安徽省土地利用/覆被變化的碳排放效應(yīng)分析

安徽省土地利用/覆被變化的碳排放效應(yīng)分析

何如海1，汪 瑞1，任旖妮1，蔡永生2，張 濤3

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，安徽合肥 230036；2.安徽省廬江龍橋礦業(yè)有限公司，安徽合肥 231500；3.蕪湖市南陵縣國(guó)土資源局，安徽蕪湖 241300 )

摘要在前人研究成果的基礎(chǔ)上，運(yùn)用碳排放估算模型，計(jì)算安徽省在21世紀(jì)前10年里土地利用/覆被變化的碳排放效應(yīng)。結(jié)果表明，研究區(qū)陸地生態(tài)系統(tǒng)整體上表現(xiàn)出碳匯效應(yīng)，2000、2005、2010年凈碳匯總量分別為13 116萬(wàn)、15 138萬(wàn)、11 559萬(wàn)t；林地為最大碳匯，建設(shè)用地為主要碳源；植樹(shù)造林背景下區(qū)域碳匯功能顯著提升并維持穩(wěn)定，表現(xiàn)為能源消費(fèi)碳排放形式的建設(shè)用地碳排放量與日俱增。

關(guān)鍵詞碳排放；土地利用/覆被變化；安徽省

中圖分類號(hào)S-9

基金項(xiàng)目安徽省國(guó)土資源廳軟科學(xué)項(xiàng)目(2012015)；國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(201111010)。

作者簡(jiǎn)介何如海(1969-)，男，安徽合肥人，副研究員，博士，碩士生導(dǎo)師，從事區(qū)域經(jīng)濟(jì)與土地資源可持續(xù)利用研究。

收稿日期2015-06-11

Analysis of Carbon Emissions due to the Land Use / Cover Change in Anhui Province

HE Ru-hai, WANG Rui, REN Yi-ni et al (School of Economy and Management, Anhui Agricultural University, Hefei, Anhui 230036)

AbstractBased on previous research results, using carbon emission estimation model, the land use/cover change carbon emission effect in first 10 years of 21st century in Anhui Province was calculated. The results showed that the amount of carbon sequestration in 2000, 2005, 2010 is 1311.6,1513.8,1155.9 billion ton. Woodland is the largest carbon sink, construction land is the main carbon source. Regional carbon sink function significantly improved and remained stable carbon, but emissions from construction land was increasing.

Key words Carbon emissions; Land use / cover change; Anhui Province

人類的土地利用行為,已經(jīng)成為除化石能源燃燒排放以外的第二大溫室氣體排放源,約占人為總排放的1/3[1]，因此，土地利用/覆被變化產(chǎn)生的碳源/碳匯效應(yīng)問(wèn)題引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者和機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注?；茉慈紵饕捎谌祟惖娜粘Ｉ睢⒐I(yè)生產(chǎn)和城市化建設(shè)中對(duì)于含碳能源的消費(fèi),隨著人類生活水平的提高和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)于能源的需求量也隨之增加；在能源本身不夠清潔低碳、能源結(jié)構(gòu)持續(xù)得不到改善的情況下，碳排放量會(huì)顯著增加。于是，近年來(lái)學(xué)者們開(kāi)始將能源消費(fèi)引致的碳排放效應(yīng)統(tǒng)一納入到土地利用/覆被變化的碳排放體系，使得陸地生態(tài)系統(tǒng)碳排放問(wèn)題研究更為系統(tǒng)。安徽省是我國(guó)典型的人多地少省份和中部重要糧食輸出大省，近年來(lái)大力承接?xùn)|部沿海轉(zhuǎn)移產(chǎn)業(yè)、快速融入長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)圈、深刻調(diào)整經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，土地利用/覆被變化顯著，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了顯著影響，近年來(lái)安徽省陸地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值一直處于減少狀態(tài)[2]，但省域?qū)用娴耐恋乩?覆被變化的碳排放效益問(wèn)題尚無(wú)研究。因此，筆者基于遙感數(shù)據(jù)、能源消耗數(shù)據(jù)和碳排放估算模型,計(jì)算分析2000～2010年安徽省的土地利用/覆被變化的碳排放效應(yīng)，以期為生態(tài)文明建設(shè)和土地利用規(guī)劃編制等提供一定參考。

1研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1研究區(qū)概況安徽省地處長(zhǎng)江、淮河中下游(114°54′～119°37′ E、29°41′～34°38′ N)，東接浙江、江蘇，西鄰河南、湖北，南通江西，北靠山東，南北570 km，東西450 km，土地總面積約13.94 km2。氣候上屬暖溫帶與亞熱帶過(guò)渡地區(qū)，年均日照時(shí)數(shù)1 800～2 500 h，年均風(fēng)速1.3～3.3 m/s，年平均氣溫14～17 ℃，年均降水量773～1 670 mm，全年無(wú)霜期200～250 d。研究區(qū)地跨淮河、長(zhǎng)江、新安江3大流域，地貌主要分為平原、丘陵、低山和臺(tái)地4大類，地勢(shì)南高北低、西高東緩。土壤以水稻土、紅壤、砂姜黑土、粗骨土、潮土為主，具有類型多樣、適宜性廣的特點(diǎn)。

1.2研究方法采用碳排放估算模型[3]測(cè)算土地利用/覆被變化的碳源/碳匯效應(yīng)。計(jì)算公式為：

E=∑Si×δi

(1)

式中，E為碳排放總量；Si表示地類i的面積；δi表示地類i的碳排放/吸收系數(shù)。

1.3數(shù)據(jù)來(lái)源土地利用/覆被變化數(shù)據(jù)參考《安徽省土地利用十年動(dòng)態(tài)變化遙感監(jiān)測(cè)》一文[4]，包括2000、2005、2010年6種類型的土地利用/覆被變化數(shù)據(jù)(表1)。結(jié)合已有研究確定各類用地的碳排放/吸收系數(shù)，耕地、林地、草地、水體、未利用地的系數(shù)分別是0.004 22[5-6]、-0.577[7]、-0.000 21[7]、-0.002 53[8-9]和-0.000 05[8-9]萬(wàn)t/(km2·年)，負(fù)號(hào)表示凈吸收，正號(hào)(予以省略)表示凈排放。

表1　2000、2005、2010年土地利用變化　 km 2

由于建設(shè)用地(包括居民點(diǎn)與工礦用地)承載著人類生產(chǎn)與生活的絕大部分能源消耗，且不同地區(qū)能源消耗產(chǎn)生的碳排放情況差異明顯，因而不適宜采用統(tǒng)一碳排放系數(shù)。建設(shè)用地的碳排放量可以通過(guò)計(jì)算各類能源碳排放系數(shù)和消費(fèi)量估算[10-11]。參照張樂(lè)勤等的研究結(jié)果[12]，2000、2005、2010年，安徽省居民點(diǎn)與工礦用地碳排放量分別為5 277.243 9、7 192.488 4、10 919.109 7萬(wàn)t。

2結(jié)果與分析

根據(jù)表1數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)[12]研究結(jié)果，利用公式(1)，計(jì)算得到2000、2005、2010年安徽省土地利用變化的碳排放效應(yīng)(表2)。

由表2可知，總量上來(lái)看，研究期間安徽省陸地生態(tài)系統(tǒng)整體上持續(xù)起著碳匯作用，但是碳匯功能很不穩(wěn)定，2000～2005年碳匯量有所增加，2005～2010年大幅減少。2000、2005、2010年研究區(qū)陸地生態(tài)系統(tǒng)凈碳匯量分別為13 116萬(wàn)、15 138萬(wàn)、11 559萬(wàn)t，前期增幅為15.41%，后期驟減23.64%。凈碳匯量驟降的直接原因是碳排放量的驟升。雖然研究期間碳吸收量在前期提升20.92%之后維持了穩(wěn)定，但是碳排放量一直在大幅而加速地增加。其主要原因是建設(shè)用地碳排放量，也即各類能源消費(fèi)引起的碳排放量的與日俱增。

表2　2000、2005、2010年安徽省土地利用變化的碳排放效應(yīng)　萬(wàn)t

注：負(fù)號(hào)表示碳匯，正號(hào)表示碳源。

就各地類而言，林地是最主要碳匯，建設(shè)用地是最大碳源，二者碳排放/吸收量對(duì)安徽省陸地生態(tài)系統(tǒng)碳排放效應(yīng)起到了決定性作用。

林地、水域、草地、未利用地均為碳匯，其中草地碳匯功能大幅降低，其他地類碳匯功能前期增加，后期維持穩(wěn)定。得益于植樹(shù)造林與森林保育工程的持續(xù)開(kāi)展，林地碳匯功能一直在提升，碳吸收量在2000～2005年和2005～2010年分別增加了3 917.25萬(wàn)和144.77萬(wàn)t。其前期增量與增幅顯著大于后期，是由于研究期內(nèi)區(qū)域植樹(shù)造林工程集中在2000～2005年[13]。另外，林地對(duì)區(qū)域碳吸收總量的貢獻(xiàn)度一直在99.9%左右，且一直在增加，即區(qū)域碳匯功能對(duì)于林地的依賴程度極大、對(duì)林地?cái)?shù)量變化十分敏感。其他地類面積變化對(duì)于整體碳匯能力影響不大。

建設(shè)用地(居民點(diǎn)及工礦)與耕地是碳源。受耕地先增后減影響，耕地的碳排放量相應(yīng)變化，但變化幅度均不大；且耕地碳排放量占總排放量比重很低，一直在7%以下，并持續(xù)降低。主要表現(xiàn)為能源消費(fèi)碳排放形式的建設(shè)用地碳排放量很大，2000、2005、2010年建設(shè)用地的碳排放量分別為5 277.24萬(wàn)、7 192.49萬(wàn)、10 919.11萬(wàn)t,10年來(lái)碳排放量將近增加了1倍,且在2005～2010年有明顯的加速增加態(tài)勢(shì)。排放強(qiáng)度更能直觀反映這一問(wèn)題，建設(shè)用地碳排放強(qiáng)度由基期年(2000年)的0.6萬(wàn) t/km2分別增加到2005年的0.62 t/km2和2010年的0.87 t/km2,2005～2010年建設(shè)用地碳排放強(qiáng)度增幅顯著大于2000～2005年。人類的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)與城鎮(zhèn)建設(shè)等劇烈地改變著陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳排放/吸收數(shù)量，區(qū)域人類活動(dòng)對(duì)于化石燃料的過(guò)度依賴[12]所引起的碳排放量的驟增已經(jīng)大大降低了區(qū)域陸地生態(tài)系統(tǒng)的儲(chǔ)碳服務(wù)功能。

3結(jié)論與建議

3.1結(jié)論

(1)研究期間安徽省陸地生態(tài)系統(tǒng)整體上表現(xiàn)出碳匯效應(yīng)，2000、2005、2010年凈碳匯總量分別為13 116萬(wàn)、15 138萬(wàn)、11 559萬(wàn)t。

(2)耕地、建設(shè)用地為碳源，林地等其他地類為碳匯。土地利用/覆被變化過(guò)程中對(duì)碳排放影響最顯著的地類是林地和建設(shè)用地。植樹(shù)造林工程背景下林地的增長(zhǎng)有效提高了區(qū)域碳匯能力，陸地生態(tài)系統(tǒng)儲(chǔ)碳服務(wù)價(jià)值得以顯著提升。但是，表現(xiàn)為能源消費(fèi)碳排放形式的建設(shè)用地碳排放量很大,且呈現(xiàn)出加速增加態(tài)勢(shì),區(qū)域人類活動(dòng)對(duì)于化石燃料的過(guò)度依賴所引起的碳排放量的驟增已經(jīng)大大降低了區(qū)域陸地生態(tài)系統(tǒng)的儲(chǔ)碳服務(wù)功能。

3.2政策建議

(1)繼續(xù)開(kāi)展植樹(shù)造林工程，加強(qiáng)生態(tài)省建設(shè)。

(2)積極開(kāi)發(fā)新能源，改善能源結(jié)構(gòu)，降低對(duì)煤炭的依賴程度，使社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展向更加低碳的方向邁進(jìn)。

(3)在今后的土地利用規(guī)劃編制中研究引入碳排放效應(yīng)評(píng)價(jià)，作為規(guī)劃修編參考依據(jù)。

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