池州市城鎮化進程中土地利用碳排放驅動機制

王圣萍

(肥東縣國土資源局，安徽合肥 230000)

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池州市城鎮化進程中土地利用碳排放驅動機制

王圣萍

(肥東縣國土資源局，安徽合肥 230000)

依據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、建設用地碳排放進行測算，并基于環境壓力隨機模型分析影響土地利用碳排放的驅動力機制。結果表明：①城鎮化進程中GDP、城鎮人口、第三產業產值及城鎮化水平每增加1%，土地利用碳排放將增加0.147%、0.499%、0.428%、0.657%；第二產業產值每增加1%，土地利用碳排放量將減少0.489%。②池州市能源消費及土地利用碳排放量不斷增加。③大力發展綠色低碳產業，積極推行低碳排放的生產、生活方式，可提升低碳水平。為實現安徽省池州市低碳經濟和城鎮化可持續發展目標，提出了若干建議供參考。

城鎮化；土地利用；碳排放；驅動機制；STIRPAT模型

據世界資源組織估算，在過去的1個多世紀，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，隨著我國工業化、城鎮化進程的加速推進，大量農業用地轉變為非農業建設用地，成為土地利用/覆蓋變化的典型特征。因此，研究快速城鎮化進程中土地利用碳排放的驅動機制，對于優化土地利用結構、發展低碳經濟及促進區域社會經濟可持續發展具有重要的現實意義。

近年來，關于土地利用碳排放的驅動力研究引起國外學者的廣泛關注[5-7]。國內學者也圍繞土地利用碳排放展開了較多研究。杜官印[8]研究認為，建設用地不斷擴張對碳排放具有顯著的正向影響作用；賴力[9]系統研究了土地利用變化的碳排放機理；藍家程等[10]研究認為，土地利用方式及經濟增長方式轉變是影響碳排放的主要因素；張蘭等[11-12]研究認為，土地產出、產業結構等對碳排放具有正向影響作用。Liddle等[13]研究發現，城鎮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]研究發現，發展中國家城鎮化進程中存在環境庫茲涅茨曲線效應。王建增[15]研究發現，我國城鎮化水平對碳排放規模有正向影響作用。王亞菲[16]采用STIRPAT模型分析了城鎮化對碳排放的影響，發現城鎮化與資源消耗及碳排放均呈正相關關系[16]。筆者以安徽省池州市為研究區域，研究池州市土地利用碳排放驅動機制，并結合池州市社會經濟發展態勢及城鎮化發展趨勢，提出相關政策建議，旨在為實現城鎮化進程中土地低碳利用、發展低碳經濟提供參考。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源 結合安徽省池州市實際情況，從影響城鎮化發展的一系列驅動因子中篩選出GDP、城鎮人口、第二產業產值、第三產業產值及城鎮化水平5個因子，其中GDP、第二產業產值、第三產業產值數據依照CPI價格指數(以2000年為基準)進行調整[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法計算耕地、林地和牧草地的碳排放(吸收)量[18-20]，計算公式：

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，t/hm2；系數為正數是碳排放，系數為負為碳吸收。筆者參考國內外相關研究成果[4，12,18,21-22]，確定耕地凈碳排放系數0.497 0 t/hm2，林地碳吸收系數-0.581 0 t/hm2，草地碳吸收系數-0.021 0 t/hm2。

采用間接測算相關碳排放系數來估算建設用地碳排放量[10,19]，具體是將能源消耗量換算成標準煤噸數，再轉化為碳排放量[12，23-25]。

EC=∑eci=∑Eniσiφi

(2)

式中，EC為建設用地碳排放總量，t；eci為各種能源消耗產生的碳排放量，t；Eni為各種能源消耗量，t；σi為各種能源消耗量轉換為標準煤的系數;φi為各種能源的碳排放系數。建設用地碳排放不同能源的標準煤換算系數和碳排放系數見表1。

表1 各類能源碳排放系數

注：*表示標準煤換算系數的單位為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]在反映經濟增長與資源環境關系的IPAT模型的基礎上，提出了環境壓力隨機模型——(STIRPAT)模型，模型計算公式[29-33]：

I=aPbAcTde

(3)

式中,I、P、A、T分別為環境壓力、人口規模、富裕程度和技術水平；a為系數；b、c、d分別為人口規模、富裕程度、技術水平的驅動力指數；e為模型殘差項。筆者借鑒該模型構建出城鎮化進程中土地利用碳排放與其驅動力因子關系計量模型，表達式：

Y=KPa1Ga2Ua3Fa4Ea5ε

(4)

為了通過回歸分析確定參數，對式(4)兩邊取對數，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；P為GDP；G為城鎮人口；U為第二產業產值；F為第三產業產值；E為城鎮化水平，以城鎮化率表征；ε為隨機模型項；a1、a2、a3、a4、a5為模型的彈性系數，表示當P、G、U、F、E每變化1%時，分別引起Y的a1%、a2%、a3%、a4%、a5%變化。

1.2.3 多元統計分析。

1.2.3.1 驅動因子偏相關分析。采用SPSS 19.0中的偏相關分析法對碳排放量與上述所選的因子進行偏相關分析，并經過顯著性經驗判斷其是否可以作為土地利用碳排放量驅動力因子。

1.2.3.2 驅動力因子主成分分析。通過主成分分析法及進行普通最小二乘回歸，進而得到因變量與綜合變量的線性關系式，最后將綜合變量與自變量間的線性關系式代入，可得到因變量與自變量的關系式，借鑒STIRPAT模型，得到驅動力因子模型。

2 結果與分析

2.1 土地利用碳排放量 運用“1.2.1”中的方法，可測算出耕地和建設用地的碳排放量、林地和牧草地的碳吸收量，進而可計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 驅動力因子偏相關性 偏相關分析的結果顯示，GDP、城鎮人口、第二產業產值、第三產業產值及城鎮水平5個驅動力因子與相關系數均在0.80以上，且顯著性檢驗在0.01水平顯著相關。

2.3 驅動力因子主成分 將標準化后的數據用TY、TP、TG、TU、TF、TE表示，然后將TP、TG、TU、TF、TE輸入統計軟件進行主成分分析，結果見表3、4。

對表3中的自變量TP、TG、TU、TF、TE進行分析與篩選后，可以提取2個主成分，以X1、X2表示，2個綜合變量可以解釋因變量的99.711%，且t檢驗的Sig(單側)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 主成分得分系數成分矩陣

通過表4可得到綜合變量、與因變量的關系：

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，通過統計軟件中的最小二乘法(OLS)進行回歸，得到模型R2為0.959，估計的標準誤差為0.010，t檢驗的Sig值為0，小于0.01，說明模型擬合較好。

表5 模型系數

根據表5可得到綜合變量X1、X1與TY的關系式：

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動力因子計量經濟模型：

Y=KP0.147G0.499U-0.489F-0.428E-0.657ε

(10)

由式(10)可知，影響城鎮化進程中土地利用碳排放量的驅動因子GDP、城鎮人口、第二產業產值、第三產業產值及城鎮化水平對其彈性系數分別為0.147、0.499、-0.489、-0.428、-0.657。

通過彈性系數分析可知，GDP每增加1%時，土地利用碳排放量將增加0.147%；城鎮人口每增加1%時，土地利用碳排放量將增加0.499%；第二產業產值每增加1%時，土地利用碳排放量將減少0.489%；第三產業產值每增加1%時，土地利用碳排放量將增加0.428%；城鎮化水平每增加1%水平時，土地利用碳排放量將增加0.657%。以上結果表明，在城鎮化進程中，GDP、城鎮人口、第三產業產值、城鎮化水平與土地利用碳排放量呈正相關關系，其彈性系數從大到小依次為城鎮化水平、城鎮人口、第三產業產值、GDP,而第二產業產值與土地利用碳排放量增長卻呈現負相關。

3 結論與建議

(1)該研究依據土地利用碳排放測算方法，對池州市土地利用碳排放進行定量測算和分析，并基于環境壓力隨機模型對驅動機制進行剖析，得到以下研究結論：①城鎮化進程中GDP、城鎮人口、第三產業產值及城鎮化水平每增加1%時，土地利用碳排放將增加0.147%、0.499%、0.428%、0.657%，當第二產業產值每增加1%時，土地利用碳排放量將減少0.489%。②由于城鎮人口規模遞增，導致對非農業建設用地需求量不斷增加，致使能源消費及土地利用碳排放量不斷增加，城鎮化進程中土地利用碳排放量呈增長態勢。③在城鎮化進程中通過經濟轉型發展，積極推行低碳排放的生產、生活方式，整體提升了工業化、城鎮化進程中的低碳水平。

(2)城鎮化水平、城鎮人口、第三產業產值是安徽省池州市城鎮化進程中影響土地利用碳排放量的主要驅動力因子，其中，GDP的影響程度最小，城鎮化水平對土地利用碳排放的影響程度最大，而第二產業產值與土地利用碳排放增長呈負相關關系。這一方面是由于近年來池州市積極融入皖江示范區，特別是自2010年年初國家批準皖江城市帶承接產業轉移示范區規劃以來，池州市積極抓住這一發展機遇，通過實施農業人口轉移市民化，大力推進城鎮化進程，城鎮人口不斷增加，城鎮化水平也逐年提升，導致對建設用地的需求量不斷增加，進而直接影響土地利用碳排放量；第三產業產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業、交通等較高耗能行業產值在第三產業中所占比重較大，從而整體提高了其貢獻度。另一方面，近年來池州市積極執行國家及安徽省出臺的轉變經濟增長方式、大力發展低碳經濟和綠色環保城市等有關政策，加大調整池州市主城區工業產業結構，積極發展戰略性新興產業、現代服務業等低碳產業，大力推行節能減排政策，促使第二產業產值與土地利用碳排放量增長呈負相關關系。

(3)鑒于上述結論，筆者提出以下政策建議：①進一步確立“發展低碳城市”和“建設生態池州”的發展理念，繼續對現有產業結構進行調整，大力發展綠色低碳產業。②大力發展低碳經濟、循環經濟，繼續推進節能減排和資源綜合利用。③充分發揮第三輪土地利用總體規劃的“龍頭”作用，嚴格控制城鎮建設用地規模，降低建設用地碳排放。④大力推進生態文明建設，確保全市林地、牧草地面積穩中有增，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，從事土地規劃、土地整治工作。

2016-09-13

S 181;F 062.2

A

0517-6611(2016)36-0122-04