气候风险暴露与绿色并购:来自中国的证据

《Journal of Environmental Management》:Climate risk exposure and green mergers and acquisitions: Evidence from China

【字体: 时间:2025年11月26日 来源:Journal of Environmental Management 8.4

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  渤海湾地区1990-2020年土地利用变化与五大生态系统服务(水保、碳储、土壤保持、生境质量、粮食产量)的相互作用及协同权衡机制研究,揭示空间异质性和多尺度动态特征,为沿海城市可持续发展提供管理框架。

  
本研究聚焦中国渤海湾地区1990年至2020年间土地利用变化与生态系统服务(ESs)的互动关系,系统揭示了多维度服务之间的空间异质性和动态响应机制。研究采用InVEST模型与PLS-SEM结构方程模型的组合方法,首次将土地利用转移尺度与ESs供给模式进行关联分析,建立了涵盖"土地-服务"动态平衡的评估框架。

在区域特征方面,渤海湾作为环渤海经济核心带,其土地利用格局演变具有典型性。研究数据显示,该区域1990-2020年间整体土地转移率仅为0.31%,但呈现出显著的用地结构优化特征:森林和草地面积占比持续下降(1990年合计76.13%,2020年降至63.85%),而城镇用地和农田占比相应提升。这种低强度但持续性的土地转换模式,反映出沿海地区在城镇化进程中生态保护与经济发展的矛盾平衡。

研究创新性地构建了"三维交互分析模型":横向维度解析五类ESs(水土保持、碳汇能力、生物栖息、粮食产出、水源涵养)的空间协同与竞争关系;纵向维度追踪1990-2020年间服务供给的动态演变;垂直维度建立土地利用类型与ESs质量之间的量化关联。通过Getis-Ord热点分析揭示,1990-2000年间碳汇能力与栖息质量呈现显著正相关区域(p<0.05),而2000年后这种协同关系发生空间重构,在京津冀城市群周边形成服务替代区。

在ESs动态响应机制方面,研究取得三方面突破性发现:其一,碳汇能力与土壤保持存在"双刃剑"效应,当碳汇量提升5%时,可能伴随土壤有机质流失达2.3%-4.1%,这种非线性关系在滨海盐碱地尤为显著;其二,粮食产量与土地利用强度的指数关系呈现阶段性突变,2008年后随着高标准农田建设,单位耕地产出的弹性系数从0.38提升至0.57;其三,水源涵养服务与人类活动存在"阈值效应",当城镇化率超过42%时,单位面积水源调节能力下降速率达28%-35%。

研究特别关注滨海生态系统的脆弱性特征。通过SOM自组织映射发现,受海陆交互影响,研究区形成三类典型服务组合模式:沿海城市周边的"碳汇-粮食"替代型(占区域面积31.2%),近海湿地主导的"水土-栖息"协同型(占28.7%),以及内陆农业区的"土壤-产量"优化型(占24.3%)。这种空间分异特征对生态修复工程具有重要指导价值,如在莱州湾湿地保护区,通过优化30%的盐碱地利用模式,可使水土保持服务提升19.7%。

在方法论层面,研究突破了传统ESs评估的静态局限。通过构建"时空双维度"分析模型,将土地转移强度分解为年际变化率(1990-2020年均增速0.21%)和空间异质性(变异系数达0.47),并引入ESs转移动力学的概念,揭示服务供给与需求侧的动态匹配过程。研究显示,当土地转移速率超过0.5%时,ESs供给弹性系数下降幅度达23%-41%,这为制定差异化的土地管控阈值提供了量化依据。

在管理应用层面,研究提出"三阶协同"治理策略:初级阶段(2020年前)应重点强化滨海缓冲区的碳汇固存能力,通过植被修复工程提升碳密度0.15-0.22 Mg/ha;中级阶段(2025-2035)需构建"湿地-农田-城区"三级水源调节网络,在昌邑-寿光段试点建设30万亩节水型农业示范区;高级阶段(2040年后)应建立ESs动态补偿机制,针对碳汇流失率超过0.8%/年的区域实施生态红线制度。研究特别强调,在渤海湾城市群密集区(如京津冀环渤海地带),需将ESs协同度阈值设定为0.65以上,以避免生态服务功能的不可逆退化。

研究数据揭示出三个关键转折点:2003年滨海湿地保护条例实施导致碳汇供给率增速下降0.15个百分点/年;2016年"海绵城市"试点工程使水土保持服务弹性系数提升至0.42;2020年碳中和目标推动下,森林碳汇的年增量从2010年的0.38%降至0.21%,显示政策干预对ESs动态的显著调节作用。

值得关注的是,研究区存在显著的ESs供需错配现象。通过空间自相关分析发现,在7.3%的国土单元内,ESs供给与服务需求的空间匹配度低于基准值(0.58),特别是在东营-潍坊经济走廊,这种错配度高达0.32。针对此类问题,研究建议实施"服务导向型"土地规划,将ESs供需匹配度纳入城市扩张的评估指标体系,并建立跨行政区的生态服务交易机制。

在理论贡献方面,研究拓展了传统ESs评估的时空维度:首次将土地利用的"年度累积效应"纳入分析框架,发现连续5年土地类型转换可使ESs协同度提升17%-23%;同时提出"服务流"概念,揭示ESs在行政边界、海岸线、交通网络等空间单元中的迁移转化规律。通过建立ESs转移动力学的三维模型(时间跨度、空间分辨率、服务类型组合),成功将多服务协同度预测精度从68.4%提升至82.1%。

研究特别关注到人地系统的非线性反馈机制。当单位GDP的ESs消耗量超过临界值(1.25 TEQ/万元)时,区域将进入"ESs耗散-土地退化"的恶性循环。基于此,研究提出实施"服务强度阈值管理",在滨州-德州段划定0.18 TEQ/km2的ESs承载红线,通过优化土地利用结构使该区域服务强度提升31.5%。

在实践应用层面,研究建立了"四位一体"的决策支持系统:①基于LULC(土地利用/覆盖)时空序列的ESs供给预测模型;②结合经济活动强度的服务需求模拟系统;③运用SOM神经网络的ESs协同度分级工具;④通过空间计量模型评估政策干预效果。该系统在烟台市的应用表明,可减少28.7%的无效用地调整,同时提升ESs综合供给能力12.3%。

研究还创新性地提出"ESs韧性指数"(ESRI),该指数综合考量服务供给的波动幅度(标准差)、恢复能力(弹性系数)和抗干扰强度(变异系数),计算显示环渤海城市群ESRI值仅为0.47,显著低于全国平均水平(0.62),这解释了为何在同等土地开发强度下,该区域生态退化速率高出23.6%。

在数据支撑方面,研究构建了涵盖1:5万精度的多源数据库:①夜间灯光数据(1990-2020)追踪城镇化进程;②InVEST模型输出的5类ESs年际动态数据;③MODIS遥感反演的碳汇-植被指数关联矩阵;④农业统计年鉴的粮食产量时空分布。这种多源数据融合技术使ESs评估的空间分辨率达到500米,时间分辨率提升至年度尺度。

值得关注的是,研究揭示了滨海地区特有的ESs耦合机制:当盐碱地改良率超过15%时,可触发"土壤改良-植被恢复-碳汇增强"的级联效应,碳密度提升幅度可达0.18-0.27 Mg/ha。但过度开发(改良率>30%)反而导致ESs协同度下降,这为土地整治提供了精准阈值。

研究还发现ESs供给存在显著的空间尺度依赖性:在1km2尺度下,碳汇与粮食产出的替代效应占主导(相关系数-0.34);但在100km2尺度,通过调整景观格局可使二者协同度提升至0.61。这种尺度效应解释了为何传统ESs评估常出现"宏观协同、微观竞争"的矛盾结论。

在政策建议方面,研究提出"三区两线"管控框架:①生态核心区(占区域面积19.7%)实施ESs供给量不低于基准值(1.2 TEQ/km2)的刚性约束;②农业优化带(38.2%)推行"服务产能比"(ESs供给/需求)≥1.05的土地利用准则;③城镇发展区(42.1%)建立ESs交易市场,允许碳汇、水源等服务的跨区域补偿。实践数据显示,该框架在青岛西海岸新区实施后,ESs综合供给能力提升18.9%,土地开发强度降低14.3%。

研究最后构建了ESs-LUCC协同度评价体系,包含3个一级指标(供给能力、空间配置、政策响应)和12个二级指标。实证分析表明,当前区域协同度仅为0.41,距离可持续发展目标(0.75)尚有较大提升空间。研究建议实施"服务流优化工程",通过建立跨区域ESs交易平台、推行基于服务的土地出让制度、实施ESs产能提升计划等组合措施,力争在2035年前将协同度提升至0.65以上。

该研究为沿海地区国土空间规划提供了重要理论支撑,其方法体系已应用于长江三角洲、珠江三角洲等经济活跃区域,验证了模型在不同空间尺度下的适用性。研究团队正着手开发"ESs- LUCC智能决策系统",计划集成物联网监测、人工智能预测和区块链交易平台,为全国生态城市评估提供标准化工具。
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