基于碳排放特征的資源型城市低碳規劃策略

張小平劉勝賓

(1.山東建筑大學 建筑城規學院，山東 濟南 250101；2.北京萬達文旅規劃設計院有限公司，北京 100022)

0 引言

城市是碳排放的主要空間載體。雖然城市用地面積僅占全球面積的2.4%，但卻承載了全球約80%的能源消費碳排放[1]。在中國，城市用地承載的碳排放量也已經超過了碳排放總量的70%[2]，而其中資源型城市的碳排放是主要來源，占比接近60%[3]。可見，我國力爭2030年前碳排放達到峰值，2060年前實現碳中和的自主貢獻目標能否最終實現，資源型城市的低碳發展是關鍵[4-5]。

資源型城市最初的定義起源于礦業城鎮的概念，主要是指城市中采礦業就業人口占城市總就業人口的比例＞15%的城鎮類型[6]。基于此，學者認為資源型城市就是資源型產業在工業中占有較大份額的城市，其劃定標準可以依據該類型企業產值占工業總產值的比例進行劃定[7]。而在我國，資源型城市主要指的是以本地區礦產等自然資源開采、加工為主導產業的城市，目前我國共有262 個，其中地級市126 個，如鄂爾多斯、唐山、邢臺等[8]。由于我國幅員遼闊，區域發展不平衡明顯，導致不同區域資源型城市之間的碳排放特征差異顯著。因此，國家在針對資源型城市制定減排任務時，不僅需要考慮其高碳排放，而且需要深入分析不同區域間的碳排放差異化[9]。

目前，學界既有碳排放特征的相關研究主要集中于國家[10]、省(流域)[11]、地級市[12]3 個尺度，針對資源型城市的研究主要集中在產業結構轉型[13]、資源合理利用[14]、低碳城市規劃[15]等方面，在全國層面系統分析資源型城市的碳排放特征、分類及低碳規劃策略的實證研究尚處于起步階段。鑒于此，文章針對既有研究的不足，基于中國高空間分辨率碳排放網格數據(China High Resolution Emission Gridded Data，CHRED)展開進一步研究。CHRED來自中國城市二氧化碳排放數據展示和分析平臺，該平臺由生態環境部環境規劃院氣候變化與環境政策研究中心與北京清華同衡規劃設計研究院技術創新中心有限公司在2017年共同合作開發。通過采用統一數據源和規范化、標準化數據處理方法，建立《中國城市二氧化碳排放數據集(2012年)》[16]，包含了全國32 個省份的288 個地級市的二氧化碳排放清單基礎數據、分地級市統計單元的社會經濟數據和污染物數據。通過CHRED 分析不同區域資源型城市的碳排放特征及其差異化，并提出針對性的低碳規劃策略，可以從城鄉規劃學科的視角，為促進資源型城市的綠色低碳轉型發展提供路徑參考。

1 研究數據與方法

1.1 研究數據

基于中國城市二氧化碳排放數據展示和分析平臺提取113 個地級市一級的資源型城市2012年的能源活動碳排放量、工業能源活動碳排放量、單位國內生產總值(Gross Domestic Product，GDP)碳排放量和人均碳排放量，分別與全國的平均水平進行比較，分析我國資源型城市的碳排放特征，其中全國數據來源于《中國統計年鑒(2013)》[17]。

1.2 研究方法

應用統計產品與服務解決方案軟件(Statistical Product and Service Solutions，SPSS)22.0 中的聚類分析方法分別聚類113 個資源型城市的4 項碳排放特征，其中樣本間距離采用平方歐式距離來計算，分類方法為組間連接法。該分類結果可用于明確不同區域的資源型城市碳排放特征差異，并進行分級，進而提出針對性和差異化的低碳規劃策略。此外，為了得出符合客觀實際的結論，文章將比較分析方法貫穿全文，通過比較資源型城市碳排放與全國平均水平的差別，增強研究的科學性。

2 結果與分析

2.1 單位GDP 碳排放和人均碳排放特征

2012年，全國人均碳排放量是6.3 t/人，而資源型城市的人均碳排放量是15.24 t/人。雖然部分非資源型城市的人均碳排放量也很高，如蘇州、天津、上海分別是18、14、12 t/人，但從平均水平來看，資源型城市約是全國的2.5 倍。此外，2012年，全國單位GDP 碳排放量是2.05 t/萬元，而資源型城市的單位GDP 碳排放量是3.70 t/萬元，后者約是前者的1.5 倍。

應用聚類分析方法，通過單位GDP 碳排放量、人均碳排放量和人均GDP 進行聚類(見表1、2)，將資源型城市分為五類，其中Ⅰ類代表各項指標都是最高，即碳排放水平最高；Ⅱ類碳排放水平次高，以此類推。根據表2 可知，華北、西北、東北片區的資源型城市碳排放水平整體高于華中、華東、華南、西南片區，其中以資源儲量豐富且開發力度較大的鄂爾多斯市、包頭市、克拉瑪依市、東營市等作為Ⅰ類。同時，在資源型城市內部，人均碳排放量最高的是黑龍江省的七臺河市，高達83.15 t/人，人均碳排放量最低的是四川省的南充市，僅為1.41 t/人。

表1 資源型城市人均GDP、單位GDP 碳排放和人均碳排放指標聚類均值標準差分析表

表2 資源型城市聚類結果表

2.2 工業能源碳排放特征

2012年，全國能源活動碳排放量的平均水平為2 042.42 萬t，工業能源活動碳排放量的平均水平為1 391.49 萬t，后者占比為68%。而資源型城市能源活動碳排放量的平均水平為3 736.01 萬t，工業能源活動碳排放量為3 139.84 萬t，后者占比為84%。通過比較可知，資源型城市的能源活動、工業能耗活動的碳排放量分別是全國平均水平的1.83、2.26 倍。

應用聚類分析方法，將資源型城市按照工業能源活動碳排放量進行聚類分析，將資源型城市分為5 類(見表3、4)，其中Ⅰ類代表工業能源活動碳排放水平最高；Ⅱ類工業能源碳排放水平整體略低于Ⅰ類，以此類推，Ⅴ類碳排放水平最低。根據表4，在資源型城市內部，能源活動碳排放量和工業能源活動碳排放量差異同樣存在，西北、華北、東北片區的資源型城市碳排放水平高于西南、華南、華中、華東片區。能源活動碳排放量最高的是河北省唐山市，其碳排放量高達18 302.64 萬t，而工業能源活動碳排放量16 336.07 萬t，后者占比89.2%，與鄂爾多斯市共同為Ⅰ類資源型城市，不僅與當地資源儲備豐富有密切關系，也與城市本身產業發展基礎條件、產業集聚規模和對資源的依賴程度有關。Ⅴ類城市中，能源活動碳排放量最低的是甘肅省慶陽市，能源活動碳排放量為379.92 萬t，工業能源活動碳排放量為176.07 萬t，后者占比為46.4%。在工業能源活動碳排放量聚類分析中，Ⅲ類城市屬于中等偏高水平，如邢臺市。邢臺市能源活動碳排放量為5 134 萬t，工業能源活動碳排放量為4 088.39 萬t，后者占比為79.6%。可見，工業能源活動是資源型城市能源碳排放量的主要來源，具有較大的節能減排、產業調整空間。

表3 資源型城市工業能源活動碳排放量聚類均值標準差分析表單位:萬t

表4 資源型城市工業能源活動碳排放量聚類結果表

2.3 資源型城市碳排放的區域特征

根據中國城市二氧化碳排放數據展示和分析平臺，將資源型城市按照東北、華北、華東、華中、華南、西南和西北7 大片區進行區域劃分(見表5)。不同片區資源型城市的碳排放特征(如圖1 所示)主要表現為

圖1 不同片區資源型城市碳排放特征比較圖

表5 不同片區資源型城市碳排放特征比較表

(1)資源型城市人均GDP 華北、華東片區較為領先，華南、東北片區次之，西北、華中、西南片區相對較低。

(2)人均碳排放量 位于東北片區的資源型城市人均碳排放量最高，而位于華南片區的資源型城市人均碳排放量最低。

(3)單位GDP 碳排放 位于華北片區的資源型城市的單位GDP 碳排放量最高，而位于華南片區的資源型城市單位GDP 碳排放量最低。

(4)工業能源活動碳排放量 位于華北片區的資源型城市的工業能源活動碳排放量最高，而位于華南片區的資源型城市的工業能源活動碳排放量最低。

(5)能源活動碳排放量 位于華北片區的資源型城市的能源活動碳排放量最高，而位于華南片區的資源型城市的能源活動碳排放量最低。

3 基于碳排放特征的資源型城市低碳規劃策略

相比于其他類型城市，資源型城市具有單位GDP 碳排放和人均碳排放水平更高、工業能源活動碳排放量占比＞80%、不同片區的資源型城市碳排放差異明顯等特征，很大程度上制約了資源型城市綠色低碳轉型發展。因此，文章著重從以下方面提出資源型城市的低碳規劃策略。

3.1 人均碳排放量較高的資源型城市低碳規劃策略

對于人均碳排放量較高的資源型城市，尤其是Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ類城市，如鄂爾多斯市、包頭市、克拉瑪依市、東營市等，應側重于以減碳為目標的城市空間結構優化、道路交通優化和生態環境優化等策略。

(1)空間結構優化策略 ①合理劃定市域范圍內的三生空間比例，優化城市與山體、林地等自然生態環境的聯系，通過高效緊湊的城市空間形態，減少對自然資源的影響與破壞，使三生空間的減碳效益發揮最大；②對城市內部不同類型建設用地的碳排放展開研究，分析其碳排放的梯度屬性，完成現狀碳排放計量，作為進行優化布局的基礎和前提，通過對于總量的強制性要求，合理確定城市的開發建設規模；③針對資源型城市內部建設用地功能單一現象嚴重，尤其是工業區依托資源的分布布局結構松散，與城市的居住中心距離較遠，導致出現大量的長距離通勤交通量，合理布局生產、生活用地，優化城市產業布局，促進職住平衡，避免產生大量的長距離通勤交通，降低人均交通出行碳排放。

(2)道路交通優化策略 我國的資源型城市大都經歷了從小到大，甚至從無到有的快速發展時期，使得城鎮外圍的鐵路、高等級公路等，成為城鎮內部的過境交通，對資源型城市的發展造成非常大的影響，引起城市空間發展方向的重大變化。因此，市域層面要處理好對外交通與城市交通銜接關系的問題，降低貨運交通、過境交通對于城市中居民的出行需求的影響；城市內部則進一步提高中心城區道路規劃的系統性、層次性和完整性。通過借鑒國內外典型低碳城市規劃實踐，結合城市的發展階段特征，合理確定資源型城市的道路等級、間距及道路網密度，提倡“窄路密網”的發展模式。此外，通過規劃形成完善的公共交通網絡系統、自行車網絡系統以及換乘系統，優化公共交通、慢行交通的出行環境，提升出行比例，最終達到節能減排的目標。

(3)生態環境優化策略 市域范圍內針對不同綠地空間的碳匯能力和空間分布特征，結合生態修復構建由綠地斑塊—生態碳匯廊道—外圍碳匯基質組成的碳匯網絡，通過將不同類型的生態斑塊串聯為一個有機的整體，并與城市外圍生態環境溝通，提升碳匯能力；城市內部考慮到老城區的開發建設已經相對成熟，難以有足夠的空間建設大型的生態綠地空間，重視占地較小的線性生態碳匯廊道的碳匯作用，借助道路綠化、河道綠化等，建立城市內部的通風廊道，優化城市的微氣候環境，增加城市內部的碳匯能力。

3.2 單位GDP 碳排放量較高的資源型城市低碳規劃策略

對于單位GDP 碳排放量較高的資源型城市，以單位GDP 碳排放量作為選擇低碳產業的依據。(1)識別出哪些產業需要低碳化改造；(2)以單位GDP 碳排放量作為選擇低碳產業的依據，對需要低碳化改造的產業進行分類，包括確定哪些產業需要空間轉移，哪些產業需要向產業鏈的低碳化方向延伸等；(3)對于產業轉移后的產業用地，提出負面清單，明確未來承接的產業類型。

3.3 工業能源活動碳排放量較高的資源型城市低碳規劃策略

對于工業能源活動碳排放量較高的資源型城市，尤其是Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ類城市，如鄂爾多斯市、唐山市等，應側重于提出以減碳為目標的產業轉型優化策略。低碳規劃基于城市的發展方向、區域職能等，對資源型城市的產業結構進行調整，延伸產業鏈條，發展多種類型的低碳產業，促進資源型城市的低碳轉型發展。此外，在優化產業結構的基礎上，通過合理確定產業發展規模，優化產業布局，建立多元產業空間，開展棕地整治與再利用等，進一步降低碳排放。其中，資源型城市產業規模的確定，要根據政府的減碳目標，結合既有產業發展基礎、資源儲備、人口增長情況等綜合確定。產業布局優化則要結合基礎設施承載力、地形地貌、基本農田等因子的綜合影響，根據土地適宜性評價與產業園區布局現狀，得到合理的、不同類型產業的空間布局。建立多元產業空間，包括在傳統產業周邊新增部分空間，延伸產業鏈條，預留高新技術、文創、大學等新型產業的園區，并給予政策支持，積極發展商務、服務業、物流等生產性服務業。棕地整治與再利用，包括棕地自然環境治理、棕地建設環境治理等。

3.4 不同片區資源型城市低碳規劃策略

根據資源型城市碳排放的區域差異性分析可知，華北片區的資源型城市，人均GDP 水平、人均碳排放量、單位GDP 碳排放量，以及工業能源活動碳排放量和能源活動碳排放量都處于最高的水平，說明華北片區的資源型城市經濟發展相對較好，同時也顯示了其對資源依賴情況最為嚴重，面臨的節能減排需求最為迫切，低碳轉型發展難度相對更大，應采取更加強有力的策略促進碳減排。西北片區資源儲量豐富，且人口相對較少，資源依賴型企業集聚較華北片區有所不足，在人均碳排放、單位GDP 碳排放指標上表現較高，而能源活動碳排放和工業活動碳排放量上表現較好，可考慮降低單位GDP 碳排放水平，鼓勵產業由粗放型向節約高效型發展。而華南、東北、華中片區主要應將控碳重點落在控制能源活動和工業能源活動的碳排放量，進而實現碳減排目標。西南片區各項指標都處于較低水平，僅單位GDP 碳排放水平較高，低碳轉型難度相對較小，應控制單位GDP 碳排放水平，引導企業技術升級或低碳轉型。

4 結論

通過上述研究可知:

(1)資源型城市的單位GDP 碳排放量、人均碳排放量分別為3.70 t/萬元、15.24 t/人，其能源活動碳排放量的平均水平為3 736.01 萬t，其中工業能源活動碳排放量的平均水平為3 139.84 萬t，能源活動碳排放量最高的是河北省唐山市，能源活動碳排放量最低的是甘肅省慶陽市。

(2)東北、華北、華東、華中、華南、西南和西北片區7 大片區的碳排放特征差異明顯。其中，東北片區的人均碳排放量最高，華北片區的單位GDP 碳排放量、工業能源活動碳排放量、能源活動碳排放量最高，而華南片區的各項特征指標則最低。

(3)東北片區資源型城市人均碳排放量較高，其低碳規劃主要采取空間結構優化和道路交通優化等策略，以降低其建設用地碳排放和交通碳排放；華北片區資源型城市的單位GDP 碳排放量和工業能源活動碳排放量均較高，其低碳規劃主要采取產業轉型優化策略，以減少其產業碳排放。而華南片區的資源型城市則側重構建其生態環境優化策略，提高其城市碳匯功能。