郎 青

(伊犁师范大学生物与地理科学学院 新疆 伊宁 835000)

目前国内外学者对土地利用碳排放的研究主要集中在土地利用碳排放核算、机理、效应和影响因素等方面[1-7]。而基于县域单元的具体化碳收支研究相对较少，同时县域作为我国经济社会发展的基础单元，开展土地利用碳收支研究有助于细化评估区域碳减排压力，促进区域经济低碳发展。本文以杭州市为研究案例，基于县域空间视角，探索土地利用碳收支的空间特征。

一、数据来源

地区生产总值数据来源于《杭州统计年鉴2016》，能源消耗数据来源于《中国能源统计年鉴》和《杭州统计年鉴2016》。杭州市土地利用类型数据来源于2015年TM遥感影像解译，将土地利用类型分为建设用地、耕地、林地、草地、水域和未利用地6种，利用ArcGIS10.2软件统计各用地类型的面积。

二、研究方法

(一)土地利用强度

根据土地利用类型及其面积，计算土地利用强度。应用马劲松的南京市土地利用强度指数异质性研究方法将未利用地、林草水域用地、耕地、建设用地分别取1、2、3、4。

(二)碳收支核算

1.碳排放与碳吸收核算

根据《浙江省市县温室气体清单编制指南》提供的方法，即《IPCC国家温室气体清单指南》中的优良方法二对碳排放进行测算，通过各县域单元三次产业GDP占全市三次产业GDP的比值乘以全市碳排放量来求得各县域单元碳排放量。第一产业碳排放除了生产中投入的化石能源消耗造成的碳排放，还包括稻田甲烷排放、动物肠道发酵甲烷排放、动物粪便管理甲烷排放和动物粪便管理氧化亚氮排放。

2.碳排放经济贡献及碳吸收补偿

利用碳排放经济贡献系数、碳吸收补偿系数及碳生态承载系数分别用来表示县域单元在研究区内的碳排放经济效率(ECCi大于1表明该县域单元的碳排放经济效率较高，小于1表明该县域单元的碳排放经济效率较低)、碳吸收能力的大小及碳吸收能力的相对大小(ESCi大于1表示该县域单元的碳吸收能力较强，对全市的碳排放具有积极的吸收作用，ESCi小于1则表示该县域单元吸收能力较弱，对全市碳排放的吸收具有负面作用)。

三、结果与讨论

(一)杭州市碳源碳汇土地利用状况

研究结果表明，杭州市碳源面积为4097.09km2与碳汇面积为12606.45，分别占土地总面积的24.53%、75.47%。碳源用地以耕地为主，建设用地次之。其中耕地面积2941.57km2，建设用地1155.53km2，分别占土地总面积的17.61%、6.92%。碳汇用地以林地为主，水域、草地、未利用地次之，其中，林地面积11356.05km2，占土地总面积的67.97%，水域、草地和未利用地面积分别为865.35km2、379.16km2、5.89km2，占土地总面积的比例分别为5.2%、2.3%、0.35%。总之，杭州市的碳汇面积大于碳源，林地占土地总面积的比例最高，具有很高的碳汇能力和开发潜力。

杭州市县域单元碳源碳汇用地空间分异明显，杭州市东北部与西南部区域的碳源面积都大于碳汇面积。各县域单元的建设用地面积为16.7km2-261.26km2，耕地面积为0.87km2-715.14km2，林地面积为4.21km2-3447.34km2，水域面积为0.3km2-457.93km2，草地面积为0.18km2-139.68km2，未利用地面积为0.06km2-2.71km2，分别占土地总面积的0.87%-96.1%、2.9%-51.9%、0%-84.28%、0.53%-18.14%、0%-4.15%、0%-0.44%。

(二)杭州市土地利用强度分析

杭州市土地利用强度较大，各县域单元的土地利用强度的空间差异大，呈现东北高西南低的分布特征。2015年，杭州市全市的土地利用强度为2.31，各县域单元的土地利用强度为2.08-3.95，中心城区土地利用强度最高，为3.28-3.95，周围城区的土地利用强度次之，为2.33-2.89，西南部土地利用强度最小，为2.09-2.21。

土地利用强度及其变化的空间分布特征受到自然、社会和政策等多方面因素的影响，杭州市东北部为沿海平原，具有地形交通等方面的优势，社会发展条件优越，中心城区如上城区、下城区、江干区、滨江区和拱墅区是杭州市的政治、经济、文化中心，劳动力和资本等生产要素高度集中，且这些县域单元的面积较小，土地资源紧缺，因此开发强度高，碳源面积大于碳汇面积。中心城区周围的余杭区、萧山区、富阳区等受中心城区辐射，土地利用强度及碳源面积比例也比较高。杭州市西南部主要是山地河谷地貌，是主要的粮食及经济作物产区和自然保护区，碳汇林地比例很高，土地利用强度较低，碳汇面积比例较高。

(三)杭州市土地利用碳收支、碳补偿和碳经济贡献空间特征

1.杭州市土地利用碳收支

研究显示，杭州市净碳排放总量为3.91×107t，其中碳源排放量为4.19×107t，碳汇吸收量为2.76×106t，碳补偿率为6.6%，碳源排放远远多于碳汇吸收。从碳源碳汇用地类型的组成来看，建设用地碳排放4.43×107t，耕地碳排放1.75×106t，分别占总排放量的96.21%、3.79%，建设用地碳排放远远多于耕地碳排放。林地碳吸收2.68×106t，占碳汇总量的96.73%，其他碳汇用地吸收较少。总之，杭州市碳汇吸收补偿率低，碳源排放主要为建设用地，碳汇吸收主要为林地。

杭州市净碳排放量呈现东北高、中心城区及西南低的空间特征，单位土地碳排放呈现东北高西南低，中心城区最高的空间特征，与净碳排放量的空间格局略有不同，主要表现在中心城区的净碳排放量相对较少而单位土地碳排放最高，这说明中心城区如下城区、拱墅区和江干区在其自身土地资源条件下的碳排放已经达到饱和状态，城市扩张和经济要素的集中主要在土地资源相对较多、土地开发强度相对较低和区位条件相对较好的余杭区、萧山区、滨江区等县域单元进行。

2.杭州市县域空间碳补偿和碳排放经济贡献

杭州市全市的县域空间碳吸收补偿系数和碳生态承载系数都呈现西南高、东北低的空间特征。其中，杭州市县域碳吸收补偿系数在0.000018-0.73之间，碳生态承载系数在0.00027-11.12之间，说明杭州市县域碳吸收补偿系数和生态承载系数的空间差异很大。淳安县的碳吸收补偿系数和碳生态承载系数最高，原因在于淳安县的林地、水域等碳汇用地面积大，占土地总面积的比例高，碳汇能力强，碳源能力最强的建设用地面积较小，占土地总面积的比例低，碳源能力相对不强，并且以旅游业、林业等低碳产业为主的产业结构也使其碳吸收补偿率和生态承载力较高。下城区的碳吸收补偿系数和生态承载系数最低，原因在于下城区的土地利用强度大，碳源能力最强的建设用地占土地总面积的比例最高，林地、水域、草地等碳汇用地占土地总面积的比例很小。

杭州市县域单元的碳排放经济贡献系数呈现东北中心城区和西南高，其他县域单元较低的空间特征，中心城区的下城区、江干区、拱墅区、西湖区和西南的淳安县的碳排放经济贡献系数大于1，其县域单元小于1，说明下城区、江干区、拱墅区、西湖区和淳安县的碳排放经济效益高，其他县域单元的碳排放经济效益较低。

根据碳排放的经济贡献系数和碳生态承载系数的关系，将杭州市分为4种区域。

区域类型碳排放生态承载力碳排放经济贡献系数一区﹥1﹥1二区﹥1﹤1三区﹤1﹥1四区<1﹤1

一区为淳安县。淳安县对全市的碳汇贡献最大，同时碳排放的经济效率也较高，说明淳安县在碳汇用地保护和低碳经济发展方面成效明显。淳安县的林地、水域和草地的面积很大，占土地总面积的比例高，具有很强的碳汇能力。淳安县定位旅游城市，旅游业的发展依托境内良好的自然生态环境，具有一定的低碳经济发展优势。因此，淳安县应在保持较强碳汇能力的基础上，继续推动低碳产业的发展。

二区包括富阳区、桐庐县、建德市和临安区。这类区域虽然碳生态承载力较高，但碳排放的经济贡献较低，区域内的主导产业具有高碳排放的特征，因此，如何推动经济发展低碳化，发挥碳汇资源的最大减排价值，使得碳汇资源与经济发展相协调，是这一区域经济发展低碳化的关键。

三区包括下城区、江干区、拱墅区和西湖区。这类区域虽然碳生态承载力较低，但碳排放经济贡献较高，区域以高新技术产业、文化产业等低碳排、高产出的产业为主，如何通过自身的低碳产业优势带动周围县域单元经济发展低碳化是这一区域以后发展的目标和任务。

四区包括上城区、萧山区、滨江区和余杭区。这类区域碳排放的经济效益和碳生态承载力均较低，萧山区、余杭区等是杭州市的主要工业区，建设用地面积大，占土地总面积比例大，土地利用强度大，因此既要保护碳汇资源，也要积极进行技术革新，推动产业结构升级，吸引高新技术产业入驻，发展文化创意产业等，促进经济社会与生态环境协调发展。

四、结论

杭州市碳汇面积大于碳源面积，碳汇面积占土地总面积的75.47%，其中林地面积最大，占土地总面积的67.97%，碳源面积占总面积的24.53%，其中耕地面积最大，占土地总面积的17.61%，建设用地次之。杭州市碳源碳汇用地空间分异明显，西南山地碳汇用地比例高，东北平原碳源用地比例高。杭州市土地利用强度较大，区域差异明显，表现为东北土地利用强度大，西南土地利用强度小。

杭州市碳排放量大，碳吸收补偿率低，碳源用地以建设用地为主，碳汇用地以林地为主。各县域单元碳排放呈现东北高、西南低的空间特征。杭州市的碳排放经济贡献系数呈现东北中心城区和西南高，其他县域单元较低的空间特征。根据碳经济补偿系数和碳生态承载力将杭州市分为四类区域，并提出不同的低碳发展建议。