城市土地利用碳减排潜力研究 ——以武汉市为例
刘 晔,陈银蓉,袁凯华,刘秋彤
(华中农业大学 公共管理学院,湖北 武汉 430070)
摘要： 基于武汉市土地利用碳排放测算和碳减排压力分析,采用情景分析法,从产业发展、能源利用和城市交通三方面入手,选取全国政治文化中心城市(北京市)、金融经济中心城市(上海市)、高端制造业中心城市(广州市)和绿色生态文明城市(杭州市)为参照城市,分析武汉市在城市土地利用过程中所具备的碳减排潜力,明确武汉市碳减排的可行方向,提出相关土地低碳优化策略。结果表明:武汉市实现碳减排目标,应在保有一定数量碳汇的基础上,优化各产业用地结构，鼓励发展技术资本密集型第三产业和现代服务业,并逐步降低各类用地上高碳排放能源消耗量和提高清洁能源所占比例,同时优先发展公共交通、鼓励城市居民低碳出行。
关键词： 土地利用;碳排放;碳减排潜力;结构调整;武汉市
1引言
20世纪80年代以来,全球气候变化问题得到了广泛关注。碳排放是导致全球变暖的重要因素,而城市及其周边地区又是碳排放产生的最主要区域[1,2]。土地利用方式变化引起的碳排放占人类活动引起碳排放总量的1/3[3],是仅次于化石能源燃烧的第二大排放源[4],低碳城市、低碳经济、低碳交通等词语渐渐走进广大群众的日常生活,实现碳减排已经成为人类社会可持续发展的重要内容。
目前,国内外学者多从土地利用碳排放测算机理及其影响因素[5,6]、土地利用碳排放与经济增长的关系[7-9]、土地利用变化对碳排放的影响[10]、碳排放与土地利用结构优化[11]等方面进行研究。现有研究表明,经济增长对土地利用碳排放的增加具有显著影响[12,13],调整土地利用结构、能源结构和产业结构则有助于减少土地利用碳排放[14-17]。即在结构调整的基础上,土地利用具有较大的减碳空间。但现有的大多数研究多集中在国家和省级层面,对城市层面的土地利用碳减排潜力研究较少。实际上,由于国家和省级的范围较大,且同一国家或同一省份内的不同地区差别较大,学者们很难对这一较大范围提出较有针对性的碳减排对策。另一方面,现有研究对城市各产业内部结构和各类用地上能源利用结构的关注不足,各类结构调整对土地利用碳减排的贡献力大小尚无统一定论。基于此,本文以武汉市为例,通过测算武汉市近20年的土地利用碳排放量,预测其未来5年净碳排放量和碳排放强度,分析碳减排压力,并基于横向比较,调整武汉市在土地利用过程中的产业结构、各类用地上能源利用结构和交通出行结构,探讨武汉市碳减排潜力,提出可行的低碳优化策略。
林孟的头向我这边扭过来了一下，他看到了我，可他马上就将头扭回去了。我追上去了几步，继续向他喊叫：“林孟，是我？”
2研究对象、方法与数据来源
2.1 研究区域概况
1996—2015年,武汉市的地区生产总值从1996年的782.13亿元增加到2005年的10905.6亿元,年均增长率为14.88%。在经济快速发展的大背景下,武汉市建设用地规模不断扩大,而耕地面积则从1996年的22.485万hm2下降到2015年的19.835万hm2,土地可持续发展的压力越来越大。土地作为经济社会和城市发展的载体,在其利用过程中具有较大的碳减排潜力。为了实现“十三五”时期的碳减排目标,即2020年武汉市碳排放强度比2015年应累计降低19.5%[18],需要深入挖掘武汉市土地利用中的碳减排潜力,进一步推进低碳试点建设,实现碳减排目标。
社会主义是干出来的，新时代也是干出来的。各级工会要把党和国家重大战略部署转化为工会工作的具体安排和实际行动。要围绕树立新发展理念、推动高质量发展、建设现代化经济体系，引导职工投身经济建设主战场。如今，高质量发展对美好生活的托举作用日益彰显，新动能对经济增长的支撑作用也正在生成。要以“当好主人翁、建功新时代”为主题，结合国家重大战略、重大工程、重大项目、重点产业等，突出时代特征、区域特色、行业特性和单位特点，广泛深入持久开展多种形式的劳动和技能竞赛。积极参与深化供给侧结构性改革，投身三大攻坚战，促进传统产业转型升级和先进制造业加快发展。
第一，问题提出阶段。理论界对思想政治教育接受研究的关注，是伴随着现代思想政治教育学理论体系的建立和发展逐步展开的。上个世纪80年代开始有个别学者关注此问题；上个世纪90年代，一些著作分别从现实和理论层面开始关注思想政治教育接受问题，使人们改变了过去那种认为“在思想教育的整个过程中，教育者始终是决定因素，而教育对象则处于消极被动的地位”[1]1的错误观念，开始关注教育对象在思想政治教育中的能动影响，实现了思想政治教育方法论研究的创新。
2.2 研究方法
土地利用碳汇量测算:不同作物在不同的生长发育期能吸收不同数量的碳,根据耕地种植的农作物数量、经济系数和碳吸收率可计算耕地的碳汇量,计算公式为:
(1)
由图1可以看出,土壤累计水损失量随着时间推移而增多.添加菌渣能有效缓解水损失,且缓解作用随着菌渣添加量的增加而增强.在144 h,缓解作用达到最佳,添加3%,5%和7%菌渣条件下累计水损失量分别为57.2%,78.6%和78.7%.
表 1作物碳吸收率( C)和经济系数( H)
园地、林地、草地、湿地、水域和未利用地在长时间范围内的碳排放强度变化不大,本文采用碳排放系数法对其碳汇量进行计算,公式为:
交通出行碳源量计算公式为:
(2)
式中,Ci为第i种土地类型的碳汇量;Si为第i种土地类型的面积;Vi为第i种土地类型的碳吸收率,i=1、2、3、4、5、6,分别表示园地、林地、草地、湿地、水域和未利用地,碳吸收率分别为0.21、0.644、0.021、0.41、0.218、0.005[20-22]。
城市绿地碳汇量计算公式为:
大家都知道，体育课是一门强健学生体魄，帮助学生们提高体育运动知识，培养孩子们良好的运动习惯，对人类一身的健康发展都是具有非常的好的帮助的学科。古语有言：“知己知彼，才能百战不败。”想要扭转孩子们对体育学科的态度，我们最首要的任务就是要了解高职女生们该阶段的心理特点，以及她们会对体育学科产生“厌学”情绪的原因。只有从根本出发，才能对症下药，改变当前不良的教学状况，实现体育教学课堂质量的新飞跃。下面，我将就自己对少数民族地区女生的研究谈一谈导致她们对体育课堂失去兴趣的原因。
C s =A s ×f s
(3)
式中,Cs为城市绿地的碳汇总量;As为城市绿地面积;fs为城市绿地的碳吸收率。由于城市绿地大多数为林草兼种,但具体的种植比例难以确定,因此城市绿地的碳吸收率应介于林地与草地之间,取两者平均值0.3325作为城市绿地的碳吸收率。
建设用地碳源量测算:建设用地按用途可细分为居住用地、公共及商服用地、工业用地和交通用地,具体的碳源包含了化石能源消耗、电力消耗、废弃物排放和人口呼吸,以及工业生产和交通出行过程中产生的碳源。建设用地碳源量计算公式为:
传统中药材鉴定方法有视觉、味觉、嗅觉、触觉及火试、水试等。视觉是用眼睛直接观察药材的质量、形状、直径大小等，味觉是利用嘴巴口尝或嚼碎来鉴定，嗅觉是用鼻子闻药材的味道，通过药材气味鉴定优劣，触觉是利用触摸、拍打的方式判断药材的质地与韧性，火试是利用火烧或加热的方式鉴定药材，水试则需要将药材放到水中观察药材的变化[4]。
C con =C fue +C ele +C pro +C tra +C rub +C peo
(4)
式中,Ccon为建设用地总碳源量;Cfue为化石能源消耗碳源量(不包括交通出行的化石能源消耗);Cele为电力消耗碳源量(不包括交通出行的电力消耗);Cpro为工业生产碳源量;Ctra为交通出行碳源量;Crub为废弃物排放碳源量;Cpeo为人口呼吸碳源量。
根据2006年的IPCC计算方法,化石能源消耗碳源量计算公式为:
先生擩染先辈之门，所见者大，意不可一世文。每自谓不长于誉，顾于不佞所著述，览之不尽卷不止曰：“子之为欧、苏，师其意而不凿凿于文句。可谓夺胎换骨，篇篇不套矣。”[2](215辑赵龟命《澹轩哀辞》，P191)
(5)
式中,Qfue-i为第i种化石能源消费量(折标煤,不包括交通出行的化石能源消耗);ffue-i为第i种化石能源的碳排放系数。
电力消耗碳源量计算公式为:
C ele =Q ele ×f ele ×∂
(6)
式中,Qele为历年武汉市电力消费总量(不包括交通出的行电力消耗);fele为历年火电碳排放系数,取自历年我国区域电网基准线排放因子中华中地区的碳排放系数;∂为历年武汉市电力消耗中的火电比例工业生产碳源量是指工业生产过程中化学反应所排放的碳,计算公式为:
(7)
式中,Qpro-i为第i种工业产品的年产量;fpro-i为生产第i种工业产品的碳排放系数[23]。
C i =S i ×V i
(8)
式中,Ctra-k表示第k种交通工具所排放的碳,k=1、2、3、4,分别表示出租车、公交车、城市内部民用车和地铁。
(9)
式中,Ctra-1为出租车出行碳源量;Ntra-1为出租车保有量;Gtra-1为出租车平均100km能耗;Ltra-1为出租车平均年行驶里程;D1为汽油密度(0.740t/1000L);f为默认的CO2排放因子(来源于世界资源研究所,能源消耗引起的温室气体排放计算工具指南2.0版)。
(10)
人口呼吸碳源量按每人每天排出0.9kg CO2，即按0.2455kg碳进行计算。废弃物排放碳源量包括垃圾焚烧碳源量、垃圾填埋碳源量和废水排放碳源量。其中,垃圾焚烧碳源量=垃圾焚烧量×0.99945×45%×12/44,垃圾填埋碳源量=垃圾填埋量×0.167×28.5%×12/16[25],废水碳源量=废水化学需氧量×0.25×12/16[26]。
(11)
式中,Ctra-3为城市内部民用车出行碳排放量;Ntra-3n为城市内部民用车出行中第n种交通工具保有量;Gtra-3n为城市内部民用车出行中第n种交通工具平均100km能耗量;Ltra-3n为城市内部民用车出行中第n种交通工具平均年行驶里程;D为耗燃油密度(汽油密度为0.740t/1000L,柴油密度为0.839t/1000L)[24]；f释义同上。
式中,Ct为耕地碳汇量;Cdi为第i种作物全生育期的碳汇量;Cfi为第i种作物合成单位有机质所需要吸收的碳(即作物碳吸收率);Dwi为第i种作物生物产量;Ywi为第i种作物经济产量;Hi为第i种作物的经济系数(表1)[19]。
地铁碳源量计算公式为:
C tra-4 =N MTR ×G MTR ×L MTR ×f ele ×∂
(12)
式中,Ctra-4为地铁碳源量;NMTR为每年武汉市地铁总运营列次;GMTR为每列次100km耗电量;LMTR为每车次年均运行里程;fele和∂释义同上。
式中,Ctra-2为公交车出行的碳源量;Qfue-2i为公交车出行第i种化石能源消费量(折标煤);ffue-i为第i种化石能源的碳排放系数;Qele-2为公交车出行中所消耗的电量;fele和∂释义同上。
为了确保研究数据前后的一致性和准确度,本文将1996—2015年作为研究的时间范围;所用的土地数据来源于武汉市历年的土地利用变更调查数据,并统一归类，其他数据来源于相关年份的《中国城市统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》、《武汉统计年鉴》、《湖北农村统计年鉴》、《武汉市环境状况公报》、《武汉市固体废物污染防治公报》、《北京统计年鉴》、《上海统计年鉴》、《广州统计年鉴》、《杭州统计年鉴》。
土地利用净碳排放量测算:根据土地利用碳源量和碳汇量测算结果,得出土地利用净碳排放量。土地利用净碳排放量为土地利用碳源量与土地利用碳汇量之差。
灰色预测模型:灰色预测模型是利用已知的信息对未知的信息做出预测,从而对事物的发展规律做出模糊性的长期描述,GM(1,1)模型是最常用的灰色预测模型[27]。设x(0)(i)={x(0)(1),x(0)(2),…,x(0)(t)}是所要预测的原始数据,做一次累加生成处理,得到一个新数列。即:x(1)(t)={x(0)(1),x(0)(1)+x(0)(2),…,x(0)(1)+x(0)(2)+x(0)(3)+…+x(0)(t)},将新数列的变化趋势近似地用微分方程
描述。根据灰色理论,取参数列A=(a,u)T,利用最小二乘法求出a和u。因此:
从而求得
2.3 数据来源
农用地碳源量测算:农用地碳源量包括耕地碳源量和其他农用地碳源量。耕地碳源量包括农药、化肥、农膜等农用物质所产生的碳源和土地翻耕过程中产生的碳源;其他农用地碳源量包括畜禽呼吸和排泄、农用设施运作、人类对农业生产的管理过程中产生的碳源。
3武汉市土地利用碳排放测算结果与分析
3.1 武汉市土地利用碳排放测算结果
根据土地利用的碳源量和碳汇量计算公式,计算出1996—2015年武汉市土地利用碳源/汇量和净碳排放量,见表2、图1。从表2和图1可见,1996—2015年武汉市土地利用的净碳排放量不断上升,从1996年的1189.80万t增加到2015年的3389.67万t,年均增长率为5.66%。武汉市土地利用净碳排放量与土地利用碳源总量的变化趋势基本一致,而土地利用碳汇总量则基本保持稳定。这从侧面说明,要想达到武汉市土地利用净碳排放量减少这一目标,今后的工作重心仍在碳源的控制上,并不断增加碳汇,有效减少净碳排放量。
表 21996— 2015年武汉市土地利用碳排放量(万 t)
图 11996— 2015年武汉市土地利用碳排放量
3.2 武汉市土地利用碳减排压力分析
碳排放强度是指土地利用净碳排放量与地区生产总值的比值[28]。以武汉市近20年的碳排放趋势为基准情景,以武汉市1996—2015年土地利用净碳排放量为原始数列,利用GM(1,1)模型预测武汉市2016—2020年在没有重大调整和突发情况下的土地利用净碳排放量,结果见式(13)。式(13)的均方差比C=0.2656、小概率误差P=1,说明该模型的预测精度等级好,可用来预测未来武汉市土地利用净碳排放量。由预测结果可得,武汉市2016—2020年土地利用净碳排放量分别为3877.80万t、4097.46万t、4329.55万t、4575.80万t、4833.93万t。
催化燃烧法。催化燃烧法温度较低（通常为200～400℃），无二次污染，工艺操作简单，安全性高。高浓度、小风量VOCs有机废气可采用催化燃烧法处理。催化燃烧法是目前VOCs处理技术中应用较多的一种高效技术，由于解吸阶段要求的温度更高，因此多采用分子筛为吸附剂。
鉴于武汉市对2020年国家温室气体减排计划承诺面临的压力较大,需要对土地利用过程中可能存在的实现减碳潜力进行分析。本文将武汉市与国内文化、经济、产业和生态发展领先的4座城市进行横向比较,通过比较2015年武汉市与北京市、上海市、广州市、杭州市4座城市在产业结构、能源利用结构、交通出行结构上的差别,并基于上述3个方面的结构调整,分析武汉市在土地利用过程中所具有的碳减排潜力,由此提出实现碳减排的可行方向。
(13)
“十三五”时期武汉市地区生产总值年均增速取8%,即中高速增长,计算得出2016—2020年武汉市地区生产总值,同时根据碳排放预测结果计算武汉市2016—2020年的碳排放强度。结果显示,2016—2020年武汉市地区生产总值由11778.05亿元增加到16023.9亿元,而碳排放强度将由0.32924t/万元下降到0.30167t/万元。作为低碳试点城市,武汉市在碳减排任务中承担着重大责任。根据我国政府发布的《“十三五”控制温室气体排放工作方案》,“十三五”期间武汉市碳强度应累计下降19.5%。因此,在低碳情景下,2016—2020年武汉市碳排放强度分别应为0.2987t/万元、0.2866t/万元、0.2745t/万元、0.2623t/万元、0.2502t/万元。结合武汉市地区生产总值的预测结果,计算出低碳情景下2016—2020年土地利用净碳排放量分别为3518.07万t、3645.32万t、3770.42万t、3892.20万t、4009.33万t。
图 2不同情景下武汉市土地利用净碳排放量及碳排放强度
从图2可见,为实现碳减排目标,2016—2020年武汉市碳减排量分别为359.73万t、452.14万t、559.13万t、683.60万t、824.60万t,碳减排压力指数(基准情景碳排放强度与低碳情景碳排放强度的比值)分别为1.10、1.12、1.15、1.18、1.21,均大于1,说明武汉市目前碳减排压力巨大。武汉市有必要加大碳减排力度,走低碳发展之路,因此在土地利用过程中如何有效实现碳减排则需要进一步探索。
1.电力工程电气自动化是在计算机信息处理技术，电力网络技术以及网络通讯技术等多种技术的基础上发展而来的。是综合性非常强的技术门类。目前，我国的电力系统的远程监控以及远程管理，都依赖于电力自动化技术，电力系统的安全，高效、平稳的运行，也依赖于电力自动化技术。
4武汉市土地利用过程的碳减排潜力分析
x(1)(t+1)=29956.791820exp(0.055098t)-28584.721820
4.1 产业结构调整的碳减排潜力
产业间结构调整的碳减排潜力:2015年,武汉市地区生产总值达到10905.6亿元,第一、二、三产业增加值占地区生产总值的比重分别为3.3%、45.7%和51%,与1996年的9.2%、46.8%、44%相比,产业结构调整初具成效。将武汉市产业结构与北京市、上海市、广州市、杭州市4座城市进行对比分析(图3),武汉市产业结构有待进一步升级,主要体现在第二产业比重偏高,第三产业比重低于其他城市,尤其是与北京市相比(79.7%)。
图 3产业结构城市比较
根据测算结果,汇总出各产业的土地利用净碳排放，将农用地碳排放定义为第一产业碳排放,工业用地碳排放定义为第二产业碳排放,交通用地碳排放和公共及商服用地碳排放之和定义为第三产业碳排放。2015年武汉市第一、二、三产业土地利用的净碳排放量分别为-156.69万t、2892.81万t、395.78万t,碳排放主要集中在第二产业。在保持武汉市地区生产总值、各产业单位产出碳排放不变的情况下,现设定为武汉市产业结构调整到其他城市水平,碳减排潜力见表3[29]。
表 3产业间结构调整的碳减排潜力
表3表明,通过实施产业结构调整,武汉市尚有较大的碳减排潜力。如果把武汉市产业结构调整到北京市、上海市、广州市和杭州市的水平,可分别减排41.34%、19.53%、21.32%和11.35%。因此,优化产业用地结构,即逐步降低第二产业用地比重并提高第三产业用地比重,将是武汉市土地利用碳减排的有效途径之一,同时还应保有一定的碳汇,发挥武汉市大江大湖山水园林城市的作用。
第三产业结构调整的碳减排潜力:依据我国三大产业的统计,按照第三产业技术和人员从业特点,一般可将其分为传统第三产业(交通运输业、批发零售业、住宿餐饮业)和技术资本密集型第三产业(金融业、房地产业、互联网业等)两大类(国家党政机构与国内公共服务不计入第三产业产值和国民生产总值)。受数据可得性等因素影响,本文的第三产业仅包括交通运输业、批发零售业、住宿餐饮业、金融业和房地产业。2015年,武汉交通运输业、批发零售业、住宿餐饮业、金融业和房地产业增加值分别为455.28亿元、994.05亿元、349.13亿元、837.49亿元和641.47亿元,传统第三产业占比达到54.87%,而技术资本密集型第三产业则占45.13%,还有较大的提升空间。由图4可知,武汉和广州传统第三产业比重均在50%以上,而北京、上海和杭州传统第三产业比重则低于50%。考虑到传统第三产业的高能耗属性,降低传统第三产业的比重将降低该产业的碳排放。此外,武汉和广州交通运输业比重较高,交通运输中能源消耗量的增加不利于碳减排。
图 4第三产业结构城市比较
根据测算结果,交通运输业碳排放主要归为交通用地碳排放,批发零售业和住宿餐饮业碳排放包括液化石油气、天然气和电力使用时所产生的碳排放,金融业和房地产业碳排放包括电力使用所产生的碳排放。测算结果表明,武汉市2015年传统第三产业碳排放为329.91万t,技术资本密集型第三产业碳排放为28.74万t。在保持武汉第三产业总值、传统第三产业单位产出碳排放、技术资本密集型第三产业单位产出碳排放不变的情况下,现设定为武汉第三产业结构调整到其他城市水平,得出第三产业结构调整的碳减排潜力见表4。由表4可知,当武汉第三产业结构调整到北京、上海和杭州的水平时,可分别减排20.74%、10.86%和14.55%;而调整到广州的水平时,则未能达到减排效果,原因是广州交通运输业和批发零售业所占比重较大。因此,在未来第三产业的土地利用碳减排中,应考虑逐步降低传统第三产业的用地比重,提高技术资本密集型第三产业的用地比重,鼓励发展现代新型服务业。
在安全设计阶段，从企业安全生产管理的要求出发，将原料储罐液位、温度、压力、浓度、现场视频及事故预警功能远传至24 h值班室，确保值班室对现场实现无间断信息采集、记录和远程操控，提升气瓶充装站现场安全管理。
表 4第三产业内结构调整的碳减排潜力
4.2 能源利用结构调整的碳减排潜力
近年来,我国工业化和城镇化进程不断加快,能源消耗量持续增加,而能源消耗过程中不断产生的碳排放成为城市土地利用碳排放的重要组成部分。2015年,武汉能源消耗碳排放共2525.04万t(不包含交通用地的能源消耗碳排放),占总碳排放量的70%以上,其中工业用地的能源消耗碳排放2219.15万t、居住用地的能源消耗碳排放125.48万t、公共及商服用地的能源消耗碳排放180.41万t。根据不同的土地利用类型来调整能源利用结构,可有效推动土地利用碳减排。
贵州是世界公认的沉积岩王国、喀斯特王国、古生物王国和民族风情王国，这些已为大家所熟知。然而，贵州更是一个观赏石王国，却不太为人们所了解。
图 5工业用地上能源利用结构城市比较
工业用地的能源利用结构调整的碳减排潜力:2015年,武汉工业用地的能源消耗共为3531.45万t标准煤,其中电力消耗占17.04%、煤炭消耗占48.86%、原油消耗占31.19%、热力消耗占2.91%。从图5可见,武汉和上海工业用地的电力消耗占比在25%以下,北京、广州、杭州的电力消耗占比则高于25%;北京工业用地的煤炭消耗仅占8.23%,而其他城市煤炭消耗均占40%以上;武汉、北京、上海工业用地的原油消耗占比为23%,而广州和杭州原油消耗则低于3%;武汉、北京、上海、广州、杭州工业用地的热力消耗占比均低于15%。
2015年武汉工业用地上能源消耗碳排放达2219.15万t,其中电力碳排放275.55万t、煤炭碳排放1278.31万t、原油碳排放638.61万t、热力碳排放26.68万t,碳排放主要来自于煤炭消费。在保持武汉工业用地上能源消耗总量不变的情况下,若设定武汉工业用地能源利用结构调整到其他城市水平,其碳减排潜力见表5。从表5可见,当武汉工业用地的能源利用结构调整到北京和杭州的水平时,可分别减排19.5%和11.36%;而调整到上海和广州的水平时,可分别减排2.81%和4.76%。出现上述结果的原因是，北京和杭州高碳排放能源(煤炭和原油)占比较低,因此可在较大程度上减少碳排放。此外,上海工业用地的能源利用结构与武汉相似,因此调整到上海水平时对碳排放的影响相对较弱;而广州虽然煤炭消耗量高达50%以上,但电力消耗量高于40%,因此也实现了一定的碳减排。综上分析,逐步降低煤炭和原油等高碳排放化的石燃料消耗量,增加水电的使用是优化工业用地能源利用结构,是实现能源消耗碳减排的有效举措。
表 5工业用地上能源利用结构调整的碳减排潜力
居住用地上能源利用结构调整的碳减排潜力:2015年,武汉市居住用地的能源消耗共237.94万t标准煤,其中煤炭消耗占11.71%、液化石油气消耗占2.14%、天然气消耗占13.97%、电力消耗占72.18%。从图6可见,武汉和北京居住用地的煤炭消耗较大,约占总量的11%,上海、广州和杭州的煤炭消耗量占比小于2%;武汉、北京、上海和杭州居住用地的液化石油气消耗量占比小于8%,广州液化石油气消耗量占比大于17%;武汉、广州和杭州居住用地的天然气消耗量占比小于15%,北京和上海天然气消耗量占比则高于25%;5座城市居住用地的电力消耗占比均高于55%,武汉、广州和杭州达到70%以上。2015年武汉居住用地的能源消耗碳排放达125.48万t,其中煤炭碳排放29.48万t、液化石油气碳排放2.54万t、天然气碳排放14.83万t、电力碳排放78.63万t,碳排放主要集中在电力消耗上。在保持武汉居住用地能源消耗总量不变的情况下,若设定武汉居住用地上能源利用结构调整到其他城市水平,其碳减排潜力见表6。
“我问她为什么来找我，她说在城里不认识别的律师，既然罗素青信任我，那她也只能叫我替她办这件事。她想让我帮她办理房产过户等等手续，我真的没时间，也不想跟罗瑞他们交涉，这肯定是个麻烦事，所以她就找了你。”陈律师解释道。
图 6居住用地上能源利用结构城市比较 表 6居住用地上能源利用结构调整的碳减排潜力
根据表6可知,当武汉市居住用地的能源利用结构调整到上海、广州和杭州的水平时,可分别减排12.82%、11.01%和11.85%;而调整到北京的水平时,减排效果不明显,虽然北京的天然气所占比重较高,但煤炭消耗量占比仍较大。当调整到上海、广州和杭州水平时,清洁能源(包括天然气和电力)消耗占比较大,煤炭消耗量占比较小,因此可达到较好的减排效果。综上分析,逐步提高天然气、电力等清洁能源所占比例、减少煤炭、液化石油气等高碳排放化石能源消耗量是优化居住用地能源利用结构的可行方案。
图 7公共及商服用地上能源利用结构城市比较
公共及商服用地能源利用结构调整的碳减排潜力:2015年,武汉市公共及商服用地上能源消耗共395.42万t标准煤,液化石油气消耗占5.48%、天然气消耗占31.77%、电力消耗占62.76%。从图7可见,北京和上海公共及商服用地的天然气消耗量占比较大,达40%以上;5座城市液化石油气消耗量占比均低于6%,电力消耗量占比均高于45%,广州和杭州的电力消耗量占比高于70%。
2015年武汉公共及商服用地上能源消耗碳排放达180.41万t,其中液化石油气碳排放10.77万t、天然气碳排放56.03万t、电力碳排放113.61万t,碳排放主要集中在电力消耗上。在保持武汉公共及商服用地的能源消耗总量不变的情况下,若设定武汉公共及商服用地上能源利用结构调整到其他城市水平,碳减排潜力见表7。从表7可知,当武汉公共及商服用地上能源利用结构调整到北京和上海的水平时,可分别减排0.76%和0.68%;而调整到广州和杭州的水平时,则未能达到碳减排效果。无论是调整到哪一座城市的能源利用结构,对公共及商服用地的能源消耗碳排放的影响均不大,说明武汉公共及商服用地能源结构的碳减排水平与其他参照城市相当。
表 7公共及商服用地上能源利用结构调整的碳减排潜力
图 8城市交通出行结构比较
4.3 交通出行结构调整的碳减排潜力
2015年,武汉市城市交通出行的总客运量约400612.47万人次,其中出租车总客运量约40000万人次、公交车客运量达143092.4万人次、城市内部民用车客运量约161009.97万人次、地铁客运量约56510.10万人次,分别占9.98%、35.72%、40.19%和14.11%。由图8可知,这4座城市的公共交通出行(包括出租车、公交车和地铁)比例高于50%,上海和广州的公共交通出行比例高于70%,而杭州公共交通出行比例为48.63%。武汉、北京、上海、广州、杭州的城市内部民用车出行比例分别为40.19%、35.35%、26.94%、23.96%和51.37%。
2015年武汉市交通出行碳排放即交通用地碳排放达215.16万t,其中出租车碳排放占6.77%，公交车碳排放占6.12%，城市内部民用车碳排放占86.96%，地铁碳排放占0.16%,碳排放主要集中在城市内部民用车上。在保持武汉总交通出行总客运量不变的情况下,若设定武汉交通出行结构调整到其他城市的水平,其碳减排潜力见表8。根据表8,当武汉交通出行结构调整到北京、上海、广州水平时,可分别减排14.35%、28.21%和35.87%;而调整到杭州水平时,则未能达到减排效果。北京、上海和广州的公共交通出行比例均高于武汉,而杭州的公共交通出行比例在5座城市中最低,提高公共交通出行比例可实现交通出行碳减排[30]。
国际贸易班87%学生认为这本课程的内容很抽象并难以理解，市场营销班仅有10%的学生认为这本课程的内容很抽象并难以理解；国际贸易班仅有8%的学生认为《商品学》是一门实用的学科，但市场营销班91%的学生都认为这门实用性很强；当问及“如果《商品学》是一门选修课，你愿意选吗？”国际贸易仅有19%的学生愿意选择，而市场营销有92%的学生愿意选择这门课程。
表 8交通出行结构调整的碳减排潜力
5结论与建议
5.1 结论
首先,1996—2015年武汉市土地利用净碳排放量不断上升,年均增长率为5.66%,其变化趋势与土地利用碳源量变化趋势基本一致,土地利用碳汇量的变化对土地利用净碳排放量变化趋势的影响较小。其次,通过测算基准情景和低碳情景下武汉市2016—2020年土地利用净碳排放量和碳排放强度发现,武汉市“十三五”期间实现碳减排目标的压力巨大,亟需加大碳减排力度,减少碳排放。第三,将2015年武汉市的产业结构、各类用地上能源利用结构和交通出行结构与北京、上海、广州和杭州进行对比,当把武汉产业结构调整到北京、上海、广州和杭州的水平时,第三产业结构调整到北京、上海和杭州的水平时,工业用地和居住用地的能源利用结构调整到北京、上海、广州和杭州水平时,交通出行结构调整到北京、上海和广州水平时,均可实现碳减排,而公共及商服用地的能源利用结构调整到以上城市的水平时,则能源消耗碳排放的影响将不大。
5.2 建议
主要是:①优化各产业间用地结构和第三产业内部用地结构,保有一定数量的碳汇。首先,武汉未来产业用地应优先供应第一产业用地,控制碳汇用地向碳源用地转变。其次,解决历史遗留问题,迁移仍保留在中心城区的污染企业,合理利用置换土地,进一步推动升级中心城区的产业功能,提升单位土地的利用效率。第三,在第三产业中应重点发展技术资本密集型第三产业。②优化各类用地的能源利用结构,逐步降低煤炭、原油、火电等高碳排放能源消耗量,提高清洁能源所占比例。未来武汉市在经济发展过程中,不仅要调整产业发展方式与产业结构,还要不断加大清洁能源利用比例。同时,能源利用技术的逐步改善,能源利用效率的不断提高和节能减排技术的发展,即从清洁生产和节能减排两个维度出发降低碳排放量。③发展公共交通,减少私家车出行量,鼓励城市居民购买小排量汽车,降低交通出行碳排放。虽然武汉市的公共交通出行体系已达到了一定的规模,但仍有很大的发展空间,提高公共交通出行比例,尤其是地铁出行比例,可实现交通出行碳减排。在未来的地铁规划中,需注意与地面交通系统的衔接,同时提升地铁和公交车辆的舒适度,让居民愿意选择公共交通出行。
基于与国内文化、经济、产业和生态发展领先的4座城市比较并调整武汉土地利用过程中的结构,有助于了解武汉市的碳减排潜力,为武汉今后继续走低碳发展之路提供可行的建议。但从宏观上对武汉土地利用碳减排进行研究仍有不足,在今后的研究中可通过“自下而上”的实地调研,从微观层面对武汉市居民进行碳减排意愿分析,从而对城市土地利用低碳优化提出更具有针对性的规划建议。
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Research on Potential of Land Use Carbon Emissions Reduction ——Taking Wuhan City as an Example
LIU Ye,CHEN Yin-rong,YUAN Kai-hua,LIU Qiu-tong
(College of Public Administration,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China)
Abstract :Based on the calculation of land use carbon emissions and the analysis of the carbon emissions reduction pressure of Wuhan City,adopting the scenario analysis method,this paper chose the four different cities as references,including the national political and cultural center city(Beijing),the financial economic center city(Shanghai),the high-end manufacturing center city(Guangzhou) and the green ecological civilization city(Hangzhou) to analyze the carbon emissions reduction potential of Wuhan City in the process of urban land use,aiming to clarify the feasible direction of carbon emissions reduction in Wuhan,and to propose the relevant land low carbon optimization strategies.The comparison focused on three parts,including the development of industry,the use of energy and the urban transportation.The results showed that:To achieve the goal of carbon emissions reduction,the government should optimize the land use structure of each industry,as well as encouraging the development of technology capital-intensive tertiary industry and modern service industry.Based on maintaining a certain amount of carbon sinks,we should gradually reduce the consumption of high-carbon energy on various types of land and to increase the proportion of clean energy while giving priority to the development of public transport and encouraging urban residents to travel at low carbon.
Key words :land use;carbon emissions;carbon emissions reduction potentials;structural adjustment;Wuhan city
doi: 10.3969/j.issn.1005-8141.2019.05.008
中图分类号： X825.1
文献标志码： A
文章编号： 1005-8141(2019)05-0638-08
收稿日期： 2019-03-11；修订日期：2019-04-23
基金项目： 国家社会科学基金项目“基于系统仿真的城市土地利用碳排放分析与低碳利用调控研究”(编号:14BGL218)。
第一作者简介： 刘晔(1994-),女,江西省上饶人,硕士研究生,主要研究方向为土地经济与管理。
通讯作者简介： 陈银蓉(1963-),女,湖南省长沙人,博士,教授,主要研究方向为土地利用规划与管理。