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，更是社會經(jīng)濟系統(tǒng)碳源的空間載體。土地利用/土地覆被變化是導致全球氣候變暖的一個重要原因，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)過程的速率、強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)和強度。合理調(diào)控土地利用變化趨勢、調(diào)整土地利用方式對于陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯的增加、減少碳排放起著關鍵作用。
　　本文在構(gòu)建區(qū)域土地利用碳效應的理論框架和方法體系的基礎上，開展對鄭州市土

2、地利用低碳發(fā)展的實證研究，分析不同土地利用方式的碳儲量和碳通量狀況，并根據(jù)土地利用和碳儲量、碳輸出和碳輸入及能源消費項目的對應關系，將鄭州市碳收支項目對應并落實到不同的地類上，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構(gòu)建土地利用線性優(yōu)化模型，通過對比三種目標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)動因子

3、，以2009年土地利用空間分布數(shù)據(jù)為基礎，利用Logistic_AHP耦合模型確定各個因子的權重系數(shù)，在此基礎上利用GEOMOD模型對鄭州市2020年建設用地、耕地、林地和草地空間分布狀況進行了空間優(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，并對鄭州市土地利用碳儲量、碳輸入和碳輸出開展了較為系統(tǒng)的計算和分析，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型中，耕地和建設用地的碳

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

5、地利用面積的變化。就各地類的單位面積碳輸入來說，2008年林地最多，為11.41 t/hm2，其次為耕地，為5.14t/hm2。各地類的單位面積碳輸入中，除建設用地和耕地以外，其余各地類的碳輸入主要是根據(jù)土壤及植被的單位面積碳密度進行測算的，所以年際變化很小。鄭州市土地利用碳輸出主要來自于建設用地，以2008年為例建設用地碳輸出為6018.97萬噸，占土地利用總碳輸出的98.8％，且增長幅度最快。建設用地單位面積碳輸出最高，2008年達

6、到346.67t/hm2。而其余各地類的碳輸入主要是來自植被和土壤呼吸作用，所以年際變化很小。
　　(2)在對鄭州市土地利用碳儲量/通量核算的基礎上，進行土地利用碳源/匯分析，分別以2020年各土地利用類型面積為自變量構(gòu)建基于碳儲量最大化、碳匯最大化、碳排放最小化目標函數(shù)，并根據(jù)鄭州市土地利用總體規(guī)劃及實際情況，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)劃方案的碳效應進行對比結(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222.32萬噸，同時就碳蓄積和碳匯而言，分別比2020年規(guī)劃方案多了11.46萬噸和2.11萬噸。因此，從碳減排和增匯的綜合效果來看，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，在適宜性評價的基礎上結(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