關于城市建設用地擴展及碳排放的探究

【摘要】城鎮化建設進程的加快，城市建設用地逐年遞增，城市發展水平不斷提高。在這個大環境的背景下，只有不斷優化建設用地的利用結構，提高能源利用效率，優化產業結構，才能有效降低城市建設用地擴展過程中產生碳排放量。本文闡述了城市建設用地擴展以及城市建設用地擴展的碳排放，對城市建設用地擴展及其碳排放研究的問題進行了簡要分析，并提出了城市建設用地擴展的碳排放控制的措施，以供參考。

【關鍵詞】城市建設用地；擴展；碳排放；措施

前言：通過對某城市建設土地擴展數據和相應碳排放數據分析，利用庫茲涅茨假說理論可以發現，建設用地的擴張與碳排放是曲線性增長的，兩者存在交叉臨界值，就是伴隨著城市粗放型發展結束，產業結構不斷轉型，城市工業化水平發展到一定階段后，城市用地碳排放會圍繞一個絕對值上下浮動

伴隨城市建設用地的逐年遞增，農村建設用地面積相對增長遲緩，農村可用耕地資源遭到破壞，城市形成熱島效應，并且不合理的城市開發規劃對城市周邊農業生態造成了一定的破壞，這些都是碳排放隨之增長的影響因素。城市建設用地作為城市活動的主要載體，承載了城市化進程中的城市建設和工業生產的能源消費，是碳排放的主體。

一、城市建設用地擴展

城市化建設是任何一個國家或地區在建設現代化過程中必須經歷的過程，而城市建設用地的快速擴展始終貫穿于整個建設過程。近年來，隨著我國現代化進程的不斷加快，城市發展的盲目性、規劃的無序性、擴張侵占自然林地和湖泊水域造成的生態問題等日漸突出。目前，對于城市建設用地擴展的相關研究主要集中在其驅動力上，通常利用時間序列數據或面板數據找出各個影響因素的驅動方向和驅動力度。

1、城市建設用地擴展的變量選取。為了確保數據的可連續性和獲得性，在選取城市建設用地擴展的模型變量時，應從以下四個方面入手：第一，CONL建設用地面積。該變量為被解釋變量，一般情況下把城市建成區面積作為衡量建設用地面積的指標，主要包括城市行政區內實際已開發建設、市政公用設施和公共設施基本具備的區域；第二，土地利用效率。它是由土地利用量和利用方式來決定的；第三，經濟發展：PE（元），人均GDP在諸多衡量經濟發展的指標中是最能夠反映社會經濟發展和人民生活水平提高的指標；四是人口規模：POP（萬人），它是衡量人口規模的重要指標，在一定程度上反映了城市建設用地的承載能力。

2、城市建設用地擴展模型。城市建設用地的擴展模型有分形模型、動力學模型、神經網絡模型和元胞自動機模型等，每個模型在研究上都存在一定的優勢。隨著網絡化和信息化的社會發展趨勢，人們通常將多智能體（MAS）與元胞自動機（CA）模型、GIS相結合的方式用于城市建設用地擴展模擬研究中，也就是把土地利用的空間、時間變化相結合，對有效地預測土地利用變化趨勢、調整、優化土地利用、合理而高效地利用有限土地資源具有重要意義。

二、城市建設用地擴展的碳排放

1、草地、林地、濕地等土地利用類型轉換碳排放。國內外研究者對林地、草地、濕地等土地類型進行了多方面實驗，發現該類土地類型的轉變通常引起區域碳儲量的減少。通過估算中國6大行政區林地、耕地和草地之間的對應轉換面積，土壤有機碳密度的變化率不難發現，深度為30m和100m的土壤有機碳蓄積量都發生了損失。

2、建設用地和農業生產系統碳排放。由于城市化進程的加快、人口的迅速增長和各類建設用地面積的快速增長，導致了土地利用變化動態的逐漸提高。同時，耕地由大面積的森林和草原轉變得到，而耕地又被破壞改建為城市建設用地，整個過程導致了大量碳素從植物殘體中釋放出來，從而使土壤失去了農植被的保護，另外，水土流失的加劇、耕作的不當、沙漠化的嚴重等都促使土壤有機碳進行了大量釋放。

3、土地利用管理碳排放。土地利用管理涉及的內容很廣，主要包括治理休耕、恢復水土流失、鹽堿化等退化土地、改良土壤、秸稈還田等，這些管理措施都可以有效地提高土壤的有機碳含量。但部分區域的土地管理會加劇土地的利用，導致濕地、荒草地面積大量減少，碳排放量也會隨之升高。除此之外，土地利用結構與布局同樣會影響土地利用系統之間的生態環境，從而導致碳排放增加或減少，如用地結構的不合理將使生物棲息地破碎，會破壞生物多樣性，進而使土地生態系統出現退化，降低了碳匯能力。

三、城市建設用地擴展及其碳排放研究的問題

目前人們在城市建設用地擴展及其碳排放研究方面取得了顯著成效，但在實際研究過程中仍然存在一些問題，主要表現在以下幾個方面：一是早期的建設用地規模預測模型具有空間信息表達不夠完整、時間信息不足、缺乏隨機性、城市擴展過程的模擬簡單等不足，元胞自動機模型雖然能通過自下而上的思路表達城市空間的自組織性，但其具有不可移動性，對人為活動對建設用地變化影響考慮不足；二是大多數基于元胞自動機的土地利用模型在進行土地利用變化模擬與預測時，針對各種土地利用類型的相互轉變均考慮相同的影響要素，如草地轉變為林地、林地轉變為建設用地的影響因素被認為是相同的，這顯然與事實不符；三是建設用地是重要的碳源，需要將土地利用變化的自然過程和社會經濟發展過程統籌起來全面考慮其碳排放效應。但目前國內對于建設用地碳排放的研究主要集中在能源消費的碳排放核算方面，較少同時考慮土地利用變化產生的碳排放研究。

四、城市建設用地擴展的碳排放控制的措施

建設用地包含居民地、工礦用地、交通用地等，不同的產業結構對建設用地碳強度產生的影響具有較大的差異。其中，第二產業用地，如工業用地是能源消耗的主體，第三產業用地相對來說耗能較少，因此，地方政府在進行節能減排規劃時多采用調整產業結構、以第三產業替代第二產業的方法。

1、合理規劃城市工業布局。城市建設用地的高碳排放產業主要是分布不集中、粗放式布局的工礦企業。高碳排放工業在城市郊區分布較散，不但浪費了城市建設土地資源，還不利于工業集聚效應的綜合利用，比如不同工礦企業的原料、“三廢”的互通有余和綜合治理。要提高城市工礦企業的集約化管理規劃，限制企業用地規模，整合優化工礦空間布局，發揮工業集聚效應做到節能減排。

2、優化能源消費結構，提高能源利用效率。城市碳排放主要來自城市工業生產和人民生活的煤炭、石油、天然氣消耗。我國煤炭使用與碳排放都位居世界第一，以工業生產的煤炭使用和人民生活的煤炭消耗最大，我國要加快工業生產節能減排的步伐，加快城鎮居民生活能源綠色節能化，逐漸加快太陽能、核能等清潔能源使用，優化能源消費結構，提高能源利用效率。

五、結束語

人類活動是導致碳排放增加、氣候變暖的重要因素，主要表現在兩個方面：一是化石燃料燃燒、水泥生產等能源和工業過程產生的碳排放；二是土地利用變化產生的碳排放。為此，深入了解城市土地利用與碳排放的關系對于緩解碳排放量和氣候變暖有著十分重要的意義。

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