武漢城市圈碳氧平衡評價及區(qū)域差別化土地利用調(diào)控研究.pdf

1、工業(yè)革命以來，伴隨著城市的快速擴(kuò)張和人口急劇增長，人類活動尤其是大量化石能源的燃燒和頻繁的土地利用轉(zhuǎn)換活動引起大氣層碳的過度積累，打破了森林、濕地等主要生態(tài)系統(tǒng)所維持的碳氧平衡狀態(tài)，導(dǎo)致全球氣溫升高及其他一系列環(huán)境問題。面對這一全球性問題，各國政府已就降低碳排放和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)達(dá)成了共識，并提出了技術(shù)減排、經(jīng)濟(jì)手段減排和公共政策減排共3個方面的減排措施。
　　論文立足于“人類土地利用活動與區(qū)域碳氧循環(huán)之間的關(guān)系”這一核心，通過深入分

2、析碳氧循環(huán)中“釋碳耗氧”和“固碳釋氧”兩個過程中，人類活動和生態(tài)用地的碳源、碳匯作用，從土地利用調(diào)控的視角探索推動區(qū)域碳氧平衡狀態(tài)改進(jìn)的有效路徑。論文認(rèn)為:
　　(1)我國尚處于快速城鎮(zhèn)化時期，相對于大幅碳減排而言，從“減碳源”和“增碳匯”兩方面入手通過增加碳匯沖抵碳排放指標(biāo)的低碳發(fā)展路徑具有較低經(jīng)濟(jì)成本和可行性。
　　(2)由于生態(tài)功能的空間外溢特性，區(qū)域之間存在著頻繁的生態(tài)系統(tǒng)功能交換，故區(qū)域碳氧平衡是一種相對平衡而非絕

3、對平衡。因此，可根據(jù)各區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段和生態(tài)資源稟賦，設(shè)置區(qū)域差別化的減碳和增匯目標(biāo)，以期在維持區(qū)域總體經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的前提下，盡量消減區(qū)域人類活動對碳氧循環(huán)的影響，使其盡快恢復(fù)到碳氧平衡狀態(tài)。
　　由此，論文構(gòu)建了區(qū)域碳氧平衡評價模型，以武漢城市圈為例，評價了在2000年到2013年期間，城市圈內(nèi)9個地區(qū)的人類活動引起的釋碳耗氧量與生態(tài)用地的國碳釋氧量之間的平衡關(guān)系及其變化趨勢，并分析了碳排放的主要影響因素;在此基礎(chǔ)上，以201

4、3年為基期年且2020年為目標(biāo)年，分析了通過優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)在目標(biāo)年實現(xiàn)武漢城市圈總體碳氧平衡的可行性，研究結(jié)果表明:
　　(1)2000年至2013年，武漢城市圈的釋碳耗氧總量呈不斷上升態(tài)勢:釋碳量從3718.53萬噸上升到11312.66萬噸，耗氧量從9328.42增加到27988.96萬噸，同期城市圈生態(tài)用地的固碳釋氧總量卻不斷下降。武漢城市圈總體的碳氧平衡狀態(tài)逐步逼近平衡邊界，各分區(qū)之間釋碳耗氧量差距顯著:武漢、黃石和鄂州

5、已先后突破碳平衡以及氧平衡狀態(tài)，其它地區(qū)尚能維持碳平衡或氧平衡狀態(tài)，區(qū)域之間的碳源/碳匯功能差異顯著。
　　(2)碳排放因素分析結(jié)果顯示:土地利用變化特別是建設(shè)用地的增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口規(guī)模因素是主要的碳排放影響因素:2000年到2013年期間，三者共導(dǎo)致了17895.09萬噸的碳排放，其貢獻(xiàn)率分別為25.64％、73.18％和1.18％;能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和能源效率的提高對碳排放具有抑制作用，13年間共減少了10300.96萬噸碳排

6、放，二者分別貢獻(xiàn)了47.38％和52.62％。
　　(3)多目標(biāo)線性規(guī)劃模型運算結(jié)果顯示，如果要達(dá)到武漢城市圈總體經(jīng)濟(jì)最優(yōu)和碳氧平衡的雙目標(biāo)，相對于2013年而言，2020年建設(shè)用地需減少57472公頃;標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)用地需增加179155公頃;固碳釋氧量比2013年分別高出152.28萬噸和405.43萬噸。生態(tài)效益提高了25.71億元，但經(jīng)濟(jì)效益下降了135.54億元，因此綜合效益有所下降。
　　(4)為了平衡生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效