郑州市不同土地利用方式对碳排放影响分析

都义娟

（河南大学，河南开封 475004）

郑州市不同土地利用方式对碳排放影响分析

都义娟

（河南大学，河南开封 475004）

利用河南省郑州市2004-2014年土地利用及能源消耗数据，对郑州市碳排放进行估算。结果表明，2004-2014年郑州市碳排放增加趋势明显，建设用地是主要的碳源，林地是主要的碳汇。同时，根据结果提出关于减少碳排放的几点建议，以期为郑州市未来发展低碳城市以及未来的土地利用规划等提供一定的参考。关键词：土地利用；碳源；碳汇；能源消耗；郑州市

随着CO2等温室气体浓度越来越高，人们越来越重视碳排放问题，因此目前碳排放研究已成为一个热点问题［1］。人类活动对土壤碳蓄积量和碳通量的影响远远超过自然变化影响的速率和程度，土地利用的变化导致碳素从陆地生态系统源源不断地释放到大气中，是大气二氧化碳浓度持续攀升的主要原因。

以河南省郑州市为例，笔者主要基于遥感数据、土地利用/覆被数据和碳排放估算模型，计算分析2004-2014年郑州市的土地利用/覆被变化的碳排放效应，并对其碳排放效应的时空特征进行分析，以期为郑州市有效发展低碳经济及土地利用规划编制等提供一定的参考。

1 研究区概况

郑州市，简称“郑”，是河南省省会，地处华北平原南部，黄河下游（112°42′～114°13′E，34°16′～34°58′N），东西宽166km，南北长75km，北临黄河，西依嵩山，东南为广阔的黄淮平原，东面是七朝古都东京开封市，西面为十三朝古都洛阳市，南面是许昌市，北面为焦作市和新乡市。截至2016年，郑州市区共7区5市1县，郑州市面积很大，总土地面积为7 446.2 km2。以2014年11月1日0∶00为标准时点进行的人口普查结果可知，郑州市人口密度很大，常住人口为8 634 575人，人口密度居全国省会城市第二位，仅次于广东省广州市。

2 研究方法与数据来源

2.1 数据来源

郑州市的土地利用类型数据主要来自于遥感解译，解译数据为2004年和2014年单位GDP能耗数据，各产业GDP总量数据来自于《郑州市统计年鉴》，以及部分来自于《河南省统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》。

2.2研究方法

2.2.1 TM卫星影像解译。在GIS等地学处理软件及ERDAS等遥感系列软件的支持下，对TM卫星影像进行图像增强、校正、配准、解译处理，并对遥感影像进行再分析得出土地利用现状。以国家土地资源分类系统和编码标准为基准，并且进行精确的野外实地确认，以提取出不同的土地利用类型，并计算出各土地类型的面积。笔者仅提取四大主要的土地利用类型：耕地、草地、林地、建设用地。

2.2.2 碳源碳汇估算。在陆地生态系统中，草地、耕地、林地、水域等生态系统中各类植被是碳的主要吸收者，建设用地和耕地是主要的碳排放者，本文就这几大类进行碳源与碳汇的研究。各类土地类型碳源碳汇值见表1和图1。

表1河南省郑州市主要土地利用方式碳排放量测量结果

图1 河南省郑州市碳排放与碳吸收对比关系

3 结果与分析

从表1中可以看出，2004-2014年郑州市的碳排放总量呈现出明显的上升趋势，郑州市建设用地的碳排放总量增加了约2.52倍。此外，建设用地碳排放强度也在变化。与此同时，林地和草地的碳吸收量有所减少，从而导致郑州市的碳排放总量增加了约3.09倍。土地利用第二大碳源是耕地，由于耕地面积的持续减少，使得耕地的碳排放总量也有所下降，但这并不足以抵消碳排放总体增长的趋势。从图1中可以更加直观清楚地看出，碳排放总量快速增加，而碳吸收量却变化不大，最终导致两者之间的差距越拉越大。

4 结语

表1显示，碳源的主体为建设用地，其碳排放强度明显大于其他类型土地利用方式。河南省在工业化、城镇化的推进进程中，建设用地得到进一步扩张，导致碳排放量的增加。虽然林地的碳汇能力较强，但由于河南省作为一个农业大省，耕地资源较为丰富，应充分利用耕地的碳汇潜力。总体而言，河南省土地利用碳汇总量小于碳源总量，碳源能力大于碳汇能力，碳排放强度较大，而吸收能力较弱。

4.1 减少碳排放的建议

4.1.1 巩固植树造林、退耕还林成果，加强现有林地经营管理。河南省退耕还林工程造林面积取得了十分显著的生态、经济和社会效益，但也存在着一些不可忽视的问题：荒山荒地植树造林后，由于滥砍滥伐、放牧、火烧、干旱等原因，林地存活率不高；因树种选择不当和后期的维护问题，部分退耕地效果不理想；占用、毁坏造林地后，不能及时补充。以上问题说明，只有对已有林地进行长期有效的管理，才能真正提高其碳密度，增强森林的碳汇效益。

4.1.2 城市用地多层化，有效利用上层空间。中部城市地势平坦，在土地利用上具有很大优势，在高层建筑、地下建筑、建筑容积率等方面都可以挖掘巨大的潜力。因此，可以利用地下和地上的空间发展生活娱乐、办公、交通、水电及其他公共服务设施，将城市土地进行立体化开发，高效地利用现有土地面积。此外，还可以使城市商业区、服务区更加集中，方便城市人们的生产生活，更有利于重大基础设施项目、社会公益事业、重大技改项目的发展。

4.1.3 有效利用能源。提高能源的利用效率能极大地降低碳排量，为了使城市的经济增长方式由粗放的耗能转变为可持续的节约型，就要尽可能提高能源利用率，减少煤炭、石油等不可再生资源在能耗结构中的比重，多多开发风能、水能、太阳能等经济的清洁型能源，大力调整能源结构，优化能源利用率。

4.2 不足与展望

本文得出的结论虽然在某些方面可以为相关部门进行城市未来布局提供一些建议，但仍存在一些有待改进的地方。例如，TM卫星影像的分辨率不高，解译数据存在一定的误差，散落的较难识别的植被并没有参与到计算中，对估算结果会造成一定影响；文中的土地利用类型只涉及到几种主要的土地利用类型，并不全面，对水域、滩涂等对碳源汇造成一定影响的因素并未进行分析；在估算模型中，所运用的系数为经验数据，精度存在考究，这些都不可避免地为分析结果带来影响。学者可以以此为鉴进一步完善分析方法，为城市的可持续发展贡献自己的力量，将城市建设成低碳节能的环保型家园，从而为世界上更多的城市未来规划作出榜样。

［1］柳梅英，包安明，陈曦，等.近30年玛纳斯河流域土地利用/覆被变化对植被碳储量的影响［J］.自然资源学报，2010（6）：926-938．

Analysis on the Impact of Different Land Use Patterns on Carbon Emission in Zhengzhou City

Du Yijuan
（Henan University，Kaifeng Henan 475004）

Based on the data of land use and energy consumption in Zhengzhou city of Henan Province during 2004-2014,the carbon emission of Zhengzhou city was estimated.The results showed that the carbon emission was increas⁃ing year by year,the main carbon source was the construction land,the main carbon sink was the woodland.At the same time,some suggestions on reducing carbon emissions were put forward based on the results,in order to provide some reference for the future development of low carbon city and the future land use planning in Zhengzhou city.

land use；carbon source；carbon sink；energy consumption；Zhengzhou city

F301

A

1003-5168（2016）10-0156-02

2016-09-01

河南省高校科技创新人才支持计划（16HASTIT022）；国家自然科学基金项目（41371525，41430637）；河南省高等学校重点科研项目（15A420003）；河南省高校科技创新团队支持计划（16IRTSTHN012）。

都义娟（1991-），女，硕士，研究方向：区域模拟与城市信息系统。