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南京大学黄贤金教授团队Cities最新发文!城乡梯度上碳平衡的趋于收敛:中国长江三角洲的阈值驱动机制

2026-05-30 06:50:44

文章基本信息

期刊：Cities

英文题目：A decaying convergence of carbon balance along the urban-rural gradient: Threshold-driven mechanisms in the Yangtze River Delta in China

中文题目：城乡梯度上碳平衡的趋于收敛：中国长江三角洲的阈值驱动机制

发表时间：2026年
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cities.2026.107140

摘要

了解城乡连续体中碳平衡的动态变化对于减缓全球碳排放至关重要。然而，支配这些动态变化的模式和机制仍不甚明了，这阻碍了空间明确政策的制定。在此，我们构建了一个务实的框架，将城乡梯度（URG）视角与可解释的机器学习模型相结合，以长江三角洲城市群（YRUA）为案例研究对象，对碳平衡进行探究。首先，我们利用不透水表面比例的核密度来表征城乡梯度的长期演变。其次，我们分析了城乡梯度上碳平衡的时空分布模式。第三，采用XGBoost-SHAP模型来揭示复杂的驱动机制。研究识别出关键驱动因素影响发生逆转的关键阈值。结果揭示了土地面积与城乡梯度之间存在三种截然不同的形态模式：倒N型、倒V型和L型。2000年至2023年间，在长江三角洲城市群的城乡梯度上，碳排放呈指数增长，而碳汇则呈对数衰减。这导致城乡碳表现呈现向下趋同的趋势，因为农村腹地的碳表现恶化速度更快。此外，沿城乡梯度出现了驱动因素主导地位的明显转变，从农村地区的景观生产力转向城市核心区的人为压力。这一转变以约5%和40%的城乡梯度阈值为标志，为实现碳中和的针对性政策干预提供了科学依据。

研究框架

本研究旨在系统地探讨中国一个快速城市化地区——长江三角洲城市群——沿连续城乡梯度的碳平衡演变及其驱动机制。具体而言，我们旨在：(1) 突破城乡二元对立的局限，分析长江三角洲城市群内城乡梯度的长期演变；(2) 刻画精细尺度城乡连续体中碳源、碳汇及其平衡的时空动态； (3) 利用可解释的机器学习框架，厘清碳平衡中非线性且依赖尺度的驱动机制；以及 (4) 识别隐藏在这些驱动-响应关系中的关键阈值，为制定空间明确的低碳发展战略提供科学依据（图1）。

本研究通过将精细尺度梯度分析与可解释的机器学习模型相结合，构建了一个稳健的分析框架，用于剖析长江三角洲城市群碳平衡的复杂动态。该方法不仅能识别碳汇与碳排放之间的空间错配，还为理解潜在驱动机制及其相互作用如何在城乡连续体中系统性转变提供了全新视角。关键在于，本研究确定了这些机制发生突变的特定定量阈值，从而弥合了理论驱动因素与实际治理之间的鸿沟。所得见解提供了一个基于过程的框架，以支持针对性强且具有地域针对性的干预措施，从而有效协调城乡一体化与碳中和的目标。