張小平劉勝賓

(1.山東建筑大學(xué) 建筑城規(guī)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101；2.北京萬達(dá)文旅規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100022)

0 引言

城市是碳排放的主要空間載體。雖然城市用地面積僅占全球面積的2.4%，但卻承載了全球約80%的能源消費(fèi)碳排放[1]。在中國(guó)，城市用地承載的碳排放量也已經(jīng)超過了碳排放總量的70%[2]，而其中資源型城市的碳排放是主要來源，占比接近60%[3]。可見，我國(guó)力爭(zhēng)2030年前碳排放達(dá)到峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的自主貢獻(xiàn)目標(biāo)能否最終實(shí)現(xiàn)，資源型城市的低碳發(fā)展是關(guān)鍵[4-5]。

資源型城市最初的定義起源于礦業(yè)城鎮(zhèn)的概念，主要是指城市中采礦業(yè)就業(yè)人口占城市總就業(yè)人口的比例＞15%的城鎮(zhèn)類型[6]?；诖?，學(xué)者認(rèn)為資源型城市就是資源型產(chǎn)業(yè)在工業(yè)中占有較大份額的城市，其劃定標(biāo)準(zhǔn)可以依據(jù)該類型企業(yè)產(chǎn)值占工業(yè)總產(chǎn)值的比例進(jìn)行劃定[7]。而在我國(guó)，資源型城市主要指的是以本地區(qū)礦產(chǎn)等自然資源開采、加工為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的城市，目前我國(guó)共有262 個(gè)，其中地級(jí)市126 個(gè)，如鄂爾多斯、唐山、邢臺(tái)等[8]。由于我國(guó)幅員遼闊，區(qū)域發(fā)展不平衡明顯，導(dǎo)致不同區(qū)域資源型城市之間的碳排放特征差異顯著。因此，國(guó)家在針對(duì)資源型城市制定減排任務(wù)時(shí)，不僅需要考慮其高碳排放，而且需要深入分析不同區(qū)域間的碳排放差異化[9]。

目前，學(xué)界既有碳排放特征的相關(guān)研究主要集中于國(guó)家[10]、省(流域)[11]、地級(jí)市[12]3 個(gè)尺度，針對(duì)資源型城市的研究主要集中在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型[13]、資源合理利用[14]、低碳城市規(guī)劃[15]等方面，在全國(guó)層面系統(tǒng)分析資源型城市的碳排放特征、分類及低碳規(guī)劃策略的實(shí)證研究尚處于起步階段。鑒于此，文章針對(duì)既有研究的不足，基于中國(guó)高空間分辨率碳排放網(wǎng)格數(shù)據(jù)(China High Resolution Emission Gridded Data，CHRED)展開進(jìn)一步研究。CHRED來自中國(guó)城市二氧化碳排放數(shù)據(jù)展示和分析平臺(tái)，該平臺(tái)由生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院氣候變化與環(huán)境政策研究中心與北京清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司在2017年共同合作開發(fā)。通過采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)源和規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)處理方法，建立《中國(guó)城市二氧化碳排放數(shù)據(jù)集(2012年)》[16]，包含了全國(guó)32 個(gè)省份的288 個(gè)地級(jí)市的二氧化碳排放清單基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、分地級(jí)市統(tǒng)計(jì)單元的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和污染物數(shù)據(jù)。通過CHRED 分析不同區(qū)域資源型城市的碳排放特征及其差異化，并提出針對(duì)性的低碳規(guī)劃策略，可以從城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)科的視角，為促進(jìn)資源型城市的綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展提供路徑參考。

1 研究數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究數(shù)據(jù)

基于中國(guó)城市二氧化碳排放數(shù)據(jù)展示和分析平臺(tái)提取113 個(gè)地級(jí)市一級(jí)的資源型城市2012年的能源活動(dòng)碳排放量、工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量、單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(Gross Domestic Product，GDP)碳排放量和人均碳排放量，分別與全國(guó)的平均水平進(jìn)行比較，分析我國(guó)資源型城市的碳排放特征，其中全國(guó)數(shù)據(jù)來源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒(2013)》[17]。

1.2 研究方法

應(yīng)用統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品與服務(wù)解決方案軟件(Statistical Product and Service Solutions，SPSS)22.0 中的聚類分析方法分別聚類113 個(gè)資源型城市的4 項(xiàng)碳排放特征，其中樣本間距離采用平方歐式距離來計(jì)算，分類方法為組間連接法。該分類結(jié)果可用于明確不同區(qū)域的資源型城市碳排放特征差異，并進(jìn)行分級(jí)，進(jìn)而提出針對(duì)性和差異化的低碳規(guī)劃策略。此外，為了得出符合客觀實(shí)際的結(jié)論，文章將比較分析方法貫穿全文，通過比較資源型城市碳排放與全國(guó)平均水平的差別，增強(qiáng)研究的科學(xué)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 單位GDP 碳排放和人均碳排放特征

2012年，全國(guó)人均碳排放量是6.3 t/人，而資源型城市的人均碳排放量是15.24 t/人。雖然部分非資源型城市的人均碳排放量也很高，如蘇州、天津、上海分別是18、14、12 t/人，但從平均水平來看，資源型城市約是全國(guó)的2.5 倍。此外，2012年，全國(guó)單位GDP 碳排放量是2.05 t/萬元，而資源型城市的單位GDP 碳排放量是3.70 t/萬元，后者約是前者的1.5 倍。

應(yīng)用聚類分析方法，通過單位GDP 碳排放量、人均碳排放量和人均GDP 進(jìn)行聚類(見表1、2)，將資源型城市分為五類，其中Ⅰ類代表各項(xiàng)指標(biāo)都是最高，即碳排放水平最高；Ⅱ類碳排放水平次高，以此類推。根據(jù)表2 可知，華北、西北、東北片區(qū)的資源型城市碳排放水平整體高于華中、華東、華南、西南片區(qū)，其中以資源儲(chǔ)量豐富且開發(fā)力度較大的鄂爾多斯市、包頭市、克拉瑪依市、東營(yíng)市等作為Ⅰ類。同時(shí)，在資源型城市內(nèi)部，人均碳排放量最高的是黑龍江省的七臺(tái)河市，高達(dá)83.15 t/人，人均碳排放量最低的是四川省的南充市，僅為1.41 t/人。

表1 資源型城市人均GDP、單位GDP 碳排放和人均碳排放指標(biāo)聚類均值標(biāo)準(zhǔn)差分析表

表2 資源型城市聚類結(jié)果表

2.2 工業(yè)能源碳排放特征

2012年，全國(guó)能源活動(dòng)碳排放量的平均水平為2 042.42 萬t，工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量的平均水平為1 391.49 萬t，后者占比為68%。而資源型城市能源活動(dòng)碳排放量的平均水平為3 736.01 萬t，工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量為3 139.84 萬t，后者占比為84%。通過比較可知，資源型城市的能源活動(dòng)、工業(yè)能耗活動(dòng)的碳排放量分別是全國(guó)平均水平的1.83、2.26 倍。

應(yīng)用聚類分析方法，將資源型城市按照工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量進(jìn)行聚類分析，將資源型城市分為5 類(見表3、4)，其中Ⅰ類代表工業(yè)能源活動(dòng)碳排放水平最高；Ⅱ類工業(yè)能源碳排放水平整體略低于Ⅰ類，以此類推，Ⅴ類碳排放水平最低。根據(jù)表4，在資源型城市內(nèi)部，能源活動(dòng)碳排放量和工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量差異同樣存在，西北、華北、東北片區(qū)的資源型城市碳排放水平高于西南、華南、華中、華東片區(qū)。能源活動(dòng)碳排放量最高的是河北省唐山市，其碳排放量高達(dá)18 302.64 萬t，而工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量16 336.07 萬t，后者占比89.2%，與鄂爾多斯市共同為Ⅰ類資源型城市，不僅與當(dāng)?shù)刭Y源儲(chǔ)備豐富有密切關(guān)系，也與城市本身產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)條件、產(chǎn)業(yè)集聚規(guī)模和對(duì)資源的依賴程度有關(guān)。Ⅴ類城市中，能源活動(dòng)碳排放量最低的是甘肅省慶陽市，能源活動(dòng)碳排放量為379.92 萬t，工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量為176.07 萬t，后者占比為46.4%。在工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量聚類分析中，Ⅲ類城市屬于中等偏高水平，如邢臺(tái)市。邢臺(tái)市能源活動(dòng)碳排放量為5 134 萬t，工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量為4 088.39 萬t，后者占比為79.6%?？梢姡I(yè)能源活動(dòng)是資源型城市能源碳排放量的主要來源，具有較大的節(jié)能減排、產(chǎn)業(yè)調(diào)整空間。

表3 資源型城市工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量聚類均值標(biāo)準(zhǔn)差分析表單位:萬t

表4 資源型城市工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量聚類結(jié)果表

2.3 資源型城市碳排放的區(qū)域特征

根據(jù)中國(guó)城市二氧化碳排放數(shù)據(jù)展示和分析平臺(tái)，將資源型城市按照東北、華北、華東、華中、華南、西南和西北7 大片區(qū)進(jìn)行區(qū)域劃分(見表5)。不同片區(qū)資源型城市的碳排放特征(如圖1 所示)主要表現(xiàn)為

圖1 不同片區(qū)資源型城市碳排放特征比較圖

表5 不同片區(qū)資源型城市碳排放特征比較表

(1)資源型城市人均GDP 華北、華東片區(qū)較為領(lǐng)先，華南、東北片區(qū)次之，西北、華中、西南片區(qū)相對(duì)較低。

(2)人均碳排放量 位于東北片區(qū)的資源型城市人均碳排放量最高，而位于華南片區(qū)的資源型城市人均碳排放量最低。

(3)單位GDP 碳排放 位于華北片區(qū)的資源型城市的單位GDP 碳排放量最高，而位于華南片區(qū)的資源型城市單位GDP 碳排放量最低。

(4)工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量 位于華北片區(qū)的資源型城市的工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量最高，而位于華南片區(qū)的資源型城市的工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量最低。

(5)能源活動(dòng)碳排放量 位于華北片區(qū)的資源型城市的能源活動(dòng)碳排放量最高，而位于華南片區(qū)的資源型城市的能源活動(dòng)碳排放量最低。

3 基于碳排放特征的資源型城市低碳規(guī)劃策略

相比于其他類型城市，資源型城市具有單位GDP 碳排放和人均碳排放水平更高、工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量占比＞80%、不同片區(qū)的資源型城市碳排放差異明顯等特征，很大程度上制約了資源型城市綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。因此，文章著重從以下方面提出資源型城市的低碳規(guī)劃策略。

3.1 人均碳排放量較高的資源型城市低碳規(guī)劃策略

對(duì)于人均碳排放量較高的資源型城市，尤其是Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ類城市，如鄂爾多斯市、包頭市、克拉瑪依市、東營(yíng)市等，應(yīng)側(cè)重于以減碳為目標(biāo)的城市空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化、道路交通優(yōu)化和生態(tài)環(huán)境優(yōu)化等策略。

(1)空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略 ①合理劃定市域范圍內(nèi)的三生空間比例，優(yōu)化城市與山體、林地等自然生態(tài)環(huán)境的聯(lián)系，通過高效緊湊的城市空間形態(tài)，減少對(duì)自然資源的影響與破壞，使三生空間的減碳效益發(fā)揮最大；②對(duì)城市內(nèi)部不同類型建設(shè)用地的碳排放展開研究，分析其碳排放的梯度屬性，完成現(xiàn)狀碳排放計(jì)量，作為進(jìn)行優(yōu)化布局的基礎(chǔ)和前提，通過對(duì)于總量的強(qiáng)制性要求，合理確定城市的開發(fā)建設(shè)規(guī)模；③針對(duì)資源型城市內(nèi)部建設(shè)用地功能單一現(xiàn)象嚴(yán)重，尤其是工業(yè)區(qū)依托資源的分布布局結(jié)構(gòu)松散，與城市的居住中心距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致出現(xiàn)大量的長(zhǎng)距離通勤交通量，合理布局生產(chǎn)、生活用地，優(yōu)化城市產(chǎn)業(yè)布局，促進(jìn)職住平衡，避免產(chǎn)生大量的長(zhǎng)距離通勤交通，降低人均交通出行碳排放。

(2)道路交通優(yōu)化策略 我國(guó)的資源型城市大都經(jīng)歷了從小到大，甚至從無到有的快速發(fā)展時(shí)期，使得城鎮(zhèn)外圍的鐵路、高等級(jí)公路等，成為城鎮(zhèn)內(nèi)部的過境交通，對(duì)資源型城市的發(fā)展造成非常大的影響，引起城市空間發(fā)展方向的重大變化。因此，市域?qū)用嬉幚砗脤?duì)外交通與城市交通銜接關(guān)系的問題，降低貨運(yùn)交通、過境交通對(duì)于城市中居民的出行需求的影響；城市內(nèi)部則進(jìn)一步提高中心城區(qū)道路規(guī)劃的系統(tǒng)性、層次性和完整性。通過借鑒國(guó)內(nèi)外典型低碳城市規(guī)劃實(shí)踐，結(jié)合城市的發(fā)展階段特征，合理確定資源型城市的道路等級(jí)、間距及道路網(wǎng)密度，提倡“窄路密網(wǎng)”的發(fā)展模式。此外，通過規(guī)劃形成完善的公共交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、自行車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及換乘系統(tǒng)，優(yōu)化公共交通、慢行交通的出行環(huán)境，提升出行比例，最終達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。

(3)生態(tài)環(huán)境優(yōu)化策略 市域范圍內(nèi)針對(duì)不同綠地空間的碳匯能力和空間分布特征，結(jié)合生態(tài)修復(fù)構(gòu)建由綠地斑塊—生態(tài)碳匯廊道—外圍碳匯基質(zhì)組成的碳匯網(wǎng)絡(luò)，通過將不同類型的生態(tài)斑塊串聯(lián)為一個(gè)有機(jī)的整體，并與城市外圍生態(tài)環(huán)境溝通，提升碳匯能力；城市內(nèi)部考慮到老城區(qū)的開發(fā)建設(shè)已經(jīng)相對(duì)成熟，難以有足夠的空間建設(shè)大型的生態(tài)綠地空間，重視占地較小的線性生態(tài)碳匯廊道的碳匯作用，借助道路綠化、河道綠化等，建立城市內(nèi)部的通風(fēng)廊道，優(yōu)化城市的微氣候環(huán)境，增加城市內(nèi)部的碳匯能力。

3.2 單位GDP 碳排放量較高的資源型城市低碳規(guī)劃策略

對(duì)于單位GDP 碳排放量較高的資源型城市，以單位GDP 碳排放量作為選擇低碳產(chǎn)業(yè)的依據(jù)。(1)識(shí)別出哪些產(chǎn)業(yè)需要低碳化改造；(2)以單位GDP 碳排放量作為選擇低碳產(chǎn)業(yè)的依據(jù)，對(duì)需要低碳化改造的產(chǎn)業(yè)進(jìn)行分類，包括確定哪些產(chǎn)業(yè)需要空間轉(zhuǎn)移，哪些產(chǎn)業(yè)需要向產(chǎn)業(yè)鏈的低碳化方向延伸等；(3)對(duì)于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移后的產(chǎn)業(yè)用地，提出負(fù)面清單，明確未來承接的產(chǎn)業(yè)類型。

3.3 工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量較高的資源型城市低碳規(guī)劃策略

對(duì)于工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量較高的資源型城市，尤其是Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ類城市，如鄂爾多斯市、唐山市等，應(yīng)側(cè)重于提出以減碳為目標(biāo)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型優(yōu)化策略。低碳規(guī)劃基于城市的發(fā)展方向、區(qū)域職能等，對(duì)資源型城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，發(fā)展多種類型的低碳產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)資源型城市的低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。此外，在優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過合理確定產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，建立多元產(chǎn)業(yè)空間，開展棕地整治與再利用等，進(jìn)一步降低碳排放。其中，資源型城市產(chǎn)業(yè)規(guī)模的確定，要根據(jù)政府的減碳目標(biāo)，結(jié)合既有產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)、資源儲(chǔ)備、人口增長(zhǎng)情況等綜合確定。產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化則要結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施承載力、地形地貌、基本農(nóng)田等因子的綜合影響，根據(jù)土地適宜性評(píng)價(jià)與產(chǎn)業(yè)園區(qū)布局現(xiàn)狀，得到合理的、不同類型產(chǎn)業(yè)的空間布局。建立多元產(chǎn)業(yè)空間，包括在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)周邊新增部分空間，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，預(yù)留高新技術(shù)、文創(chuàng)、大學(xué)等新型產(chǎn)業(yè)的園區(qū)，并給予政策支持，積極發(fā)展商務(wù)、服務(wù)業(yè)、物流等生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)。棕地整治與再利用，包括棕地自然環(huán)境治理、棕地建設(shè)環(huán)境治理等。

3.4 不同片區(qū)資源型城市低碳規(guī)劃策略

根據(jù)資源型城市碳排放的區(qū)域差異性分析可知，華北片區(qū)的資源型城市，人均GDP 水平、人均碳排放量、單位GDP 碳排放量，以及工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量和能源活動(dòng)碳排放量都處于最高的水平，說明華北片區(qū)的資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)較好，同時(shí)也顯示了其對(duì)資源依賴情況最為嚴(yán)重，面臨的節(jié)能減排需求最為迫切，低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展難度相對(duì)更大，應(yīng)采取更加強(qiáng)有力的策略促進(jìn)碳減排。西北片區(qū)資源儲(chǔ)量豐富，且人口相對(duì)較少，資源依賴型企業(yè)集聚較華北片區(qū)有所不足，在人均碳排放、單位GDP 碳排放指標(biāo)上表現(xiàn)較高，而能源活動(dòng)碳排放和工業(yè)活動(dòng)碳排放量上表現(xiàn)較好，可考慮降低單位GDP 碳排放水平，鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)由粗放型向節(jié)約高效型發(fā)展。而華南、東北、華中片區(qū)主要應(yīng)將控碳重點(diǎn)落在控制能源活動(dòng)和工業(yè)能源活動(dòng)的碳排放量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)。西南片區(qū)各項(xiàng)指標(biāo)都處于較低水平，僅單位GDP 碳排放水平較高，低碳轉(zhuǎn)型難度相對(duì)較小，應(yīng)控制單位GDP 碳排放水平，引導(dǎo)企業(yè)技術(shù)升級(jí)或低碳轉(zhuǎn)型。

4 結(jié)論

通過上述研究可知:

(1)資源型城市的單位GDP 碳排放量、人均碳排放量分別為3.70 t/萬元、15.24 t/人，其能源活動(dòng)碳排放量的平均水平為3 736.01 萬t，其中工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量的平均水平為3 139.84 萬t，能源活動(dòng)碳排放量最高的是河北省唐山市，能源活動(dòng)碳排放量最低的是甘肅省慶陽市。

(2)東北、華北、華東、華中、華南、西南和西北片區(qū)7 大片區(qū)的碳排放特征差異明顯。其中，東北片區(qū)的人均碳排放量最高，華北片區(qū)的單位GDP 碳排放量、工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量、能源活動(dòng)碳排放量最高，而華南片區(qū)的各項(xiàng)特征指標(biāo)則最低。

(3)東北片區(qū)資源型城市人均碳排放量較高，其低碳規(guī)劃主要采取空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化和道路交通優(yōu)化等策略，以降低其建設(shè)用地碳排放和交通碳排放；華北片區(qū)資源型城市的單位GDP 碳排放量和工業(yè)能源活動(dòng)碳排放量均較高，其低碳規(guī)劃主要采取產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型優(yōu)化策略，以減少其產(chǎn)業(yè)碳排放。而華南片區(qū)的資源型城市則側(cè)重構(gòu)建其生態(tài)環(huán)境優(yōu)化策略，提高其城市碳匯功能。