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城市是一类以人类活动为中心的社会-经济-自然复合生态系统，我国快速城市化引起的资源耗竭、环境污染、土地利用变化等问题以及对区域生态系统服务的胁迫，将是我国今后实践新型城镇化发展战略，实现城市可持续发展所面临的重大挑战。本论文首先综合评估全国286个地级城市在2000-2010年间的城市化特征及生态环境影响，比较不同类型地级城市十年发展的进程和演变规律，以及分别面临的主要生态环境问题;接着对比分析全国7大地理区域和22个城市群典型生态环境表现的空间分异特征和区域差异，探讨不同生态环境表现与城市化指标的相关关系;最后以快速城市化地区常州市为例，定量评估其在1986-2011年间的城市土地利用变化对生态系统碳储量的影响，揭示生态系统碳储量沿城乡梯度的时空动态变化和驱动因素。本研究结果表明: (1)在时间动态变化上，全国地级城市在2000-2010年间单位GDP工业废气、城市废水和固体废弃物的排放强度平均下降了约1/3-2/3左右。 (2)不同类型地级城市的比较可知，特大城市和大城市相较于中小城市、东部城市相较于中西部城市、以及生态环保模范城市相较于其他城市，均具有较低的单位GDP污染排放和资源消耗强度，但主要污染物的排放总量、以及城市用地增长对全市耕地资源和生态用地的挤占却更为显著。 (3)典型生态环境指标（包括污染物排放、能耗与水耗、土地利用变化和环境投入水平）在286个地级城市之间的空间分析可知，所有单位土地面积生态环境指标显著较高的热点城市均主要分布于我国华东地区，而不同的人均生态环境指标和单位GDP生态环境指标显著较高的热点城市的空间分布具有较强的空间分异特征。 (4)七大地理区域的比较可知，华东地区单位土地面积的污染物排放、能耗与水耗、土地利用变化和环境投入水平均相对较高;华北地区人均和单位GDP的工业废气排放与能耗强度较高，该地区的环境投入占GDP比重也较高;华中地区人均和单位GDP的城市废水排放及水耗强度较高;而包括东北、华北和西北地区在内的我国北方地区具有较高的人均和单位GDP固体废弃物排放强度;此外，包括西北和西南地区在内的我国西部地区的单位GDP城市用地增长较快。 (5)二十二个城市群的比较可知，我国主要城市群相较于非城市群区域具有较高的单位土地面积和人均生态环境影响以及环境治理投入，较低的单位GDP生态环境影响，以及较高的环境治理投入占GDP比重;12个相对较发达的城市群相比其余10个发展中的城市群具有较高的单位土地面积生态环境影响和较低的单位GDP生态环境影响，二者之间的人均生态环境影响并无显著差别。 (6)不同生态环境指标与城市化指标之间的相关分析可知，我国地级城市的单位土地面积和人均生态环境影响随人均GDP的增长而增强，单位GDP生态环境影响随人均GDP的增长而降低，环境治理投入占GDP比重随人均GDP的增长而提高;此外，人均环境治理投入随城市废水和固体废弃物人均排放强度的增强而增加，但并没有随人均工业废气排放强度的增强而显著增加;随着环境治理投入占GDP比重的提高，单位GDP污染物排放强度显著降低，但单位GDP能耗与水耗强度并未有显著降低。 (7)典型地级城市土地利用变化对生态系统碳储量的影响可知，常州市在1986-2011年间快速的城市用地增长对生态用地的挤占造成区域生态系统碳储量在这25年间减少了约30％，年均减少1.5％。 (8)常州市生态系统碳储量沿城乡梯度样带的时空动态变化表现为城郊地区的碳储量高于中心城区，生态系统碳储量显著减少的区域逐年由中心城区向城郊地区扩展，城郊地区构成了快速城市化地区生态系统碳储量变化的热点区域。 基于上述主要结果，本研究针对不同类型的城市、不同的地理区域和城市群、以及典型地级城市分别提出了相应的生态环境调控对策与管理建议。