趙榮欽，黃賢金，揣小偉

（1.華北水利水電大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450045； 2.南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院，江蘇南京 210093）

中國(guó)土地利用碳排放的研究誤區(qū)和未來(lái)趨向

趙榮欽1，黃賢金2，揣小偉2

（1.華北水利水電大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450045； 2.南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院，江蘇南京 210093）

研究目的：分析當(dāng)前中國(guó)土地利用碳排放研究中存在的誤區(qū)，并提出基于土地科學(xué)視角的該領(lǐng)域整合研究的設(shè)想。研究方法：基于文獻(xiàn)調(diào)查和回顧，對(duì)中國(guó)土地利用碳排放的研究進(jìn)行了總結(jié)和回顧。研究結(jié)果：當(dāng)前研究在碳收支研究參數(shù)的選擇、研究尺度的匹配、土地利用空間布局方案、土地利用生命周期碳排放核算及綜合研究等方面還存在一些誤區(qū)，這制約了土地利用碳排放研究的進(jìn)一步深化。研究結(jié)論：土地科學(xué)在區(qū)域碳排放研究中具有綜合研究的優(yōu)勢(shì)和特色，應(yīng)考慮從土地科學(xué)學(xué)科體系的角度構(gòu)建土地利用碳排放研究的整體框架和方法體系，并開(kāi)展區(qū)域示范研究；并進(jìn)一步加強(qiáng)基于地塊尺度的“自然-社會(huì)”二元碳收支的綜合集成及土地利用全生命周期過(guò)程的碳排放效率研究。

土地利用；碳排放；研究誤區(qū)

1 引言

土地利用是造成溫室效應(yīng)的主要人為原因之一[1]，土地利用通過(guò)改變地表自然覆被和人類活動(dòng)強(qiáng)度影響不同土地利用類型所承載的自然及人為碳通量過(guò)程[2-3]。因此，從土地利用視角開(kāi)展碳排放研究有助于從基礎(chǔ)層面評(píng)估人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響程度，是全球變化背景下推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)低碳轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求[4-5]。國(guó)際上近期重點(diǎn)從土地利用變化的碳排放效應(yīng)[6]、城市化進(jìn)程的碳動(dòng)態(tài)[7]、城市空間的碳通量模擬[8]、土地利用、能源消費(fèi)與碳排放的關(guān)系[9]等方面開(kāi)展了相關(guān)研究。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)基于土地利用碳排放的研究也逐漸增多，不僅推動(dòng)了碳排放研究理論體系的進(jìn)一步完善和實(shí)踐應(yīng)用方向的擴(kuò)展，也為區(qū)域碳減排、土地利用低碳優(yōu)化和區(qū)域發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略的制定發(fā)揮了重要的實(shí)踐價(jià)值。土地科學(xué)以其“自然與社會(huì)交叉，理論與實(shí)踐并重”的綜合性特點(diǎn)，從資源調(diào)查與評(píng)價(jià)、土地規(guī)劃與整治、土地經(jīng)濟(jì)學(xué)及土地政策等不同領(lǐng)域?yàn)閰^(qū)域碳排放核算、碳排放效率評(píng)價(jià)、區(qū)域碳減排及其調(diào)控提供了重要的研究視角和各具特色的實(shí)踐領(lǐng)域。因此，與環(huán)境學(xué)、管理學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科相比，土地科學(xué)在區(qū)域低碳研究中更具有綜合研究的優(yōu)勢(shì)和特色，并能夠從學(xué)科體系的不同視角出發(fā)，建立區(qū)域碳排放及低碳發(fā)展研究的整體理論架構(gòu)，不僅推動(dòng)土地科學(xué)在碳排放研究中大有作為，拓展土地科學(xué)與相鄰學(xué)科的交叉和融合，而且通過(guò)土地利用評(píng)價(jià)、規(guī)劃和整治的實(shí)踐引導(dǎo)區(qū)域低碳轉(zhuǎn)型，為現(xiàn)階段中國(guó)碳減排、峰值控制及經(jīng)濟(jì)社會(huì)低碳發(fā)展提供有力的學(xué)科支撐。鑒于此，本文對(duì)中國(guó)土地利用碳排放研究的主要誤區(qū)進(jìn)行了剖析，提出了土地利用碳排放研究的整體框架和思路，并提出未來(lái)土地利用碳排放研究的主要趨向。

2 中國(guó)土地利用碳排放研究的主要領(lǐng)域及文獻(xiàn)回顧

截止2015年底，中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫(kù)中以“土地”和“碳排放”為關(guān)鍵詞的期刊論文和學(xué)位論文數(shù)量分別為407篇和104篇（其中博士論文17篇）（圖1）。可以看出，國(guó)內(nèi)土地利用碳排放研究始于1993年，早期主要是針對(duì)土地利用對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳過(guò)程的影響研究；2008年之后，基于人類活動(dòng)視角的土地利用碳排放效應(yīng)及低碳土地利用優(yōu)化等的研究大幅增加，呈蓬勃發(fā)展之勢(shì)。

圖1 中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫(kù)中以“土地”和“碳排放”為關(guān)鍵詞的文獻(xiàn)數(shù)量變化特征Fig.1 The characteristics of quantity change of literature with keywords of land and carbon emission in CNKI

2.1 土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量或土壤碳通量的影響研究

土地利用變化通過(guò)改變生態(tài)系統(tǒng)的分布格局、土壤理化性質(zhì)、土壤呼吸速率等影響生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量和土壤碳通量[10]。一方面，土地利用變化會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量[11-12]，一般而言，建設(shè)用地占用耕地[13]、林地轉(zhuǎn)化為農(nóng)田[14]會(huì)造成生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的減少，而農(nóng)林活動(dòng)（如森林恢復(fù)和農(nóng)業(yè)管理措施）會(huì)增加生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量[11，15]；另一方面，不同土地利用方式下土壤碳儲(chǔ)量[16]和碳通量[17]具有明顯差異，因此土地利用變化會(huì)造成土壤碳儲(chǔ)量的改變[18-20]。例如：退耕還林[21]、還草[22-23]、草地轉(zhuǎn)化為林地[22]、耕地轉(zhuǎn)化為濕地[24]等會(huì)增加土壤碳儲(chǔ)量，林地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌恋乩妙愋蜁?huì)造成土壤碳儲(chǔ)量的下降[10]，稻田減少[25]、農(nóng)業(yè)開(kāi)墾和耕作會(huì)降低土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量[24，26]。當(dāng)前該領(lǐng)域的研究方法主要有定位觀測(cè)、遙感估測(cè)、生態(tài)系統(tǒng)模擬及樣地清查等[14，27]。

2.2 土地利用及其變化的碳排放效應(yīng)及調(diào)控研究

該領(lǐng)域研究包括三個(gè)方面：（1）土地利用碳收支核算及土地利用變化的碳排放效應(yīng)研究?；贗PCC溫室氣體清單方法和相關(guān)碳排放系數(shù)，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)國(guó)家[28-29]、省級(jí)[30-32]、城市[33-37]、縣域[38]及工業(yè)園區(qū)[39]等不同尺度土地利用的碳收支進(jìn)行了核算分析，并探討了其時(shí)空差異。研究發(fā)現(xiàn)，不同土地利用方式碳收支特征具有明顯差異，但總體而言，居民點(diǎn)及工礦用地、交通用地等建設(shè)用地是碳排放的主要來(lái)源，而林地、耕地等則是主要的碳匯。（2）土地利用規(guī)劃方案的碳排放效應(yīng)評(píng)估及低碳優(yōu)化研究。在對(duì)區(qū)域土地利用總體規(guī)劃方案的碳源/匯效應(yīng)進(jìn)行評(píng)估的基礎(chǔ)上，提出面向低碳的土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案[40-42]，研究發(fā)現(xiàn)，基于碳排放最小化的土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案能夠起到較大的碳減排效果[28，40]。（3）土地利用碳排放的驅(qū)動(dòng)機(jī)制及因素分解研究[43]。土地利用碳排放受多種因素影響，其中，能源強(qiáng)度是碳排放的決定性因素[44]，人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、土地結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化及其空間擴(kuò)展等也是造成土地利用碳排放增長(zhǎng)的重要因素[45-49]，而能源效率、單位GDP用地強(qiáng)度是碳排放的主要抑制因素[33，45]。

2.3 土地利用工程項(xiàng)目的碳效應(yīng)評(píng)價(jià)及低碳優(yōu)化研究

近年來(lái)，碳效應(yīng)分析方法被引入到土地利用工程項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)中。比如，一些學(xué)者對(duì)土地整理對(duì)土壤碳動(dòng)態(tài)[50-51]及項(xiàng)目區(qū)碳平衡[52-53]的影響進(jìn)行了研究，構(gòu)建了土地整治項(xiàng)目碳效應(yīng)綜合評(píng)價(jià)的方法[54]，為評(píng)估土地利用工程中人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域環(huán)境的影響提供了新的視角。由于自然環(huán)境條件和人類能源和物資投入強(qiáng)度的不同，不同氣候帶和農(nóng)作物種植區(qū)的土地整治工程的碳排放構(gòu)成具有明顯差異。比如，河北省柏鄉(xiāng)縣土地整理項(xiàng)目的土地平整工程的能源消耗是碳排放的主要來(lái)源[53]，而江蘇省宜興市土地整理項(xiàng)目的灌溉排水工程是造成碳排放的主要原因[54]。另外，土地整理對(duì)項(xiàng)目區(qū)碳儲(chǔ)量的影響也不同，可能造成植被和土壤碳儲(chǔ)量的增加[54]或減少[52]，這主要與不同的土壤條件、作物種類和工程項(xiàng)目的擾動(dòng)程度有關(guān)。

2.4 土地利用的碳效率分析及碳減排潛力評(píng)價(jià)

主要包括兩個(gè)方面：（1）土地利用的碳排放效率研究。一些學(xué)者采用DEA分析[55-56]及Malmquist指數(shù)模型[57]等方法對(duì)土地利用的碳排放效率及空間差異進(jìn)行了研究，認(rèn)為土地利用結(jié)構(gòu)（特別是建設(shè)用地的冗余）是造成碳排放效率差異的主要原因[58]。另外，土地利用程度是影響區(qū)域土地低碳集約利用的主要因素[59]，不同區(qū)域土地利用集約水平與碳排放效率存在著不匹配的關(guān)系[60]；盡管土地利用集約度與碳排放強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系[61]，但提高土地集約利用水平，可有效減少碳排放總量[62]。（2）土地利用碳排放的效益評(píng)價(jià)及碳減排潛力分析。一些學(xué)者開(kāi)展了土地利用碳排放的經(jīng)濟(jì)效益[63]、生態(tài)效益[64]及固碳效益[65]等的評(píng)價(jià)，對(duì)土地利用碳排放峰值進(jìn)行了預(yù)測(cè)研究[66]，并開(kāi)展了土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化[28]、土地程度調(diào)控的碳減排潛力[67]的分析，從土地利用視角為中國(guó)碳減排的順利履約提供了新的實(shí)現(xiàn)途徑。

2.5 低碳土地利用政策與模式研究

國(guó)內(nèi)學(xué)者主要從土地利用碳排放核算制度、低碳土地用途管制制度、低碳土地利用規(guī)劃編制、低碳土地金融政策（如碳稅、碳補(bǔ)償和碳交易）等方面提出了低碳土地利用的政策框架[68-69]，并提出了面向低碳的土地利用模式，如土地節(jié)約集約利用模式、緊湊城市模式、低碳生態(tài)園區(qū)模式、低碳循環(huán)性農(nóng)業(yè)模式[68，70]及低碳土地利用綜合整治模式等[5]。也有學(xué)者將土地適宜性評(píng)價(jià)與區(qū)域碳排放權(quán)分配相結(jié)合[71]，為區(qū)域低碳發(fā)展政策的選擇提供了新的視角。

3 目前中國(guó)土地利用碳排放研究的主要誤區(qū)

3.1 土地利用碳收支研究在大尺度上掩蓋了區(qū)域差異，使得研究結(jié)果缺乏實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了大量關(guān)于土地利用碳收支的核算研究，主要思路是采用各地類面積和能源消耗量，結(jié)合相應(yīng)的碳源/匯系數(shù)對(duì)不同土地利用方式的碳收支進(jìn)行核算，并分析其時(shí)空差異。但大多數(shù)研究中的碳排放系數(shù)來(lái)自現(xiàn)有研究成果（如IPCC或其他文獻(xiàn)），而較少以研究區(qū)土地通量觀測(cè)結(jié)果為基準(zhǔn)參數(shù)，也沒(méi)有考慮區(qū)域內(nèi)部土地利用強(qiáng)度的差異對(duì)碳通量的影響。因此，這樣的核算結(jié)果精度如何？能夠在何種尺度上指導(dǎo)低碳土地利用的實(shí)踐？這是一個(gè)值得深入思考的問(wèn)題。實(shí)際上，以土地面積和碳排放系數(shù)對(duì)土地利用碳排放進(jìn)行核算的方法，掩蓋了不同地區(qū)、不同氣候條件、不同作物生產(chǎn)方式以及同一地類內(nèi)部不同土地利用強(qiáng)度區(qū)的碳排放的差異，這影響了土地利用碳排放核算的精度。同時(shí)，已有研究結(jié)果主要是闡明不同用地方式碳排放及其強(qiáng)度的差異，由于缺乏本地化碳排放因子和觀測(cè)數(shù)據(jù)的支撐，此類研究既掩蓋了土地利用強(qiáng)度對(duì)碳排放的影響，也缺乏區(qū)域之間對(duì)比的可能，因此使得研究結(jié)果缺乏實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。

3.2 土地利用低碳優(yōu)化研究主要側(cè)重于土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，而非空間布局方案的優(yōu)化

不少學(xué)者基于土地利用優(yōu)化的目標(biāo)開(kāi)展了區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整研究，并將其應(yīng)用到土地利用規(guī)劃中。但主要存在兩個(gè)問(wèn)題：一是由于中國(guó)土地利用規(guī)劃中用地類型劃分的限制，當(dāng)前研究主要是通過(guò)控制建設(shè)用地?cái)U(kuò)展、增加碳匯用地來(lái)實(shí)現(xiàn)的，未能深入到建設(shè)用地的內(nèi)部，缺乏對(duì)建設(shè)用地不同類型、不同建筑密度的搭配及不同產(chǎn)業(yè)用地結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的方案；二是這些研究主要是針對(duì)區(qū)域土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究，而非區(qū)域土地利用空間布局的優(yōu)化方案。究其原因，是因?yàn)樵擃愌芯恐饕且詤^(qū)域不同土地利用類型的碳源/碳匯為整體進(jìn)行核算的，盡管也有針對(duì)土地利用碳排放區(qū)域空間差異的研究，但對(duì)于基于地塊尺度或產(chǎn)業(yè)用地角度的人類能源消費(fèi)碳排放的核算較為欠缺，這不利于發(fā)揮土地利用優(yōu)化方案在空間上的指導(dǎo)作用和實(shí)踐價(jià)值。實(shí)質(zhì)上，區(qū)域土地利用研究應(yīng)該包含兩個(gè)方面，一是區(qū)域尺度內(nèi)土地利用數(shù)量和種類結(jié)構(gòu)的研究，二是區(qū)域尺度土地利用結(jié)構(gòu)內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)布局和利用強(qiáng)度研究，但是傳統(tǒng)的土地利用規(guī)劃偏重于前者而忽略后者。因此，為了進(jìn)一步突出土地利用規(guī)劃在區(qū)域低碳發(fā)展中的作用，加強(qiáng)區(qū)域土地利用規(guī)劃中的空間布局低碳優(yōu)化研究十分必要。

3.3 目前以宏觀尺度上土地承載的碳排放研究為主，而較少基于地塊尺度的碳收支集成研究

前期研究開(kāi)展了大量的土地承載的能源消費(fèi)碳排放的研究，且大部分未能將自然和社會(huì)碳收支對(duì)應(yīng)落實(shí)到土地利用空間。根本原因是自然碳通量主要是定點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)，而社會(huì)經(jīng)濟(jì)排放核算又大多來(lái)自統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（一般是省級(jí)、地市級(jí)或縣級(jí)單元的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，最小是鄉(xiāng)鎮(zhèn)或街道尺度），兩者的空間尺度難以進(jìn)行有效地匹配。因此，如何更精確地開(kāi)展碳收支的空間匹配研究？并將這種匹配關(guān)系推廣應(yīng)用到更大尺度的土地利用空間？實(shí)際上，受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、開(kāi)發(fā)強(qiáng)度、土壤和植被類型、建筑密度等因素的影響，區(qū)域同一土地利用類型內(nèi)部存在較大的空間異質(zhì)性。因此，加強(qiáng)地塊尺度上碳收支的集成研究，是提高核算精度并落實(shí)土地利用空間布局優(yōu)化的關(guān)鍵。

3.4 當(dāng)前研究主要基于某一個(gè)側(cè)面，缺乏土地利用全生命周期的分析和土地科學(xué)的整體視角

前期研究對(duì)于土地利用全生命周期的分析和土地科學(xué)整體視角的綜合研究還需要加強(qiáng)。一方面，大部分研究是基于土地利用及其變化對(duì)區(qū)域碳收支的影響的視角開(kāi)展的，比如土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的影響、土地利用變化的碳排放效應(yīng)及碳排放效率、土地利用整治工程的碳排放分析等。這類研究主要集中在土地利用現(xiàn)狀的碳排放評(píng)價(jià)研究方面，而對(duì)于土地利用“過(guò)程”的不同階段對(duì)碳排放的影響機(jī)制研究還顯得不足。另一方面，當(dāng)前也缺乏從土地科學(xué)的整體視角開(kāi)展研究，比如對(duì)于不同土地利用類型碳排放調(diào)查、監(jiān)測(cè)及核算標(biāo)準(zhǔn)的制定、空間尺度的匹配、土地利用的碳過(guò)程模擬、土地利用碳減排調(diào)控的綜合示范研究等方面還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。另外，當(dāng)前的土地利用碳排放研究缺乏資源綜合和學(xué)科交叉的思路，未來(lái)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)不同資源要素（水、土、能等）的耦合過(guò)程對(duì)碳排放的影響機(jī)制研究，以及經(jīng)濟(jì)、政策、投資強(qiáng)度等要素對(duì)碳排放的影響研究。

4 突破土地利用碳排放研究誤區(qū)的對(duì)策和思路

4.1 基于“自然—社會(huì)”二元碳收支視角開(kāi)展基于地塊尺度的碳收支核算研究

未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)基于地塊尺度的綜合研究，可以考慮從同一地類內(nèi)部自然和人類能源活動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)均一的地塊出發(fā)開(kāi)展碳收支的調(diào)查、統(tǒng)計(jì)與核算研究，一方面開(kāi)展典型土地利用方式自然碳儲(chǔ)量和碳通量的觀測(cè)研究，另一方面進(jìn)行人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)碳排放的調(diào)查統(tǒng)計(jì)研究，并通過(guò)空間插值將自然觀測(cè)數(shù)據(jù)與地塊社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)相結(jié)合，這樣不僅能提高研究精度，而且對(duì)于“自然—社會(huì)”二元碳收支與土地利用研究的結(jié)合，并指導(dǎo)土地利用空間規(guī)劃的實(shí)踐具有重要意義。當(dāng)然，地塊并沒(méi)有確定的面積標(biāo)準(zhǔn)，不同土地利用類型的地塊單元大小不同，可能是社區(qū)、企業(yè)單位、建筑物、商業(yè)區(qū)、工業(yè)園區(qū)或農(nóng)田單元，具體可依據(jù)不同的研究目標(biāo)來(lái)確定。

4.2 開(kāi)展面向低碳的土地利用空間布局結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

土地利用是一項(xiàng)空間活動(dòng)，土地?cái)?shù)量的優(yōu)化方案不能有效地指導(dǎo)土地利用總體規(guī)劃的實(shí)踐。因此，今后應(yīng)在地塊尺度碳收支核算的基礎(chǔ)上，分析不同地塊單元土地利用屬性、質(zhì)量、集約度與人類投入和土地利用碳收支的內(nèi)在關(guān)系，將區(qū)域不同地塊單元的碳排放效率與碳減排目標(biāo)相結(jié)合，構(gòu)建土地利用空間布局結(jié)構(gòu)碳效應(yīng)評(píng)價(jià)的方法，并提出區(qū)域碳排放約束下的土地利用空間布局方案。比如在農(nóng)田單元尺度上，可以分析不同地塊農(nóng)業(yè)投入、水土資源利用效率和碳排放強(qiáng)度的關(guān)系，并基于農(nóng)田質(zhì)量分級(jí)和糧食安全的視角提出不同農(nóng)田單元碳排放強(qiáng)度約束控制的方案；在城市地塊尺度上，可以結(jié)合城市用地的建筑強(qiáng)度和用地集約度，分析城市用地單元的人類能源投入、用地強(qiáng)度和碳排放的關(guān)系，對(duì)比分析不同屬性用地單元碳排放效率的差異，并提出面向低碳的城市用地優(yōu)化布局方案。這對(duì)于指導(dǎo)土地利用空間布局優(yōu)化的實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義。

4.3 開(kāi)展土地利用全生命周期過(guò)程的碳排放效應(yīng)評(píng)估研究

土地利用是一項(xiàng)持續(xù)性的活動(dòng)。不論是農(nóng)業(yè)耕作、城市建設(shè)或產(chǎn)業(yè)活動(dòng)等，都有從土地開(kāi)發(fā)、占用、建設(shè)、維護(hù)、追加投入、廢棄（或更新）的生命周期過(guò)程。因此，應(yīng)基于土地利用全生命周期的視角開(kāi)展碳排放核算研究，建立農(nóng)用地和建設(shè)用地生命周期碳排放評(píng)估方法，分析土地利用不同階段碳排放效率的差異，并探討土地利用周期內(nèi)階段演變對(duì)碳排放的影響機(jī)制，這能進(jìn)一步解釋土地利用不同階段的碳排放強(qiáng)度和效率。另外，區(qū)域水、土、能資源往往是耦合開(kāi)發(fā)的，但對(duì)不同區(qū)域及不同人類活動(dòng)方式而言，各種資源的需求規(guī)模、組合方式、開(kāi)發(fā)強(qiáng)度及利用效率不同，這導(dǎo)致了各項(xiàng)人類活動(dòng)的碳排放強(qiáng)度具有明顯的差異。因此，也要開(kāi)展土地利用生命周期過(guò)程中不同資源耦合開(kāi)發(fā)利用過(guò)程對(duì)碳排放的影響機(jī)制，這不僅有助于分析區(qū)域綜合開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)過(guò)程中的各種資源、能源組合格局和利用效率與碳排放效率的關(guān)系，而且有助于通過(guò)資源耦合機(jī)制的研究進(jìn)一步闡明區(qū)域“自然—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和效率，為區(qū)域系統(tǒng)資源耦合及其環(huán)境效應(yīng)研究提供新的理論視角[72]，推動(dòng)土地研究與相鄰學(xué)科的交叉和融合。

4.4 從土地科學(xué)視角出發(fā)建立土地利用碳排放研究的整體框架

土地科學(xué)是一門(mén)具有較強(qiáng)綜合性和應(yīng)用性的學(xué)科，而且具有自然、社會(huì)和技術(shù)學(xué)科交叉的特點(diǎn)。從土地權(quán)籍的核心理論[73]入手，以“人、地、權(quán)”三位一體的系統(tǒng)角度研究土地與土地利用系統(tǒng)問(wèn)題，是土地科學(xué)區(qū)別于其他相關(guān)學(xué)科的重要標(biāo)志[74]。土地科學(xué)的特色是以自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的理論和方法，全面系統(tǒng)綜合研究人地關(guān)系權(quán)籍時(shí)空系統(tǒng)及其演進(jìn)，服務(wù)人類和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[74]，其本質(zhì)內(nèi)涵是一門(mén)研究土地利用系統(tǒng)的形成及演化、土地利用及管理、土地工程技術(shù)的學(xué)科[75]。因此，土地科學(xué)在碳排放研究中具有天然的學(xué)科優(yōu)勢(shì)。一方面，土地科學(xué)是地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)等諸多學(xué)科的邊緣學(xué)科，土地科學(xué)涵蓋土地資源學(xué)、土地管理學(xué)、土地工程學(xué)及土地信息學(xué)等不同的學(xué)科分支[75]，這為開(kāi)展土地利用碳排放調(diào)查、核算、分析、評(píng)價(jià)、模擬、優(yōu)化及低碳管理等提供了不同的研究視角和學(xué)科支撐（表1），這使得與碳排放有關(guān)的相關(guān)研究可以很好地綜合在土地科學(xué)的學(xué)科體系之中。另一方面，土地科學(xué)較強(qiáng)的實(shí)踐性為碳排放研究提供了大量的應(yīng)用案例（如土地調(diào)查、土地評(píng)價(jià)、土地規(guī)劃、土地整治等），這使土地科學(xué)能夠更好地發(fā)揮自己的學(xué)科優(yōu)勢(shì)和價(jià)值。另外，土地科學(xué)的綜合性特點(diǎn)為學(xué)科交叉提供了便利，如碳排放調(diào)查與監(jiān)測(cè)、碳排放核算、碳排放評(píng)價(jià)、土地利用低碳優(yōu)化等涉及多學(xué)科知識(shí)和多源數(shù)據(jù)，而土地科學(xué)綜合涵蓋了資源調(diào)查、地籍學(xué)、管理學(xué)、信息技術(shù)等學(xué)科知識(shí)，為碳排放研究在土地科學(xué)基礎(chǔ)上的綜合提供了前提?？傮w而言，從土地科學(xué)的學(xué)科體系出發(fā)，建立土地利用碳排放研究的整體理論架構(gòu)，未來(lái)應(yīng)考慮以土地利用技術(shù)體系為依托，建立系統(tǒng)的碳排放調(diào)查、核算、評(píng)價(jià)、模擬、分析和優(yōu)化的方法體系及區(qū)域碳排放核算管理信息系統(tǒng)（表1），并應(yīng)用于區(qū)域土地利用的綜合實(shí)踐中。這不僅有助于推動(dòng)土地科學(xué)在碳排放研究中大有作為，而且通過(guò)土地利用調(diào)查、評(píng)價(jià)、規(guī)劃和整治的實(shí)踐引導(dǎo)區(qū)域低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型，為現(xiàn)階段中國(guó)低碳綠色發(fā)展提供有力的學(xué)科支撐。

5 土地利用碳排放的研究趨向

（1）從土地科學(xué)的學(xué)科體系的視角構(gòu)建土地利用碳排放研究的整體框架和方法體系，并開(kāi)展區(qū)域示范研究。可考慮以現(xiàn)有的土地利用技術(shù)體系為基礎(chǔ)，將“碳”作為土地利用環(huán)境影響的關(guān)鍵評(píng)估要素，并融入到土地資源學(xué)、土地管理學(xué)、土地工程學(xué)及土地信息學(xué)等不同的土地分級(jí)學(xué)科中，建立碳排放“調(diào)查—監(jiān)測(cè)—核算—評(píng)價(jià)—過(guò)程模擬—低碳優(yōu)化—碳減排效益評(píng)價(jià)—低碳政策及碳管理”的整體框架，并以某一土地綜合整治區(qū)為案例開(kāi)展示范研究。其中關(guān)鍵是構(gòu)建基于本地化因子的碳排放調(diào)查、核算、評(píng)價(jià)和模擬的方法體系。

（2）加強(qiáng)土地利用“自然—社會(huì)”二元碳收支的綜合集成研究，并進(jìn)一步提高核算精度。綜合集成并不意味大尺度研究，而在小尺度上開(kāi)展綜合更能提高研究的精度和適用性。未來(lái)可從較小尺度的地塊入手，比如可結(jié)合碳通量觀測(cè)數(shù)據(jù)，從農(nóng)作物“類型區(qū)”或“農(nóng)田單元”、“企業(yè)單元”、“住區(qū)”和城市“社區(qū)”尺度開(kāi)展碳收支的綜合集成研究，一方面開(kāi)展自然碳儲(chǔ)量和碳通量的觀測(cè)研究，另一方面開(kāi)展人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的碳排放調(diào)查統(tǒng)計(jì)研究。這不僅能從地塊單元的角度提高研究精度，而且有助于加強(qiáng)對(duì)不同屬性用地單元碳收支特征的對(duì)比研究。只有扎扎實(shí)實(shí)的開(kāi)展基于地塊尺度的研究，才能為未來(lái)不同區(qū)域不同地類土地利用碳排放數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建和精確模擬打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（3）加強(qiáng)土地利用生命周期過(guò)程的碳排放核算及其效率變化的機(jī)制研究。土地利用是一項(xiàng)持續(xù)性的活動(dòng)。未來(lái)可以對(duì)土地利用開(kāi)發(fā)利用的全生命周期（開(kāi)發(fā)、占用、建設(shè)、維護(hù)、追加投入及廢棄等）的碳排放進(jìn)行核算和跟蹤研究，分析不同地塊單元土地利用屬性、質(zhì)量、集約度與人類投入和土地利用碳收支的內(nèi)在關(guān)系，將區(qū)域不同地塊單元的碳排放效率與碳減排目標(biāo)相結(jié)合，構(gòu)建土地利用空間布局結(jié)構(gòu)碳效應(yīng)評(píng)價(jià)的方法，并提出區(qū)域碳排放約束下的土地利用空間布局方案。這樣能夠進(jìn)一步解釋土地利用不同階段的碳排放強(qiáng)度和效率，并能夠?yàn)橥恋乩弥芷趦?nèi)的碳減排提供切實(shí)可行的實(shí)踐指導(dǎo)。

（4）進(jìn)一步與資源利用、生態(tài)過(guò)程、經(jīng)濟(jì)調(diào)控等方向相結(jié)合，拓展土地利用碳排放研究的應(yīng)用領(lǐng)域。今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)科交叉，如開(kāi)展區(qū)域“水—土—能—碳”耦合作用機(jī)制[72]、不同資源耦合開(kāi)發(fā)利用過(guò)程的碳排放效率、土地利用、食物消費(fèi)與碳足跡的關(guān)系、土地生態(tài)過(guò)程的碳循環(huán)機(jī)制、土地利用碳交易與碳補(bǔ)償研究、政府政策和土地價(jià)格對(duì)碳排放效率的調(diào)控機(jī)制等，以更好地發(fā)揮土地科學(xué)在低碳研究中的作用。

展望未來(lái)，土地科學(xué)應(yīng)該在碳排放研究中大有所為，應(yīng)以土地資源的碳排放調(diào)查為基礎(chǔ)，以土地信息技術(shù)為手段，以土地碳排放評(píng)價(jià)技術(shù)為依托，以土地利用規(guī)劃和土地利用工程的碳效應(yīng)評(píng)估和優(yōu)化為對(duì)象，以低碳土地利用政策為導(dǎo)向，以構(gòu)建低碳的土地利用模式為最終目標(biāo)，從土地學(xué)科體系的視角構(gòu)建土地利用碳排放研究的整體框架和方法體系，這對(duì)于充分發(fā)揮土地科學(xué)在中國(guó)低碳轉(zhuǎn)型中的作用具有重要意義。

表1 土地科學(xué)與碳排放研究的結(jié)合：研究視角、內(nèi)容和目標(biāo)Tab.1 The combination between land discipline and carbon emission studies: research perspectives, contents and objectives

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（本文責(zé)編：王慶日）

Misunderstandings and Future Trends of Researches on Land Use Carbon Emissions in China

ZHAO Rong-qin1, HUANG Xian-jin2, CHUAI Xiao-wei2
（1. School of Resources and Environment, North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450045, China; 2. School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China）

The purpose of this paper is to analyze the misunderstandings in the research on land use carbon emission, and to put forward the idea of comprehensive research on low-carbon studies from the perspective of land discipline. Methods of literature review and analysis were used to summarize the research on land use carbon emission of China in recent years. The results indicated that there existed some misunderstandings and shortcomings in the selection of carbon budget parameters, the matching of different research scales, land use spatial distribution patterns, carbon emission estimation of land use life cycle and the comprehensive studies of land use carbon emission. All these restricted the depth of research on land use carbon emission. In conclusion, land discipline has its own comprehensive advantages in regional carbon emission studies. Therefore, the integrated framework and method system of land use carbon emission should be established and we should conduct regional level research from the view of land discipline in the future. Further, the research on natural-social dualistic carbon budget and carbon efficiency of land use life cycle should also be strengthened.

land use; carbon emission; research misunderstanding

F301.24

A

1001-8158（2016）12-0083-10

10.11994/zgtdkx.20161207.224759

2016-06-27；

2016-11-19

國(guó)家自然科學(xué)基金（41301633，41571162）。

趙榮欽（1978-），男，河南孟津人，博士，副教授。主要研究方向?yàn)橥恋乩门c碳排放。E-mail: zhaorq234@163.com