面向低碳發(fā)展的鄭州市土地利用優(yōu)化模擬.pdf

1、土地不僅是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳源/匯的自然載體，更是社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)碳源的空間載體。土地利用/土地覆被變化是導(dǎo)致全球氣候變暖的一個(gè)重要原因，土地利用/覆被變化深刻影響著區(qū)域和城市碳循環(huán)，區(qū)域碳循環(huán)過(guò)程的速率、強(qiáng)度和方向在很大程度上受制于區(qū)域土地利用方式、規(guī)模、結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度。合理調(diào)控土地利用變化趨勢(shì)、調(diào)整土地利用方式對(duì)于陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯的增加、減少碳排放起著關(guān)鍵作用。
　　本文在構(gòu)建區(qū)域土地利用碳效應(yīng)的理論框架和方法體系的基礎(chǔ)上，開(kāi)展對(duì)鄭州市土

2、地利用低碳發(fā)展的實(shí)證研究，分析不同土地利用方式的碳儲(chǔ)量和碳通量狀況，并根據(jù)土地利用和碳儲(chǔ)量、碳輸出和碳輸入及能源消費(fèi)項(xiàng)目的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將鄭州市碳收支項(xiàng)目對(duì)應(yīng)并落實(shí)到不同的地類(lèi)上，然后分別以碳蓄積最大化、碳匯最大化、碳排放最小化為目標(biāo)構(gòu)建土地利用線性?xún)?yōu)化模型，通過(guò)對(duì)比三種目標(biāo)的碳減排潛力確定土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案;最后以土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果為總量控制，基本農(nóng)田、生態(tài)保護(hù)區(qū)為空間約束條件，地形、土壤、氣候、交通、植被等作為土地利用的空間驅(qū)動(dòng)因子

3、，以2009年土地利用空間分布數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用Logistic_AHP耦合模型確定各個(gè)因子的權(quán)重系數(shù)，在此基礎(chǔ)上利用GEOMOD模型對(duì)鄭州市2020年建設(shè)用地、耕地、林地和草地空間分布狀況進(jìn)行了空間優(yōu)化模擬。
　　(1)構(gòu)建了城市土地利用碳收支核算的方法體系，并對(duì)鄭州市土地利用碳儲(chǔ)量、碳輸入和碳輸出開(kāi)展了較為系統(tǒng)的計(jì)算和分析，初步了解鄭州市土地利用的碳蓄積、碳輸入和碳排放狀況。結(jié)果表明，鄭州市六種土地利用類(lèi)型中，耕地和建設(shè)用地的碳

4、儲(chǔ)量所占比重最大，分別為36.7％和31.5％，其次為林地，占總碳儲(chǔ)量的比重為20％，其中，建設(shè)用地碳儲(chǔ)量升幅最大。就各地類(lèi)的單位面積碳儲(chǔ)量來(lái)說(shuō)，林地最多，2008年為71.66t/hm2，其次為建設(shè)用地，為49.29 t/hm2。就各地類(lèi)碳輸入來(lái)說(shuō)，耕地和林地的輸入所占比重最大，分別為54.17％和26.27％，其次為建設(shè)用地，占總碳儲(chǔ)量的比重為16.5％。林地、草地的碳輸入量以土壤和植被為主，而自然過(guò)程的碳儲(chǔ)量相對(duì)穩(wěn)定，主要取決于土

5、地利用面積的變化。就各地類(lèi)的單位面積碳輸入來(lái)說(shuō)，2008年林地最多，為11.41 t/hm2，其次為耕地，為5.14t/hm2。各地類(lèi)的單位面積碳輸入中，除建設(shè)用地和耕地以外，其余各地類(lèi)的碳輸入主要是根據(jù)土壤及植被的單位面積碳密度進(jìn)行測(cè)算的，所以年際變化很小。鄭州市土地利用碳輸出主要來(lái)自于建設(shè)用地，以2008年為例建設(shè)用地碳輸出為6018.97萬(wàn)噸，占土地利用總碳輸出的98.8％，且增長(zhǎng)幅度最快。建設(shè)用地單位面積碳輸出最高，2008年達(dá)

6、到346.67t/hm2。而其余各地類(lèi)的碳輸入主要是來(lái)自植被和土壤呼吸作用，所以年際變化很小。
　　(2)在對(duì)鄭州市土地利用碳儲(chǔ)量/通量核算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行土地利用碳源/匯分析，分別以2020年各土地利用類(lèi)型面積為自變量構(gòu)建基于碳儲(chǔ)量最大化、碳匯最大化、碳排放最小化目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)鄭州市土地利用總體規(guī)劃及實(shí)際情況，構(gòu)建約束條件，利用線性規(guī)劃軟件求解，與鄭州市土地利用總體規(guī)劃方案的碳效應(yīng)進(jìn)行對(duì)比結(jié)果表明，基于碳排放最小化的土地利用優(yōu)化

7、方案能夠明顯降低區(qū)域的碳排放水平，比2020年規(guī)劃方案的碳排放總量減少222.32萬(wàn)噸，同時(shí)就碳蓄積和碳匯而言，分別比2020年規(guī)劃方案多了11.46萬(wàn)噸和2.11萬(wàn)噸。因此，從碳減排和增匯的綜合效果來(lái)看，基于碳排放最小化的方案要明顯優(yōu)于其他兩種方案。
　　(3)以基于碳排放最小化的土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案為總量控制，在適宜性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上結(jié)合基本農(nóng)田和生態(tài)用地等空間限制性圖層，以2009年土地利用分布數(shù)據(jù)為基期，利用GEOMOD模型完