鄭州市不同土地利用方式對碳排放影響分析

都義娟

（河南大學(xué)，河南開封 475004）

鄭州市不同土地利用方式對碳排放影響分析

都義娟

（河南大學(xué)，河南開封 475004）

利用河南省鄭州市2004-2014年土地利用及能源消耗數(shù)據(jù)，對鄭州市碳排放進行估算。結(jié)果表明，2004-2014年鄭州市碳排放增加趨勢明顯，建設(shè)用地是主要的碳源，林地是主要的碳匯。同時，根據(jù)結(jié)果提出關(guān)于減少碳排放的幾點建議，以期為鄭州市未來發(fā)展低碳城市以及未來的土地利用規(guī)劃等提供一定的參考。關(guān)鍵詞：土地利用；碳源；碳匯；能源消耗；鄭州市

隨著CO2等溫室氣體濃度越來越高，人們越來越重視碳排放問題，因此目前碳排放研究已成為一個熱點問題［1］。人類活動對土壤碳蓄積量和碳通量的影響遠遠超過自然變化影響的速率和程度，土地利用的變化導(dǎo)致碳素從陸地生態(tài)系統(tǒng)源源不斷地釋放到大氣中，是大氣二氧化碳濃度持續(xù)攀升的主要原因。

以河南省鄭州市為例，筆者主要基于遙感數(shù)據(jù)、土地利用/覆被數(shù)據(jù)和碳排放估算模型，計算分析2004-2014年鄭州市的土地利用/覆被變化的碳排放效應(yīng)，并對其碳排放效應(yīng)的時空特征進行分析，以期為鄭州市有效發(fā)展低碳經(jīng)濟及土地利用規(guī)劃編制等提供一定的參考。

1 研究區(qū)概況

鄭州市，簡稱“鄭”，是河南省省會，地處華北平原南部，黃河下游（112°42′～114°13′E，34°16′～34°58′N），東西寬166km，南北長75km，北臨黃河，西依嵩山，東南為廣闊的黃淮平原，東面是七朝古都東京開封市，西面為十三朝古都洛陽市，南面是許昌市，北面為焦作市和新鄉(xiāng)市。截至2016年，鄭州市區(qū)共7區(qū)5市1縣，鄭州市面積很大，總土地面積為7 446.2 km2。以2014年11月1日0∶00為標準時點進行的人口普查結(jié)果可知，鄭州市人口密度很大，常住人口為8 634 575人，人口密度居全國省會城市第二位，僅次于廣東省廣州市。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 數(shù)據(jù)來源

鄭州市的土地利用類型數(shù)據(jù)主要來自于遙感解譯，解譯數(shù)據(jù)為2004年和2014年單位GDP能耗數(shù)據(jù)，各產(chǎn)業(yè)GDP總量數(shù)據(jù)來自于《鄭州市統(tǒng)計年鑒》，以及部分來自于《河南省統(tǒng)計年鑒》和《中國能源統(tǒng)計年鑒》。

2.2研究方法

2.2.1 TM衛(wèi)星影像解譯。在GIS等地學(xué)處理軟件及ERDAS等遙感系列軟件的支持下，對TM衛(wèi)星影像進行圖像增強、校正、配準、解譯處理，并對遙感影像進行再分析得出土地利用現(xiàn)狀。以國家土地資源分類系統(tǒng)和編碼標準為基準，并且進行精確的野外實地確認，以提取出不同的土地利用類型，并計算出各土地類型的面積。筆者僅提取四大主要的土地利用類型：耕地、草地、林地、建設(shè)用地。

2.2.2 碳源碳匯估算。在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，草地、耕地、林地、水域等生態(tài)系統(tǒng)中各類植被是碳的主要吸收者，建設(shè)用地和耕地是主要的碳排放者，本文就這幾大類進行碳源與碳匯的研究。各類土地類型碳源碳匯值見表1和圖1。

表1河南省鄭州市主要土地利用方式碳排放量測量結(jié)果

圖1 河南省鄭州市碳排放與碳吸收對比關(guān)系

3 結(jié)果與分析

從表1中可以看出，2004-2014年鄭州市的碳排放總量呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢，鄭州市建設(shè)用地的碳排放總量增加了約2.52倍。此外，建設(shè)用地碳排放強度也在變化。與此同時，林地和草地的碳吸收量有所減少，從而導(dǎo)致鄭州市的碳排放總量增加了約3.09倍。土地利用第二大碳源是耕地，由于耕地面積的持續(xù)減少，使得耕地的碳排放總量也有所下降，但這并不足以抵消碳排放總體增長的趨勢。從圖1中可以更加直觀清楚地看出，碳排放總量快速增加，而碳吸收量卻變化不大，最終導(dǎo)致兩者之間的差距越拉越大。

4 結(jié)語

表1顯示，碳源的主體為建設(shè)用地，其碳排放強度明顯大于其他類型土地利用方式。河南省在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的推進進程中，建設(shè)用地得到進一步擴張，導(dǎo)致碳排放量的增加。雖然林地的碳匯能力較強，但由于河南省作為一個農(nóng)業(yè)大省，耕地資源較為豐富，應(yīng)充分利用耕地的碳匯潛力?？傮w而言，河南省土地利用碳匯總量小于碳源總量，碳源能力大于碳匯能力，碳排放強度較大，而吸收能力較弱。

4.1 減少碳排放的建議

4.1.1 鞏固植樹造林、退耕還林成果，加強現(xiàn)有林地經(jīng)營管理。河南省退耕還林工程造林面積取得了十分顯著的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益，但也存在著一些不可忽視的問題：荒山荒地植樹造林后，由于濫砍濫伐、放牧、火燒、干旱等原因，林地存活率不高；因樹種選擇不當和后期的維護問題，部分退耕地效果不理想；占用、毀壞造林地后，不能及時補充。以上問題說明，只有對已有林地進行長期有效的管理，才能真正提高其碳密度，增強森林的碳匯效益。

4.1.2 城市用地多層化，有效利用上層空間。中部城市地勢平坦，在土地利用上具有很大優(yōu)勢，在高層建筑、地下建筑、建筑容積率等方面都可以挖掘巨大的潛力。因此，可以利用地下和地上的空間發(fā)展生活娛樂、辦公、交通、水電及其他公共服務(wù)設(shè)施，將城市土地進行立體化開發(fā)，高效地利用現(xiàn)有土地面積。此外，還可以使城市商業(yè)區(qū)、服務(wù)區(qū)更加集中，方便城市人們的生產(chǎn)生活，更有利于重大基礎(chǔ)設(shè)施項目、社會公益事業(yè)、重大技改項目的發(fā)展。

4.1.3 有效利用能源。提高能源的利用效率能極大地降低碳排量，為了使城市的經(jīng)濟增長方式由粗放的耗能轉(zhuǎn)變?yōu)榭沙掷m(xù)的節(jié)約型，就要盡可能提高能源利用率，減少煤炭、石油等不可再生資源在能耗結(jié)構(gòu)中的比重，多多開發(fā)風(fēng)能、水能、太陽能等經(jīng)濟的清潔型能源，大力調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，優(yōu)化能源利用率。

4.2 不足與展望

本文得出的結(jié)論雖然在某些方面可以為相關(guān)部門進行城市未來布局提供一些建議，但仍存在一些有待改進的地方。例如，TM衛(wèi)星影像的分辨率不高，解譯數(shù)據(jù)存在一定的誤差，散落的較難識別的植被并沒有參與到計算中，對估算結(jié)果會造成一定影響；文中的土地利用類型只涉及到幾種主要的土地利用類型，并不全面，對水域、灘涂等對碳源匯造成一定影響的因素并未進行分析；在估算模型中，所運用的系數(shù)為經(jīng)驗數(shù)據(jù)，精度存在考究，這些都不可避免地為分析結(jié)果帶來影響。學(xué)者可以以此為鑒進一步完善分析方法，為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻自己的力量，將城市建設(shè)成低碳節(jié)能的環(huán)保型家園，從而為世界上更多的城市未來規(guī)劃作出榜樣。

［1］柳梅英，包安明，陳曦，等.近30年瑪納斯河流域土地利用/覆被變化對植被碳儲量的影響［J］.自然資源學(xué)報，2010（6）：926-938．

Analysis on the Impact of Different Land Use Patterns on Carbon Emission in Zhengzhou City

Du Yijuan
（Henan University，Kaifeng Henan 475004）

Based on the data of land use and energy consumption in Zhengzhou city of Henan Province during 2004-2014,the carbon emission of Zhengzhou city was estimated.The results showed that the carbon emission was increas?ing year by year,the main carbon source was the construction land,the main carbon sink was the woodland.At the same time,some suggestions on reducing carbon emissions were put forward based on the results,in order to provide some reference for the future development of low carbon city and the future land use planning in Zhengzhou city.

land use；carbon source；carbon sink；energy consumption；Zhengzhou city

F301

A

1003-5168（2016）10-0156-02

2016-09-01

河南省高?？萍紕?chuàng)新人才支持計劃（16HASTIT022）；國家自然科學(xué)基金項目（41371525，41430637）；河南省高等學(xué)校重點科研項目（15A420003）；河南省高?？萍紕?chuàng)新團隊支持計劃（16IRTSTHN012）。

都義娟（1991-），女，碩士，研究方向：區(qū)域模擬與城市信息系統(tǒng)。