人口城镇化与城市环境承载力的多维交互机制：基于静态耦合与动态演化的协同发展研究

针对快速城镇化进程中环境承载力(UECC)的失衡问题，本研究创新性地构建包含自然条件(NCCC)、气候能源(CUCC)等5维度的评价体系，运用EKC曲线、Haken协同模型和VAR模型揭示中国31省份人口城镇化(PU)与UECC的交互规律，发现东部沿海地区在PU达到0.6337-0.7084区间时出现承载力阈值，为城市可持续发展提供多维度调控靶点。

　　

随着全球城镇化进程加速，城市正面临资源紧缺与生态恶化的双重挑战。联合国数据显示，到2050年全球68%人口将聚居城市，而中国城镇化率已从1990年的26%飙升至2023年的65%，这种爆发式增长导致土地稀缺、空气污染等"城市病"集中爆发。Wang等学者发现北京核心区31%区域已超环境承载力极限，而印度城市研究显示，突破生态阈值将引发城市功能退化。这些现象暴露出传统城镇化模式与生态环境保护的深刻矛盾。

为破解这一难题，中国研究人员在《Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C》发表重要成果。研究团队创新性地采用三阶段分析法：首先通过熵值法构建包含22项指标的UECC评价体系，发现固体废弃物处理投资等基建指标权重显著高于传统污染指标；继而运用环境库兹涅茨曲线(EKC)揭示PU与UECC的静态关系，首次量化出0.6337-0.7084的关键转折区间；最后通过Haken协同模型和向量自回归(VAR)动态分析，捕捉到自然条件承载力(NCCC)与气候能源承载力(CUCC)作为序参量的双向调控作用。

静态分析揭示承载力阈值
基于EKC模型的实证显示，当人口城镇化率(PU)突破0.6337时，城市终极承载力(UCC)开始下降，东部沿海地区因经济集聚效应最先触及该阈值。这为"先污染后治理"的传统路径提供了量化警戒线。

耦合机制识别序参量
Haken模型分析发现，自然条件(NCCC)和气候能源(CUCC)与PU存在双向因果关系，构成系统的支配性序参量。而环境污染承载力(EPCC)、生态修复承载力(ERCC)等指标仅具单向影响，这种非对称耦合解释了不同区域环境治理效果的差异。

动态演化发现迟滞效应
VAR脉冲响应显示，PU提升会长期促进NCCC但抑制CUCC，而NCCC等三大要素对PU的促进作用约在5年后出现拐点。这种时滞效应说明环境政策需要前瞻性布局。

该研究首次系统阐释了城镇化与环境系统的非线性交互规律，其提出的"耦合边界"概念为制定差异化政策提供了科学依据。例如，东部地区需严格控制PU在0.7以下，而中西部可优先提升污水处理等基建指标。这些发现对实现《巴黎协定》城市减排目标具有重要实践价值，也为发展中国家的可持续城镇化提供了可复用的分析框架。