Spatiotemporal Patterns of Carbon Storage and Their Driving Mechanisms Under Multiple Land-Use Scenarios: A Case Study of the Henan Section of the South-to-North Water Diversion Project
Xiaoyang Li · Wei Zhang · Qi Jia 等 4 人
结合PLUS、InVEST与地理探测器,模拟南水北调河南水源区多情景土地利用与碳储时空演变及驱动机制
PLUS-InVEST-GeoDetector耦合框架,2002-2023年土地
碳储呈西高东低格局,生态保护情景固碳最优,生态用地为主要碳汇、耕地为主要排放源。
可引入多目标优化与政策成本约束,量化水源区生态保护与耕地保护的碳汇权衡协同路径。
核心期刊论文,方法组合新颖、情景模拟数据扎实,对水源区生态保护与土地利用规划有参考价值,但属区域案例研究,公共影响层级有限。
南水北调工程河南段水源区是重要的生态保护区域,土地利用格局的变化会对区域碳汇能力和长期生态稳定性产生不利影响。为探究碳汇的时空分布特征并厘清其变化的驱动因素,本研究构建了PLUS、InVEST与GeoDetector相结合的分析框架。选取南阳市西川县、西峡县、内乡县和邓州市四个行政区作为研究区,四者共同构成中线工程河南水源区。基于2002—2023年土地利用记录,分析了生产—生活—生态(PLE)土地利用结构的变化,并在自然发展、生态保护、耕地保护和工程安全四种发展情景下模拟了至2030年的碳储量动态。结果表明,生态用地逐步扩张,而耕地和一般生态用地呈现出不同的发展轨迹。空间上,碳储量表现出显著的西高东低格局,高密度区集中于西北部山地丘陵地带的重点生态用地,低密度区则主要分布在东部平原、城市建成区和丹江口水库水面。观测期内,碳增益斑块在西北部山区和水库周边生态修复带不断扩展,而碳损失区域则从零星热点逐步向东部平原和河谷蔓延。区域碳汇初期略有下降,随后呈逐步增加趋势。生态用地是主要的碳汇来源,而耕地贡献了最大的碳排放份额。在各模拟情景中,生态保护情景的碳固持效果最佳,其次是耕地保护情景,而自然发展和工程安全情景的碳固持效果相对有限。四种情景下,2030年预测空间布局均保持了西高东低的基本格局,但在增益与损失的分布上存在显著差异:生态保护情景在西北部山区形成了连片的碳增益斑块,并