国土空间用地结构对大气污染物与碳排放的影响研究

研究背景与目标

• 研究背景：中国面临大气污染和气候变化的双重挑战，国家提出2030年碳达峰和2060年碳中和目标，国土空间规划体系建立，优化用地结构成为重要议题。
• 研究目标：建立国土空间用地结构与碳排放的关系模型，探讨如何通过国土空间结构优化支持碳达峰、碳中和目标，为相关政策和规划提供理论支持。

数据获取与采集

• 数据来源：
  • 全国国土空间用地结构数据（2009-2018，部分数据精度达1km）
  • 全国大气污染物和二氧化碳排放网格清单数据（2015，10km×10km精度）
  • 工业用地数据（基于生态环境部企业许可证数据库的规上污染企业清单数据，近10万工业POI点）
• 数据处理：
  • 工业用地数据通过POI点转化为AOI，并进行行业细分和面积测算

建设用地与排放特征

• 全国层面：
  • 建设用地合计40.25万km²，其中工业用地1.54万km²
  • CO2排放分布呈现“东高西低，北高南低”特点，中东部地区排放量明显高于其他地区
• 分区域层面：
  • 东部地区排放总量最高（39%），西部地区最低（25%）
  • 省级碳排放差异显著，山东、内蒙古等10省排放量占全国59%
• 城市群层面：
  • 五大城市群（珠三角、京津冀、长三角、长江中游、成渝）聚集全国50%人口和GDP，产生33%的CO2排放
  • 珠三角城市群单位碳排放GDP最高，经济发展相对更低碳
• 城市层面：
  • 用地强度越高的城市，CO2和NOx排放越高
  • 城镇用地占比越高的城市，CO2和NOx排放越高
• 网格层面：
  • 4.38%的网格对应90%的CO2排放，重点地区排放管控非常重要
  • 相似用地结构的网格排放存在显著差异，技术和管理因素影响较大

“用地—污染物”耦合模型的建立与相关性分析

• 建设用地面积与碳排放的关系：
  • 建设用地总面积与CO2排放呈双对数线性关系，建设用地规模增加1倍，CO2排放约增加1.7倍
  • 各省份碳排放随建设用地增加的幅度差异显著，增幅最大可达3.9倍
• 细分行业用地面积与污染物排放的耦合关系：
  • 城镇用地（占国土总面积1%，碳排放近90%）是减排重点
  • 水电气等基础能源和市政供应用地的碳排放强度最大，工业用地次之
  • 造纸业用地的碳排放强度最大，化纤、皮革业省际差异较大
  • 石油、化工、金属、非金属等重工业用地的碳排放强度较高，应严格控制新增
  • 仓储物流业和畜牧业用地排放强度也较大，发展较为迅速
• 碳排放情景预测：
  • 五种情景（BAU、控制情景1-4）下的碳排放预测结果表明，通过用地供应控制、用地结构调整、用地强度约束，以及现存用地的功能调整，可以在2030年实现碳达峰，2030年对比无控情景减排约14%

结论和建议

• 主要结论：
  • 国土空间结构与碳和常规污染物排放存在强相关关系
  • 建设用地规模直接影响碳排放，控制新增建设用地面积是控制碳排放增长的重要抓手
  • 不同行业碳排放强度差异较大，城镇用地减排潜力大
  • 通过国土空间规划体系进行碳排放和污染排放控制高效可行
• 政策建议：
  • 加强基于碳排放的国土空间管控，严格控制高耗能高污染土地供应
  • 新一轮国土空间规划应优化用地结构和布局，引导产业用地结构调整，推进清洁高附加值的产业升级
  • 在国土空间规划中明确提出土地供应规模、结构调整要求，探索建立用地碳排放强度标准
  • 在国土空间规划的编制中引入气候变化和环境容量约束，进行碳排放影响评价
  • 在国土空间规划“双评价”“双评估”体系中纳入碳排放及容量的实施评估和监测指标体系
  • 国土空间用地结构调整及布局优化与碳汇生态系统协同，引导城市集约低碳发展模式
  • 以国土空间规划“一张图”为基础，实现多数据源联动下的碳排放空间精准管控