广西北部湾沿海城市群气候承载力分析与评价.pdf

DOI:10.12006/j.issn.1673-1719.2022.274吴筱雯,何洁琳,李妍君,等.广西北部湾沿海城市群气候承载力分析与评价 J.气候变化研究进展,2023,19(4):446-456Wu X W,He J L,Li Y J,et al.Analysis and evaluation of climate carrying capacity of Beibu Gulf urban cluster in south Guangxi J.Climate Change Research,2023,19(4):446-456广西北部湾沿海城市群气候承载力分析与评价吴筱雯1,2，何洁琳3，李妍君3，宋洁慧2，秦 川31 中国气象科学研究院，北京 100081；2 北海市气象局，北海 536000；3 广西壮族自治区气候中心，南宁 530022气 候 变 化 研 究 进 展第 19 卷 第 4 期 2023 年 7 月CLIMATE CHANGE RESEARCHVol.19 No.4July 2023摘 要：利用气候自然影响因子和社会经济发展因子构建城市气候承载力定量评价体系，定量评价 20002019 年广西北部湾沿海城市群北海、防城港、钦州的气候承载力变化。结果表明，研究期内三市气候天然容量波动增大，北海和防城港增长趋势显著，反映了城市化对气候的影响；极端气候事件压力波动剧烈，总体增长不显著；各地城市气候压力和城市协调发展力在城市发展进程中均呈上升趋势，但城市协调发展力的增长仍不足以平衡自然影响因子和城市经济发展造成的负面影响。北部湾城市群气候承载力整体呈显著波动下降趋势，反映气候环境对沿海城市建设发展制约越来越明显；三市气候承载力对气候天然容量、极端气候事件压力指标的变化响应敏感，极端低温、大风、干旱（持续无降雨）和暴雨事件是沿海城市群气候系统稳定性的主要威胁因子。在今后北部湾沿海城市群发展规划中，提升气候承载力需要提高科技环保和防御自然灾害的能力，走低能耗绿色发展道路，以应对气候变化带来的压力。关键词：广西北部湾；城市群；气候承载力；可持续发展；气候变化收稿日期：2022-12-07；修回日期：2023-01-20资助项目：广西自然科学基金（2020GXNSFAA297121）；广西重点研发计划桂科（AB22080060）；广西气象局创新团队作者简介：吴筱雯，女，硕士研究生，；何洁琳（通信作者），女，正研级高级工程师，引 言承载力原指工程学中地基强度对建筑物的负重能力，现已拓展成对发展支撑程度的描述，并在各领域衍生不同专业名词1-5。随着全球范围内气象灾害频发，气候环境对于人类社会活动的潜在威胁性不断加大，气候承载力概念也相应被提出6-8，针对气候承载力内涵、外延及因地制宜应用的研究不断深入。有学者9认为气候承载力包含着社会经济系统与气候系统相互作用的关系，一方面气候资源支撑社会经济系统运行发展，另一方面气候资源利用现状受城市发展的影响得到改善或持续破坏，从而改变气候环境和社会经济发展的协调性。气候承载力基本含义为气候系统对某一特定区域在持续时间内承载该地区社会经济、文化、政治生活等运行和发展的能力10，人类活动利用气候资源（如光、温、水、风等）实现可持续发展的剩余空间11。城市作为人类活动最密集、物质交换频率最高的区域，其气候受人类活动影响尤其凸显，近年来许多学者对城市气气 候 变化影响4 期 447吴筱雯，等：广西北部湾沿海城市群气候承载力分析与评价候承载力的实际应用开展研究：例如，以下垫面形态与城市气候的相关性作为切入点，提出基于气候承载力评估的城市气候地图研究方法，推动设计气候适应型城市的实现12；或者有学者基于气候的资源和灾害双重属性，构建气候承载力评价体系，通过其空间格局与关键影响因子，探寻城镇化发展格局和承载力分布特征之间的关系13。以上研究基本围绕气候资源现状、人类活动对环境的压力和调控力三方面来设计指标体系，对城市气候承载力进行定量评价。北海市、防城港市和钦州市（以下简称北防钦）位于广西壮族自治区南部，濒临南海北部湾，陆地面积两万多平方公里，属于海洋性季风气候，年降雨量充沛，常年温暖，水资源和生物资源丰富，居住人口密集。北防钦是广西北部湾经济区的海陆交通枢纽、“一带一路”南向通道陆海节点城市，社会经济快速发展，文中“广西北部湾沿海城市群”特指北防钦。近年来，影响北部湾沿海城市群经济发展的气候问题日益显著，如极端暴雨、城市高温、强台风的影响等14-15。开展北部湾沿海城市气候承载力的探索研究，分析影响和制约气候承载力变化和气候系统稳定性的关键因子，是满足城市建设发展过程中合理分配资源、保障协调发展、适应气候变化和减缓气候风险需求的基础。前人对广西北部湾区域承载力的研究已涵盖生态海洋、土地资源、环境承载力等方面16-18，但对于该区域的城市气候承载力研究还未开展。文中将借鉴对上海、百色开展的城市气候承载力定量评价指标体系方法9,19，结合沿海城市独特的气候特征，对极端气候事件压力涵盖的要素进行调整，以城市群为着眼点，建立广西北部湾沿海城市群的气候承载力定量评价指标体系并展开研究，为城市适应气候变化提供决策参考依据。1 资料和评价方法1.1 资料来源及处理20002019 年广西统计年鉴中北海、防城港和钦州三市的社会生活、经济状况、人口、资源利用等统计资料，对于城市经济统计资料有缺失的年份，选用前一年数据或前后两年均值代替，城市居民家庭恩格尔系数和能源消费弹性系数均使用同一年广西统计值代替。气象数据采用了北海、防城港和钦州国家气象观测站 20002019 年逐日气温、降水、日照、风速、相对湿度等气象观测资料，以及 19812010 年气候值数据（钦州气象站于 2016 年 1 月 1日迁站并开始使用新站，迁站后数据通过均一性检验)。根据以下定义统计气候事件日数：高温日数指日最高气温 35的日数；低温日数指日最低气温 5的日数；暴雨日数指日降水量 50 mm 的日数；大风日数指观测到风力达 8 级或以上的日数；年最长连续无雨日数指年内最长的连续日降水量0的日数，可作为表征干旱程度的指标。1.2 指标体系的构建和计算方法结合北防钦三市的气候概况和社会经济情况，参考文献9,19的指标体系构建方法，首先构建单个城市气候承载力的定量评价模型，然后选取研究时段内最近年份的发展情况作为三市在沿海城市群中地位或者影响力的衡量，即根据 2019 年三市人口、地区生产总值比例确定权重，最后加权求和构建北部湾沿海城市群气候承载力模型。评价体系主要由气候天然容量（CNC)、极端气候事件压力（ECI)、城市气候压力（CCP)、城市协调发展力（CDA）这 4 个评价准则层共 25 个指标组成（表 1)。其中，准则层中 CNC 和 ECI 反映研究区域自然气候特征，CCP 和 CDA 反映城市社会经济发展程度。1.2.1 气候天然容量准则层气候天然容量准则层是当地气候资源环境的总体表现，选取年降雨量、年平均风速、年日照时数和年平均气温 4 个基本气候要素，综合 4 个基本要素偏离 30 年（19812010 年）气候平均值的程度客观评估该地区的气候资源变化趋势，其评价指数（CNC）计算公式如下19：CNC=。(1)Sni=1|Pi|n表 1 城市气候承载力评价体系结构Table 1 Structure of climate carrying capacity evaluation system评价准则层评价指标气候天然容量（CNC）极端气候事件压力（ECI）城市气候压力（CCP）城市协调发展力（CDA）年降雨量；年平均风速；年平均气温；年日照时数年暴雨日数；年低温日数；年高温日数；年最长连续无雨日数；年大风日数城镇人均住房面积；城市现状建设用地面积；年末实有城市道路面积；城市人口密度；民用车辆人均拥有量；人均日综合生活用水量；人均 GDP；单位生产总能耗；能源消费弹性系数；工业生产总值在地区生产总值中的占比；全社会用电量；城市居民家庭恩格尔系数环境保护投资；科技经费支出；人均绿地面积；第三产业比重其中：Pi为表 1 中 CNC 各评价指标的标准化值；n=4，为评价指标总数。该指标侧重于气候态的评价，CNC 越高，表明当年的气候异常越明显；反之则气候接近正常。1.2.2 极端气候事件压力、城市气候压力、城市协调发展力准则层极端气候事件压力、城市气候压力和城市协调发展力准则层采用相同的模型构建，基于熵权法20-21确定权重，计算公式19如下：式中，fi指各评价指标每年标准化值，Wi为该项指标对应的权重系数，n 为评价指标总数，在极端气候事件压力、城市气候压力和城市协调发展力中分别为 5、12 和 4。该方法的优势在于指标权重与偏离平均态程度成正比关系，当指标的离散度越大，在综合评判承载力指数时的代表性也就越大。INX 指各准则层指数，用 ECI、CCP 和CDA 分别代表极端气候事件压力、城市气候压力和城市协调发展力指数。不同的是对于 fi的计算，ECI 中采用最大最小值均一化方法22，最大最小值取值为北防钦 20002019 年各气象要素的最大值和最小值，反映不同极端气候事件 20 年间的发生频率和强度；CCP 和 CDA 中采用以 2000 年指标值作为参考基准值进行标准化的方法，以发展水平较低的 2000 年作为参考，能够凸显 20012019 年各指标的增幅。极端气候事件压力准则层是该地区极端气候事件的发生频率和程度变化的客观评估，反映气INX=fi Wi。(2)Sni=1候灾害对承载力造成的压力。结合主要影响北防钦的高频极端气候事件15，采用高温日数、低温日数、暴雨日数、最长连续无雨日和大风日数这5 个要素作为反映极端气候事件压力的指标。ECI越大，反映极端事件压力发生的频率更高、更严重。城市气候压力准则层反映人口增长以及人类活动在社会生活、经济建设、能源消耗等对气候系统造成的负面影响，涵盖城市人口密度、人均GDP、城镇住房面积等 12 项指标活动。CCP 越大，反映城市经济和人口发展规模越大，对气候资源起到消耗作用，造成城市气候压力越大。城市协调发展力准则层客观评价为实现经济发展与气候环境良性互动的目标，城市经济支撑体系在改善城市气候脆弱性、提高气候承载力方面做的贡献9。该准则层涵盖了 4 项指标，是城市环保重视程度、社会经济结构、科技水平、生活环境变化的综合体现。CDA 越大，反映人类管理城市的能力越强，气候变化适应能力越强。1.2.3 气候承载力的计算基于 CNC、ECI、CCP 和 CDA 这 4 个客观综合评价指数的定义以及与气候承载力的相关性，构造气候承载力（CCI）函数19，公式如下：可知，CDA 与 CNC、ECI、CCP 这 3 项指数相平衡，其中 CDA 是仅有成正比例的准则层，CCP、CNC和ECI为成反比例的准则层。CCI越大，表明城市应对气候变化管理水平能够适应气候灾CDACCI=。(3)CNCECICCP气 候 变 化 研 究 进 展 2023 年气 候 变化影响害及城市发展给气候带来的压力，即应对气候变化能力越强。北部湾城市群综合气候承载力（CCIA）的计算公式如下：其中，公式(4)和(5)中 n 代表北海、防城港和钦州市，CCIi表示 3 个城市的气候承载力，Qi为相应的权重系数，Ri和 Gi分别为北防钦城镇常住人口和地区生产总值。利用各城市 2019 年数据计算权重，3 个城市 CCI 指数所占权重分别为钦州 0.45，北海 0.34 和防城港 0.21。2 北部湾沿海城市群气候承载力的定量评价2.1 气候天然容量20002019 年北防钦 CNC 呈现明显的年际变化（图 1)，各地的最低值在 0.35 0.43 之间，最高值在 1.23 1.59 之间，其中北海变化最剧烈；三地 CNC 的最低值都出现在 2000 年，之后以波动形势缓慢增长，在 2019 年三地均达到最大值；三地 CNC 数值整体维持在波动幅度较小的范围内，CNC 超过 1 的年份仅有 6 或 7 年，表明沿海城市群气候状态基本稳定。三地曲线的长期变化都表现出缓慢增长趋势，其中北海和防城港的线性增长趋势通过了 0.05 的显著性水平检验，年际CCIA=Qi CCIi，(4)Sni=1Qi=(+)。(5)12Sni=1RiRiSni=1GiGi图 1 20002019 年北部湾城市群气候天然容量（CNC）变化Fig.1 Changes in climate natural capacity(CNC)of Beibu Gulf urban cluster during 2000-201920002008201620122004北海线性（北海）钦州线性（钦州）防城港线性（防城港）2018 年20022006201020142.01.61.20.80.40CNC波动大，2013 年以后异常年份偏多，钦州的增长趋势不显著，气候天然状况保持在稳定范围。北海和防城港气候天然状况正朝着异常状态缓慢发展，出现异常气候的概率逐渐加大，反映了城市化对气候的影响。表2为北防钦三地CNC与各指标的相关系数，各地的影响因子不同。总体而言，年平均气温、年降雨量和年平均风速为主要制约因子。2000 年三地出现 CNC 最小值，主要由于该年北防钦的年平均风速和年平均气温与气候态持平或接近，标准化值均0.3，年降雨量标准化值1。2019 年三地同时达到 CNC 最大值，2 项及以上的标准化值1.2，北海和防城港的高值主要贡献来源于年平均气温，前者年平均气温为 24.5（高于气候值 1.5)，后者年平均气温为 23.7（高于气候值 1)，是两地 20 年间平均气温最高值；而钦州出现最大 CNC，是因为除年平均气温几乎持平外，其余指标偏离常年气候值，标准化值均1.2。另外，年降雨量也对 CNC 极值有着重要影响，例如北海 2008 年出现第一个小峰值以及防城港 2001年的高值主要源于异常年降雨量，达到当地 20 年间最大年降雨量。表 2 北部湾城市群气候天然容量（CNC）与各指标的相关系数Table 2 Correlation coefficients between climate natural capacity(CNC)and each index of Beibu Gulf urban cluster城市年降雨量北海防城港钦州0.51*0.320.27年平均风速-0.59*-0.59*-0.07年日照时数-0.45*-0.09 0.04年平均气温0.39*0.47*0.52*注：*表示通过 0.05 的显著性水平检验，下表同。综上所述，20002019 年北部湾沿海三市的CNC 指数总体呈现明显波动的年际变化，北海和防城港的 CNC 呈显著上升趋势，而钦州 CNC 上升趋势平缓。风速、降水和气温的异常变化，是引起 CNC 出现波动的主要原因。反映出沿海城市的气候状态具有一定的脆弱性，且在变暖背景下有缓慢偏离气候平均态的趋势。4 期 449吴筱雯，等：广西北部湾沿海城市群气候承载力分析与评价2.2 极端气候事件压力ECI 作为逆指数，反映极端气候事件对区域气候和城市生活产生的负面影响，也是潜在气候风险变化趋势的体现。ECI 低值对应极端气候事件发生频次和强度的低值及更高气候承载力；反之ECI高值对应极端事件发生频次和强度的高值，表明气候事件的发生将削弱城市的气候承载力。20002019年北防钦的ECI年际波动剧烈（图2)，数值在 0.04 0.62 之间波动，最小值出现在2012 年钦州市，最大值出现在 2008 年防城港市。其中，防城港 20 年间 ECI 变化幅度最明显，气候极端事件发生频率和强度变化最大。三地 20 年间 ECI 变化基本相似，其两两之间的相关系数均0.6，并同时在 2008 年出现最大或次大值，说明三地遭受的气候事件影响基本一致。表 3 为北防钦三地 ECI 的各指标权重系数，年低温日数的权重系数最大，其在三地的权重均超过 0.40，反映低温事件的发生频率及程度对 ECI变化的贡献度最大。表 4 为北防钦三地 ECI 与各指标的相关系数，影响北防钦 ECI 变化的首要因子为年低温日数，相关系数均超过 0.94。从年际变化分析，由于 2008 年初我国南方极端低温雨雪逆指数的含义是指数值越小，效果越好，指数越大造成负面影响越多。正指数的含义是指数值越大，效果越好或产生积极作用越多。4 个准则层中 CNC、ECI、CCP 都是逆指数，CDA 是正指数。20002008201620122004北海线性（北海）钦州线性（钦州）防城港线性（防城港）2018 年20022006201020140.50.40.30.20.10ECI0.70.6图 2 20002019 年间北部湾城市群极端气候事件压力（ECI）变化Fig.2 Changes in extreme climate event(ECI)of Beibu Gulf urban cluster during 2000-2019表 3 北部湾城市群极端气候事件压力（ECI）各指标权重系数Table 3 Weight of each indicator of extreme climate event index(ECI)of Beibu Gulf urban cluster城市年高温日数北海防城港钦州0.270.170.05年低温日数0.410.600.40年暴雨日数0.100.030.05年最长连续无雨日数0.070.110.11年大风日数0.150.090.39表 4 北部湾城市群 ECI 与各指标的相关系数Table 4 Correlation coefficients between ECI and each index of Beibu Gulf urban cluster城市年高温日数北海防城港钦州-0.02-0.19-0.10年低温日数0.97*0.96*0.94*年暴雨日数0.58*0.130.50*年最长连续无雨日数0.07 0.59*0.10年大风日数0.140.40*0.59*冰冻灾害事件影响，在低纬沿海地区表现为长期低温天气，三地低温日数均达到当地 20 年间最大值；除了低温事件的影响，防城港 2008 年最长连续无雨日为 47 d，也是当地 20 年间最大值，钦州2008 年 ECI 只达到次大值，2016 年出现最大值，主要原因为大风日数的差异，2008 年无大风事件发生，2016 年大风日数达 11 d，为钦州 20 年间最大值。同时，三地 ECI 最小值对应年份的年低温日数均为 0 d。从线性变化趋势看，三地 ECI 长期变化趋势都不显著。从气候背景看，由于北防钦地处低纬沿海地气 候 变 化 研 究 进 展 2023 年气 候 变化影响区，背靠十万大山，属于常年温暖无冬、多雨和多台风影响地区15，因此，若出现极端低温天气、较长的无雨天气和强台风引起的大风、暴雨影响等气候事件，容易形成极端气候事件压力。综上，北防钦 ECI 指数对极端气候事件发生频率和强度的变化具有较高的敏感性，低温事件发生频次出现异常时，气候系统的脆弱性和不稳定性将更凸显。此外，暴雨事件、大风、持续无降雨（容易产生干旱）的影响也不可忽略。2.3 城市气候压力城市气候压力（CCP）作为逆指数，是指城市气候环境从经济建设、人民生活、能源消耗等各方面受到的外部压力，造成气候环境加速恶化，CCP 数值与人类行为对气候产生的负面影响正相关，与气候承载力（CCI）负相关。图 3 中20002019 年间各地 CCP 总体呈持续增长态势，最小值均出现在 2000 年。20002010 年增长曲线平缓，均在 5 以下，从 2011 年开始明显提速增长，钦州和防城港的增速明显高于北海，且钦州于 2017 年突增，最终三者在 2019 年同时达到最大值，该年钦州、防城港、北海的 CCP 分别是基准年（2000 年）的 44.8、24.6 和 9.5 倍。图 3 20002019 年北部湾城市群城市气候压力(CCP)变化Fig.3 Changes in city climate pressure(CCP)of Beibu Gulf urban cluster during 2000-201920002008201620122004北海线性（北海）钦州线性（钦州）防城港线性（防城港）2018 年2002200620102014403020100CCP50-10综合 CCP 各项指标权重系数（表 5）可知，民用车辆人均拥有量、全社会用电量在三地的权重系数占前两位（权重均 0.160)，另外工业总产值占地区生产总值比例和人均 GDP 权重也超过0.090，反映出沿海城市群工业经济快速增长和人民生活质量的快速提高。从相关性分析（表 6）看，三地民用车辆人均拥有量和全社会用电量与 CCP的相关系数都超过 0.93。三地 CCP 持续增长直至2019 年达到最大值，除了受全社会用电量以及工业总产值占地区生产总值的比重增大的影响外，三地民用车辆人均拥有量达到 20 年间的峰值亦对其产生影响。2019 年北防钦车辆拥有量的数值增长分别为 2000 年的 11.5、34.4 和 84.0 倍，全社会表 5 北部湾城市群城市气候压力（CCP）各指标权重系数Table 5 Weight of each indicator of city climate pressure(CCP)of Beibu Gulf urban cluster城市x1北海防城港钦州0.2090.3300.421x20.2640.2300.162x30.1650.0910.127x40.1510.1200.095x50.0860.0620.055x60.0290.0710.049x70.0310.0370.012x80.0290.0210.019x90.0070.0060.021x100.0260.0190.033x110.0030.0130.006注：x1为民用车辆人均拥有量，x2为全社会用电量，x3为工业生产总值在地区生产总值中的占比，x4为人均 GDP，x5为能源消费弹性系数，x6为年末实有城市道路面积，x7为城市现状建设用地面积，x8为单位生产总能耗，x9为人均日综合生活用水量，x10为城镇人均住房面积，x11为其他指标。下表同。表 6 北部湾城市群 CCP 与主要指标的相关系数Table 6 Correlation coefficients between CCP and main indexes of Beibu Gulf urban cluster城市x1北海防城港钦州0.93*0.99*0.99*x20.99*1.00*0.94*x30.98*0.95*0.71*x40.87*0.81*0.67*x5-0.48*-0.44*-0.34x60.93*0.92*0.85*x70.77*0.94*0.63*x8-0.88*-0.84*-0.72*x90.64*0.47*0.51*x100.54*0.80*0.69*4 期 451吴筱雯，等：广西北部湾沿海城市群气候承载力分析与评价用电量增长分别为 2000 年的 13.6、41.2 和 30.0 倍。北防钦 CCP 的演变趋势反映出北防钦作为沿海主要港口城市，20 年间在城市经济发展进程不断加快的同时，面临的城市气候压力也迅速增大。2.4 城市协调发展力CDA 是正指数，综合评价人类活动在提升城市气候适应性方面所做的努力，及其对城市可持续发展的影响。CDA 及其涵盖的要素与 CCI 呈正比，CDA 越大，相应城市对气候变化和发展压力的适应性越强，实现稳定发展的能力越强。从20002019 年北部湾沿海城市群的 CDA 曲线变化（图 4）可见，北防钦的协调发展力总体呈增长趋势，且有明显年际变化，数值在 0.71 19.03之间。2011 年以前三地处于低速增长期；2012 年突增，尤其是北海和钦州，高于 2011 年 3 倍以上；20122019 年三地 CDA 以不同振幅波动变化。20 年间三地 CDA 总体呈不断增大的线性变化趋势（均通过 0.05 的显著性水平检验)，表明沿海城市群的协调发展力在不断提高。图4 20002019 年北部湾城市群城市协调发展力(CDA)变化Fig.4 Changes in city coordinated development ability(CDA)of Beibu Gulf urban cluster during 2000-201920002008201620122004北海线性（北海）钦州线性（钦州）防城港线性（防城港）2018 年200220062010201420151050CDA25-5对比 CDA 各指标权重系数可知，科技支出在4 个指标中权重最大（表 7)，且与 CDA 的相关系数最高，介于 0.87 1.00 之间（表 8)。因此，北防钦三地 CDA 曲线的变化与科技经费支出占比变化基本吻合（图略)。此外，环保投资和人均绿地面积在沿海三地中权重都在 0.10 以上，第三产业占比均不超过 0.02。从年际变化分析，北防钦三市 CDA 出现最小值的年份（北海和防城港 2000年，钦州 2001 年）都对应着当地科技支出为 20年间最低值，环保投资和人均绿地面积接近或达到谷值。CDA 最大值，北海出现在 2018 年和防城港出现在 2014 年，主要原因是这两年科技支出占比增长分别达基准年的 28.3 和 16.8 倍，为 20年间最大值，环保投资占比也偏大；而钦州 2016年 CDA 达到峰值主要因为该年人均绿地面积增长15.3 倍，为 20 年间的最大值，钦州也是三地人均绿地面积权重最大的城市。表 7 北部湾城市群城市协调发展力(CDA)各指标权重系数Table 7 Weight of each indicator of city coordinated development ability(CDA)of Beibu Gulf urban cluster城市科技支出北海防城港钦州0.6520.4450.407环保投资0.2280.2810.202人均绿地面积0.1050.2670.386第三产业比重0.0150.0070.005表 8 北部湾城市群 CDA 与指标的相关系数Table 8 Correlation coefficients between CDA and each index of Beibu Gulf urban cluster城市科技支出北海防城港钦州1.00*0.87*0.91*环保投资0.190.90*0.35人均绿地面积-0.50*0.66*0.73*第三产业比重-0.77*-0.76*0.74*综上，20002019 年北部湾沿海城市群的CDA 指数总体在稳步上升，反映随着经济发展，应对气候变化带来压力的协调发展力也在加强；科技经费支出是城市协调发展力年际变化的首要贡献指标，其次为环保投资及人均绿地面积，贡献度最小的是第三产业比重。2.5 气候承载力如图 5 所示，20002019 年北防钦三地 CCI曲线均表现为明显的年际波动，并随时间呈下降趋势。北部湾沿海城市群综合气候承载力（CCIA）整体呈明显波动下降的状态，线性趋势通过了 0.1的显著性水平检验。三地 CCI 指数的振荡主要是由 CNC 和 ECI 指标的波动造成，CCI 极大值年份气 候 变 化 研 究 进 展 2023 年气 候 变化影响图5 20002019 年北部湾城市群气候承载力变化Fig.5 Changes in city carrying capacity(CCI)of Beibu Gulf urban cluster during 2000-201920002008201620122004CCIA北海 CCI线性 CCIA钦州 CCI防城港 CCI2018 年20022006201020146040200CCI/CCIA80都对应较大的 CDA 和偏小的 CNC 和 ECI；CCI极小值年份都对应较小的 CDA 和偏大的 CCP、CNC 和 ECI。CCIA最小值出现在 2008 年（2.51)，次小值在 2019 年（2.65)，约为 2000 年 CCIA的1/8。2008 年北海、钦州 CCI 及 CCIA出现骤降并达到最小值，同年防港城也出现偏小值，是受当年北防钦CNC和ECI指数接近或达到最大值影响，表明在气候异常年份气候承载力受到极大挑战，CCI 对气候环境和极端气候事件变化敏感。CCIA次小值出现在 2019 年，北防钦三地 CCI 均是 20年间次低值，主要因为 2019 年沿海三市 CNC 和CCP 均处于最大值，即气候异常明显，城市气候压力较大，城市协调能力无法协调两者同时给城市造成的巨大压力。CCIA于 2005 年达到峰值41.28，该年北海 CCI 达 73.37，是 20 年间北部湾城市群各市 CCI 的最大值，防城港和钦州 CCI 处于极大值，均超过 21。从图 1 和图 2 可见，北防钦 2005 年的 CNC 和 ECI 指数明显偏小，接近各地最小值，即气候状态接近正常且极端气候事件压力小；同时三地的 CCP 处于偏小阶段（图 3)，CCP 低于 CDA，即城市气候压力小于城市协调发展力。从 CCIA的权重（表略）看，钦州因人口和经济总量大，在三市权重最大（0.45)，北海次之（0.34)，防城港最小（0.21)。三市 CCI 变化曲线波动也基本一致，区别为变化幅度，反映三市在20年间基本相同的气候环境背景和极端气候事件，以及相同的城市社会经济发展轨迹。综上，20002019 年北部湾沿海城市群的气候承载力呈明显减小趋势，反映城市群在快速发展的进程中，极易受到不稳定的气候和极端事件的影响，城市发展过程中的人口增长、城市扩建、工业能源消耗等给城市带来了越来越多的气候压力，虽然管理部门在科技、环保、绿色环境等防灾减灾能力方面不断增加投入以增加抵抗力，减轻一部分城市气候压力，但仍不足以弥补气候变暖背景下极端气候事件和经济发展带来的负面影响。3 结论与讨论利用气候承载力定量评价体系评价了 20002019 年北部湾城市群的气候天然容量（CNC)、极端气候事件压力（ECI)、城市气候压力（CCP)、城市协调发展力（CDA）及气候承载力（CCI）的变化，结论如下。(1)20002019 年构成城市气候承载力的各指标层中，北防钦三地 CNC 呈现波动状态，其中北海、防城港两地的 CNC 呈逐渐偏离气候平均态的变化趋势，反映了城市化对气候的影响。三地ECI 对低温、暴雨、大风、干旱（持续无降雨）等极端事件响应敏感，以 2008 年的极端低温事件造成的压力指数值最大，气候变化对城市发展的约束作用日益凸显；三地 CCP 总体保持持续增长，2011 年起涨幅显著提升，表明城市的人口增加、道路扩张、能源消耗增加等社会经济发展活动对气候系统产生的压力持续增长；三地 CDA 亦呈现明显波动上升，表明快速发展的同时，城市的管理能力和应对气候变化的能力也在提高。(2)20002019 年北部湾沿海城市群的综合气候承载力和各城市气候承载力总体呈现波动下降趋势，反映了城市协调发展力的增长，不能与极端气候事件及城市经济快速增长造成的气候压力增长相平衡，气候承载力处于逐渐变弱的状态，城市气候环境可承受的经济发展空间在缩小。(3)通过城市气候承载力及其构成指标层的定量分析可知，北部湾沿海城市群在发展的过程中，一方面受到气候自然因素的束缚，极端低温、大风、暴雨和干旱事件是影响沿海城市气候稳定性的主要威胁因子，需要加强致灾极端天气事件的监测、4 期 453吴筱雯，等：广西北部湾沿海城市群气候承载力分析与评价预报预警和气候风险管理，降低气候灾害带来的负面影响。另一方面，北防钦作为沿海对外开放的核心城市，发展的进程中，人口增多导致人口密度增大、城区范围扩张对城市下垫面造成的改变、民用车辆需求上涨、城市和工业发展所需能源快速增长，这些因素都造成城市气候压力与日俱增，加剧气候环境脆弱性。缓解气候承载力降低趋势的有效途径之一是在发展过程中加大科技和环保方面的投入力度，整体提升应对气候变化能力。同时，还需积极建设可持续发展低能耗型经济体系，在加强科学规划、环保科学管控和防灾减灾基础设施上下功夫。改进的城市气候承载力评价方法曾应用于广西山区城市百色和国际城市上海的气候承载力评价9,19，与本文研究结果对比可见，北部湾沿海城市群的气候承载力与上海一样发生着减小的变化，而与百色气候承载力呈上升趋势不同。说明该评价体系能客观评价不同气候状况、发展状况的城市气候承载力，结果具有合理性，可为不同城市应对气候变化的发展规划提供科学决策依据。气候承载力评价指标体系涉及内容广、影响因子多，无法全覆盖式分析城市发展中面对的不同压力；此外，城市发展统计数据的客观性可能会受到统计标准和途径的影响，造成某些年份城市压力或协调能力指数变化幅度加大。之后的相关研究可针对不同区域考虑构建不同评价指标或指标权重，利用更丰富的数据资源，获取城市或者区域更合理的评估结果。参考文献顾康康.生态承载力的概念及其研究方法 J.生态环境学报,2012,21(2):389-396.DOI:10.16258/ki.1674-5906.2012.02.032.Gu K K.Concepts and assessment methods of ecological carrying capacity J.Ecology and Environmental Sciences,2012,21(2):389-396.DOI:10.16258/ki.1674-5906.2012.02.032(in Chinese)黄昌硕,耿雷华,颜冰,等.水资源承载力动态预测与调控:以黄河流域为例 J.水科学进展,2021,32(1):59-67.DOI:10.14042/ki.32.1309.2021.01.006.Huang C S,Geng L H,Yan B,et al.Dynamic 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