中国成都平原县级土地利用碳预算动态及异质驱动机制：FLUS模型与GTWR模型的整合应用

《Carbon Balance and Management》：County-level land use carbon budget dynamics and heterogeneous driving mechanisms in Chengdu plain, China: integrating FLUS and GTWR model

　　

摘要

背景

在全球变暖的背景下，土地利用变化通过改变排放源和碳汇，对区域碳预算产生了重要影响。现有研究主要集中在宏观层面，忽视了县级地区的异质性和未来发展趋势，从而限制了碳平衡管理的精确性。作为重要的经济聚集区和长江上游的生态屏障，成都平原由于快速城市化而面临严重的碳失衡问题。本研究提出了三个新的见解：(i) 将县级分析与未来土地利用模拟相结合，以预测碳预算动态；(ii) 应用GTWR方法揭示宏观研究未能揭示的时空异质性驱动机制；(iii) 建立基于县级类型的碳管理框架。

结果

（1）2000年至2030年间，建设用地显著扩张，而耕地、森林和草地持续减少；（2）净碳预算（净排放量）呈现先增加后减少的趋势，2020年达到6673.122×10?吨的峰值，预计到2030年降至6409.177×10?吨。建设用地是主要的碳源，森林则是主要的碳汇，两者合计占碳预算总量的95%以上；（3）县级净碳预算表现出强烈的空间自相关性，主要表现为高-高聚集模式和低-低聚集模式；（4）GTWR分析表明，消费水平（平均系数：0.466）、城市化水平（0.392）、人口规模（0.388）和产业结构（0.196）对净碳排放有正向促进作用，而投资水平（-0.048）则具有抑制作用，这一点在平均宏观模型中未被体现。时空异质性较为明显。

结论

实现区域碳平衡需要制定差异化的县级策略：对于城市核心区，应推进低碳社区转型和优化城市布局；对于工业区，应设定碳强度阈值并实施绿色工业用地政策；对于欠发达的西南部地区，应促进绿色消费；同时需要建立跨区域碳补偿机制以加强碳汇保护。这一基于县级类型和机制的框架为生态和经济关键区域的精确碳平衡管理提供了科学工具。

背景

在全球变暖的背景下，土地利用变化通过改变排放源和碳汇，对区域碳预算产生了重要影响。现有研究主要集中在宏观层面，忽视了县级地区的异质性和未来发展趋势，从而限制了碳平衡管理的精确性。作为重要的经济聚集区和长江上游的生态屏障，成都平原由于快速城市化而面临严重的碳失衡问题。本研究提出了三个新的见解：(i) 将县级分析与未来土地利用模拟相结合，以预测碳预算动态；(ii) 应用GTWR方法揭示宏观研究未能揭示的时空异质性驱动机制；(iii) 建立基于县级类型的碳管理框架。

结果

（1）2000年至2030年间，建设用地显著扩张，而耕地、森林和草地持续减少；（2）净碳预算（净排放量）呈现先增加后减少的趋势，2020年达到6673.122×10?吨的峰值，预计到2030年降至6409.177×10?吨。建设用地是主要的碳源，森林则是主要的碳汇，两者合计占碳预算总量的95%以上；（3）县级净碳预算表现出强烈的空间自相关性，主要表现为高-高聚集模式和低-低聚集模式；（4）GTWR分析表明，消费水平（平均系数：0.466）、城市化水平（0.392）、人口规模（0.388）和产业结构（0.196）对净碳排放有正向促进作用，而投资水平（-0.048）则具有抑制作用，这一点在平均宏观模型中未被体现。时空异质性较为明显。

结论

实现区域碳平衡需要制定差异化的县级策略：对于城市核心区，应推进低碳社区转型和优化城市布局；对于工业区，应设定碳强度阈值并实施绿色工业用地政策；对于欠发达的西南部地区，应促进绿色消费；同时需要建立跨区域碳补偿机制以加强碳汇保护。这一基于县级类型和机制的框架为生态和经济关键区域的精确碳平衡管理提供了科学工具。