重慶市土地利用變化及其碳排放效應(yīng)研究.pdf

1、由全球氣候變化帶來的冰川消融、極端天氣、物種滅絕、海平面上升以及各種自然災(zāi)害的頻發(fā)，已經(jīng)使社會發(fā)展中的糧食安全、能源安全和生態(tài)環(huán)境安全等面臨嚴峻的直接威脅。大量的研究表明，引起全球氣候變化的人類活動影響主要有兩方面的表現(xiàn)：一是因煤炭、石油和天然氣等化石燃料為主的傳統(tǒng)能源消耗引起的碳排放現(xiàn)象；二是因土地利用類型變化引起的溫室氣體大量排放現(xiàn)象。根據(jù)世界自然基金會報告，大約將近10億噸的碳排放是因土地利用類型變化而被忽視；土地利用類型變化對全

2、球大氣中CO2含量的增加有著舉足輕重的影響。所以在低碳經(jīng)濟的大環(huán)境背景下，如何實現(xiàn)低碳排放的土地利用規(guī)劃和管理就顯得格外重要。
　　本文以重慶市五大功能區(qū)為研究對象，結(jié)合RS和GIS、Markov和Logistic模型以及CA-Markov模型，在1995年、2005年和2015年三期土地利用數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分析重慶市五大功能區(qū)1995-2015年土地利用類型間的變化及其影響因子；構(gòu)建CA-Markov模型，然后對重慶市各大功能區(qū)未

3、來土地利用變化類型進行模擬；再運用碳排放模型對重慶市1995-2015年以及未來各土地利用類型的碳排放量和總碳排放量進行初步核算。以期為西南山區(qū)三峽庫區(qū)典型的經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境保護區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供參考，對科學(xué)有效的制定土地規(guī)劃及管理工作具有指導(dǎo)作用和現(xiàn)實意義。主要內(nèi)容如下：
　　（1）從土地利用的數(shù)量變化和土地利用空間分布變化兩方面對重慶市各大功能區(qū)1995-2015年土地利用動態(tài)進行分析：各大功能區(qū)均是耕地和未利用地持續(xù)減少，而林

4、地、草地、水域和建設(shè)用地呈現(xiàn)不斷增加的趨勢。在數(shù)量上，20年間各個分區(qū)的耕地均不斷減少，其中都市功能核心區(qū)及拓展區(qū)耕地減少最多，減少面積比例高達16.20％；林地持續(xù)增加，其中城市發(fā)展新區(qū)增幅最大，增長的面積比例最高達11.58%；草地、水域和建設(shè)用地在各功能區(qū)均持續(xù)增長，且漲幅相近；未利用地基數(shù)較小，雖然也持續(xù)減少，但總體影響不大。渝東北生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)和渝東南生態(tài)保護區(qū)的各土地利用類型變化基本保持穩(wěn)定，且與整體變化較一致。在空間分布上

5、，全區(qū)域主要是林地、耕地、草地和建設(shè)用地這四類分布范圍最廣；各個功能區(qū)整體的用地類型空間分布變化劇烈程度均是建設(shè)用地＞未利用地＞耕地＞水域＞草地＞林地。
　?。?）土地利用變化的影響因子分析。本文選取的影響土地利用類型變化的因子主要有自然環(huán)境、空間距離和社會經(jīng)濟三方面。耕地變化最顯著的解釋變量是社會經(jīng)濟因素，空間距離因素起到了持續(xù)穩(wěn)定的重要作用；社會經(jīng)濟因素對林地類型發(fā)生變化的作用持續(xù)顯著；社會經(jīng)濟因素（常住人口密度、農(nóng)民純收入）

6、和空間距離（到原有草地距離）對草地類型變化的發(fā)生起到較大作用；對水域變化影響最大的是空間距離中到原有水域的距離；社會經(jīng)濟因素對建設(shè)用地的影響顯著，并且重要性明顯上升；社會經(jīng)濟因子中的常住人口密度和薪材需求量以及空間距離因子中的到道路距離和到居民點距離，對未利用地變化的發(fā)生起到較大影響。
　?。?）土地利用預(yù)測及精度檢驗。運用Markov模型得到土地利用面積轉(zhuǎn)移矩陣，結(jié)合土地利用變化影響因子，制定合適的轉(zhuǎn)換規(guī)則，再運用Logisti

7、c回歸模型生成土地利用適宜性圖集，然后利用CA-Markov模型模擬重慶市2015年土地利用格局，與2015年實際土地利用數(shù)據(jù)對比，分析并驗證該模型預(yù)測的精確性，檢驗的Kappa系數(shù)達到0.87，大于0.75，符合模擬精度要求。因此可對未來10年即2025年的土地利用變化進行預(yù)測模擬，并根據(jù)對轉(zhuǎn)換參數(shù)的修改得到不同情境下的土地利用模擬預(yù)測數(shù)據(jù)。
　?。?）重慶市未來土地利用分情景模擬。在三種不同的情景下，土地利用類型在數(shù)量變化上，

8、每一種用地類型的總量趨于逐漸穩(wěn)定的態(tài)勢，變化的速度和幅度也均有不同程度的下降；在空間格局上，變化最為劇烈的是建設(shè)用地的發(fā)展，基本上集中在原有建設(shè)用地的邊緣以及交通道路的邊沿，因此原有建設(shè)用地邊緣以及交通道路邊沿的耕地、林地、草地或水域等其他用地類型均會出現(xiàn)不同程度的被侵占，這是城市發(fā)展的必然結(jié)果。
　?。?）重慶市土地利用碳排放效應(yīng)分析。從1995年到2015年的20年間，重慶市總碳排放量處于持續(xù)增長的狀態(tài)，增加了3826.65?

9、104t，增長率達78.80%。耕地中的農(nóng)作物是既有碳排放的作用，同時又會產(chǎn)生一定的碳吸收；林地作為所有用地類型中主要的碳匯，其碳吸收能力是所有用地類型中最強的；草地、水域和未利用地本身表現(xiàn)為碳匯作用；建設(shè)用地是主要的碳源，其碳排放強度遠遠大于其他用地類型能夠吸收的強度，導(dǎo)致整個重慶市均表現(xiàn)為碳排放的狀態(tài)。
　　（6）對未來各土地利用類型碳排放進行預(yù)測。情景1中六大地類的碳排放類型中，耕地、水域和建設(shè)用地仍是碳源，建設(shè)用地的碳排放

10、量較10年前增長迅速，且增長率高達35.80%；林地、草地和未利用地這三類全為碳匯。情景2中整體用地類型的碳匯碳源表現(xiàn)功能不變，不同的是建設(shè)用地碳排放量增長達到了前所未有的峰值，而其他用地類型無論是碳排放作用還是碳吸收作用，都遠遠無法企及建設(shè)用地對重慶市碳排放的整體影響，直接導(dǎo)致2025年重慶市的碳排放量呈現(xiàn)出暴增狀態(tài)。情境3下的碳源和碳匯在相關(guān)措施的實施下有增有減，但明顯可以看到：在整個區(qū)域碳排放量幾乎起絕對性作用的建設(shè)用地的碳源作用