摘要
土地利用变化碳排放是城市碳排放的主要源头，城市碳排放的增加将严重影响全球气候变化。城市化的快速发展将改变城市原有的土地利用结构，这势必对城市碳代谢平衡造成破坏。所以，基于土地利用视角对城市碳代谢进行研究，有利于城市碳减排、2030年碳达峰与2060年碳中和目标的实现。本文基于2000、2005、2010、2015和2020年5期兰州市土地利用数据，得到城市土地利用时空变化和转移矩阵；结合统计数据、碳排放系数（化石燃料、农业生产活动与牲畜呼吸碳排放系数）和土地利用类型碳汇系数核算了2000-2020年城市各土地利用类型的碳排放量、碳汇量和净碳排放量；通过构建水平方向上的碳流模型，完整地追踪了碳元素在城市土地利用系统内部的足迹，基于生态网络分析方法分析土地利用变化对城市碳代谢的影响，构建城市碳代谢的驱动因素体系，利用地理探测器模型对城市碳代谢变化的驱动因素进行定量分析。研究结果如下： （1）2000-2020年，草地、林地和未利用地面积先增加后减少，平均面积分别占总面积的60.19%、7.00%和0.60%；耕地面积逐渐减少，平均面积占总面积的27.87%；建设用地和水域面积逐渐增加，平均面积分别占总面积的3.80%和0.54%。兰州市土地利用类型之间的流动较频繁，流动较多的土地利用类型为耕地和草地，流动较少的土地利用类型为水域和未利用地；耕地和草地流出面积大于流入面积，林地、建设用地、水域和未利用地流出面积小于流入面积。 （2）2000-2020年，土地利用变化碳排放量先增加后减少，其中建设用地碳排放量占比高达98.18%，先增加后减少；碳汇量仅能抵消碳排放量的0.57%，先下降再上升后下降。耕地和建设用地碳排放系数先增加后减少，从空间分布来看，土地利用类型高碳排放系数区域呈现向北部扩散的趋势，土地利用类型高碳汇系数分布区域变化较小且分布于城市高海拔地区。 （3）2000-2020年，土地利用变化导致的净碳流量均为负值，土地利用变化导致碳排放的增加，积极碳流和消极碳流主要来源于建设用地与草地、耕地、林地之间的流动。土地利用类型在城市碳代谢系统中的生态关系主要以掠夺限制和竞争关系为主。 （4）兰州市碳代谢驱动因素分析显示，驱动因素对城市碳代谢变化的影响排名为：地貌类型＞海拔＞年均降水＞夜间灯光＞人口密度＞植被类型＞年均温＞坡向＞GDP＞NDVI；地貌类型、海拔和年均降水的q值均超过25.00%，夜间灯光、人口密度和植被类型的q值均超过10.00%；年均温、坡向、GDP和NDVI的q值均没有超过10.00%。驱动因素对城市碳代谢的影响存在交互作用，呈双因子增强和非线性增强效应，没有独立起作用的驱动因素。
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