,作者单位包括中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院大学公共政策与管理学院以及华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室。研究成果发表于《经济地理》2020年第40卷第11期。

学术背景: 在全球气候变化治理背景下,城市作为碳排放的主要来源,其减排政策的精准制定需要基于对城市尺度CO2排放空间分异特征及其驱动机制的深入理解。已有研究多集中在省级层面,而城市尺度的研究受限于能源消费数据的可获得性。随着监测技术的完善,本研究首次基于198个地级及以上城市的能源消费数据,系统探究了中国城市CO2排放的空间分异格局及其驱动因素。研究旨在为制定差异化的城市低碳政策提供科学依据。

详细工作流程: 1. 数据收集与处理阶段: - 收集198个地级市的20种能源消费数据(主要来自2017年各地统计年鉴) - 采用排放系数法(emission coefficient method)计算各城市CO2排放量 - 建立包含4类因素8项指标的驱动因素指标体系(表2)

  1. 空间分异分析阶段:
  • 使用变异系数法(coefficient of variation)量化排放量和排放强度的区域差异
  • 通过k-means聚类将城市分为资源型/非资源型、北方/南方城市
  • 绘制空间分布图(图1)和联合分布图(图2)
  1. 驱动因素探测阶段:
  • 采用地理探测器(geodetector)模型进行因子探测和交互作用探测
  • 计算各因子决定力q值(公式3)
  • 分析两两因子的交互作用类型(表3)
  1. 数据分析方法:
  • 自主研发的Geodetector软件用于空间数据分析
  • 采用非线性增强效应分析微弱因子的作用机制

主要研究结果: 1. 空间分异特征: - 排放强度变异系数(1.486)显著高于排放量(1.149) - 非资源型城市排放强度差异最大(变异系数1.887) - 北方城市排放量高但差异小,南方城市反之

  1. 驱动因子分析:
  • 资源型/北方城市:能源强度(energy intensity)为主导因子(q=0.428)
  • 非资源型/南方城市:经济规模(GRP)为主导因子(q=0.385)
  • 产业结构和高级化水平决定力普遍较小(q<0.05)
  1. 交互作用发现:
  • 关键交互因子存在区域差异:资源型城市为GRP∩ECI(q=0.641)
  • 微弱因子(如城市经济密度)通过交互产生非线性增强
  • 南方城市交互模式更复杂,无单一主导交互因子

结论与价值: 本研究首次系统揭示了中国城市尺度CO2排放的空间分异规律,创新性地识别了不同类型城市的主导驱动因子及其交互机制。研究发现为制定差异化减排政策提供了重要依据:对同质性高的资源型/北方城市可采用统一政策,而对异质性强的非资源型/南方城市需要弹性政策。方法学上,将地理探测器应用于碳排放研究拓展了空间分析工具的适用范围。

研究亮点: 1. 数据创新:首次构建198个地级市能源消费数据库 2. 方法创新:多方法融合(变异系数+k-means+地理探测器) 3. 发现创新:揭示微弱因子的非线性增强效应 4. 政策创新:提出基于城市类型的差异化减排策略

其他价值: 研究发现的”紧凑城市”发展战略对资源型城市的启示,以及技术-结构-规模协同减排的政策建议,对实现”双碳”目标具有重要实践意义。数据缺陷部分指出的煤炭占比指标局限,为后续研究指明了改进方向。

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