土地利用碳排放計算方法

本文格式為Word版，下載可任意編輯——土地利用碳排放計算方法第三章土地利用碳排放計算方法

第一節(jié)數(shù)據(jù)來源與處理

1.1土地利用變化數(shù)據(jù)類別

（1）時間序列數(shù)據(jù)

依據(jù)土地利用類型的碳排放清單，選取耕地、園地、林地、牧草地、建設(shè)用地、水域和未利用地等主要土地利用類型，依據(jù)《天津市統(tǒng)計年鑒》（2023~2023）、《天津市土地利用變更數(shù)據(jù)》，確定2023~2023年天津市土地利用類型變化狀況，見表3-1。

表3-1天津市2023~2023年土地利用類型變化狀況（單位：公頃）

年份202320232023202320232023202320232023耕地475480445641445514445255443690441090447177443704440746園地368173726337101371233630035430316403122830877林地草地水域359433658336631367173630036070565535618055817607604604604610610600605606642296557665373654866521064900533455333253373建設(shè)用地未利用地居民點及工礦用地交通用地235319146021576732597811820514015726251618395138186264029191851365522745302056013246028099022300130870305779219388298531105823804881653160562518487307（2）空間變化數(shù)據(jù)

以天津市各區(qū)縣為作為空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，依據(jù)《天津市統(tǒng)計年鑒》（2023~2023）、《天津市土地利用變更數(shù)據(jù)》，確定出2023和2023年天津市各區(qū)縣土地利用類型面積變化狀況，見下表3-2。

（3）典型案例數(shù)據(jù)

天津市環(huán)城四區(qū)1:54000土地利用現(xiàn)狀圖（2023年、2023年）、坡度圖、河流圖、土壤類型分布圖、地質(zhì)災(zāi)難分布圖、自然保護區(qū)圖、水源地保護區(qū)圖、風(fēng)景名勝區(qū)圖、基本農(nóng)田保護區(qū)圖等。由于本文采用2023年和2023年環(huán)城四區(qū)的碳排放量作為典型案列研究，經(jīng)過相關(guān)的統(tǒng)計和收集的資料，制作出了其土地利用變化轉(zhuǎn)置矩陣，從該矩陣可以明了地看出各個土地利用類型之間的相互轉(zhuǎn)變狀況。如下表3-3所示。

1.2數(shù)據(jù)來源

（1）查閱文獻資料

天津市環(huán)城四區(qū)2023年和2023年的土地利用數(shù)據(jù)主要來自于天津市國土局以及天津市政府和天津市統(tǒng)計局。根據(jù)研究需要，與空間數(shù)據(jù)銜接并將地類進行歸并。主要社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)來自天津市以及環(huán)城四區(qū)（2023年—2023年）統(tǒng)計年鑒。

（2）實地調(diào)研數(shù)據(jù)

通過調(diào)查，了解天津市農(nóng)用地利用過程中碳排放來源以及擬題對策在實踐中的可操作性；摸清天津市建設(shè)用地集約利用現(xiàn)狀，初步把握建設(shè)用地承載各經(jīng)濟活動產(chǎn)生碳排放狀況，為各用地類型碳排放核算明細建立提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（3）引用借鑒相關(guān)參數(shù)值

管理系數(shù)是依據(jù)哪些數(shù)據(jù)得來的！

其次節(jié)土地利用碳排放核算模型

2.1碳排放模型的選用

《2023IPCC清單》的土地利用碳排放評估方法中，包括三類土地利用分析方法(IPCC，2023)：第一類土地利用總面積，無土地利用間轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)；其次類是有土地利用總面積，包括類別間的變化的數(shù)據(jù)(類似土地利用轉(zhuǎn)化矩陣)；第三類是有空間明晰的土地利用轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)。采取空間明晰數(shù)據(jù)的主要優(yōu)點是，可

通過GIS分析工具將多種空間明晰數(shù)據(jù)集結(jié)合起來，并且詳細描述特定土地塊在土地利用轉(zhuǎn)化前后的狀況。這種分析能力能改進排放估值，以在圖上標明分層表示碳庫分類和排放因子，更好調(diào)整土地利用類別(及轉(zhuǎn)化)。本文采用第三類，即空間明晰的土地利用轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)。

總體思路及依照《2023IPCC清單》的建議方法，區(qū)分保持類型的土地和轉(zhuǎn)變類型的土地，分兩個模型進行評估，分別為保持類型的植碳排放評估模型、轉(zhuǎn)變類型的碳排放評估模型。本文就是依照這個思路進行土地利用碳排放核算的。

具體核算方法步驟如下圖3-1所示。

（1）保持土地利用碳排放公式的選擇

保持不變的土地利用類型：根據(jù)土地利用類型的碳排放強度分析結(jié)果，以及不同土地利用類型的碳密度差異，可以對保持土地利用類型的凈碳排放進行描述。對于保持土地利用碳排放核算，主要包括農(nóng)地管理影響的碳排放、林業(yè)管理影響的碳排放、無任何管理措施的碳排放。計算公式如下：

C?Cc?Cf?C凈

Cf式中，C表示土地利用保持的碳排放；Cc表示農(nóng)地管理下的碳排放量；表示林地管理下的碳排放量；

C凈表示土地利用凈碳排放。

（2）轉(zhuǎn)變土地利用碳排放公式的選擇

轉(zhuǎn)變的土地利用類型：根據(jù)土地利用類型的綜合碳排放強度分析結(jié)果，以及不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)有機碳密度差異，可以制定土地利用變化的碳排放轉(zhuǎn)移矩陣。具體計算方法如下：一是通過資料收集或試驗采樣，得出特定區(qū)域不同年份的土地利用結(jié)構(gòu)變化表或土地利用轉(zhuǎn)移矩陣；二是結(jié)合不同比較年份的土地利用類型圖，采用GIS技術(shù)，代入土地利用變化的碳排放轉(zhuǎn)移矩陣中的參數(shù)，進行綜合碳排放的空間擬合；三是進行空間統(tǒng)計，計算出該區(qū)域土地利用類型的綜合碳排放核算清單。本文選擇直接計算轉(zhuǎn)變的土地利用碳排放，即各類用地轉(zhuǎn)變的面積與系數(shù)的乘積之后求和，其計算公式如下：

?C????Ai?j?Di?ji?1j?1nn

?Ai?j式中，?C表示轉(zhuǎn)變土地利用類型的碳排放；

表示用地i變成用地j的

Di?j面積；i、j=1，2，3…n，代表耕地、林地、草地等用地類型；成用地j的碳排放強度。

（3）土地利用碳排放核算公式的選擇

表示用地i變

綜上，保持土地利用碳排放與轉(zhuǎn)變土地利用碳排放之和即為總體的土地利用碳排放，計算公式如下：

C總=C??C

式中，C總表示總體土地利用碳排放；C表示保持的土地利用碳排放量；?C表示轉(zhuǎn)變的土地利用碳排放量。

第三節(jié)土地利用碳排放的系數(shù)確定

3.1土地利用碳排放系數(shù)的確定

（1）保持土地利用碳排放系數(shù)的確定①農(nóng)地管理

農(nóng)地經(jīng)營管理的碳排放效應(yīng)包括耕作、種植制度、施肥、澆灌等。在第三章中，已經(jīng)對具體的管理措施對碳排放的影響進行了闡述。與自然土壤相比，農(nóng)田土壤受諸如耕作、施肥、澆灌等農(nóng)業(yè)管理措施的作用，其碳庫變化在全球碳庫中最活躍。如翻耕會引起農(nóng)田土壤有機質(zhì)含量下降，秸稈燃燒會使得作物殘茬的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化進入大氣，長期的不合理肥料施用會引起農(nóng)田土壤有機碳儲量不斷下降，而合理的配施肥量，施用商品有機肥課加強地力，增加土壤有機碳含量。

金琳等（2023）收集了中國近20年研究不同農(nóng)田管理措施下土壤有機碳儲量變化的長期定位試驗數(shù)據(jù)，分區(qū)估算，再用Meta分析法對不同區(qū)域的分散的數(shù)據(jù)進行定量的整合，得出了一個全國的總和效應(yīng)。賴力根據(jù)金琳（2023）進行加工計算，定量得出全國農(nóng)地管理對對碳排放的影響。金琳（2023）在論文中將全國劃分為6個地區(qū)，天津?qū)儆邳S淮海地區(qū)。對于多方面數(shù)據(jù)的綜合，大量文獻中都是對全國進行分析計算，為了確鑿，應(yīng)選擇金琳論文中的數(shù)據(jù)，各種措施與對照組比較，便可看出農(nóng)地管理的效果，具體數(shù)據(jù)見表1。在金琳的論文中，沒有考慮澆灌對碳排放的影響，在之后的研究中，賴力在此基礎(chǔ)上參與了對澆灌的研究，對于水田和旱田，各種措施又會有不同的作用，具體參數(shù)見表2。

表1黃淮海地區(qū)不同農(nóng)地管理土壤有機碳增加量

管理措施配施免耕施有機肥秸稈還田施化肥對照土壤有機碳增加量8.45.329.173.921.33-0.21數(shù)據(jù)來源：金琳《農(nóng)田管理對土壤碳儲量的影響及模擬研究》（2023）

表2不同耕地土壤管理措施的固碳能力

水田（t/ha）旱地（t/ha）化肥0.560.77有機肥3.853.92配施4.485.46秸稈還田5.323.36免耕4.764.97數(shù)據(jù)來源：賴力《中國土地利用的碳排放效應(yīng)研究》②林地管理

林地碳匯是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳匯來源，森林土壤碳庫也是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯的重要組分，所以林地管理對碳排放的影響不容忽視。在《2023年IPCC國家溫室氣體清單指南》中，并沒有給出林業(yè)管理對于森林碳蓄積量的影響因子但給出了按氣候分類的管理森林中有機土壤的排放因子（如表3）。在其他文獻的研究中，也沒有給出林地管理對整個森林生態(tài)系統(tǒng)的影響參數(shù)，只是在非植被碳匯和植被碳匯方面建立一個關(guān)系，因此本文中選用了《IPCC2023》中的參數(shù)進行了計算。天津作為一個北方城市，應(yīng)選擇北方溫度帶下的排放因子1.12t/ha。

表3森林管理中土壤碳排放因子

氣候熱帶溫帶北方溫度帶數(shù)據(jù)來源：IPCC2023

③無任何管理措施的碳排放

此時土地利用類型沒有發(fā)生變化，同時也沒有對保持的土地采取任何的管理措施進行處理，這樣計算的土地利用碳排放即為凈碳排放，僅僅于土地利用類型的碳蓄積和碳排放強度有關(guān)。

根據(jù)實地調(diào)研的數(shù)據(jù)，再加上相應(yīng)的計算，我們得出耕地的碳排放強度為66.29t/ha，林地和草地的碳蓄積強度分別為69.26t/ha、40.54t/ha。