基于系統(tǒng)動力學(xué)對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)變對碳總量的影響達到三分之一以上。重慶市是我國第四個直轄市，城市實體處于成長、發(fā)育階段，具有大農(nóng)村包圍大城市的特點。在城市發(fā)展的過程中，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題。而土地碳排放量可以用來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對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、人口、能源等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用SD仿真模擬的方法來計算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)動力學(xué)模型，模擬重慶的土地利用變化趨勢和碳排放的反饋機制。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的檢驗、計算，確定重慶碳匯和碳源SD模型的可靠性。并用模型預(yù)

3、測2013-2030年的土地利用變化趨勢;所對應(yīng)的碳排放量的變化;不同土地利用方式的碳匯和碳源強度變化等。對模型進行靈敏度檢驗過后，對不同情景進行模擬分析。分別通過改變能源消耗結(jié)構(gòu)、農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)、土地利用結(jié)構(gòu)等來查看碳排放量的變化。
　　根據(jù)人類活動所產(chǎn)生的不同土地利用方式來劃分碳源\碳匯系統(tǒng)?；谙到y(tǒng)動力學(xué)，用間接方法計算及預(yù)測碳排放結(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率為1.6％，建設(shè)用地碳排放的增長速度比面積增長快得多。SD模型模擬預(yù)測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)活動將會越來越密集，所需的能源消耗水平由于經(jīng)濟、城市實體發(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)資投入將會加大，而農(nóng)作物的產(chǎn)量隨著科技水平的發(fā)展在未來也將增長。但農(nóng)資投入碳排放增長速度要比農(nóng)作物生長的碳匯快。耕地

6、農(nóng)作物生長碳匯量在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。另外隨著時代的進步，飲食結(jié)構(gòu)將會對耕地—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)