杭州市縣域土地碳收支與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系研究

郎 青

(伊犁師范大學(xué)生物與地理科學(xué)學(xué)院 新疆 伊寧 835000)

目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)土地利用碳排放的研究主要集中在土地利用碳排放核算、機(jī)理、效應(yīng)和影響因素等方面[1-7]。而基于縣域單元的具體化碳收支研究相對(duì)較少，同時(shí)縣域作為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)單元，開展土地利用碳收支研究有助于細(xì)化評(píng)估區(qū)域碳減排壓力，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)低碳發(fā)展。本文以杭州市為研究案例，基于縣域空間視角，探索土地利用碳收支的空間特征。

一、數(shù)據(jù)來源

地區(qū)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)來源于《杭州統(tǒng)計(jì)年鑒2016》，能源消耗數(shù)據(jù)來源于《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》和《杭州統(tǒng)計(jì)年鑒2016》。杭州市土地利用類型數(shù)據(jù)來源于2015年TM遙感影像解譯，將土地利用類型分為建設(shè)用地、耕地、林地、草地、水域和未利用地6種，利用ArcGIS10.2軟件統(tǒng)計(jì)各用地類型的面積。

二、研究方法

(一)土地利用強(qiáng)度

根據(jù)土地利用類型及其面積，計(jì)算土地利用強(qiáng)度。應(yīng)用馬勁松的南京市土地利用強(qiáng)度指數(shù)異質(zhì)性研究方法將未利用地、林草水域用地、耕地、建設(shè)用地分別取1、2、3、4。

(二)碳收支核算

1.碳排放與碳吸收核算

根據(jù)《浙江省市縣溫室氣體清單編制指南》提供的方法，即《IPCC國家溫室氣體清單指南》中的優(yōu)良方法二對(duì)碳排放進(jìn)行測(cè)算，通過各縣域單元三次產(chǎn)業(yè)GDP占全市三次產(chǎn)業(yè)GDP的比值乘以全市碳排放量來求得各縣域單元碳排放量。第一產(chǎn)業(yè)碳排放除了生產(chǎn)中投入的化石能源消耗造成的碳排放，還包括稻田甲烷排放、動(dòng)物腸道發(fā)酵甲烷排放、動(dòng)物糞便管理甲烷排放和動(dòng)物糞便管理氧化亞氮排放。

2.碳排放經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)及碳吸收補(bǔ)償

利用碳排放經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)系數(shù)、碳吸收補(bǔ)償系數(shù)及碳生態(tài)承載系數(shù)分別用來表示縣域單元在研究區(qū)內(nèi)的碳排放經(jīng)濟(jì)效率(ECCi大于1表明該縣域單元的碳排放經(jīng)濟(jì)效率較高，小于1表明該縣域單元的碳排放經(jīng)濟(jì)效率較低)、碳吸收能力的大小及碳吸收能力的相對(duì)大小(ESCi大于1表示該縣域單元的碳吸收能力較強(qiáng)，對(duì)全市的碳排放具有積極的吸收作用，ESCi小于1則表示該縣域單元吸收能力較弱，對(duì)全市碳排放的吸收具有負(fù)面作用)。

三、結(jié)果與討論

(一)杭州市碳源碳匯土地利用狀況

研究結(jié)果表明，杭州市碳源面積為4097.09km2與碳匯面積為12606.45，分別占土地總面積的24.53%、75.47%。碳源用地以耕地為主，建設(shè)用地次之。其中耕地面積2941.57km2，建設(shè)用地1155.53km2，分別占土地總面積的17.61%、6.92%。碳匯用地以林地為主，水域、草地、未利用地次之，其中，林地面積11356.05km2，占土地總面積的67.97%，水域、草地和未利用地面積分別為865.35km2、379.16km2、5.89km2，占土地總面積的比例分別為5.2%、2.3%、0.35%?？傊贾菔械奶紖R面積大于碳源，林地占土地總面積的比例最高，具有很高的碳匯能力和開發(fā)潛力。

杭州市縣域單元碳源碳匯用地空間分異明顯，杭州市東北部與西南部區(qū)域的碳源面積都大于碳匯面積。各縣域單元的建設(shè)用地面積為16.7km2-261.26km2，耕地面積為0.87km2-715.14km2，林地面積為4.21km2-3447.34km2，水域面積為0.3km2-457.93km2，草地面積為0.18km2-139.68km2，未利用地面積為0.06km2-2.71km2，分別占土地總面積的0.87%-96.1%、2.9%-51.9%、0%-84.28%、0.53%-18.14%、0%-4.15%、0%-0.44%。

(二)杭州市土地利用強(qiáng)度分析

杭州市土地利用強(qiáng)度較大，各縣域單元的土地利用強(qiáng)度的空間差異大，呈現(xiàn)東北高西南低的分布特征。2015年，杭州市全市的土地利用強(qiáng)度為2.31，各縣域單元的土地利用強(qiáng)度為2.08-3.95，中心城區(qū)土地利用強(qiáng)度最高，為3.28-3.95，周圍城區(qū)的土地利用強(qiáng)度次之，為2.33-2.89，西南部土地利用強(qiáng)度最小，為2.09-2.21。

土地利用強(qiáng)度及其變化的空間分布特征受到自然、社會(huì)和政策等多方面因素的影響，杭州市東北部為沿海平原，具有地形交通等方面的優(yōu)勢(shì)，社會(huì)發(fā)展條件優(yōu)越，中心城區(qū)如上城區(qū)、下城區(qū)、江干區(qū)、濱江區(qū)和拱墅區(qū)是杭州市的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，勞動(dòng)力和資本等生產(chǎn)要素高度集中，且這些縣域單元的面積較小，土地資源緊缺，因此開發(fā)強(qiáng)度高，碳源面積大于碳匯面積。中心城區(qū)周圍的余杭區(qū)、蕭山區(qū)、富陽區(qū)等受中心城區(qū)輻射，土地利用強(qiáng)度及碳源面積比例也比較高。杭州市西南部主要是山地河谷地貌，是主要的糧食及經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)區(qū)和自然保護(hù)區(qū)，碳匯林地比例很高，土地利用強(qiáng)度較低，碳匯面積比例較高。

(三)杭州市土地利用碳收支、碳補(bǔ)償和碳經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)空間特征

1.杭州市土地利用碳收支

研究顯示，杭州市凈碳排放總量為3.91×107t，其中碳源排放量為4.19×107t，碳匯吸收量為2.76×106t，碳補(bǔ)償率為6.6%，碳源排放遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于碳匯吸收。從碳源碳匯用地類型的組成來看，建設(shè)用地碳排放4.43×107t，耕地碳排放1.75×106t，分別占總排放量的96.21%、3.79%，建設(shè)用地碳排放遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于耕地碳排放。林地碳吸收2.68×106t，占碳匯總量的96.73%，其他碳匯用地吸收較少?？傊?，杭州市碳匯吸收補(bǔ)償率低，碳源排放主要為建設(shè)用地，碳匯吸收主要為林地。

杭州市凈碳排放量呈現(xiàn)東北高、中心城區(qū)及西南低的空間特征，單位土地碳排放呈現(xiàn)東北高西南低，中心城區(qū)最高的空間特征，與凈碳排放量的空間格局略有不同，主要表現(xiàn)在中心城區(qū)的凈碳排放量相對(duì)較少而單位土地碳排放最高，這說明中心城區(qū)如下城區(qū)、拱墅區(qū)和江干區(qū)在其自身土地資源條件下的碳排放已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)，城市擴(kuò)張和經(jīng)濟(jì)要素的集中主要在土地資源相對(duì)較多、土地開發(fā)強(qiáng)度相對(duì)較低和區(qū)位條件相對(duì)較好的余杭區(qū)、蕭山區(qū)、濱江區(qū)等縣域單元進(jìn)行。

2.杭州市縣域空間碳補(bǔ)償和碳排放經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)

杭州市全市的縣域空間碳吸收補(bǔ)償系數(shù)和碳生態(tài)承載系數(shù)都呈現(xiàn)西南高、東北低的空間特征。其中，杭州市縣域碳吸收補(bǔ)償系數(shù)在0.000018-0.73之間，碳生態(tài)承載系數(shù)在0.00027-11.12之間，說明杭州市縣域碳吸收補(bǔ)償系數(shù)和生態(tài)承載系數(shù)的空間差異很大。淳安縣的碳吸收補(bǔ)償系數(shù)和碳生態(tài)承載系數(shù)最高，原因在于淳安縣的林地、水域等碳匯用地面積大，占土地總面積的比例高，碳匯能力強(qiáng)，碳源能力最強(qiáng)的建設(shè)用地面積較小，占土地總面積的比例低，碳源能力相對(duì)不強(qiáng)，并且以旅游業(yè)、林業(yè)等低碳產(chǎn)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也使其碳吸收補(bǔ)償率和生態(tài)承載力較高。下城區(qū)的碳吸收補(bǔ)償系數(shù)和生態(tài)承載系數(shù)最低，原因在于下城區(qū)的土地利用強(qiáng)度大，碳源能力最強(qiáng)的建設(shè)用地占土地總面積的比例最高，林地、水域、草地等碳匯用地占土地總面積的比例很小。

杭州市縣域單元的碳排放經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)系數(shù)呈現(xiàn)東北中心城區(qū)和西南高，其他縣域單元較低的空間特征，中心城區(qū)的下城區(qū)、江干區(qū)、拱墅區(qū)、西湖區(qū)和西南的淳安縣的碳排放經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)系數(shù)大于1，其縣域單元小于1，說明下城區(qū)、江干區(qū)、拱墅區(qū)、西湖區(qū)和淳安縣的碳排放經(jīng)濟(jì)效益高，其他縣域單元的碳排放經(jīng)濟(jì)效益較低。

根據(jù)碳排放的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)系數(shù)和碳生態(tài)承載系數(shù)的關(guān)系，將杭州市分為4種區(qū)域。

區(qū)域類型碳排放生態(tài)承載力碳排放經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)系數(shù)一區(qū)﹥1﹥1二區(qū)﹥1﹤1三區(qū)﹤1﹥1四區(qū)<1﹤1

一區(qū)為淳安縣。淳安縣對(duì)全市的碳匯貢獻(xiàn)最大，同時(shí)碳排放的經(jīng)濟(jì)效率也較高，說明淳安縣在碳匯用地保護(hù)和低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面成效明顯。淳安縣的林地、水域和草地的面積很大，占土地總面積的比例高，具有很強(qiáng)的碳匯能力。淳安縣定位旅游城市，旅游業(yè)的發(fā)展依托境內(nèi)良好的自然生態(tài)環(huán)境，具有一定的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢(shì)。因此，淳安縣應(yīng)在保持較強(qiáng)碳匯能力的基礎(chǔ)上，繼續(xù)推動(dòng)低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

二區(qū)包括富陽區(qū)、桐廬縣、建德市和臨安區(qū)。這類區(qū)域雖然碳生態(tài)承載力較高，但碳排放的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)較低，區(qū)域內(nèi)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)具有高碳排放的特征，因此，如何推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展低碳化，發(fā)揮碳匯資源的最大減排價(jià)值，使得碳匯資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)，是這一區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展低碳化的關(guān)鍵。

三區(qū)包括下城區(qū)、江干區(qū)、拱墅區(qū)和西湖區(qū)。這類區(qū)域雖然碳生態(tài)承載力較低，但碳排放經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)較高，區(qū)域以高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)等低碳排、高產(chǎn)出的產(chǎn)業(yè)為主，如何通過自身的低碳產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)帶動(dòng)周圍縣域單元經(jīng)濟(jì)發(fā)展低碳化是這一區(qū)域以后發(fā)展的目標(biāo)和任務(wù)。

四區(qū)包括上城區(qū)、蕭山區(qū)、濱江區(qū)和余杭區(qū)。這類區(qū)域碳排放的經(jīng)濟(jì)效益和碳生態(tài)承載力均較低，蕭山區(qū)、余杭區(qū)等是杭州市的主要工業(yè)區(qū)，建設(shè)用地面積大，占土地總面積比例大，土地利用強(qiáng)度大，因此既要保護(hù)碳匯資源，也要積極進(jìn)行技術(shù)革新，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，吸引高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)入駐，發(fā)展文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)等，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

四、結(jié)論

杭州市碳匯面積大于碳源面積，碳匯面積占土地總面積的75.47%，其中林地面積最大，占土地總面積的67.97%，碳源面積占總面積的24.53%，其中耕地面積最大，占土地總面積的17.61%，建設(shè)用地次之。杭州市碳源碳匯用地空間分異明顯，西南山地碳匯用地比例高，東北平原碳源用地比例高。杭州市土地利用強(qiáng)度較大，區(qū)域差異明顯，表現(xiàn)為東北土地利用強(qiáng)度大，西南土地利用強(qiáng)度小。

杭州市碳排放量大，碳吸收補(bǔ)償率低，碳源用地以建設(shè)用地為主，碳匯用地以林地為主。各縣域單元碳排放呈現(xiàn)東北高、西南低的空間特征。杭州市的碳排放經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)系數(shù)呈現(xiàn)東北中心城區(qū)和西南高，其他縣域單元較低的空間特征。根據(jù)碳經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償系數(shù)和碳生態(tài)承載力將杭州市分為四類區(qū)域，并提出不同的低碳發(fā)展建議。