黄河流域土地利用碳排放时空格局与影响因素

作     者：田明杰 

作者单位：河南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈太政

授予年度：2023年

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 08[工学] 083305[工学-城乡生态环境与基础设施规划] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 083306[工学-城乡规划管理] 0833[工学-城乡规划学] 

主      题：土地利用碳排放 时空分异 GTWR模型 影响因素 黄河流域 

摘      要：自20世纪中叶以来,社会经济的高速发展与更为频繁的人类活动,造成了二氧化碳等一系列温室气体在大气中排放量的持续上升,并由此带来了一系列对人类生存不利的气候变化,如何降碳减排、实现绿色发展已成为全球共同关注的话题。我国主动提出的“碳达峰、碳中和宏伟目标,为我国乃至全球新时期的发展指明了方向。近年来,种种研究成果表明,土地利用/覆被变化对全球气候变化和碳循环有着重要影响,其已经成为继能源消费后的另一碳排放主要来源。黄河流域作为我国重要的工业、农业基地与生态保护屏障,战略意义重大。同时,因其跨度大、流域内各省份发展水平迥异及技术水平、政策意愿等客观因素的制约,面临着巨大的减排压力,亟需相关理论与数据支持。为此,本研究紧紧围绕“土地利用碳排放-时空格局-影响因素这一主线,以黄河流域流经八省95个地级市为研究单元,以土地利用数据和社会经济统计数据为基础,通过对土地利用现状、土地利用动态度及土地利用转移矩阵等的分析,掌握黄河流域2000-2020年的土地利用变化规律;构建排放系数估算模型对黄河流域近20年的土地利用碳排放数量进行核算,利用空间自相关分析研究其空间相关性;采用时空地理加权回归(GTWR)模型,从人口规模、经济发展等六个方面探究黄河流域土地利用碳排放的影响因素,为黄河流域节能减排与高质量发展提供理论基础与数据支撑。主要研究结论如下:(1)2000-2020年黄河流域土地利用结构时空变化剧烈。在土地利用数量方面,流域内林地、草地、水域、建设用地增加;耕地、未利用地等地类减少。土地利用变化方面,耕地与未利用地的动态度为负值,建设用地与水域动态度为正值,其中建设用地面积的增长速度最快,林地和草地的土地利用动态度呈微弱波动变化,整体比较稳定。土地利用转移方面,耕地主要转化为建设用地与草地,林地、草地、水域与未利用地之间存在相互转化。(2)2000-2020年黄河流域土地利用碳排放时空差异较大。黄河流域土地利用碳排放总体上呈持续增长态势,并在增长速度上表现出一定的阶段性,主要包含快速增长与平稳发展两个阶段。土地利用碳排放重度排放区主要集中在黄河流域中下游,轻度和负排放区主要集中在流域上游,总体呈现出“中东高西北低的空间格局。在空间相关性方面,黄河流域土地利用碳排放在空间上总体呈较强正相关性,全局空间自相关Moran’s I值先上升后下降。局部空间自相关显示黄河流域中下游区域主要为土地利用碳排放高值集聚区域,低值集聚区域主要分布在流域上游。(3)2000-2020年黄河流域土地利用碳排放影响因素多样。各影响因素对于土地利用碳排放量变化的影响呈现出波动性。人口规模对土地利用碳排放呈现出先抑制后激励的影响效果,影响系数上游高、下游低。经济发展水平对土地利用碳排放具有明显但逐渐减弱的正向驱动作用,在空间分布上呈现中下游高、上游低的特点。产业结构在各年份对土地利用碳排放均起到正向激励作用,但随着时间推移,该作用逐渐弱化,且区域差异逐渐加深。社会发展水平对黄河流域各城市的影响系数先负后正,总体表现出较强的正向激励作用,空间差异逐渐增大。技术进步对黄河流域土地利用碳排放具有显著的正向激励作用,空间差异先增大后减小。土地利用结构对土地利用碳排的正向驱动作用逐渐降低,区域差异逐渐增大。根据以上研究结果,从人口规模、产业结构、土地利用结构和区域差异四个角度对黄河流域发展提出了政策建议,旨在为黄河流域顺利实现“双碳目标与高质量发展提供理论依据,并对未来研究提出展望。