多中心城市群空间结构对中国碳排放效率与污染减排的阈值效应研究

本研究基于2006-2023年夜间灯光数据，采用位序-规模法则（rank-size rule）和超效率SBM模型（super-efficiency SBM），揭示了中国19个城市群多中心空间结构（UASS）对碳排放效率（CEE）和污染（POL）的直接促进与邻域抑制效应，并发现经济密度（ECDE）存在8941.773和643.024的关键阈值，为绿色城镇化空间规划提供科学依据。

　　

Highlight
研究发现，多中心空间结构通过高附加值产业集聚和绿色技术扩散显著提升本地碳排放效率（CEE）并降低污染（POL），但对邻近区域产生负向溢出效应。经济密度（ECDE）阈值分析表明：当ECDE>8941.773时，多中心结构可同步优化CEE与POL；在643.024<>

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UASS对CEE与POL的影响机制
城市群空间结构作为土地利用的三维投影，通过产业布局和交通网络影响环境绩效。传统理论认为单中心结构能形成规模经济（economies of scale），而新经济地理学指出过度集聚会引发"集聚不经济"（agglomeration diseconomies）。多中心结构通过"借规模"（borrowed size）效应平衡环境压力，但需警惕邻域污染转移风险。

Rank-size rule
采用齐夫定律（Zipf's law）量化19个城市群的UASS指数（公式1），通过夜间灯光亮度对数与城市排序的线性拟合斜率判定多中心程度，斜率越接近0表示多中心特征越显著。

Study areas
中国19个城市群覆盖国土面积25%，贡献全国70%人口和80%GDP（图3）。按发展阶段分为优化升级型（如长三角）、发展成长型（如成渝）和培育型（如兰西），空间结构演变呈现东部多中心化、中西部梯度分异特征。

Analysis of measurement results of UASS
图5(a)显示：东部城市群多中心指数2006-2023年持续下降（如长三角从1.12降至0.89），中西部仍以单中心为主但成都、西安等核心城市出现多中心萌芽，验证了弗里德曼（Friedmann）空间发展阶段理论。

The direct environmental effects of polycentric spatial structure
基准回归表明，多中心结构通过服务业集聚和环境监管强化使核心区CEE提升12.7%、POL降低9.3%，但邻域城市CEE下降4.5%（p<0.01），符合"污染避难所"假说。这与杜等人（Du et al., 2025）的模拟结果一致。

Conclusion
多中心结构的环境效益存在显著空间异质性和ECDE阈值效应，建议东部成熟城市群推进多中心协同治理，中西部培育型城市群优先强化核心城市绿色集聚功能。