第一章前言
1.1研究目的与意义
近年来，中国在经济高速发展的同时出现了资源消耗、碳排放增加等一系列社会环境问题。1990-2003年间，中国C02排放量增加了 17亿吨，增幅超过73%，并有可能在2010-2020年取代美国成为世界上最大的温室气体排放国。
虽然中国目前还处于自主减排阶段，不须承担国际气候公约中碳减排的义务性指标，但作为碳排放大国，中国的节能减排、发展低碳经济问题已成为世界各国关注的焦点。在世界节能减排、减缓气候变化的背景下，中国迫切需要准确估算碳收支情况，以寻找减少能源消费和环境排放的有效途径。减少碳排放，发展低碳经济是应对全球气候变化的必然选择，也是全球经济发展的必然趋势。因此发展低碳经济对我国的可持续发展意义重大，它不仅促进了我国发展方式的转变和产业结构的调整，提高了资源能源使用效率，保护生态环境；还在国际金融危机的情况下，增强了产品的国际竞争力，有利于缓解在全球温室气体排放等问题上我国所面临的国际压力。既促进了经济社会的持续发展，也加强了全球气候环境的友好合作，实现人与社会和自然的和谐发展。南京位于长三角地区，是经济快速发展，以重型工业结构为主的工业型城市，特别是石油化工、钢铁冶金等行业对原油和煤炭等能源的消费需求较大。由于城市经济快速发展，城市人口剧增，能源消费需求非常大，使得化石燃料的消费也急剧增长，碳排放量亦逐年增加。
本文对南京市城市生态系统的碳收支进行研究的目的就是掌握南京城市生态系统碳排特征与规律，为政府决策部门对南京市的规划建设、能源消费结构调整等方面提供参考依据。对于南京建立低碳城市有着重要的参考作用。能够促进建立南京地区低碳经济，节能减排；实行低碳经济；建立资源节约型、环境友好型的可持续的城市生态体系。
1.2国内外研究进展
1. 2.1城市生态系统碳收支研究进展
全球气候变暖日益引起国际社会的普遍关注。温室气体的增加是人类生产活动如化石燃料的燃烧、土地开发等过程导致C02释放量日益增加和陆地生态系统退化而使碳吸收能力减弱的结果。2007年IPCC发表第4份全球气候评估报告，指出气候变暖己经是"毫无争议"的事实，人为活动"很可能"是导致气候变暖的主要原因，这里的"很可能"表示90%以上的可能性，这种全球变暖对自然生态系统和社会经济已经产生了非常显著的影响[81。根据预测，未来100年这种全球变暖的趋势还会进一步加剧，而且会对自然生态系统和社会经济产生更为显著的负面影响。在全球应对气候变化的背景下，低碳经济和低碳城市的概念应运而生。其核心为降低能源消耗、减少碳排放，揭示低碳经济是世界发展的趋势，低碳城市是低碳经济发展的必然过程。
研究C02等温室气体含量的未来变化趋势，对于预测未来气候变化及其对社会经济的影响至关重要，因此从二十世纪60年代开始，各个领域都展开了 C02含量及碳收支方面的研究。在研究城市生态系统时，由于人为干扰因素比较多，比自然生态系统更为复杂，在进行实验操作、保证测量的稳定性与精确度等方面都存在很大的困难，因此前人对碳收支的研究大多集中在自然或半自然生态系统，很少涉及城市生态系统。虽然管东生彭江颖等人的部分研究中涉及到一些，但他们的研究主要集中在城市植被在碳氧平衡中的作用，没有做全面的碳收支计算
第二章硏究内容和技术路线
2.1研究内容
城市生态系统是以城市为中心、自然生态系统为基础、人的需要为目标的自然再生产和经济再生产相交织的经济生态系统。它所需求的大部分能量和物质,都需要从其他生态系统人为地输入。同时，城市中人类在生产活动和日常生活中所产生的大量废物，由于不能完全在本系统内分解和再利用，必须输送到其他生态系统中去。
由于城市生态系统需要从其他生态系统中输入大量的物质和能量,同时又将大量废物排放到其他生态系统中去，它就必然会对其他生态系统造成强大的冲击和干扰。因此，研究城市生态系统碳收支估算对人类活动具有一定的指导意义。本文研究南京城市生态系统碳收支估算，主要从碳源和碳汇两个方面进行计算。碳汇主要包括绿地和农田子系统，碳源主要包括工业和交通两个子系统。城市生态系统碳收支的估算主要考虑到人为能源的输入与输出，因此工业与交通碳收支为估算重点。
本文在基于南京城市生态系统景观格局分析的基础上和气候变化的背景下，研究南京城市生态系统碳收支状况，具体研究内容包括：
(1) 基于景观尺度，分析南京城市生态系统特征，并对南京市土地利用进行分类并绘制生态系统分类图。主要包括TM影响的获取，利用ENVI， GIS等软件的后期处理。
(2) 获取南京1951-2010年气象数据，利用Excel、 SPSS等统计学软件分析气候变化的趋势和特征。
(3) 建立南京城市生态系统碳收支估算模型并计算2001年-2010年南京城市生态系统碳收支状况。
(4) 利用SPSS等统计学软件进行相关性分析，计算2001-2010年气候因子与2001 -2010年南京城市生态系统碳收支相关性并分析其特征。
第三章 南京城市生态系统特征......................................... 15-19
3.1 地里位置特征 .......................................15
3.2 经济文化特征 .......................................15-16
3.3 地形地貌特征....................................... 16
3.4 气候变化特征 .......................................16
3.5 植被类型特征....................................... 16
3.6 景观格局特征 .......................................16-19
第四章 南京城市生态系统气候特征 .......................................19-25
4.1 气候变化特征 .......................................19-21
4.1.1 气温变化特征 .......................................19-20
4.1.2 降水变化特征....................................... 20
4.1.3 日照时数变化特征....................................... 20-21
4.1.4 风速变化特征....................................... 21
4.2 不同年份气象因子变化特征 .......................................21-24
4.3 小结 .......................................24-25
第五章 南京城市生态系统碳收支估算....................................... 25-42
5.1 绿地子系统碳收支估算....................................... 25-28
5.1.1 绿地生物量计算方法 .......................................25-26
5.1.2 绿地子系统固碳量....................................... 26-28
5.2 农田子系统碳估算 .......................................28-31
5.2.1 农田子系统碳估算方法....................................... 28
5.2.2 农田子系统固碳量 .......................................28-31
5.3 居民生活和工业子系统碳收支估算....................................... 31-34
5.4 城市交通子系统碳收支估算....................................... 34-37
5.5 城市生态系统碳收支估算....................................... 37-40
5.6 小结 .......................................40-42
结论
(1)在南京城市生态中，只有少数气候因子与南京城市生态系统碳收支呈现显著相关关系。城市交通碳排量与平均风速两者呈现显著性相关关系（p《0.05),这是由于有风会对车辆行驶速度、停车停船等均会造成影响，导致能源消耗增加的结果；绿地固碳量也是主要与平均风速呈现显著性相关关系（p《0.05)，这是因为风速加速了森林内空气的流通量，有助于植被对二氧化碳的固定，增加植被固碳量；农作物固碳量主要与降雨量呈现显著性相关关系（p《0.05)，这是由于南京农田生态系统中主要农作物水稻小麦等，它们受降雨量影响较大，因而影响农作物产量，进而影响到农作物固碳量。其余气候因子与南京城市生态系统碳固定量与碳排放量没有显著相关关系。
(2)南京城市生态系统低碳经济发展呈现波动反复的特征。在南京城市生态系统经济迅速发展的的同时，源消费总量也大幅增加，低碳经济发展尚不稳定。2002年-2010年中，碳最终消费和经济发展之间共出现两次扩张负脱钩、两次扩张连接特征、一次强脱钩和四次弱脱钩的特征。