低碳为目标佛山市土地利用结构优化,本论文为免费优秀的关于结构优化论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
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摘 要：以低碳为目标的土地利用结构优化是实现可持续性经济发展和生态环境保护的必要途径,对于区域和全球碳循环有重要意义.以广东省佛山市为例,运用模糊线性规划方法,首先计算了佛山市主要土地利用类型的碳密度和碳排放系数,然后以碳储量最大化和碳排量最小化作为目标函数,构建土地利用优化模型,获得土地利用优化方案.
关键词：土地利用结构,低碳优化,模糊线性规划,佛山市
中图分类号：F301文献标识码：B
文章编号：1001-9138-（2017）08-0036-42
在全球气候变暖的背景下,人们对于气候变化的关注日益密切.土地利用碳循环作为宏观生态学的核心研究内容之一,其利用格局和利用变化的过程对于陆地生态系统碳循环有着重要作用,和社会经济的可持续发展密切相关.因此,优化土地利用结构不仅有利于提高土地资源利用效率,而且对于减少温室气体的排放和促进全球碳循环具有重要意义.土地利用是经济效益、社会效益、生态效益三方面的综合,而目前相关研究大多从土地利用经济效益最大化出发,对于如何运用土地利用结构调整以实现生态效益和社会效益等目标缺乏关注.且研究区域较为局限,对于珠江三角洲地区不同土地利用类型转换的碳循环分析较为粗略.
本文从土地利用结构变化对区域碳循环的影响出发,选取广东省佛山市为研究区域,运用模糊线性规划方法,探讨碳储积量最大和碳排放量最小目标下土地利用结构的优化问题.为区域土地资源合理利用,科学规划提供参考.
1 研究区概况及数据来源
佛山市地处珠江三角洲腹地,地理位置处于22°38′-23°34′N,112°22′-113°23′E之间,属于亚热带季风性湿润气候.地势西北高,东南低,地貌以平原为主,兼有低山、丘陵等.面积3848.49km2,下设禅城区、南海区、顺德区、高明区和三水区共5个辖区,截至2009年全市户籍人口为364.3万人.受社会经济的迅速发展和人口增长的影响,佛山市城镇化水平不断提高,建设用地不断扩张,对佛山市土地利用强度和土地利用结构等造成了重大影响.
《佛山市土地利用总体规划（2006-2020年）》以2005年为现状年进行编制,为了和研究区域的现状年、规划年相一致,本研究的土地利用结构优化以2005年为基期,采用2005年的佛山市土地利用变更调查数据,以2020年为规划目标年.本文采用数据包括：佛山市历年统计年鉴、《佛山市土地利用总体规划（2006-2020年）》、能源消费数据和IPCC提供的数据.
2 研究方法
2.1 碳储量和碳排放量估算方法
2.1.1 碳储量估算
陆地生态系统的碳循环碳库主要包括植被碳库和土壤碳库两大部分.由于不同生态系统中包含的碳库类型不同,碳储量估算主要通过生态系统各碳库的平均碳密度乘以相应的面积求得,公式如下：
（1）
T为区域土地生态系统总碳储量；Ai为第i种地类面积（hm2）；Vi为第i种地类植被平均碳密度；Si是第i种地类土壤平均碳密度（t/hm2）.
2.1.2 碳排量估算
（1）建设用地上的碳排放主要来自于人为能源消费和自然排放.从佛山市常用能源消费角度,计算煤、石油、天然气等9種一次性能源消费产生的碳排放公式为：
（2）
式中,P为建设用地碳排放总量（万t）；Fi为第i种能源的消费量（万t）；Bi为第i种能源对应的折标煤系数（kg/kg）；Ci为第i种能源的碳排放系数（t/t）.碳排放系数和折标准煤系数数据来自IPCC缺省值（见表1）.
（2）农用地上的碳排放主要来源于农业生产活动的各项投入,这里主要考虑3种主要的间接碳排放,即农田化肥使用,农业机械使用和灌溉过程带来的碳排放.公式如下：
Ea等于Eh+Ej+Eg （3）
式中,Ea为农业用地碳排放总量（万t）,Eh为农田化肥使用的碳排放,用化肥使用量（T）乘以碳排放转换系数；Ej为农业机械使用的碳排放,用机械使用量（KW）乘以转换系数计算；Eg灌溉过程产生的的碳排放,用灌溉面积（hm2）乘以转换系数计算.农业用地面积和化肥使用量等数据由WEST等研究的相关统计资料获得,而其中的碳排放转换系数分别为857.54Kg/T,0.18Kg/KW和266.48Kg/hm2.其他非建设用地这里采用刘海猛等的研究得出此类用地的碳排放系数.
2.2 模糊线性规划模型
本研究采用模糊约束条件下的线性规划方法,建立土地利用结构优化模型.通过模糊线性规划,可以克服单纯线性规划的静态局限,在解决资源约束条件或目标存在模糊性的生产投资等方面具有明显优势.结合研究区域现状和本文研究需要,建立模糊约束条件下的线性规划,提出土地利用结构优化方案,其基本方程表达式为：
F（x）等于CX→max（min） （4）
s.t.AX≤（等于,≥）B （5）
X≥0 （6）
式4为模型的目标函数,式5、式6为约束条件,其中式6是决策变量非负约束条件；s.t.表示模糊约束,C为各类用地类型碳源/汇系数；X为决策变量,表示各土地利用类型的面积.A为约束系数；B为资源限制量.
2.3 模型构建
2.3.1 决策变量
本文根据佛山市土地利用现状、《土地利用现状分类》国家标准以及研究需要,选取2005年为基期年,设置以下8个决策变量（见表2）.
2.3.2 目标函数
根据预测2020年佛山市各个地类的碳密度和碳排放系数、各个地类相应的面积,构建基于碳蓄积量最大和碳排放量最小的目标函数.
碳蓄积量最大化目标函数：
Max（Z）等于99.8X1+106.7X2+192.4X3+103.3X4+100.8X5+18.8X6+116.06X7+85.4X8
结论：适合不知如何写结构优化方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于结构设计优化论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
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