PSR Model-based Safety Assessment on Carbon Emission from Land-use in Hu'nan
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摘要: 借鉴生态安全研究思路，构建了省域土地利用碳排放安全评估指标体系，对湖南省不同土地利用方式的碳排放效应及空间格局进行实证分析，进一步明确其土地利用碳排放安全等级。结果表明：湖南省各地市土地利用碳排放安全整体水平相对较高，安全平均值为0.685 5，碳排放安全最高的是张家界市（0.771 7），最低的是娄底市（0.533 3）；从安全等级上看，处于临界安全状态的是湘潭市（0.622 4）和娄底市（0.533 3），其余各市均处于亚安全状态，湖南省土地利用碳排放安全整体上并未表现出极其明显的空间差异；湖南省土地利用碳排放压力-响应模型的拟合分析表明，长沙市、株洲市、湘潭市、岳阳市、娄底市和吉首市等6个地级市为高压力高响应状态；郴州市、衡阳市、邵阳市、常德市、张家界市、益阳市、永州市和怀化市等8个地级市为低压力低响应状态。说明在新时期湖南省应充分考虑单位GDP能耗、第二产业所占比重、人均生态用地面积等主要影响因素，结合湖南省各区域土地利用碳排放安全具体特征，采取差异化的土地利用碳排放优化方式进而推动湖南省土地利用碳排放安全的整体提升。Abstract: Based on the ecological security principle, a safety indexing system to access the carbon emission from land-uses for the regions in Hunan province was constructed. It analyzed the carbon emission affected by the spatial settings of various types of land-use and classified the safety status for regions in the province. The results showed that the carbon emission in Hunan was relatively acceptable with an averaged safety score of 0.685 5. The highest score was 0.771 7 for Zhangjiajie City, and the lowest 0.533 3 for Loudi City. From the safety perspective, Xiangtan City (scored 0.622 4) and Loudi City were considered marginal, while the rest semi-secure. Spatial setting on land-use did not seem to be a significant factor on the scoring. The PSR model indicated that the 6 cities induding Changsha, Zhuzhou, Xiangtan, Yueyang, Loudi and Jishou belonged to the high-stress-high-response class, whereas, the 8 cities of Chunzhou, Hengyang, Shaoyang, Changde, Zhangjiajie, Yiyang, Yongzhou and Huaihua the low-stress-low-response category. Realizing the disparities, the safety issue involving carbon emissions from land-use should be a critical criterion in planning the future development for different localities. By combining it with other factors for consideration, such as per GDP energy consumption, proportion of secondary industries, and per capita ecological use of land, an optimized design could be formulated to achieve the most desirable and sustainable outcome for a targeted city or region.
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Key words:
- PSR model /
- carbon emission from land-use /
- safety assessment /
- Hu'nan Province
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图 1 2015年湖南省各地市主要土地利用方式的碳排放比例
Figure 1. Proportion of carbon emission from major types of land-use in regions of Hu′nan in 2015
图 2 湖南省各地市土地利用碳排放“压力-响应”拟合分析
Figure 2. PSR model fitting on carbon emission from land-use in regions of Hu′nan
表 1 省域土地利用碳排放安全评估指标体系
Table 1. Indexing system for safety evaluation on carbon emission from land-use in regions of Hu′nan province
准则层 指标层 单位 指标性质 压力系统 环境 P1 单位耕地化肥施用量 kg·hm-2 - P2 单位GDP能耗 kg·万元-1 - P3 单位工业增加值能耗 kg·万元-1 - P4 人均建设用地面积 m2·人-1 - P5 单位GDP碳排放 kg·万元-1 - P6 单位建设用地碳排放 kg·hm-2 - 人口 P7 人口密度 人·km-2 - P8 城镇化率 % - 经济 P9 人均GDP 元·人-1 - P10 第二产业所占比重 % - P11 城镇人均可支配收入 元·人-1 - P12 农村人均纯收入 元·人-1 - 状态系统 环境 S1 水域面积比重 % + S2 林地面积比重 % + S3 森林覆盖率 % + S4 人均碳排放量 t·人-1 - 经济 S5 耕地面积比重 % + 资源 S6 单位土地产值 万元·hm-2 + S7 人均粮食产量 kg·人-1 + 响应系统 环境 R1 人均生态用地面积 hm2·人-1 + R2 单位农用地碳吸收 kg·hm-2 + R3 城市人均园林绿地面积 hm2·人-1 + 经济 R4 水土协调度 % + 政策 R5 工业固体废弃物综合利用率 % + 注：“+”表示效益型指标，数值越大越利于土地利用碳排放安全；“-”表示成本型指标，数值越大越制约土地利用碳排放安全。 
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表 2 湖南省各地市主要土地利用类型碳排放量
Table 2. Carbon emission of major types of land-use in regions of Hu′nan
地点 耕地碳排放/(104t) 林地碳排放/(104t) 草地碳排放/(104t) 建设用地碳排放/(104t) 净排放/(104t) 长沙市 11.48 -44.15 -0.01 222.04 189.35 株洲市 8.82 -44.20 -0.05 174.00 138.57 湘潭市 6.41 -12.92 -0.01 194.23 187.71 衡阳市 16.56 -48.18 -0.53 246.32 214.17 邵阳市 18.83 -79.75 -0.09 191.90 130.89 岳阳市 14.93 -37.70 -0.02 1199.00 1176.21 常德市 21.35 -46.51 -0.06 275.28 250.06 张家界市 5.06 -45.40 -0.06 25.23 -15.17 益阳市 12.61 -37.22 -0.01 233.20 208.58 郴州市 12.00 -79.93 -0.10 447.70 379.66 永州市 15.33 -91.25 -0.18 80.33 4.23 怀化市 14.47 -111.65 -0.07 60.25 -37.00 娄底市 8.13 -24.50 -0.06 978.36 961.93 吉首市 0.35 -4.63 0.00 18.34 14.06
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表 3 2015年湖南省各地市土地利用碳排放安全分级评价结果
Table 3. Safety assessment of the carbon emission fron land-use in regions of Hu′nan in 2015
地点 压力分值 状态分值 响应分值 安全值 安全等级 排名 环境 人口 经济 小计 环境 经济 资源 小计 环境 经济 政策 小计 长沙市 0.3062 0.0962 0.0025 0.4049 0.0964 0.0134 0.0789 0.1887 0.0688 0.0475 0.0101 0.0421 0.7200 亚安全 5 株洲市 0.2995 0.0876 0.0712 0.4582 0.0920 0.0092 0.0431 0.1444 0.0467 0.0164 0.0107 0.0246 0.6765 亚安全 9 湘潭市 0.2497 0.1023 0.1026 0.4546 0.0631 0.0192 0.0282 0.1105 0.0258 0.0189 0.0126 0.0191 0.6224 临界安全 13 衡阳市 0.2898 0.1076 0.1339 0.5313 0.0936 0.0153 0.0128 0.1217 0.0200 0.0061 0.0102 0.0121 0.6893 亚安全 8 邵阳市 0.2805 0.1119 0.1855 0.5780 0.0856 0.0117 0.0300 0.1273 0.0067 0.0034 0.0071 0.0057 0.7225 亚安全 4 岳阳市 0.1948 0.1076 0.1381 0.4405 0.0680 0.0137 0.0494 0.1311 0.0553 0.0149 0.0106 0.0269 0.6524 亚安全 11 常德市 0.2857 0.1111 0.1464 0.5431 0.1066 0.0162 0.0508 0.1737 0.0168 0.0020 0.0074 0.0087 0.7430 亚安全 3 张家界市 0.3018 0.1149 0.2000 0.6167 0.0951 0.0042 0.0252 0.1245 0.0176 0.0000 0.0128 0.0102 0.7717 亚安全 1 益阳市 0.2706 0.1103 0.1648 0.5458 0.1182 0.0141 0.0414 0.1738 0.0206 0.0025 0.0099 0.0110 0.7525 亚安全 2 郴州市 0.2616 0.1111 0.1420 0.5146 0.0674 0.0064 0.0300 0.1038 0.0281 0.0065 0.0029 0.0125 0.6560 亚安全 10 永州市 0.2983 0.1131 0.1748 0.5862 0.0884 0.0073 0.0044 0.1001 0.0037 0.0029 0.0033 0.0033 0.6962 亚安全 7 怀化市 0.3073 0.1155 0.1856 0.6084 0.0915 0.0040 0.0033 0.0987 0.0024 0.0008 0.0000 0.0011 0.7104 亚安全 6 娄底市 0.0756 0.1083 0.1704 0.3543 0.0183 0.0137 0.0364 0.0683 0.0874 0.0103 0.0130 0.0369 0.5333 临界安全 14 吉首市 0.3048 0.0004 0.1666 0.4718 0.0788 0.0000 0.0059 0.0847 0.0688 0.0222 0.0037 0.0315 0.6511 亚安全 12
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