碳中和目标下中国森林碳储量、碳汇变化预估与潜力提升途径

增强森林固碳增汇功能是减缓大气二氧化碳浓度上升和全球气候变暖的重要手段,也是实现碳中和国家战略目标的有效途径。本研究基于文献分析法和模型模拟,系统阐述中国森林碳储量和碳汇现状、动态变化与潜力提升途径。根据国家森林资源连续清查数据测算的森林植被碳储量近5年平均年增长0.152 Pg(以C计),2000s—2010s中国陆地生态系统碳汇量约229.7 Tg·a^(-1)(以C计),其中森林植被(指乔木林)碳储量约增加150.6 Tg·a^(-1)(以C计),约占整个陆地生态系统植被碳汇量的65.6%。过去70年,中国森林已从碳源转变为逐渐增强的碳汇。在森林面积保持不变的情景下,相比2000s—2010s时段,2030年后现有乔木林的生物量碳汇将有所下降;如果森林面积未来持续增加,2030—2050年中国新增乔木林的碳汇量仍将呈增加趋势。在全球变化背景下,气候变化及其引发的风险(极端干旱与热浪事件、森林火灾、病虫害等)可能会削弱森林碳汇功能。为维持并提升森林碳储量和碳汇潜力,需要采取森林碳储与碳汇双增以及森林碳汇与木质林产品碳库协同提升的策略,从保碳、增碳、扩碳和碳资源化利用的汇转移4个途径对森林资源实施保护修复、精准绿化、科学经营与合理利用以及多时空尺度的优化布局,同时重视森林土壤碳库增汇的长期效应。在林业减缓和适应气候变化框架下,森林碳汇潜力提升未来研究重点是科学推进国土绿化适宜造林地和树种选择,森林经营增汇技术,森林碳储、碳汇协同提升与木质产品库的碳汇转移与存续的时空配置优化模式,森林土壤固碳增汇机制以及潜力研究,准确评估森林碳汇对实现国家碳中和目标的贡献及其时间表和路线图。

黄河流域陆地生态系统碳储量测算及其影响因素

准确估算陆地生态系统碳储量,科学制定生态环境保护和土地利用政策,对促进区域低碳可持续发展,实现“碳中和”目标具有重要意义。基于大量碳密度样点数据,将其与生态地理分区和土地利用类型图空间叠置,采用克里金插值法得到黄河流域碳密度空间分布数据集。应用InVEST模型对2000年、2010年和2020年黄河流域陆地生态系统碳储量的时空演变测度,提高了碳储量估算结果的准确性。利用Pearson相关性分析和多尺度地理加权回归模型(MGWR)对自然、社会经济和景观格局指数等因素对县级行政单元尺度单位面积碳储量的影响进行分析。主要结论如下:(1)黄河流域碳密度空间分布呈西部大于东部、东部地区自东南向西北递减的格局;(2)2000—2020年黄河流域陆地生态系统碳储量增加0.02%(7.011×10~9—7.012×10~9t),空间分布与碳密度相同,空间集聚特征显著,“高高集聚区”主要分布在黄河上游西南部的青藏高原地区,“低低集聚区”主要分布在黄河上游北部和黄河下游大部分地区;(3)Pearson相关性分析得出与碳储量呈正相关的影响因素为Pr(降水)、NDVI(归一化植被指数)和Slope(坡度);呈负相关的影响因素为TEM(温度)、HAI(人类影响指数)、SHDI(香农多样性指数)、DN(夜间灯光数据像素值)和PPOD(人口密度)。(4)MGWR模型得出TEM、Pr、NDVI和SHDI空间异质性强,HAI在2010年后异质性强;Slope空间异质性中等;DN和PPOD为全局尺度变量,空间影响平稳;(5)MGWR模型得出NDVI对黄河流域县级单位面积碳储量作用强度最大。NDVI、Slope对县级单位面积碳储量的影响呈正效应,TEM、HAI、DN和PPOD呈负效应,Pr、SHDI呈正、负双向效应。

基于SD-PLUS耦合模型的陕西省土地利用变化及碳储量多情景预测

[目的]为探讨不同土地利用方式对区域生态系统碳储量的影响。[方法]以陕西省为研究对象,利用SD-PLUS耦合模型,采用国际耦合模式比较计划第6阶段(CMIP6)提出的耦合共享社会经济路线和代表性浓度路线(SSP-RCP)情景,对2030年陕西省的土地利用变化进行预测,然后利用InVEST模型模拟未来不同情景下陕西省碳储量及其空间分布。[结果](1)对构建的SD模型进行历史检验,其误差<5%,PLUS模型模拟的2020年土地利用Kappa指数为0.86,模型精度和可靠性总体符合要求;(2)3种情景下,未来建设用地面积均增加,增长速率从低到高的情景分别为SSP126、SSP245、SSP585;在所有情景下,林地面积均增加,水域面积均保持稳定;草地面积在SSP126情景下有小幅度增加,其他情景下减少;耕地面积3种情景下均减少;(3)3种情景下,陕西省碳储量均减少,关中平原建设用地的扩张占用大量的耕地是造成陕西省碳储量下降的主要原因。[结论]在SSP126情景下,建设用地扩张所占用的生态用地面积最小,碳储量损失最少,该情景同时考虑社会经济发展及生态保护的需要,可为未来陕西省国土资源保护和高质量发展提供参考模式。

高潜水位矿区土地利用和碳储量时空变化规律与预测

高潜水位矿区采矿活动及城镇化发展会导致土地利用类型明显变化,进而影响矿区的固碳能力。采用潘谢矿区2002-2021年5期土地利用数据,利用FLUS(Future Land Use Simulation)模型,选取了采矿、社会经济和气候环境等方面数据作为驱动因子,分别预测了自然发展和生态保护两种情景下2028年土地利用变化,再结合InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)模型,计算了潘谢矿区2002-2021年的历史碳储量以及2028年不同情景下的未来碳储量,并对潘谢矿区碳储量的时空变化特征进行了分析。结果表明:(1)2002-2021年潘谢矿区土地利用变化表现为耕地不断减少,湿地和建筑用地持续增加,其中耕地减少了147.93 km^(2),湿地和建筑用地分别增加了71.01 km^(2)和75.76 km^(2)。在此期间,潘谢矿区碳储量减少了1.62×10^(5)t,减少幅度为3.83%,其中在2018-2021年碳储量下降最快。(2)预测结果显示,2028年2种情景下研究区内土地利用变化均为湿地和建筑用地持续增加,耕地不断减少。但相较于自然发展情景,生态保护情景下矿区内耕地受到保护,面积有所增加,湿地和建筑用地的增长减缓。与2021年相比,自然发展情景下的碳储量减少了0.74×10^(5)t,生态保护情景下的碳储量减少了0.53×10^(5)t。研究结果表明,受采煤沉陷和城镇发展影响,沉陷湿地和建筑用地扩张导致耕地减少是碳储量下降的主要原因,采取生态保护措施能够在一定程度上减缓碳储量的下降。

多情景下张家口市土地利用变化及碳储量分析

土地利用改变促进生态系统碳储量变化,进而对全球气候产生影响,研究土地利用变化对碳储量的影响,对区域生态系统和实现经济可持续发展具有重要意义。该研究以张家口市为例,基于2000年、2010年和2020年土地利用数据,结合PLUS模型和InVEST模型分析土地利用变化与碳储量的关系并对未来不同情景下的碳储量进行评估。结果表明:(1)张家口市土地利用类型以耕地和草地为主,占该地区总面积约71%。20年间,耕地和草地面积呈下降趋势,林地、建设用地面积呈现增长态势,其主要转换方向为耕地转为建设用地。(2)2030年,自然发展情景下,耕地、林地、水域均有所下降,草地、建设用地和未利用地有所增长;生态保护情景下,林地和草地相较自然发展有所增加,其余地类均有不同程度的减少;耕地保护情景下,耕地面积相较于自然发展情景增加约1.11 km^(2)。(3)过去20年间,该区域碳储量先上升后下降,但总体碳储量依然呈现下降趋势,年均下降0.19×10^(6)t;2030年自然发展情景下,碳储量为766.43×10^(6)t;耕地保护情景下,碳储量为767.28×10^(6)t;生态保护情景下,碳储量为768.5×10^(6)t。耕地保护碳储量介于自然发展和生态保护之间,因此张家口市在未来发展中应实行耕地优先发展前提下采取一定生态保护措施,以减缓碳储量下降速率。

雷州半岛轮伐期内尾细桉人工林土壤有机碳储量变化特征及其影响因素

以广东湛江雷州半岛轮伐期内(1、3、5、7、8年)尾细桉人工林土壤为研究对象,对0~100 cm土层土壤有机碳质量分数、有机碳密度及有机碳储量进行调查分析,以期为提出健康可持续的桉树人工林经营策略提供理论依据。结果表明:不同林龄桉树人工林土壤有机碳质量分数具有明显的垂直分布特征,随着土层深度的增加,土壤有机碳质量分数显著下降,从0~20 cm土层的3.45~7.31 g·kg^(-1)下降至80~100 cm土层的1.90~3.01 g·kg^(-1);随土层深度增加,土壤有机碳密度及土壤碳储量均呈现显著下降趋势,1 m深土层有机碳储量主要集中在0~40 cm,占总土壤碳储量比达到46.90%~53.00%。随林龄增加,土壤有机碳质量分数、有机碳密度及有机碳储量均呈现先显著下降而后显著上升的趋势,且在5年生桉树人工林土壤中出现最低值,各龄级桉树人工林0~100 cm土层土壤碳储量具体表现为从1年生到5年生显著下降,而从5年生到8年生显著回升的趋势。土壤全氮、土壤容重以及土壤含水量作为关键环境因子显著影响土壤有机碳质量分数及碳储量。

基于InVEST与CA-Markov模型的宝鸡市碳储量时空演变与预测

土地利用类型的变化是影响陆地生态系统碳储量变化的重要因素,分析区域未来土地利用格局对碳储量的影响、对维持碳平衡具有重要意义.基于宝鸡市2000—2020年土地利用数据,运用InVEST模型和CA-Markov模型,对2000—2020年宝鸡市不同土地利用类型碳储量的变化特征进行分析,并对2030年不同情景下宝鸡市土地利用变化及碳储量变化情况进行了预测.研究表明:①2000—2020年宝鸡市建设用地面积不断增加,耕地、林地和草地为主要土地利用类型.②2000—2020年,宝鸡市碳储量共损失0.42×10^(6)t,耕地和林地面积减少是其碳储量减少的主要原因.③2020—2030年自然发展情景下宝鸡市碳储量损失最多,耕地保护情景和生态保护情景下宝鸡市碳储量相差不大,控制城市扩张情景下宝鸡市碳储量损失最少、固碳能力最强.因此,未来进行国土空间规划时,可统筹考虑控制城市扩张情景、生态保护情景和耕地保护情景,以确保在粮食供给和生态安全的基础上,提高研究区的碳储量.

滇中城市群碳储量时空演变及其对LULC变化的响应

[目的]通过分析滇中城市群碳储量的时空演变特征及其对土地利用/覆被(land use/land cover,LULC)变化的响应,以深化对该区域碳循环的理解,从而有效地指导碳管理和生态恢复策略的制定。[方法]利用InVEST和PLUS模型模拟并预测1990—2030年滇中城市群碳储量的时空演变规律,结合土地覆被变化数据,定量分析碳储量与LULC变化之间的响应关系。[结果](1)1990—2020年滇中城市群的土地类型主要以林地、耕地和草地为主,林地、耕地和建设用地呈增长趋势,其中建设用地增幅最大;(2)滇中城市群碳储量呈现出“先增后减,逐渐趋于平稳”的变化特征,2000年达到最高值,为1.46×10^(9)t,到2020年下降到1.45×10^(9)t,空间上呈“西高东低”的分布特征;(3)未来不同发展情景下的碳储量预测显示,与2020年相比,4个情景到2030年碳储量均呈下降趋势,其中生态发展情景下降最少,相比2020年下降0.43×10^(7)t,而耕地发展情景下降最为显著,相比2020年下降1.05×10^(7)t;(4)耕地和林地间的转变是影响碳储量的主要因素,其中耕地向林地的转换对滇中城市群碳储量增加尤为关键,林地增加可显著提升区域碳储量,而草地减少则对碳储量产生负面影响。[结论]林地和耕地转换对增加或降低滇中城市群碳储量具有显著影响。

基于InVEST模型和PLUS模型的三峡库区(重庆段)碳储量时空变化及预测

分析三峡库区(重庆段)近10 a的土地利用类型及碳储量的空间格局,并模拟未来10 a不同情景下土地变化趋势、预测碳储量变化,有利于促进区域土地利用格局的优化、合理生态政策的制定。利用InVEST模型,选取13个驱动因子,分析三峡库区(重庆段)在2010—2020年及不同发展情景下2030年的土地利用变化趋势,并结合PLUS模型评估其碳储量状况。结果表明:①2010—2020年三峡库区(重庆段)土地利用变化主要表现为耕地、草地和湿地向林地、建设用地及水域的快速转移;2010年、2020年碳储量分别为426.89×10^(6)、425.51×10^(6) t,呈下降趋势,总量减少了1.38×10^(6) t;②碳储量分布具有空间分异性,总体表现为西低东高、南低北高、库首>库尾,碳储量空间变化与地类变化具有较高的一致性;土地利用空间格局演变的贡献度最高的驱动因素是社会经济因子,其中人口、GDP最为突出;③到2030年,自然发展情景和城镇发展情景下碳储量分别减少了0.76×10^(6)、8.98×10^(6) t,生态保护情景下增加了3.72×10^(6) t。高碳密度的地类向低碳密度地类转移是导致碳储量减少的主要原因,因此,未来应形成平衡、协调、低碳的土地利用空间格局,规划城市增长边界,重点保障巫山山系、大巴山系、武陵山系等林草高碳储量区,推行尾库区复林复草,保障库区碳汇功能。

基于PLUS-InVEST模型的陕南地区土地利用变化多情景模拟与碳储量评估

在PLUS模型中纳入POI驱动因子并利用LASSO回归进行驱动体系筛选与精度验证,设定自然发展、经济保护与生态保护3种情景,利用筛选后的驱动因子模拟2030年各情景下陕南地区的土地利用格局,利用InVEST模型分析2000—2020年陕南地区碳储量的时空分异特征,探讨不同发展情景下土地利用变化对陕南地区碳储量的影响。结果表明:(1)2000—2020年,陕南地区的建设用地面积由23648.49 hm^(2)增长到78000.21 hm^(2),侵占了耕地、林地和草地的生存空间,使其分别减少了39415.05 hm^(2),8787.51 hm^(2)与17476.56 hm^(2),2030年3种发展情景下的建设用地均保持扩张的趋势。(2)在PLUS模型中加入POI驱动因子且利用LASSO算法筛选驱动因子有效提升了模型的精度与运行效率,模型的Kappa系数和OA系数分别提高了2.53%和0.20%,更精准地模拟了建设用地的分布情况。(3)2000—2020年陕南地区碳储量总量呈下降趋势,由2.1887×10^(9)t下降至2.1775×10^(9)t。2030年经济保护情景与自然发展情景的碳储量总量均小于2020年,生态保护情景下的碳储量总量最高,达到了2.1830×10^(9)t。(4)生态保护情景更有利于陕南地区的可持续发展策略,以陕南地区平均碳密度分区分布为基础,可为陕南地区分区发展与区域碳收支平衡提供参考,对未来不同情景下土地利用对区域碳储量的影响和双碳背景下的国土空间规划具有借鉴意义。

中国省域森林碳储量空间溢出效应与门槛效应研究

基于1998—2023年中国31个省份的森林资源清查数据,从空间视阈角度出发,利用空间相关性分析探究森林碳储量空间集聚特征,建立空间面板杜宾模型实证分析森林碳储量各影响因素的空间溢出效应与区域差异,进一步采用门槛模型分析不同森林资源条件下,经济发展水平与森林碳储量之间的阈值效用。结果表明:全国省域森林碳储量呈现出明显的空间正相关性;自然地理因素、人口因素、社会经济因素均显著作用于森林碳储量在各省份之间的溢出作用;当森林覆盖率小于0.056 0时,人类经济活动对森林碳储量的影响为负,当0.056 0≤森林覆盖率≤0.149 7时,经济发展水平对森林碳储量的抑制作用减弱;当森林覆盖率大于0.1497时,经济发展水平对森林碳储量表现为正向促进作用。基于此,建议统筹考虑经济社会发展进程中的不同影响因素,着重关注省域之间的地理与经济关联程度,促进区域间森林碳储量稳步提升。

南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素

旨在探讨南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素,为了解该区域森林的碳汇功能提供理论依据。通过对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林20 hm2固定森林样地调查数据,采用一元线性回归分析和主成分分析方法,划分优势种和非优势种,研究地上碳储量的空间分布和生物/非生物因素的影响,获取了以下结果:(1)优势种对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林地上碳储量贡献更大(1533.85 Mg,74.72%),尤其是大径级物种(1389.68 Mg,67.69%)。优势种地上碳储量(CV=0.635)的空间分布较非优势种(CV=0.690)更加均匀。(2)物种多样性与优势种和总体地上碳储量负相关,而与非优势种正相关。(3)群落总体、优势种和非优势种的地上碳储量均与结构多样性显著正相关。然而,结构多样性对非优势种地上碳储量的影响程度高于优势种。(4)群落中的土壤营养度、凹凸度与地上碳储量正相关。综上所述,通过提升非优势种的物种多样性可以增加鼎湖山南亚热带常绿阔叶林地上碳储量。此外,改善土壤营养条件也有助于提升南亚热带森林的碳汇功能。

东北天然次生林物种多样性与碳储量关系研究

本研究以东北地区天然次生林为研究对象,共调查样地71块(阔叶混交林36块、针阔混交林24块、蒙古栎纯林11块),研究不同林分类型下各林层物种多样性、碳储量以及二者之间的关系。结果表明:从各林分类型之间来看,针阔混交林内的物种多样性相对于其他林型更高,在各林分类型下,多样性指数均表现为草本层>灌木层>乔木层。各林分类型的单位面积碳储量为针阔混交林(144.12 t·hm^(-2))>阔叶混交林(106.85 t·hm^(-2))>蒙古栎纯林(77.53 t·hm^(-2)),在各林分类型下,乔木层碳储量在整个林分碳循环过程中占主要地位。随着各多样性指数的增加,林分植物碳储量呈现出先增加后降低的趋势,通过拟合发现,均以二次项函数拟合效果最佳,R^(2)值分别为0.6779、0.5643和0.5571。因此,在东北天然次生林经营过程中,可通过适当控制林分内多样性指数来提高植被碳储量,从而促进林分正向演替。

沈阳市森林植被碳储量动态变化及其空间分布

沈阳是中国东北地区的中心城市、重要的工业基地和先进装备制造业基地,碳排放总量和强度较高,是落实碳达峰碳中和目标的关键地区,林业碳汇能力的提升对于促进沈阳市碳中和目标的实现具有重要意义。利用森林资源二类调查数据分析了近20年沈阳市森林植被碳储量的时空动态和组成特征,结果表明:近20年来沈阳市森林植被碳储量和碳增汇能力得到明显提升,森林植被碳储量增加了84.39%,年固碳量增加48.89%;森林植被中,乔木林碳储量增长明显,碳储量贡献率由1998年的72.50%增长到2022年的87.69%,其主导地位得到了进一步巩固;疏林地植被碳储量逐年增加,经济林、灌木林、苗圃地植被碳储量逐年降低,四旁树表现出先下降后上升的趋势;全市森林植被碳储量在空间上呈现出从中心城区向周边县区逐渐增高的趋势,周边县区森林植被碳储量占全市森林植被碳储量的78.04%。该研究结果可为沈阳市森林植被碳汇能力的精准评估、森林城市建设和双碳目标的实现提供重要的科学依据。

“丝绸之路经济带”沿线九省市生态系统碳储量时空变化及预测

本文旨在探讨“丝绸之路经济带”沿线九省市生态系统碳储量的时空变化特征,并对其未来发展趋势进行预测研究。通过综合分析历史数据,结合地理信息系统(GIS)技术和数学模型,揭示该区域生态系统碳储量在不同时间尺度上的变化规律。研究发现,受气候变化、土地利用变化和人类活动等多重因素的影响,沿线省市的碳储量呈现出显著的时空异质性。

基于PLUS-InVEST模型吐哈盆地陆地生态系统碳储量时空变化及多情景模拟

土地覆盖变化能够改变区域碳储存能力,从而引起全球气候变化。研究土地覆盖变化对碳储量的影响,预测未来不同土地覆盖情景下的碳储量,对实现区域“碳中和”战略目标具有重要意义,然而目前针对中国西部生态脆弱区的研究仍有待探究。以新疆吐哈盆地为研究区,基于土地覆盖产品数据,结合PLUS模型和InVEST模型,探讨了土地覆盖变化与区域碳储量的时空变化关系,预测和评估了2025、2030年可持续发展情景,维持现状发展情景,经济优先发展情景下土地覆盖和碳储量的时空动态特征。结果表明:(1)近20 a来,吐哈盆地耕地和裸土地面积增加最大,其次是建设用地,而草地表现出最大的减少趋势,草地转为耕地和建设用地是最主要的转移类型。(2)2000、2010年和2020年吐哈盆地平均碳储量分别为26.01 t·hm~(-2)、25.68 t·hm~(-2)、25.73 t·hm~(-2),呈现出先降低后增加的趋势,平均碳储量累计减少了0.28 t·hm~(-2),其中土壤有机质碳储量占比最高,约占总碳储量的94%,裸土地、草地贡献了最多的碳储量。(3)2030年3种情景下,森林、灌木林、湿地几乎无明显变化,裸土地呈现出减少的趋势,而建设用地呈现增加的趋势。(4)到2030年可持续发展情景下吐哈盆地总碳储量较2020年增加了0.18×10~6t,维持现状发展情景和经济优先发展情景下分别减少了0.30×10~6t、1.01×10~6t,经济优先发展情景下碳储量损失最大。研究结果可为吐哈盆地土地利用优化以及制定生态系统可持续发展措施提供依据。

黄河三角洲滨海湿地碳储量及其对未来多情景的响应

黄河三角洲作为我国暖温带最年轻、保存最完整的滨海湿地生态系统,在全球气候变化以及区域人类活动加剧的背景下,海平面上升和地面沉降加剧使得地区生态安全受到严重威胁。基于1991—2020年8期土地利用/覆被数据,使用生态系统服务和权衡的综合评估模型(InVEST)碳储量模块系统评估黄河三角洲过去30年的土地利用/覆被和碳储量时空变化特征,并进一步耦合海水淹没模型和斑块生成土地利用变化模拟软件(PLUS)预测生态保护、自然发展和经济发展三种情景下黄河三角洲2035和2050年土地利用/覆被和碳储量格局。结果表明:1991—2020年间,碳储量累计减少107.94万t,降幅为8.12%,自然湿地和非湿地碳储量分别减少386.66和18.56万t,人工湿地碳储量增加297.27万t。2035和2050年,黄河三角洲分别约有4.47%—11.58%和6.20%—17.42%的陆地会被海水淹没,导致未来黄河三角洲多情景模拟中碳储量均减少,到2035年生态保护、自然发展和经济发展情景下碳储量分别减少了42.38万t、76.68万t和119.50万t,到2050年三种情景碳储量分别减少了59.30万t、119.02万t和187.01万t,同时期生态保护情景下碳储量减少速率最小。黄河三角洲应坚持可持续发展,加强高碳储量土地利用/覆被类型的生态保护,通过回填开采区等方式减少地面沉降速率,并在可能被淹没的区域建设沿海堤坝以预防海水淹没,从而减少黄河三角洲的碳储量损失。研究指出了海水淹没会导致巨大的碳储量损失,可为黄河三角洲未来提高固碳增汇作用提供数据支撑和理论基础。

2000-2020年吉林省西部地区碳储量时空变化研究

基于ArcGIS及InVEST模型计算吉林省西部地区碳储量,以其评估单元为植被覆盖类型,计算地上部分碳、地下部分碳、土壤碳、死亡有机碳四种基本碳库。对比不同年份,即2000-2020年吉林省西部地区碳储量时间变化与空间变化特征,通过对吉林省西部地区碳储量的集中程度、变化程度和变化趋势的分析,以及该变化与西部地区生态环境变化之间的联系,总结变化原因。结果表明:从整体上看,白城地区碳储量有所增长,松原地区有所下降;从各个县、市上看,大安市2020年碳储量增加幅度最大,而松原市减少幅度最大。

济南南部山区土地利用/覆被变化对碳储量的影响研究

以黄河下游生态脆弱区-济南南部山区为研究对象,基于区域1980~2020年6期土地利用/覆被数据,结合InVEST模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs model),分析区域土地利用/覆被和碳储量的时空分布特征和动态变化规律,研究土地利用/覆被变化对陆地生态系统碳储量的影响.结果表明,土地利用/覆被变化对碳储量的影响较为显著,1980~2005年土地利用变化较小,人类活动影响较小,由于林草地碳储量的累积,碳储量增长速度明显高于其他时期;2005~2010年城市扩张速度最快,城乡建设用地大量侵占耕地、林地和草地,使区域固碳能力明显下降;2010~2020年,由于城市化扩张限制以及植树造林等生态保护措施的实施,区域碳储量逐渐呈增长趋势;1980~2020年济南南部山区的总碳储量呈“增长-下降-增长”的趋势;并且林地是济南南部山区碳储量的主要供给者,区域碳储量值随着远离城乡居民生活中心的距离增大而增大,说明人类活动对区域碳储量有重要的影响.另外,土地利用类型的转移引起地类碳密度的变化,是区域碳储量变化的主要影响因素,土地利用类型的碳储量变化与各地类的面积变化有一定的关系.该成果可为生态脆弱区塑造良好的陆地碳汇格局提供理论依据.

基于PLUS-InVEST模型的呼和浩特市多情景土地利用变化动态模拟及碳储量评估

为探究呼和浩特市土地利用变化对生态系统碳储量的影响,本研究基于InVEST模型与PLUS模型模拟预测呼和浩特市在自然发展、生态保护、耕地保护、城市发展4种情景下的土地利用与碳储量。结果表明:1990-2020年呼和浩特市不透水面、林地、草地、水体等土地利用类型的面积呈增加状态,耕地、裸地、灌木地等土地类型的面积呈减少状态,其中灌木地和裸地的土地转出率较高,分别为93.63%和98.24%。InVEST模型估算结果显示,不透水面不断扩张,侵蚀耕地等高碳密度土地类型,造成呼和浩特市1990-2020年碳储量呈逐年递减趋势。2030年自然发展、生态保护、耕地保护、城市发展情景模拟下的呼和浩特市的碳储量与2020年相比均呈现减少状态,其中耕地保护情景碳储量降幅最小,其次为生态保护情景,说明采取合理的保护措施能够有效抑制碳储量下降。耕地保护情景能够有效减缓城市建筑的扩张趋势,生态保护情景则可有效增加水体、草地等生态类用地面积。研究表明,落实耕地和生态保护政策、优化土地利用结构、提高土地利用效率对呼和浩特市的可持续发展均有重要意义。