中国快速城镇化对环境质量的影响机理研究

Under the background of rapid urbanization and serious environmental problems in China, it is of theoretical and practical significance to analyze the influence mechanism and law of urbanization on environmental quality of air and water from multiple scale perspective. The project integrates multiple heterogeneous data. Considering the spatial heterogeneity and spatial dependency, combining the stress and promotion effect of urbanization, using spatial econometric model, space-time weighted regression, mediating effect model, it is innovative in the path analysis and spatiotemporal differentiation of the influencing mechanism. The research is divided into three parts: macroscopic process - action mechanism - policy suggestion. First, estimate the decoupling state of the urbanization and the key environmental elements such as SO2, PM2.5, O3, wastewater discharge, and measure the coupling curves and inflection points of environmental quality and urbanization in different regions of China, explore the macroscopic coupling process. Second, analyze the spatial-temporal pattern of environmental pollution, explore the regional difference, mediation effects and spillover effects of the influence of urbanization core variables on the environmental quality, calculate the contribution degree of major effect factors and the influence paths. Third, we will propose the dialectical unity law of urbanization and environmental quality preliminarily. This project will enrich the coupling theory of urbanization and ecological environment, provide scientific basis for the off-office auditing of natural resources assets, and propose suggestions on urban development and pollution prevention and control in different regions.

在中国快速城镇化及环境问题突出背景下，从多个尺度系统剖析城镇化对空气、水等环境质量的影响机理与规律，具有理论与现实意义。本项目集成多源异构数据，考虑空间异质性与空间依赖性，运用空间计量模型、时空加权回归、中介效应模型等方法，兼顾城镇化的胁迫与促进效应，在对影响机理的路径分析和时空分异等方面具有创新。研究内容从宏观过程-作用机理-政策建议展开：首先，判断中国城镇化与SO2、PM2.5、O3、废水排放等关键环境要素的脱钩状态，测度中国不同区域城镇化与环境质量的耦合曲线簇和拐点集，探究宏观演化规律；其次，分析地级市尺度环境变量时空格局，剖析城镇化主控变量对环境质量影响的区域差异、中介效应和溢出效应，量化主要因子及影响路径的贡献程度；最后，初步形成城镇化与环境质量的辩证统一规律。本项目将丰富城镇化与生态环境的耦合理论，为自然资源资产离任审计提供科学依据，并提出针对不同区域的城市发展和污染防治建议。

城镇化与生态环境均为典型的复杂系统，两者之间客观上存在着极其复杂的非线性耦合与胁迫关系，探究两者的关系兼具科学意义与现实意义。本项目首先从时间、空间、组织、表象四个维度提出了人地系统“耦合魔方”理论框架，拓展了人地关系地域系统理论，更新了原有的方法论。基于“耦合魔方”框架，以京津冀为案例区，量化了城市化对空气质量、水资源影响的远程效应，揭示了城市空气污染到底是天定还是人为，明确了区域水资源近远程供需现状及问题，为不同地区环境治理和区域水资源优化配置提供决策参考。基于“耦合魔方”框架，量化了城镇化对空气污染影响的中介效应与时间滞后效应，发现能源消费和汽车排放是空气污染的重要中介变量，环境治理投资的响应滞后时间为1-4年。在EKC理论基础上，提出城市化-环境库茨涅兹曲线假说（UEKC），并在中国城市群尺度进行了验证，发现耦合曲线为包含对数和二次项的复合函数，经验性拐点为47%。基于反事实推理，对中国环境治理政策效果进行了定量评估，发现2013年是重要转折点，政策的健康效应显著。基于多元大数据，解析了新冠疫情对城市化发展和环境质量的影响，提出了疫情对城市社会经济发展影响的近实时评估方法，并在中国地级市尺度进行实证。.本项目在理论上试图推动人地关系研究的范式更新，方法上引入经济学、心理学等学科的方法在地理学中进行应用，实践上揭示了一些城市群发展的经验性规律和关键参数，并提出了中国未来城镇化发展的转型方向。项目共发表论文16篇（其中SCI/SSCI9篇），出版著作《城镇化与生态环境耦合魔方：理论与实践》，研究成果有助于推进地理学学科理论发展，为未来我国高质量城镇化建设、环境治理政策的制定提供科学支撑。