郯城縣土地利用變化碳排放分析

韓學山 徐明 劉敬兵 王永亮

[摘要]采用郯城縣2011～2015年的土地利用變更調查數據、能源統計數據以及相關經濟數據，通過構建碳排放模型，測算郯城縣土地利用的碳排放量在近5年的變化情況，并對變化進行分析。結果表明，在土地利用變化的影響下，郯城縣碳排放量從2011年的957403.27t增長到2015年的1124822.30t，增長幅度為17.49%。建設用地作為主要碳源，它的碳排放量占碳源排放量的97%左右。林地是郯城縣最大的碳匯，隨著林地面積的減少碳匯效應持續減小。林地、水域、草地、未利用地這4種土地利用類型的碳排放量（或碳吸收量）較小，占比不大，產生影響相對較小。針對郯城縣低碳發展提出了相關建議，期望能對郯城縣經濟可持續發展提供參考。

[關鍵詞]碳排放；土地利用；碳足跡；郯城縣

[中圖分類號]F301.2 [文獻標識碼]A

1 引言

人類活動會改變土地利用方式，在很大程度上對碳循環產生影響，人類活動和自然條件的差異會對人的能源消費的格局產生影響。不同的土地利用方式對碳排放影響模型的研究，解譯人類活動對碳排放影響，從土地利用規劃、城市規劃等方面引導低碳發展。劉英、蘇雅麗、李穎、趙榮欽等就土地利用碳排放效應以不同省市為例進行了研究。站在這些研究的基礎上，本文以山東省郯城縣為研究對象，從不同土地利用方式入手，建立土地利用碳排放模型，計算不同土地利用方式下的碳排放值，期望能對郯城縣土地利用結構調整、土地承載力研究等提供參考。

2 研究區域與方法

2.1 研究區域概況

郯城縣地處山東省最南端，東臨江蘇東海，西鄰江蘇邳州，南與江蘇新沂交界，北與羅莊接壤，東北毗鄰臨沭，西北毗鄰蘭陵，系沂蒙山區沖積平原。全縣現轄13個鄉鎮（街道），616個行政村，人口97.789萬人，其中農業人口占總人口的58.60%，人口自然增長率為8.37‰。全縣土地總面積119511.93hm2。其中，農用地面積94618.80hm2、建設用地面積18984.05hm2、其他土地面積5909.08hm2。2015年全縣地區生產總值256.52億元，較2014年增長11%。三次產業比例為10.8：46.5：42.7。

2.2 基礎數據

社會經濟數據來源于2011～2015年《郯城縣統計年鑒》，土地利用數據來源于2011～2015年土地利用變更調查。

2.3 碳排放理論模型

土地利用方式可以直接對碳排放產生影響，也可以間接對碳排放產生影響，直接碳排放是指土地利用方式、類型變化或保持產生的碳排放，間接碳排放是人類活動對象所承載的碳排放，包括耕地承載、建設用地承載等。

本文研究是用不同土地利用類型的碳排放/碳吸收系數以此來計算碳排放量。土地利用類型有耕地、林地、草地、水域、未利用地、建設用地。其中建設用地、耕地在碳排放中主要是產生碳源效應，林地、草地、水域和未利用地在碳排放中主要是碳匯效應。碳排放測算公式：

式中：E為碳排放總量（t）；j為土地利用方式類型，包括林地、草地、耕地、水域、未利用地；ej為碳排放量（t）；Mj為土地面積；Nj為系數，碳排放系數為正，碳吸收系數為負。

建設用地碳排放量利用第二產業和第三產業的產值以及單位GDP能耗來計算，其計算公式為：

式中：E為建設用地碳排放量（t）；GDP為第二產業和第三產業的產值（萬元）；H為單位GDP能耗（t標準煤/萬元）；K為煤炭消費的碳排放系數，值為0.7476。

2.4 土地利用類型碳排放系數的確定

本研究著重測算由人類活動所引起的主要土地利用類型的碳排放量和碳吸收量，以此求得不同土地利用類型碳的凈排放量。排放為正值，吸收為負值。采用碳排放系數法對不同土地利用類型的碳排放量估算。

各土地利用類型碳排放系數的確定根據有關方面的研究來確定。

（1）耕地、林地和草地碳排放系數的確定。郯城縣為銀杏之鄉，板栗大縣，根據郯城縣農業調查資料和土地利用變更調查顯示，郯城縣園地主要為銀杏和板栗，本文在碳匯量的計算過程當中，將園地歸入林地。

耕地、林地、草地的碳排放系數采用中國可持續發展能源暨碳排放情景分析綜合報告的成果，分別為0.422、-0.644、 -0.02tC/hm2。

（2）水域碳排放系數。根據前人研究成果對我國濕地的研究表明，濕地是CO2的匯。賴力對中國2005年土地利用類型碳排放核算參數的研究表明，中國水域的平均碳匯系數為-0.257tC/hm2。

（3）未利用地碳排放系數。本研究中未利用地類型主要為荒草地、裸地和灘涂，這幾種地類難以利用，未利用地的碳排放和碳吸收相對較弱。根據有關研究，未利用地一般作為具有微弱碳吸收能力的碳源，其碳排放系數為-0.005tC/hm2。

3 結果與分析

3.1 郯城縣土地利用類型的變化狀況

根據郯城縣國土資源局提供的2011～2015年土地變更調查數據，并對數據進行分析整理得到不同年份的土地利用面積數據（見圖1）。研究期間內各地類面積變化不大，尤其是耕地基本維持在71500hm2的水平；建設用地的面積持續增長但增幅不大，從2011年的22829.51hm2增長到2015年的23362.94hm2，整個地區的建設發展水平較為平穩。林地、草地、水域、其他土地面積持續減少，較少幅度相對穩定。

3.2 碳排放計算

根據研究期間各地類統計數據，利用碳排放理論模型，計算得出不同土地利用類型碳排放量及總碳排放量情況（見表2、圖2）。結果表明，研究期間水域和耕地碳排放量變化最小，分別減少了0.77%，1.00%；其次為草地、林地和其他土地，碳排放量分別減少了2.25%、2.39%和3.78%；建設用地碳排放量變化最大，增加了17.84%。郯城縣總碳排放量增長了17.39%，雖然經濟發展速度并沒有減緩，但整個區域的碳排放量并沒有顯著增加，且能控制在一個相對穩定的水平。

郯城縣的碳源主要包括耕地和建設用地，建設用地碳排放量占據絕對主導地位，占總碳源排放的97%左右。郯城縣建設用地的碳排放與總的碳排放具有相同的變化趨勢，更加說明了建設用地作為主要碳源在區域減排中的重要地位。2011～2015年建設用地的年碳排放量基本維持在100萬t。

郯城縣的碳匯主要為林地。2011～2015年郯城縣林地面積持續較少，因此林地的碳匯效應有所減少，但減少幅度并不是很大。2011年林地的碳匯為7519.27t，到2015年減少到了7349.38t，5年減少了2.39%。

根據計算結果可以看出，建設用地的碳排放量在碳排放的總量中占比較高，這說明了碳源排放中以建設用地為主。其他土地利用類型（例如：林地、草地、水域以及未利用地）的碳匯作用相對較小，碳源遠大于碳匯，未來區域減排的重點是降低碳源，增加碳匯。這造成郯城縣總碳排放量較高，郯城低碳經濟發展壓力較大。

4 結論

（1）十二五期間郯城縣經濟社會快速發展，這期間碳排放量持續增加。從2011年的957403.27t增長到2015年的1124822.30t，增長幅度為17.49%。根據區域碳排放量的增長變化趨勢，未來幾年郯城縣的年碳排放量在有關政策的良性引導下將維持在110萬t左右的水平。

（2）建設用地碳排放量占碳源排放量的97%，是主要的碳源。建設用地碳的排放量從2011年的937374.67t增長到2015年的1104623.05t，增長幅度為17.84%。未來郯城縣的碳源還將以建設用地為主。

（3）林地是郯城縣最大的碳匯，隨著林地面積的減少碳匯效應持續減小。2011年林地的碳匯為7519.27t，到2015年減少到了7349.38t，5年減少了2.39%。

（4）林地、水域、草地、未利用地這4種土地利用類型的碳排放量較小，占比較小，對整個郯城縣總碳排放量影響甚微。

5 對策與建議

（1）最近十幾年，國內學者進行碳排放研究的越來越多，研究重點主要是建立不同土地利用類型的碳排放模型并進行碳排放測算，研究范圍相對都比較大，主要是針對省市一級層面的研究，而對縣級或者地區一級的碳排放系數研究相對較少。本文僅以2011～2015年的郯城縣為例建立碳排放模型，定量分析了不同土地利用類型的碳排放情況。

（2）碳循環是一個空間系統過程，不好利用行政范圍來界定循環的范圍，行政范圍之外的碳循環對本研究行政區域內的影響情況在本文研究中未考慮，這方面還需要做進一步的研究。

（3）以低碳發展為目標，引導地區土地利用，合理配置各類土地利用，構建可持續發展經濟結構。嘗試建立碳排放交易等經濟調節機制，鼓勵降低碳排放。

[參考文獻]

[1] 劉英，趙榮欽，焦士興.河南省土地利用碳源/匯及其變化分析[J].水土保持研究，2010，17（5）：154-157.

[2] 蘇雅麗，張艷芳.陜西省土地利用變化的碳排放效益研究[J].水土保持學報，2011，25（1）：152-156.

[3] 李穎，黃賢金，甄峰.江蘇省區域不同土地利用方式的碳排放效應分析[J].農業工程學報，2008，24（s2）：102-107.

[4] 趙榮欽，黃賢金.基于能源消費的江蘇省土地利用碳排放與碳足跡[J].地理研究，2010，29（9）：1639-1649.

[5] 石洪昕，穆興民，等.四川省廣元市不同土地利用類型的碳排放效應研究[J].水土保持通報，2012，32（3）：101-106.

[6] 國家發展和改革委員會能源研究所.中國可持續發展能源暨碳排放情景分析綜合報告[EB/OL].http：//web.Tenet.org.cn/upfile/77222.pdf，2010-04-20.

[7] 賴力.中國土地利用的碳排放效應研究[D].南京：南京大學，2010.