作為我國重要的農(nóng)耕文明發(fā)源地,維持黃河流域碳平衡,對區(qū)域綠色低碳可持續(xù)發(fā)展起著重要作用。黃河下游背河洼地區(qū)(開封段)是河南省重要的耕地后備資源區(qū),是糧食生產(chǎn)能力建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域。在當(dāng)前人口增加、耕地減少的情況下,不可合理的區(qū)域土地利用不僅導(dǎo)致了資源浪費(fèi),也對區(qū)域整體碳環(huán)境產(chǎn)生重要影響,對區(qū)域未來可持續(xù)發(fā)展造成了極大損害。因此,本研究以黃河下游背河洼地區(qū)(開封段)土地利用碳排放為研究對象,運(yùn)用碳排放系數(shù)模型、CASA模型、碳足跡模型、碳承載力模型、多種土地利用動(dòng)態(tài)模型及線性規(guī)劃模型對1990、2001、2008和2016年背河洼地區(qū)(開封段)土地利用碳排放進(jìn)行估算,估算內(nèi)容包括保持土地利用碳排放、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移土地利用碳排放、土地利用凈碳收支量及未來區(qū)域土地利用碳排放優(yōu)化。在評估區(qū)域土地利用碳排放的基礎(chǔ)上,對黃河下游背河洼地區(qū)(開封段)碳排放視角下的未來土地發(fā)展提供對策和建議,以促進(jìn)區(qū)域未來低碳經(jīng)濟(jì)建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展。研究結(jié)論如下:(1)1990-2016年,黃河下游背河洼地區(qū)(開封段)土地利用凈碳排放量整體呈現(xiàn)逐年上升的變化趨勢,不同土地利用類型碳排放差異較大,建設(shè)用地碳排放年均增幅為31.31%,因而建設(shè)用地?cái)U(kuò)張是導(dǎo)致背河洼地區(qū)(開封段)土地利用凈碳排放量增加的主要原因;(2)黃河下游背河洼地區(qū)(開封段)土地利用碳排放強(qiáng)度由1990年的41.60t/km~2上升到2016年的513.70t/km~2;研究期間,碳足跡上升了15.21hm~2,年均增幅為2.64%;2016年背河洼地區(qū)(開封段)碳排放承載力上升至12.15,說明區(qū)域環(huán)境受到人類的擾動(dòng)較大,區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的碳排放能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碳吸收能力,生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程壓力較大;(3)研究期間,黃河下游背河洼地區(qū)(開封段)凈碳排放變化量為626855.22噸,保持用地類型的碳排放變化量為173831.88噸,土地利用類型轉(zhuǎn)換的碳排放變化量為453019.56噸;背河洼地區(qū)(開封段)碳源變化量為684682.69噸,碳匯變化量為57827.47噸,碳匯量可抵消8.45%的碳源量。轉(zhuǎn)變土地類型的碳排放對碳源量的貢獻(xiàn)率為66.17%,因而土地轉(zhuǎn)變過程是碳排放增加的主要原因;(4)2020年、2030年、2040年背河洼地區(qū)(開封段)碳排放總量分別為86.90萬噸、86.51萬噸、86.23萬噸。碳吸收總量呈逐年上升趨勢,其中農(nóng)作物產(chǎn)量的不斷增加和農(nóng)藥化肥投入的減少是造成耕地碳吸收增加的主要原因。就碳排放視角下的土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化而言,生態(tài)用地的增加和單位面積碳排放量的減少是區(qū)域未來碳排放下降的主要原因。
【學(xué)位單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：F301.24;X24
【部分圖文】：

3.1 研究區(qū)概況根據(jù)開封市自然資源局提供的資料顯示，開封黃河下游背河洼地（114.8507334.861734°N）（見圖 3-1）西起開封市回回寨，東至山東省曹縣交界的蘭考縣許河北至黃河大堤南岸，南至蘭考縣全境內(nèi)，寬度范圍約為 1-23km，東西橫距 95km，積約為 1327.86km2。背河洼地與一般的河流沖積扇或沖積平原不同，因多次泛濫改形成了多沉積相、多沖積或洪積頂點(diǎn)的復(fù)雜沖積平原形態(tài)。這一區(qū)域?yàn)楹幽鲜「刭Y源范圍，具有基礎(chǔ)條件好、現(xiàn)狀水平高、增產(chǎn)潛力較大，集中連片的特點(diǎn)，又處食核心區(qū)的主體范圍，是糧食生產(chǎn)能力建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域。由于近年來人類開發(fā)程度斷加大，區(qū)域土地利用方式發(fā)生極大改變，進(jìn)而影響了區(qū)域整體碳功能的良性循環(huán)河下游背河洼地區(qū)（開封段）整體碳功能良性循環(huán)的下降，將對區(qū)域未來發(fā)展造成阻礙。因此，正確認(rèn)識(shí)背河洼地區(qū)（開封段）土地利用碳排放的重要性，將對促進(jìn)區(qū)發(fā)展，提升整體碳功能具有重要意義。

3.2.2 數(shù)據(jù)處理（1）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)完備的基礎(chǔ)上，對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理是數(shù)據(jù)挖掘的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。由于不同指標(biāo)具有不同的量綱單位，在進(jìn)行統(tǒng)一后，對不同量綱指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以增加不同類別數(shù)據(jù)間的可比性。（2）空間數(shù)據(jù)可視化處理首先對遙感影像進(jìn)行幾何校正與輻射校正，并對影像進(jìn)行整飾，在此基礎(chǔ)上對遙感影像進(jìn)行解譯。選用遙感目視解譯對黃河下游背河洼地區(qū)（開封段）的土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯，并將解譯結(jié)果進(jìn)行實(shí)地校驗(yàn)。根據(jù)研究區(qū)實(shí)際情況，將黃河下游背河洼地區(qū)（開封段）土地利用劃分為耕地、林地、水域、建設(shè)用地、未利用地等 5 類，并以柵格形式進(jìn)行保存。在遙感解譯的基礎(chǔ)上，考慮黃河下游背河洼地區(qū)（開封段）的實(shí)際面積大小及不同指標(biāo)數(shù)據(jù)源的差異，將所有柵格重采樣為 100 m×100 m。將土地利用數(shù)據(jù)與其他空間數(shù)據(jù)均納入統(tǒng)一的坐標(biāo)系當(dāng)中。（見圖 3-2）。

圖 4-1 1990-2016 年背河洼地區(qū)（開封段）農(nóng)業(yè)資本投入碳排放算不同農(nóng)資投入類型對背河洼地區(qū)（開封段）農(nóng)資投入總碳排放量的貢獻(xiàn)其中，氮肥對背河洼地區(qū)（開封段）農(nóng)資投入碳排放總量的貢獻(xiàn)率最大為 磷肥和耕作耗能，其貢獻(xiàn)率均分別為 8.95%和 5.93%，農(nóng)藥、農(nóng)膜、灌溉貢獻(xiàn)率分別為 4.50%、2.86%、1.93%和 1.17%。其主要?dú)w因于兩個(gè)方面，地區(qū)（開封段）人口不斷增長導(dǎo)致對糧食的需求日益上漲，此外，隨著農(nóng)多樣化，化肥可以大大提高土地生產(chǎn)力。同于背河洼地區(qū)（開封段）農(nóng)資投入碳排放總量呈平緩上升的變化趨勢，開封段）不同農(nóng)資投入類型所產(chǎn)生碳排放量的變化差異較大。其中農(nóng)膜的大為 32.72%，其次為鉀肥，年均變化率為 13.18%，磷肥、氮肥、農(nóng)藥、作耗能的年均變化率分別為 12.43%、12.32%、8.36%、1.63%、和 0.55%約是最小變化率的 60 倍。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2831903