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《河南大学》 2015年
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河南省碳源碳汇时空变化研究

孙艳芳  
【摘要】:工业化进程的加快与城镇化的发展,致使人为温室气体的加速排放破坏了全球碳平衡,大量的温室气体导致全球气温升高,进而引发各种灾害。一方面,人类活动中大量使用煤、石油、天然气等碳基能源是二氧化碳排放量的较快增加的主要因素,另一方面,由于人类活动的影响,土地利用/覆盖的变化也使碳汇的数量及分布发生一定的变化,对碳盈与碳亏也产生一定的影响。遥感和地理信息系统结合应用于土地利用方式变化的碳源/汇研究较少,目前的研究准确性和预见性不高。为此,如何利用遥感和地理信息系统方法就不同土地利用方式的碳源/汇动态变化进行研究,增进区域碳循环评估的精确性和实用性,探索区域碳估算的途径和方法成为本文研究的主要问题。论文在梳理国内外碳源碳汇研究理论、方法的基础上,构建了河南省碳源碳汇研究的思路和基本框架,以河南省为例,基于GIS和RS技术,结合相关社会经济统计资料,以河南省能源生产、消费结构和区域植被状况为切入点,利用系数法、IPCC参考方法等对河南省碳源碳汇量进行了分类估算;依据各市域估算结果分析了河南省主要碳源碳汇的时间序列变化与空间分布格局变化,探讨了影响河南省碳排放的影响因素,具体从国家政策、法规政策、产业结构、能源消费结构和社会发展等发面提出减源增汇的措施,以期为河南省低碳经济发展提供必要的理论和实践依据。研究结构表明,河南省以煤炭为主的能源生产结构决定了该区域以原煤、焦炭等煤类能源资源为主的能源消费结构,由于能源资源的高碳排放系数,决定了河南省能源碳排放量的居高不下。河南省西、南部的高森林覆盖度,而中、东部以农田为主的人工植被决定了河南省碳汇量呈现由西南向中东部地区减小的趋势,本研究主要包括:(1)在总结和分析国内外碳源碳汇研究方法的基础上,确定了能源消费、工业生产的碳排放转换系数,以及不同土地利用方式的碳汇系数,选取河南省2005、2009及2013年的Landsat TM、ETM和OLI遥感数据,2005-2013年的能源消费数据、工业产品产量、耕地面积、人口数量及土地利用变更数据。利用NDVI、阈值掩膜和监督分类方法提取了2005、2009和2013年林地、耕地、草地土地利用数据并进行了结果验证和误差分析。结果显示提取的植被覆盖数据基本符合河南省土地利用变更数据。(2)构建碳源碳汇估算模型,估算历年不同土地利用方式的年碳源碳汇数据,研究其时空变化特征。从总量上看,河南省碳排放由2005年的11030万t增长到2013年的19858万t,在本文分析的影响碳源的因素中化石能源对其影响最大,其次是水泥生产,钢材和水泥生产的增幅最大。从碳源的空间分布来看,河南省中部地区高碳排放量的地区比较集中,以平顶山为中心,向西北部逐渐减小的趋势,豫东和豫南地区是低碳排放区域分布的集中区域,而豫北地区的安阳市碳源量比较高。人均碳排放上,河南省人均碳排放在总量上是持续增长的过程,从空间上来看,人均碳排放量由北向南逐渐减少,由西向东逐渐减少。河南省碳汇量总体上稍有减小,林地碳汇功能的对比显示,碳汇量有小幅度的增加碳盈亏。属于碳盈的城市数量不断减少,也就是说原本属于碳盈的城市逐渐变成碳亏型城市,不仅如此,每年的碳盈量也在不断减小,由于碳源每年不断增加,而碳汇增加量远不及碳源,城市碳亏数据也在不断增大。(3)针对河南省碳平衡能力下降问题提出减排增汇的建议,主要有:调整土地利用方式、优化能源结构、改变生活方式、提高政府决策水平等,以期为河南省进一步做好减排增汇工作提供指导。
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X87;P208;X321

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