基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)對(duì)重慶市土地利用變化的碳排放研究.pdf

1、二氧化碳是最重要的溫室氣體，溫室氣體對(duì)氣候的影響已經(jīng)成為人類生存、發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)之一。其中土地利用方式的轉(zhuǎn)變對(duì)碳總量的影響達(dá)到三分之一以上。重慶市是我國(guó)第四個(gè)直轄市，城市實(shí)體處于成長(zhǎng)、發(fā)育階段，具有大農(nóng)村包圍大城市的特點(diǎn)。在城市發(fā)展的過(guò)程中，存在土地利用結(jié)構(gòu)分布不均，土地利用效率空間差異等問(wèn)題。而土地碳排放量可以用來(lái)衡量土地利用效益的高低。因此了解土地利用方式的碳排放和碳吸收能力，不同土地利用方式上的人類活動(dòng)對(duì)碳排放和碳吸收的影響，將有

2、利于合理規(guī)劃土地，控制和轉(zhuǎn)變高碳排放的土地利用方式，引導(dǎo)低碳的生產(chǎn)方式等。
　　本文以重慶市1997-2010年土地利用數(shù)據(jù)和1997-2012年重慶市經(jīng)濟(jì)、人口、能源等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用SD仿真模擬的方法來(lái)計(jì)算1997-2012年重慶市不同的土地利用方式產(chǎn)生碳排放量。并根據(jù)16年的歷史發(fā)展數(shù)據(jù)，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，模擬重慶的土地利用變化趨勢(shì)和碳排放的反饋機(jī)制。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)、計(jì)算，確定重慶碳匯和碳源SD模型的可靠性。并用模型預(yù)

3、測(cè)2013-2030年的土地利用變化趨勢(shì);所對(duì)應(yīng)的碳排放量的變化;不同土地利用方式的碳匯和碳源強(qiáng)度變化等。對(duì)模型進(jìn)行靈敏度檢驗(yàn)過(guò)后，對(duì)不同情景進(jìn)行模擬分析。分別通過(guò)改變能源消耗結(jié)構(gòu)、農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)、土地利用結(jié)構(gòu)等來(lái)查看碳排放量的變化。
　　根據(jù)人類活動(dòng)所產(chǎn)生的不同土地利用方式來(lái)劃分碳源\碳匯系統(tǒng)。基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，用間接方法計(jì)算及預(yù)測(cè)碳排放結(jié)果表明:
　　(1)從1997年到2005年重慶市是以碳匯為主的階段，2006-203

4、0年重慶市是以碳排放為主的階段。碳排放量到2030年是碳匯量的5倍。建設(shè)用地承載著巨大的碳排放壓力。
　　(2)建設(shè)用地是重慶市的碳排放系統(tǒng)。建設(shè)用地的面積年平均增長(zhǎng)率為1.6％，建設(shè)用地碳排放的增長(zhǎng)速度比面積增長(zhǎng)快得多。SD模型模擬預(yù)測(cè)2020年、2030年的碳排量分別是1997年的9倍、24倍。建設(shè)用地上所承載的人類的生產(chǎn)活動(dòng)將會(huì)越來(lái)越密集，所需的能源消耗水平由于經(jīng)濟(jì)、城市實(shí)體發(fā)展，只增不減。原始能源的消耗水平?jīng)Q定了建設(shè)用地的

5、碳排放水平。
　　(3)耕地—農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)是重慶市的碳匯系統(tǒng)。1997-2010年重慶市的耕地面積以年平均0.26％的速度減少。由于重慶的氣候、農(nóng)作物種類、種植制度的影響，重慶的農(nóng)作物生長(zhǎng)期間所產(chǎn)生的碳匯大于農(nóng)業(yè)農(nóng)資投入和畜禽的碳排放的總和。因此重慶市的耕地—農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模塊是碳匯系統(tǒng)。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)資投入將會(huì)加大，而農(nóng)作物的產(chǎn)量隨著科技水平的發(fā)展在未來(lái)也將增長(zhǎng)。但農(nóng)資投入碳排放增長(zhǎng)速度要比農(nóng)作物生長(zhǎng)的碳匯快。耕地

6、農(nóng)作物生長(zhǎng)碳匯量在1997、2010、2020、2030年分別是農(nóng)業(yè)農(nóng)資投入和畜禽碳排放總和的3.8、3.6、3.4、2.9倍。另外隨著時(shí)代的進(jìn)步，飲食結(jié)構(gòu)將會(huì)對(duì)耕地—農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的碳匯量產(chǎn)生影響。如畜禽養(yǎng)殖的增加，經(jīng)濟(jì)作物的比重上升、糧食作物比重下降等。
　　(4)重慶市的林地、園地等是穩(wěn)定的碳匯系統(tǒng)。林地、園地等在1997-2010年間，占總碳匯量的50％左右。在2011-2030年由于農(nóng)作物產(chǎn)量的增加，林地、園地等的碳匯量穩(wěn)