成渝城市群陆地碳排放时空变化及效应研究

碳达峰和碳中和是中国立足于经济发展阶段和全球可持续发展要求提出的一项战略目标。开展县级尺度土地利用碳排放研究对指导区域实现“双碳”目标具有重要意义。文章以成渝城市群为研究对象,基于2000-2020年土地利用数据、统计年鉴数据和夜间灯光遥感数据,探究成渝城市群碳排放和碳生态效应,并对碳生态压力进行评价。结果表明：（1）2000-2020年成渝城市群土地利用净碳排放呈增长趋势,年均增长289.90万t,且增速逐年减缓,主要碳源为建设用地,总体呈增长状态,年均增长291.70万t;林地是主要碳汇,呈缓慢增长。（2）碳源和碳足迹主要集中在成都市和重庆市主城区范围,部分分散在各地级市中心城区,碳汇主要分布在成渝城市群外围高山丘陵区,包括川西高原的部分区县、川东平行岭谷和重庆部分山区。（3）研究区总体呈碳赤字,碳生态承载力总体变化不大,碳足迹和碳赤字都呈增长趋势,年均增长率分别为9.78%和12.18%。（4）高度碳生态承载力区主要分布在成渝城市群外围区县,高度碳生态压力区集中在以成都市和重庆市主城区为核心的区域以及各地级市主城区;研究区内部分区县碳生态压力有所缓解,但整体上陆地生态系统碳循环压...     

山西省县域碳排放时空格局及影响因素分析

文章基于2006-2017年山西省118个县域碳排放数据,采用变异系数、空间自相关分析和时空地理加权回归模型（GTWR）对山西省县域碳排放时空格局和影响因素进行分析。结果表明：时间上,2006-2012年山西省县域碳排放量增长迅速,高碳排放区逐渐扩大;2012年之后各区县碳排放量较为稳定,且稳中有降。空间上,山西省县域碳排放呈中间高、东西低的分布格局;县域碳排放存在显著的空间不平等性和集聚性,表现为逐渐下降的特征;在局部范围内具有较高的空间依赖格局,大部分碳排放高（低）的县域相邻,且汾阳市、孝义市、介休市和大同市城区存在“高碳锁定”效应。各影响因素呈现较强的时空异质性,人口规模和产业结构是碳排放的主导因素,对山西省县域均为正向影响,且产业结构的影响逐年上升;城镇化率和经济发展水平对山西省县域碳排放影响较小,且对大部分区县具有负向影响。因此,分析山西省县域碳排放时空格局演变特征和各因素对不同县域碳排放的影响程度,可为实现区域差异化碳减排政策提供指导。     

基于不同土地利用方式的安徽省碳排放效应及时空差异分析

土地利用变化与碳排放密切相关。运用相关统计数据,依据碳排放模型、碳足迹模型、K-均值聚类法,测算并分析了安徽省不同土地利用方式下的碳排放状况及时空变化。结果表明,2001~2010年安徽省碳排放主要有以下特点:1)碳净排放量逐年递增,建设用地占总排放的95%以上。2)能源消费碳足迹总体增加,生态赤字不断扩大。3)各市碳排量差异显著,地域分配不均。     

中国土地利用碳排放变化及协调分区

土地利用变化所产生的碳排放已成为地区碳排放的主要来源之一,为了探究其变化以全国30个省市为研究对象,基于2001～2019年MODIS的MCD12Q-LUCC数据,通过碳排放系数法,聚类与异常值分析法,从碳排放经济贡献系数、碳生态承载系数及二者的耦合协调关系等角度探讨了近19年间全国各省土地利用碳排放的空间特征并进行了分区研究.结果表明：(1) 2000～2019年全国土地利用碳排放量增长显著,但在2011年后碳排放量增长率变得平缓,而碳汇量的增长则相对缓慢,二者间的差距仍较大.(2)聚类与异常值分析显示研究期内全国各省市土地利用碳排放高值集聚中心由广东、江苏等省份转移到河北、山西、内蒙古等省份且集聚状态越来越明显.(3)全国各省市碳排放经济贡献系数呈现南高北低的空间特征,生态承载系数则呈现出由西高东低逐渐发展为中高东低,北部次之的特征,两者的耦合协调度呈现出下降的趋势.(4)本文基于碳排放经济贡献和碳生态承载,将各省划分为低碳保持区、经济发展区、碳汇发展区和综合优化区这4类,并提出各自的发展建议,争取实现碳中和与低碳可持续发展.     

基于NPP-VIIRS夜间灯光的长株潭地区县域土地利用碳排放空间分异研究

从县域尺度开展土地利用碳排放空间分异研究,对指导区域实现碳达峰及碳中和目标具有重要意义.基于2013—2019年NPP-VIIRS夜间灯光数据测算长株潭地区县域土地利用碳排放,并运用探索性空间数据分析和地理探测器,对长株潭地区县域土地利用碳排放空间分异特征及影响因素进行分析.结果显示：①2013—2019年,长株潭地区县域土地利用碳排放差异较为显著,基本上在波动中呈递减趋势,空间上呈现自中部地区向四周地区渐弱的态势;②2013—2019年,研究区土地利用碳排放Moran''s I值呈"上升下降再上升"的趋势,由2013年的0.275841最终减少为2019年的0.270621,空间集聚特征较为显著,总体呈正相关;局部空间自相关均未出现高低、低低集聚型区域,且高高集聚型区域固定为湘潭市市辖区;③综合4年指标探测结果来看,长株潭地区县域土地利用碳排放影响因素的解释力q值为0.200~0.868.其中,单位能源消耗碳排放、第一产业产值比重、人均土地面积、土地利用程度指数、城镇化率在研究期间出现频率较高且出现时的q值均大于0.50,且任意两个影响因素交互作用后影响力表现为双因子增强和非线性增强.     

基于市域尺度的陕西省碳排放空间特征分析

为完善陕西省节能减排措施并减少碳排放量,基于市域尺度视角,采用空间统计分析及空间自相关法,借助ArcGIS技术分析陕西省2000～2017年的碳排放量、碳排放强度时空变化特征及空间集聚特征.研究发现:陕西省整体碳排放量呈增加趋势,碳排放强度显著降低,处于低碳排放区和高碳排放强度的市区数显著减少;部分城市上升至次高碳排区...     

江西省土地利用碳排放空间格局及碳平衡分区

二氧化碳浓度升高,导致全球气候变暖,生态环境问题逐渐凸显. 为此,绿色、低碳和循环发展成为我国当前工作重点. 江西省作为长江经济带生态文明建设的重要节点,大规模的城镇化建设导致碳排放量增加. 鉴于此,基于土地利用和能源消费数据构建碳排放量计算模型,探究江西省2000—2018年的碳排放空间格局特征,通过基尼系数、经济贡献系数和生态承载系数等多种分析方法探讨区域内的碳排放空间差异以及碳收支情况,同时从经济和生态的角度进行碳平衡分区并提出针对性的策略. 结果表明:①江西省2000—2018年土地利用碳排放总量逐年上升,从1 215.687×104 t增至4 907.425×104 t,总体表现为净碳源,碳减排压力较大. ②江西省碳排放空间格局呈现北高南低、西高东低的特征,北部和西部地区的碳排放总量明显大于南部和东部地区,其碳排放总量与各区域内的土地利用结构以及能源消费结构密切相关. ③江西省历年的碳补偿率均低于34%且逐年递减,碳补偿率、经济贡献系数和生态承载系数三者均空间差异明显,其中北部地区的碳补偿率低于南部地区,南部地区、东北地区的经济贡献率和生态承载系数高于西部地区. ④基于碳平衡分析,根据净碳排放量、生态承载系数等指标将江西省各地级市划分为4个碳排放发展功能区域,即碳汇功能区、低碳经济区、碳强度控制区、高碳优化区. 研究期内碳汇功能区数量变化较大,逐渐转为低碳经济区;碳强度控制区和高碳优化区数量基本无变化. 研究显示,江西省土地利用碳排放空间差异显著,协同减排的困难较大,为此根据碳平衡分区调整土地利用结构,有利于促进区域协同减排,推动全省低碳经济的发展,缓解因碳排放引起的全球气候变化问题.      

四川盆地西北部土地利用碳排放时空变化分析：以绵阳市为例

土地利用碳排放时空研究对了解人类活动对自然环境的影响程度、机制以及制定差异化的区域碳排放政策具有重要作用。文章通过解译2000-2015年遥感影像获得土地利用数据,再利用同期化石能源消费数据,构建碳排放模型、碳足迹和碳足迹压力指数模型,对研究区15 a的土地利用碳排放进行定量分析。结果表明:(1)碳排放与碳足迹总体呈先增加后减小的趋势,2005年达到最大,净碳排放量为2 742 217 t,碳足迹达到774 257 hm~2;总体表现为碳赤子。(2)碳源和碳汇分别主要源于建设用地和林地,建设用地碳源呈先增加后减少趋势,2005年最大值达到3 184 760 t,林地碳汇表现为缓慢波动增加趋势,2010年达到最大值437 387 t,占碳汇总量98%以上。(3)土地利用碳排放、碳足迹与碳生态压力区域性显著,东南丘陵、平坝区域碳排放和碳足迹大,表现为碳赤字,西北山地区域碳排放和碳足迹小,为碳盈余;江油、涪城和安州等东南部县市区为碳赤字,北川和平武为碳盈余。因此,节能减排的重点任务是发展低碳节能经济,继续实施退耕还林还草和封山育林政策,提高东南部县市区的化石能源利用效率。     

基于土地利用变化的陕西省植被碳汇提质增效优先区识别

在“双碳”目标背景下,陆地植被生态系统碳汇是实现碳中和目标的重要方式。为有效识别植被碳汇服务功能提质增效的优先区,利用InVEST模型定量评估陕西省植被碳储量时空演变特征及分布格局,分析土地利用/覆被类型变化对碳储量变化的影响,研究林草生态建设碳汇增长空间差异,确定林草生态建设提质增效对象区域。结果表明：（1）陕西省土地利用类型主要以耕地、林地、草地为主,土地利用类型转移变化也主要发生在三者之间;（2）1980― 2020年陕西省生态系统碳储量总体增加91.88×10⁶ t,增幅3.16%,呈现出“总体上南高北低、局部地区明显过高或过低”的地带性分布特征;（3）退耕还林（草）工程对碳汇能力提升效果明显,存在全局空间相关性,表现为一定的空间趋同集聚现象;（4）陕北地区为生态保护修复工程极优先区和优先区,陕南地区为中等优先区,关中地区为一般优先区。研究基于不同区县生态系统碳汇年均增长率的差异,确定生态治理优先区域,可为实现生态修复工程主导模式的分区管理以及碳汇能力提质增效提供参考。     

西北五省碳排放时空格局及影响因素研究

西北五省地理位置和生态环境特殊,经济发展相对落后,要在促进经济社会发展的同时兼顾减碳、控碳的目标,非常具有挑战。文章分析了西北五省碳排放变化情况,采用空间自相关刻画了在县域尺度下研究区域内部碳排放指标的空间关联性,借助趋势面模拟了研究区域内碳排放在空间上的分布规律,运用地理加权回归模型定量描述了各区县碳排放总量影响因素的空间异质性。结果表明：西北地区各县域碳排放量差距逐渐增大,高碳排量县域数量明显增加,空间不均衡程度明显,多极化特征日趋显现;各区县碳排放量空间集聚模式变化程度较小,H-H集聚和L-L集聚是其主要集聚模式;高值县域逐渐向东部和南北方向中部的区域集中,分异情况逐渐显著;由技术引领的产业与生产方式优化在节能减排的道路上发挥的作用越来越大,应因地制宜采取差异化的控碳策略。     

黑土耕作区土壤含水量空间自相关及农业生产分区

论文以东北黑土耕作区土壤表层（0~20 cm）含水量为研究对象,基于3S技术和Moran指数进行空间自相关分析,掌握黑土区土壤表层含水量的空间自相关类型及其分布格局,划定农业生产中的优先区域,为农业生产中土壤含水量的分区管理、农业设施合理配置提供理论依据。结果表明：海沟河小流域土壤含水量空间差异大,变异程度为中等变异,受人类活动等随机因素的影响较大;全局空间自相关系数为0.417 7,表现出较强的正自相关特征,且不同方向存在较大差异;局部空间自相关系数为0.374 4,局部空间自相关类型主要为H-H型（高-高关联）和L-L型（低-低关联）,空间集聚特征明显,H-H型主要分布于研究区西北部地势平坦的地区,形成高含水量且高度空间自相关的格局,耕作优势突出,为农业生产中的优先区域,L-L型分布于东部山地与平原的过渡带,形成低含水量集聚的格局,为农业生产中的一般区域。基于土壤含水量空间自相关分布特征,进行农业生产区域的划定及分区管理具有重要的实践价值。     

旅游导向下自然保护区外围区空间演变——以长白山国家级自然保护区外围区为例

自然保护区的外围地区是自然保护区旅游服务的主要集聚地，同时也承担着生态保护和区域社会经济发展的重要功能，厘清自然保护区外围区空间演变特征与机制对于自然保护区及周边的整体性保护和可持续发展具有重要意义。以土地利用变化为切入点，探讨旅游导向下长白山自然保护区外围区的空间演变，界定自然保护区外围区“生态稳定—生产生活—旅游服务”三大功能空间，构建基于土地利用类型划分的功能空间识别方法，结合多源数据，对2005—2020年间长白山自然保护区外围区空间演变特征进行分析并探讨其驱动机制，结果发现：（1）长白山自然保护区外围区以生态稳定功能空间为主导，但逐渐向生产生活功能空间和旅游服务功能空间转化，功能空间变化主要集中在人为活动较为密集的城镇周边。（2）生态稳定功能空间先扩大后减小，景观格局逐渐多元化。生产生活功能空间不断增加，城镇化快速发展，推动大量生态稳定功能空间转化为生产生活功能空间。旅游服务功能空间显著增加，逐渐带动地方形成以旅游为主导的产业结构，推动生态稳定功能空间、生产生活功能空间向旅游功能空间转化。（3）功能空间转化受自然环境、政策落实和社会经济发展等多种因素影响，其中政策落实、城镇发...     

基于InVEST模型和PLUS模型的环杭州湾生态系统碳储量

研究土地利用方式与生态系统服务碳储量的关系,对于区域碳排放管理具有重要意义.利用InVEST模型碳储量模块和PLUS模型,探究并预测研究区2000～2018年和2018～2030年生态系统碳储量时空变化特征及其与土地利用方式之间的关系.结果表明,研究区2000、 2010和2018年碳储量分别为7.250×10⁸、 7.227×10⁸和7.241×10⁸ t,呈先减后增趋势.土地利用类型变化是导致生态系统碳储量变化的主要因素,建设用地的快速扩张导致碳储量降低.与土地利用类型相对应,研究区碳储量空间分异显著,并以碳储量分界线为界,呈现“东北低西南高”特征.预测结果显示,至2030年碳储量为7.344×10⁸ t,较2018年增加1.42%,林地面积的增长是主要原因.     

中国省域碳排放强度的集聚效应和辐射效应研究

估算了中国1997—2013年30个省(市、自治区)的碳排放强度数据,并利用全局Moran's Ⅰ指数、局域Moran's Ⅰ指数以及莫兰散点图从集聚效应和辐射效应两个角度考察了我国区域碳排放强度空间分布特征.结果显示:1集聚效应:我国省域碳排放强度具有明显的空间集聚特征,碳排放强度水平相似区域倾向于相邻分布;另外,碳排放强度空间分布呈现不断优化的趋势,即"低-低"集聚不断增加,"高-高"集聚逐渐减少.2辐射效应:内蒙古、宁夏和山西等省对周边地区的碳排放强度具有明显的正向辐射效应,广东、福建和浙江等省对周边地区碳排放强度具有明显的负向辐射效应.最后,据此提出政策建议.     

浙江省都市区碳排放时空演变及其影响因素

都市区建设促进城镇协同发展,对碳排放产生了影响,因此研究都市区建设与碳排放的关系,有助于探索减排的有效途径。基于浙江省各县市区2010—2018年间土地利用、能源消费等数据,测算碳排放量;利用空间自相关方法和空间计量回归模型,探讨四大都市区碳排放的时空演变特征及其影响因素。结果表明：（1）杭州都市区是浙江省最大的碳排放都市区,其次是宁波、温州和金义都市区。（2）碳排放在空间上具有明显的集聚特征。不同都市区碳排放的时空演变特征具有显著的差异性。（3）都市区建设有助于各城镇的协同作用,促进资源的高效配置和利用,进而降低碳排放。（4）都市区碳排放的影响因素和驱动机制受到都市区发展阶段和特色影响,形成不同的空间特征。（5）都市区低碳建设任务和方案是由其独特的碳排放驱动机制和时空演变特征决定的。     

成渝城市群碳排放时空趋势特征及影响因素分析

县域是中国经济发展与减排治理的基本单元,而成渝城市群作为中国西南地区经济发展的新极点,是潜在的碳排放增长区,研究并揭示城市群县域碳排放时空演变特征与影响因素对区域差异治理与“双碳”目标的实现具有重要意义。文章使用成渝城市群2008-2017年县域碳排放数据通过空间数据,在考虑区域范围差异的前提下探究其时空演变特征与影响机制,结果表明：（1）2008-2017年成渝城市群县域碳排放量整体呈上升趋势,增长过程大致分为快速抬升-缓慢上升-高位波动3个阶段,并以2011年为主要分界点整体呈现出“先快后慢,波动涨幅”的增长态势。（2）县域碳排放具有明显的东北-西南向差异,空间极值化趋势明显。高-高集聚区县集中在重庆、成都城市群内;低-低集聚的区县数量稳定,主要集中在成渝城市群西南部。城市群整体呈现出较为明显的空间撕裂状态。（3）在单因子分析中,前期地区生产总值、第二产业产值与政府财政支出对区县碳排放的影响程度最高,随时间推移年末人口总数、人均地区生产总值和城镇化率的影响程度逐渐上升并跃居前位。交互因子探测结果显示,区县碳排放增长是多种影响因子综合作用的结果,地区生产总值自始至终是影响县域碳排放的...     

东北三省农田生态系统碳排放时空分异特征及驱动因素研究

根据2000—2014年东北三省碳排放的相关数据,结合空间探索性分析及地理加权回归等模型方法,对研究区农田生态系统碳排放量的空间集聚性、差异性及其重要驱动因素进行研究.结果表明:东北三省农田生态系统碳排放量存在比较显著的全局空间正相关,自相关性在整体上表现出逐渐增强的趋势,到2014年全局Moran's I指数达到最高值0.3395.在局部空间相关关系上,东北三省农田生态系统碳排放量的高-高区域集中在黑龙江省和吉林省,低-低地区主要集中在辽宁省,表现出不平衡的发展格局.人均GDP对农田生态系统碳排放有负效应,总人口数对农田生态系统碳排放的影响从正效应转变为负效应,化肥施用对农田生态系统碳排放影响程度的空间分布格局发生了较大变化,代表生产技术水平和能源消耗的农业化肥施用量和农业机械总动力因素对农田生态系统碳排放的影响较大,东北三省农田生态系统碳排放和农业机械总动力相关程度有逐渐趋同的趋势.     

黄河流域碳水足迹评价及时空格局研究

目前,水资源短缺是制约黄河流域生态保护和高质量发展的重要因素。基于碳水关联视角,引入足迹广度和足迹深度,该文对2005-2017年黄河流域碳水足迹进行评价,并对流域内碳水足迹广度、深度进行了空间关联性分析。结果显示:(1)黄河流域当前暂处于碳水盈余阶段,但盈余值趋于减少,碳水生态压力逐年增大。其中青海、四川为碳水盈余状态,山西碳水为生态赤字,其他省份均为碳盈余水赤字状态。(2)碳足迹广度高值区集中在黄河中下游地区。山西、宁夏、陕西3省碳足迹深度均高于自然原长值1,碳生态可持续发展能力弱。(3)水足迹广度呈波动下降趋势,除四川、青海外,其余7省水足迹深度值均高于1,水资源保护与改善任务艰巨。(4)黄河流域碳足迹广度呈显著空间集聚现象,碳足迹深度呈空间随机性,水足迹广度和深度均呈微弱的空间正相关性。因此,应因地制宜,以生态承载力为切入点,制订经济、社会及资源环境中长期计划。     

陕西省碳排放时空格局演变及其影响因素

基于DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光数据,运用探索性空间分析、冷热点分析和标准差椭圆分析等方法,估算了2000～2020年陕西省碳排放量,探讨了陕西省碳排放的时空演化特征,并构建了空间杜宾面板模型分析其影响因素.结果表明:(1)2000～2020年陕西省碳排放总量呈现持续增长趋势;碳排放分布具有显著的地域差异规律,呈现“陕北>关中>陕南”的分布态势.(2)碳排放重心向陕西东北方向移动,说明陕西东部地区和北部地区对全省碳排放量的影响作用加强;碳排放具有显著的空间正自相关性,即表现为集聚效应;碳排放的冷热点转化较为明显,热点在陕北地区扩张,冷点逐渐消失.(3)陕西省碳排放的直接正向影响因素有城镇化率、人口数量、单位GDP能耗、产业结构和经济增长,其中城镇化快速发展和人口规模扩大是陕西省碳排放持续增长的主要推动力.     

皖江城市带国土空间利用效率与高质量发展的时空耦合

国土空间利用效率是区域经济社会发展质量的指示要素,与高质量发展的时空耦合关系对推进区域协同发展具有重要影响。在主体功能区划基础上,综合应用超效率模型、空间分类、空间自相关和耦合协调模型,揭示皖江城市带2011—2019年国土空间利用效率和高质量发展的耦合关系。结果表明：（1）皖江城市带重点开发区的国土空间利用效率明显大于重点生态功能区和国家农产品主产区,年度差距呈现重点开发区>国家农产品主产区>重点生态功能区的时序分异格局。（2）国土空间利用高效率区集中分布在芜湖周围,且高值集聚现象逐渐被打散,一般效率区主要分布在安庆和池州辖区内,低效率区逐渐向北迁移,覆盖滁州等地。（3）国土空间利用效率与高质量发展的全局空间相关作用由负转正,局部空间关联主要以显著HH区和显著LL区为主,显著HH区主要分布在皖江城市带的东南地带,显著LL区集中分布在北部地区,集聚范围有所扩大。（4）国土空间利用效率和高质量发展的耦合协调水平逐渐提升,城镇空间的耦合协调度趋向低度协调,农业空间由高度磨合向高度协调过渡,生态空间逐渐转向低度协调,综合水平的耦合协调度始终较高。