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宁夏自治区土地利用变化及碳排放效应

发布时间:2020-02-09 18:05所属平台:学报论文发表浏览:

摘要:土地利用类型的改变是影响区域碳排放量的重要因素,土地利用类型的开发不当会影响当地碳平衡。采用20002016年宁夏的土地利用类型数据和能源消费数据,通过构建碳排放模型及计算相关指数,对宁夏16年来不同土地利用碳排放效应进行了分析。结果表明:(1)

  摘要:土地利用类型的改变是影响区域碳排放量的重要因素,土地利用类型的开发不当会影响当地碳平衡。采用2000—2016年宁夏的土地利用类型数据和能源消费数据,通过构建碳排放模型及计算相关指数,对宁夏16年来不同土地利用碳排放效应进行了分析。结果表明:(1)宁夏土地利用的碳排放量呈显著增加趋势,增长率达到了199.11%,但在2012年后增速变缓。(2)2000—2002年宁夏最大碳源是耕地,2002—2016年宁夏最大碳源是建设用地,宁夏最大的碳汇是林地,林地增加的碳吸收量小于建设用地增加的碳排放量,建设用地的增加是碳排放的主要因素。(3)土地利用碳排放风险指数呈每年增长的趋势,在2012年后增速变缓。碳排放压力指数在2012年达到峰值以后下降。说明宁夏在2012年以后在经济发展过程中节能减排的效果显著,与生态的关系好转。(4)宁夏的减排重点在减少建设用地与耕地的碳排放的同时,加大林地与牧草地的覆盖率,提高其碳吸收能力。

  关键词:土地利用变化;碳源;碳汇;宁夏自治区

土地利用

  土地资源论文范文:河南省土地利用空间均衡度评价研究

  摘要:供给和需求彼此空间错位,是区域空间结构失衡的主要表现,评价土地利用空间均衡度有利于准确识别区域土地利用状态,为制定合理的土地利用政策和制度提供依据。基于供需驱动的视角,依据空间均衡原理,以粮食主产区河南省为研究对象,选用土地利用空间均衡度模型,运用算数平均、几何平均、极值标准化、聚类分析、GIS分析等方法评估了2015年河南省土地利用空间均衡状态。结果表明,河南省18个地市中4个地市处于开发过度状态,9个地市处于相对均衡状态,5个地市处于开发不足状态;河南省土地空间均衡度空间分布从中部向四周各市发散,如“同心圆”式向外呈现出过度开发—相对均衡—开发不足的规律分布。

  自中国改革开放以来,工业发展迅速,但也迅速成为碳排放量大国。如何在发展的过程中做好节能减排,是我国值得关注的问题。碳排放一方面是社会经济发展必然的产物,另一方面也是生态环境变化尤其是全球气温升高重要原因,而土地利用类型变化是影响一个地区碳排量的重要原因。最早进行土地利用类型变化对碳排放量影响的研究是20世纪90年代,HoughtonRA等对全球某些区域土地利用的变化对大气中二氧化碳量的影响进行研究[1-2],我国在21世纪初以来对土地利用变化对碳排放量影响的研究逐渐丰富,主要有葛全胜等人对我国过去三百年以来土地利用类型和植被覆盖面积增减导致的碳排放量变化的研究[3]。

  李颖等对江苏省各类土地利用类型变化导致碳排放量改变作了研究[4];赵荣钦等在江苏省能源消费和土地利用类型的变化分别对碳排放量的影响进行研究[5],后来众多学者在不同省份和不同市县层面都对土地利用类型变化对碳排放的影响进行分析[6-10],并且在后来的研究中逐渐关联其他因素对碳排放的影响和碳排放量变化对生态环境等要素的影响。现如今对于土地利用碳排放的研究已经逐渐丰富到各个层面,接下来的一部分研究应更多关注一些特殊自然条件区域与区域之间的差异性。宁夏自治区由于其独特的社会、经济、地理环境等特点与其他地方相比具有一定的独特性。近些年来,宁夏土地整治工作逐步推进,城乡融合发展进展迅速。本文根据宁夏自治区土地利用变更数据及能源消费资料,运用碳排放计量模型对宁夏2000—2016年不同土地利用碳排放效应进行研究,以期可为宁夏自治区制定碳减排政策、构建低碳土地利用模式和完成生态文明建设提供参考。

  1研究区概况与研究方法

  1.1研究区概况

  宁夏自治区处在黄河上游,东邻陕西,北部接内蒙古,西南、南部和东南部与甘肃相连。南北相距约456km,东西相距约250km,总面积为6.64万km2,辖5个市。从地形分布来看,自北向南为贺兰山地、宁夏平原、鄂尔多斯草原、黄土高原、六盘山地等,平均海拔在1000m以上。宁夏自治区是中国水资源最少的省区,大气降水、地表水和地下水都十分贫乏,且空间上、下分布不均,时间上变化大。宁夏近几年,完成营造林1000km2,荒漠化治理600km2,城市建成区绿地率达37.2%,森林覆盖率达14.6%,全区城镇化率提高到58.9%。

  本文土地利用类型基础数据来源于2000—2016年的《宁夏统计年鉴》。能源消耗数据来源于2000—2016年的《中国能源统计年鉴》。收集到的土地利用数据主要包括耕地、园地、林地、草地、水域、建设用地和其他用地合计数据,建设用地包含有城镇村及工矿用地、交通运输用地。为显著表现各种土地利用类型变化特征,本文以两年为一个时间点进行研究分析。

  1.2研究方法

  本文的土地利用类型根据《宁夏统计年鉴》中对于自然资源状况土地利用划分和第二次全国土地调查,结合宁夏本地主要土地利用类型,将土地利用类型划分为耕地、园地、林地、草地、水域、建设用地和其他用地7类。土地利用变化碳排放有直接碳排放和间接碳排放。土地利用直接碳排放主要是指直接将土地作为劳动对象,因为土地利用方式的变化而导致的碳排放;土地利用间接碳排放是指将土地作为一个载体,在土地上进行的人为活动导致的碳排放。研究区域是宁夏自治区,本文不考虑宁夏不同县(市)域间碳排放与吸收系数的差别。

  1.2.1土地利用类型碳排放估算模型

  本文采用直接碳排放估算方法与间接碳排放估算方法相结合的对不同土地利用类型的碳排放量进行计算。建设用地的碳排放量采用间接估算的方法。建设用地承载了大量的人类活动消耗的能源,不能直接利用建设用地面积数据计算[13]。本文通过计算在建设用地进行的生产生活活动所排放的碳排量来间接表示建设用地的碳排放量。根据宁夏的实际情况,本文选择了煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气8种能源(本文认为电力的排放因子为零,宁夏区内以火电为主,电力碳排放量包含在煤炭、焦炭的碳排放量中),2000—2016年宁夏能源消费量。

  2结果与分析

  2.1土地利用类型面积变化分析

  根据宁夏2000—2016年不同土地利用类型面积动态变化统计结果显示,宁夏不同土地类型主要为耕地、林地、牧草地,而园地、水域、建设用地较少,由大到小排序依次为牧草地>耕地>林地>其他土地>建设用地>水域>园地。2000—2016年不同类型土地面积增长幅度中,耕地、林地、园地、建设用地、水域的为正增长,牧草地、其他用地为负增长,由大到小序依次为林地>建设用地>园地>水域>耕地>其他用地>牧草地。

  宁夏2000—2016年16a间的耕地、园地、林地、水域、建设用地的土地利用动态度是正值,牧草地与其他用地为负值。其中林地的土地利用动态度为9.85%,土地利用类型变化率是177.38%,面积增加了49.1万hm2,变化最明显,说明宁夏的退耕还林效果显著;建设用地的土地利用动态度是4.31%,土地利用类型变化率是77.64%,面积增加了15.38万hm2,变化较大,说明宁夏的城市化发展迅速,城市面积在研究时间段内得到了快速拓展;牧草地的面积减少达34.77万hm2,在所有土地类型中减少最多,土地利用动态度是-0.79%,土地利用类型变化率为-14.26%,说明在宁夏林地、建设用地等扩张的过程中侵占了部分的牧草地;其他土地的土地面积也总体减少,这也与宁夏的林地、建设用地等面积增加有关。

  耕地的面积在2000—2008年呈现持续减少趋势,与宁夏实行退耕还林政策有关,但在2010—2016年面积增加,与宁夏后期实行耕地保护制度,“坚守18亿亩耕地红线”有关;总体上来看耕地的面积略有增加,但变化不大。园地与水域的面积分别增加了1.68万hm2,2.63万hm2,土地利用动态度分别是2.8%和0.97%,土地利用类型变化率分别是50.45%和%17.53,这与宁夏的城市扩张,增加一定城市景观有关。

  2.2土地利用碳排放效应分析

  土地的碳排放受到碳源和碳汇的影响,本文中的碳源为碳排放量为正值,向大气排放二氧化碳的土地利用类型,碳汇为碳排放量为负值,吸收二氧化碳的土地利用类型。2000—2016年宁夏不同土地利用类型的碳排放统计分析。结果显示,2000—2016年,宁夏的碳排放量呈现持续增加的趋势,从2000年的579.81万t上升到2016年的1734.26万t,增长率达到了199.11%,年均增长了12.44%。

  在研究的7种土地利用类型中,耕地和建设用地是碳源,园地、林地、牧草地、水域和其他用地是碳汇。作为碳源的建设用地和耕地的碳排放量都非常大,是宁夏的主要碳源,其中在2000—2002年耕地的碳排放量贡献率最高,达59.83%~73.44%,2004—2016年建设用地对碳排放量的贡献率最高,达50.98%~73.68%。耕地的碳排放与耕地土地面积的变化具有同步性,在2000—2008年呈现持续减少趋势,在2010—2016年碳排放量增加。

  总体来看耕地的碳排放量变化不大,上升幅度是0.3%,建设用地的碳排放量也随着其面积的增加呈现持续上升的趋势,上升幅度是676.44%,从长远来看,随着宁夏城市化的快速推进,建设用地会继续成为宁夏的第一碳源。作为碳汇的土地利用类型中,林地和牧草地的吸收二氧化碳的量较大,是宁夏的主要碳汇,其中林地对吸收二氧化碳的贡献率最大,达74.97%~90.16%,吸收二氧化碳量呈现逐年增加的趋势,增加了177.38%,牧草地对吸收二氧化碳的贡献率第二,达8.21%~22.1%,但吸收二氧化碳量呈现逐年减少的趋势,减少了14.26%。

  园地、水域、其他用地也是宁夏主要的碳汇,对于吸收二氧化碳的贡献率分别为0.7%~1.07%,0.8%~1.68%,0.07%~0.18%,园地与水域吸收二氧化碳量呈现逐年增加的趋势,分别增加了50.45%和14.92%,其他用地的吸收二氧化碳量逐年下降,减少了8.71%。从总体来看,碳源的碳排放量远大于碳汇的碳吸收量,碳源的碳排放量与碳汇的碳吸收量在2000—2016年都呈现增长趋势,但是碳排放量增长了179.9%,碳吸收量增长了130.65%,而且碳排放量在16a间增加了1449.92万t,碳吸收量增加了295.47万t,碳排放量与碳吸收量的比值也从3.56上升到4.32,逐渐升高的比值不利于区域的节能减排和低碳发展。

  3结论与讨论

  (1)2000—2016年的宁夏回族自治区不同土地利用类型中,牧草地、耕地、林地面积较大,而园地与水域面积相对较少。2000—2016年,宁夏的林地、建设用地、耕地、园地和水域的面积增加,其中林地和建设用地的增加最多,这与退耕还林政策和宁夏的经济快速发展、城市快速扩张有关,牧草地和其他用地面积减少,这说明在其他土地类型增加的过程中不同程度的占用了牧草地和其他用地。

  (2)2000—2016年的宁夏回族自治区的不同土地利用类型中,建设用地和耕地为碳源,其中建设用地为最大的碳源,且每年的碳排放量的增长幅度很大。最主要的原因是宁夏这几年来城市的扩张,第二产业快速发展,消耗了大量的能源,导致宁夏的碳排放量逐年增长。林地、园地、牧草地、水域、其他用地是碳汇,碳汇的碳吸收量逐年增加,主要原因是林地面积的增加和树木在成长过程中吸收二氧化碳的能力增强。碳汇的碳吸收量与碳源的碳排放量每年的差距逐渐增大。

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《宁夏自治区土地利用变化及碳排放效应》

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