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本研究立足于国家《“十二五”控制温室气体排放工作方案》,选取长株潭城市群为案例研究区域,选取工业产值增加值、单位GDP能耗、资金、行业碳排放量、城市碳汇面积等作为约束条件,以规划期内城市群净碳减排量最小为优化目标,建立了基于机会约束规划(Chance Constrained Programming, CCP)方法的城市群低碳减排优化模型,在考虑决策空间的基础上,进而建立了基于区间-机会约束规划(Interval Chance Constrained Programming, ICCP)的城市群低碳减排优化模型。此外,为了降低决策风险,将城市群温室气体减排效益最大化,进一步建立基于两阶段随机规划(Two-stage Stochastic Programming, TSP)的城市群低碳减排优化模型,以实现同时满足温室气体减排规划和城市群温室气体减排费用最小。基于CCP模型获得的结果显示,在不同可碳汇土地面积的三种违约概率水平0.01、0.05、0.1下,长株潭城市群区域碳排放总量规划值分别为3133.77万吨、3108.71万吨和3088.79万吨,与原有方案4081.54万吨碳排放总量相比,分别下降了23.22%、23.83%和24.32%。基于ICCP的城市群低碳减排模型优化结果显示,在不同可碳汇土地面积的三种违约概率水平0.01、0.05、0.1下,长株潭城市群碳排放总量的规划值分别为[3096.21,3171.32]万吨、[3071.74,3145.67]万吨、[3050.96,3126.61]万吨,与原有方案相比,分别下降了[22.30,24.14]%、[22.92,24.74]%、[23.39,25.24]%。此外,建立的基于TSP的城市群低碳减排优化模型优化结果显示,在低、中、高三个概率水平下获得的温室气体减排费用分别为92685万元,87039万元和80662万元,与第一阶段决策方案规划期118241万元温室气体减排费用相比,基于TSP方法的城市群碳减排模型的优化方案在概率水平0.01、0.05、0.1下分别将碳减排成本降低了21.63%、26.38%和31.78%。另一方面,基于TSP的城市群低碳减排优化模型获得的决策方案不仅满足国家《“十二五”控制温室气体排放工作方案》和《湖南省“十二五”环长株潭城市群发展规划》中对长株潭城市群区域的相关约束性指标的要求,而且可以对规划区域内可碳汇土地面积进行规划,合理控制碳汇面积,实现有效减少城市碳排放总量,充分开发未利用土地,制约城市化过快发展、土地浪费等问题,合理有效地利用了土地资源,达到最优的经济目标。