基于土地利用的广东省碳储量格局演变与情景模拟

作     者：黎伟 

作者单位：广州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘毅华;徐冲

授予年度：2024年

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 07[理学] 083305[工学-城乡生态环境与基础设施规划] 08[工学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 0833[工学-城乡规划学] 

主      题：土地利用变化 碳储量模拟 InVEST模型 PLUS模型 广东省 

摘      要：自19世纪中叶以来,地球大气层中二氧化碳浓度显著上升,导致全球平均温度增加,引发一系列环境问题,为应对气候变化,国际社会提出“碳中和概念,我国积极参与国际环保活动,承诺在2030年前实现碳排放达峰,并在2060年前实现碳中和目标。广东省作为中国经济发达地区之一,城市化进程加快的同时,也面临着碳排放量显著增加的挑战。 本研究旨在深入分析广东省土地利用变迁及其对碳储量影响的未来趋势,以期揭示该地区碳储量变化的内在规律。为此,选取广东省作为研究区域,以2000至2020年期间的土地利用数据为基础,首先系统梳理该省土地利用类型的转变的历史过程与碳储量演变的时空状况。采纳In VEST模型及标准差椭圆法对2000至2020年间广东省碳储量的时空演变特征进行定量分析。通过应用PLUS模型作进一步预测在城镇发展、生态保护、耕地保护以及自然发展四种预设发展情景下广东省至2025年及2030年的土地利用格局。此外,本研究针对2025年与2030年不同情景下的碳储量空间分布变化进行深入探讨。 研究结果表明:(1)广东省从2000年至2020年的土地利用演变,建设用地面积显著增加,而耕地和草地面积有所减少。这种变化直接影响区域碳储量的分布和动态;(2)通过In VEST模型对碳储量进行评估和空间可视化,结果显示广东省的碳储量在空间上存在显著的不均匀性。高碳储量区域主要集中在林地覆盖广泛的地区,而城市和开发区域则表现出较低的碳储量。2000-2020年间广东省总碳储量呈现出先下降后上升再下降的复杂模式;(3)利用标准差椭圆分析阐明省内碳储量增长点的空间趋势和方向,强调在“东北-西南方向集中高值碳储量变化点,指出珠三角中心城区的固碳量减少;(4)通过使用局部空间自相关分析功能,如Moran s I和Getis-Ord G*统计量,研究识别广东省县域碳汇在局部空间的依赖性及异质性,并揭示碳储量的冷热点分布,发现广东省的碳储量确实存在空间聚集特征,这可能与当地的土地利用类型、地形、气候条件以及人类活动等因素有关;(5)预测不同情景下的碳储量分布,包括城镇发展、耕地保护、生态保护和自然发展情景。结果显示,在城镇发展情景下,由于城市化和工业化的加速,建设用地面积显著增加,耕地和林地面积减少,导致碳储量显著减少。这种变化主要由于建设用地的扩展而牺牲具有高碳吸存能力的林地。在耕地保护情景下,通过实施耕地保护政策,减缓耕地向其他地类的转变,而碳储量依旧在减少,因为过去广东省内耕地是林地的主要来源,限制耕地转变也就减少林地流入。生态保护情景中,通过增加林地面积等生态保护措施,碳储量显示出增长趋势。这表明通过生态恢复措施可以有效提升地区的碳吸存能力,对抗气候变化。自然演替情景考虑最小人为干预,预测显示部分耕地和非建设用地可能自然转变为林地或其他自然植被类型,自然增加碳储量,但变化幅度有限。