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应用生态学报 2023年第5期34卷 1375-1383页

作者：李晶陈松林李晨欣周萍福建师范大学地理科学学院/碳中和未来技术学院福州350117 福建省亚热带资源与环境重点实验室福州350117

揭示人-自然耦合系统碳代谢与碳平衡的内在关系机理,对减少区域碳排放和推进低碳发展有重要的理论和实践意义。以2000—2020年厦漳泉地区为例,构建基于碳流的土地碳代谢空间网络模型框架,运用生态网络分析方法探讨了土地碳代谢系统的结... 详细信息

揭示人-自然耦合系统碳代谢与碳平衡的内在关系机理,对减少区域碳排放和推进低碳发展有重要的理论和实践意义。以2000—2020年厦漳泉地区为例,构建基于碳流的土地碳代谢空间网络模型框架,运用生态网络分析方法探讨了土地碳代谢系统的结构、功能和生态关系的时空异质性。结果表明:2000—2020年,研究区主要的负碳转移均来自耕地转为工业及交通用地,负碳流高值区主要分布在厦漳泉地区中东部工业较发达的区域;生态关系以竞争关系为主且空间扩张明显,导致整体生态效用指数下降,影响区域碳代谢平衡;驱动权重生态层次由金字塔结构转变为相对更规则的结构,贡献最大是生产者层,牵引权重生态层次由金字塔结构变为倒金字塔结构,主要是工业及交通用地权重增长过大所致。低碳发展需注重伴随土地利用转换引起的负碳转移来源及对碳代谢平衡的综合影响,制定差异化的土地低碳利用模式和碳减排政策。

关键词：土地碳代谢生态网络分析生态层次碳转移

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厦漳泉地区土地碳代谢及其影响因素研究

厦漳泉地区土地碳代谢及其影响因素研究

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作者：李晶福建师范大学

学位级别：硕士

全球气候变化形势严峻的背景下,实现碳达峰、碳中和目标已成为减缓气候变化的共识。城市碳代谢对全球碳平衡有深远的影响,快速城市化导致碳排放增加,而城市扩张引起的土地利用变化是碳排放的重要来源,如何实现经济增长和低碳减排的协调... 详细信息

全球气候变化形势严峻的背景下,实现碳达峰、碳中和目标已成为减缓气候变化的共识。城市碳代谢对全球碳平衡有深远的影响,快速城市化导致碳排放增加,而城市扩张引起的土地利用变化是碳排放的重要来源,如何实现经济增长和低碳减排的协调已成为城市可持续发展面临的重要问题。现有城市碳代谢的研究大多集中在社会经济部门,较少考虑土地利用对城市碳代谢的影响,难以实现碳代谢过程的空间分析,碳代谢的关键分室和减排路径也无法应用到实际空间调控。鉴于此,本研究以厦漳泉地区为研究对象,构建基于碳流的土地碳代谢空间网络模型,定量测度碳排放、碳汇和水平碳流的时空演化特征;运用生态网络分析方法探讨土地碳代谢系统的结构、功能和生态关系的时空异质性,揭示了城市发展中的土地利用变化对城市碳代谢的综合作用;利用面板数据模型探究社会经济发展和城市形态对碳排放的影响并提出土地碳代谢视角下的城市减排策略,有利于实现土地利用调整和城市空间规划的低碳发展。研究的主要结论如下:(1)2000—2020年厦漳泉地区土地利用格局和动态迁移趋势经历“快速发展—减缓—平稳”的阶段。土地利用格局变化以“林地平稳,耕地减少,建设用地扩张”为基本特征,城镇用地及工业及交通用地不断扩张,耕地和林地减少速度较快,城区发展用地结构需求的转入来源主要是耕地。(2)土地碳代谢演变格局具有明显的时空分异特征。总碳排放量和净碳排放量呈持续增长的趋势,2000—2020年厦漳泉地区的总碳排放量由657.46万t C增长至4742.27万t C,城镇用地和工业及交通用地是主要的碳排放来源(95%以上)。碳汇总体特征呈波动状态,但林地碳汇占主导地位,耕地分室固碳减排存在巨大潜力。在空间分布上,重碳排放区以市辖区为中心,向四周扩张,碳汇分布大致呈现“内陆高—沿海低”的格局。碳代谢密度差和土地利用转移导致水平碳流发生变化,净碳流均为负值,表明土地利用变化对该区域的碳代谢产生消极影响。耕地和工业及交通用地为关键碳代谢分室,工业及交通用地转为耕地和耕地转为工业及交通用地分别是正、负碳流的关键路径。在空间上,负碳流高值区主要分布在厦漳泉中东部地区,正碳流高值区主要分布在滨海地带。(3)土地碳代谢整体特征发生显著变化,对城市碳代谢平衡产生负效应。生态关系以竞争关系为主且空间扩张明显,竞争关系增长和共生关系减少导致整体生态效用指数由1.13下降至0.36,表明土地利用变化导致城市碳代谢的紊乱;土地碳代谢网络的生态层次结构发生较大改变,驱动权重生态层次由金字塔结构转变为相对更均衡的结构,生产者阶层对系统的贡献较稳定,耕地分室贡献最大;牵引权重生态层次由金字塔结构变为倒金字塔结构,这是由于工业及交通用地对系统其他用地的依赖程度增大导致权重持续增长,不利于生态城市发展。(4)社会经济发展因素和城市形态对土地碳代谢有不同程度的影响。经济发展、人口规模和工业化水平会导致建设用地碳排放增加;城市单核发展的扩张模式、形态复杂性和斑块破碎化对碳排放水平产生了不同程度的促进作用,提高能源使用效率和紧凑协调的城市空间形态有利于减排。

关键词：土地碳代谢生态网络分析碳流低碳减排厦漳泉地区

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