摘要
土地是生态系统碳储量的重要载体，陆地生态系统的固碳功能在气候调节中发挥着关键作用。人类活动引起土地利用方式和布局的变化，进而导致陆地生态系统的结构和功能发生改变，目前土地利用变化已成为仅次于化石燃料燃烧的第二大碳源，是导致陆地生态系统中碳固持转化为碳排放的重要原因。皖江城市带作为长三角的重要组成部分，积极承担着承接东部发达地区产业转移、促进中部地区崛起的重任，区域内产业化和城镇化的快速发展导致国土空间开发程度进一步加大，结构发生改变，社会经济增长的同时带来碳排放的加剧，评估皖江城市带陆地生态系统储碳功能，对提升区域陆地生态系统固碳能力，探索碳储量最大化导向下的土地利用优化路径，及实现区域碳中和目标均具有重要意义。 为此，在“双碳”目标下和国土空间规划背景下，以皖江城市带2000、2005、2010、2015和2020年的土地利用数据为基础，采用ArcGIS软件分析2000-2020年历史时期的土地利用时空演变特征，再使用Markov-FLUS模型模拟2040年自然发展、生态优先、耕地保护三种情景下土地利用变化，通过InVEST模型测算评估皖江城市带2000-2020年历史时期及2040年三种情景下土地利用变化对碳储量的影响。最终针对碳储量流失最小化导向下的皖江城市带土地利用优化和管理提出建议。主要研究结果如下： （1）皖江城市带土地利用时空演变特征：皖江城市带2000-2020年耕地、林地和草地面积分别减少2041.50km2、130.69km2和49.99km2，建设用地、水域和未利用地面积分别增加2097.48km2、83.13km2和9.78km2。综合土地利用动态度达到0.145。地类转换中耕地的转出和建设用地的转入最为突出。其中合肥、滁州、芜湖市耕地面积的减少和建设用地的增加最多。建设用地的扩张区域主要集中分布在各市原主城区向四周扩散。 （2）皖江城市带碳储量的时空响应：皖江城市带2000-2020年总碳储量和地均碳密度均呈现减少趋势，总碳储量由917.36Tg（1Tg=106t）减少至902.84Tg，地均碳密度由120.71t/hm2下降至118.79t/hm2。高碳固持地类耕地和林地向低固碳地类建设用地转化是造成碳流失最主要原因。碳储量在空间上呈现“北低南高、中间低四周高”分布特征。其中宣城、安庆、滁州是皖江城市带碳储量排名前三的城市，2020年三市之和占总和的54.35%。合肥和滁州是碳储量流失最多的城市，2000-2020年分别流失4.20Tg和2.05Tg，占总流失量的43.01%。 （3）皖江城市带多情景模拟下的土地利用变化：耕地保护情景下耕地增长105.98km2，生态优先情景下林地和草地分别增加27.59km2和7.01km2，不同于自然发展情景中以上三种地类面积持续减少的规律。建设用地在以上三种情景下持续扩张，但耕地保护和生态优先情景下的增长量40.56km2和1113.90km2远小于自然发展情景的增长量1361.60km2。 （4）皖江城市带多情景模拟下土地利用变化对碳储量的影响：不同模拟情景下2020-2040年皖江城市带碳储量存在显著差异，在自然发展、生态优先、耕地保护情景下总碳储量分别减少9.86Tg、6.91Tg、1.64Tg；地均碳密度分别为117.50t/hm2、117.88t/hm2、118.58t/hm2；碳储量减少区面积分别为1993.00km2、1383.46km2、373.76km2。耕地、林地与建设用地间相互转换依旧是引起碳储量减少的主要原因。耕地保护和生态优先情景下的土地利用格局对碳储量流失具有明显缓解作用。
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