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上海郊区快速工业化的土地利用及碳排放响应


第 33 卷 第 8 期 2011 年 8 月 文章编号: 1007-7588 (2011) 08-1600-08

2011, (8) 1600-1607 33 :

Vol.33, No.8 Aug., 2011

Resources Science

上海郊区快速工业化的土地利用及碳排放响应

r />——以张江高科技园区为例
(1.上海大学环境科学与工程系, 上海 200444; 上海师范大学地理系, 2. 上海 200234)
摘 要:高速发展的工业化进程加快了大城市郊区传统农业用地向工业及其他非农用地的转变, 进而影响整 个区域的碳源/碳汇和碳排放。基于上海张江高科技园区 1989 年、 2000 年、 2006 年和 2009 年等四期土地利用数

单福征 1, 家 2 , 军 1, 於 赵 钱光人 1

据, 定量分析近 20 年来该区域土地利用变化及空间分异特征, 在此基础上探讨土地利用变化与碳排放的响应关 的农业用地萎缩, 其中转变为工业用地和居住用地等为主导变化类型, 占所有变化面积的 27.98%和 19.01%; 区 ② 域工业用地扩张所带来的碳排放量显著增加, 2009 年碳排放量为 82.018 万 t, 而由于耕地等碳汇面积持续减少, 碳 吸收量仅为 0.569 万 t, 由此造成的碳赤字达 906 km2, 相当于园区面积的 36.24 倍, 是整个浦东新区面积的 1.72 倍。 关键词: 快速工业化; 土地利用; 多度; 重要度; 碳排放; 张江高科技园区

系。结果表明:① 张江高科技园区在工业化进程中,各种土地利用方式的变化及其相互转化程度非常剧烈, 89.3%

1 引言
随着城市化、 城乡一体化和工业化的高速发 展, 郊区农业用地急剧萎缩, 城市用地、 工业用地的 快速扩张, 导致区域景观格局发生剧烈变化[1-2]。国 内外学者在这方面已开展了许多研究, 但多聚焦于 区域城市化进程中土地利用变化及驱动因素的探 讨 [2-4], 或生态环境响应关系 [5-7], 而专门针对郊区工 业化进程中土地利用变化及其碳排放响应的研究 报道较少见。人类活动所引起的土地利用/覆盖变 化是大气中碳含量增加的第二大来源, 其作用仅次 于化石燃料的燃烧[8]。土地利用方式的改变会影响 人类能源活动的方式和强度以及不同地类的碳源/ 汇状况, 并进一步影响整个区域的碳循环过程 。 耕地、 林地等作为重要的碳汇用地, 在郊区工业化 进程中持续萎缩, 逐渐被工业用地等建设用地所取 代, 区域碳汇减少而碳源增加, 对区域气候和环境 造成巨大压力。 立的典型国家级工业园区, 1992 年成立以来, 自 园
收稿日期: 2011-02-10; 修订日期: 2011-05-19
[9]

区以农业为主导的产业形式和土地利用方式都发 生了剧烈变化, 是上海郊区快速工业化过程的缩 影。本文依据张江高科技园区 1989 年、 2000 年、 2006 年和 2009 年等四个时期土地利用遥感调查数 据, 应用地理信息系统 (GIS) 和遥感 (RS) 技术, 获得 近 20 年来各时期土地利用数据, 运用转移矩阵方法 和 Fragstats 景观格局分析方法, 分析各变化类型的 多度与重要度, 判断主要土地转变类型。在此基础

上, 探讨土地类型转变对碳源/碳汇和碳排放的影 响, 以期为国内方兴未艾的工业园区建设提供生态 环境保护和碳减排方面的科学参考。

2 数据来源与研究方法
2.1 研究区概况 上海张江高科技园区位于浦东新区中部, 为国 家级高新技术园区和上海发展高新技术产业的主 要基地之一, 与陆家嘴金融贸易区、 金桥出口加工
2 区和外高桥保税区相邻, 区域面积为 25 km(图 1) ;

上海张江高科技园区是浦东开放开发以后建

1992 年园区成立之前, 该区域基本为完全农业化区 域, 1999 年上海提出 “聚焦张江” 的战略决策, 张江

基金项目: 上海市科委科技支撑计划资助项目 (编号: 09dz1202704) 上海市科委科技攻关专项 ; (编号: 10231202000) 教育部人文社科研 ; 究项目 (编号: 09YJC840024) 上海大学创新基金 ; (2009) 。 通讯作者: 赵军, E-mail: junzhao@shu.edu.cn 作者简介: 单福征, 河南周口人, 男, 硕士生, 主要研究方向为土地利用变化及环境响应。E-mail: nywhisky@yeah.net

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单福征等: 上海郊区快速工业化的土地利用及碳排放响应

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图 1 张江高科技园区在上海浦东新区的地理区位
Fig.1 Geographical position and scope of the study area in Shanghai Pudong New Area

高科技园区步入了快速发展轨道, 重点围绕生物医 药、 集成电路、 软件三大高科技产业, 突出创新创业 功能, 构筑国家上海生物医药科技产业基地、 国家 信息产业基地和国家科技创业基地。2009 年园区 1108 亿元, 园区工业总产值 444.9 亿元。 2.2 数据来源 进 驻 企 业 达 1650 家 , 计 完 成 固 定 资 产 投 资 额 累

研究所需数据包括张江高科技园区土地利用 数据和能源数据。 (1) 土地利用数据来源于历年上海市遥感调查 数据。为表征园区各个研究阶段内土地利用变化 特征, 选择 1989 年、 2000 年、 2006 年、 2009 年等四个 时期 TM 遥感影像为数据源, 用以表征园区初始状 和园区现状等四个阶段。经过辐射校正、 几何校 正、 投影转换等处理, 依据野外调查所建立的遥感 解译标志, 对影像进行判读解译。土地利用类型划 分为农业用地、 工业用地、 道路交通用地、 公共建筑 用地、 居住用地、 城市绿地、 市政用地、 水域及在建 用地等九类。 (2) 2000 年、 2006 年和 2009 年能源消耗数据来

态、 工业化进程快速发展、 园区产业发展初具规模

一定时段内土地利用类型之间相互转移的一种有 效的表达方式。为从总体上把握土地利用变化转 移的态势, ArcGIS 中对张江高科技园区各时期遥 在 感影像分类结果土地利用变化空间过程进行融合、 交互及空间叠加运算处理后, 提取出土地利用净变 化信息和转移信息, 从数量和类型上反映出研究区 土地利用变化的总体特征。 2.3.2 多度与重要度 以往关于土地利用变化的研 究中, 表示各类型面积变化速度的动态度指标较为 常见, 而多度与重要度指标较少涉及。土地利用变 化的多度是指区域土地利用变化过程中特定变化 类型斑块数占所有变化斑块数的比例, 比例越大说 明该变化类型在空间分布越广泛, 是一种常见类 型; 反之, 则在空间分布上越稀少, 偶发性越强。鉴 于多度指数值高的变化类型只是空间分布上频次 较高的类型, 不一定是空间变化的主导类型, 进一 步考虑变化类型面积因素, 提出可以定量表征不同 变化类型区域在土地利用变化重要程度的重要度 指数, 从而揭示空间变化的主导类型, 反映区域土 地利用变化的方向[10]。 多度指数的计算公式: N D= i (1) N 式中 D 为某种土地利用变化类型的多度化斑块总 数; i 为该种变化类型图斑数; 为该区全部变化斑 N N 块数的总数。 重要度指数计算公式为: (2) IV = D + B 式中 IV 为某种土地变化类型的重要度; 为该变化 D 类型的多度; 为该变化类型的图斑总面积占所有 B 变化图斑面积的百分比[11]。 2.3.3 土地利用的碳源/碳汇计算 本文计算由能源 消费所产生的二氧化碳排放量, 选择林地、 农田和 城市绿地 (包括草地、 林地) 3 个主要碳汇, 为 计算碳 吸收量。 (1) 碳源用地的碳排放计算。参考 ICPP 推荐的 计算方法, 即能源利用导致温室气体的排放量, 由 能源利用量及其排放因子决定, 计算方法如下:
E c = ∑ E × E ci
i

(3)

自于浦东新区污染源排污申报。1989 年及园区成 立初期缺少能源和碳排放数据, 本文暂不计算。 2.3 研究方法

2.3.1 土地利用转移矩阵 土地利用转移矩阵是在

式中 Ec 为建设用地碳排放; i 为第 i 种能源种消费 E 量 (标准煤) Eci 为第 i 种能源碳排放系数[12]。其中电 ; 力碳排放系数采用 1998 年-2007 年中国电力碳排 放系数折算结果的平均值[13] (表 1) 。 http://www.resci.cn

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资 源 科 学 表 1 不同能源的二氧化碳排放系数
Table 1 Carbon emission factor for different types of fuels 能源种类 原煤 洗精煤 液化石油气 原油 汽油 煤油 折标准煤系数 0.7143 (kg 标煤/kg) 0.9000 (kg 标煤/kg) 1.7143 (kg 标煤/kg) 1.4286 (kg 标煤/kg) 1.4714 (kg 标煤/kg) 1.4714 (kg 标煤/kg) 碳排放系数 0.7559[14] 0.7559 0.5857 0.5714
[14]

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能源种类 燃料油 焦炭 天然气 焦炉煤气 炼厂干气 电力

折标准煤系数 1.4286 (kg 标煤/kg) 12.1430 (t/万 m3) 5.7140 (t/万 m )
3

碳排放系数 0.6185[14] 0.8550[14] 0.4483[14] 0.3548[14] 0.4602[14] 1.8031[13]

0.5042[14]
[14]

0.9714 (kg 标煤/kg)

0.5538[14]
[14]

1.2290 (t/万 kWh)

1.5714 (kg 标煤/kg)

汇应用 NEP 指标 (反映了植被的固碳能力, 1hm 即

(2)碳汇用地的碳吸收计算。陆地生态系统碳
2

的战略决策, 明确园区以集成电路、 软件、 生物医药 为主导产业之后, 工业用地面积迅速扩张, 2009 年 研究区域工业用地总面积为 7.478 km2, 1989 年 为 km2, 绿地面积也迅速扩张为 0.754 km2。

的植被 1 年吸收的碳量) 来反映不同植被的碳吸收 量, 城市绿地植物包括林地与草地, 其年净储碳量 宇等 计算结果 3.81t/hm , 农田生态系统 NEP 参照
[15] 2 2

采取二者的平均值 2.38t/hm2, 林地指标值参照谢鸿 赵荣钦等 [9] 计算的农作物单位面积碳吸收平均值 8.99t/hm 。根据三类用地的 NEP, 可以计算出 1989 年-2009 年该区域植被碳吸收总量变化。

1.172 km2 的 6.4 倍; 公共建筑、 绿地等生活性用地扩 展速度加快, 2009 年 公 共 建 筑 用 地 面 积 为 2.017 3.1.2 土地利用转移矩阵分析 结合张江高科技园

区土地利用空间变化可知 (图 3) 研究区域土地类 , 战略政策加快了该区域工业化进程, 大量的农业用 地转出为工业用地、 住用地等城市用地。在 居

3 结果与分析
3.1 土地利用变化分析 3.1.1 近 20 年来土地利用变化基本过程及数量分 占 该 区 域 面 积 的 66.0% , 2009 年 剧 烈 下 降 为 而 7.06%, 代之以工业、 居住、 公共服务等城市用地, 快
2

型转入转出行为主要发生在 1999 年后,聚焦张江” “ ArcGIS 软件的支持下, 对张江高科技园区各时期土 地 利 用 数 据 进 行 空 间 叠 加 分 析 , 计 算 出 1989 并 年-2000 年、 2000 年-2009 年土地利用转移矩阵 (表 2、 3) 结果表明, 表 , 研究时期内园区土地利用类型 之间发生了复杂的转化。在 1989 年-2009 年研究 要表现为以下四个方面: (1) 农业用地持续萎缩。农业用地是研究初期 主导土地利用类型, 该区域土地总面积的 占 66.0%。整个研究时期内, 农业用地转出为其它用 地类型一直是该区域土地利用主要转移形式, 到 2000 年、 2009 年, 该类型土地大面积减少, 分别为 11.863 km2、 1.593 km2, 取而代之的是工业用地、 公 共建筑用地、 水域以及在建用地等, 其中工业用地 为农业用地主要转出对象, 转出面积达 5.160 km2, 较少有其它类型土地向农业用地转入。 (2) 工业用地快速扩张。1989 年-2000 年时期 内, 有部分水域、 农业用地转向工业用地, 其中农业 用地转出为工业用地是主要土地利用转移形式, 转 时期内, 张江高科技园区土地利用结构变化特点主

析 分析表明, 1989 年, 农业用地为主导用地类型,

速工业化进程导致区域土地利用方式发生剧烈变 2.139 km2, 2009 年 仅 为 1.593 km2, 之 1989 年 的 较

化 (图 2、 3) 图 。2000 年、 2006 年分别为 11.863 km 、 14.842 km2, 下降幅度高达 89.3%; 园区经济结构调

整以及重点产业集聚, 使得生产性用地即工业用地

面积不断增加, 特别是 1999 年上海提出 “聚焦张江”

图 2 1989 年-2009 年张江高科技园区不同 土地利用类型面积变化
Fig.2 Comparison among area of land use types in different years from 1989 to 2009

入 面 积 为 1.672 km2, 业 用 地 有 较 少 转 出 行 为 ; 工 2000 年-2009 年时期内, 大量的农业用地、 居住用地 及在建用地等类型, 均发生不同程度的转入行为,

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Fig 3 Land use pattern of the study area in different years from 1989 to 2009

图 3 1989 年-2009 年张江高科技园区土地利用空间变化

表 2 1989 年-2000 年张江高科技园区土地利用变化转移矩阵
Table 2 Land use shift matrix in the study area from 1989 to 2009 2000 年

工业 1989 年 工业 道路 公共 居住 市政 农业 水域 在建 总计 1.169 0.000 0.000 0.050 0.000 1.672 0.008 0.000 2.900

道路 0.002 0.448 0.000 0.130 0.000 0.437 0.013 0.000 1.031

公共 0.000 0.000 0.017 0.000 0.000 0.067 0.000 0.000 0.084

居住 0.000 0.000 0.000 3.343 0.000 0.462 0.003 0.000 3.808

绿地

市政

农业 0.000 0.000 0.000 0.322 11.522 0.019 0.000 0.000

水域 0.001 0.000 0.000 0.016 0.000 0.075 1.817 0.000 1.908

在建 0.000 0.000 0.000 0.164 0.000 0.554 0.007 0.144 0.868

总计 1.172 0.448 0.017 4.050 14.842 1.868 0.144 0.009

0.000 0.000 0.000 0.025 0.000 0.053 0.000 0.000 0.079

0.000 0.000 0.000 0.000 0.009 0.000 0.000 0.000 0.009

11.863

22.550

转入面积为 5.413 km2, 工业用地扩张明显。与此同 为居住用地, 转出面积为 0.422 km2。

时, 部分工业用地也发生转出行为, 主要转出对象 (3) 河流水域大量消失。1989 年-2000 年时期

面积为 0.051 km2; 2000 年-2009 年时期内, 河流水 用地、 工业用地及道路广场用地等。

域持续萎缩, 1.423 km2 的河流水域转变为公共建筑 (4) 公共建筑集中建设。公共建筑用地如商 业、 教育、 文体等用地也是园区土地利用变化方式 http://www.resci.cn

内, 部分水域转出为工业、 道路及居住用地等, 转出

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资 源 科 学 表 3 2000 年-2009 年张江高科技园区土地利用变化转移矩阵
Table 3 Land use shift matrix in the study area from 2000 to 2009 年份 2000 年 土地类型 工业 工业 道路 公共 居住 绿地 市政 农业 水域 在建 总计 2.065 0.007 0.066 0.846 0.070 0.008 3.658 0.239 0.518 7.478 道路 0.126 0.966 0.001 0.409 0.000 0.002 1.505 0.283 0.071 3.364 公共 0.056 0.011 0.000 0.477 0.000 0.000 1.302 0.169 0.001 2.017 居住 0.422 0.004 0.017 1.474 0.000 0.000 2.895 0.357 0.151 5.318 2009

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绿地

农业 0.043 0.000 0.000 0.223 0.000 0.000 1.106 0.207 0.014 1.593

水域 0.006 0.000 0.000 0.015 0.000 0.000 0.023 0.485 0.009 0.538

在建 0.076 0.001 0.000 0.275 0.000 0.000 0.989 0.148 0.000 1.489

总计 2.900 1.031 0.084 3.808 0.079 11.863 1.908 0.868 0.009

0.106 0.043 0.000 0.089 0.008 0.000 0.384 0.021 0.103 0.754

22.550

之一。1989 年-2000 年时期内, 公共建筑用地均由 农业用地转入, 转入面积为 0.067 km , 并没有发生
2

表 4 1989 年-2009 年张江高科技园区土地 利用变化的多度与重要度
Table 4 Results of frequency and importance indices of the study area from 1989 to 2009 变化类型 变化 面积 (hm2) 农业→工业 农业→道路 农业→居住 水域→道路 居住→工业 居住→道路 农业→公共 农业→在建 水域→居住 农业→绿地 水域→工业 水域→公共 居住→公共 水域→农业 农业→水域 水域→在建 居住→在建 居住→农业 工业→道路 居住→水域 工业→居住 居住→绿地 水域→绿地 在建→工业 占全部类型 515.973 205.538 350.545 118.070 133.668 103.943 33.910 57.008 24.940 17.403 43.798 19.975 14.880 25.540 22.000 8.058 1.583 2.875 52.933 25.150 变化斑 变化面 块数 (个) 136 359 162 245 101 185 56 92 积比例 (%) 27.98 11.15 19.01 1.36 6.40 2.87 7.25 5.64 1.84 3.09 1.35 0.94 2.38 1.08 0.16 0.81 1.39 1.19 0.44 0.09 0.81 0.62 0.12 0.63 (%) 14.93 10.19 4.20 7.70 2.33 3.83 6.11 4.16 4.78 3.37 1.87 2.95 3.79 2.70 2.12 1.71 1.75 1.91 0.71 0.83 1.00 0.37 6.74 5.66 (%) 33.64 26.08 25.75 11.56 10.60 10.57 9.58 9.46 7.95 7.25 6.14 4.31 4.25 4.04 3.94 3.51 3.51 2.90 2.18 2.00 1.52 1.45 1.11 1.00 多度 重要度

转出行为; 2000 年-2009 年时期内, 公共建筑面积显 著增加, 并呈现高度集聚特点。在此期间, 大量的 研发机构落户张江, 目前张江高科技园区已拥有 14 所高等院校和培训机构, 30 个国家级的科研院 近

所, 个企业的研发中心共同筑成的智力密集区, 91 这一用地特点体现了高新技术产业园区重视产业 链源头研发的趋势。该时期内公共建筑用地转入 转出行为活跃, 前一时期 0.067 km 公共建筑用地全
2

部转出为工业用地和居住用地, 同时, 大量的农业 用地与居住用地转入为公共建筑用地, 转入面积为 2.017 km2。 3.1.3 土地利用变化的多度和重要度分析 在区域 土地利用转移矩阵分析基础上, 采用 Fragstats 3.3 软件获得各土地利用变化类型的斑块数和斑块面 (表 4) 按重要度大小排序列出研究区域主要的土 , 地利用变化类型及其多度和重要度, 这些变化类型 可解释研究区域土地利用变化的 95%以上。 按照重要度指数值大小, 1989 年-2009 年时期 积, 进而计算土地利用变化的多度和重要度指数

147 100 115 81 45 71 91 65 51 41 42 46 17 20 24 9

内较大的 5 种土地变化类型分别是: 农业→工业, 农 业→道路, 农业→居住, 水域→道路, 居住→工业等 5 种; 此外, 农业→公共变化面积所占比例较大, 也

是主要变化类型之一。可以发现, 多度大于变化面 积比例的变化类型一般是土地利用类型中包括了 破碎度较高的土地类型如道路和居住用地, 而变化 面积比例大于多度情形一般发生于较大斑块之间 的相互转变。对 1989 年-2000 年与 2000 年-2009 年 http://www.resci.net

14.988 11.370 11.550 2.128

98.59% 95.72% 98.59% 95.72% 97.16%

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单福征等: 上海郊区快速工业化的土地利用及碳排放响应

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两个研究时期重要土地利用变化类型空间分布对 比分析 (图 4) 可知两个时期内主导土地利用变化 , 的类型均为农业用地向其他用地转变, 这种转变在 空间上分布广泛, 但两个时期转变程度不同, 2000 年-2009 年时期转变更加均衡。 3.2 碳排放响应分析

放量对比发现, 张江高科技园区碳排放净增量显著 变化 (图 5) 2000 年园区内保留大量的耕地面积, , 碳 汇能力明显, 且园区处于发展阶段初期, 由燃料燃 烧所排放的二氧化碳排较少, 该时期二氧化碳吸收 快, 大量耕地转变为工业用地, 在能源利用增加与 碳汇用地面积减少的双重作用下, 园区二氧化碳净 增量显著增加, 2009 年二氧化碳排放量为 82.018 万 t, 为碳汇吸收量的 144 倍, 若以耕地面积来表示能 (81.449 万 t) 所造成的碳赤字达 906 km2, 相当于园
表 5 张江高科技园区主要碳源二氧化碳排放量变化
Table 5 carbon-dioxide emissions from fossil fuel in study area 单位 原煤 汽油 燃料油 天然气 电力 合计 C 当量 (t) C 当量 (t) C 当量 (t) C 当量 (t) C 当量 (t) C 当量 (t) CO2 当量 (万 t) 2000 年 2.647 0.000 72.065 74.971 0.027 0.000 0.260 2006 年 0.000 0.000 19204.725 4506.304 5886.226 445.167 2009 年

量为排放量的 141 倍; 2000 年后区域工业化进程加

3.2.1 碳源变化分析 在张江高科技园区成立之 初, 由于缺少成熟的能源和环境统计制度, 相关工 业企业能源利用数据资料未得到有效合理统计。 本文依据 2000 年-2009 年园区能源消耗数据, 运用 前文碳排放计算模型, 对碳排放量进行估算如表 还不太明显, 2 总排放量仅为 0.027 万 t, CO 主要来源

源消费的碳足迹面积, 2009 年二氧化碳净排放量

5。结果表明, 2000 年张江高科技园区工业化进程 于天然气与原煤燃烧。2000 年后园区工业跨越式 发展, 能源消耗急剧增加, 2 排放量保持明显的增 CO 2009 年达到 82.018 万 t。 3.2.2

长势头, 2000 年 二 氧 化 碳 排 放 量 仅 为 0.027 万 t, 碳汇变化分析 张江高科技园区的碳汇主要

表现为能够固定二氧化碳的植被, 主要分布在林 地、 耕地以及城市绿地等具有一定生态功能的土地 利用类型。1989 年-2009 年园区主要碳汇二氧化碳 吸收量估算结果如表 6。可以看出, 研究时期内二 氧化碳吸收量持续降低, 尤其是 2000 年后。1989 年园区碳汇总的二氧化碳吸收量为 4.832 万 t, 而 2006 年和 2009 年分别为 0.745 万 t 和 0.569 万 t, 分别

16 6840.394 19 3644.385 17 2790.642 22 3686.808 63.357 82.018

5356.335

593.913

表 6 张江高科技园区主要碳汇二氧化碳吸收量
Table 6 carbon-dioxide absorbed by different land use patterns in study area 单位 农田 碳当量 (t) 林地 碳当量 (t) 绿地 碳当量 (t) 总计 碳当量 (t) CO2 当量 (万 t) 1 3168.098 1 0375.574 1829.249 1350.637 9.052 0.000 18.697 9.421 181.000 20.761 179.376 0.569 20.743 1989 年 2000 年 2006 年 2009 年

下降 74.6%、 88.2%。整个研究时期内, 虽然林地与 城市绿地面积逐年增加, 碳汇能力有所增强, 但随 着大量的农田被建设用地持续取代, 碳汇用地面积 显著减少, 远不足弥补耕地面积减少所引起的碳吸 收下降量。 3.2.3 碳源碳汇变化比较 将碳汇碳吸收量与碳排

1 3177.150 1 0403.693 2031.010 1550.756 4.832 3.815 0.745

Fig 4 Spatial distribution of major land use change forms of the study area from 1989 to 2009

图 4 1989 年-2009 年张江高科技园区主要土地利用变化类型的空间分布

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资 源 科 学

第 33 卷 第 8 期

排放响应关系进行了初步探讨, 限于数据来源, 相

(4) 本文对区域近 20 年来土地利用变化及与碳

关研究尚待进一步拓展深化。如可掌握园区成立 以来较长时期的经济、 人口、 能源等数据, 未来可进 一步针对区域土地利用变化驱动机制、 土地利用方 式与碳排放强度的定量动态响应关系等方面开展 深入研究。
图 5 张江高科技园区工业用地面积与碳排放响应关系
Fig 5 The carbon emissions and sequestration respond relation of land use change

参考文献 (References) :
[1] Matthew Luck, Jianguo Wu. A gradient analysis of urban

区面积的 36.24 倍, 是整个浦东新区面积的 1.72 倍, 进一步表明园区自身生态系统的碳吸收远远不足 以补偿碳排放。

landscape pattern: A case study from the Phoenix metropolitan region, Arizona, USA[J]. Landscape Ecol, 2002, 17 (4) 327-329. :

[ 2 ] 信桂新, 杨庆媛, 杨朝现, 等. 工业化进程中传统农区的土地利 145-150.

用 变 化 [J]. 西 南 大 学 学 报(自 然 科 学 版) 2009, 31(12) , :

4 结论与讨论
(1) 张江高科技园区成立之后, 区域快速工业 化导致农业用地及其他土地利用方式发生显著变 化。表现为耕地等农业用地持续减少, 而工业用 地、 公共建筑用地等建设用地迅速扩展。近 20 年来 园区农业用地与水域分别下降 89.3%和 71.2%, 而

[ 3 ] 李卫海, 李阳兵, 周焱, 等. 1991 年~2006 年贵阳市土地利用变 [ 4 ] 崔峰, 欧名豪. 江苏省土地利用变化及其旅游驱动力研究[J]. [ 5 ] 于开芹, 冯永军, 郑九华, 等. 城乡交错带土地利用变化及其生 [ 6 ] 张银辉, 罗毅, 刘纪远, 等. 庄大方内蒙古河套灌区土地利用变 [ 7 ] 杨璐, 胡振琪, 李新举, 等. 邹城市矿粮复合区土地利用变化及 70-75. 化及其景观生态效应[J]. 资源科学, 2005, 27 (2) 141-146. : 态效应[J]. 农业工程学报, 2009, 25 (3) :213-218. 资源科学, 2010, 32 (10) 1971-1979. : 化及其驱动因素分析[J]. 资源科学, 2008, 30 (12) 1890-1896. :

工业用地、 道路用地等均大幅扩展, 分别为研究初 化呈现出明显的阶段分异性, 2000 年-2009 年时期 内土地利用转入转出行为比此前更加活跃。

期的 6.38 倍和 7.50 倍。由于政策因素, 土地利用变

生 态 系 统 服 务 价 值 分 析 [J]. 农 业 工 程 学 报, 2007, 23 (12) :

(2) 农业用地转变为工业用地和居住用地是主 导变化类型。研究时期内土地利用变化主要是农 业用地向其他用地转变, 依次为农业→工业, 农业 →道路, 农业→居住, 水域→道路, 居住→工业, 转 积所占比例最大, 分别占全部变化面积的 27.98%和 19.01%。 变行为在空间上分布广泛, 是土地利用变化的主导 方向, 其中农业向工业、 农业向居住用地转变的面

[8]

Hough ton R A, Hobble J E, Mwllillo J M, et al . Changes in the carbon content of terrestrial biota and soils between 1860 and 1980: a net release of CO2 to the atmosphere[J]. Ecological

[ 9 ] 赵荣钦, 黄贤金. 基于能源消费的江苏省土地利用碳排放与碳 [10] 赵军.平原河网地区景观格局变化与多尺度环境响应研究[D]. 上海: 华东师范大学,2008. [11] 朱会义, 李秀彬. 关于区域土地利用变化指数模型方法的讨论 [J]. 地理学报, 2003, 58 (5) 643-650. : 足迹[J]. 地理研究, 2010, 29 (9) 1639-1649. :

Monography, 1983, 53 (3):235-262.

着近 20 年来张江高科技园区农业用地等碳汇用地 的剧烈萎缩和工业用地等碳源用地的急剧扩张, 园 区能源消耗也相应增加, 2009 年二氧化碳排放量为 82.018 万 t, 2000 年的 3037.7 倍, 为 且由于耕地面积 剧烈减少, 区域整体碳汇能力持续下降, 2009 年二 85.1%, 碳赤字达 906 km2, 相当于园区面积的 36.24 倍, 是整个浦东新区面积的 1.72 倍。 http://www.resci.net 氧化碳吸收量仅为 0.569 万 t, 2000 年相比下降 与

(3) 土地利用变化对园区碳排放影响明显。随

[12] 中国科学院可持续发展战略研究组. 2009 中国可持续发展战 2009.

略研究报告:探索中国特色的低碳道路[M].北京: 科学出版社,

[13] 查建平, 唐方方, 傅浩. 产业视角下的中国工业能源碳排放 88-127.

Divisia 指数分解及实证分析[J].当代经济科学, 2010, 32 (5) : IPCC. 2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas

[14]

inventories: volume II[ EB/OL ]. http://www. ipcc. ch/ ipcc reports/ Methodology-reports. htm, 2008-07-20/2011-02-10. 态足迹[J]. 生态学报, 2008, 28 :1729-1735. (4) 谢鸿宇, 陈贤生, 林凯荣, 等. 基于碳循环的化石能源及电力生

[15]

2011 年 8 月

单福征等: 上海郊区快速工业化的土地利用及碳排放响应

1607

Land Use Change in the Suburb A and Its Impacts on Carbon rea Emissions in the Process of Industrialization: ACase Studyof Zhangjiang Hi-T Park, Shanghai ech
(1. Department of Environmental Science and Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, China; 2. Department of Geography, Shanghai Normal University, Shanghai 200234, China)

SHAN Fuzheng1, YU Jia2, ZHAO Jun1, QIAN Guangren1

Abstract: Since global warming is increasingly becoming significant, greenhouse gas reductions have been conducted. Changes in land use and its impacts on carbon sources and sinks are important factors affecting the carbon cycle process. It is the second reason for higher concentrations of atmospheric carbon dioxide while the fossil fuel burning ranks first. With the rapid development of industrialization, conventional farmland was reduced greatly on a large scale and converted to non-farm land. Then, the area of the carbon emissions was affected subsequently. The Zhangjiang Hi-Tech Park founded in 1992 has changed Shanghai Hi-Tech industry distribution, and became an important foundation of Shanghai Hi-Tech industry economy development. Over the past 17 years, many great changes have taken place in the Zhangjiang Hi-Tech Park and its surrounding areas, such as population growth, land utilization, transportation network, and industry forms. Using energy consumption data and land use of the Zhangjiang Hi-Tech Park from 1989 to 2009, this study estimated carbon emissions due to energy consumption using a carbon emission model. The authors analyzed land use change and its distribution in the districts. In addition, the relationship between the change in land use and its effects on greenhouse gas emissions was investigated. Results show that: 1) in the entire period of study, change in land use/cover type and the transform between each land use/cover type in the study area were significant, with 89.3% of agricultural lands being reduced. The majority of them have been transformed into industrial land and commerce land, accounting for 27.98% and 19.01% of the changed land. 2) The emission of carbon dioxide increased significantly because of energy consumption. In 2009, the emission of carbon dioxide was 820,180 tons. Because of carbon sequestrations, for example, farmland areas decreasing continuously, the absorption of carbon dioxide in 2009 was only 5690 tons. The carbon dioxide absorbed was not enough to offset carbon footprints, which was 906 km2, equal to the area of 36.24 Parks in 2009. More detailed data concerning population, economy, and energy consumption since the park was established will be acquired to perform further research about the driving mechanism of land use change and the relationship between land use and carbon intensity. Key words: Industrialization; Land use change; Frequency; Importance; Carbon emission; Zhangjiang Hi-Tech Park

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