西安市土地利用结构碳排放核算及低碳优化研究

作者:周勇;赵伟; 刊名:生态经济 上传者:杨林林

【摘要】土地利用结构优化是实现城市低碳经济型发展模式的重要途径。文章核算并分析了2005—2015年西安市土地利用结构的碳排放,在此基础上,采用多目标规划模型,以经济效益最大化及碳排放最小化作为目标函数,对西安市土地利用结构进行优化研究。结果表明:优化方案与2020年规划方案比较,耕地面积减少了15 197hm2,林地面积增加了13 946 hm2,建设用地面积增加了4 983 hm2,优化方案符合城市低碳经济发展的要求。依据分析结果,文章提出促进西安市土地利用结构低碳优化的相关政策及建议。

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1引言气候变化对人类社会活动以及整个生态系统带来严重的威胁,2013年IPCC第五次评估报告中指出,导致全球气候变暖的主要因素的CO2的浓度比工业化前1750年高40%[1],而作为人类活动承载主体的城市区域是能源消费和碳排放的集中地[2],如何实现城市的低碳经济发展模式,是目前人类面对的最迫切的课题之一。全球碳项目(GCP)研究表明,化石燃料燃烧和土地利用变化排放的CO2是引起全球气候变化和温室效应的主要原因,由于土地利用/覆被变化引起的碳排放更是全部温室气体CO2排放的近三分之一[3]。而人类在生产生活中使用化石燃料产生的大量CO2,虽然不通过土地利用直接以碳排放体现,却是以土地利用为载体,是人类追求社会经济效益活动的结果。通过土地利用结构的优化调整降低碳排放,实现社会经济的可持续发展已成为国内外学者关注的焦点。目前,国内外关于土地利用结构的低碳优化及土地利用碳排放的研究越来越多[3-4]。综合分析已有的文献,在研究领域及角度主要表现在以下几点:在土地利用规划的相关研究上,国外已经将生态环境问题视为土地利用规划的主题[5],而国内的研究多是偏重于土地的经济效益最大化,对土地利用的生态环境效应及约束问题重视不够;在土地利用碳排放的研究方面,国内学者主要集中在土地利用碳排放机理、碳排放核算、碳排放效应以及碳排放影响因素等[6],将土地利用碳排放与经济产出相结合的分析较少,土地利用低碳规划也多是选取碳积蓄与碳排放的对比,而从碳排放与经济产出对比角度的研究有待加强;在研究区域上,国内学者从国家、省市和县域层面均有涉及,但多集中于江苏、湖北、湖南、河南等中南部发达地区以及东北三省等高纬地区,而围绕西北干旱地区的土地利用结构低碳优化研究较少。因此,本文在研究区上选取具有示范意义的西安市,从低碳经济的视角探讨土地结构的优化问题,对西安市2005—2015年土地利用的碳排放进行估算,并建立经济效益最大化及碳排放最小化多目标规划模型,预测2020年西安市优化目标下的土地利用格局变化,为西安市低碳目标导向的土地规划及管理策略提供科学参考。2研究区域概况、数据来源及研究方法2.1研究区域概况西安市位于黄河流域中部的关中盆地,介于东经107°40′~109°49′和北纬33°39′~34°45′之间,北靠渭河,南依秦岭,是我国北方与南方在地理位置上的重要分界。辖区范围包括新城区、碑林区、莲湖区、灞桥区、未央区、雁塔区、阎良区、临潼区、长安区、高陵区10区和蓝田县、周至县、户县3县。土地总面积为10 096.81 km2,根据2010年西安市土地整治规划数据:2010年末,耕地面积为2 989.74 km2,占土地总面积的29.61%,建设用地面积为1 449.78 km2,占土地总面积的14.36%,林地面积4 827.56 km2,占土地总面积的47.81%,其余土地利用面积为829.73 km2,占土地总面积的8.21%。西安市是我国西部地区重要的航天工业、高新技术产业基地,拥有较强的工业基础和西部地区最强的科技实力,研究西安市土地利用结构的优化问题对西部其他城市有重要的示范作用。同时,作为丝绸之路经济带的起点和重要窗口,西安是打造内陆型改革开放新高地的战略中心,在未来一段时期内,受经济持续性增长和西部地区承接产业转移的影响,由于城市规模空间扩张、产业结构调整带来的土地利用格局变化必然对整个区域的生态碳排放产生巨大影响。2.2数据来源本文数据主要来源于《西安统计年鉴》(2006—2016年)、《西安市土地整治规划(2011—2020年)》、《陕西省土地利用总体规

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