武汉城市圈土地利用碳排放效应分析及因素分解研究

土地低碳利用对减少土地利用碳排放,发展低碳经济,建设“两型社会”具有重要作用。以武汉城市圈为研究对象,估算了武汉城市圈1996～2010年土地利用碳排放量,分析了城市圈1996～2010年土地利用碳排放效应,利用LMDI模型对影响城市圈土地利用碳排放的因素进行了分解。研究表明：（1）1996～2010年武汉城市圈土地利用碳排放量由1996年的95282万t上升到2010年的4 55035万t,年均增长1182%,且上升幅度越来越大;（2）武汉城市圈居民点及工矿用地碳排放强度最大,耕地最小,不同土地利用方式碳排放强度及变化幅度存在一定差异;（3）城市圈各城市土地利用碳排放存在时空差异,时间上表现为碳排放增长速度和幅度的差异,空间上表现为各城市单元碳排放量的差异;（4）土地利用变化、经济发展水平提高、人口规模增加对城市圈土地利用碳排放存在正效应,能源效率提高和能源结构优化存在负效应     

基于碳足迹的江西省农田生态系统碳源/汇时空差异

利用2001~2010年江西省农业投入和农作物统计数据,采用碳排放系数法计算了江西省农田生态系统碳源/汇及碳足迹,分析了江西省农田生态系统碳源/汇时空特征,并进一步分析了碳足迹变化特征及原因。结果表明：(1)2001~2010年,江西省农业投入引起的碳排放量从2001年的11910 1×106 t,增加至2010年的5872 8×106 t,增加了103倍,农业机械化对碳排放总量贡献率最大。碳排放强度呈现先增加后减少的趋势。2008年赣州市碳排放量最多,景德镇市最少;(2)2001~2010年江西省农田生态系统碳吸收量先减少,后逐年增加,到2010年又减少,整个2001~2010年间增加3209 9×106 t。各类农作物中,水稻碳吸收量最多。2009年碳吸收量最多的是宜春市,最少的是萍乡市;(3)江西省农田生态系统碳足迹从2001年的07518×106 C〖DK〗·hm-2〖DK〗·a-1,增加至2009年的1473 4×106 C〖DK〗·hm-2〖DK〗·a-1,单位面积碳足迹呈现逐年增加的趋势。2008年碳足迹最多的是赣州市,最少的是萍乡市。南昌市、景德镇市、吉安市和宜春市表现为生态盈余,其余表现为生态赤字。江西省应减少农药、化肥等的使用,控制农业机械化,特别是赣州市,从而达到减少碳排放的目的     

武汉市湖泊水域利用转变及其碳排放影响

考虑到湖泊水域面积与土地面积的相互变迁进程,以及土地利用变化已成为仅次于化石能源燃烧的第二大温室气体排放源的客观现实,首次尝试分析特定区域湖泊水域的变化以及间接产生的碳源碳汇影响。根据2005、2010和2015年遥感影像获取武汉市湖泊水域利用转变的数据,采用国际通用的土地碳排放测算模型,评估武汉市湖泊水域转变为4类用地产生的碳排放量及碳强度变化情况。研究显示:(1)2005～2015年武汉市湖泊水域面积整体减少超10 km~2,且2010年后呈现加速萎缩趋势, 2010～2015年的减少值约为2005～2010年减少值的2.04倍;(2)虽然部分耕地、林地和草地转化为湖泊导致湖泊水域的增加,但湖泊大面积转变为建设用地导致水域面积的显著较少;(3)从碳排放总量来看,变动面积区域内呈碳源区,后5年碳源值是前5年的1.45倍;前后5年湖泊水域变化的碳排放强度分别为0.03和0.04 t/km~2,碳排放强度明显增加。针对武汉市湖泊水域利用的现实状况,提出把"山水林田湖草"放到统一的管理机制中进行考虑、规范土地资源利用、限制建设用地过度扩张等措施。     

上海市能源利用碳排放足迹研究

能源利用是人类生存的基础和前提,对其碳足迹及生态压力进行研究具有重要意义.本文运用碳排放足迹的相关含义及研究方法,计算得出1995-2006年上海市能源利用的总碳足迹、各能源类型和产业类型的碳足迹、碳足迹的产值和生态压力值.并以此为基础,利用岭回归函数进行STIRPAT模型拟合,进一步研究经济发展与碳排放足迹之间的关系,最后提出适应性的管理策略.研究结果表明:①总碳足迹从1995年的1.05 hm~2/人上升到2006年的1.36 hm~2/人,呈现波动上升的趋势;②1995-2006年各能源利用的碳足迹及其分配率均以煤炭最大,石油次之,天然气最小,且煤炭利用的碳足迹分配率逐年下降,石油与天然气与之相反;③2001-2006年第一、二产业的碳足迹变化不明显,而第三产业与产业总碳足迹呈明显上升趋势;④能源利用的碳足迹产值从1995年的1.79万元/hm~2增加至2006年的3.79万元/hm~2,碳足迹的生态压力也从1995年的129.6上升至2006年的231.8;⑤能源利用碳足迹与经济增长关系的模型拟合研究结果中没有出现环境库兹涅茨曲线,进一步证实能源利用对环境所造成的压力增大.     

基于生态用地约束的土地利用数量结构优化

引入生态优先理念,采用碳氧平衡法分析规划目标年区域生态用地约束,以经济效益最大化为目标,构建基于生态用地约束的土地利用数量结构优化模型,并以南通市为例进行案例研究。研究结果显示,从区域低碳经济发展及远期预留的角度出发,到2020年南通市需65.66万hm2标准生态用地。土地利用结构优化后,目标年南通市耕地与林地面积分别增加27 256.59 hm2和6 640.08hm2,园地、城镇工矿及交通水利用地也有不同程度增加;而其他土地减少44 034.20 hm2,其他建设用地、农村居民点及牧草地等也有所减少。结果表明,优化后南通市2020年土地利用经济效益可达8 414.73亿元,折算后的标准生态用地面积达89.01万hm2,比2007年减少1.90万hm2,但其综合固碳释氧能力满足区域碳氧平衡的需要,可保障区域生态安全。     

基于面板数据的土地集约利用水平与土地利用碳排放关系研究——以1996～2010年湖北省中心城市数据为例

实现土地集约利用水平提高与土地利用碳减排的双赢,是我国土地管理者的期望。先是测算了湖北省3个中心城市1996~2010年的土地集约利用水平和土地利用碳排放值,对两者关系进行了理论分析与假定,最后通过协整检验、Granger因果关系检验和脉冲响应函数的计量方法验证了理论分析。结果表明:土地集约利用水平与土地利用碳排放存在长期均衡关系。在土地利用资本集约阶段,土地集约利用增加作为碳源的建设用地碳排放量效果明显大于保育农用地等碳汇的碳吸收量效果;不同土地集约利用阶段的土地集约利用水平和土地利用碳排放的关系呈动态变化,技术进步将成为改变两者正相关关系的关键;在土地利用的资本集约阶段,提高土地集约利用水平会促进土地利用碳排放增加,但随着城市经济发展转型及产业集聚特征的变化,土地集约利用水平的提高对碳排放的正向影响将减弱。最后,根据研究结果提出了中心城市的土地低碳集约利用策略。     

中国农业净碳排放与经济增长的脱钩分析

气候变暖对世界农业生产和粮食安全的影响愈发明显,农业作为重要的碳排放来源和关键的碳汇系统,其绿色发展是缓解危机和实现“双碳”目标的重要途径之一。挖掘农业碳汇潜力、精准掌握农业净碳排放量对推进农业绿色发展进程从而实现“双碳”目标具有重要的意义。基于农业碳循环的双重特征,对农业绿色发展与农业碳循环间的逻辑关系进行梳理,将农业碳汇作用纳入农业碳排放的测算框架中,分时序分地域测算了2000—2019年中国农业净碳排放量,并构建农业经济增长与农业净碳排放的脱钩模型。研究发现：农业碳源排放总量由2000年的27 789.90万t上升到2019年的30 838.31万t,年均增长率为0.52%,农业碳排放强度呈现出持续下降的态势。农业碳汇由2000年的9 953.99万t上升到2019年的13 303.9万t,年均增长率为1.46%,农业碳汇资源可观。中国农业碳源排放强度呈现西部高于其他地区且与东部地区差距明显的局势,农业碳源排放、碳汇及净碳排放的总量均呈现出“中高”的格局。中国各省份农业经济增长与农业净碳排放的脱钩关系主要表现为强脱钩与弱脱钩两种状态,接近50%的省份达到了农业绿色发展的强脱钩状态...     

湖南省碳源与碳汇变化的时序分析

在全球气候变暖的背景下,减少温室气体排放、发展低碳经济成为各地区在发展中的普遍共识。以湖南省为研究区域,以1995~2008年为研究时序,从能源消费、主要工业产品生产工艺过程、土地利用变化与牲畜管理、固体废弃物处理与废水处理和排放4个方面综合分析了碳源与碳汇的变化情况。研究表明:1995~2008年,湖南省温室气体排放总量约在220亿t（2000年）至399亿t（2008年）CO2当量之间,14 a间增长了6118%,年均增长374%;碳汇总量约在1754亿t（1995年）至2537亿t（2007年）CO2当量之间,14 a间增长了3607%,年均增长约240%;能源消费与农业部门是湖南省温室气体的主要来源,林地是湖南省碳汇的主要来源;综合碳源与碳汇变化的均衡结果,1995~2008年湖南省呈碳汇盈余状态,净碳汇在2001~2007年持续增加,14 a间增长了31.94%,年均增长2.15%     

贵州省大坝土地利用变化及驱动力分析

选取贵州省万亩（1亩=1/15 hm2）以上的坝子为研究对象,以GIS为技术支撑,通过空间叠加分析,提取研究区10 a来的土地利用/覆被信息,并结合相应的社会经济统计数据,进一步分析引起变化的驱动力影响因子。结果表明：（1）2000~2005年、2005~2010年两个时段,耕地面积一直在持续减少,第二时段的变化比第一时段更剧烈;林地、城镇建设用地、农村居民点、水域、道路在两个时段都不同程度的增加,其中城镇建设用地、农村居民点在第二时段比第一时段增加的速度更快,其它3种地类增加的速度有所减缓;灌木总体变化是出现先减后增的趋势;（2）耕地在2000~2005年的流向主要是林地,在2005~2010年流向主要是居民点和城镇建设用地;（3）研究区土地利用变化受人口、经济效益、政策的影响     

区域土地利用总体规划碳效应分析——以青海省海东市为例

土地利用变化直接或间接地改变着陆地生态系统碳源、碳汇的分布和大小,进而影响其碳循环过程。因此,进行区域土地利用及其碳效应定量研究和评价,对区域土地资源科学管理和可持续发展具有重要意义。本文以青海高原东部的海东市为研究区,在确定土地利用类型碳循环参数的基础上,对规划情景下土地利用变化引起的碳平衡进行分析测算。研究结果表明,在规划情景下,到2020年土地利用结构调整对区域碳平衡有较大的影响。相对于2009年,规划目标年土地利用变化导致区域碳储量增加628.79万t,并以农用地的碳储量为主;规划情景下,区域碳排放量呈增长趋势,碳排放量增加191.91万t。虽然规划情景下,土地利用变化导致区域碳排放的增加,但土地利用结构的优化调整却有利于区域碳储量增加。     

近20a三峡库区(重庆段)县域尺度耕地利用碳源/汇时空演化特征

耕地碳状况的研究对农业可持续发展与达成我国双碳目标具有重要意义,又可反应农业对生态影响程度。基于三峡库区(重庆段)各区县农业数据、耕地数据等,对库区各区县近20年来耕地利用碳状况的时空演变进行了研究。结果表明：(1)从时间上看,库区耕地利用碳吸收从2000年到2020年增加了818.15万t,增幅为62.68%,蔬菜和粮食作物的碳吸收比例最大;碳排放量21年间增加了8.49万t,增幅为15.23%,化肥为主要碳排放贡献者,年均碳排放比例为57.22%;库区耕地利用21年间均存在碳生态盈余,且碳足迹与单位面积碳足迹逐年递减,碳足迹减幅高达44.72%。(2)从空间上看,库区耕地利用碳排放、碳吸收在空间上均成西南高、东北低的分布格局,而碳足迹呈现出南北高、中部低的分布格局,但三者的空间差异和变化幅度差异都较大。库区耕地利用的碳汇功能总体在增强。     

广东省碳源碳汇现状评估及增加碳汇潜力分析

以生态系统为研究对象,分析生态系统内部各种温室气体排放源,得到2005-2008年广东省主要排放源CO2排放量估算结果,2005年为6.19亿t,2008年达到7.4亿t。首要排放源是化石燃料燃烧,其次是土壤呼吸。两者占总排放量的77%-79%。其中土壤呼吸的排放量比较稳定,基本上保持在2.27亿t左右(或6 200万t碳),而化石燃料燃烧的排放量呈现出明显的增长趋势,从2005年的2.57亿t CO2(或7 021万t碳)增加到2008年的3.44亿t CO2(或9 375万t碳),4年增长了33.52%。其他排放源由大而小依次为:生物质转化、工业过程和人畜呼吸。2005-2008年全省主要碳汇总的CO2吸收量变化于2.53亿-2.56亿t(CO2)之间。2008年,全省最大的碳汇是林地,年固碳量达4 831万t碳,约合17 715万t CO2;其次为耕地,年固碳量为1 418万t碳,约合5 201万t CO2。这两类固碳地吸收的CO2占了全省碳汇的90%。源汇相抵后,全省净排放量从2005年的3.63亿t增加到2008年的4.86亿t。人均CO2排放量从2005年的3.95 t/人增加到2008年的5.09 t/人。单位GDP排放量则从2005年的1 625 kg/万元下降到2008年的1 361 kg/万元。在此基础上分析了增加碳汇的潜力。其中推广冬种绿肥每年可增加吸收CO22 155万t。将全省现有未成林地全部实行封山育林,约2年后每年可以增加吸收CO21 000万t。同时还建议利用海洋的生物生产力增加碳汇。     

扬子江城市群土地利用时空变化及其对陆地生态系统碳储量的影响

扬子江城市群是江苏省城市化进程最快,土地利用变化最明显的区域。研究该地区地利用变化及其对陆地生态系统有机碳储量的影响,对江苏省低碳土地利用研究具有重要意义。该文利用五期30 m土地利用栅格数据、土壤样点数据、林地植被清查数据、农作物数据以及经验数据,分析了1995～2015年扬子江城市群土地利用时空变化、核算了其对有机碳储量的影响。主要结果如下:(1) 1995～2015年间,扬子江城市群约有15. 90%的土地发生了转移,其中,耕地作为主要的转出者,建设用地作为主要的转入者,耕地转移为建设用地的面积约为4 161. 78 km~2,占扬子江城市群耕地转出面积的85. 86%,是主要的土地转移类型;(2) 1995～2015年间,由于土地利用类型转移变化,扬子江城市群有机碳储量总量减少了472. 63×10~4t,其中土壤有机碳储量总量增加110. 28×10~4t,植被碳储量总量减少582. 91×10~4t;(3)建设用地占用耕地是区域有机碳储量减少的主要原因,导致有机碳储量减少406. 40×10~4t,占整个区域有机碳储量减少总量的85. 99%;(4)未来扬子江城市群可通过增加生态用地、控制建设用地、优化土地利用结构,提高区域碳储量,减少对陆地生态系统碳平衡的扰动。     

皖江城市带农田生态系统碳排放动态研究

基于化肥、农药、农膜、农业灌溉、农地翻耕、农机运用、农作物收割后残留根系分解 7个主要碳源,测算皖江城市带1991~2010年农业碳排放量。结果表明：研究区农业碳排放总量从1991年的273万t增加到2010年的535万t,年均增长率为1035%,同时2010年其排放量约占安徽省碳总排放量的443%。1991~2010年研究区人均农业碳排放年均增幅26%,农业碳排放密度年均增幅584%,碳排放强度年均降幅3769 t/亿元。研究区农业碳排放以农作物收割后残留根系分解为主(占总排放量的5987% ),且化肥碳排放比重年均增长最快达1618%。各市农业碳排放量六安最大,安庆较大,铜陵最小,其中平均增幅最大为六安298万t/a,最小为铜陵009万t/a;碳排放强度最大为六安,较大为滁州,最小为铜陵,平均降幅最大为滁州64774 t/（亿元·a）,最小为铜陵19760 t/（亿元·a）;人均农业碳排放量最大为滁州,最小为铜陵,人均增加量最大为六安460 kg/a,最小为合肥039 kg/a;碳排放密度年均增幅最大为芜湖836%,最小为马鞍山345%。最后根据该区农业碳源的构成特点和动态特征,为其降低农业碳排放提出一些建议     

土地利用变化对碳排放的影响

大气中温室气体浓度增加是人类面临的严峻挑战.土地利用变化已成为仅次于化石能源燃烧的第二大温室气体排放源.本文在界定土地利用变化碳排放作用机制及内涵的基础上,从农用地向非农用地转换、农用地内部土地利用以及非农用地内部土地利用三个方面综述了土地利用变化对碳排放的影响.农用地向非农用地的转换会增加碳排放量.农用地内部土地利用变化方面,农田转换为森林或草地能够使土壤和植被碳储量增加,但是土壤碳汇集速率存在一定的差异;农田、森林和草地管理措施对生态系统碳循环的影响目前还存在争议,但基本观点是合理的管理措施能够减少碳排放置.非农用地内部土地利用变化方面,从能源消耗角度考虑,二产用地向三产用地转换会减少碳排放量.因此合理组织土地利用对帮助我国实现碳减排承诺,发展低碳经济有重要意义.     

基于安徽省土地利用变化的地形梯度效应分析

为揭示地形因素与土地利用空间格局演变的关系,以安徽省2000年、2005年以及2010年Landsat TM影像和DEM数据为数据源,利用坡向、地形起伏度、坡度变率和地形位指数多种地形因子,并结合地学信息图谱分析理论从综合角度系统研究土地利用结构时空分异格局在地形梯度上的变化特点及其规律。结果表明:1)研究区主要的土地利用类型是耕地和林地,其次是建设用地和未利用土地,且建设用地面积逐期增加趋势显著。2)2000~2010年研究区不同土地利用类型在不同地形梯度区间的分异规律存在明显差异。低地形梯度范围是耕地、水域和建设用地的优势分布区;中地形梯度范围是草地的集中分布区;林地的优势分布区集中在高地形梯度范围。3)2000~2010年研究区土地利用图谱以稳定型和后期变化型为主,低地形梯度和高地形梯度是稳定型图谱的集中分布区,中低、中高和高地形梯度范围是后期变化型图谱的优势分布区。2000~2005年林地的优势分布区有向较低地形位梯度扩张的趋势,其中,耕地是主要的转入来源。2005~2010年耕地的优势分布区有向较高地形位梯度扩张的趋势,变化模式主要为:"林地–耕地"、"未利用地–耕地"和"草地–耕地"。     

土地利用和生态系统服务功能变化研究——以三峡库区大宁河流域为例

将土地利用类型分类为耕地、有林地(森林地)、灌木林地、草地、迹地、水体、建设用地和未利用地8类.以遥感数据为数据源,通过自动分类和人工解译相结合的方法获取了以上土地利用类型,并对三峡库区大宁河流域的土地利用变化过程和驱动力做了分析.以Costanza等人的全球生态系统服务价值的估测结果为基础,对各种地类生态服务功能价值重新赋值,进而估算近30年大宁河流域的生态服务价值,分析了其变化过程.结果表明:近30年,大宁河流域土地利用总的变化趋势是林、灌、草地经历了不断破坏和缓慢恢复的过程,耕地面积经历了先增后减,建设用地不断扩展.经济发展、人口增长和国家政策是土地利用变化的主要原因.生态系统服务功能经历了一个先损害后恢复的过程,表现为生态服务价值从1973年到1995年不断减少,而1995年到2002年连续增加.     

干旱地区土地利用结构变化与生态服务价值的关系研究——以酒泉市为例

利用酒泉市1997-2006年土地利用变更调查数据和相关统计资料,计算土地利用结构异质性指数和生态服务价值,分析土地利用结构与生态服务价值的变化及其相互关系.结果表明:1997-2006年酒泉市耕地、林地、园地面积在增加,其中耕地增加最多,增加了9 803.15hm2,牧草地、水域和未利用地面积不断减小,其中牧草地减少最多,减少了207 470.56 hm2;酒泉市土地利用结构多样性指数和均匀度增加而优势度降低,土地利用趋于多样化和均匀化;各类土地的生态服务价值都有不同程度的增加,土地利用生态服务价值总体呈增加趋势;土地利用生态服务价值与土地利用结构线性相关,通过增加牧草地、水域和耕地等生态用地面积,提高土地利用集约度,调整土地利用结构促进土地利用的多样化、均匀化,可以增加生态系统稳定性和提高生态系统服务功能的经济价值.     

山东省能源消费与碳排放分析

利用山东省统计年鉴数据和联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)公布的碳排放计算公式和碳排放系数,对山东省2001-2010年的能源消费和碳排放情况进行分析。结果表明:山东省一次能源消费由2001年的11 649.88万t标准煤增长到2010年36 357.25万t标准煤,年均增长12.05%;碳排放量由2001年12 308.17万t增长到2010年30 881.45万t,年均增长9.64%,由煤炭引起的碳排放量占73.09%;碳排放强度呈下降趋势,由2001年的1.21 t/万元下降到2010年0.78 t/万元,年均下降4.23%。针对山东省能源消费与碳排放现状,提出了相关建议。应大力发展低碳经济,改变高耗能的发展方式,积极促进山东省产业结构调整和升级,实现经济社会可持续发展。     

土地利用变化对丹江流域径流和泥沙时空格局的影响

丹江流域是南水北调中线工程的重要水源地,其水量和水质直接关系到京、津、冀、豫的用水安全。为了揭示丹江流域的径流量和泥沙量对土地利用变化的响应,基于SWAT模型,结合了2000、2008和2018年三期土地利用数据和2008～2018年气象数据,定量分析了径流量和泥沙量在不同土地利用情景下的变化。结果表明：(1)2000～2018年间,丹江流域耕地面积净减少了1 400.98 km²,林地、草地、城镇用地和未利用地分别增加了938.20、400.04、43.53和12.44 km²;(2)情景分析的结果表明：城镇用地、耕地和草地面积的减少,林地面积的增加会导致径流量和泥沙量的减少。整体而言,相较于2000情景年,2008情景年的多年平均径流量减少了0.27亿m³(-2.16%)、多年平均泥沙量减少了1.19万t(-6.74%);相较于2008情景年,2018情景年间多年平均径流量减少了1.68亿m³(-13.73%)、多年平均泥沙量减少了8.97万t(-54.46%);(3)丹江流域单位面积产水量呈现...