第三章土地利用碳排放计算方法第一节数据来源与处理1.1 土地利用变化数据类别（1）时间序列数据依据土地利用类型的碳排放清单，选取耕地、园地、林地、牧草地、建设用地、水域 和未利用地等主要土地利用类型，依据《天津市统计年鉴》（2003〜2012）、《天津市土地利 用变更数据》，确定2003~2011年天津市土地利用类型变化情况，见表3-1表3-1天津市2003~2011年土地利用类型变化情况（单位：公顷）年份耕地园地林地草地水域建设用地未利用地居民点及工矿用地交通用地200347548036817359436076422923531914602157673200444564137263365836046557625978118205140157200544551437101366316046537326251618395138186200644525537123367176046548626402919185136552200744369036300363006106521027453020560132460200844109035430360706106490028099022300130870200944717731640565536005334530577921938829852010443704312285618060553332311058238048816520114407463087755817606533733160562518487307（2）空间变化数据以天津市各区县为作为空间数据基础，依据《天津市统计年鉴》（2003〜2012）、《天津 市土地利用变更数据》，确定出2003和2011年天津市各区县土地利用类型面积变化情况， 见下表3-2。
3）典型案例数据天津市环城四区1:54000 土地利用现状图（2005年、2012年）、坡度图、河流图、土 壤类型分布图、地质灾害分布图、自然保护区图、水源地保护区图、风景名胜区图、基本 农田保护区图等由于本文采用2005年和2012年环城四区的碳排放量作为典型案列研究， 经过相关的统计和收集的资料，制作出了其土地利用变化转置矩阵，从该矩阵可以清晰地 看出各个土地利用类型之间的相互转变情况如下表3-3所示1.2数据来源（1） 查阅文献资料天津市环城四区2005年和2012年的土地利用数据主要来自于天津市国土局以及天津 市政府和天津市统计局根据研究需要，与空间数据衔接并将地类进行归并主要社会经 济统计数据来自天津市以及环城四区（2003年一2012年）统计年鉴2） 实地调研数据通过调查，了解天津市农用地利用过程中碳排放来源以及拟题对策在实践中的可操作 性；摸清天津市建设用地集约利用现状，初步掌握建设用地承载各经济活动产生碳排放情 况，为各用地类型碳排放核算明细建立提供基础数据3） 引用借鉴相关参数值管理系数是依据哪些数据得来的！第二节土地利用碳排放核算模型2.1碳排放模型的选用《2006IPCC清单》的土地利用碳排放评估方法中，包括三类土地利用分析方法（IPCC， 2006）:第一类土地利用总面积，无土地利用间转化的数据；第二类是有土地利用总面积， 包括类别间的变化的数据（类似土地利用转化矩阵）；第三类是有空间明晰的土地利用转化 数据。
采取空间明晰数据的主要优点是，可通过GIS分析工具将多种空间明晰数据集结合起来，并且详细描述特定土地块在土地 利用转化前后的情况这种分析能力能改进排放估值，以在图上标明分层表示碳库分类和 排放因子，更好调整土地利用类别（及转化）本文采用第三类，即空间明晰的土地利用转 化数据总体思路及按照《2006IPCC清单》的建议方法，区分保持类型的土地和转变类型的 土地，分两个模型进行评估，分别为保持类型的植碳排放评估模型、转变类型的碳排放评 估模型本文就是按照这个思路进行土地利用碳排放核算的具体核算方法步骤如下图3-1所示1）保持土地利用碳排放公式的选择保持不变的土地利用类型：根据土地利用类型的碳排放强度分析结果，以及不同土地 利用类型的碳密度差异，可以对保持土地利用类型的净碳排放进行描述对于保持土地利用碳排放核算，主要包括农地管理影响的碳排放、林业管理影响的碳排放、无任何管理措 施的碳排放计算公式如下：C = C + C + C 争式中，C表示土地利用保持的碳排放；C表示农地管理下的碳排放量；Cf表示林地 管理下的碳排放量；C 净表示土地利用净碳排放2） 转变土地利用碳排放公式的选择转变的土地利用类型：根据土地利用类型的综合碳排放强度分析结果，以及不同土地 利用类型的生态系统有机碳密度差异，可以制定土地利用变化的碳排放转移矩阵。
具体计 算方法如下：一是通过资料收集或实验采样，得出特定区域不同年份的土地利用结构变化 表或土地利用转移矩阵；二是结合不同比较年份的土地利用类型图，采用GIS技术，代入 土地利用变化的碳排放转移矩阵中的参数，进行综合碳排放的空间拟合；三是进行空间统 计，计算出该区域土地利用类型的综合碳排放核算清单本文选择直接计算转变的土地利 用碳排放，即各类用地转变的面积与系数的乘积之后求和，其计算公式如下：AC = ^^ AA x Di=1 j=1式中，AC表示转变土地利用类型的碳排放；I- j表示用地，•变成用地j的面积；，、 j=1，2, 3・・・n，代表耕地、林地、草地等用地类型；Di-j表示用地i变成用地j的碳排放 强度3） 土地利用碳排放核算公式的选择综上，保持土地利用碳排放与转变土地利用碳排放之和即为总体的土地利用碳排放， 计算公式如下：%=C + AC式中，总表示总体土地利用碳排放；C表示保持的土地利用碳排放量；AC表示转变 的土地利用碳排放量第三节土地利用碳排放的系数确定3.1 土地利用碳排放系数的确定（1）保持土地利用碳排放系数的确定① 农地管理农地经营管理的碳排放效应包括耕作、种植制度、施肥、灌溉等。
在第三章中，已经 对具体的管理措施对碳排放的影响进行了阐述与自然土壤相比，农田土壤受诸如耕作、 施肥、灌溉等农业管理措施的作用，其碳库变化在全球碳库中最活跃如翻耕会引起农田 土壤有机质含量下降，秸秆燃烧会使得作物残茬的养分转化进入大气，长期的不合理肥料 施用会引起农田土壤有机碳储量不断下降，而合理的配施肥量，施用商品有机肥课增强地 力，增加土壤有机碳含量金琳等（2008）收集了中国近20年研究不同农田管理措施下土壤有机碳储量变化的 长期定位试验数据，分区估算，再用Meta分析法对不同区域的分散的数据进行定量的整 合，得出了一个全国的总和效应赖力根据金琳（2008）进行加工计算，定量得出全国农 地管理对对碳排放的影响金琳（2008）在论文中将全国划分为6个地区，天津属于黄淮 海地区对于多方面数据的综合，许多文献中都是对全国进行分析计算，为了准确，故选 择金琳论文中的数据，各种措施与对照组比较，便可看出农地管理的效果，具体数据见表 1在金琳的论文中，没有考虑灌溉对碳排放的影响，在之后的研究中，赖力在此基础上 加入了对灌溉的研究，对于水田和旱田，各种措施又会有不同的作用，具体参数见表2表1 黄淮海地区不同农地管理土壤有机碳增加量管理措施土壤有机碳增加量配施8.4免耕5.32施有机肥9.17秸秆还田3.92施化肥1.33对照-0.21数据来源：金琳《农田管理对土壤碳储量的影响及模拟研究》（2008）表2不同耕地土壤管理措施的固碳能力化肥有机肥配施秸秆还田免耕水田（t/ha）0.563.854.485.324.76旱地（t/ha）0.773.925.463.364.97数据来源：赖力《中国土地利用的碳排放效应研究》② 林地管理林地碳汇是陆地生态系统中最大的碳汇来源，森林土壤碳库也是陆地生态系统碳汇的 重要组分，所以林地管理对碳排放的影响不容忽视。
在《2006年IPCC国家温室气体清 单指南》中，并没有给出林业管理对于森林碳蓄积量的影响因子但给出了按气候分类的管 理森林中有机土壤的排放因子（如表3）在其他文献的研究中，也没有给出林地管理对整 个森林生态系统的影响参数，只是在非植被碳汇和植被碳汇方面建立一个关系，因此本文 中选用了《IPCC2006》中的参数进行了计算天津作为一个北方城市，故选择北方温度带 下的排放因子1.12t/ha表3 森林管理中土壤碳排放因子气候排放因子（t/ha）热带9.52(5.74——26.74)温带4.76(2.87—13.37)北方温度带1.12(0.56—7.63)数据来源：IPCC2006③ 无任何管理措施的碳排放此时土地利用类型没有发生变化，同时也没有对保持的土地采取任何的管理措施进行 处理，这样计算的土地利用碳排放即为净碳排放，仅仅于土地利用类型的碳蓄积和碳排放 强度有关根据实地调研的数据，再加上相应的计算，我们得出耕地的碳排放强度为66.29t/ha， 林地和草地的碳蓄积强度分别为69.26t/ha、40.54t/ha刘金花在论文中对土地利用碳排放 的测算，就没有考虑任何的管理措施的影响，只计算土地利用碳蓄积和土地利用碳排放， 最后得出土地利用净碳排放。
济南市作为典型的北方城市，故此参数可以用来计算天津市 土地利用碳排放具体参数见表4表4 土地利用类型保持碳排放强度耕地林地草地水域及 湿地居民 点八、、工矿及父 通用地其他建 设用地未利 用地碳畜积（t/ha）0.06769.340.544126232416碳排放（t/ha）66.2920.1830314.15177.96246.0550数据来源：耕地碳排放、林地和草地碳蓄积参数是调研数据，其他数据根据刘金花（2013）进行加工计算2）转变土地利用碳排放系数的确定人类活动引起的土地利用和土地覆被变化是陆地和大气碳循环最直接的影响因子，由 此也引起广泛关注总体来看，土地利用对陆地生态系统碳贮量的影响取决于生态系统和 土地利用方式的变化（杨景成等，2003）因此土地利用类型转变引起的碳排放是土地利 用碳排放的重要组分根据赖力的核算方法，我们得到以下土地利用变化的碳排放转移矩 阵表5 土地利用类型转变碳排放强度单位：t/ha地类耕地林地草地建设用地水域未利用地耕地022.4-5.47-397.092.52-27.895林地-26.10-28.1-419.72.52-50.505草地0.26626.20-393.312.52-24.115建设用地2.92628.80.97300.175-21.455水域-65.6-40-67.6-459.210-90.02未利用地24.3850.322.43-369.192.520数据来源：赖力《中国土地利用的碳排放效应研究》（2010）3.2碳排放效应分析的参数核算公式（1） 农地管理具体的计算方法是，首先给出某一区域不同年份保持的耕地并且进行农地管理的耕地 面积，在乘以具体的参数，进行各区域农地管理的碳排放核算，公式如下：C = A xp式中，C表示农地管理下的碳排放量；A•表示保持不变的耕地中第，种管理措施的耕 地面积；p •-表示第•种管理措施的碳排放强度。
由于空间明晰的农地管理数据很少，很难 区分出某区域中哪些耕地斑块是单施化肥、哪些斑块是单施有机肥的、哪些耕地斑块有事 配施或秸秆充分还田的因此本文就采用耕地保持不变的总面积进行粗略计算2） 林地管理具体计算方法是，首先给出某一区域不同年份的林地保持不变的面积，并且对该林地 进行林地管理，在乘以具体的系数，进行林地管理的碳排放核算由于很难区分出某区域 中哪些林地进行了管理，所以此处采用林地保持的总面积作为计算面积，公式如下：C § = A^ x p式中，£表示林地管理下的碳排放量；♦表示林地保持不变的面积；p表示林地管 理下的排放因子3) 无任何管理措施的碳排放具体计算方法是，首先给出某一区域不同年份的土地利用类型保持不变的面积，在乘 以具体参数，进行各区域碳排放核算，公式如下：C争=A x(X -P)式中，C净表示土地利用净碳排放；Ai表示用地，•保持不变的面积；X'表示用地，•的碳 蓄积强度；P表示用地••的碳排放强度。