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由于面临越来越大的气候变化及能源替代压力，低碳经济迅速成为国内外各界关注的焦点。低碳经济的特征是以减少温室气体排放为目标，构筑低能耗、低污染为基础的经济发展体系，包括低碳能源系统、低碳技术和低碳产业体系。土地资源作为承载人类一切活动的载体，是人类赖以生存和发展的物质基础，人类社会的发展离不开对土地的利用和改造，可以说人与土地的这种关系是整个人类社会发展史中最基本的生产关系。土地利用变化对全球大气二氧化碳含量的增加起着重要的作用，其影响仅次于化石燃料的燃烧。根据政府间气候变化委员会的评估报告，自1850年以来全球有1/3的温室气体排放由土地利用变化直接导致，如大量的林地、草地、农用地、湿地等转化为建设用地，从而直接导致了碳汇能力下降以及碳源量快速增长。随着工业化、城镇化进程的进一步加快，土地利用变化导致的碳排放量也呈增长趋势。因此，在发展低碳经济的大背景下，研究如何通过低碳导向的土地利用结构优化来实现土地利用类型转换，土地利用管理技术创新等具有重要意义。 基于以上思考，本文在可持续发展理论、系统论、土地生态经济理论、人地关系理论以及区位理论的支撑下，采用系统分析法、定性与定量相结合的方法、理论研究与实证分析相结合的方法，具体分析了土地利用变化与碳循环之间的关系，并以此为基础提出低碳导向的土地利用结构优化思路。论文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)土地利用变化与碳循环的关系研究。重点研究不同土地利用方式、强度、类型与碳收支的关系。分析了土地利用碳排放的自然干扰因素，土地利用变化与碳循环的关系，特别是土地利用变化与碳循环的直接关系，即土地利用方式、土地结构及土地利用强度的变化对碳循环的影响;简要分析了土地利用变化与碳循环的间接关系，即各土地利用类型所承载的全部人为碳源排放。分析了全国土地利用结构变化所引起的碳积蓄量及碳排放量的变化，借助前人的研究成果，探讨了土地利用结构优化的碳减排效果。(2)不同管理方式下各地类碳排放效应分析。首先界定了管理方式的内涵，土地利用管理方式主要是土地经营管理方式，即不同土地利用类型的利用强度。然后分析了不同管理方式下各用地类型的碳排放效应，并提出各地类碳密度及碳排放系数的测算方法。(3)基于低碳目标的土地利用结构优化。首先探讨了低碳对土地利用结构优化的导向作用，一方面体现在对区域土地利用的总体碳源控制方面，主要依靠于遏制建设用地的扩张，实现科学控制区域建设用地的碳排放量。另一方面体现在区域陆地生态系统碳汇能力提升方面，主要依靠增加林地、草地、湿地等碳汇用地的面积来实现碳捕捉和碳存储，从而实现土地净碳排放量的有效降低。然后阐述了低碳目标下土地利用结构优化的原则，包括减排增汇原则，整体性原则，继承性原则，持续性原则，动态性原则，因地制宜原则，宏观、中观、微观相结合原则。接着选择了线性规划模型作为结构优化的数学模型，确定碳积蓄最大和碳排放最小作为结构优化的目标函数，并设定了约束条件。重点对不同情景下的土地利用结构优化方案进行了研究，根据情景分析法，划分了三类情景，即一般情景、较消极情景、较理想情景。并分析了不同情景下，各地类最可能采用的管理方式（利用强度），进而确定了不同情境下土地碳密度及碳排放系数。(4)以赤峰市为例，重点分析了不同管理方式下各地类的碳排放效应，在此基础上，测算了赤峰市不同情景下分类土地碳密度及碳排放系数，并据此对土地利用结构进行优化，最后提出赤峰市不同情景下低碳土地利用策略。(5)提出主要研究结论及实现低碳土地利用的政策措施。 通过论文的理论与实证研究，得出以下主要结论: (1)土地利用碳排放的自然干扰因素，包括气候、土壤理化性质、生物因素以及氮沉降因素等，这是土地与自然系统间碳交换的基础。土地利用变化与碳循环的关系表现在两个方面，一是土地利用变化与碳排放，二是土地利用变化与碳汇。其中，土地利用变化所引起的碳排放，又可以分为土地利用类型转变的碳排放效应，包括林地向耕地的转变，林地向草地的转变，草地向耕地的转变，农林牧用地向建设用地的转变以及湿地向其他用地类型的转化和土地管理方式的转变对碳排放的影响，包括林业管理策略，农业耕作策略，草牧场使用策略，建设用地利用策略等土地利用和管理行为;而土地利用变化的碳汇效应主要表现在退耕还林还草后林地和草地为主的碳吸收。此外，由于土地利用具有较大复杂性及空间异质性，因此土地利用变化对碳循环的影响程度、区域差异、碳源/汇等问题仍存在较大不确定性。 (2)在各类农田管理措施中，施肥可以从两个方面影响土壤有机质含量及其变化。一是改善土壤团粒结构，影响土壤微生物的活性，从而影响土壤有机物的分解;二是增加作物产量，从而提高作物（残茬和根）还田量。草地不同管理方式（包括草地开垦，过度放牧，草原火灾等）对土壤碳库影响显著。其中草地开垦会导致草原土壤裸露，土壤有机碳随之分解释放，损失掉的碳素占土壤中碳素总量的30‰50％;过度放牧会促进草地土壤的呼吸作用，此外动物踩踏会增加土壤容重，导致有机碳释放。林业部门主要通过以下四类管理活动，实现林地的减排增汇。一是减少森林采伐，植树造林，保持或增加森林面积;二是优化林龄结构，改良林木品种，保持或提高林分水平碳密度（单位面积碳储量）;三是加强管理，减少森林火灾、病虫害，提高或保持景观水平碳密度;四是以林业生物质燃料替代化石燃料。每类减排增汇活动及其成本效益都有其特定的时间尺度，短期内效益最大的无疑是减少或避免碳排放（即降低毁林或退化、林火和森林病虫害控制等）。不同集约利用水平下建设用地碳排放效应研究尚处于探讨阶段，不同的研究区测算结果存在一定的差异。以内蒙古自治区为研究对象，发现两者间存在显著的正相关关系，相关系数高达0.99，土地集约利用水平提高1个百分点，碳排放量就会增加0.126个单位。可见，简单的测算建设用地集约利用水平与碳排放之间的关系可能存在一定的偏差。因为，当前各地所处的发展阶段不同，建设用地扩张仍然是多数地区发展中存在的问题，而由建设用地扩张带来的能源消耗的碳排放大大抵消了由于建设用地集约利用水平提高所带来的碳减排效应。所以在数据上仍表现为随着建设用地集约利用水平的提高，碳排放量增加。 (3)各土地利用类型在不同情境下所采用的管理方式不同，对于耕地来说，从肥料投入的角度来看，越是追求高的经济效益，化肥的投入量将越大。对于草地来说，从放牧强度来看，越是追求高的经济效益，放牧强度越高。对于林地来说，经济发展对林地管理的影响不大，多数情况是影响林地的采伐强度。但随着我国生态建设力度的加大，封山育林、林地保护区划定等一系列措施相继展开，林地管理手段和措施均处于比较稳定的状态，受经济发展影响较小。对于建设用地来说，从利用强度的角度来看，经济发展对建设用地管理的影响是正向的，即经济发展会促进资本及劳动力资源的投入，从而提高建设用地集约利用水平;但同时经济发展也推动了建设用地的扩张。从两者对碳排放的影响来分析，后者的影响显然更为直接，影响也更大。 (4)结合实证发现，不同管理方式下各地类碳密度及碳排放系数存在明显差异。100cm土体内单施化肥、单施有机肥、化肥有机肥配施、秸秆还田和不施肥的有机碳储量分别为91.3、95.7、104.2、100.6、87.7 t·hm-2。化肥有机肥配施处理显著增加了土壤有机碳储量，其次为单施有机肥、秸秆还田、单施化肥，不施肥效果最差。从不同管理方式对土壤碳平衡的影响来看，如果考虑全年土壤CO2排放，在化肥有机肥配施和单施有机肥样地中，土壤的碳平衡为正值，土壤每年盈余655.4和100.3 kg C·hm-2，其他处理有机碳呈亏损状态，单施化肥处理由于没有有机肥投入，亏缺量最大，为2244.8kg C·hm-2，其次是不施肥数据，亏缺量为2070.8 kg C·hm-2，秸秆还田可增加残茬量，减少土壤CO2排放，土壤有机碳亏损为1785.7kg C·hm-2。 草地不同放牧强度对土壤有机碳影响显著，围封样地、轮牧样地有机碳含量显著高于过牧及开垦样地，特别是在地表20cm以上土层中，差异非常明显。草地的开垦也确实显著降低了土壤有机碳含量，其对碳储量的影响与过度放牧相当。从各土层土壤有机碳的变化幅度来看，表层(0～10cm)土壤有机碳变化幅度最大，围封样地为33.24g·kg-1，开垦样地仅为21.61g·kg-1，降低了近1/3，这与草地开垦为农田后会损失掉原来土壤中碳素总量的30％～50％的研究结论相符。 林地在特定管理方式下经计算得出，森林资源碳汇储量为2466.04万吨，林分面积130.01万公顷，粗略计算其植被碳密度为18.96 t·hm-2，符合方精云的测算结果6.47～118.14 t·hm-2，森林植被（不包括灌木）年固碳量为209.07万吨，林地土壤年固碳量为61.1万吨，森林年固碳总量为270.07万吨，林地面积约171.72万公顷，计算出森林年碳汇系数为1.57 t·hm-2，结合林地年排放系数0.007 t·hm-2，得到林地年净碳排放系数-1.563 t·hm-2。 考察建设用地集约利用水平与碳排放之间的关系发现，赤峰市能源消耗的碳排放与建设用地集约利用水平呈正相关关系，建设用地集约利用水平提高1个百分点，碳排放量就会增加0.006个单位。 (5)在分析不同管理方式下各地类碳排放效应的基础上，测算了赤峰市不同情景下分类土地碳密度及碳排放系数，并据此对土地利用结构进行优化，结果表明，综合三种情景，比较其碳积蓄量及碳排放量可见，较消极情景下碳积蓄量相对于其他两种情景最小，而碳排放量则最大。较理想情景下，土地碳积蓄量最大，碳排放量最小。由此可见，在采用科学合理土地管理方式基础上，对土地利用结构进行优化，能够有效的遏制土地利用的碳排放，增加碳汇。 (6)论文最后提出了促进低碳土地利用的政策措施。包括间接影响碳循环的各项土地利用政策，如土地供应规模、地价杠杆调节、土地储备和土地供应方式等。 论文最后在结论中介绍了论文的主要观点、结论和可能创新点、存在的不足之处以及对相关研究进行了展望。