全球变暖带来的诸多问题已经受到国际社会的密切关注,中国是世界上二氧化碳排放最多的国家,作为一个负责任的大国,中国背负着巨大的减排压力,同时也面临着国内经济与环境的可持续发展问题。因此,降低二氧化碳排放,发展低碳经济,推进生态文明建设是我国当前的重要发展目标。当前中国碳排放研究主要基于能源统计数据,但不同行政尺度统计数据存在不一致性,并且只有国家和省级行政单元具有完整的能源消费数据,市级区域的能源消费数据缺失,导致无法全面了解中国市级区域碳排放具体情况。因此,急需利用新的手段实现我国市级区域碳排放的规范性评估,分析不同尺度的碳排放时空变化特征。同时,中国各市级区域发展速度不同,各城市处于不同的发展阶段,其经济结构、人口结构等方面存在巨大的差异,各市级区域由于经济社会各方面的异质性带来了碳排放的差异。因此,不同市级区域碳排放的主要影响因素及其影响程度也各不相同,深入分析处于不同发展阶段的市级区域碳排放水平和影响因素之间的影响关系对于实现国家的碳减排目标具有重要的理论和实际价值。本文还重点讨论了中国三大城市群(京津冀、长三角、珠三角)碳排放影响因素,通过分析三大城市群的碳排放水平和影响因素之间的影响关系为其他中小型城市群低碳发展完成碳减排目标提供借鉴。本文以2004~2013年中国30个省(自治区、直辖市)的能源消费数据和社会经济数据为基础,利用EVI植被指数和稳定夜间灯光数据(DMSP/OLS),解决夜间灯光的过饱和问题,生成改进型的夜间灯光指数(EANTLI),分省构建碳排放拟合模型,估算了中国30个省284个市级尺度区域(地级市、副省级市、直辖市)的二氧化碳排放量,研究2004~2013年中国省级和市级尺度的碳排放总量、人均碳排放量、碳排放强度的空间分布特征和时间变化趋势,并采用地理加权回归模型(GWR)对人均碳排放的影响因素进行分析,论文主要结论如下:(1)中国碳排放总量和人均碳排放量总体呈上升趋势,而碳排放强度总体呈下降趋势。2004~2013年中国的二氧化碳排放总量增长速度有所波动,呈现先下降再上升后下降的“N”型状态。人均碳排放量上升趋势较为平缓。而碳排放强度波动幅度较大,呈现先下降再上升后趋于平缓的状态。(2)我国各省份的碳排放总量、人均碳排放量总体呈上升趋势,而碳排放强度总体呈下降趋势。就我国四大经济区而言,碳排放总量总体呈上升趋势,基本呈现“东部地区>西部地区>中部地区>东北部地区”的格局,人均碳排放量总体呈下降趋势,基本呈现“中部地区>西部地区>东北部地区>东部地区”的格局,碳排放强度总体呈下降趋势,中部、西部、东北部地区的下降幅度较大,东部地区的碳排放强度相对较小,下降趋势较为平缓。(3)市级区域碳排放特征时空格局变化显著。中国市级尺度的碳排放总量总体呈上升趋势,其2004、2007、2010、2013年碳排放总量年均值分别为576万t、809万t、962万t、1077万t。人均碳排放量也呈上升趋势,其四年人均碳排放量年均值分别为2.12t/人、2.87t/人、3.32t/人、3.70t/人。而碳排放强度总体呈下降趋势,其四年碳排放强度年均值分别为1.55t/万元、1.25t/万元、0.92t/万元、0.72t/万元。(4)市级区域碳排放影响因素时空变化特征显著。采用GWR模型探究我国市级尺度区域人均碳排放的影响因素,生成2004~2013年我国市级区域各影响因素(人均GDP、全社会固定资产投资总额、碳排放强度)的系数空间分布图。总体而言,三个影响因素对人均碳排放的影响程度表现为“碳排放强度>人均GDP>固定资产投资”。十年间,人均GDP和碳排放强度对人均碳排放的影响均为正效应,而固定资产投资对人均碳排放的影响总体为负效应。就碳排放强度而言,北部地区人均碳排放受其影响较大,南部地区人均碳排放受其影响较小。2004~2012年人均GDP对人均碳排放影响较大的区域主要集中在东南沿海地区及周边区域,但在2013年影响程度较强的区域转移到东部沿海区域及部分东北部地区。固定资产投资对人均碳排放影响较大的区域同样集中在东南沿海地区。就三大城市群而言,京津冀城市群的人均碳排放受碳排放强度的影响程度相对较大,珠江三角洲城市群的人均碳排放量受人均GDP的影响程度相对较大,不同于其他两个影响因素,三大城市群人均碳排放受固定资产投资的影响为负效应,其影响程度呈“京津冀>长三角>珠三角”的格局。