本文關鍵詞：武漢城市圈碳氧平衡評價及區(qū)域差別化土地利用調控研究

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【摘要】：工業(yè)革命以來,伴隨著城市的快速擴張和人口急劇增長,人類活動尤其是大量化石能源的燃燒和頻繁的土地利用轉換活動引起大氣層碳的過度積累,打破了森林、濕地等主要生態(tài)系統(tǒng)所維持的碳氧平衡狀態(tài),導致全球氣溫升高及其他一系列環(huán)境問題。面對這一全球性問題,各國政府已就降低碳排放和發(fā)展低碳經濟達成了共識,并提出了技術減排、經濟手段減排和公共政策減排共3個方面的減排措施。論文立足于“人類土地利用活動與區(qū)域碳氧循環(huán)之間的關系”這一核心,通過深入分析碳氧循環(huán)中“釋碳耗氧”和“固碳釋氧”兩個過程中,人類活動和生態(tài)用地的碳源、碳匯作用,從土地利用調控的視角探索推動區(qū)域碳氧平衡狀態(tài)改進的有效路徑。論文認為:(1)我國尚處于快速城鎮(zhèn)化時期,相對于大幅碳減排而言,從“減碳源”和“增碳匯”兩方面入手通過增加碳匯沖抵碳排放指標的低碳發(fā)展路徑具有較低經濟成本和可行性。(2)由于生態(tài)功能的空間外溢特性,區(qū)域之間存在著頻繁的生態(tài)系統(tǒng)功能交換,故區(qū)域碳氧平衡是一種相對平衡而非絕對平衡。因此,可根據(jù)各區(qū)域的經濟發(fā)展階段和生態(tài)資源稟賦,設置區(qū)域差別化的減碳和增匯目標,以期在維持區(qū)域總體經濟發(fā)展速度的前提下,盡量消減區(qū)域人類活動對碳氧循環(huán)的影響,使其盡快恢復到碳氧平衡狀態(tài)。由此,論文構建了區(qū)域碳氧平衡評價模型,以武漢城市圈為例,評價了在2000年到2013年期間,城市圈內9個地區(qū)的人類活動引起的釋碳耗氧量與生態(tài)用地的固碳釋氧量之間的平衡關系及其變化趨勢,并分析了碳排放的主要影響因素;在此基礎上,以2013年為基期年且2020年為目標年,分析了通過優(yōu)化土地利用結構在目標年實現(xiàn)武漢城市圈總體碳氧平衡的可行性,研究結果表明:(1)2000年至2013年,武漢城市圈的釋碳耗氧總量呈不斷上升態(tài)勢:釋碳量從3718.53萬噸上升到11312.66萬噸,耗氧量從9328.42增加到27988.96萬噸,同期城市圈生態(tài)用地的固碳釋氧總量卻不斷下降。武漢城市圈總體的碳氧平衡狀態(tài)逐步逼近平衡邊界,各分區(qū)之間釋碳耗氧量差距顯著:武漢、黃石和鄂州已先后突破碳平衡以及氧平衡狀態(tài),其它地區(qū)尚能維持碳平衡或氧平衡狀態(tài),區(qū)域之間的碳源/碳匯功能差異顯著。(2)碳排放因素分析結果顯示:土地利用變化特別是建設用地的增加、經濟發(fā)展和人口規(guī)模因素是主要的碳排放影響因素:2000年到2013年期間,三者共導致了17895.09萬噸的碳排放,其貢獻率分別為25.64%、73.18%和1.18%;能源結構的優(yōu)化和能源效率的提高對碳排放具有抑制作用,13年間共減少了10300.96萬噸碳排放,二者分別貢獻了47.38%和52.62%。(3)多目標線性規(guī)劃模型運算結果顯示,如果要達到武漢城市圈總體經濟最優(yōu)和碳氧平衡的雙目標,相對于2013年而言,2020年建設用地需減少57472公頃;標準生態(tài)用地需增加179155公頃;固碳釋氧量比2013年分別高出152.28萬噸和405.43萬噸。生態(tài)效益提高了25.71億元,但經濟效益下降了135.54億元,因此綜合效益有所下降。(4)為了平衡生態(tài)效益和經濟效益之間的關系,參照多目標模型運算結果,結合主體功能區(qū)規(guī)劃將武漢城市圈總體的土地利用結構調控目標分解到各分區(qū)。其中將各分區(qū)劃分為碳平衡區(qū),碳總量控制區(qū),碳匯功能區(qū)和低碳優(yōu)化區(qū),并基于“土地利用活動的碳源碳匯作用”提出區(qū)域差別化的“增匯減源”的土地利用調控對策。
【關鍵詞】：碳氧平衡 土地利用調控 區(qū)域差別化 武漢城市圈
【學位授予單位】：華中農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X321;F299.23
【目錄】：

• 中文摘要8-10
• Abstract10-12
• 1 緒論12-24
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 研究目的和意義13-15
• 1.2.1 研究目的13-14
• 1.2.2 研究意義14-15
• 1.3 國內外研究進展15-22
• 1.3.1 土地利用與碳氧循環(huán)的關系15-17
• 1.3.2 土地利用結構優(yōu)化配置17-19
• 1.3.3 差別化土地利用管理19-21
• 1.3.4 研究評述與總結21-22
• 1.4 主要研究思路和技術路線22-24
• 1.4.1 研究內容及方法22-23
• 1.4.2 技術路線23-24
• 2 理論基礎及相關概念24-29
• 2.1 理論基礎24-26
• 2.1.1 區(qū)域發(fā)展觀理論24-25
• 2.1.2 可持續(xù)發(fā)展理論25
• 2.1.3 系統(tǒng)理論25-26
• 2.2 相關概念26-29
• 2.2.1 生態(tài)用地26-27
• 2.2.2 碳氧平衡27
• 2.2.3 土地利用調控27-28
• 2.2.4 土地利用計劃差別化管理28-29
• 3 研究區(qū)碳氧平衡評價及碳排放因素分析29-52
• 3.1 研究區(qū)概況29-34
• 3.1.1 地理位置29-30
• 3.1.2 自然資源狀況30
• 3.1.3 社會經濟狀況30-31
• 3.1.4 土地利用與生態(tài)環(huán)境狀況31-34
• 3.2 數(shù)據(jù)來源及研究時間34-35
• 3.3 研究區(qū)釋碳耗氧測算與分析35-41
• 3.3.1 碳氧平衡法35
• 3.3.2 釋碳耗氧量的測算方法35-37
• 3.3.3 研究區(qū)釋碳量的測算結果分析37-39
• 3.3.4 研究區(qū)耗氧量的測算結果分析39-41
• 3.4 研究區(qū)固碳釋氧量的測算41-45
• 3.4.1 測算方法41
• 3.4.2 固碳釋氧系數(shù)修正41-43
• 3.4.3 測算結果分析43-45
• 3.5 研究區(qū)碳氧平衡狀態(tài)評價45-47
• 3.5.1 評價方法45
• 3.5.2 研究區(qū)碳平衡和氧平衡的評價45-47
• 3.6 研究區(qū)碳排放影響因素分解的LMDI模型47-51
• 3.6.1 模型概述47
• 3.6.2 因素分解模型的構建47-48
• 3.6.3 研究區(qū)碳排放影響因素的分解研究48-51
• 本章小結51-52
• 4 土地利用結構優(yōu)化及碳氧平衡可行性分析52-62
• 4.1 研究區(qū)生態(tài)用地需求分析52-54
• 4.1.1 灰色GM（1,1）模型概述52-53
• 4.1.2 基于灰色GM（1,1）模型的釋碳耗氧量預測53
• 4.1.3 目標年研究區(qū)生態(tài)用地的需求53-54
• 4.2 模型構建54-58
• 4.2.1 優(yōu)化方法54-55
• 4.2.2 多目標規(guī)劃模型的構建55
• 4.2.3 決策變量設置55-56
• 4.2.4 約束條件設置56-57
• 4.2.5 目標函數(shù)的構建57-58
• 4.3 武漢城市圈土地利用結構優(yōu)化58-60
• 4.3.1 模型求解58-59
• 4.3.2 優(yōu)化結果分析59-60
• 4.4 研究區(qū)碳氧平衡可行性分析60-61
• 本章小結61-62
• 5 總體碳平衡導向下的區(qū)域土地差別化利用調控對策62-73
• 5.1 碳收支目標分區(qū)原則及指標62-64
• 5.1.1 武漢城市圈碳收支目標分區(qū)原則62
• 5.1.2 碳收支目標分區(qū)指標62-64
• 5.2 武漢城市圈各指標測算64-66
• 5.2.1 碳強度的測算與分析64-65
• 5.2.2 碳排放經濟貢獻系數(shù)的測算與分析65
• 5.2.3 碳生態(tài)承載系數(shù)的測算與分析65-66
• 5.3 基于碳收支分區(qū)的土地差別化利用目標66-70
• 5.4 總體碳氧平衡導向下的區(qū)域差別化土地調控對策70-73
• 5.4.1 土地利用結構調控的增 匯‖減 源‖70-71
• 5.4.2 提升碳匯區(qū)的固碳釋氧能力71-72
• 5.4.3 降低碳源區(qū)單位GDP的碳排放72-73
• 6 研究結論與展望73-76
• 6.1 研究結論73-74
• 6.2 研究不足及展望74-76
• 6.2.1 研究不足74
• 6.2.2 研究展望74-76
• 參考文獻76-82
• 攻讀碩士學位期間參與科研及發(fā)表論文82-83
• 致謝83-84

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本文編號：1039739