基于土地利用的江西省碳排放時空特征及脫鉤關系研究

鄭思遠

(上海勘測設計研究院有限公司，上海 200335)

碳排放是全球氣溫升高的重要原因，我國政府主動承擔應對氣候變化的國際責任，承諾2030年前實現碳達峰，我國面臨巨大的碳減排壓力。研究顯示，我國1950—2005年土地利用變化累計碳排放占全國人為碳源排放量的30%[1]。土地利用變化引起碳排碳匯格局變化，影響陸地碳循環，因此土地利用管理的碳減排研究受到越來越多的關注。苑韶峰等[2]探討了長江經濟帶土地利用碳排放的空間異質性，以推動低碳土地利用調控；楊國清等[3]研究了廣東省不同土地利用下的碳排放時空差異，為區域差異化碳減排政策制定提供基礎。

土地利用碳排放與經濟發展的關系也是研究關注的熱點，以優化土地利用結構，協調區域經濟發展，推進低碳綠色發展。經濟合作與發展組織(OECD)提出的脫鉤理論，指以較低的資源消耗帶來快速的經濟發展[4]，在土地利用碳排放與經濟發展關系研究方面廣泛應用。Tapio提出了脫鉤彈性的理論，定義了“脫鉤”、“連接”和“負脫鉤”關系[5]。郭子龍[6]研究發現2002—2012年鄭州市土地利用碳排放與經濟發展呈現弱脫鉤關系，調整土地利用結構、提高能源利用效率仍是今后經濟發展的重要方向。胡登峰等[7]研究發現長江經濟帶碳排放與經濟規模為弱脫鉤關系，與技術水平為弱負脫鉤關系，并提出相應碳減排措施。

江西省經濟發展在全國來說處于相對欠發達階段，提升經濟水平是今后發展的重要目標，而工業化與城鎮化的不斷推進必將帶來土地利用格局的持續變化，引起碳排放的不斷增加。同時江西省也是長江經濟帶的重要組成部分，具有十分重要的生態功能區位，因此如何協調經濟發展與碳排放的關系，推動低碳綠色發展具有重要研究意義。本文基于2005—2018年土地利用數據和能源消費數據，采用碳排放系數法分析江西省土地利用碳排放時空特征，引入Tapio脫鉤模型對碳排放及經濟發展的脫鉤關系進行分析，為低碳土地利用模式和碳減排政策提供建議。

1 研究區域與方法

1.1 研究區域

江西省位于長江中下游南岸，是長江經濟帶的重要組成部分。全省共11個地級市，陸域總面積16.69萬km2，地勢整體由南向北傾斜，地形復雜，全省東、西、南三面山地環繞，中部丘陵分布，北部以平原為主，全省地形以山地丘陵為主，山地丘陵區占全省國土面積的78%，用地以林地和耕地為主。2018年江西省生產總值21984.8億元，總人口超4647萬。

1.2 研究方法

1.2.1 碳排放計算方法

碳排放量為碳源與碳匯的差值，以建設用地和耕地為碳源，林地、草地、水域和未利用地為碳匯。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數法進行估算[8-10]。

Ci=∑Ai×αi

(1)

式中，Ci為i種土地利用類型的碳排放(吸收)量；Ai為第i種土地利用類型(耕地、林地、草地、水域、未利用地)面積；αi為第i種土地利用類型的碳排放(吸收)系數。

表1 土地利用碳排放系數

建設用地承載了大量人類能源消耗的活動，其碳排放量采用間接估算法，主要計算在建設用地進行的生產生活活動所產生的碳排放量[11]。

Cb=∑mi×ni×φi

(2)

式中，Cb為建設用地碳排放量；mi為能源i的消費量；ni為能源i的標準煤換算系數；φi為能源i的碳排放系數。化石能源折標準煤系數和碳排放系數主要參考《中國能源統計年鑒》和IPCC國家溫室氣體清單指南。

表2 能源碳排放計算參數

1.2.2 脫鉤關系分析方法

脫鉤是經濟增長與碳排放之間關系不斷弱化直至消失的理想化過程，期望在實現經濟增長的同時降低碳排放量[4]。Tapio提出了脫鉤彈性理論，適用于分析碳排放變化對經濟發展的敏感程度，具體計算方法如下[6]：

(3)

式中，D為脫鉤彈性；ΔC和ΔGDP分別為碳排放和國民經濟生產總值在末期相對于初期的變化量；Ct1為初期碳排放量；GDPt1為初期國民經濟生產總值。脫鉤彈性劃分為脫鉤、負脫鉤和連結3大類，又可細分為8種類型，分別為弱脫鉤、強脫鉤、衰退型脫鉤、弱負脫鉤、強負脫鉤、擴張型負脫鉤、增長連結和衰退連結。

表3 脫鉤彈性與脫鉤狀態

1.3 數據來源

研究采用的數據主要包括2005年、2010年、2015年和2018年江西省土地利用類型圖(1km×1km)，來源于中國科學院資源環境科學數據中心(http://www.resdc.cn)，對江西省土地利用類型重新分類，分為耕地、林地、草地、建設用地、水域和未利用地6大類。能源消耗數據和社會經濟數據主要來源于2005年、2010年、2015年和2018年江西省統計年鑒。

2 結果與分析

2.1 碳排放時間變化

2005—2018年江西省土地利用凈碳排放量呈不斷上升趨勢，從2451.94萬t增長到4850.67萬t，增幅達97.83%。2005—2010年凈碳排放量增長較快，增幅為64.82%，這期間江西省城鎮化水平大幅度提高，建設用地面積不斷增加，漲幅約5.17%，同時能源消費量大幅攀升，碳排放總量增長迅猛。2010—2018年凈碳排放量增長趨緩，增幅為20.03%，城鎮化水平持續推進，林地與耕地不斷轉化成建設用地，但隨著南昌、景德鎮、贛州、吉安、撫州等一、二、三批低碳試點城市的建設推進，江西省注重能源結構調整，節能減排工作取得一定成效。

從土地利用結構分析，建設用地是主要的碳源，碳排放貢獻率從2005年的92.85%增長到2018年的96.04%；耕地是另一碳源，但占土地利用總面積比例相對較低，且耕地面積隨著城市化進程的不斷推進而減少，耕地的碳排放貢獻率從2005年的7.15%減少到2018年的4.96%。林地是主要的碳匯，2005—2018年碳匯貢獻率均在97%以上，但林地的碳吸收量無法顯著平衡建設用地的碳排放量。

表4 2005—2018年江西省土地利用碳排放(吸收)

2.2 碳排放空間格局

根據2005—2018年江西省各市的碳排放情況，分析江西省碳排放的空間差異。江西省碳排放量和碳排放強度總體呈現西北高東南低的空間分布特征。九江的凈碳排放量高，且呈現不斷增加的趨勢；萍鄉和新余的凈碳排放量較高，呈現先增后降的趨勢；南昌市、宜春市、景德鎮市的凈碳排放量處于中等水平，增長趨勢較緩；吉安市、上饒市、鷹潭市的凈碳排放量較低，相對較為穩定；撫州和贛州的凈碳排放量最低，贛州2005年、撫州2005—2015年的碳匯量大于碳排放量，13a間凈碳排放量有所增加。

從碳排放強度看，萍鄉和新余最高，但呈現不斷下降趨勢；九江、宜春、景德鎮較高，也呈現下降趨勢；鷹潭處于中等水平，呈現下降并趨緩態勢；南昌、上饒、吉安較低，且逐年下降；撫州和贛州最低，但碳排放強度相對有所增加。全省來看，江西省碳排放強度不斷下降，由2005年的0.60t/萬元下降到2018年的0.22t/萬元。

由此可見，2005—2018年，隨著城鎮化的持續推進和社會經濟的不斷發展，江西全省及各地市的凈碳排放量不斷上升，但隨著能源結構的調整、低碳試點城市的建設及第三產業的發展，全省和大部分市的碳排放強度不斷下降。新余市、萍鄉市、九江市為傳統工業城市，經濟發展依賴石油化工、煤炭和有色冶金等高耗能產業，碳排放量和碳排放強度均較高，在今后的發展中要更加注重節能減排。

圖1 2005—2018年江西省碳排放情況空間特征

2.3 脫鉤關系分析

2005—2018年江西省各階段碳排放與經濟增長均呈現弱脫鉤狀態，在經濟增長的同時，碳排放量也在增長，但碳排放量的增長小于經濟增長。2005—2010年，脫鉤彈性系數為0.49，江西省建設用地擴張，且部分高耗能企業上位，碳排放量和經濟增長均較快，明顯高于2010—2015年和2015—2018年的脫鉤彈性系數。2010—2018年脫鉤彈性系數的下降得益于江西省關停部分高消耗高污染企業，調整能源結構和升級產業結構，江西省低碳試點城市建設和節能減排工作取得相應成效。

表5 2005—2018年江西省碳排放和國民經濟生產總值脫鉤情況

提升經濟水平是江西省今后較長期發展的主要目標，在經濟發展的同時要控制好碳排放量的增長，繼續降低碳排放強度，使得碳排放與經濟發展向強脫鉤關系轉變。要優化土地利用布局，建設用地是主要的碳源，承載了大部分的能源消耗和工業生產，林地、水域等是主要的碳匯，土地利用結構的優化調整能有效促進碳減排。控制建設用地的規模，科學合理制定并貫徹土地利用規劃，合理調整各行業的用地布局，同時通過加強植樹造林等措施保護林地、水域等生態用地，積極發揮其碳吸收的作用。

當前階段建設用地的碳排量往往遠大于林地的碳匯量，因此控制建設用地的碳排量仍是重點。調整產業結構、提高能源利用效率是江西省今后經濟發展的重要方向。通過實施產業轉型，升級產業技術，以改善能源結構，提高能源利用效率。尤其要推動新余、九江和萍鄉等傳統工業城市低碳化轉型升級，加快新興產業和先進制造業發展，大力發展清潔能源與技術，減少高碳能源的使用，采用先進的節能技術，提高能源利用效率，以實現全省低碳綠色協同發展。

3 結論與建議

本研究對2005—2018年江西省土地利用碳排放時空特征及經濟發展的脫鉤關系進行分析。江西省土地利用碳排放量呈現前期快速增長，后期緩速增長的趨勢，由2005年的2451.94萬t增長到2018年的4850.67萬t，建設用地是主要碳源，林地是主要的碳匯。碳排放量和碳排放強度總體呈現西北高東南低的空間分布特征，碳排放強度整體呈現下降趨勢。江西省碳排放與經濟增長呈現弱脫鉤狀態，建議合理調控建設用地和生態用地，優化土地利用布局，并重點通過調整產業結構、提高能源利用效率來控制建設用地的碳排放量，尤其推動新余、九江和萍鄉等高碳排的傳統工業城市低碳化轉型升級，以實現全省綠色協同發展。