上海市土地利用碳排放测算及其综合效益评价

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:蔡苗苗
[导读] 摘要:以2009-2016年为一个时间序列,根据区域土地利用碳排放量测算方法,分别对上海市园地、林地、草地、耕地和建设用地碳排放量进行计算,并且从经济、生态、土地、资源和社会五个方面构建上海市土地低碳利用评价体系,并对其进行障碍因素诊断。
        安徽省地质矿产勘查局322地质队  安徽马鞍山  243000
        摘要:以2009-2016年为一个时间序列,根据区域土地利用碳排放量测算方法,分别对上海市园地、林地、草地、耕地和建设用地碳排放量进行计算,并且从经济、生态、土地、资源和社会五个方面构建上海市土地低碳利用评价体系,并对其进行障碍因素诊断。研究结果表明:2009-2016年上海市土地利用碳排放总体呈现递增趋势,年均增长率达1.09%,土地利用碳吸收量总体呈现递减趋势,年均减少1.57%。上海市土地利用碳吸收量主要来自于耕地、园地、林地和草地,建设用地的碳排放量的年均贡献率达99%,建设用地是最大的碳源。2009-2016年上海市土地低碳利用综合效益评价得分随着年份变化呈现增加态势,经济发展和资源的高效利用优势日益显现。通过障碍因素分析出经济和土地是影响土地低碳利用的主要制约因素。
        关键词:土地利用、碳排放、综合评价、障碍度、上海市
        1.数据源与研究方法
        1.1 数据来源
        2009~2016年上海市总人口、GDP、交通出行和居民消费支出等数据均来自《上海统计年鉴》[29];2009~2016年上海市各类土地利用数据来源于上海市规划和国土资源管理局的土地利用变更调查统计资料;2009~2016年能源消耗数据来自对应年份的《上海能源统计年鉴》[30]和国家统计局网站。其中,GDP采用2005年可比价格计算。
        1.2 土地利用碳排放量计算方法
        依据《全国土地分类标准》(GB/T21010-2007),鉴于数据的准确性,本文研究的土地类型分为耕地、园地、林地、草地和建设用地。其中,园地、林地和草地主要起碳汇作用,建设用地是主要的碳源,耕地既具有碳汇作用又发挥碳源作用。
        目前关于林地和草地的碳吸收量测算主要分为样地清查法、遥感和地图估算法,本文采用碳排放估算模型[31-34],利用直接系数测算上海市园地、林地和草地的碳汇量。
        1.3 上海市土地低碳利用综合效益评价模型
        低碳视角下土地利用评价应该以低碳排放、低能耗、高效益和低污染为目标,从经济、生态、土地、资源和社会五个方面综合考虑。依据指标体系构建原则,考虑数据的可获取性,本文采用碳排放强度等20个指标构建上海市土地低碳利用综合效益的评价模型。
        对上海市土地低碳利用效益进行评价的步骤如下:
        (1)指标标准化处理;
        (2)确定指标权重;
        (3)计算土地低碳利用综合效益评价值。
        其中,本文采用极差标准化法对指标进行标准化处理:在上海市评价体系中共有5个评价目标,20个评价指标,由此构建多目标决策矩阵其标准化公式如下所示:
       
        式中,第一个为正向指标,第二个为负向指标;为原始数据值;为标准化值;为指标最小值;为指标最大值;
        指标权重的确定分为三种,即主观赋权法、客观赋权法和组合赋权法[39]。主观赋权法依据决策者主观经验评估指标,主要有层次分析法和专家调查法等;客观赋权法依据数据内在本质之间的关系进行数学分析,主要有主成分分析法和熵值法等;组合赋权法是主客观综合赋权法,主要有“乘法”集成法和“加法”集成法。
        2.上海市土地利用碳排放量测算结果
        在五种土地利用类型中,建设用地碳排放量由2009年3609.67万t增加至2016年3908.74万t,在2013年达到最大值4030.62万t。建设用地的碳排放量的年均贡献率达99%,建设用地是最大的碳源。上海市土地利用碳吸收量主要来自于耕地、园地、林地和草地。耕地的碳吸收量由2009年121.13万t降低至2016年94.56万t,年均减少3.14%,耕地是最主要的碳汇,其碳吸收量占总碳吸收量的52.3%。园地的碳吸收量变化范围很小,基本维持在100万t左右。林地和草地的碳汇能力分别在2.09万t和0.004万t以下,均呈现逐年降低的趋势,年均减少率分别为1.06%和3.82%,这对实现上海市碳减排目标十分有限。在2009~2016年间上海市土地利用碳源与碳汇的比例由16.35增加至19.96,这是由于建设用地碳排放量逐年递增,而耕地和园地的碳吸收量逐间减少,上海市仅仅依靠耕地、园地、林地和草地的碳汇能力远远无法改变土地利用高碳排放的现状,土地资源利用存在不合理性以及城市节能减碳任务还很重。
        2009-2016年间五个准则层指标对上海市土地低碳利用的障碍度变化趋势分为两类,第一类为经济效益和资源效益,其障碍度大体呈现减少的趋势,对上海市土地低碳地利用的影响程度随之减少;第二类为生态效益、土地效益和社会效益,其障碍度总体呈现逐年增加态势,对上海市土地低碳地利用的影响程度逐渐提升。在分类指标障碍度排序中,五个准则层指标对上海市土地低碳利用的影响程度排序为:经济效益>土地效益>资源效益>社会效益>生态效益。经济效益是影响上海市土地低碳利用水平增长的主要障碍因子,在2009-2016年间,经济效益的障碍度总体呈现减小趋势,由2009年40.27%减少到25%,这表明上海市经济发展,第三产业比重逐渐提高,土地利用模式由粗放式转变为高集约利用模式,经济发展带来的阻碍作用逐渐减弱。在2000~2015年间,土地效益的障碍度呈现增长态势,2014年达到最大值30.84%,土地效益是阻碍上海市土地低碳利用的主导因子。上海市建设用地扩张占用耕地,土地规划不合理等问题逐渐制约城市土地的持续性低碳利用,城市绿地面积建设没有发挥改善土地高效利用的作用。资源效益障碍度由2009年38.76%下降至2016年4.8%,对上海市土地低碳利用影响程度显著降低。资源效益障碍度主要来源于经济发展中的能源消耗和土地利用碳排放所造成环境污染。由此可知,提高城市能源利用率,控制土地碳排放量是提高土地低碳利用率的重要举措。社会效益障碍度在2009-2012年间由14.79%降低至6.02%,在2013-2016年间由11.93%增加至46.93%。社会效益的障碍度增加主要是因为上海市人均粮食产量和人均绿地面积不能满足城市可持续发展的需求,2016年社会效益已经成为上海市土地低碳利用的主要障碍因子。其中2009-2016年间,生态效益的障碍度始终处于较低水平,这表明上海市环境治理初见成效,其废水和废气治理有利于土地低碳高效利用,结合生态效益的评价得分,上海市废水和废气治理在一定程度上并未改善城市土地低碳利用效率,需进一步加强。
        3.结论与讨论
        3.1结论
        综合分析可知,上海市土地低碳利用效益仍有提升空间。未来上海市土地低碳利用应该以控制土地碳排放量为出发点,从提高土地效益和社会效益入手,在保持经济发展水平的同时,进一步提升资源的高效利用,发挥城市的经济、生态、土地、资源和社会五个方面优势。
        3.2讨论
        本文主要从上海市土地利用碳排放的角度,建立城市土地低碳利用评价体系,采用时间作为各指标的纵向比较,尚且未考虑上海市各区的土地低碳利用综合评价,空间分析还需进一步探究。从指标数据获取的可能性考虑,本文设计了20个评价指标,主要从经济、生态、土地、资源和社会效益五个层面分析城市土地低碳利用内涵,但这五个方面对于上海市土地低碳利用的影响并未进行量化,因此这20个指标对上海市土地低碳利用的影响机制还需进一步检验。
        参考文献:
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        [6]李克让.土地利用变化和温室气体净排放与陆地生态系统碳循环.北京:气象出版社,2002.260-261.
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