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《中国地质大学(北京)》 2017年
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低碳导向的矿—农—城复合区土地利用优化研究

张笑然  
【摘要】:土地利用变化是全球气候变化和碳循环的重要影响因素,从土地利用角度探索低碳减排途径成为当前研究热点之一。本研究以矿-农-城复合区为研究对象,以1986-2015年间的6期遥感影像和社会经济统计数据为基础,采用遥感影像解译、统计分析、及数学模型等技术手段,开展资源型地区低碳土地利用研究,旨在为类似区域的低碳与可持续发展提供借鉴。主要研究结果如下:(1)系统探究了矿-农-城复合区碳循环过程与机理。矿区、农区、城区的碳循环过程均包括自然碳过程和人为碳过程。在碳循环核算方面,1986-2015年间研究区总碳储量下降1.10%;土壤碳储量比重始终在93%以上;自然碳储量共减少12万t,人为碳储量则增加约7万t;耕地和林地面积减少是总体碳储量下降的根本原因。各年份的垂直碳输入总量中以林地碳吸收比重最大;垂直碳输出总量显著增加,主要由人为活动加剧导致,人为碳排放量约增加6倍,其中又以生产碳排放增加为主。(2)详细分析了矿-农-城复合区土地利用的碳流通特征。土地利用垂直碳输入途径主要有植物光合作用和水域碳吸收,总量保持在每年12~15万t;土地利用垂直碳输出途径分为自然途径和人为途径,1986-2015年总量增加约2.2倍,主要受采矿活动的直接影响。结构变化上,1986-2015年各地类垂直碳输入总量增加了约0.24万t,垂直碳输出总量增加22.44万t;类型转换上,碳流通总量为-17.74万t;林地转入是唯一的碳固定途径,采矿用地转入是碳损失的最主要原因。研究区土地利用碳排放的影响因素主要有人口增长、经济发展和采矿活动。(3)提出了适合矿-农-城复合区特点的低碳土地利用模式。采用多目标线性规划模型,以土地利用类型为决策变量,以土地利用碳排放量最小化、碳蓄积量最大化、及经济效益最大化为目标函数,以低碳排放型、高碳蓄积型、高经济效益型为模拟情景,进行土地利用结构优化。对3种土地利用情景的碳排放量、碳蓄积量和经济产出情况分别进行对比分析,认为高碳蓄积型土地利用模式可兼顾低碳土地利用和经济发展需求,是较为合适的优化方案。(4)构建了矿-农-城复合区低碳土地利用管理体系。研究区土地利用矛盾集中在城镇扩张、矿产资源开发与农用地保护的矛盾,及矿产资源开发与村庄搬迁之间的矛盾等;矛盾主体主要有地方政府、煤矿企业和城乡居民。土地利用矛盾造成的碳排放来源于“碳源型”地类增加,及土地管理方式转换。低碳土地利用管理体系包括宏观和微观管理目标,地方政府、煤矿企业和城乡居民均是参与主体,管理措施主要有制度保障、部门协作、科技支撑和公众参与等。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:F301.2

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