试论某市土地利用碳排放旳时序特点与影响原因
1.绪论
作为全文的引领章节，本章首先介绍了本文的研究背景，然后确定本文的研究目的与研究意义，介绍本文的研究方法以及研究内容，并在此基础上绘制了本文的技术路线图，最后提出本文可能的创新与不足之处。
1.1研究背景
人类活动所引起的土地利用变化是大气中温室气体增加的重要因素。当今国际社会各界对全球变暖问题越来越关注，中国作为发展中国家，对土地资源以及能源的需求不断上涨，这必然会引起碳排放的增加，其面临的碳减排压力也日益增大。
（1）全球气候变暖
由于工业化建设排放的温室气体而引起的全球气候变暖造成严重的环境问题，也己有相关学者研究证明该事实。政府间气候变化专门委员会的评估报告指出，最近100年（1906-2005年）全球年均地表气温升高了将近1°。其中温室气体排放，尤其是二氧化碳排放是全球气候变暖的重要原因。而大气中温室气体含量的增加，绝大部分原因來自于人类活动。人类社会经济的发展、消耗能源等原因，人类活动产生了大量的温室气体，增加了温室效应。尤其是二氧化碳，由于其增温效应大且存留的时间长，对气候变化产生了最不利的影响。全球气候变暧对经济发展以及地球的生态环境都将产生不利影响。目前化石燃料燃烧以及土地利用变化是造成大气中CO2浓度增加最主要的两个因素，因此结合土地利用变化与能源消费碳排放来研究总体碳排放，在很大程度上对降低碳排放起到积极的指导作用。
（2）全球呼吁发展低碳经济
在应对全球气候变化背景下，随着人们提倡减少人类生产活动中温室气体排放，在2003年正式提出低碳经济的概念。低碳经济追求降低能源消耗，减少温室气体排放，形成低能耗、低污染、低排放的经济发展体系。2006年的《斯特恩报告》呼吁全球发展低碳经济。世界各国己经都以不同的形式加入到了发展低碳经济的队伍。1992年6月，世界各国为应对气候变化，进行国际合作，签署了第一个基本框架协议《联合国气候变化框架公约》。1997年2月，UNFCCC第三次缔约方会议通过了《京都议定书》，规定了在第一个承诺期内温室气体定量减排指标。2005年《京都议定书》正式生效。但是美国拒签了《京都议定书》，但是美国却出台了《低碳经济法案》来为其发展低碳经济奠定了法律基础，表明其发展低碳经济的重要战略选择，也提出了新的减缓温室气体排放的提议及其具体目标。2008年，联合国环境规划署也积极宣传全球发展低碳经济，以转变传统观念，推行低碳经济;为世界环境円;的主题。
1.2研究目的与研究意义
1.2.1研究目的
武汉市处于经济快速发展，向新型工业化转型时期，在这期间不可避免地会引起能源消费的增长、建设用地的扩张，从而导致了碳排放的增加。但是，武汉市作为两型社会;、低碳城市;的建设试点，必须将城市发展维持在一个低碳排放的水平。为了经济与环境的双赢，我们必须找到保持城市发展的同时，降低碳排放的有效途径。本文通过核算了2002-2021年间武汉市各类土地利用类型的碳排放量，分析武汉市碳排放的特点及碳排放与经济发展的关系，然后通过改进的aya恒等式和LMDI分解方法进一步深入剖析武汉市土地利用碳排放的影响因素，探寻单位土地碳排放强度、土地利用结构、单位GDP用地强度、人均GDP、人口规模等因素对武汉市碳排放的贡献情况，从而为相关部门宏观调控土地利用降低碳排放提出可供参考的政策与提议。
1.2.2研究意义
中国作为最大的发展中国家，其碳排放问题已得到国内外学者的关注。研究中国二氧化碳排放问题不仅有利于中国的经济及环境的发展，更是对于全球环境的改善能够提供一定的帮助。因此，中国二氧化碳排放的影响因素研究，可以从根本上控制碳排放，为我国制定减排策略和措施提供科学依据。目前对于二氧化碳排放影响因素的研究多集中于研究能源消费对碳排放的影响，而较少有研究考虑影响碳排放的第二大因素土地利用变化对碳排放的影响。因此本文以武汉市为研究对象，基于土地利用的角度，对碳排放影响因素进行分解，分析了土地的不同利用方式对碳排放的影响。
相关研究已经证明，大气中二氧化碳浓度的增加，土地利用的作用仅次于化石燃烧。我们要在经济建设的过程中减少温室气体排放，减少经济发展给环境的压力，同时保证经济、社会、环境的可持续发展，低碳发展之路是我们新时发表展的必然选择。因此我们从土地利用和能源消费角度出发，研究碳排放影响因素，丰富了碳排放研究的视角，同时也丰富了低碳土地利用理论。
2国内外研究现状
2.1碳排放核算方法的研究
为了准确研究碳排放的变化、其与经济的关系和定量研究碳排放影响因素等问题，其中最基本也是最重要的任务就是明确碳排放的具体数量。只有弄清楚了碳排放的具体数量才能后续的研究。因此我们就要选择合适的方法来测算碳排放量。
国际上测算温室气体排放常用的方法有多种，如实测法、系数法、物料衡算法、生命周期法、温室气体清单法、投入产出分析法等。其中实测法、系数法和物料衡算法为核算碳排放的基本方法，生命周期法、温室气体清单法和投入产出分析法为碳排放核算的系统方法。在核算碳排放时，碳排放核算的各种方法都有其各自的优劣，有其适用性，所以在实际核算碳排放时可根据自己的需要选择合适的方法。
实测法结果较为准确，但是要消耗较大的人力和物力，成本也较高。此外，即使测试分析很准确，如果采集的样品缺乏代表性，测算结果也是不准确的。因此在实际的个人研究的过程中应用实测法进行碳排放测算的很少。
系数法虽然不确定性较大，但是其计算简易，而且能较好的测算对于统计数据不够详尽的样本，是一种较为常用的测算方法。不仅有根据不同地利用类销的碳排放系数进行测算的，也有运用化石能源的碳排放系数进行测算的，也有两者相结合的。李颖等运用不同土地土地利用类型的碳排放系数法对江苏省不同土地利用类型的碳排放效应进行了分析；赵荣钦和黄贤金构建能源消费的碳排放模型分析了江苏省2003-2007年土地利用碳排放与碳足迹；张乐勤等在研究安徽省近15年建设用地变化对碳排放效应时，也是用能源碳排放系数法进行碳排放测算的。赵敏等估算了上海市1994-2006年能源消费碳排放，运用的是IPCC（2006）中碳排放指南中的计算公式和碳排放系数缺省值。肖红艳等则是结合利用不同土地利用类型的碳排放系数以及不同能源的碳排放系数来计算分析重庆市1997-2008年土地利用变化的碳排放效应。
当然也有应用其他方法进行碳排放测算的。
2.2碳排放影响因素分析的研究
对于碳排放影响因素的研究中，不同的学者采用了不同的方法，同时因为研究角度的不同和研究区域及时间的不同，研究的碳排放影响因素也不同。
Zhang（2000）研究的是中国1980年至1997年的碳排放增长，其采用的方法是对数差分方法分析，研究表明，中国在节能减排中并没有搭便车;。李齐云等基于最小二乘法建立了STIRPAT模型，定量分析了我国19782008年的碳排放，结果表明，人口、人均实际GDP和能源效率都不同程度地影响碳排放。魏巍贤等（结合内生增长理论和环境污染模型，以19972007年中国省市的数据实证研究了中国碳排放的影响因素，尤其是技术进步对于碳排放的影响，技术进步可抑制碳排放，同时技术进步对碳排放的影响表现出区域差异性。凤振华等采用LCA方法，研究了中国不同收入水平居民的二氧化碳排放量，研究结果表明，城乡居民的碳排放现实有差异，同时城乡居民有不同的碳排放源。研究全球二氧化碳排放量与人口之间关系，结果表明虽然两者不存在长期的均衡关系，但是人口增长导致了是全球二氧化碳增长。刘扬和陈劭锋应用方程从理论上分析了经济增长与碳排放关系，发现碳排放强度、人均碳排放量和碳排放总量个的变化趋势呈现倒;型曲线，指出应根据不同的实际发展阶段，确定发展低碳经济或应对气候变化相应的重点和目标。王中英等则是采用相关分析法研究了我国国内生产总值的增长与碳排放的关系，表明二者之间相关性较强。我国温室气体排放增加的主要原因是由于经济增长方式过分依赖于投资及第二产业在经济结构中的比例过高。邹秀萍等分析了中国个省市区的碳排放量与经济发展水平、产业结构和能源效率之间的关系，研究发现各地碳排放总量与经济发展水平和能源强度之间呈现倒U;型曲线关系，与第二产业产值比重之间则是倒N;形曲线关系。张雷研究了经济增长和能源消费对碳排放的影响，结果表明经济结构和能源消费结构的多元化最终会促进低碳发展。
3相关概念与理论基础..12
3.1相关概念.....12
3.1.1碳源和碳汇.......12
3.1.2土地利用碳排放.....12
4武汉市土地利用碳排放时序特征分析...20
4.1土地利用碳排放核算方法.......20
4.2土地利用碳排放总体时序特征分析......23
5武汉市土地利用碳排放影响因素分析.......30
5.1因素分解模型与方法.....30
5.2数据來源与处理......32
6主要结论与政策提议
6.1主要结论
（1）本文根据IPCC温室气体排放清单的能源碳排放系数计算建设用地碳排放量，根据已有研究数据估算其他地类碳排放量，由此得到武汉市2002-2021年历年各地类的碳排放量。研究发现，武汉市历年建设用地碳排放量与历年净碳排放的变化趋势一致，两者同时与2021年达到峰值。建设用地碳排放量的变化趋势决定了武汉市净碳排放量的变化趋势。
（2）根据LMDI因素分解法，将武汉市历年间碳排放量分解为单位土地碳排放强度、土地利用结构、单位GDP用地强度、人均GDP和人口规模五个因素，建立了土地利用变化和碳排放之间的数量关系。研究结果表明，人均GDP因素、土地利用结构和人口规模因素是城市碳排放的拉动因素，其中，人均因素对碳排放影响最大，研究期内累计贡献值达到3146.28万吨；土地利用结构次之，为865.77万吨；而人口规模因素相对较小，仅为125.15万吨。单位GDP用地强度和单位土地碳排放强度是碳减排的促进因素，其中单位GDP用地强度对碳减排促进极大，单位土地碳排放强度相对较小，但是其在整个研究期内波动较大。
（3）根据研究期内与土地相关的各因素的历年的贡献值和贡献率的变化规律，可以发现：武汉市土地利用结构的单向农转非变化是碳排放增长的重要原因；减小土地碳排放强度可以有效减少城市碳排放量，短期内通过减少化石能源消费量能起到碳减排的效果，但是从长期看单纯抑制化石能源消费量并不利于武汉市经济发展；减小单位GDP用地强度对城市碳减排作用显著，但是研究期内历年单位GDP用地强度贡献率是一条平缓的折线，单位GDP用地强度的减小依赖于技术的革新和产业的升级，这是一个长期的过程。
7研究展望
结合本文可能的不足之处，做出如下研究展望：
（1）扩展研究时间序列。搜集2002年以前至少10年的数据对研究的时间序列进行扩展，可以对比研究武汉市21世纪前后的土地利用碳排放的变化特征，更全面地反映武汉市土地利用碳排放的时序特征。
（2）尽管本文在核算武汉市土地利用碳排放时考虑了能源消费，但是在土地利用碳排放影响因素分解时，并未将能源消费直接纳入分解体系。为全面分析土地碳排放影响因素，最好将能源消费与土地因素均纳入分解体系，更全面地分析武汉市土地利用碳排放影响因素。
参考文献（略）