长江流域资源与环境 >> 2016, Vol. 25 >> Issue (10): 1528-1536.doi: 10.11870/cjlyzyyhj201610007
徐磊, 董捷, 张安录
XU Lei, DONG Jie, ZHAGN An-lu
摘要: 土地利用变化是引起碳排放的重要原因之一,土地经济效益是利用土地的目标之一,如何通过优化土地利用结构实现土地利用减碳增效是值得研究的重要问题。基于系统结构与功能相互作用的视角,梳理复杂系统内变量间的反馈关系,运用系统动力学(SD)进行建模,将约束条件纳入到多目标规划(MOP)中,实现MOP与SD模型整合,进行系统仿真并得出优化后2020年湖北省土地利用结构。结果显示,利用SD-MOP模型能够实现减碳增效目标下土地利用结构优化,与2008年真实值相比,耕地、林地、牧草地及建设用地分别增加了0.33×104、30.17×104、0.08×104和16.37×104 hm2,其他农用地及未利用地分别减少7.23×104、33.15×104 hm2;与无约束SD单模型仿真相比,土地利用碳排放量减少了58×104 t,经济效益年增长率维持在3.58%,优化方案具有可行性。SD-MOP模型优化的土地利用结构符合区域可持续发展要求,兼顾了土地利用碳减排和经济效益增长的双重目标,能为区域土地资源优化配置提供参考。
中图分类号:
[1] 游和远, 吴次芳.土地利用的碳排放效率及其低碳优化-基于能源消耗的视角[J].自然资源学报, 2010, 25(11):1875-1886.[YOU H Y, WU C F. Carbon emission efficiency and low carbon optimization of land use:based on the perspective of energy consumption[J]. Journal of Natural Resources, 2010, 25(11):1875-1886.] [2] 赵荣钦, 黄贤金, 钟太洋, 等.区域土地利用结构的碳效应评估及低碳优化[J].农业工程学报, 2013, 29(17):220-229.[ZHAO R Q, HUANG X J, ZHONG T Y, et al. Carbon effect evaluation and low-carbon optimization of regional land use[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2013, 29(17):220-229.] [3] 赵荣钦, 陈志刚, 黄贤金, 等.南京大学土地利用碳排放研究进展[J].地理科学, 2012, 32(12):1473-1480.[ZHAO R Q, CHEN Z G, HUANG X J, et al. Research progresses of land use carbon emission in Nanjing university[J]. Scientia Geographica Sinica, 2012, 32(12):1473-1480.] [4] 韩骥, 周翔, 象伟宁.土地利用碳排放效应及其低碳管理研究进展[J].生态学报, 2016, 36(4):1152-1161.[HAN J, ZHOU X, XIANG W L. Progress in research on land use effects on carbon emissions and low carbon management[J]. Acta Ecologica Sinica, 2016, 36(4):1152-1161.] [5] ALI G, NITIVATTANANON V. Exercising multidisciplinary approach to assess interrelationship between energy use, carbon emission and land use change in a metropolitan city of Pakistan[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012, 16(1):775-786. [6] BAE J, RYU Y. Land use and land cover changes explain spatial and temporal variations of the soil organic carbon stocks in a constructed urban park[J]. Landscape and Urban Planning, 2015, 136:57-67. [7] CHUAI X W, HUANG X J, WANG W J, et al. Land use, total carbon emissions change and low carbon land management in Coastal Jiangsu, China[J]. Journal of Cleaner Production, 2014, 103:77-86. [8] 王桂波, 南灵.陕西省土地利用碳排放效应时空差异分析[J].资源与产业, 2012, 14(1):124-130.[WANG G B, NAN L. Temporal-spatial variance of carbon emission effect in Shaanxi's land use[J]. Resources & Industries, 2012, 14(1):124-130.] [9] 俞超, 张丽琴, 唐殿明.基于清单算法的湖北省土地利用碳排放效应和趋势分析[J].水土保持研究, 2014, 21(4):168-172.[YU C, ZHANG L Q, TANG D M. Analysis on effects of land use on carbon emission and the trend in Hubei province based on IPCC inventory[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2014, 21(4):168-172.] [10] 吴仕海, 张安明, 曹伟, 等.基于能源消费的重庆市土地利用碳排放效应分析[J].西南师范大学学报(自然科学版), 2015, 40(1):65-72.[WU S H, ZHANG A M, CAO W, et al. On carbon emission effects of land use change based on energy consumption of Chongqing city[J]. Journal of Southwest China Normal University (Natural Science Edition), 2015, 40(1):65-72.] [11] 许恒周, 郭玉燕, 陈宗祥.土地市场发育、城市土地集约利用与碳排放的关系-基于中国省际面板数据的实证分析[J].中国土地科学, 2013, 27(9):26-29.[XU H Z, GUO Y Y, CHEN Z X. The relationship between land market development, urban land intensive use and carbon emission:an empirical study based on provincial panel data in China[J]. China Land Science, 2013, 27(9):26-29.] [12] 张俊峰, 张安录, 董捷.土地集约利用与土地利用碳排放的关系研究-以武汉城市圈为例[J].农业现代化研究, 2013, 34(6):717-721.[ZHANG J F, ZHANG A L, DONG J. Study on relationship of intensive land use and carbon emission-a case study of Wuhan urban agglomeration[J]. Research of Agricultural Modernization, 2013, 34(6):717-721.] [13] 张苗, 陈银蓉, 周浩.基于面板数据的土地集约利用水平与土地利用碳排放关系研究-以1996~2010年湖北省中心城市数据为例[J].长江流域资源与环境, 2015, 24(9):1464-1470.[ZHANG M, CHEN Y R, ZHOU H. Study on the relationship of the level of land intensive use and land use carbon emission based on panel data-a case study of central cities in Hubei province from 1996 to 2010[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2015, 24(9):1464-1470.] [14] 刘海猛, 石培基, 王录仓, 等.低碳目标导向的兰州市土地利用结构优化研究[J].中国土地科学, 2012, 26(6):55-61.[LIU H M, SHI P J, WANG L C, et al. Optimizing land use structure for low carbon target:a case study in Lanzhou of Gansu province[J]. China Land Science, 2012, 26(6):55-61.] [15] 曾永年, 王慧敏.以低碳为目标的海东市土地利用结构优化方案[J].资源科学, 2015, 37(10):2010-2017.[ZENG Y N, WANG H M. Optimization of land use structure for low-carbon targets in Haidong city, Qinghai plateau[J]. Resources Science, 2015, 37(10):2010-2017.] [16] 姜超, 程久苗.基于SD-MOP整合模型的城市土地资源优化配置方案研究[J].科技信息, 2013(13):136-137, 167.[JIANG C, CHENG J M. The optimal allocation of urban land resources on SD-MOP integrated model[J]. Science & Technology Information, 2013(13):136-137, 167.] [17] 王其藩.系统动力学[M].上海:上海财经大学出版社, 2009. [18] 李旭.社会系统动力学:政策研究的原理、方法和应用[M].上海:复旦大学出版社, 2009. [19] MALLICK R B, RADZICKI M J, ZAUMANIS M, et al. Use of system dynamics for proper conservation and recycling of aggregates for sustainable road construction[J]. Resources, Conservation and Recycling, 2014, 86:61-73. [20] 黎孔清.低碳经济导向的区域土地利用评价与结构优化研究[D].武汉:华中农业大学博士学位论文, 2013.[LI K Q. Evaluation and structural optimization of low-carbon economy-oriented regional land-use[D]. Wuhan:Doctor Dissertation of Huazhong Agricultural University, 2013.] [21] 邹锐, 郭怀成, 刘磊.基于目标偏离容忍水平的多目标交互式决策方法[J].系统工程学报, 1998, 13(3):41-47.[ZOU R, GUO H C, LIU L. A new method based on the objective-deviation-tolerance-level for multi-objective decision making[J]. Journal of Systems Engineering, 1998, 13(3):41-47.] |
[1] | 王宇环, 靳 诚, 安鸿波, 刘 月. 基于低碳出行方式的南京市本地居民景点可达性研究[J]. 长江流域资源与环境, 2018, 27(11): 2443-2452. |
[2] | 童小容, 杨庆媛, 毕国华, . 重庆市2000~2015年土地利用变化时空特征分析[J]. 长江流域资源与环境, 2018, 27(11): 2481-2495. |
[3] | 高洁芝, 郑华伟, 刘友兆. 基于熵权TOPSIS模型的土地利用多功能性诊断[J]. 长江流域资源与环境, 2018, 27(11): 2496-2504. |
[4] | 程建, 程久苗, 吴九兴, 徐玉婷. 2000~2010年长江流域土地利用变化与生态系统服务功能变化[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(06): 894-901. |
[5] | 沈胤胤, 胡雷地, 姜泉良, 江俊武, 吴亚林, 黄涛, 杨浩, 宋挺, 黄昌春. 基于SWAT模型的太湖西北部30a来氮磷的输出特征[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(06): 902-914. |
[6] | 闵敏, 林晨, 熊俊峰, 沈春竹, 金志丰, 马荣华, 许金朵. 不同土地利用模式下洪泽湖流域非点源颗粒态磷负荷时空演变研究[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(04): 606-614. |
[7] | 虎陈霞, 郭旭东, 连纲, 张忠明. 长三角快速城市化地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以嘉兴市为例[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(03): 333-340. |
[8] | 张童, 陈爽, 姚士谋, 高群, 张家旗. 南京市生态足迹时空特征及脱钩效应分析[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(03): 350-358. |
[9] | 李鑫, 肖长江, 欧名豪, 楼淑瑜. 基于生态位适宜度理念的城镇用地空间优化配置研究[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(03): 376-383. |
[10] | 李沁, 沈明, 高永年, 张志飞. 基于改进粒子群算法和元胞自动机的城市扩张模拟——以南京为例[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(02): 190-197. |
[11] | 赵志刚, 余德, 韩成云, 王凯荣. 2008~2016年鄱阳湖生态经济区生态系统服务价值的时空变化研究[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(02): 198-208. |
[12] | 田柳, 陈江龙, 高金龙. 城市空间结构紧凑与土地利用效率耦合分析——以南京市为例[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(01): 26-34. |
[13] | 戴刘冬, 周锐, 张凤娥, 王新军. 城市土地利用对居民通勤碳排放的影响研究[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(Z1): 68-77. |
[14] | 谢莹, 匡鸿海, 吴晶晶, 程玉丝. 基于CLUE-S模型的重庆市渝北区土地利用变化动态模拟[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(11): 1729-1737. |
[15] | 毕国华, 杨庆媛, 王兆林, 匡垚瑶, 慕卫东. 丘陵山区都市边缘农村居民点土地利用空间特征分析——以重庆两江新区为例[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(10): 1555-1565. |
|