面向空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)碳核算方法研究

摘 要 氣候變化是全世界正在面對(duì)的重大威脅，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)已成為中國(guó)重要的城市發(fā)展戰(zhàn)略。碳核算是監(jiān)測(cè)城市碳排放情況，調(diào)控低碳城市建設(shè)的重要技術(shù)手段。以城市建成區(qū)為碳核算范圍，并將城市碳核算方法與城市空間要素相銜接，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)城市“雙碳”目標(biāo)發(fā)展具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。以黑龍江省哈爾濱市為研究對(duì)象，總結(jié)分析其15年間的能源活動(dòng)數(shù)據(jù)與空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)，構(gòu)建城市建成區(qū)碳核算體系與面向城市空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)碳核算方法，并將核算結(jié)果與能源使用碳核算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證核算方法的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，提出構(gòu)建城市碳中和路徑預(yù)測(cè)、開(kāi)展低碳城市建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)評(píng)估等碳核算方法應(yīng)用路徑，為國(guó)土空間規(guī)劃助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)施提供技術(shù)支撐。

關(guān) 鍵 詞 碳達(dá)峰碳中和；建成區(qū)；空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)；碳核算；應(yīng)用路徑

文章編號(hào) 1673-8985 （2024）04-0009-08 中圖分類(lèi)號(hào) TU984 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A DOI 10.11982/j.supr.20240402

0 引言

為有效應(yīng)對(duì)氣候變化為全球帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，中國(guó)在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上正式提出“2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和”的莊嚴(yán)承諾。城市作為人類(lèi)生產(chǎn)生活的聚集地，是高能耗高碳排放的主要場(chǎng)所，其溫室氣體排放量占全球80%以上[1-2]。已有研究表明，城市空間要素的合理布局與高效統(tǒng)籌是降低區(qū)域碳排放的有效方法[3-4]。因此，建立低碳可持續(xù)的城市發(fā)展路徑是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要技術(shù)方法。

隨著我國(guó)國(guó)土空間規(guī)劃的全面實(shí)施，助力“雙碳”目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)城市低碳化發(fā)展已成為城市建設(shè)的重要方向[5-6]。目前，城市碳核算方法已成為低碳城市規(guī)劃研究領(lǐng)域重要的技術(shù)手段[7-9]。但受到核算方法與路徑的限制，現(xiàn)階段常用的碳核算方法存在與空間要素的耦合性不足、城市碳核算范圍與中心城區(qū)層面國(guó)土空間總體規(guī)劃范圍不一致等問(wèn)題。為提升城市碳核算方法對(duì)國(guó)土空間總體規(guī)劃的助力與技術(shù)支持，本文依據(jù)“核算體系—基準(zhǔn)制定—方法構(gòu)建—結(jié)果核驗(yàn)”的技術(shù)傳導(dǎo)路徑，構(gòu)建面向空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)碳核算方法，并以黑龍江省哈爾濱市為研究對(duì)象驗(yàn)證核算精度。在此基礎(chǔ)上，提出這一碳核算方法在國(guó)土空間規(guī)劃中的應(yīng)用路徑。

1 城市碳核算方法特征與問(wèn)題

現(xiàn)階段，城市碳核算方法主要分為以能源使用數(shù)據(jù)為依據(jù)的生產(chǎn)端碳核算法（PBA），以及以經(jīng)濟(jì)投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)為依據(jù)的消費(fèi)端碳核算法（CBA）[10-12]。其中，《IPCC國(guó)家溫室氣體清單》作為世界氣象組織（WMO）和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）共同建立的政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)發(fā)布的生產(chǎn)端碳核算模型，是世界各國(guó)與城市建立溫室氣體排放清單過(guò)程中較為權(quán)威的方法[13]。此方法將區(qū)域碳排放劃分為能源活動(dòng)、工業(yè)過(guò)程和產(chǎn)品使用、農(nóng)林業(yè)和其他土地利用、廢棄物處理4類(lèi)部門(mén)，利用能源活動(dòng)數(shù)據(jù)核算各部門(mén)碳排放量并逐級(jí)匯總，最終計(jì)算區(qū)域溫室氣體排放情況。由于其在全球范圍內(nèi)氣候監(jiān)測(cè)報(bào)告中的廣泛應(yīng)用，許多城市及地區(qū)均依據(jù)能源活動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)城市碳排放量進(jìn)行核算，并編制城市溫室氣體排放清單。城市決策者與相關(guān)研究人員可以依據(jù)核算結(jié)果，清晰判斷城市中各類(lèi)能源使用活動(dòng)變化對(duì)于碳排放量的影響，監(jiān)測(cè)城市碳排放結(jié)構(gòu)的變化情況。因此，這一方法也成為城市規(guī)劃領(lǐng)域最為常用的城市碳核算技術(shù)[14-16]。雖然面向能源活動(dòng)數(shù)據(jù)的碳核算方法有諸多優(yōu)點(diǎn)，但在城市空間建設(shè)與研究領(lǐng)域，這一核算體系與城市空間要素的耦合性不足，核算結(jié)果與空間要素的關(guān)聯(lián)性較低，對(duì)國(guó)土空間規(guī)劃的反饋、互動(dòng)與支撐不足[17]。

為增強(qiáng)碳核算結(jié)果與空間要素的相關(guān)性，探究如何構(gòu)建基于城市空間要素的碳核算方法成為重要的研究方向[18]。部分學(xué)者利用夜間燈光數(shù)據(jù)探究城市碳排放的時(shí)間演化規(guī)律與空間分布特征，初步建立了城市空間要素與碳排放的耦合性關(guān)系[19-22]。隨著城鄉(xiāng)空間發(fā)展的減排機(jī)制相關(guān)研究逐步深入，有學(xué)者基于城鄉(xiāng)用地分類(lèi)、城市溫室氣體排放清單部門(mén)劃分和城市空間減排路徑，建立“土地利用—碳排放”關(guān)聯(lián)框架，構(gòu)建以用地規(guī)模為主要要素的城市碳核算方法，并先后在北京、上海等城市進(jìn)行實(shí)踐性研究[23-25]。這一階段的研究涉及的城市空間要素較為單一，主要運(yùn)用各類(lèi)用地規(guī)模、地均活動(dòng)水平等數(shù)據(jù)，且部分關(guān)鍵活動(dòng)數(shù)據(jù)獲取難度較大。為進(jìn)一步構(gòu)建具有普適性的城市空間要素碳核算方法，學(xué)者們提出以國(guó)家溫室氣體清單框架為基礎(chǔ)，將能源消費(fèi)部門(mén)拆解，轉(zhuǎn)化為承載能源消費(fèi)活動(dòng)的相關(guān)城市用地使用數(shù)據(jù)，并構(gòu)建“空間布局—用地類(lèi)型—部門(mén)劃分—模型方法”的研究框架，聚焦于工業(yè)、建筑、交通、碳匯領(lǐng)域，依據(jù)城市空間中的活動(dòng)數(shù)據(jù)建立了國(guó)土空間總體規(guī)劃碳核算方法[26]。在此基礎(chǔ)上，有學(xué)者利用這一技術(shù)路線(xiàn)，面向自然資源全要素，構(gòu)建市級(jí)國(guó)土空間總體規(guī)劃碳評(píng)估計(jì)算框架，并以武漢市為例進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證[27]?，F(xiàn)階段，面向城市空間要素碳核算方法的探索已取得一定進(jìn)展，但此類(lèi)研究大多以市域?yàn)楹怂惴秶从硣?guó)土空間全要素的現(xiàn)狀碳排放情況。此方法在建設(shè)用地規(guī)模較大、建設(shè)強(qiáng)度較高的城市區(qū)域適用性較好，但對(duì)于農(nóng)業(yè)型與礦產(chǎn)資源型城市的核算結(jié)果誤差較大，核算結(jié)果也無(wú)法清晰反映城市的發(fā)展建設(shè)水平，對(duì)中心城區(qū)層面的國(guó)土空間總體規(guī)劃的指導(dǎo)性較弱。

綜上所述，現(xiàn)階段面向能源活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市碳核算方法已取得廣泛應(yīng)用，但這一核算方法與空間要素的耦合性不足，核算結(jié)果對(duì)空間規(guī)劃的支撐作用較弱。在城市規(guī)劃領(lǐng)域，許多學(xué)者逐步探索城市空間要素碳核算體系，并取得一定進(jìn)展。然而，目前多數(shù)研究的城市碳核算范圍與中心城區(qū)層面國(guó)土空間總體規(guī)劃范圍不一致，導(dǎo)致其在部分資源型城市中的核算結(jié)果誤差較大，且對(duì)于城市建設(shè)用地空間變化的指導(dǎo)與反饋不足。因此，建立以城市空間使用活動(dòng)要素為基礎(chǔ)，與市級(jí)國(guó)土空間規(guī)劃建成區(qū)范圍相匹配的城市碳核算方法尤為重要。

2 建立城市建成區(qū)碳核算體系與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)

為增強(qiáng)城市碳核算結(jié)果與中心城區(qū)層面國(guó)土空間總體規(guī)劃間的適配性與支持性，應(yīng)構(gòu)建具有普適性的城市建成區(qū)碳核算方法。在這一過(guò)程中，需要建立適宜城市建成區(qū)范圍的碳核算體系，并利用能源活動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)案例城市建成區(qū)碳排放量進(jìn)行核算，以定義基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，為后文中核算方法的建立奠定基礎(chǔ)，為核算結(jié)果的驗(yàn)證提供標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 建立城市建成區(qū)碳核算體系

《IPCC國(guó)家溫室氣體清單》作為各國(guó)溫室氣體排放清單編制過(guò)程中所運(yùn)用的主要方法，具有較高的權(quán)威性與科學(xué)性。其作為市域及更大邊界范圍的碳排放核算方法，核算部門(mén)的劃分具有全面性與概括性。但對(duì)于城市建成區(qū)這一較小的核算范圍，這一劃分方式導(dǎo)致能源活動(dòng)和廢棄物處理領(lǐng)域的碳核算范圍包含農(nóng)林業(yè)等非建成區(qū)碳排放，且部分?jǐn)?shù)據(jù)獲取難度較大。為此，本文以《IPCC國(guó)家溫室氣體清單》中所描述的碳核算方法為基礎(chǔ)，根據(jù)城市建成區(qū)碳排放特征與研究需求，將碳排放部門(mén)重新劃分，建立適用于城市建成區(qū)的碳核算體系（見(jiàn)圖1）。由于核算范圍的變化，城市建成區(qū)的碳核算體系與《IPCC國(guó)家溫室氣體清單》存在一定的不同。其中，城市建成區(qū)范圍內(nèi)的電力碳排放被分配至各領(lǐng)域電力使用過(guò)程中，為避免重復(fù)計(jì)算，需要排除工礦業(yè)部門(mén)中的電力生產(chǎn)碳排放。除此之外，由于城市建成區(qū)中不包含農(nóng)業(yè)用地，因此核算清單中不包含農(nóng)業(yè)碳排放。通過(guò)核算體系的轉(zhuǎn)譯，將面向城市建成區(qū)的碳核算體系與《IPCC國(guó)家溫室氣體清單》相銜接，為后續(xù)構(gòu)建碳核算方法奠定基礎(chǔ)。

2.2 案例城市概況

研究選取黑龍江省哈爾濱市作為案例城市，收集并整理其能源活動(dòng)數(shù)據(jù)與空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)，探究城市建成區(qū)范圍內(nèi)的碳核算方法。為此，本文依據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)與遙感數(shù)據(jù)，提取2017—2021年哈爾濱市建成區(qū)范圍，并識(shí)別其變化情況，如圖2所示，其為具有代表性的年份建成區(qū)范圍示意圖。依據(jù)哈爾濱市統(tǒng)計(jì)年鑒，其市區(qū)范圍涵蓋九區(qū)，建成區(qū)面積逐年增長(zhǎng)。其中，城市中心區(qū)涵蓋的六區(qū)始終呈擴(kuò)張趨勢(shì)，尤其南、北兩個(gè)區(qū)域擴(kuò)張最為明顯。而外圍三區(qū)中，位于西南側(cè)的雙城區(qū)與東南側(cè)的阿城區(qū)呈先收縮后增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

2.3 基于能源活動(dòng)數(shù)據(jù)制定城市建成區(qū)碳核算基準(zhǔn)數(shù)據(jù)

為建立精準(zhǔn)的城市建成區(qū)碳排放量核驗(yàn)過(guò)程基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)依托現(xiàn)階段最為常用的能源活動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)城市建成區(qū)內(nèi)各碳排放部門(mén)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。而由于核算主體的變化，具體的核算過(guò)程同樣需要進(jìn)行調(diào)整。為此，本文以城市建成區(qū)核算體系為基礎(chǔ)，利用IPCC模型對(duì)城市建成區(qū)內(nèi)各領(lǐng)域碳排放量進(jìn)行核算，進(jìn)而構(gòu)建面向能源活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)碳核算方法（見(jiàn)表1）。通過(guò)此方法，可以查閱城市統(tǒng)計(jì)年鑒、城市能源統(tǒng)計(jì)年鑒等文件，獲取城市建成區(qū)范圍內(nèi)的能源活動(dòng)數(shù)據(jù)。在這一過(guò)程中，相關(guān)數(shù)據(jù)收集主要依據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒中市區(qū)范圍的能源使用情況，并剔除農(nóng)業(yè)活動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)，最終匯總為建成區(qū)能源活動(dòng)數(shù)據(jù)。再根據(jù)各類(lèi)能源折算標(biāo)準(zhǔn)煤參考系數(shù)表，將部分難以計(jì)算的能源消耗數(shù)據(jù)（如原煤、焦炭、汽油、柴油等）轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)煤消耗量。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)省級(jí)溫室氣體清單編制指南、國(guó)家溫室氣體清單等碳核算指南內(nèi)容，獲取電力、標(biāo)準(zhǔn)煤等能源活動(dòng)碳排放系數(shù)，構(gòu)建適宜城市建成區(qū)的碳核算方法。

根據(jù)上文中所總結(jié)的城市建成區(qū)碳核算方法，研究依據(jù)哈爾濱市2007—2021年建成區(qū)能源活動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)城市建成區(qū)各部門(mén)碳排放進(jìn)行核算，并作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖3）。依據(jù)核算結(jié)果，哈爾濱市建成區(qū)的碳排放總量整體呈上升趨勢(shì)。其中工礦業(yè)部門(mén)碳排放占比最高，占總量的50%以上，且呈波動(dòng)式上升趨勢(shì)。但隨著城市發(fā)展與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，其占總量比例逐漸降低。根據(jù)工礦業(yè)部門(mén)能源活動(dòng)特征，2016年工業(yè)生產(chǎn)總用能達(dá)到1 862.34萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤，達(dá)到第一個(gè)用能峰值，并于2020年達(dá)到2 085.58萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤。其中，金屬冶煉、原油加工與食品加工制造是消耗能力最多的3類(lèi)產(chǎn)業(yè)。在各碳排放部門(mén)中，僅有交通部門(mén)的碳排放量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。依據(jù)其能源活動(dòng)數(shù)據(jù)特征，受到近年來(lái)交通工具電氣化普及的影響，交通部門(mén)中汽油和柴油的使用比例逐漸降低，而電力使用比例逐年增加。尤其2018年起哈爾濱市開(kāi)始實(shí)施《哈爾濱市打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施方案》，在交通領(lǐng)域要求推動(dòng)城市建成區(qū)公交、公共服務(wù)和社會(huì)領(lǐng)域應(yīng)用新能源車(chē)，逐步擴(kuò)大公務(wù)用車(chē)新能源汽車(chē)配備比例。城市公交車(chē)、出租車(chē)應(yīng)用清潔能源或新能源汽車(chē)比例需要分別達(dá)到94%、80%。因此，自2018年起建成區(qū)范圍內(nèi)用于交通運(yùn)輸?shù)钠团c柴油消耗量快速下降。而電力能源消耗快速增長(zhǎng)，并于2020年達(dá)到最高。由于電力碳排放系數(shù)遠(yuǎn)低于其他化石能源，進(jìn)而導(dǎo)致其碳排放量呈下降趨勢(shì)。通過(guò)能源活動(dòng)數(shù)據(jù)碳核算結(jié)果，可以清晰地揭示城市建成區(qū)范圍內(nèi)的碳排放變化特征，并準(zhǔn)確分析能源使用變化情況對(duì)于碳排放量的影響，其結(jié)果受到學(xué)界普遍認(rèn)可。將這一核算結(jié)果作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，可以為后文中的精度驗(yàn)證提供有力支撐。

3 面向空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)碳核算方法

為增強(qiáng)碳核算方法與城市空間要素的耦合性，研究提取城市建成區(qū)范圍內(nèi)的人類(lèi)活動(dòng)與空間使用數(shù)據(jù)。依據(jù)面向能源活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)碳核算方法，利用空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)替換各碳核算部門(mén)中的能源使用數(shù)據(jù)，最終建立基于城市空間要素的建成區(qū)碳核算方法。為證明核算方法的科學(xué)性，進(jìn)一步將核算結(jié)果與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比，以驗(yàn)證核算精度。

3.1 建立面向空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)核算方法

以城市建成區(qū)碳核算體系為基礎(chǔ)，研究利用城市空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)各子部門(mén)碳排放量進(jìn)行核算，并構(gòu)建面向空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)核算方法（見(jiàn)表2）。這一核算方法中，大部分城市空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)均可通過(guò)查閱規(guī)劃圖紙、文本或各級(jí)統(tǒng)計(jì)年鑒獲取，而私家車(chē)年均出行距離則需要依靠城市交通調(diào)查報(bào)告或發(fā)放問(wèn)卷的方式獲取。在本研究中，私家車(chē)年均出行距離相關(guān)數(shù)據(jù)主要依據(jù)高德交通《中國(guó)主要城市交通分析報(bào)告》與《滴滴出行城市交通出行報(bào)告》。但此報(bào)告中具有詳細(xì)交通出行數(shù)據(jù)的城市較少，其他城市的相關(guān)數(shù)據(jù)則需要依靠發(fā)放居民出行調(diào)查問(wèn)卷等方式獲取。與基于能源數(shù)據(jù)的碳核算方法相比，此方法可以在城市建成區(qū)碳核算過(guò)程中擺脫對(duì)能源數(shù)據(jù)的依賴(lài)，轉(zhuǎn)而利用空間活動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)，讓碳核算結(jié)果更具時(shí)效性。核算結(jié)果也可以清晰反映城市空間發(fā)展與空間活動(dòng)變化對(duì)于城市碳排放的影響情況，為低碳城市空間規(guī)劃提供支持與助力。

3.2 面向空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)的哈爾濱市建成區(qū)碳核算結(jié)果與精度驗(yàn)證

依據(jù)空間使用活動(dòng)碳核算方法，研究篩選各級(jí)統(tǒng)計(jì)年鑒、交通調(diào)查報(bào)告等文件，獲取哈爾濱市空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與空間活動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)建成區(qū)碳排放總量及各部門(mén)碳排放量進(jìn)行核算，并將核算結(jié)果與能源使用活動(dòng)碳核算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比（見(jiàn)圖4）。核算結(jié)果整體與能源數(shù)據(jù)核算結(jié)果較為接近。其中，建筑部門(mén)整體變化趨勢(shì)相同，但數(shù)值存在一定差異。而交通部門(mén)在2013—2017年間的核算結(jié)果差異較大，主要由于這一時(shí)期的私家車(chē)出行數(shù)據(jù)僅能依靠統(tǒng)計(jì)年鑒中的人均出行支出與臨近年份的交通調(diào)查報(bào)告結(jié)果進(jìn)行估算，導(dǎo)致誤差較大。其余年份則可以使用城市交通調(diào)查報(bào)告相關(guān)數(shù)據(jù)，核算結(jié)果差異較小。依據(jù)核算結(jié)果，可以清晰反映城市空間變化對(duì)于碳排放的影響情況。其中，2015年起建成區(qū)范圍內(nèi)工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地快速擴(kuò)張，由96 km2增長(zhǎng)至114.82 km2，工礦業(yè)部門(mén)碳排放量也隨之快速增長(zhǎng)。在建筑部門(mén)中，住宅建筑碳排放量占比由2007年的52%增長(zhǎng)至2021年的74.6%。住宅建筑面積的快速增長(zhǎng)是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的直接原因。相比之下，商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地面積增速則較為平緩，其碳排放量增長(zhǎng)速度也較為緩慢。而在市政領(lǐng)域，隨著建成區(qū)面積擴(kuò)張，供水管道長(zhǎng)度增加與集中供熱面積的增長(zhǎng)對(duì)此部門(mén)碳排放量的影響最為顯著。

為更加科學(xué)驗(yàn)證空間活動(dòng)碳核算方法的準(zhǔn)確性，研究利用回歸分析法對(duì)空間使用活動(dòng)碳核算結(jié)果與能源活動(dòng)碳核算結(jié)果進(jìn)行精度驗(yàn)證。由于雙方法中碳匯部門(mén)的核算方法相同，驗(yàn)證過(guò)程中需去除這一部門(mén)數(shù)據(jù)，將碳排放總量與其余部門(mén)的核算結(jié)果匯總并進(jìn)行精度驗(yàn)證（見(jiàn)圖5，表3）。根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，兩種方法核算結(jié)果的相關(guān)性達(dá)99.2%，標(biāo)準(zhǔn)誤差為304.3，模型顯著性較好。由此可判斷，空間使用活動(dòng)碳核算結(jié)果的準(zhǔn)確度較好，同能源使用碳核算結(jié)果的差異性較低，具有實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。

為進(jìn)一步驗(yàn)證各部門(mén)的核算方法是否準(zhǔn)確，研究將除碳匯部門(mén)外的各部門(mén)雙方法核算結(jié)果分別進(jìn)行精度驗(yàn)證（見(jiàn)表4）。各部門(mén)的精度驗(yàn)證結(jié)果較好，雙方法核算結(jié)果的相關(guān)性均在95%以上，顯著性良好。其中，建筑部門(mén)的驗(yàn)證結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)誤差僅為6.9，這一部門(mén)核算方法的精度最高。而交通部門(mén)受到數(shù)據(jù)收集難度的影響，誤差相對(duì)較大。

與能源活動(dòng)碳核算方法相比，面向空間使用活動(dòng)的碳核算方法可以依據(jù)城市的空間特征，對(duì)建成區(qū)范圍內(nèi)的碳排放量進(jìn)行核算。其中，建筑部門(mén)核算結(jié)果受到建筑空置率和單位面積能耗統(tǒng)計(jì)值的準(zhǔn)確度影響較大，準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)能保證空間使用活動(dòng)碳核算結(jié)果接近能源核算結(jié)果。在交通部門(mén)中，私家車(chē)出行數(shù)據(jù)對(duì)核算精度有較大影響。但統(tǒng)計(jì)年鑒中幾乎不會(huì)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行官方統(tǒng)計(jì)，只能依靠城市交通調(diào)查報(bào)告或發(fā)布統(tǒng)計(jì)問(wèn)卷對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，可能導(dǎo)致些許誤差。而在其他部門(mén)的核算過(guò)程中，核算過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)均可通過(guò)查閱各級(jí)統(tǒng)計(jì)年鑒與溫室氣體清單獲取，核算結(jié)果準(zhǔn)確度較高?？傮w而言，面向空間使用活動(dòng)的碳核算方法的核算結(jié)果與能源核算結(jié)果數(shù)值上較為接近，數(shù)據(jù)獲取較為簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)的普適性。同時(shí)，由于此方法與城市空間要素關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，可以根據(jù)城市建成區(qū)空間變化對(duì)核算結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，減少對(duì)于能源活動(dòng)數(shù)據(jù)的依賴(lài)，具有更好的靈活性與可拓展性。綜上所述，構(gòu)建面向空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)碳核算方法，是助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)施、輔助國(guó)土空間規(guī)劃建立低碳城市的重要技術(shù)手段。

4 面向空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)碳核算方法應(yīng)用路徑

隨著面向空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)碳核算方法的逐步建立與完善，這一核算方法可被應(yīng)用于中心城區(qū)層面國(guó)土空間總體規(guī)劃的編制與監(jiān)測(cè)評(píng)估過(guò)程中。在編制層面，碳核算方法可用于預(yù)測(cè)規(guī)劃方案的減碳水平，協(xié)助低碳城市發(fā)展建設(shè)決策。在監(jiān)測(cè)評(píng)估層面，可依據(jù)碳核算方法建立低碳城市評(píng)估指標(biāo)，進(jìn)而構(gòu)建評(píng)價(jià)低碳城市建設(shè)水平的科學(xué)技術(shù)方法。

4.1 依據(jù)城市建成區(qū)碳核算方法構(gòu)建城市碳中和路徑預(yù)測(cè)

城市碳排放預(yù)測(cè)是指導(dǎo)低碳城市建設(shè)，預(yù)測(cè)城市發(fā)展路徑的有效技術(shù)方法。現(xiàn)階段的預(yù)測(cè)方法大多以城市人口、能源使用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)市域范圍碳排放總量的變化情況進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)。但其中部分?jǐn)?shù)據(jù)獲取難度較高，與城市空間要素關(guān)聯(lián)性較弱，且預(yù)測(cè)結(jié)果無(wú)法根據(jù)城市建設(shè)與發(fā)展進(jìn)行周期性調(diào)整。而隨著面向空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)碳核算方法逐步拓展，可以依托神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立時(shí)間序列城市建成區(qū)碳排放預(yù)測(cè)模型。這一預(yù)測(cè)模型與城市建成區(qū)空間使用活動(dòng)要素緊密銜接，可以根據(jù)國(guó)土空間規(guī)劃調(diào)整與城市空間變化對(duì)碳排放情況進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，并清晰反映城市空間規(guī)劃策略的減碳效果。同時(shí)引入多情景模擬預(yù)測(cè)技術(shù)，設(shè)定基準(zhǔn)情景、低碳情景與高碳情景等城市發(fā)展情景，建立多發(fā)展情景下的城市空間要素碳排放預(yù)測(cè)模型與方法。

現(xiàn)階段，哈爾濱仍處于城市快速發(fā)展與建設(shè)階段，城市新區(qū)逐步擴(kuò)張。將空間要素碳排放預(yù)測(cè)方法引入中心城區(qū)國(guó)土空間總體規(guī)劃的編制過(guò)程中，可以探究城市空間擴(kuò)張與空間使用強(qiáng)度變化對(duì)于碳排放的影響情況，衡量規(guī)劃策略的減碳能力。相較于傳統(tǒng)的碳排放預(yù)測(cè)方法，基于空間要素的碳預(yù)測(cè)技術(shù)更加靈活。同時(shí)，可以依據(jù)城市建設(shè)現(xiàn)狀與規(guī)劃方案，探究城市未來(lái)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張與變化過(guò)程。將空間變化的迭代數(shù)據(jù)帶入模型，讓預(yù)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。以預(yù)測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)，可以識(shí)別城市碳中和發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而指導(dǎo)城市空間低碳發(fā)展與規(guī)劃決策。

4.2 基于城市建成區(qū)碳核算分析開(kāi)展低碳城市建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)評(píng)估

為保證低碳城市發(fā)展與“雙碳”目標(biāo)實(shí)施的穩(wěn)步進(jìn)行，我國(guó)相繼開(kāi)展了多項(xiàng)低碳城市試點(diǎn)工作，并對(duì)相關(guān)工作進(jìn)展進(jìn)行評(píng)估。其中，低碳城市建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)評(píng)估是輔助規(guī)劃決策，保障減碳策略落實(shí)的重要手段。在基于空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)碳核算框架下，可以使用LMDI分解法，通過(guò)計(jì)算各核算要素產(chǎn)生的碳排放影響值變化情況，衡量各項(xiàng)要素的貢獻(xiàn)度及敏感度。其中，貢獻(xiàn)度可體現(xiàn)各類(lèi)要素對(duì)于碳排碳匯變化量及變化速度的影響，敏感度可反映各類(lèi)要素減排增匯的效率與能力[27]。通過(guò)對(duì)其中關(guān)鍵因子的提取，可以篩選對(duì)城市碳排放具有高影響力的空間使用活動(dòng)要素，建立基于碳核算的低碳城市專(zhuān)項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)體系。指標(biāo)體系的提出可以為國(guó)土空間規(guī)劃監(jiān)測(cè)評(píng)估過(guò)程提供量化標(biāo)準(zhǔn)，為低碳城市空間資源優(yōu)化提供技術(shù)支撐。

哈爾濱經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)作為碳達(dá)峰試點(diǎn)園區(qū)，需要哈爾濱市在保證城市建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)盡快實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。隨著低碳城市建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)評(píng)估體系的建立，可以將評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)用于國(guó)土空間規(guī)劃的監(jiān)測(cè)評(píng)估過(guò)程中。評(píng)估結(jié)果是科學(xué)準(zhǔn)確衡量城市低碳建設(shè)水平，助力碳中和城市實(shí)施的重要技術(shù)手段。經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)作為城市發(fā)展新區(qū)與碳達(dá)峰示范區(qū)，可以在城市建成區(qū)范圍的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，依據(jù)碳核算結(jié)果與關(guān)鍵因子分析制定區(qū)域范圍內(nèi)的評(píng)價(jià)體系，進(jìn)而衡量規(guī)劃的合理性，指導(dǎo)區(qū)域建設(shè)。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)戰(zhàn)略已為國(guó)土空間規(guī)劃提出了新的要求與愿景。構(gòu)建銜接城市空間要素，適配中心城區(qū)國(guó)土空間總體規(guī)劃的碳核算技術(shù)，是促進(jìn)低碳城市建設(shè)，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)施的重要路徑。為此，本文以哈爾濱市為案例城市，采用“核算體系—基準(zhǔn)制定—方法構(gòu)建—結(jié)果核驗(yàn)”的技術(shù)路線(xiàn)，構(gòu)建面向空間使用活動(dòng)數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)碳核算方法。這一核算方法的建立使得城市建成區(qū)碳核算過(guò)程不再依賴(lài)能源數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)而同城市空間要素相關(guān)聯(lián)。核算結(jié)果更加清晰反映城市規(guī)劃編制與城市空間變化對(duì)碳排放的影響情況。在此基礎(chǔ)上，提出構(gòu)建城市碳中和路徑預(yù)測(cè)與開(kāi)展低碳城市建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)評(píng)估的碳核算方法應(yīng)用路徑，為面向碳中和目標(biāo)的中

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