中国城市矿产的时空特征及其资源环境效应研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李想 |
| 答辩日期 | 2023-03 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 刘刚 |
| 关键词 | 城市矿产 在用存量 时空特征 隐含碳排放 存量预测 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然资源学 |
| 英文摘要 | 城市是全球人口、经济和生产消费活动的集中地。在全球和主要国家碳中和目标驱动和应对全球气候变化背景下，绿色、可持续转型是当今城市发展的主题。然而随着快速城市化发展和工业化推进，自然资源不断向城市建成环境中转移，由此造成的矿产资源短缺、城市垃圾围城和碳排放量激增等问题严重阻碍了全球可持续发展。对蓄积在城市建成环境中这些城市矿产的开发利用，可减少原生资源开采过程中的污染、废弃物排放并最大限度的降低碳排放，与开发原生矿产相比更加环保、高效，是循环经济“减量化、再利用、资源化”原则的集中体现。 当前中国的城市矿产研究仍在发展中，尚未形成完善的理论体系，面临着基础数据缺乏和回收体系建设与城市发展规划之间缺乏有效衔接等问题。本文基于物质流分析方法，以中国337 个地级及以上城市中包括建筑、基础设施和制成品在内的43 种在用产品中的24 种城市矿产为研究对象，聚焦城市矿产的时空特征、形成机制和隐含碳排放问题，尝试挖掘城市矿产形成的时空规律，分析城市矿产的环境效应，预测未来中国城市矿产分布和变化，以期为中国城市矿产开发利用和城市资源环境可持续转型提供科学方法和数据支撑。论文的主要研究内容和结论如下： （1）城市矿产的时空特征及规律分析：基于自下而上的物质流分析方法，估算了1978-2020 年中国337 个地级及以上城市的建筑、基础设施、制成品的总在用存量；采用时间趋势分析、空间自相关分析和基尼系数等方法，分析了中国城市矿产存量的时空变化规律和空间不平等问题；通过分析城市矿产与人口、经济、社会发展的标度律关系，核算了资源累积与城市人口、经济、社会发展的缩放比例，总结快速城市化地区城市矿产特征和演化规律。研究发现：中国城市在用存量在城市建成环境中演变普遍符合倒“U”型曲线的发展特征， “扩张”与“收缩”现象并存，且在空间上存在显著的“东西失衡”和“南北差距”问题。虽然在过去四十余年中国“胡焕庸线”以西的城市矿产存量的增长显著，城市人均在用存量领先全国，但中国“胡焕庸”线两侧的差异仍旧较大，中国东部和西部的城市矿产存量分布“东西”失衡的不平等问题仍在加剧，且随着东北地区的在用存量收缩，中国城市矿产发展的“南北”差异也在逐渐扩大。 （2）城市矿产时空分异的驱动机制分析：针对城市在用存量的时空分异格局，基于城市发展的人口、环境、地理、社会和经济等多个角度构建了综合评价指标体系，采用相关分析、主成分回归分析等探究了城市在用存量空间分异的驱动机制。通过构建“响应模型”，分析不同城市在用存量对于城市人口、环境、地理、社会和经济发展等影响因子变化的响应方向和强度，揭示其增长时间演变差异的驱动机制。研究发现：中国城市矿产存量的不均衡分布格局同时受到“极化”和“涓滴”两极分化作用的复杂影响。大城市的“极化”作用是城市矿产存量不平等分布的主要驱动力；在过去四十余年中国城市矿产极化作用的引导下，西部欠发达中小城市与东部发达大城市之间的差异越来越大。而东南部地区城市在产业结构转变和经济增长的推动下，城市发展的“涓滴”作用开始显现，目前城市矿产的总量和人均存量水平都处于全国领先位置，形成了城市矿产的高值集聚区。 （3）城市建成环境存量的隐含碳排放研究：基于构建的城市建成环境隐含碳排放核算模型，比较了城市矿产隐含碳排放与城市运行过程中的直接能源碳排放的时空分异规律。研究发现：中国城市隐含碳排放集中于经济发展水平较高的区域中心城市和东部开放城市，而城市直接能源碳排放则多集中在能源密集型城市和重工业为支柱产业的城市；目前中国城市中仅有极少数（占比5%）城市达到了隐含碳排放与直接能源碳排放双口径上的碳峰值，随着大部分（占比62%）城市建成环境存量的加速增长，城市范围外的隐含碳排放量仍将加速上升。 （4）城市矿产存量预测研究：研究通过情景分析方法，基于1 公里人口格网预测数据和1 公里GDP 预测数据，绘制了共享经济发展途径（SSPs）下2035 和2050 年中国城市建成环境在用存量的1 公里格网分布图，为未来开展存量驱动的城市矿产资源回收潜力研究提供了基础数据。研究预测，未来中国城市矿产存量的“东西”差异会随着南北人均存量差异的持续发展而逐渐向“南北”转移，中国南部地区的城市矿产存量的“南北差距”逐渐增大。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 162 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199752]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李想. 中国城市矿产的时空特征及其资源环境效应研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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