山东省土地利用碳足迹与经济增长脱钩关系分析
荆肇睿1， 王金满1，2
[1.中国地质大学(北京)土地科学技术学院，北京 100083； 2.国土资源部土地整治重点实验室，北京 100035]
摘要 ：基于脱钩理论，以山东省为研究目标，建立2000—2015年土地利用碳足迹与经济增长的脱钩体系，分析其关系并给出土地利用优化与布局建议。结果表明，2000—2015年山东省土地利用碳排放总量逐年增加，建设用地是主要碳排放的来源。山东省碳足迹逐年增加，生态赤字增加迅速，并且与碳足迹之间的差距逐年增加。2000—2015年，山东省不同土地利用类型的碳足迹与经济增长总体处于弱脱钩状态，向经济发展的理想状态发展。当前，山东省经济正处于由粗放向集约的状态发展，正确、合理调节整各用地类型之间的比例关系，采取创新、节能的经济发展手段才能保证碳足迹与经济增长处于绝对脱钩，实现可持续发展。
关键词 ：山东省；土地利用；碳足迹；经济增长；脱钩理论；脱钩关系；宏观控制；合理利用土地资源；政策建议
温室气体导致世界气候的变化是现今国内外社会讨论的热点问题之一。人类社会经济活动与能源利用等产生的碳排放对全球碳循环的影响已成为海内外学者讨论的热点问题[1-3]。目前学者讨论的重点多集中在碳排放机制方面，研究得出能源消费结构、经济增长、能源利用效率等对碳排放的重要作用。Schipper等对13个国际能源署国家的9个制造业产业的碳排放强度展开了测算[4]；Casler等采用建模的方法，对美国碳排放展开了结构测算性研究[5]。实际上，人们经过对土地利用方式的变化对碳排放的数量与速率等都有很大的作用。刘苑秋等对我国陆地植被的碳汇功能进行测算[6-8]；李颖等分析了江苏省的土地利用方式与碳排放效应[9]；苏雅丽等对陕西省的土地利用改变引发的碳排放效应进行了分析[10]。
碳足迹的概念来源于生态足迹，就目前研究来看，碳足迹并没有准确的定义，大多数是从碳排放量(人类活动的碳排放量)和面积(吸纳化石性燃料燃烧排放的CO2所需的生态承载力)2个方面来理解。结合国内外学者的相关论述，本研究将碳足迹规定为用于消纳某个特定活动或实体产生的碳排放量所占用的生产性土地(植被)的面积，即碳排放的生态足迹。它是一种衡量低碳发展的工具，评价人类活动对环境产生的影响。Sovacool等对世界12个大都市区的碳足迹进行了研究分析[11]；Kenny等以爱尔兰国家为例，对6种碳足迹计算的模型运行成果进行了对比性研究[12]。国内诸多研究者从碳足迹的核算、人均碳足迹、碳足迹产值等不同方面进行研究，蓝家程等分别采用不同的方法对江苏省、上海市、盐城滨海、重庆土地利用碳足迹进行分析研究[3，13-15]。从以往的研究来看，众多学者侧重于对碳足迹单独的研究，从碳足迹模型、影响因素等角度出发，但是将碳足迹与经济发展等建立相关性的研究相对较少。脱钩理论近年来由经济合作与发展组织引入到农业、环境等研究领域，是一种成效显著的测评经济发展与资源环境压力关系的方法。
（2）谋划要远。要从做好“全生命周期养老”的大盘子出发，谋划干部在职时就要做好应对未来养老发展准备的思路，让尊老敬老真正成为一种工作习惯和生活需要，依靠全社会人人行动起来的动力，率先在依托社会力量破解老龄化难题上做出新探索。
本研究结合上述学者的研究方法，对山东省各土地利用类型的碳排放与碳足迹进行测算，在此基础上运用脱钩理论，将碳足迹与经济增长建立联系进行分析，提出相应的建议以期能够加强对土地利用的宏观控制，协调处理相关产业和各经济部门之间的用地矛盾，合理利用有限的土地资源，缓解经济增长与环境的紧张关系。
1 研究区域概况
山东省位于我国东部沿海、黄河下游，地处34°22.9′～38°24.01′N，114°47.5′～122°42.3′E。土地总面积为 15.8×104km2，约占全国土地总面积的1.64%。2000年山东省能源消费量为16 862万t标准煤，与2000年相比，2015年的能源消费量有较大幅度的增长，达到402 164万t标准煤。2015年，山东省经济增长运行总体缓和，全省完成的国内生产总值(gross domestic product，简称GDP)为63 002.33亿元，按可比价格计算，比上年增长8.0%。其中，第一产业增加值为 4 979.08 亿元，约增长4.2%；第二产业增加值为 29 485.90亿元，约增长7.4%；第三产业增加值为 28 537.35亿元，约增长9.5%。
2 研究方法
2.1 数据来源
2.2.3.2 脱钩弹性判定标准 根据Tapio等的相关研究[25-27]，将0.8(β 1)和1.2(β 2)作为临界值进行标准划分，将脱钩程度划分为8种，建立碳足迹与GDP脱钩程度坐标(图1)[28]和脱钩程度判定标准(表3)[28]。
2.2 研究方法
2.2.1 碳排放模型 针对山东省的区域特点，本研究选取耕地、林地、草地、建设用地的碳排放进行研究，其中，林地和草地具有碳汇的效应。耕地、林地、草地的碳排放系数分别为0.42、-0.64、-0.02 t/hm2，碳排放模型为
E i =A i f i 。(1)
式中：E i 为第i 种土地利用类型的碳排放量(t)；A i 为第i 种土地利用类型的面积(hm2)；f i 为第i 种土地利用类型的碳排放(吸收)系数(t/hm2)。
目前，世界主要的能源有化石能源、电能、太阳能、风能、水能、生物能、潮汐能、核能等[16]。我国主要以化石能源、电能为主，建设用地的碳排放量主要由上述能源消耗得到，因此本研究仅选取主要的化石能源和电能进行建设用地的碳排放量计算，碳排放模型为
D i =B i M i g i 。(2)
当脱钩弹性系数处于(0.8，1.2]的区间时，Ⅶ区域的脱钩类型为扩张连接型，表示经济增长与碳足迹的增长保持相对同步发展；Ⅲ区域的脱钩类型为衰退连接型，表示经济的减少与碳足迹的减少保持相对同步发展。
碳排放量核算时，结合联合国政府间气候变化专门委员会(intergovernmental panel on climate change，简称IPCC)的假设，某种能源消耗的碳排放系数基本保持一致。因此根据《2006年IPCC国家温室气体清单指南》及众多研究者的研究结果[17-23]，本研究确定了各能源碳排放系数、能源折算系数等数据，如表1所示。
表1 各能源碳排放系数
2.2.2 碳足迹模型 碳足迹由吸纳碳排放的主要生产性土地(植被)的面积来表示。净生态系统生产量(net ecosystem production，简称NEP)即1 hm2植被1年吸纳的碳量[24]，反映了绿色植被的固碳能力。碳足迹的模型可表示为
山东省2000—2015年不同土地利用类型的碳排放总量呈现逐年上升的趋势，从2000年的7 918.60万t上升到2015年的39 085.39万t，增长速度达到393.59%。建设用地的碳排放量远远大于耕地的碳排放量，在山东省碳排放总量中所占比例较大，增速与碳排放总量几乎持平，成为山东省土地利用碳排放的主要承担着。作为碳汇，林地对碳的吸收能力要大于草地，对山东省的碳平衡起到重要的作用。
H =∑ni =1H i =∑ni =1C i F i P erfNEP f+C i F i P ergNEP g。(3)
式中：H 为山东省总的土地利用碳足迹(hm2)；H i 为第i 类土地利用类型的碳足迹(hm2)；C i 为第i 种土地利用类型的土地面积(hm2)；f i 为第i 种土地利用类型的碳排放系数；C i 与f i 的乘积为碳排放量(t)；P erf、P erg分别表示山东省林地、草地的碳吸收比例；NEP f、NEP g分别表示林地、草地的碳吸收能力(t/hm2)。
根据赵荣钦等的研究方法[13，24]，得到山东省主要生产性土地碳吸收系数，如表2所示。
2.2.3 脱钩模型
2.2.3.1 碳足迹与经济增长的脱钩指标与模型 经过指标筛选和比较，采用碳足迹指标M 、GDP指标G ，根据Tapio等的相关分析[25-26]，确定如下脱钩模型：
结合山东省各土地利用类型的碳排放量，结合生产性土地的NEP，计算得到2000—2015年山东省不同土地利用类型的碳足迹。由表5可知，山东省2000—2015年耕地与建设用地的碳足迹量呈逐年上升的趋势，这与建设用地与耕地的面积以及碳排放量的增加具有一致性。2000年山东省碳足迹总量为2 104.03万hm2，到2015年碳足迹总量达到 10 375.74万hm2，增速达到393.14%。在这16年间，2004—2006年间的碳足迹增速最大，从2004年的4 077.20万hm2增加到2006年的6 383.82万hm2，增速达到56.57%。在2012—2014年间，碳足迹表现出增速下降的趋势，2年间仅增长236.51万hm2。山东省生产性土地的面积总体也呈现上升的趋势，生态承载力持上升趋势，但是总体的上升速度远不及碳足迹的增长速度。在此基础上，山东省的生态赤字也呈现连续上升的趋势。2000年生态赤字为2 085.25万hm2，到2015年生态赤字上升到10 354.22万hm2，增速达到 396.55%。其中生态赤字增速最大的时间段在2004—2006年间，达到57.31%。另外，林地对碳的吸收能力大于草地，碳足迹主要以林地为主。
α =ΔM /M t0 ΔG /G t0 =(M t1 -M t0 )/M t0 (G t1 -G t0 )/G t0 。(4)
式中：α 为脱钩弹性系数；M 为碳足迹总量(t/hm2)；G 为GDP总量(元)；t 0、t 1分别为时间段的起、止时刻。
本研究相关数据来源于2000—2015年山东省的相关统计数据。其中山东省各种能源消费量来源于2001—2016年的《中国能源统计年鉴(山东省能源平衡表)》，耕地、林地、草地、建设用地的面积数据和国内生产总值来源于2001—2016年的《山东省统计年鉴》。
表2 主要生产性土地碳吸收系数
表3 脱钩程度判定标准
注：+表示正值，-表示负值。
当脱钩弹性系数处于(-∞，0]的区间时，Ⅰ区域此时的脱钩类型为强脱钩型，经济在不断地增长，同时土地利用碳足迹在不断地减少，此状态可以看作是经济发展与土地利用碳足迹之间的最佳状态，同时也是经济增长的理想状态；Ⅴ区域此时的脱钩类型为强负脱钩型，在经济发展下降的同时土地利用碳足迹的增长呈现上升趋势，这是经济发展中最不理想的状态。
2.3.3 重复性试验 取药材样品粉末（批号：20170508）0.2 g，共6份，按“2.2.2”项下方法制备供试品溶液，再按“2.1”项下色谱条件进样测定，以橙皮苷峰的保留时间和峰面积为参照，记录各共有峰的相对保留时间和相对峰面积。结果，11个共有峰相对保留时间的RSD均小于0.50%，相对峰面积的RSD均小于2.97%（n＝6），表明本方法重复性良好。
式中：D i 为第i 种能源消费的碳排放量(t)；B i 为第i 种能源消耗量(t标准煤)；g i 为第i 种能源碳排放系数；M i 为第i 种能源的标准煤折算系数。
当脱钩弹性系数处于(1.2，∞)的区间时，Ⅵ区域的脱钩类型为扩张负脱钩型，表示经济发展与碳足迹呈现增长态势，并且经济的增长速度小于土地利用碳足迹的增长速度；相反，Ⅱ区域的脱钩类型为衰退脱钩型。
3 结果与分析
3.1 山东省不同土地利用类型碳排放分析
由表4可知，山东省在2000—2015年土地利用碳排放总量呈逐年上升的趋势，从2000年的7 918.60万t上升到2015年的39 085.39万t，增长率达到393.59%。建设用地和耕地为主要的碳排放源，碳排放量呈逐年上升趋势。建设用地的碳排放量远远大于耕地的碳排放量，在山东省碳排放总量中占的比例较大，增速与碳排放总量几乎持平，成为山东省土地利用碳排放的主要承担者。在2004—2006年间，建设用地碳排放量从15 072.45万t上升到23 766.63万t，增长率达到57.68%，是16年间增速最快的时间段。在此时间段，山东省非农建设用地的数量激增，节约集约利用程度不够，造成大量的碳排放，生态环境的压力变大。2012—2014年，建设用地的碳排放量增长的势态下降，2年间增长886.02万t，增长率达2.54%。说明在此时间段，山东省的建设用地节约集约利用明显优化，建设用地与其他用地的比例关系得到调整，使碳排放量减少，缓解了山东省土地利用与自然环境的压力。作为碳汇，由于林地与草地的面积相对较少，对碳吸收的能力较弱。在15年间，林地吸收量最大的年份在2004年，上升到16.90万t，而2006年最少，为8.62万t。碳吸收率最高的时间段在2002—2004年，达到73.33%。说明山东省在此时间段内对林地有较好的保护，但是总体来说还不能达到生态平衡。对于未来的发展，对土地利用结构进行动态调整，加强管理，实现土地资源的优化配置和合理利用，有关部门应着重生产性土地面积的调整，达到动态平衡。
当脱钩弹性系数处于(0，0.8]的区间时，Ⅷ区域的脱钩类型为弱脱钩型，此时经济发展与土地利用碳足迹呈现增长状态，且经济的增长速度大于碳足迹的增长速度；相反，Ⅳ区域的脱钩类型为弱负脱钩型。
表4 2000 —2015年山东省各类土地利用碳排放量汇总
3.2 不同土地利用类型碳足迹分析
随机邀请10位同学组成鉴评小组，参照国家酸乳卫生标准GB/T19302-2010[12]，根据成品的色泽、滋味、气味、状态等进行综合评分。除去一个最高分和一个最低分后取平均值作为最后感官评分。评分标准如表3所示。
表5 2000 —2015年山东省不同土地利用类型碳足迹 万hm2
3.3 碳足迹与经济增长脱钩分析
由表6可知，山东省在2000—2015年间，每个时间段GDP的变化量都在上升，在2010—2012年间上升了 10 843.32亿元，说明在这个阶段，山东省的经济发展得到较快的提高，人们的生活水平得到很大的提高。在2000—2015年，山东省的脱钩状态经历5个阶段、3个状态：扩张负脱 钩- 扩张连接-扩张负脱钩-弱脱钩-扩张负脱钩。从2000年到2002年、2004年到2006年，山东省土地利用碳足迹与经济发展处于扩张负脱钩状态，2000—2002年脱钩弹性系数为1.394 1，2004—2006年间脱钩弹性系数为1.334 3，2个时间段内的数值相差不大，经济发展与土地利用碳足迹都处于增长状态，彼此之间存在一定的联系，但是经济增长速度要小于土地利用碳足迹的增长速度。在2004—2006这个时间段内，经济发展与碳足迹的脱钩弹性系数为1.334 3，处于扩张负脱钩的状态。在此时间段，碳足迹跟随经济发展一起增长，保持相对同步状态，土地利用与人类的经济活动之间的关系较之前相对缓和，但仍须作出相应的调整。2006—2014年，山东省经济发展与碳足迹之间的脱钩状态处于弱脱钩状态，脱钩弹性系数从0.362 6到0.683 4再到0.000 5，变化幅度较大，说明在此阶段山东省不断地调整各土地利用类型之间的比例关系使其与经济发展之间处于理想状态。2014—2015年间，山东省土地利用碳足迹与经济发展之间的脱钩状态为扩张负脱钩，经济和碳足迹在不断地增长，但是经济的增长速度要小于碳足迹的增速。国家倡导城乡建设一体化，土地利用状况作出相应调整，建设用地等增速加快，相应生产性土地减少，导致脱钩状态回归。
表6 2000—2015年山东省土地利用碳足迹与经济增长的脱钩指数与状态
4 结论与建议
4.1 结论
一堂好课，它不仅要求课堂前奏能有先声夺人之势，而课的尾声同样要有余味无穷之感。这样有利于抓住学生的注意力，吊足学生的胃口，激起学生的兴趣，使课堂教学收到事半功倍的效果。小学体育课堂教学中，我们也常把课堂准备活动称作“前奏”，结束部分比喻“尾声”。然而，日常的小学体育课堂教学实践中仍普遍存在着忽视“前奏”与“尾声”的现象，主要表现为：
据美媒报道，在逐渐放宽的签证规定、对非洲文化历史景点的兴趣日浓、吸引中国游客的措施推动下，如今非洲大陆在中国公民出境游中占比与日俱增。中国已是全球头号旅游消费大国。非洲目的地必将受益于这股热潮创造的更多机会和岗位。
随着山东省碳排放量的增加，山东省不同种土地利用类型的碳足迹总量也在不断增加，从2000年的2 104.03万hm2上升到2015年的10 375.74万hm2，增长速度达到393.14%。生产性土地的面积增长速度远不及碳足迹的增长速度，到2015年，山东省的生态赤字水平较高，达到10 354.22万hm2。
山东省2000—2015年每个时间段GDP的变化量都在上升，2010—2012年间上升了10 843.32亿元。16年间，山东省的脱钩状态经历了5个阶段、3个状态：扩张负脱钩-扩张连接-扩张负脱钩-弱脱钩-扩张负脱钩。山东省积极探索，调整各土地利用类型之间的比例关系，使经济的发展不再以土地资源浪费为前提，做到土地资源的节约利用，体现节能减排的发展理念。
4.2 建议
就土地利用方面，今后山东省要根据经济发展要求充分做好土地利用总体规划工作，加大土地整理、土地复垦等具体工作的实施。建立相应的土地利用动态监测系统，保持耕地和基本农田的红线不突破，实时调整不同利用类型土地的比例关系，避免建设用地的无序不断扩张，加大林地等生产性土地的面积，使碳足迹与经济增长保持在强脱钩的状态。就建设用地方面，要实时调整工业用地的面积，建立工业园区，加大厂房的高度以减少占地面积。居民区用地禁止违规私建，实施必要的行政处罚制度加以约束。建立有效的监察监督制度，对于不合理利用土地的行为要给予相应的惩罚。
我们可以通过这样的步骤计算：函数f(x)为周期函数，且在审题过程中，就要引导学学会审题，引导学主动思考和发现问题.发现和利用题干中的相关条件，运用函数的周期性这一概念，得到f(x)是周期为4的函数.周期性是解答此题的关键，学生就可以利用直接法算出.通过这种生动有趣的形式激发学生对数学文化的兴趣，提升数学学习能力.
就经济发展方面，今后山东省要不断加强科技创新的能力，积极转变经济发展方式，变粗放发展为集约发展。调整加大第三产业在经济增长中的比例，减少第二产业的比例。加大投入进行节能减排，与国际接轨，坚持引进来和走出去相结合，做到绿色发展。
五是加快推进水利现代化建设。统筹流域区域需求，积极开展河湖水系连通研究论证和工程建设，推进河网有序流动。以推进防汛抗旱指挥系统和水资源监控能力建设为重点，加强“智慧太湖”建设，以水利信息化带动水利现代化。
82例 SPN中 A型结节 （结节直径＜1cm，15例），B型结节（结节直径1cm≤直径＜2cm，34例），C型结节 （结节直径2cm≤直径＜3cm，33例）；CT室判断：良性结节组27例，恶性结节组55例；PET/CT判断：良性结节组37例，恶性结节组45例；薄层CT联合PET/CT判断：良性结节组39例，恶性结节组43例。后根据呼吸内科、胸外科、肿瘤科医生的MDT讨论及病人自己的意愿进行：外科手术36例，内科经皮肺穿刺15例，内科治疗（抗感染、抗结核等）20例，动态随访组11例。
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中图分类号 ：F301.2
文献标志码： A
文章编号： 1002-1302(2019)06-0310-05
收稿日期： 2017-10-10
基金项目： 国家自然科学基金(编号：41271528)。
作者简介： 荆肇睿(1992—)，男，山东日照人，博士研究生，主要从事土地整治利用与生态恢复研究。E-mail：jingzhaorui2016@163.com。
通信作者： 王金满，博士，教授，博士生导师，主要从事土地整治利用与生态恢复研究。E-mail：wangjinman2002@163.com。
荆肇睿，王金满. 山东省土地利用碳足迹与经济增长脱钩关系分析[J]. 江苏农业科学，2019，47(6)：310-314.
doi： 10.15889/j.issn.1002-1302.2019.06.065
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