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太原市土地利用碳排放时空变化特征及影响因素分析

中文摘要

全球工业化进程的不断加快致使二氧化碳等温室气体的排放日益增多，由此产生的

影响已经危害到了人类的生命甚至财产安全，不仅是能源消耗产生的碳排放，随着城镇

建设用地面积的增加，土地利用碳排放逐渐成为全球政府部门关注的重要话题。随着全

球对碳排放要求越来越严格，探究如何降低碳排放水平，影响碳排放的因素以及减排途

径是全人类的责任和义务，从土地利用层面对碳排放进行测算，有助于在基础层面对人

类活动所造成的环境影响进行评估，以实现低碳发展的战略意义。在这个背景下，本文

从土地利用视角出发，基于太原市2005年至2020年间的土地利用数据和社会经济统计

数据，对其近16年不同土地利用类型碳排放情况进行核算，继而计算土地利用净碳排

放量，并借助ArcGIS可视化工具分别从时间维度和空间维度对其净碳排放量进行分析，

最后通过脱钩指数模型和因素分解模型探究其碳排放压力与影响因素，结果显示：

（1）在研究期间，太原市净碳排放量增长不稳定，呈现阶段性的上涨或下降趋势，

碳汇量的变化趋势基本保持稳定。建设用地是碳排放的主要来源，研究期间建设用地碳

排放量不断上升，在建设用地中，除工业用地之外，居住用地、交通用地、公共用地都

是呈现上升趋势，其中交通用地增长速率最快，年均增长率为24.97%，其次是居住用地，

从2005年的97.6万吨增长到了248.86万吨，年均增长率为为9.67%。从碳汇角度看，

太原市土地利用碳汇总量整体变化趋势较为稳定，略有下降。

从空间上看，太原市各区县土地利用碳排放量地域分布不平衡。研究期间，太原市

市区始终是全市范围内碳放水平最高的地区，太原市整体呈现“中心高四周低”的碳排放

分布特征：小店区、迎泽区、万柏林区和杏花岭区四个区的碳排放都明显高于周围县市，

其中迎泽区在四个时间段都属于高碳排地区，碳排放量均高于800万吨。在周边县市中，

娄烦县、阳曲县和古交市的情况相近，变化较为一致，均属于低碳排地区，碳排放量均

低于100万吨。

II

（2）从太原市土地利用碳排放强度来看，太原市地均碳排放强度由2005的0.4156

万吨/平方公里增长到2010年的0.6424万吨/平方公里，之后出现过不同程度的下降，后

又反弹至0.8016万吨/平方公里，2020年有所下降；人均碳排放强度变化趋势与地均碳

排放强度变化趋势基本一致，说明碳排放强度并没有随着土地和人口的变化而变化，碳

排放增长速度甚至超过了城市建设和人口增长的速度；单位GDP碳排放强度逐年下降，

说明太原市经济一直处于高速发展当中，甚至超过了碳排放量的增长速度。

（3）研究期间太原市土地利用碳排放与经济增长之间脱钩指数不稳定，但其脱钩

状态呈现出了阶段性的一致，在研究期间共出现了四种脱钩状态，分别为增长连接、弱

脱钩、扩张负脱钩和强脱钩。太原市仅在2011-2015年和2019-2020年实现了经济发展

与环境保护间的强脱钩，为城市低碳健康发展的最佳状态，其他时间均处于弱脱钩、负

脱钩和增长连接中。在国家“双碳”目标的监督下，太原市碳减排压力依然很大。在土

地利用碳排放影响因素方面，2005-2020年太原市主要的碳排放影响因素是经济发展因

素和土地利用结构因素，其次是土地利用效率因素和碳排放强度因素，人口因素影响逐

年减弱，经济高速发展带来巨大经济效益的同时，也增加了城市碳排放，不合理的土地

利用结构和能源结构加剧了这种影响。

关键词：土地利用，碳排放，时空变化，影响因素，太原市

III

Analysisofspatialandtemporalvariationcharacteristicsand

influencingfactorsoflandusecarbonemissionsinTaiyuanCity

ABSTRACT

Theacceleratingindustrialisationoftheworldhasledtoanincreaseintheemissionof

greenhousegasessuchascar