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漓江流域陆地生态系统碳储量时空特征与预测

魏玺 邵亚 蔡湘文 林珍铭 肖连刚 刘泽昊

魏玺,邵亚,蔡湘文,等.漓江流域陆地生态系统碳储量时空特征与预测[J].环境工程技术学报,2023,13(3):1223-1233 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220378
引用本文: 魏玺,邵亚,蔡湘文,等.漓江流域陆地生态系统碳储量时空特征与预测[J].环境工程技术学报,2023,13(3):1223-1233 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220378
WEI X,SHAO Y,CAI X W,et al.Spatio-temporal characteristics and prediction of carbon storage in terrestrial ecosystems in Lijiang River basin[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(3):1223-1233 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220378
Citation: WEI X,SHAO Y,CAI X W,et al.Spatio-temporal characteristics and prediction of carbon storage in terrestrial ecosystems in Lijiang River basin[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(3):1223-1233 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220378

漓江流域陆地生态系统碳储量时空特征与预测

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220378
基金项目: 桂林市科学技术研究开发项目(20190217-2);桂林理工大学博士科研启动基金项目;广西隐伏金属矿产勘查重点实验室资助项目
详细信息
    作者简介:

    魏玺(1998—),男,硕士研究生,主要从事土地资源管理研究,2092388157@qq.com

    通讯作者:

    蔡湘文(1973—),男,副教授,博士,主要从事土地资源管理研究,598196224@qq.com

  • 中图分类号: X171.1

Spatio-temporal characteristics and prediction of carbon storage in terrestrial ecosystems in Lijiang River basin

  • 摘要:

    评估生态系统碳储量,对区域生态管理具有重要意义。利用InVEST模型和PLUS模型,基于解译的土地利用数据和未来土地利用预测数据,研究2000-2020年漓江流域土地利用变化和碳储量时空特征,并预测未来不同发展情景下碳储量的变化。结果表明:2000-2020年漓江流域土地利用变化表现为耕地、林地和草地面积减少,水域、建设用地和未利用地面积增加;受土地利用变化的影响,2000-2020年漓江流域碳储量减少了0.945×106 t,其中2015-2020年减幅最大;碳储量高的区域主要分布在流域西北、西南及东部高海拔地区,碳储量低的区域主要分布在流域中部平原地区且2000-2020年明显扩大,流域内的临桂区、兴安县和灵川县碳储量减少较为显著。预测2030年漓江流域在自然发展情景下碳储量会进一步下降,耕地保护情景下碳储量相较自然发展情景增加0.345×106 t,生态保护情景下碳储量比自然发展情景、耕地保护情景分别增加1.540×106、1.195×106 t。耕地保护情景能够保护耕地数量,但建设用地扩张受到较大限制;生态保护情景能够增强固碳能力,但不能有效控制耕地面积的缩减。未来漓江流域国土空间规划需综合统筹生态保护和耕地保护措施,提升区域碳汇能力,实现绿色可持续发展。

     

  • 图  1  漓江流域行政区划

    Figure  1.  Administrative divisions of Lijiang River basin

    图  2  2000—2020年漓江流域土地利用分布

    Figure  2.  Distribution of land use in Lijiang River basin from 2000 to 2020

    图  3  2000—2020年漓江流域碳储量变化

    Figure  3.  Changes in carbon storage in Lijiang River basin from 2000 to 2020

    图  4  2000—2020年漓江流域碳储量空间分布及变化

    Figure  4.  Spatial distribution and changes of carbon storage in Lijiang River basin from 2000 to 2020

    图  5  不同情景下2030年漓江流域土地利用分布

    Figure  5.  Distribution of land use in Lijiang River basin in 2030 under different scenarios

    图  6  不同情景下2020—2030年漓江流域碳储量空间变化

    Figure  6.  Spatial changes of carbon storage in Lijiang River Basin from 2020 to 2030 under different scenarios

    表  1  漓江流域碳密度

    Table  1.   Carbon density in Lijiang River basin t/hm2 

    土地利用类型$ {C}_{i-\mathrm{a}} $$ {C}_{i-\mathrm{b}} $$ {C}_{i-\mathrm{s}} $$ {C}_{i} $
    耕地[18-21]13.572.6547.40063.62
    林地[19-21]58.3014.5896.00168.88
    草地[21]3.0113.5360.0076.54
    水域[21]2.802.400.005.20
    建设用地[19-21]11.450.9331.4043.78
    未利用地[19-20]3.400.0031.4034.80
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    表  2  不同时段各类土地利用类型面积变化

    Table  2.   Changes in the area of various types of land in different time periods km2 

    年份区间耕地林地草地水域建设用地未利用地
    2000—2005−5.756−2.727−2.4670.46810.6030.014
    2005—2010−9.78912.534−19.6198.2658.2350.393
    2010—2015−17.059−19.6710.4843.20931.0781.821
    2015—2020−60.469−33.278−14.94014.27295.676−1.086
    2000—2020−93.074−43.142−36.54226.213145.5921.141
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    表  3  2000—2020年漓江流域土地转移矩阵结果

    Table  3.   Results of land transfer matrix in Lijiang River basin from 2000 to 2020 km2 

    土地利用
    类型
    耕地林地草地水域建设
    用地
    未利
    用地
    耕地3 421.71080.00618.20918.105101.6250.161
    林地82.57611 314.90354.04615.78537.1241.023
    草地19.60858.7631 646.4175.24228.0850.016
    水域6.5404.7211.497168.2551.5620.004
    建设用地16.3003.6451.4601.402340.5310.005
    未利用地0.0010.0700.0000.0000.0002.055
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    表  4  漓江流域不同土地利用类型碳储量

    Table  4.   Carbon storage of different land use types in Lijiang River basin 106 t 

    年份耕地林地草地水域建设用地未利用地
    200023.157194.36613.4650.0951.5910.007
    202022.565193.63713.1850.1092.2280.011
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    表  5  2000—2020年漓江流域各土地利用类型转化下的碳储量变化

    Table  5.   Changes in carbon storage under the transformation of various land use types in Lijiang River basin from 2000 to 2020

    土地利用类型转化面积/km2碳储量变化/万t
    耕地-林地80.00684.214
    耕地-草地18.2092.353
    耕地-水域18.105−10.577
    耕地-建设用地101.625−20.162
    耕地-未利用地0.161−0.046
    林地-耕地82.576−86.920
    林地-草地54.046−49.906
    林地-水域15.785−25.837
    林地-建设用地37.124−46.442
    林地-未利用地1.023−1.372
    草地-耕地19.608−2.533
    草地-林地58.76354.262
    草地-水域5.242−3.740
    草地-建设用地28.085−9.201
    草地-未利用地0.016−0.006
    水域-耕地6.5403.820
    水域-林地4.7217.728
    水域-草地1.4971.068
    水域-建设用地1.5620.603
    水域-未利用地0.0040.001
    建设用地-耕地16.3003.234
    建设用地-林地3.6454.559
    建设用地-草地1.4600.478
    建设用地-水域1.402−0.541
    建设用地-未利用地0.0050.000
    未利用地-耕地0.0010.000
    未利用地-林地0.0700.094
    未利用地-草地0.0000.000
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    表  6  不同情景下2030年漓江流域不同土地利用类型碳储量

    Table  6.   Carbon storage of different land use in Lijiang River basin under different scenarios in 2030 106 t 

    土地利用类型不同情景下碳储量
    自然发展情景耕地保护情景生态保护情景
    耕地22.20323.16222.203
    林地192.806192.684194.683
    草地13.06813.06813.068
    水域0.1160.0980.096
    建设用地2.6992.2252.384
    未利用地0.0110.0110.009
    合计230.903231.248232.443
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  • 收稿日期:  2022-04-22

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