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甘南州草原生态安全评价及预测分析

甘南州草原生态安全评价及预测分析

作者：杜慧瑾北京林业大学

学位级别：硕士

甘南藏族自治州位于甘肃的西南部,为黄河、长江的重要水源涵养地区和补给区域,其牧草资源充足,畜牧业发展条件较为完善,是全国八大牧区之一。但因为其天然生态环境较为脆弱,再加之过度放牧、过度开发等人为不合理利用,曾给一度造成草场... 详细信息

甘南藏族自治州位于甘肃的西南部,为黄河、长江的重要水源涵养地区和补给区域,其牧草资源充足,畜牧业发展条件较为完善,是全国八大牧区之一。但因为其天然生态环境较为脆弱,再加之过度放牧、过度开发等人为不合理利用,曾给一度造成草场退化和土壤沙化。因此本文选取甘南州作为研究区域,在国内外研究基础上,基于dpsirm模型选取22个指标建立了草原生态安全指标体系,采用AHP法和熵权法确定指标权重,并采用TOPSIS法结合RSR法对2010-2020年草原生态安全进行了评价分析,也利用障碍因子诊断模型筛选出阻碍当地草原生态安全发展的主要指标因子,最后用灰色预测模型和指数平滑法对未来五年的草原生态安全指数进行了预测。结果显示:(1)2010-2020年甘南州草原生态安全指数变化范围为0.398-0.622,生态安全指数总体呈上升趋势,且从临界安全状态变为安全状态,在构成草原生态安全评价体系的各子系统得分上,这十一年内虽有波动,但除压力子系统和影响子系统外,其他子系统都呈现出上升趋势。同时,在这十一年中,各县市的草原生态安全水平也在逐渐提升,尤其在2017年之后,增长幅度愈发明显,草原生态安全状况“地区分化”问题较为突出,具体表现为:西南地区>中部地区>东部地区。(2)根据障碍因子诊断模型,分析出阻碍甘南州草原生态安全发展的主要指标因子有水土流失综合治理面积、降水量、农牧民人均收入、退耕还草面积、人均水资源量等,并基于此提出了相关改善建议。(3)根据灰色预测模型和二次指数平滑法,基于现有的数据对未来五年的草原生态安全指数进行预测后,发现若按照现阶段的草原治理保护与经济社会发展趋势,甘南州及各县市草原生态安全水平将会逐年升高,有利于甘南州草原的可持续发展。最后,论文对有关问题进行了讨论,并指出对于甘南州而言,在发展经济的同时,必须注重对草原生态安全的管理,才能保证草原生态系统的持续良性发展。基于此,论文提出了以下建议:(1)预防草原干旱,加大水土流失治理力度;(2)增加生态资金投入,落实草原管护制度;(3)控制人口规模,提升居民素质;(4)分区规划指导,统筹区域协调发展。

关键词：草原生态安全 dpsirm模型评价与预测甘南州

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东辽河流域资源环境生态承载力综合评价

东辽河流域资源环境生态承载力综合评价

作者：王奥阳东北师范大学

学位级别：硕士

随着社会经济的发展和自然环境的变化,流域资源供求矛盾、环境污染和生态退化等各种问题逐渐加剧,世界上各国不断加强流域资源与环境管理研究。受到流域内各个系统和多种要素的影响,资源、环境和生态问题表现错综复杂、时空分布差异很大... 详细信息

随着社会经济的发展和自然环境的变化,流域资源供求矛盾、环境污染和生态退化等各种问题逐渐加剧,世界上各国不断加强流域资源与环境管理研究。受到流域内各个系统和多种要素的影响,资源、环境和生态问题表现错综复杂、时空分布差异很大,给资源与环境管理带来很多难题。本研究选取吉林省东辽河流域为研究对象,基于“3S”技术,以综合加权评价、地统计学分析、相关分析、冗余分析、多元线性回归等方法,基于遥感数据、地形地貌数据、气象数据以及统计数据等多源数据,利用系统动力学（SD）模型和驱动力-压力-状态-影响-响应-管理（dpsirm）因果关系模型构建东辽河流域资源环境生态承载力概念框架,进而建立评价指标体系评价模型,对研究区域的资源环境生态承载力进行时空评价。通过对流域资源环境生态承载力影响因子的驱动效应识别及量化,分析研究区资源环境生态承载力演化机制和发展趋势,探讨流域绿色发展模式,以期对流域资源环境生态系统的可持续发展提供理论意义和实际应用价值。研究得到的主要结论如下:（1）东辽河流域资源环境生态承载力系统由资源子系统、环境子系统、生态子系统和社会经济子系统组成,资源系统为社会经济系统供应生产原料,同时被社会经济系统需求和利用;环境系统是社会经济系统的生活和发展的基础,承载着社会经济系统排放的各种废料,同时为资源系统提供环境基础并与生态系统相互影响;生态系统是资源系统的生态基础,也是社会经济系统的保障,处于恢复和被破坏的循环中;社会经济系统是人类实施加工和发展的场所,也是东辽河流域资源环境生态系统中起主导作用的子系统。（2）2005、2010年、2015年和2018年四个时期流域东部地区资源环境生态承载力的空间分布趋势显示,承载力东南部较高;西南部和北部较低;东部及南部地区处于超载状态;西部和中部地区属于中度以上水平;西北部地区处于低水平。（3）从东辽河流域不同行政区域资源环境生态承载力分布来看,梨树、公主岭、双辽、伊通、四平市等5个区域承载力指数偏低,东丰县、东辽县、辽源县承载力指数以中高等级为主。（4）资源环境生态承载力的内外驱动因素的耦合模型分析表明,（1）景观形状复杂度、景观聚集度、景观多样性和斑块密度是决定资源环境生态承载力异质性的关键外部因素;（2）年均降水量通过影响景观形状复杂度和景观多样性对资源环境生态承载力产生积极影响;（3）年均温度、海拔和景观分裂度通过影响景观聚集度和斑块密度对资源环境生态承载力产生负面影响。在此基础上根据不同行政区承载力的特点,提出县级行政区承载力提升的对策。并从流域尺度上提出了协调环境-生态-社会经济关系、整合流域综合治理信息平台、推出生态产品以弥补不同区域发展差距等三项具体政策建议。基于以上总结,提出促进和提高东辽河流域绿色发展的策略。建议如下:（1）充分利用东辽河流域资源环境生态效益,加强对资源环境生态的合理利用和适度开发,重视对受损资源环境生态系统的恢复和重建工作。（2）加快发展绿色生态经济,努力营造绿色风气,以便有效和高效地传播绿色信息,建设绿色社会。（3）大力开发适合于当地的农业生态模式,进一步完善东辽河流域协同发展机制,探索建立生态共建共享机制。（4）建立信息共享平台、合作人才培养策略、灵活的人才引进机制,提高区域绿色发展水平。

关键词：资源环境生态承载力评价驱动因素 dpsirm模型 SD模型东辽河流域

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太原市水资源承载力研究

太原市水资源承载力研究

作者：赵磊黑龙江大学

学位级别：硕士

近年来,太原市水资源状况有了一定程度的改善,但随着社会经济的发展,太原市水资源承载力还有很大的提升空间。开展太原市水资源承载力的研究工作,可为太原市水资源的管理提出针对性建议。本文以华北平原水资源短缺较为严重的太原市为研... 详细信息

近年来,太原市水资源状况有了一定程度的改善,但随着社会经济的发展,太原市水资源承载力还有很大的提升空间。开展太原市水资源承载力的研究工作,可为太原市水资源的管理提出针对性建议。本文以华北平原水资源短缺较为严重的太原市为研究区域,以2011年-2019年为研究时间,在原有DPSIR（驱动力-压力-状态-影响-响应）模型的基础上引入M（管理）子系统构建dpsirm模型,分析模型中相互关系和内部含义,根据其相互关系和内部含义挑选适合太原市的指标,构建太原市水资源承载力评价体系,采用客观确权法中的熵权法来确定太原市水资源承载力15个指标权重,在熵权法的计算基础上,TOPSIS法加强对规范矩阵的充分利用,对太原市2011年-2019年的水资源承载力进行评价,并提出太原市水资源承载力调配建议。研究发现:（1）分析dpsirm模型中各子系统之间的关系与含义,根据代表性、合理性、可量化性、动态性的原则,结合研究区域概况与各子系统含义,15项指标构建太原市水资源承载力指标体系。对各指标按照Ⅰ（严重超载）、Ⅱ（超载）、Ⅲ（临界超载）、Ⅳ（弱可载）、Ⅴ（可承载）五个等级分级并确定分级阈值,将四个分级阈值当做四个虚拟年加入水资源承载力的运算,得到太原市水资源承载力贴近度临界值。（2）2011年-2019年,太原市水资源承载力整体呈上升趋势,主要分为两个阶段,第一阶段为2011年至2015年为太原市水资源承载力的平稳发展阶段,贴近度数值在超载和临界超载的分界线附近波动,其中2011年和2012年这两年处于超载状态,2013年至2015年为临界超载状态。在这一阶段,由于降雨的原因,状态（S）子系统呈现下降趋势,其余子系统呈缓慢上升或平稳发展趋势。第二阶段为2016年至2019年,太原市水年资源承载力的高速发展阶段,2015年至2016年这一阶段快速发展主要是因为2016年为丰水年,水量相对丰沛状态（S）子系统贴近度数值直线上升。2016年至2018年水资源承载力快速发展的主要原因是政府严格控制地下水资源量的开采,加大了对公共设施的投资,促成管理（M）子系统的大幅提升。2018年至2019年水资源承载力上升的的原因是主要是因为响应（R）子系统的提高。（3）2011年至2012年,太原市水资源承载的最主要障碍因子是森林覆盖度2013年至2015年,水资源开发利用率和人均水资源量取代森林覆盖度成为最主要的障碍因子,2016年至2019年,地下水开采系数、城镇人均生活用水量、人口密度成为这四年障碍度因子的前三位。在人口密度不可控制的情况下,严格控制地下水资源开采,减少太原市城镇人民日常生活用水量将成为太原市减轻水资源承载力的重要举措。

关键词：水资源承载力太原市 dpsirm模型熵权TOPSIS法

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基于情景模拟的东辽河流域生态安全预警研究

基于情景模拟的东辽河流域生态安全预警研究

作者：都瓦莲东北师范大学

学位级别：硕士

随着经济快速增长、城市化进程和全球气候变化等问题的不断涌现,流域生态环境日益恶化,生态系统破坏日益严重,潜在的生态危机有可能破坏中国的可持续发展并影响人的生活条件。河流是一个地区的大动脉,流域是人与自然共存的重要空间,与... 详细信息

随着经济快速增长、城市化进程和全球气候变化等问题的不断涌现,流域生态环境日益恶化,生态系统破坏日益严重,潜在的生态危机有可能破坏中国的可持续发展并影响人的生活条件。河流是一个地区的大动脉,流域是人与自然共存的重要空间,与区域社会和经济发展密切相关。作为一个完整的生态单元,流域具有很强的完整性和高度的空间异质性。鉴于经济发展和生态恶化的态势,流域生态系统遭受了巨大的破坏,评估流域生态安全状况并破译其驱动机制是新的挑战。生态安全预警研究是划定不可持续性底线、流域管理和辅助决策的有效途径。此外,有新研究表明气候变化增加使全球生态安全迅速下降,并且生态景观格局的演变也会改变生态安全。因此,有必要厘清流域生态安全警情发展趋势,确定气候变化和景观格局变化的驱动机制和社会–经济–生态环境–资源等的内部影响,归因分析的结果可以为改善流域生态系统恢复计划的管理提供见解,研究成果具有重要的科学意义和实际应用价值,前景广阔。本研究以东辽河流域为研究区,收集流域遥感、气象、生态环境、统计年鉴和地形地貌等数据,采用综合加权评价、地理探测器(GD)、贝叶斯网络模型(BN)、情景分析法和3S技术等方法,构建流域生态安全预警综合评价模型,对该地区生态安全警情进行了评价。首先利用系统动力学模型(SD)建立由核心系统和外部系统组成的新型生态安全预警综合系统,并分析其复杂因果关系。接着运用驱动力–压力–状态–影响–响应–管理(dpsirm)概念模型构建流域生态安全预警评估指标体系,对研究区2000–2020年生态安全警情进行时空评价。利用地理探测器,从指标层、准则层、系统层三个层次量化和识别不同时期流域生态安全警情变化的内部影响、驱动因素及其协同效应。在此基础上,结合BN和情景分析法设置单变量和多变量情景,模拟不同情景下流域生态安全预警发生风险。主要研究结果如下:(1)2000–2020年期间,东辽河流域生态安全警情的时空分布趋势呈显著的东西差异。巨警和重警等高预警区域主要分布在研究区西北部。2000年东辽河流域生态安全状况较差,约四分之一的区域处于高预警,是因为流域下游是除林地外的其他景观类型,人类活动强度大。2005年到2010年,流域生态环境得到改善,但仍有些警患存在;2015年流域生态环境从改善至良好级转至风险级临界级;2020年流域生态安全转好。(2)从东辽河流域不同行政区生态安全预警等级分布情况来看,梨树、公主岭、双辽、东丰等地区生态安全警情有所缓解,四平、伊通、辽源和东辽等地区的生态安全警情在加重。(3)基于地理探测器的因子探测器识别东辽河流域生态安全警情空间分异的内部影响、外部驱动因素以及准则层对其影响程度的结果发现:2000–2020年期间各因素对流域生态安全警情的影响和驱动程度存在明显的差异,且q值变化幅度较大。内部影响程度来看:2000–2005年,人均水资源量是影响流域生态安全警情变化的最主要内部因素;2010–2020年的关键内部影响因素为人口自然增长率、生态用地转非生态用地率和城镇化率。外部驱动程度来看:2000–2020年期间年平均气温是东辽河流域生态安全警情变化的最主要的驱动因素。准则层来看:管理、响应、状态三个层次对流域生态安全警情变化的影响程度最强。交互探测器结果显示内部影响因素、外部驱动因素之间协同效应表现为影响流域生态安全警情的双因子增强或非线性增强,说明流域生态安全警情变化是综合性的,不是单一因素的影响而形成的,且因子间的相互作用加强了单一因子的影响。(4)不同情景下东辽河流域生态安全预警等级概率分析表明:东辽河流域生态安全预警BN模型能够较好的模拟生态安全预警系统中各变量之间因果关系的强度和不确定性。高高程和低城镇化率情景明显降低高生态安全预警等级发生的概率;高＿高程–高＿生活污水排放量、高＿人均水资源量–高＿高程、高＿城镇化率–高＿高程、高＿生态用地转非生态用地率–高＿高程、高＿生态用地转非生态用地率–中＿高程、高＿生态用地转非生态用地率–高＿高程、低＿年平均气温–中＿景观均匀度情景明显降低东辽河生态安全高预警风险发生。结合核心系统措施和外部系统措施更能有效缓解流域生态安全。本研究成果对于流域生态系统的保护和可持续经营具有重要意义,首先可以为气候变化和景观格局变化驱动力下及自然和人类活动影响下的流域生态系统提供有价值的参考和建议,其次为维护流域生态安全预警研究提供了新思路。

关键词：生态安全预警 dpsirm模型 SD模型地理探测器贝叶斯网络东辽河流域

长三角地区低碳经济发展水平测度及空间相关性研究

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长三角地区低碳经济发展水平测度及空间相关性研究

作者：马青珺安徽建筑大学

学位级别：硕士

传统能源体系的不可持续性给各国带来了巨大的环保压力。环境污染、能源紧缺、气候异常等全球性问题愈加严峻,全球低碳化浪潮加速来袭,布局低碳经济发展已成为多国未来的战略重点。本文选择生产总值占全国比重超过24%长三角地区作为研... 详细信息

传统能源体系的不可持续性给各国带来了巨大的环保压力。环境污染、能源紧缺、气候异常等全球性问题愈加严峻,全球低碳化浪潮加速来袭,布局低碳经济发展已成为多国未来的战略重点。本文选择生产总值占全国比重超过24%长三角地区作为研究对象,针对区域内城市的低碳经济发展水平及空间相关性进行研究,对推动经济的可持续发展具有重要指导意义。本文基于低碳经济的内涵构建dpsirm低碳经济评价指标体系,使用熵权-Topsis法对长三角地区41个城市低碳经济发展水平进行排序,运用Arc GIS软件展示41个城市低碳经济发展水平空间分布的演变,同时运用Moran’s I指数完成全局及局部空间相关性检验。研究发现:在“十二五”时期,我国处于工业化、城市化加速推进的阶段,2011年～2014年长三角地区低碳经济发展水平出现倒退,2015年～2020年发展水平及趋势逐渐好转。近十年长三角地区41个城市低碳经济发展水平中低水平区城市数量超65%,较低水平区城市数量超24%,可见多数城市低碳经济发展水平偏低。另外三省一市低碳经济发展水平参差不齐,上海最优,江苏及浙江省为第二梯队,安徽省综合表现欠佳。此外长三角地区全局空间相关性检验显示出正相关性,随着年份的增加相关性呈现加强态势。局部空间相关性检验显示超58%的城市为低-低聚集。以上表明长三角地区低碳经济发展水平整体偏低,区域内发展水平不平衡不充分,同时低碳经济发展水平呈现出“东南强西北弱”等特点,据此提出相应建议。图[5]表[9]参[63]

关键词：低碳经济长三角地区 dpsirm模型熵权-Topsis Moran’s I检验

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太湖流域水环境承载力评价研究

中国环境科学 2017年第5期37卷 1979-1987页

作者：汪嘉杨翟庆伟郭倩陶韵竹成都信息工程大学资源环境学院四川成都610041

构建"驱动力D(人口、社会经济发展)-压力P(水资源问题与污染排放)-状态S(水质变化)-影响I(自然生态、水土资源)-响应R(污水处理、用水普及)-管理M(绿化、投资)"(dpsirm)评价模型,并从社会经济、水资源、水质状态、投资管理等方面选取指... 详细信息

构建"驱动力D(人口、社会经济发展)-压力P(水资源问题与污染排放)-状态S(水质变化)-影响I(自然生态、水土资源)-响应R(污水处理、用水普及)-管理M(绿化、投资)"(dpsirm)评价模型,并从社会经济、水资源、水质状态、投资管理等方面选取指标,建立具有3层结构的评价指标体系.引入变异系数法进行各指标权重赋值,计算太湖流域2005~2014年的水环境承载力评价指数,获得相应评价等级.结果表明:太湖流域水环境承载力有明显好转,评价等级从2005年的Ⅲ级转变为2014年的Ⅱ级.压力指标所起作用最为显著,状态指标紧随其后,其次是驱动力指标、影响指标和响应指标,管理指标作用相对较小.10年间,驱动力子系统指数明显呈上升趋势,影响和管理子系统的指数出现波动,压力、状态和响应子系统的指数均随年份增长而呈上升趋势,压力子系统指数上升幅度最大,表明2005~2014年太湖流域水环境对工农经济发展的承载能力在增强.对水环境承载力影响程度最大的指标中,万元GDP水耗和单位工业产值废水排放量都属于压力子系统指标,表明压力子系统指标所起作用最为显著.研究表明,构建的太湖流域水环境承载力评价的dpsirm模型具有实用性和可行性,可以为区域水环境规划与综合管理的科学决策提供依据.

关键词： dpsirm模型变异系数法水环境承载力评价太湖流域

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基于SVR的长江经济带水环境承载力评价

中国环境科学 2020年第2期40卷 896-905页

作者：万炳彤赵建昌鲍学英李爱春兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

基于dpsirm模型构建区域水环境承载力评价指标体系,并基于SVR模型构建了区域水环境承载力评价模型,利用交叉验证法对SVR模型参数进行优化选择,进一步提高模型预测精度.运用该模型研究了长江经济带2009~2018年的水环境承载力演变趋势及... 详细信息

基于dpsirm模型构建区域水环境承载力评价指标体系,并基于SVR模型构建了区域水环境承载力评价模型,利用交叉验证法对SVR模型参数进行优化选择,进一步提高模型预测精度.运用该模型研究了长江经济带2009~2018年的水环境承载力演变趋势及空间差异,结果表明:长江经济带水环境承载力等级整体呈现升高趋势,其中上游城市群承载等级由II级(超载)提升到了IV级(弱可承载);中游城市群承载等级由II级(超载)提升到了IV级(弱可承载);下游长三角区域承载等级由I级(重超载)提升到了IV级(弱可承载).将评价结果与熵权-TOPSIS法的评价结果相比较,相同率达到91.7%,说明SVR模型评价区域水环境承载力可行,评价结果可靠.以下游区域为例,分别对其6个子系统的承载力进行剖析,并运用单因素轮换OAT法对各子系统内的评价指标进行敏感性分析,便于决策者识别指标敏感性.

关键词： dpsirm模型长江经济带水环境承载力支持向量回归机(SVR) 交叉验证法

基于变权理论和dpsirm的中国森林生态安全评价

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中国环境科学 2021年第5期41卷 2411-2422页

作者：李坦陈天宇米锋马龙波安徽农业大学经济管理学院安徽合肥230036 北京林业大学经济管理学院北京100083 青岛农业大学经济学院山东青岛266109

为克服常权权重不能精准刻画生态和经济复杂交互关系的缺陷,结合变权理论和dpsirm因果框架,构建了包含6个子系统、23个具体指标的中国森林生态安全评价体系.基于2006~2018年的中国统计年鉴数据、林业统计年鉴数据及相关数据资料,运用K-m... 详细信息

为克服常权权重不能精准刻画生态和经济复杂交互关系的缺陷,结合变权理论和dpsirm因果框架,构建了包含6个子系统、23个具体指标的中国森林生态安全评价体系.基于2006~2018年的中国统计年鉴数据、林业统计年鉴数据及相关数据资料,运用K-means聚类法和变权理论对中国大陆31个省(市、自治区)(不包含台湾、香港、澳门)的森林生态安全状况进行评价.结果表明:(1)在研究时期内,基于dpsirm因果框架的中国森林生态安全总指数呈现“W”型总体上升的小幅波动趋势;(2)经过变权处理后,状态子系统平均权重最大达到0.0781,管理和响应子系统次之,分别达到0.0728和0.0640,管理子系统平均得分呈“N”型变化趋势,与其他子系统相互作用显著,对森林生态安全具有全局性影响.(3)研究期内,大部分省(市、自治区)森林生态安全综合评估值呈现平稳上升或先降后升趋势,仅有辽宁、西藏等地区波动下降.区域森林生态安全状况差异明显,西南地区平均得分最高达0.3414,西北、华东、华中地区平均得分远低于各地区平均水平0.2794.(4)中国的森林生态安全状况整体呈改善趋势,但各省(市、自治区)之间森林生态安全状况呈现严重分化现象,传统林业优势地区森林生态安全状况较好,而经济高速发展地区的森林生态风险较大.建议在未来的森林生态安全管理中需重点关注生态脆弱区和经济发达地区,在加强现有森林资源保护的基础上,继续大力实施和推进林业生态恢复工程建设.

关键词：森林生态安全变权 dpsirm模型 K-means聚类

长三角地区低碳经济发展水平及空间相关性研究

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蚌埠学院学报 2023年第3期12卷 70-77页

作者：马青珺彭志胜吴雅琼安徽建筑大学经济与管理学院安徽合肥230601

为推动我国低碳经济发展,基于低碳经济相关内涵构建dpsirm低碳经济评价指标体系,使用熵权TOPSIS法对长三角地区41个城市低碳经济发展水平进行测度与分析。研究发现:2010-2014年长三角地区低碳经济发展水平出现倒退,2015-2019年发展情况... 详细信息

为推动我国低碳经济发展,基于低碳经济相关内涵构建dpsirm低碳经济评价指标体系,使用熵权TOPSIS法对长三角地区41个城市低碳经济发展水平进行测度与分析。研究发现:2010-2014年长三角地区低碳经济发展水平出现倒退,2015-2019年发展情况逐渐好转;省域低碳经济发展水平对比可见,上海最优,江苏省和浙江省为第二梯队,安徽省综合表现欠佳;近十年长三角地区65.85%的城市低碳经济发展处于低水平区。以上结果显示长三角地区低碳经济发展水平差异较大且整体偏低。

关键词：低碳经济长三角地区 dpsirm模型熵权TOPSIS