基于土地利用的江西省碳排放时空特征及脱钩关系研究

郑思远

(上海勘测设计研究院有限公司，上海 200335)

碳排放是全球气温升高的重要原因，我国政府主动承担应对气候变化的国际责任，承诺2030年前实现碳达峰，我国面临巨大的碳减排压力。研究显示，我国1950—2005年土地利用变化累计碳排放占全国人为碳源排放量的30%[1]。土地利用变化引起碳排碳汇格局变化，影响陆地碳循环，因此土地利用管理的碳减排研究受到越来越多的关注。苑韶峰等[2]探讨了长江经济带土地利用碳排放的空间异质性，以推动低碳土地利用调控；杨国清等[3]研究了广东省不同土地利用下的碳排放时空差异，为区域差异化碳减排政策制定提供基础。

土地利用碳排放与经济发展的关系也是研究关注的热点，以优化土地利用结构，协调区域经济发展，推进低碳绿色发展。经济合作与发展组织(OECD)提出的脱钩理论，指以较低的资源消耗带来快速的经济发展[4]，在土地利用碳排放与经济发展关系研究方面广泛应用。Tapio提出了脱钩弹性的理论，定义了“脱钩”、“连接”和“负脱钩”关系[5]。郭子龙[6]研究发现2002—2012年郑州市土地利用碳排放与经济发展呈现弱脱钩关系，调整土地利用结构、提高能源利用效率仍是今后经济发展的重要方向。胡登峰等[7]研究发现长江经济带碳排放与经济规模为弱脱钩关系，与技术水平为弱负脱钩关系，并提出相应碳减排措施。

江西省经济发展在全国来说处于相对欠发达阶段，提升经济水平是今后发展的重要目标，而工业化与城镇化的不断推进必将带来土地利用格局的持续变化，引起碳排放的不断增加。同时江西省也是长江经济带的重要组成部分，具有十分重要的生态功能区位，因此如何协调经济发展与碳排放的关系，推动低碳绿色发展具有重要研究意义。本文基于2005—2018年土地利用数据和能源消费数据，采用碳排放系数法分析江西省土地利用碳排放时空特征，引入Tapio脱钩模型对碳排放及经济发展的脱钩关系进行分析，为低碳土地利用模式和碳减排政策提供建议。

1 研究区域与方法

1.1 研究区域

江西省位于长江中下游南岸，是长江经济带的重要组成部分。全省共11个地级市，陆域总面积16.69万km2，地势整体由南向北倾斜，地形复杂，全省东、西、南三面山地环绕，中部丘陵分布，北部以平原为主，全省地形以山地丘陵为主，山地丘陵区占全省国土面积的78%，用地以林地和耕地为主。2018年江西省生产总值21984.8亿元，总人口超4647万。

1.2 研究方法

1.2.1 碳排放计算方法

碳排放量为碳源与碳汇的差值，以建设用地和耕地为碳源，林地、草地、水域和未利用地为碳汇。耕地、林地、草地、水域和未利用地的碳排放(吸收)量采用直接碳排放系数法进行估算[8-10]。

Ci=∑Ai×αi

(1)

式中，Ci为i种土地利用类型的碳排放(吸收)量；Ai为第i种土地利用类型(耕地、林地、草地、水域、未利用地)面积；αi为第i种土地利用类型的碳排放(吸收)系数。

表1 土地利用碳排放系数

建设用地承载了大量人类能源消耗的活动，其碳排放量采用间接估算法，主要计算在建设用地进行的生产生活活动所产生的碳排放量[11]。

Cb=∑mi×ni×φi

(2)

式中，Cb为建设用地碳排放量；mi为能源i的消费量；ni为能源i的标准煤换算系数；φi为能源i的碳排放系数。化石能源折标准煤系数和碳排放系数主要参考《中国能源统计年鉴》和IPCC国家温室气体清单指南。

表2 能源碳排放计算参数

1.2.2 脱钩关系分析方法

脱钩是经济增长与碳排放之间关系不断弱化直至消失的理想化过程，期望在实现经济增长的同时降低碳排放量[4]。Tapio提出了脱钩弹性理论，适用于分析碳排放变化对经济发展的敏感程度，具体计算方法如下[6]：

(3)

式中，D为脱钩弹性；ΔC和ΔGDP分别为碳排放和国民经济生产总值在末期相对于初期的变化量；Ct1为初期碳排放量；GDPt1为初期国民经济生产总值。脱钩弹性划分为脱钩、负脱钩和连结3大类，又可细分为8种类型，分别为弱脱钩、强脱钩、衰退型脱钩、弱负脱钩、强负脱钩、扩张型负脱钩、增长连结和衰退连结。

表3 脱钩弹性与脱钩状态

1.3 数据来源

研究采用的数据主要包括2005年、2010年、2015年和2018年江西省土地利用类型图(1km×1km)，来源于中国科学院资源环境科学数据中心(http://www.resdc.cn)，对江西省土地利用类型重新分类，分为耕地、林地、草地、建设用地、水域和未利用地6大类。能源消耗数据和社会经济数据主要来源于2005年、2010年、2015年和2018年江西省统计年鉴。

2 结果与分析

2.1 碳排放时间变化

2005—2018年江西省土地利用净碳排放量呈不断上升趋势，从2451.94万t增长到4850.67万t，增幅达97.83%。2005—2010年净碳排放量增长较快，增幅为64.82%，这期间江西省城镇化水平大幅度提高，建设用地面积不断增加，涨幅约5.17%，同时能源消费量大幅攀升，碳排放总量增长迅猛。2010—2018年净碳排放量增长趋缓，增幅为20.03%，城镇化水平持续推进，林地与耕地不断转化成建设用地，但随着南昌、景德镇、赣州、吉安、抚州等一、二、三批低碳试点城市的建设推进，江西省注重能源结构调整，节能减排工作取得一定成效。

从土地利用结构分析，建设用地是主要的碳源，碳排放贡献率从2005年的92.85%增长到2018年的96.04%；耕地是另一碳源，但占土地利用总面积比例相对较低，且耕地面积随着城市化进程的不断推进而减少，耕地的碳排放贡献率从2005年的7.15%减少到2018年的4.96%。林地是主要的碳汇，2005—2018年碳汇贡献率均在97%以上，但林地的碳吸收量无法显著平衡建设用地的碳排放量。

表4 2005—2018年江西省土地利用碳排放(吸收)

2.2 碳排放空间格局

根据2005—2018年江西省各市的碳排放情况，分析江西省碳排放的空间差异。江西省碳排放量和碳排放强度总体呈现西北高东南低的空间分布特征。九江的净碳排放量高，且呈现不断增加的趋势；萍乡和新余的净碳排放量较高，呈现先增后降的趋势；南昌市、宜春市、景德镇市的净碳排放量处于中等水平，增长趋势较缓；吉安市、上饶市、鹰潭市的净碳排放量较低，相对较为稳定；抚州和赣州的净碳排放量最低，赣州2005年、抚州2005—2015年的碳汇量大于碳排放量，13a间净碳排放量有所增加。

从碳排放强度看，萍乡和新余最高，但呈现不断下降趋势；九江、宜春、景德镇较高，也呈现下降趋势；鹰潭处于中等水平，呈现下降并趋缓态势；南昌、上饶、吉安较低，且逐年下降；抚州和赣州最低，但碳排放强度相对有所增加。全省来看，江西省碳排放强度不断下降，由2005年的0.60t/万元下降到2018年的0.22t/万元。

由此可见，2005—2018年，随着城镇化的持续推进和社会经济的不断发展，江西全省及各地市的净碳排放量不断上升，但随着能源结构的调整、低碳试点城市的建设及第三产业的发展，全省和大部分市的碳排放强度不断下降。新余市、萍乡市、九江市为传统工业城市，经济发展依赖石油化工、煤炭和有色冶金等高耗能产业，碳排放量和碳排放强度均较高，在今后的发展中要更加注重节能减排。

图1 2005—2018年江西省碳排放情况空间特征

2.3 脱钩关系分析

2005—2018年江西省各阶段碳排放与经济增长均呈现弱脱钩状态，在经济增长的同时，碳排放量也在增长，但碳排放量的增长小于经济增长。2005—2010年，脱钩弹性系数为0.49，江西省建设用地扩张，且部分高耗能企业上位，碳排放量和经济增长均较快，明显高于2010—2015年和2015—2018年的脱钩弹性系数。2010—2018年脱钩弹性系数的下降得益于江西省关停部分高消耗高污染企业，调整能源结构和升级产业结构，江西省低碳试点城市建设和节能减排工作取得相应成效。

表5 2005—2018年江西省碳排放和国民经济生产总值脱钩情况

提升经济水平是江西省今后较长期发展的主要目标，在经济发展的同时要控制好碳排放量的增长，继续降低碳排放强度，使得碳排放与经济发展向强脱钩关系转变。要优化土地利用布局，建设用地是主要的碳源，承载了大部分的能源消耗和工业生产，林地、水域等是主要的碳汇，土地利用结构的优化调整能有效促进碳减排。控制建设用地的规模，科学合理制定并贯彻土地利用规划，合理调整各行业的用地布局，同时通过加强植树造林等措施保护林地、水域等生态用地，积极发挥其碳吸收的作用。

当前阶段建设用地的碳排量往往远大于林地的碳汇量，因此控制建设用地的碳排量仍是重点。调整产业结构、提高能源利用效率是江西省今后经济发展的重要方向。通过实施产业转型，升级产业技术，以改善能源结构，提高能源利用效率。尤其要推动新余、九江和萍乡等传统工业城市低碳化转型升级，加快新兴产业和先进制造业发展，大力发展清洁能源与技术，减少高碳能源的使用，采用先进的节能技术，提高能源利用效率，以实现全省低碳绿色协同发展。

3 结论与建议

本研究对2005—2018年江西省土地利用碳排放时空特征及经济发展的脱钩关系进行分析。江西省土地利用碳排放量呈现前期快速增长，后期缓速增长的趋势，由2005年的2451.94万t增长到2018年的4850.67万t，建设用地是主要碳源，林地是主要的碳汇。碳排放量和碳排放强度总体呈现西北高东南低的空间分布特征，碳排放强度整体呈现下降趋势。江西省碳排放与经济增长呈现弱脱钩状态，建议合理调控建设用地和生态用地，优化土地利用布局，并重点通过调整产业结构、提高能源利用效率来控制建设用地的碳排放量，尤其推动新余、九江和萍乡等高碳排的传统工业城市低碳化转型升级，以实现全省绿色协同发展。