池州市城鎮(zhèn)化進(jìn)程中土地利用碳排放驅(qū)動(dòng)機(jī)制

王圣萍

(肥東縣國土資源局，安徽合肥 230000)

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池州市城鎮(zhèn)化進(jìn)程中土地利用碳排放驅(qū)動(dòng)機(jī)制

王圣萍

(肥東縣國土資源局，安徽合肥 230000)

依據(jù)土地利用碳排放測算方法，對安徽省池州市耕地、林地、牧草地、建設(shè)用地碳排放進(jìn)行測算，并基于環(huán)境壓力隨機(jī)模型分析影響土地利用碳排放的驅(qū)動(dòng)力機(jī)制。結(jié)果表明：①城鎮(zhèn)化進(jìn)程中GDP、城鎮(zhèn)人口、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值及城鎮(zhèn)化水平每增加1%，土地利用碳排放將增加0.147%、0.499%、0.428%、0.657%；第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值每增加1%，土地利用碳排放量將減少0.489%。②池州市能源消費(fèi)及土地利用碳排放量不斷增加。③大力發(fā)展綠色低碳產(chǎn)業(yè)，積極推行低碳排放的生產(chǎn)、生活方式，可提升低碳水平。為實(shí)現(xiàn)安徽省池州市低碳經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，提出了若干建議供參考。

城鎮(zhèn)化；土地利用；碳排放；驅(qū)動(dòng)機(jī)制；STIRPAT模型

據(jù)世界資源組織估算，在過去的1個(gè)多世紀(jì)，土地利用變化引起的碳排放量占總排放量的1/3，成為僅次于化石能源燃燒的第二大溫室氣體排放源[1-4]。近年來，隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速推進(jìn)，大量農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)榉寝r(nóng)業(yè)建設(shè)用地，成為土地利用/覆蓋變化的典型特征。因此，研究快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中土地利用碳排放的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，對于優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)及促進(jìn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

近年來，關(guān)于土地利用碳排放的驅(qū)動(dòng)力研究引起國外學(xué)者的廣泛關(guān)注[5-7]。國內(nèi)學(xué)者也圍繞土地利用碳排放展開了較多研究。杜官印[8]研究認(rèn)為，建設(shè)用地不斷擴(kuò)張對碳排放具有顯著的正向影響作用；賴力[9]系統(tǒng)研究了土地利用變化的碳排放機(jī)理；藍(lán)家程等[10]研究認(rèn)為，土地利用方式及經(jīng)濟(jì)增長方式轉(zhuǎn)變是影響碳排放的主要因素；張?zhí)m等[11-12]研究認(rèn)為，土地產(chǎn)出、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等對碳排放具有正向影響作用。Liddle等[13]研究發(fā)現(xiàn)，城鎮(zhèn)化水平的提升對于碳排放具有顯著的正向影響作用。Martinez-Zarzoso等[14]研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)展中國家城鎮(zhèn)化進(jìn)程中存在環(huán)境庫茲涅茨曲線效應(yīng)。王建增[15]研究發(fā)現(xiàn)，我國城鎮(zhèn)化水平對碳排放規(guī)模有正向影響作用。王亞菲[16]采用STIRPAT模型分析了城鎮(zhèn)化對碳排放的影響，發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)化與資源消耗及碳排放均呈正相關(guān)關(guān)系[16]。筆者以安徽省池州市為研究區(qū)域，研究池州市土地利用碳排放驅(qū)動(dòng)機(jī)制，并結(jié)合池州市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢及城鎮(zhèn)化發(fā)展趨勢，提出相關(guān)政策建議，旨在為實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中土地低碳利用、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 結(jié)合安徽省池州市實(shí)際情況，從影響城鎮(zhèn)化發(fā)展的一系列驅(qū)動(dòng)因子中篩選出GDP、城鎮(zhèn)人口、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值及城鎮(zhèn)化水平5個(gè)因子，其中GDP、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)依照CPI價(jià)格指數(shù)(以2000年為基準(zhǔn))進(jìn)行調(diào)整[17]。

1.2 研究方法

1.2.1 土地利用碳排放測算方法。采用直接碳排放系數(shù)法計(jì)算耕地、林地和牧草地的碳排放(吸收)量[18-20]，計(jì)算公式：

E=∑ei=∑Siδi

(1)

式中,E為碳排放總量，t；ei為不同土地的碳排放量，t；Si為不同土地面積，hm2；δi為碳排放系數(shù)，t/hm2；系數(shù)為正數(shù)是碳排放，系數(shù)為負(fù)為碳吸收。筆者參考國內(nèi)外相關(guān)研究成果[4，12,18,21-22]，確定耕地凈碳排放系數(shù)0.497 0 t/hm2，林地碳吸收系數(shù)-0.581 0 t/hm2，草地碳吸收系數(shù)-0.021 0 t/hm2。

采用間接測算相關(guān)碳排放系數(shù)來估算建設(shè)用地碳排放量[10,19]，具體是將能源消耗量換算成標(biāo)準(zhǔn)煤噸數(shù)，再轉(zhuǎn)化為碳排放量[12，23-25]。

EC=∑eci=∑Eniσiφi

(2)

式中，EC為建設(shè)用地碳排放總量，t；eci為各種能源消耗產(chǎn)生的碳排放量，t；Eni為各種能源消耗量，t；σi為各種能源消耗量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)煤的系數(shù);φi為各種能源的碳排放系數(shù)。建設(shè)用地碳排放不同能源的標(biāo)準(zhǔn)煤換算系數(shù)和碳排放系數(shù)見表1。

表1 各類能源碳排放系數(shù)

注：*表示標(biāo)準(zhǔn)煤換算系數(shù)的單位為10-3t/m3。

Note: * indicates the unit of conversion coefficient of standard coal is ×10-3t/m3.

1.2.2 STIRPAT模型。Chertow[26-28]在反映經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境關(guān)系的IPAT模型的基礎(chǔ)上，提出了環(huán)境壓力隨機(jī)模型——(STIRPAT)模型，模型計(jì)算公式[29-33]：

I=aPbAcTde

(3)

式中,I、P、A、T分別為環(huán)境壓力、人口規(guī)模、富裕程度和技術(shù)水平；a為系數(shù)；b、c、d分別為人口規(guī)模、富裕程度、技術(shù)水平的驅(qū)動(dòng)力指數(shù)；e為模型殘差項(xiàng)。筆者借鑒該模型構(gòu)建出城鎮(zhèn)化進(jìn)程中土地利用碳排放與其驅(qū)動(dòng)力因子關(guān)系計(jì)量模型，表達(dá)式：

Y=KPa1Ga2Ua3Fa4Ea5ε

(4)

為了通過回歸分析確定參數(shù)，對式(4)兩邊取對數(shù)，得到

InY=InK+a1InP+a2InG+a3InU+a4InF+a5InE+ε

(5)

式中，Y為土地利用碳排放量;K為常數(shù)；P為GDP；G為城鎮(zhèn)人口；U為第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值；F為第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值；E為城鎮(zhèn)化水平，以城鎮(zhèn)化率表征；ε為隨機(jī)模型項(xiàng)；a1、a2、a3、a4、a5為模型的彈性系數(shù)，表示當(dāng)P、G、U、F、E每變化1%時(shí)，分別引起Y的a1%、a2%、a3%、a4%、a5%變化。

1.2.3 多元統(tǒng)計(jì)分析。

1.2.3.1 驅(qū)動(dòng)因子偏相關(guān)分析。采用SPSS 19.0中的偏相關(guān)分析法對碳排放量與上述所選的因子進(jìn)行偏相關(guān)分析，并經(jīng)過顯著性經(jīng)驗(yàn)判斷其是否可以作為土地利用碳排放量驅(qū)動(dòng)力因子。

1.2.3.2 驅(qū)動(dòng)力因子主成分分析。通過主成分分析法及進(jìn)行普通最小二乘回歸，進(jìn)而得到因變量與綜合變量的線性關(guān)系式，最后將綜合變量與自變量間的線性關(guān)系式代入，可得到因變量與自變量的關(guān)系式，借鑒STIRPAT模型，得到驅(qū)動(dòng)力因子模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用碳排放量 運(yùn)用“1.2.1”中的方法，可測算出耕地和建設(shè)用地的碳排放量、林地和牧草地的碳吸收量，進(jìn)而可計(jì)算出碳排放總量以及碳源/碳匯(表2)。

表2 2000—2010年池州市主要土地利用碳排放量

2.2 驅(qū)動(dòng)力因子偏相關(guān)性 偏相關(guān)分析的結(jié)果顯示，GDP、城鎮(zhèn)人口、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值及城鎮(zhèn)水平5個(gè)驅(qū)動(dòng)力因子與相關(guān)系數(shù)均在0.80以上，且顯著性檢驗(yàn)在0.01水平顯著相關(guān)。

2.3 驅(qū)動(dòng)力因子主成分 將標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)用TY、TP、TG、TU、TF、TE表示，然后將TP、TG、TU、TF、TE輸入統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見表3、4。

對表3中的自變量TP、TG、TU、TF、TE進(jìn)行分析與篩選后，可以提取2個(gè)主成分，以X1、X2表示，2個(gè)綜合變量可以解釋因變量的99.711%，且t檢驗(yàn)的Sig(單側(cè))值小于0.01，說明擬合程度極好。

表3 主成分分析解釋總方差

表4 主成分得分系數(shù)成分矩陣

通過表4可得到綜合變量、與因變量的關(guān)系：

X1=0.961TP+1.156TG-2.079TU+0.924TF+1.678TE

(6)

X2=1.301TP-0.921TG+2.473TU-0.678TF-1.471TE

(7)

以因變量TY為被解釋變量，X1、X2為解釋變量，通過統(tǒng)計(jì)軟件中的最小二乘法(OLS)進(jìn)行回歸，得到模型R2為0.959，估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.010，t檢驗(yàn)的Sig值為0，小于0.01，說明模型擬合較好。

表5 模型系數(shù)

根據(jù)表5可得到綜合變量X1、X1與TY的關(guān)系式：

TY=0.834X1+0.502X2

(8)

將式(6)、(7)代入(8)中，可得：

TY=0.147TP+0.499TG-0.489TU+0.428TF+0.657TE

(9)

由式(9)可得土地利用碳排放量的驅(qū)動(dòng)力因子計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型：

Y=KP0.147G0.499U-0.489F-0.428E-0.657ε

(10)

由式(10)可知，影響城鎮(zhèn)化進(jìn)程中土地利用碳排放量的驅(qū)動(dòng)因子GDP、城鎮(zhèn)人口、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值及城鎮(zhèn)化水平對其彈性系數(shù)分別為0.147、0.499、-0.489、-0.428、-0.657。

通過彈性系數(shù)分析可知，GDP每增加1%時(shí)，土地利用碳排放量將增加0.147%；城鎮(zhèn)人口每增加1%時(shí)，土地利用碳排放量將增加0.499%；第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值每增加1%時(shí)，土地利用碳排放量將減少0.489%；第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值每增加1%時(shí)，土地利用碳排放量將增加0.428%；城鎮(zhèn)化水平每增加1%水平時(shí)，土地利用碳排放量將增加0.657%。以上結(jié)果表明，在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，GDP、城鎮(zhèn)人口、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、城鎮(zhèn)化水平與土地利用碳排放量呈正相關(guān)關(guān)系，其彈性系數(shù)從大到小依次為城鎮(zhèn)化水平、城鎮(zhèn)人口、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、GDP,而第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與土地利用碳排放量增長卻呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。

3 結(jié)論與建議

(1)該研究依據(jù)土地利用碳排放測算方法，對池州市土地利用碳排放進(jìn)行定量測算和分析，并基于環(huán)境壓力隨機(jī)模型對驅(qū)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行剖析，得到以下研究結(jié)論：①城鎮(zhèn)化進(jìn)程中GDP、城鎮(zhèn)人口、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值及城鎮(zhèn)化水平每增加1%時(shí)，土地利用碳排放將增加0.147%、0.499%、0.428%、0.657%，當(dāng)?shù)诙a(chǎn)業(yè)產(chǎn)值每增加1%時(shí)，土地利用碳排放量將減少0.489%。②由于城鎮(zhèn)人口規(guī)模遞增，導(dǎo)致對非農(nóng)業(yè)建設(shè)用地需求量不斷增加，致使能源消費(fèi)及土地利用碳排放量不斷增加，城鎮(zhèn)化進(jìn)程中土地利用碳排放量呈增長態(tài)勢。③在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中通過經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展，積極推行低碳排放的生產(chǎn)、生活方式，整體提升了工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的低碳水平。

(2)城鎮(zhèn)化水平、城鎮(zhèn)人口、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值是安徽省池州市城鎮(zhèn)化進(jìn)程中影響土地利用碳排放量的主要驅(qū)動(dòng)力因子，其中，GDP的影響程度最小，城鎮(zhèn)化水平對土地利用碳排放的影響程度最大，而第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與土地利用碳排放增長呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。這一方面是由于近年來池州市積極融入皖江示范區(qū)，特別是自2010年年初國家批準(zhǔn)皖江城市帶承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)規(guī)劃以來，池州市積極抓住這一發(fā)展機(jī)遇，通過實(shí)施農(nóng)業(yè)人口轉(zhuǎn)移市民化，大力推進(jìn)城鎮(zhèn)化進(jìn)程，城鎮(zhèn)人口不斷增加，城鎮(zhèn)化水平也逐年提升，導(dǎo)致對建設(shè)用地的需求量不斷增加，進(jìn)而直接影響土地利用碳排放量；第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值對土地利用碳排放量的影響較為顯著的原因是近年來房地產(chǎn)業(yè)、交通等較高耗能行業(yè)產(chǎn)值在第三產(chǎn)業(yè)中所占比重較大，從而整體提高了其貢獻(xiàn)度。另一方面，近年來池州市積極執(zhí)行國家及安徽省出臺(tái)的轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式、大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和綠色環(huán)保城市等有關(guān)政策，加大調(diào)整池州市主城區(qū)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，積極發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等低碳產(chǎn)業(yè)，大力推行節(jié)能減排政策，促使第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與土地利用碳排放量增長呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

(3)鑒于上述結(jié)論，筆者提出以下政策建議：①進(jìn)一步確立“發(fā)展低碳城市”和“建設(shè)生態(tài)池州”的發(fā)展理念，繼續(xù)對現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，大力發(fā)展綠色低碳產(chǎn)業(yè)。②大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)，繼續(xù)推進(jìn)節(jié)能減排和資源綜合利用。③充分發(fā)揮第三輪土地利用總體規(guī)劃的“龍頭”作用，嚴(yán)格控制城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模，降低建設(shè)用地碳排放。④大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，確保全市林地、牧草地面積穩(wěn)中有增，努力增加碳匯。

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Driving Mechanisms of Land Use Carbon Emissions in the Urbanization Process of Chizhou City

WANG Sheng-ping

(Feidong County Land Resources Bureau, Hefei, Anhui 230000)

According to the measurement method of land use carbon emissions, the carbon emissions of the main land use types were calculated, including cultivated land, woodland, grassland and land for construction of Chizhou City in Anhui Province.Then based on the STIRPAT model, the driving mechanisms of land use carbon emissions were analyzed.The results are as followings.First, in the process of urbanization, every 1% increase no matter in the GDP, the urban population, the tertiary industry output value, the urbanization level is achieved at a cost of the increase of land use carbon emission.And the ratios are 0.147%, 0.499%, 0.428% and0.657% respectively.On the other hand, every 1% increase the second industry output value is companioned by an 0.489% decrease in land use carbon emission.Second, energy consumption and land use carbon emissions continue to increase in Chizhou City.Third, vigorously develop the green low carbon industry, actively promote low carbon production and way of life to enhance the level of low carbon.Last but not the least, several suggestions were put forward to provide the references for the realization of the goals of low-carbon economy and urbanization sustainable development of Chizhou City in Anhui Province.

Urbanization; Land use; Carbon emissions; Driving mechanisms; STIRPAT model

王圣萍(1975- )，女，安徽合肥人，工程師，從事土地規(guī)劃、土地整治工作。

2016-09-13

S 181;F 062.2

A

0517-6611(2016)36-0122-04