碳中和视角下市域碳补偿机制构建

摘要 为促进区域低碳发展转型、完善碳补偿理论体系、实现碳中和目标，采用碳排放系数法和碳生态承载指数法，以陕西省为例，开展2010—2018年土地利用净碳排放核算，探究陕西省土地利用净碳排放时空演变规律，分析碳生态承载能力差异，并以各地区每年碳盈余（占用）指标量状况为基础，识别出碳补偿行为过程中的支付区与获补区，测算出陕西省各地区碳补偿额度。结果表明，2010—2018年陕西省土地利用净碳排放总量呈逐年递增趋势，增长速度在2014年后逐渐放缓，碳排放总体呈现出自北向南逐渐递减的空间分布特征；陕西省碳生态承载能力表现为自北向南逐渐递增的特点，且南北差距在不断扩大；在整个研究期间，榆林市、渭南市、西安市是碳补偿行为中最主要的支付区，商洛市、安康市、汉中市是主要的获补区；陕西省碳补偿总额度总体在不断提升，增长速率也在逐年提高，不同地区的增长速率不一致，其中，榆林市碳补偿额度占比最高且增长速率最快。因此，加快构建省内各市之间碳补偿机制对我国实现“双碳”目标、制定有效的碳减排政策、推动区域协调发展具有重要意义。

关键词 碳中和；碳排放；碳补偿；土地利用；陕西省

中图分类号 X321 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）09-0058-07

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.09.015

Abstract In order to promote the transformation of regional lowcarbon development， improve the theoretical system of carbon compensation and achieve the goal of carbon neutralization， the carbon emission coefficient method and the carbon ecological bearing index method were adopted to carry out the accounting of net carbon emissions from land use in Shaanxi Province from 2010 to 2018， explore the temporal and spatial evolution law of net carbon emissions from land use in Shaanxi Province， analyze the differences in carbon ecological carrying capacity.And based on the annual carbon surplus （occupancy） index of each region， the payment area and compensation area in the process of carbon compensation behavior were identified， and the carbon compensation amount in various regions of Shaanxi Province was calculated.The results showed that from 2010 to 2018， the total net carbon emissions from land use in Shaanxi Province showed an increasing trend year by year， and the growth rate gradually slowed down after 2014. The overall carbon emissions showed a spatial distribution characteristic of gradually decreasing from north to south.The carbon ecological carrying capacity of Shaanxi Province was gradually increasing from north to south， and the gap between north and south was expanding.During the whole study period， Yulin City， Weinan City and Xi’an City were the most important payment areas in the carbon compensation behavior， and Shangluo City， Ankang City and Hanzhong City were the main compensation areas.The total amount of carbon compensation in Shaanxi Province was constantly increasing， and the growth rate was also increasing year by year. The growth rate of different regions was inconsistent. Among them， Yulin City had the highest proportion of carbon compensation and the fastest growth rate. Therefore， it is of great significance to accelerate the construction of the carbon compensation mechanism among cities in the province for China to achieve the "double carbon" goal， formulate effective carbon emission reduction policies， and promote regional coordinated development.

Key words Carbon neutralization;Carbon emissions;Carbon compensation;Land use;Shaanxi Province

作者简介 张宇（1999—），女，山西阳泉人，硕士研究生，研究方向：土地利用管理。

为应对气候变暖，各个国家正积极实施碳补偿政策以推动不同地区降低二氧化碳的排放量，我国作为碳排放量最多的国家之一，面临着严峻的减排压力［1］。2020年9月，习近平总书记在第七十五届联合国大会上宣布“中国二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和”［2］，这是我国对世界的庄严承诺，为我国生态文明建设和低碳发展转型指明了方向［3］。已有研究证明，土地利用是人类活动的主要方式，因土地利用变化引起的二氧化碳排放量占人类活动影响二氧化碳排放总量的1/3［4-6］。在气候变暖和节能减排的背景下，基于土地利用碳排放测算探讨市域碳补偿机制构建方式，对明确地区之间内部发展差异、地区低碳发展转型以及有目标地制定碳减排政策具有重要意义。

碳补偿是指某一碳排放主体以经济或非经济形式对生态保护主体给予一定补偿的行为。目前生态补偿方面研究主要包含耕地生态补偿［7］、农业生态补偿［8］、流域生态补偿［9］、碳生态补偿［10］等，但对碳补偿的专门研究仍属于探索阶段［11］。有学者对土地利用碳排放测算方法和区域碳补偿模型展开了大量研究［12-15］，现阶段碳补偿机制研究主要是在区域碳收支核算的基础上，识别碳补偿行为中的主客体，其碳源值大于碳汇值就是碳补偿行为中的支出方，相反，若碳源值小于碳汇值即为碳补偿行为中的获补方［16-20］，得到的研究结果通常是很多地区相对碳赤字，支付区支付的金额远大于获补区得到的补偿。目前的碳补偿研究中存在一定缺陷，基于碳源扣除碳汇的量进行额度计算得到的碳补偿量通常很大，超出一些地区的支付能力，不具备现实性。此外，关于碳补偿机制基于省内各市之间横向碳补偿理论体系还比较缺乏。以城市为碳补偿单元，相对于省域和县域来说更易于管理，更具有现实性，可以促进城市之间的公平发展，维持城市之间经济与生态的平衡，体现社会公平。碳补偿额度的计算应基于支付区多占用获补区盈余的那部分碳排放指标进行计算，而不是根据碳源超出碳汇的值即净碳排放量计算，碳补偿额度确定的难度就在于计算出支付区多占用的碳排放指标。

陕西省内部自然气候条件、产业结构、资源禀赋、经济发展状态、生态压力等空间差异明显。陕西省陕北地区作为我国国家级能源重化工基地，煤炭资源富饶，其煤炭资源产量和可采量均在全国前列，长期位于矿产采集和能源粗加工低端，导致碳排放量巨大，因此，碳排放治理难度加大；关中地区是陕西省乃至西北地区的城市群聚集区，人口众多，经济活跃，也是陕西省粮食主产区，碳排放量持续增长；陕西省陕南地区林地草地密集，是重要的碳汇和碳储存地区。从碳中和角度出发，构建省内各市之间的碳补偿机制，有助于开拓生态补偿渠道，实现城市之间的社会公平，促进城市生态与经济的和谐发展。该研究基于2010—2018年省级和市级统计数据，进行陕西省各市土地利用碳排放核算；从碳盈余和碳占用角度，确定陕西省碳补偿的指标和额度，探索碳补偿应用模型，丰富碳补偿机制构建的研究，为城市未来低碳发展转型提供决策参考。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

陕西省位于西北内陆腹地，地处31°42′～39°35′N、105°29′～111°15′E（图1），地势南北高、中间低，横跨3个气候带。由于自然地理环境、资源禀赋和经济发展的差异，形成了陕北、关中和陕南3大区域。陕南地处秦巴山区，属于亚热带气候，是国家南水北调水源保护地，林地密集，相对具有较强的碳汇能力；关中及陕北南部、中部属于暖温带气候，为城市群集中地区，城镇化的快速发展造成了碳排放量的升高；陕北北部属中温带气候，为国家级能源重化工基地，能源粗放开采也给生态和环境造成压力。因此，陕西省在研究市域碳补偿机制方面具有典型性和代表性。

1.2 数据来源

以陕西省11个地级行政区为研究单元，其中能源消耗量、主要农作物产量、人口、GDP、恩格尔系数等数据来源于《中国城市统计年鉴》《陕西省统计年鉴》及各区市统计年鉴和统计公报，各类土地利用数据来源于每年土地利用变更调查数据。

1.3 研究方法

1.3.1 土地利用净碳排放。

土地利用净碳排放总量为经济活动的碳源排放与生态系统碳汇吸收的差值；将建设用地代表经济发展过程引起的碳源排放，包括能源消耗和人类呼吸两大类；将耕地、林地、草地、水域作为生态系统碳汇吸收。土地利用净碳排放量计算公式如下：

式中，CN表示某市土地利用净碳排放量（t）;CE表示某市碳源排放量（t），CA表示某市碳汇吸收量（t）。

E表示某市能源消耗总量（t标准煤）；σ表示单位能耗CO2排放系数，取1.87 t标准煤/t［21］;p为某市常住人口总量;θ为每人每年碳排放量，取值0.079 t/（人·a）［22］。

林地、草地、水域的碳吸收计算公式如下：

式中，Ce表示CO2碳汇吸收量（t）；L表示各类用地面积（hm2）；δ表示各类用地单位面积固碳速率（t/hm2），林地、草地、水域的δ分别为3.810 t/hm2［23］、0.910 t/hm2、0.298 t/hm2［24］。

耕地碳吸收计算公式如下：

式中，Cf为农作物生育期的光合作用碳吸收量（t）；Cp为某种作物碳吸收量（t）；Cg为某种作物的碳吸收率（%）；H为某种作物的经济系数［25］；Yw为某种作物的年经济产量（t）。陕西省主要农作物的碳吸收率和经济系数见表1。

1.3.2 碳生态承载指数。

碳的生态承载指数（ESC）可以客观反映该地区碳生态承载能力的大小，即碳汇能力的大小［26］，计算方式如下：