白翠媚+梅昀+张苗
摘要：采用武汉市1996-2010年的土地利用变更数据、能源数据以及相关经济数据，通过构建碳排放、碳足迹模型，测算近15年来武汉市土地利用的碳排放量和碳足迹，并分析其碳排放量、碳足迹的变化及影响因素。结果表明，武汉市建设用地碳排放量占碳排放总量的98%以上，在1996-2010年处于逐年增加的状态，2010年已达到1996年的1.4倍;武汉市的总碳足迹和人均碳足迹也在逐年增加，碳赤字较为严重。碳排放总量的不断增加主要是由武汉市建设用地不断扩大以及经济增长方式和能源结构不合理造成。为此，武汉市不仅要控制建设用地的扩张，同时还应改变经济增长方式、调整能源消费结构。
关键词：碳排放;碳足迹;建设用地;能源结构;武汉市
中图分类号：F301.24 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）02-0313-05
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.02.015
Land Use Patterns of Carbon Emissions and Carbon Footprint of Wuhan City
BAI Cui-mei， MEI Yun， ZHANG Miao
（Land Management College， Huazhong Agriculture University，Wuhan 430070， China）
Abstract： In order to build a “two sides society” and develop the low-carbon economy， the carbon emission and energy carbon footprint of Wuhan city during past 15 years were estimated. The changes and the impact factors were analyzed with carbon emission model and carbon footprint model based on data of land use patterns， data of energy and data of economic of Wuhan city from 1996 to 2010. The results showed that the carbon emission of construction land accounted for more than 98% of total carbon emissions， and gradually increased from 1996 to 2010. Carbon emission of construction land in 2010 was 1.4 times more than that in 1996. The total carbon footprint and per capita carbon footprint of Wuhan city increased constantly. Carbon deficit in Wuhan city was severe. The increase of total carbon emission was mainly caused by the increase of construction land and the growth way of the economic and the irrational energy structure in Wuhan. The expansion of construction land must be controlled. The growth mode of economy and the structure of the energy consumption should by adjusted.
Key words： carbon emission; carbon footprint; construction land; energy structure; Wuhan city
气候变暖是全世界公认的环境问题，造成气候变暖的原因主要是温室气体排放量的大幅增加。2005年2月16日《京都议定书》正式生效，给CO2排放量居世界第二位的中国带来了严峻和现实的压力与挑战[1]，掀起学术界有关碳排放研究的热潮。有学者对经济增长与碳排放的关系进行了研究。彭佳雯等[2]利用脱钩模型探讨了中国经济增长与能源碳排放的脱钩关系及程度;杜婷婷等[3]则以库茨涅兹环境曲线及衍生曲线为依据，对中国CO2排放量与人均收入增长时序资料进行统计拟合得出中国经济发展与CO2排放的函数关系。也有学者对土地利用类型转变引起的碳排放效应变化进行了研究。如苏雅丽等[4]对陕西省土地利用变化的碳排放效益进行了研究。对于土地利用碳排放影响因素的研究也有了一定的成果，主要是利用指数分解法对影响土地利用碳排放效应的因素进行分解分析，如蒋金荷[5]运用对数平均Divisia指数法（LMDI法）定量分析了中国1995-2007年碳排放的影响因素及贡献率。对于碳足迹的研究，赵荣钦等[6]计算和分析了江苏省不同土地利用方式能源消费碳排放与碳足迹。还有其他学者通过碳足迹计算模型，从碳足迹核算和碳足迹评价的角度进行了有意的探讨[7-9]。研究不同土地利用方式的碳排放效应，有助于从土地利用调控的角度控制碳排放。本研究以武汉市为例，分析武汉市土地利用碳排放和碳足迹，探讨武汉市碳排放变化的影响因素，为武汉市调控土地利用以减少碳排放提供科学依据，对武汉市构建“两型社会”具有重要的理论与现实意义。endprint
1 研究区域概况
武汉市位于中国的中部地区、江汉平原的东部，地处东经113°41′-115°05′，北纬29°58′-31°22′。地形以平原为主，拥有丰富的自然资源。截至2010年，全市土地面积为8 494.41 km2，农用地面积为4 270.45 km2，其中耕地面积为3 174.05 km2，林地面积为975.81 km2， 建设用地1 596.51 km2，未利用地面积2 627.45 km2。本年全市国民生产总值达到6 762.20亿元，同比增长12.5%，位居15个副省级城市第五位。第一、第二、第三产业分别为198.70亿、3 254.02亿、3 303.48亿元，比重为2.94%、48.12%、48.94%。人均GDP为68 286.24元，城镇居民人均可支配收入23 738.09元，农村居民人均纯收入9 813.59元。全市全年社会消费品零售总额达2 959.04亿元。
2 研究方法与数据来源
2.1 碳排放测算模型
根据李颖等[10]、苏雅丽等[4]的研究，本研究基于各种用地类型的碳排放/碳吸收系数计算碳排放量，主要涉及耕地、林地、草地、建设用地。其中建设用地具有碳源效应，耕地上的农作物虽然能够吸收二氧化碳，但是在很短的时间内又会被分解释放到空气中，因此将耕地视为碳源[11]，林地和草地为碳汇。
碳排放测算公式[10]：
CL=∑Si■·Qi （1）
其中，CL为碳排放总量;Si为第i种土地利用类型的面积;Qi为第i种土地利用类型的碳排放（吸收）系数，吸收为负，其中耕地、林地、草地的碳排放系数分别为0.422、-0.644、-0.02 tC/hm2[12]。
建设用地的碳排放主要通过计算其建设过程消耗能源所产生的碳排放间接得到。这里的能源主要是指煤炭、石油和天然气。
建设用地碳排放估算公式[10]：
CP=∑ni=∑M■·Qi （2）
其中，CP为碳排放量;ni为第i种能源的碳排放量;Mi为第i种能源消耗标准煤;Qi为第i种能源的碳排放系数，其中煤、石油、天然气的碳排放系数分别为0.747 6 tC/t标准煤、0.582 5 tC/t标准煤、0.443 4 tC/t标准煤[12]。
2.2 不同土地利用类型的碳足迹
碳足迹是指吸收碳排放所需的生产性土地（植被）面积，即碳排放的生态足迹[13]。净生态系统生产力即NEP是指1 hm2植被一年的碳吸收量，用来反映植被的固碳能力[13]，采用NEP指标反映不同植被的碳吸收量，并以此计算出消纳碳排放所需的生产性土地的面积（碳足迹）。森林和草原是主要的陆地生态系统，因此