城市产业发展的水环境效应及优化调控研究——以长江中下游地区为例
文献类型：学位论文
| 作者 | 彭璐 |
| 答辩日期 | 2023-06 |
| 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 | 邓祥征 |
| 关键词 | 产业发展 水环境效应 绿色发展 环境投入产出模型 产业集聚 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 推动长江经济带发展是新时期中国三大国家发展战略之一，城市群则是长江经济带建设的重要引擎。长江经济带建设涉及复杂多主体利益，社会、经济、生态、环境问题交织，其中产业结构“偏重偏化”、产业布局不合理与产业布局同质化严重等问题凸显。变化环境下日益严峻的水问题已成为制约长江经济带绿色发展的关键瓶颈，以水资源等的大量投入和高污染、高排放等环境污染为特征的发展模式亟需向低环境风险、高资源利用效率、人类福祉与社会公平提升的绿色经济发展模式转变。 因此，厘清长江经济带城市产业发展与水环境变化及两者互馈机理并提炼未来城市产业结构调整优化策略，是实现长江经济带“坚持生态优先、绿色发展，共抓大保护，不搞大开发”重大战略目标的安全保障。因此，本研究以长江经济带中下游城市群为研究区，基于产业结构和产业空间布局两个维度，解析了2000-2020年城市产业发展的时空演变特征；遴选了总磷(TP)、总氮(TN)等水质监测指标，揭示了城市水质时空演变特征；构建了水环境风险综合评价模型和分段回归模型，解析了长江经济带中下游水环境风险的时空变化特征及其影响因素，揭示城市发展对水环境的影响机制；基于环境投入产出模型和结构分解分析模型，从产业总量和产业结构视角分析产业发展对水环境污染物排放的直接和间接影响，并分析了不同产业的水污染物排放变化的驱动因素；针对城市产业空间布局的水环境效应分析，基于生态效率分析视角，评估了年长江经济带中下游城市产业生态效率的时空演变，进一步解析了产业空间分布对产业生态效率的影响机制；考虑水环境约束和城市社会经济发展目标，构建了产业结构优化多目标模型，模拟不同政策情景下产业的增加值和水污染排放变化，从城市高质量绿色发展的角度为长江经济带中下游城市的产业结构与空间布局调整以及水环境优化管理提供定量和科学决策的依据。主要发现有： (1) 长江经济带中下游城市产业结构合理化和高级化水平显著提升，高污染产业大多集中在下游地区。在产业结构上，2000-2020年长江经济带中下游城市群的产业结构合理化指数平均值从0.20下降到0.06，产业结构高级化指数平均值达到6.793，但仍有约54.55%的城市产业结构高级化指数低于平均值。这说明了长江经济带中下游城市产业结构进一步优化，但多数城市与上海、杭州、南京等城市的产业结构仍有一定的差距。在产业空间布局上，长江经济带下游东部和中游中部城市的产业数量显著增加，沿江城市的产业数量高于内陆城市。高污染行业大多集聚分布在长江三角洲东部地区，形成产业高密度集聚区，其次分布在以武汉、长沙为中心的周边城市，形成产业中度密度集聚区。不同行业的产业高密度集聚区的辐射范围不同，如化学原料和化学制品制造业的辐射范围高于化学纤维制造业，这也反映了当前长江经济带中下游城市的产业同构现象严重，尤其是在江苏和浙江省，产业趋同现象显著，将不利于区域的协同发展。 (2) 2005-2020年长江经济带中下游城市水质有所改善但水环境风险总体呈增加趋势，水环境风险自东向西呈减少态势，产业结构的优化升级、不透水表面积占比的控制是改善水质、降低水环境风险的重要路径。在水质特征上，2020年长江经济带中下游水质总体上有所改善，但下游水质低于中游水质，干流水质优于支流和湖泊的水质。在水环境风险上，2005-2020年长江经济带中下游城市水环境风险总体呈增加趋势，增幅为1.13%，且增加幅度较大的时段主要集中在2010-2015年城市经济快速发展的阶段。此外，水环境风险呈现东高西低的特征，水环境风险较高的地区主要分布在长三角和长江沿岸地区，如上海、无锡、杭州等。在水环境风险的影响因子上，人均GDP、产业结构和千人床位数是影响水环境风险的主要驱动因素。其中，低风险、中低风险和中风险地区最突出的影响因素是人均GDP，中高风险和高风险地区最突出的影响因素为产业结构因素。在城市化与水环境影响机制上，城市化发展与水环境水质存在非线性关系，将城市的不透水表面积占比控制在30%左右是防止水环境水质退化的基本要求。 (3) 不同产业的水环境污染物排放特征不同，高直接排放产业主要集中在农林牧渔业和服务业，高间接排放产业主要集中在纺织业和石化产业，高污染产业的技术升级和传统高污染产业与高新技术产业的结构调整是长江经济带实现绿色发展的重点。长江经济带2012-2017年水环境污染物的排放量总量呈下降趋势，具体表现为TN和TP的间接排放呈下降趋势，2012-2017年分别减少了133.14%和27.87%；但COD和NH3-N的化间接排放呈上升趋势，2012-2017年分别增加了5.10%和14.21%。在产业结构的直接影响上，农林牧渔业和服务业是水污染直接排放量的两个主要贡献者。在产业结构的间接影响上，纺织业、化学产品业、造纸印刷和文教体育用品、石油、炼焦产品和核燃料加工品等是第二产业部门间接水污染物排放的主要来源。这揭示了长江经济带产业同质化问题依然存在，“重化工”的产业结构和“重煤”的能源结构特征加大了资源消耗，污染防治难度加大。产业水污染物排放特征地区差异显著，安徽、江苏、重庆、江西、湖南、湖北是水污染物排放的主要来源地区。以间接COD排放为例，安徽、江苏、重庆、江西、湖南和湖北分别占长江经济带间接COD排放总量的17.30%、18.16%、11.04%、10.24%、10.41%和10.07%。区域产业排放差异较大的主要原因是长江经济带各区域经济发展阶段、环境问题和发展重点不同。此外，水污染排放的结构分解分析结果表明，减排措施、需求结构、产业结构和技术升级均有利于污染物减排。因此，江苏、江西、湖南、湖北、贵州、重庆等地可进一步优化产业结构，提升高新技术产业和战略性新兴产业规模，并加强区域间产业转移承接和协同治理水环境污染。 (4) 长江经济带中下游城市的产业生态效率显著提高，产业结构合理化、纺织业和化学产品业等重点污染产业的空间布局是影响城市产业生态效率的重要因素。城市产业生态效率反映了城市产业发展对水环境的影响，研究表明2011-2020年长江经济带中下游城市的产业生态效率呈增长趋势，年均增长率为1.48%。长江经济带下游城市的产业生态效率高于长江经济带中游城市，但长江经济带中游城市的产业生态效率的增幅高于下游城市群，这可能是中游城市积极推进产业转型发展与治理水环境，促进了城市产业的绿色发展。在空间特征上，长江经济带中下游城市的产业生态效率呈现东高西低的分布特征，产业生态效率的高值区主要集中在东部沿海城市，低值区主要集中在中部地区。Malmquist-Lenberger指数分解分析表明生产技术的进步、资源配置效率提升以及产业结构的优化将有利于城市产业生态效率提升。空间计量模型进一步揭示了产业结构合理化指数、纺织业和化学原料和化学制品制造业等重点污染产业的工厂空间分布对城市产业生态效率有着显著的影响。因此，在产业布局上仍需推进建立纺织业工业园区，促进产业集群的形成，严格控制化工产业的数量和分布密度，从源头上控制水环境污染，提升长江经济带中下游整体的产业生态效率。 (5) 上海作为长江经济带下游的重要城市，具有经济、技术和制度等多方面的优势，在长江经济带产业发展与水环境可持续发展起到引领示范作用。相比于世界发达城市的产业体系，上海市仍面临着产业结构升级和产业布局优化的两大重要任务。基于多准则投入产出优化模型，不同情景下上海市的产业结构的产业增加值占比差异显著，在经济发展与污染减排的双目标情景下，水环境污染物排放总量下降了36.13%；上海市产业结构主要表现为高污染高耗能的产业增加值呈现下降趋势，高端制造业(交通运输设备业、通信设备、计算机和其他电子设备、电气机械和器材、仪器仪表等)和现代化服务业的增加值占比呈现增加趋势。在技术进步政策情景下，技术进步在短时期内不能明显改善区域的产业结构，但是有效地降低水环境污染物排放量；在产业发展政策情景下，上海市经济增长和污染减排效果显著，相比于基准期，服务业、建筑业、化学产品业、纺织业的变化幅度最大，分别为6.43%、-1.89%、-2.61%和-1.02%，因此，上海市应实施适当限制高能耗高污染型产业发展，支持高端制造业发展和现代服务业发展，实现上海市产业结构转型优化与水生态环境可持续发展。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 251 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199855]  |
| 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 | 彭璐. 城市产业发展的水环境效应及优化调控研究——以长江中下游地区为例[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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