潜江市土地利用结构变化及其碳排放效应研究

【摘要】：人类驱动的土地利用是对陆地生态系统影响最大的一种全球变化,研究土地利用变化及其对碳排的影响是当今人类所面临的一个重大的科学挑战,受到各国政府和公众的极大关注。遥感和地理信息技术的不断发展,为研究土地利用变化及其碳排放效应研究提供了多种新的数据来源和强大的技术支撑。 本研究基于GIS、利用遥感影像数据,结合相关的专题资料与统计数据,对江汉平原潜江市的土地利用结构变化分析,在分析土地利用和碳排放量关系基础上,分析各类用地的变化对研究区碳排放的影响,并为全球碳排放研究提供一定的基础资料。研究结果如下： (1)在分析和总结国内外碳排放相关研究的基础上,确定了土地分类系统,总结了各土地类型(建设用地除外)碳排放系数。以潜江市2000年、2002年、2005年、2008年和2010年的landsatTM遥感影像数据为基础,在Ecognition软件环境下,利用多尺度分割方法和面向对象的自动分类方法提取了该五期土地类型信息图层。多尺度分割方法和面向对象的自动分类方法能极大地消除光谱混淆引起的分类误差。对提取的各类土地利用面积,与潜江市土地利用变更数据进行了对比分析,两者基本相符,精度上能满足后续碳排放量测算的需求。 (2)根据从遥感影像提取的土地利用信息,对潜江市2000年、2002年、2005年、2008年与2010年的土地利用一级和二级土地类型进行定量和定性分析。总结潜江市近十年各土地类型变化状况。结果表明,潜江市近十年来呈现出增加趋势的土地类型有建设用地、林地和水域；潜江市近十年来呈现出减少趋势的土地类型有耕地和未利用地。 (3)根据《潜江市统计年鉴》中潜江市上述五期图像对应年份的化石能源消耗数据,计算了其对应年度碳排放总量,将其与潜江市土地利用信息熵进行相关分析,两者相关系数为0.94,表明潜江市土地利用信息熵值与碳排放量之间存在着很强的正相关性。对五期各类土地面积和碳排放总量之间进行一元线性回归分析,发现未利用地面积与碳排放量之间的R2值较小,表明未利用地与碳排放量的关系不很密切,而耕地、建设用地、林地、水域和碳排放量之间的R2值分别为0.856、0.812、0.876、0.816,则表明它们与碳排放量之间的关系很大。 (4)根据碳排放系数和五期的遥感图像中取出的地类数据,分别计算了各年度除建设用地之外地类的碳排放量；建设用地的碳排放量利用十年化石能源统计数据进行测算。结果所示,耕地和建设用地是研究区的两大碳源,其中建设用地占主导地位,碳排放量占区域总碳排放量的90%以上。林地、水域和未利用地为研究区的碳汇,其中水域占主导地位。不过,由于建设用地碳排放强度远远大于水域的碳汇能力,因此水域碳汇效应而减少的碳排放量也很少。 由此可见,仅仅依靠区域土地碳汇效应来抵消区域土地碳排放是不可能的。未来潜江市低碳经济与减排的重点不仅放在保持水域现有面积而且用力发展与增加碳吸收系数较大的林地面积,同时控制城镇用地面积的盲目扩大。

【关键词】：低碳 ecognition 遥感 土地利用结构 信息熵 潜江市
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：F301.2;X321
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