中国西北地区碳景观建模：从气候调控到植被驱动热点

《Carbon Balance and Management》：Modeling the carbon landscape of Northwest China: from climatic controls to vegetation-driven hotspots

　　

摘要

背景

中国西北干旱区作为对全球气候变化响应敏感的区域，其陆地生态系统碳汇功能不仅是构建区域生态安全屏障的核心要素，更是中国实现"双碳"目标的关键战略支点。然而，该区域碳密度的空间分布及其驱动因素仍不清楚。本研究为优化生态屏障建设以及制定干旱区梯度式碳汇管理策略提供了科学依据。

方法

通过文献综述和实地调查，获取了五类碳密度数据，包括地上和地下生物量碳、土壤有机碳和无机碳以及枯落物碳。采用广义差异模型（GDM）和结构方程模型（SEM）分析环境驱动因子，并利用随机森林（RF）、支持向量回归（SVR）和极端梯度提升（XGBoost）三种机器学习模型进行空间模拟。

结果

气候和土壤因子是碳密度变化的主要驱动因子。在各模型中，XGBoost在模拟五类碳密度方面表现最佳。空间上，高碳密度值主要集中分布在山地和绿洲区域，而低碳密度值则出现在南部沙漠地区。植被覆盖率和降水被确认为主要调节因子。

结论

森林生态系统在区域碳储存中发挥核心作用。研究结果为增强生态屏障建设以及制定干旱区梯度式碳汇管理策略提供了科学基础。