温室气体引起的气候变化及其带来的影响已经成为国际关注的重大问题。土地是各种产业活动与碳排放的承载空间，土地利用变化是影响陆地生态系统碳循环过程，引起碳源／碳汇变化的重要原因。土地利用变化的碳排放效应与低碳经济的研究，成为近年来生态安全与低碳研究的热点问题。《区域土地利用变化的低碳效应与低碳经济发展研究》在教育部人文社会科学研究西部和边疆地区项目与陕西师范大学中央高校科研基本业务费一般项目研究取得的成果基础上总结撰写而成，主要内容包括土地利用变化的碳排放效应、区域碳源／碳汇平衡、产业结构调整的区域碳足迹与碳排放效应以及区域低碳经济发展水平评价研究。《区域土地利用变化的低碳效应与低碳经济发展研究》由陕西师范大学优秀学术著作出版基金资助出版

第一章土地利用与碳排放
①第一节
　全球变化与碳减排一
、全球变化全球变化是指由自然和人为因素造成的地球系统及其支持生命的环境发生的
全球尺度的变化
，包括生物地球化学循环变化、洋流和水循环变化、大气组成变化
、城市化和土地覆被变化等，其中全球变化的显著标志是全球变暖。２００７年，联合国政府间气候变化专门委员会
（犐狀狋犲狉犵狅狏犲狉狀犿犲狀狋犪犾犘犪狀犲犾狅狀犆犾犻犿犪狋犲犆犺犪狀犵犲
，犐犘犆犆）的评估报告中指出，在１９０６～２００５年的１００年间，全球平均地表温度已上升了
０７４℃，在未来１００年，全球地表温度还有可能上升１６℃～６４
℃。全球地表温度升高的原因极其复杂，有各种自然的和人为的因素，目前科学家主要聚焦于温室气体的增加
。二氧化碳是对全球气候变暖影响最大的温室气体
，其温室效应占整个大气层温室效应来源的６０％，是导致和加剧全球气候变暖的主要原因
。二氧化碳排放量过快增长导致的全球变暖
，会给人类社会带来一系列灾难性影响
，这些影响包括全球冰川消融、海平面抬升、生物分布向高纬度和高海拔移动
、极端天气事件等。全球变暖还将导致全球越来越严重的缺水问题，导致动植物灭绝风险增加
、生态系统越来越脆弱，并可能危及人类自身的健康问题。种种负面影响最终会导致人类经济社会难以可持续发展
。大气中二氧化碳大量增加，主要是近百年以来的人类各种经济活动导致的
，解决问题的关键还要回归到人类①
张艳芳、朱妮、贾新巧、位贺杰主笔。自身。气候变化和碳减排已经成为重要的国际性议题
，控制温室气体排放，防止全球气候变暖是全人类的责任
，需要各个国家的共同参与和努力。联合国环境发展大会于
１９９２年６月４日通过犝犖犉犆犆犆，它是世界上第一个全面控制二氧化碳等温室气体排放
，遏制全球变暖给人类带来不利影响的国际公约，也是国际合作的一个基本框架
。随后，《京都议定书》、《巴厘岛路线图》、《哥本哈根协议》等文件的制定
，充分说明了国际社会对于全球变暖和碳减排的重视和努力。我国是世界上最大的发展中国家
，也是世界上最大的温室气体排放国。作为一个负责任的大国
，我国对气候变化问题给予了高度的重视。１９９７年，我国制定了
《中国应对气候变化国家方案》，明确了到２０１０年我国应对气候变化的具体目标
、重点领域及其政策措施，成为第一个制定应对气候变化国家方案的发展中国家
。１９９８年５月，我国签订《京都议定书》，承诺减少二氧化碳排放，为防止气候的剧烈变化承担应有的责任
。２００６年，我国提出“十一五”期间单位犌犇犘（国内生产总值
）能耗降低２０％的目标。在２００９年的哥本哈根气候大会上，我国提出至
２０２０年我国碳排放强度比２００５年降低４０％～５０％的减排目标。我国要实现
２１世纪中叶达到中等发达国家水平的目标，二氧化碳排放量仍将继续增长，节能减排压力依然很大
，碳减排仍将是我国未来面临的重要课题。二
、低碳经济气候变暖已由环境问题衍生为更深层次的经济发展问题
，传统“高碳经济”模式已经不再适用而被人们诟病
。２００３年，英国政府在能源白皮书《我们能源的未来
：创建低碳经济》中提出低碳经济的概念，随后，低碳经济一词逐渐受到人们广泛青睐
。低碳经济
，既是一种经济形态，也是一种发展模式。英国环境专家鲁宾斯德（
中国环境与发展国际合作委员会，２００９）认为，低碳经济是一种正逐渐兴起的经济模式
，其核心是依托市场机制，通过制定政策措施、创新制度框架，推动高能效技术
、减排技术以及新能源利用技术的开发和提高，进而促进整个经济社会向低污染
、低能耗和低排放的模式转型。我国环境保护部部长周生贤认为，低碳经济是以低耗能
、低排放、低污染为基础的经济模式，是人类社会继原始文明、农业文明
、工业文明之后的又一大进步，其实质是提高能源利用效率和创建清洁能源结构
，核心是技术创新、制度创新和发展观的转变，发展低碳经济，是一场涉及生产模式
、生活方式、价值观念和国家权益的全球性革命。付加峰等（２０１０）认为低碳经济是指碳生产力和人文发展均达到一定水平的一种经济形态
，具有低能耗
、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益以及环境友好的突出特点，旨在实现控制温室气体排放和发展社会经济的全球共同愿景
。总而言之，“低碳”不是零碳或无碳状态，不是回归到自然状态，不是摒弃原有的“高碳”产业，而是通过一系列科技创新和政策措施来达到
“低碳”状态。低碳经济发展模式有别于传统的高碳经济发展模式
，它从生产模式和消费模式两个方面与传统高碳经济发展方式区别开来
。低碳生产体系是以低排放、低能耗为基础的生产体系
，由低碳能源生产、低碳产业、低碳技术三部分构成。（
１）低碳能源是与传统能源相区别的能源形式，包括太阳能、风能、地热能、海洋能
、生物质能和核能等，而传统能源为煤炭、石油等化石能源。低碳能源是一种清洁能源
，相比传统能源高碳排放的特点，它具有“零排”特点。（
２）低碳产业有两种形式，一是传统高碳产业低碳化，由于现有产业结构中，以高能耗
、高排放为特征的高碳产业占主导地位，加之产业结构演进的规律性，短期内高碳产业占主导地位的格局难以改变
，故创新技术使高碳产业低碳化，是发展低碳经济的一种重要模式
；二是创造新型低碳产业，如新能源汽车产业、建筑节能产业
、环保设备产业、节能材料产业等。（
３）低碳技术几乎遍及所有行业部门，包括交通、化工、建筑、电力、冶金、石化等
。在这些领域，低碳技术的应用可以节能和提高能效，而在可再生能源及新能源
、二氧化碳捕获与埋存等领域，开发一些新技术，则可以有效控制碳排放
。低碳消费活动是一种对后代和社会负责的消费方式，具体有五个层次：一是“
恒温消费”，消费过程中温室气体排放量最低；二是“经济消费”，即对资源和能源的消耗量最小
；三是“安全消费”，即消费结果对消费主体和人类生存环境的健康危害最小
；四是“可持续消费”，对人类的可持续发展危害最小；五是“新领域消费
”，转向消费新能源，鼓励开发新的低碳技术，研发低碳产品，拓展新的消费领域
。已有的研究表明
，碳排放与经济增长之间呈倒“犝”型关系，随着人均犌犇犘的增长
，碳排放会呈现先升高后下降的现象，即典型的“环境库兹涅茨曲线”。如果投入全球每年
犌犇犘中的１％用于碳减排，就可以避免全球每年犌犇犘中５％～２０
％的损失。发展低碳经济的过程中挑战与机遇并存，低碳只是手段，发展才是目的
。目前
，许多国家已经展开了低碳经济方面的实践工作。作为低碳战略先驱者的英国
，在２００２年年初实施《可再生能源强制条件》，要求电力供应商必须购买一定的可再生能源用以出售
，随后实施的《气候变化法案》、《英国低碳转型发展计划
》标志着英国低碳经济的全面推行和实施。欧盟在成立之初就一直关注气候和能源问题
，在成立能源委员会和环保总司的同时还制定了稳步推进节能、减排的一系列的政策和措施
，以自己的切实行动来减少温室气体排放，推动低碳经济发展
。美国对低碳的态度摇摆不定，但是随着其政府对长远利益的考虑，其在低碳方面依旧做了大量工作
，其主要重视利用技术途径解决高碳问题。低碳经济发展方式已经成为印度可持续发展的手段，《京都议定书》生效后，印度成为出售碳排放权数最大的国家之一
，这一方面使印度的各个行业采取更加环保的措施，另一方面让印度从此机制中获取了巨大的经济效益
。我国政府也积极实践低碳经济
，并从地区层面开始了低碳经济的探索。２０１０年８月，国家发展和改革委员会
（以下简称国家发改委）确定首先在陕西、广东、辽宁、湖北、云南五省和天津
、重庆、深圳、厦门、杭州、南昌、贵阳、保定八市开展低碳试点工作，要求其编制低碳发展规划
，制定支持低碳绿色经济发展的配套政策，加快建立以低碳排放为特征的产业体系
，建立温室气体排放数据统计和管理体系，积极倡导低碳绿色生活方式和消费模式
。２０１１年３月，国家“十二五”发展计划纲要明确提出“
单位犌犇犘能耗和二氧化碳排放分别降低１６％和１７％”的目标，并开始逐步建立碳排放权交易市场
，这显示出我国政府坚持发展低碳经济的决心。三
、碳减排与碳交易在国际社会协调行动的大背景下
，碳减排成为与经济发展并重的头等大事。从
《京都议定书》签署到《巴厘岛路线图》的确定，再到哥本哈根会议的召开和坎昆会议的务实谈判
，各国尽管在利益诉求上存在差异，但在低碳发展问题上求同存异
、达成共识。无论后京都时代是否有新的机制替代原有体系，碳减排始终是应对全球气候变化的关键所在
（谭志雄和陈德敏，２０１２）。历史经验表明
，如果没有引入市场机制，单纯依靠强制性减排要求及经济主体的自愿性减排无法达到减排目标
，并且经济系统本身也不会自发地进行有效减排
。因此，迫切需要依靠市场创新激励与约束机制，促进碳减排，推动低碳发展
。碳排放权交易市场被认为是一种行之有效的工具，是利用市场经济获得低成本碳减排的有效手段和减少温室气体排放量
、提高资源能源利用效率及应对全球气候变化的有力途径
。碳排放权交易也称
“碳交易”，是指在各国政府实现对《京都议定书》的减排承诺的前提下
，对本国企业实行二氧化碳排放额度控制的同时，允许其进行交易：一个公司如果排放了少于预期的二氧化碳
，那么就可以出售剩余的额度，并得到回报
；而那些排放量超出限额的公司，须购买额外的许可额度以避免政府的罚款和制裁
，从而实现国家对二氧化碳排放总量的控制。碳排放权交易机制的实质是通过政策法规界定大气容量资源的使用权并允许其交易
：创建一种新的稀缺资源市场
———碳排放权市场，并以市场机制为基础，通过合约激励机制鼓励企业或个人控制温室气体排放
，实现在市场供求因素支配下有效地配置容量资源的一种政策工具
，经过明晰产权后，非产权人想要使用大气环境容量资源，就必须通过特定的方式
，如市场购买、有偿的拍卖或者无偿的分配等，获得大气环境容量的使用权
（韩良，２００９；贾茹，２０１２）。目前，碳排放权交易可以分成两大类：一类是基于配额的交易，基本方式是特定年份的二氧化碳排放的总额度由国家权威部门设定
，而这一额度继而被分解为核定单位的排放权
，通过某种方式实现初始分配，如拍卖、免费分配或免费分配与拍卖相结合
，排放权被下放到有二氧化碳排放需求的厂商或个人等经济主体
。分配完成之后这些排放权可以自由支配，因此获得排放权的经济主体可以在市场上将其出售
。通常如果经济主体实际的排放数量小于初始分配额度，出现的剩余差额就可以用来出售
，而如果排放量大于初始分配额度，就需要在市场上进一步购买排放额度
，或者通过自身的力量实现减排。超出排放额度的排放行为是非法而必然受到惩罚的
。另一类是基于项目的交易，即买主向可证实降低碳排放的项目购买减排额
，此类交易主要发生在国与国之间。例如，《京都议定书》提出的两个减排交易机制
———清洁发展机制（犮犾犲犪狀犱犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋犿犲犮犺犪狀犻狊犿，犆犇犕）和联合履行机制
（犼狅犻狀狋犻犿狆犾犲犿犲狀狋犪狋犻狅狀，犑犐），犆犇犕和犑犐这两个交易机制交易的不是排放许可配额
，而是以项目为基础产生的减排单位。犑犐项目是犝犖犉犆犆犆附件一国家
（包含发达国家和经济转型国家）之间进行的，通过项目产生的减排指标单位
（犲犿犻狊狊犻狅狀狉犲犱狌犮狋犻狅狀狌狀犻狋狊，犈犚犝狊）进行交易和转让，以用于超额排放国家践行履约减排义务
。犆犇犕项目则在附件一国家（发达国家）与非附件一国家（发展中国家
）之间展开，通过对碳减排项目的合作与开发，取得相应的减排额。这个减排额被第三方核证后成为核证减排量
（犮犲狉狋犻犳犻犲犱犲犿犻狊狊犻狅狀狉犲犱狌犮狋犻狅狀狊，犆犈犚狊），用于
犝犖犉犆犆犆附件一国家超额排放的许可部分。目前
，第一类碳排放权交易即基于配额的碳排放权交易相对比较活跃，已建立的碳排放权交易体系有

目　录第一章
　土地利用与碳排放１ 第一节
　全球变化与碳减排１ 第二节
　土地利用与碳排放研究进展７ 第三节
　土地利用与碳排放研究方法与模型１１ 第四节
　土地利用与碳排放研究区域概况２６ 第二章
　区域土地利用变化的碳排放效应３３ 第一节
　西安市土地利用现状及动态变化３３ 第二节
　西安市不同土地利用方式的碳排放４０ 第三节
　西安市各区县土地利用变化下的碳排放格局４６ 第四节
　西安市土地利用碳排放预测分析５３ 第五节
　陕西省土地利用变化的低碳排放效应６２ 第三章
　区域农业用地的碳源／碳汇效应６９ 第一节
　西安市农业用地变化与碳源／碳汇特征６９ 第二节
　西安市农业用地碳增汇效应８０ 第三节
　西安市碳增汇的路径与政策建议８５ 第四节
　陕西省农业用地变化及其碳汇效应８８ 第四章
　土地利用变化下的区域碳源／碳汇平衡９５ 第一节
　农田生态系统碳源／碳汇测算９５ 第二节
　区域碳源／碳汇平衡与生态盈余１００ 第三节
　区域碳通量时空演变与生态碳平衡１０７ 第五章
　碳足迹与低碳经济１１４ 第一节
　碳足迹与低碳经济研究进展１１４ 第二节
　碳足迹与低碳经济研究方法与模型１２２ 第六章
　区域碳排放分解与碳足迹１３１ 第一节
　陕西省能源消耗碳排放的空间差异与因素分解１３１ 第二节
　陕西省能源消费碳排放足迹的动态变化１３７ ⅳ　区域土地利用变化的低碳效应与低碳经济发展研究第三节
　碳排放强度对能源消费和经济结构的动态性冲击响应１４２ 第四节
　县域尺度下能源消费碳排放强度空间分异１４９ 第五节
　省际尺度的区域碳排放与影响因素的空间差异１５６ 第七章
　区域产业结构调整的低碳效应１６４ 第一节
　产业结构调整与碳排放研究方法１６４ 第二节
　西安市产业结构调整与碳排放变化特征１６５ 第三节
　西安市产业结构高级化的碳减排效应１７０ 第四节
　西安市工业内部各行业碳排放差异分析１７６ 第五节
　西安市工业碳排放的空间分异特征与形成机制１８６ 第六节
　西安市产业结构调整的低碳效应特征１９３ 第七节
　基于产业结构调整的陕西省碳排放效应１９５ 第八章
　陕西省低碳经济发展水平评价２０９ 第一节
　陕西省碳排放弹性系数２０９ 第二节
　经济增长与碳排放量的脱钩分析２１１ 第三节
　陕西省碳排放的库兹涅茨曲线分析２１４ 第四节
　陕西省低碳经济发展水平的空间差异和特征２１７ 参考文献
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