面向污染-碳协同治理的LEAP-CMAQ耦合建模：中国某煤炭资源型省份的时空演变与风险评估

《Sustainability》：Coupled LEAP-CMAQ Modeling for Pollution–Carbon Coordination: Spatiotemporal Evolution and Risk Assessment in a Coal Resource Province of China

　　**摘要**污染与碳排放协同减排对于中国实现"双碳"目标至关重要。本研究以煤炭资源丰富的山西省为案例，构建了一个集成式长期能源替代规划模型（LEAP）-社区多尺度空气质量模型（CMAQ）耦合框架，并结合三维向量模型，模拟了在基准情景和政策情景下（2026-2050年）的能源消耗、二氧化碳及主要空气污染物排放（包括CO?、CO、SO?、NO?、PM?.?和PM??）。本研究的核心创新在于方法学突破：多模型联动实现了"能源-排放-大气"的全链条模拟，弥补了以往研究中单一模型孤立分析的方法缺陷。研究结果表明，从2026年到2050年，两种情景下的低碳水平均将稳步提升。与基准情景相比，政策情景在长期内取得了更优的低碳绩效，并缩小了欠发达社会子系统间的差距，尽管短期内会面临转型成本。该情景优化了整体能源结构，但未能充分削减居民和交通部门的排放负荷。它大幅减少了碳排放和污染物排放，优化了空间排放模式，并实现了大多数空气污染物与碳排放的脱钩。然而，该情景仍存在明显局限：排放削减存在阶段性滞后，CO、NO?与碳排放之间强耦合关系显著，以及居民碳排放持续上升。进一步的污染-碳协同评估表明，基准情景下多维失衡状况持续加剧。虽然政策情景经历了暂时的系统性失衡，但其长期协调水平稳步提升。这一发现证实，系统性、长期的低碳治理构成了山西绿色转型的核心驱动力。基于此，本研究提出了针对性的分阶段、分类协同治理策略，以应对资源型地区在结构性转型中面临的风险。