新型城镇化（NU）作为城市发展的一个新方向，其通过调节生态系统服务（ES）的供需来影响可持续发展目标（SDGs）的机制仍有待确定。湖泊周边的城市群人地矛盾突出，社会经济发展与水密切相关。本研究选择了中国的环湖城市群作为研究区域，研究了2000年至2018年新型城镇化与生态系统服务供需比（ESDR）的时空异质性。本研究特别关注了可持续发展目标2（零饥饿）、可持续发展目标13（气候行动）和可持续发展目标15（陆地生态系统）的动态趋势。此外，本研究还利用结构方程模型（SEM）揭示了新型城镇化对研究区域实现可持续发展目标的直接影响和间接途径，强调了这一机制在环湖各城市群中的差异化表现。结果表明，从空间上看，沿湖、沿河、沿公路网的城市中心区的生态系统服务供需比下降趋势尤为明显。湖泊周边城市群的新型城镇化水平总体上升了约50%。它在地理上呈现出三种主要的空间分布模式：“沿湖扩散“、”均匀分布“和”沿河扩散"。新型城镇化直接抑制了可持续发展目标的实现，但间接促进了用于粮食生产和土壤保持的生态系统服务供需比的改善，从而间接促进了可持续发展目标2和可持续发展目标15的实现，但对可持续发展目标13有抑制作用。通过调节生态系统服务供需比，新型城镇化对实现鄱阳湖和洞庭湖周边城市群的可持续发展目标最为有效，但对洪泽湖周边城市群有明显的抑制作用。这项研究为环湖城市群的城市规划转变、陆地生态系统功能恢复和可持续发展目标的实现提供了定量证据。它还为全球环湖城市群的可持续城市建设提供了来自中国的新见解。
从1990年到2015年，全球城镇化率从43%上升到54%，由于城市对土地的需求，自然土地面积减少了160万平方公里。伴随城镇化而来的人地矛盾给生态系统带来了巨大压力，现已成为制约人类可持续发展的全球性问题。一方面，城市的快速扩张通过栖息地改造、退化、破碎化和物种灭绝，对全球生态系统的健康和稳定产生了深远影响。另一方面，人口的高度集中、工业现代化的发展以及城镇化导致的污染排放激增，引起了区域生态系统过程、结构和功能的变化。生态系统服务的功能，如水土保持、水源涵养、碳固存等功能显著下降，进一步导致生态系统服务供需失衡。如何推动城镇化朝着更加集约、绿色和低碳的方向发展，已成为“未来地球计划”和“生态系统恢复十年”的重要议题。
为缓解城镇化带来的生态问题，中国于2014年发布了《国家新型城镇化规划》。该计划旨在实现更加高效、可持续和以人为本的城市发展，避免城市过度扩张和资源浪费。它与全球关于建设生态文明的论述相一致，符合建设可持续城市和社区的目标（可持续发展目标11）。一些学者发现，新型城镇化主要可以通过人口、经济、社会、空间和生态等多个维度来调控城市土地利用、绿色基础设施、交通和资源管理。这种方法使城市能够实现经济增长和环境可持续发展的双重目标。新型城镇化与生态环境之间的复杂关系已受到极大关注，涉及与水环境（、空气质量、碳平衡和农业生态的相互作用。随着人们对与人类福祉密切相关的生态系统服务的关注度逐渐提高，相关研究逐步扩展到探讨新型城镇化与个体生态系统服务的关联机制。新型城镇化与碳储存、栖息地质量和水净化等个体生态系统服务之间的关系引起了更多关注。这些研究丰富了新型城镇化与生态环境和个体生态系统关系的理论争论。然而，只有部分研究侧重于新型城镇化对生态系统服务供需平衡的调节作用。
湖泊是地球表面重要的淡水资源，也是生态系统的重要组成部分。湖泊仅占地球非冰川陆地面积的3.7%，但它们在气候调节、水供应、维持物种多样性和环境净化方面发挥着至关重要的作用。全球主要湖区周围已经形成了重要的城市群，如北美的五大湖、乌干达的湖泊、欧洲的日内瓦湖和中国的太湖流域。然而，这些环湖城市群的发展严重威胁了湖区的碳储存、水资源储备和生态环境。例如，城镇化导致北美五大湖区的径流速度显著增加。它极大地增加了洪水风险，并加剧了因用水需求激增而导致的湖泊水位下降。重工业废水的排放加剧了水质安全问题，威胁着五大湖区居民的生活。更为严重的是，自20世纪90年代以来，人口的持续增长和快速城镇化加剧了非洲大湖区湿地指数和生物多样性的安全风险。
快速城镇化和工业化带来的人地矛盾在中国环湖城市群中更为明显和突出。环洞庭湖、环鄱阳湖、环太湖、环洪泽湖、环巢湖等城市群正面临着独特的生态系统服务供需失衡的挑战。一方面，环湖城市群是社会经济活动的重要载体。然而，日益增长的农业灌溉、水电大坝建设和采砂等需求对环湖城市群的生态系统服务供给能力造成了巨大压力。例如，鄱阳湖周边城市群每年输出约2.4亿立方米的沙子，导致水源涵养能力严重退化和水土流失。另一方面，这些环湖城市群也是中国人地矛盾最集中的地区。生态系统服务需求的快速增长是造成生态系统服务供需失衡的另一个重要原因。随着城市人口的集聚和生产能力的提高，湖泊水量、土地利用类型和栖息地覆盖范围发生了急剧变化，造成区域水土保持功能失调和生物多样性减少。显然，从城镇化角度缓解中国环湖城市群生态系统服务供需失衡问题尤为重要。目前亟需对这些城市群中新型城镇化与生态系统服务供需比的关联机制进行研究，而这一课题在以往的研究中鲜有涉及。
新型城镇化缓解环湖城市群生态系统服务供需失衡的潜在机制如下。一方面，新型城镇化要求城市产业向新型工业化、信息化和农业现代化方向发展，从而重新分配生态系统的物质流，提高生态资源的利用效率。另一方面，在新型城镇化过程中，居民收入的增加以及随之而来的对环境保护的重视，将直接降低人均对生态系统服务的需求，也促使政府实施更严格的环境监管。此外，缓解环湖城市群因城镇化带来的生态系统服务供需失衡，实际上也是实现可持续发展目标的重要途径。例如，粮食生产和生境质量服务的供需平衡直接关系到可持续发展目标2（零饥饿）和可持续发展目标15（陆地生活）等目标的实现。然而，很少有研究关注新型城镇化、生态系统服务供需与可持续发展目标之间的内在联系，尤其缺乏对湖区这一机制的识别。
总之，针对研究中发现的问题，本研究整合了多源遥感数据和社会经济统计数据，计算了各种生态系统服务供需比，并评估了研究区域的新型城镇化水平和可持续发展目标。利用GIS空间分析，本研究确定了研究区域2000年至2018年期间生态系统服务和新型城镇化的时空演变。利用SEM，本研究研究了新型城镇化调节生态系统服务供需比以实现可持续发展目标的影响途径。本研究比较了各种新型城镇化维度对实现可持续发展目标的不同影响，重点研究了不同环湖城市群在影响路径、方向和机制上的差异。本研究分析了新型城镇化和生态系统服务供需关系对可持续发展目标的驱动效应，为旨在快速实现可持续发展目标的政策提供了定量支持。基于不同生态系统服务与环湖城市群的比较，本研究为环湖城市群的土地空间规划和生态系统分区调控提供了科学参考。
本文的潜在贡献如下：首先，本研究首次选择了中国以水为生产和生活特征的环湖城市群作为研究区域。这拓展了湖区人地关系与可持续发展的研究领域。其次，本研究将新型城镇化、生态系统服务供需和可持续发展目标联系起来，揭示了新型城镇化调节生态系统服务供需实现可持续发展目标的潜在路径。这为环湖城市群实现可持续发展目标提供了新的视角和理论基础。第三，本研究对不同的环湖城市群和新型城镇化的不同维度进行了进一步的异质性分析，以更好地理解新型城镇化如何调节生态系统服务供需以实现可持续发展目标的差异化模式。这为未来环湖城市群的分区调控提供了量化建议。
1.中国环湖城市群生态系统服务供需比时空演变过程分析
1.1.不同生态系统服务供需比的时空变化
通过分析中国环湖城市群生态系统服务供需比的时空演变过程，可以发现区域差异显著（图3）。生态系统服务供需比的总体排序通常为鄱阳湖城市群>洞庭湖城市群>太湖城市群>洪泽湖城市群。值得注意的是，鄱阳湖城市群对粮食生产的生态系统服务供需比从2.03增加到6.51，大多数生态系统服务供需比明显低于其他城市群。值得注意的是，2000年碳固存需求量仅为274.000t/pixel，约为太湖城市群的六分之一。太湖城市群和洪泽湖城市群的碳固存服务供需比较低，其特点是生态系统服务供需比迅速下降，而生态系统服务需求急剧上升，特别是到2018年，太湖城市群的生态系统服务需求大大超过其供应。值得注意的是，虽然太湖城市群的总部生态系统服务供需比较高，但其生态系统服务供需比明显低于其他地区，这表明太湖城市群的生态系统服务供需比特别高。2000年至2018年间，环湖城市群的生态系统服务需求呈逐渐增加的总体趋势，而生态系统服务供给则呈初步增加的趋势，其中碳固存需求增加了269.38%（太湖城市群最为明显）。
1.2.不同生态系统服务供需比的空间格局特征
2000年至2018年环湖城市群生态系统服务供需比的空间分布显示出不同生态系统服务供需比的显著异质性。这种异质性表现为：（1）粮食生产的生态系统服务供需比主要在洪泽湖和巢湖城市群的耕地区呈现高值，在环湖城市群外围呈现低值；（2）碳固存的生态系统服务供需比在湖泊附近呈现低值，向外递增，并沿交通网络和城市扩张方向扩展；（3)土壤保持的生态系统服务供需比显示出南北差异和中心-边缘差异，在洪泽湖城市群呈“南低北高”的梯度；（4)生境质量的生态系统服务供需比显示出中心收缩的趋势，在鄱阳湖和洞庭湖城市群尤为明显，整个环湖城市群呈现出北高南低的总体格局。
1.3.生态系统服务供需比的时空变化特征
不同类型生态系统服务供需比的变化情况如下：粮食生产>土壤保持>生境质量>碳固存，其中粮食生产和土壤保持的生态系统服务供需比总体呈上升趋势，而碳固存和生境质量的生态系统服务供需比总体呈下降趋势（见图4）。
具体而言，在粮食生产的生态系统服务供需比的空间变化方面，鄱阳湖城市群和巢湖城市群均表现出从湖心到外围的空间分异，其特点是生态系统服务供需比呈加速上升趋势。这表明，粮食生产的生态系统服务供需比下降主要集中在人口密集的湖滨地区（如鄱阳湖城市群的红谷滩区和青山湖区，以及巢湖城市群的包河区和庐阳区）。相比之下，环湖城市群外围，特别是山区和丘陵县区的生态系统服务供需比增长较快（如鄱阳湖城市群的上饶市和抚州市，巢湖城市群的中阳县和桐城市的大部分县区）。
从长沙市生态系统服务供需比的空间变化来看，环湖城市群内的大部分县区呈下降趋势，下降主要集中在大城市和城区。太湖城市群和洪泽湖城市群下降最为明显，洪泽湖城市群的几乎所有县区都出现了不同程度的下降。相反，城市群的外围地区，尤其是山区和丘陵地区，成为长沙市生态系统服务供需比的主要增长区域（如洞庭湖城市群的安化县和平江县，鄱阳湖城市群的浮梁县和乐平市）。
就南昌市生态系统服务供需比的空间变化而言，沿江县区已成为生态系统服务供需比流失的主要集聚区。在洞庭湖城市群和鄱阳湖城市群的北部地区、洪泽湖城市群和巢湖城市群的东部地区以及太湖城市群的北部地区，沿长江的生态系统服务供需比普遍显著下降。而且，这种下降趋势沿长江流向逐渐加强，表明下游地区的生态系统服务供需比更为敏感。
关于整体的生态系统服务供需比的空间变化，其变化呈现出明显的南北分化。洞庭湖城市群更靠南，呈现出明显的南减北增的空间分异格局。与此同时，鄱阳湖城市群在整个区域呈现出减少的趋势。洪泽湖城市群、巢湖城市群和太湖城市群等北部地区总体上保持上升趋势。值得注意的是，太湖城市群表现出典型的核心-外围特征，湖滨和河岸平原的生态系统服务供需比变化小于湖区外围地区。
2.中国环湖城市群新型城镇化时空演变过程分析
2.1.新型城镇化的时空演变过程
中国环湖城市群的平均新型城镇化从0.14增加到0.21，增加了50%。然而，2018年仍有28.49%的县区低于0.15，与2000年相比减少了36.56%。研究期间，新型城镇化始终遵循太湖城市群>鄱阳湖城市群>洞庭湖城市群>洪泽湖城市群的顺序。其中，太湖城市群的新型城镇化从0.16上升到0.24，但到2018年，仍有8%的县区低于0.15，如郎溪县、平湖市等。PY的新型城镇化从0.17增加到0.23，到2018年，12%的县区超过0.3，珠山区甚至达到0.46。洞庭湖城市群的新型城镇化从0.13增加到0.16，但到2018年，仍有18%的县区低于0.1，如沅江市、南县、安乡县等。巢湖城市群的新型城镇化从0.09提高到0.16。洪泽湖城市群的新型城镇化从0.08升至0.15。
2.2.新型城镇化的空间变化特征
如图5所示，新型城镇化在研究区域内呈现出三种不同的分布模式：（1）洞庭湖城市群和鄱阳湖城市群的新型城镇化分布呈现出明显的“湖泊扩散效应”，新型城镇化在空间上从湖滨地区向外递增。例如，武宁县、婺源县、乐安县等高价值区域位于鄱阳湖城市群外围，而低价值区域包括余干县、进贤县、南昌县等鄱阳湖城市群临湖区域。（2）洪泽湖城市群新型城镇化分布的空间同质性日益明显。巢湖城市群83%的县区新型城镇化水平在0.1至0.2之间，而洪泽湖城市群这一比例高达95%。从2000年到2018年，巢湖城市群中的瑶海区和庐阳区连续崛起为高值区，而庐江县和武威市仍为低值区。（3）太湖城市群的新型城镇化分布呈现出由沿江地区向外发展的空间格局。太仓市、常熟市、浦东新区等沿江地区为高值区，临安区、安吉县、西湖区等外围地区为高值区。从空间变化特征的角度来看（图5，d），这些城市群的新型城镇化发展呈现出较强的亲水性，湖滨地区扩张趋势明显，沿江地区则呈现出从湖心向外蔓延的增长模式。
3.新型城镇化通过生态系统服务供需比对可持续发展目标的影响
为了揭示研究区内新型城镇化、生态系统服务供需比和可持续发展目标之间的复杂关系，本研究利用SEM计算了通过调节不同类型的生态系统服务供需比，新型城镇化对可持续发展目标的影响（图6）。从直接效应的角度来看，新型城镇化对可持续发展目标有显著的负面影响（-0.473）。从间接效应来看，新型城镇化积极促进碳固存、土壤保持和粮食生产的生态系统服务供需比，影响系数分别为0.252、0.341和0.114。但是，它抑制了粮食生产的生态系统服务供需比，影响系数为-0.090。通过促进碳固存和土壤保持的生态系统服务供需比的增长，新型城镇化间接促进了可持续发展目标，其间接影响系数分别为0.174和0.038。通过促进总部的生态系统服务供需比，新型城镇化间接抑制了可持续发展目标，间接影响系数为-0.07。通过降低粮食生产的生态系统服务供需比，新型城镇化间接提高了SDGs，间接影响系数为0.026。尽管新型城镇化优化了大部分生态系统服务的供需关系，在碳固存和土壤保持层面创造了SDGs效益，但仍无法抵消新型城镇化在当前形式下对SDGs的抑制作用。
因此，推进环湖城市群新型城镇化的整体优化，提高可持续发展目标的效益，尤其是对粮食生产和生境质量的效益，仍是一个重要的努力方向。此外，研究结果还表明，虽然新型城镇化促进了可持续发展目标2（零饥饿）（SDG2.1.1和SDG2.3.1的影响系数分别为0.367和1.26）和可持续发展目标15（陆地生活）（SDG15.1.1和SDG15.3.1的影响系数分别为0.061和0.007），抑制了SDG13（气候行动）的实现（SDG13.4.1和SDG13.4.2的影响系数分别为-0.272和-0.079）。
本研究的局限性如下：（1）本研究对研究区域的生态系统服务供需比和新型城镇化进行了量化，并进行了时空演变分析。然而，由于数据可用性和研究时间的限制，本研究的研究时间范围设定为 2000 年至 2018 年。未来的研究可以扩大生态系统服务、新型城镇化和可持续发展目标数据的时间范围。（2）虽然本研究探讨了新型城镇化对生态系统服务供需比的影响途径，从而实现可持续发展目标，但本研究的研究应侧重于在 2030 年实现可持续发展目标的情景下，新型城镇化和生态系统服务供需比的增长阈值和调节途径。未来的研究可以引入非线性模型和多情景模型，对实现可持续发展目标下的新型化城市和生态系统服务供需进行空间模拟。（3）本研究有效评估了中国环湖城市群内不同县（区）的可持续发展目标水平，但由于研究区域内县级社会经济数据的可获得性，本研究中可持续发展目标指标的构建仅集中于与研究相关的几个指标。其他目标与新型城镇化、生态系统服务供需比之间的关系将在未来根据数据的可获得性进一步探讨。
初审：梁笑嫣
审核：徐彩瑶
排版编辑：任 燕
文献推荐人：任 燕
参考文献： Li T, Liu Y, Ouyang X, et al. Sustainable development of urban agglomerations around lakes in China: Achieving SDGs by regulating Ecosystem Service Supply and Demand through New-type Urbanization. Habitat International, 2024, 153: 103206.
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