武汉市土地利用变化碳排放及碳足迹分析

关键词：碳排放;碳足迹;建设用地;能源结构;武汉市

Land Use Patterns of Carbon Emissions and Carbon Footprint of Wuhan City

BAI Cui-mei， MEI Yun， ZHANG Miao

（Land Management College， Huazhong Agriculture University，Wuhan 430070， China）

Key words： carbon emission; carbon footprint; construction land; energy structure; Wuhan city

2 研究方法与数据来源

2.1 碳排放测算模型

根据李颖等[10]、苏雅丽等[4]的研究，本研究基于各种用地类型的碳排放/碳吸收系数计算碳排放量，主要涉及耕地、林地、草地、建设用地。其中建设用地具有碳源效应，耕地上的农作物虽然能够吸收二氧化碳，但是在很短的时间内又会被分解释放到空气中，因此将耕地视为碳源[11]，林地和草地为碳汇。

碳排放测算公式[10]：

CL=∑Si■・Qi （1）

其中，CL为碳排放总量;Si为第i种土地利用类型的面积;Qi为第i种土地利用类型的碳排放（吸收）系数，吸收为负，其中耕地、林地、草地的碳排放系数分别为0.422、-0.644、-0.02 tC/hm2[12]。

建设用地的碳排放主要通过计算其建设过程消耗能源所产生的碳排放间接得到。这里的能源主要是指煤炭、石油和天然气。

建设用地碳排放估算公式[10]：

CP=∑ni=∑M■・Qi （2）

其中，CP为碳排放量;ni为第i种能源的碳排放量;Mi为第i种能源消耗标准煤;Qi为第i种能源的碳排放系数，其中煤、石油、天然气的碳排放系数分别为0.747 6 tC/t标准煤、0.582 5 tC/t标准煤、0.443 4 tC/t标准煤[12]。

2.2 不同土地利用类型的碳足迹

A=∑A■=■+ ■ （3）

2.3 数据来源

3 结果与分析

3.1 武汉市碳排放量

在建设用地面积增加的同时，耕地面积在不断减少，但是耕地面积的减少对碳排放总量并没有起到明显的影响，原因可能有两个方面，一是耕地的碳排放量相对于建设用地来讲数量太小，最高也只占碳源排放总量的1.6%;二是耕地转变为建设用地不仅没有降低碳排放量，反而会增加碳排放量。

3.2 武汉市建设用地碳足迹分析

3.3.2 经济增长方式 现有的研究表明[10]，国家工业化，能源消费碳排放是最主要的排放类型，可占二氧化碳排放的90%以上。从上述武汉市碳排放量测算结果来看，能源碳排放占碳排放总量的98%以上。由此，应分析经济发展中能源消费带来的碳排放变化。

经济增长既需要资本的投入，也需要土地、能源等物资投入，若经济增长使得土地、能源等物资消耗加剧，碳排放量加大，则资源利用效率降低，对环境的不利影响加剧，显然这种经济增长方式不可取。为评判经济增长对碳排放变化的影响，可选用能源碳排放系数，即能源碳排放增长速度与国内生产总值的比值来反映经济增长对碳排放的影响，其与能源消费弹性系数具有同样的测量意义[15]。已有研究表明，发展中国家能源消费弹性系数一般都大于或接近于1，而发达国家则小于或接近0.5[15]。其值越大，说明能源碳排放增长快于经济增长速度。计算发现，武汉市能源碳排放系数达到了0.76，远远大于0.5。由此说明，武汉市的经济增长促进了碳排放量的增加。

采用回归分析可以定量分析能源消耗总量与碳足迹的关系。本文以95%的置信度通过有关检验，其相关性如表5所示，能源消耗量与碳足迹的相关系数达到了0.999 5，说明碳足迹受能源消耗总量影响较大。

4 小结与讨论

1）建设用地是主要的碳源，其碳排放量占总碳排放总量的98%以上。建设用地面积的增加是武汉碳排放量增加的一个重要原因。发展低碳经济，建设“两型社会”，武汉需控制建设用地面积的不断扩大。同时，提高土地利用集约度，通过集约利用缓解建设用地供求矛盾，实现低碳集约利用。

2）武汉市的总碳足迹和人均碳足迹在不断增加，虽然武汉市的林地与草地的总面积有所增加，但是远远不足总碳足迹的增加速度，表明武汉市碳赤字较为严重。其中，森林碳足迹和煤炭碳足迹为碳足迹的主要“碳汇”和“碳源”，煤炭的消耗是引起总碳足迹增加的主要原因。因此，增强生产性土地，特别是森林的固碳能力，改善能源消费结构，减少煤炭消费量，提高石油、天然气等能源的消费比例，可以较好地降低碳排放水平。

4）通过土地利用变化以及能源消费量的变化分析了武汉市的碳排放以及碳足迹的变化，但是在计算能源消费碳排放时，因数据的限制，仅考虑了化石能源消费所带来的碳排放，未计算农村生物质能燃烧带来的碳排放。同时，由于目前对碳足迹的概念和计算边界缺乏统一的定义，计算数据获取难度较大，碳足迹的研究需要进一步深入探讨与完善。

参考文献：

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