摘要
土地作为人类生产活动的空间载体，土地利用结构和覆被变化对陆地生态碳循环体系产生着深远影响，土地利用结构和方式变化是仅次于化石能源燃烧的碳排放第二大来源。因此，对土地利用结构历史演变和碳排放变化规律进行系统分析，探讨土地利用低碳转型和结构优化的实施方案，对促进生态文明建设、打造低碳型社会以及可持续发展战略具有重要意义。河南省作为中国经济、人口大省，历年来能源行业碳排放量均高于全国平均水平，煤炭消费量与碳源基数庞大的特性使其在推进产业结构优化的道路上困难重重，而通过优化土地利用结构的路径实现碳汇和碳源的合理平衡、打造低碳型的社会可持续发展模式，是河南省助力碳达峰、碳中和目标实现的重要突破口。 基于此，本文利用河南省2000—2020年土地利用和相关社会经济数据，分析土地利用变化数量、开发程度和结构转换，进而测算研究时段内土地利用碳排放量，采用空间转移、碳足迹等指标探讨其演变规律，最后根据LINGO和FLUS模型进行土地利用结构优化多目标求解并提出低碳排放实施路径。该研究有助于为“双碳”目标下的河南省国土空间规划体系优化提供相应对策和建议。主要研究结果如下： （1）2000—2020年间，河南省土地利用呈现出明显的变化，耕地、林地、草地和未利用地呈现出逐步降低趋势，相比2000年其面积占比分别下降了1.62%、0.03%、0.03%和0.02%。而水域、建设用地整体呈现显著升高趋势，相比2000年其面积占比分别增加了0.28%、1.42%。耕地为最大输出源、建设用地为最大输入源，其它用地变化幅度较小，土地利用结构存在一定失衡现象。 （2）河南省土地利用碳排放总量整体呈现上升趋势，由2000年的7241.67万t升高至2020年的8852.96万t，增长量约为1611.29万t。碳足迹和生态赤字呈现持续升高的趋势，生态承载力逐渐下降，为消纳碳排放所需的生物生产性土地面积不断升高，大量的碳排放对河南省生态环境已产生严重影响。 （3）以碳排放最小化和经济效益最大化的多目标规划求解，综合了社会、经济和生态等相关因素，空间模拟预测的精度较高，最终土地利用结构优化方案使得河南省土地效益和价值得到有效提升。届时，河南省耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地面积分别为75862.98km2、48877.83km2、8029.53km2、4640.49km2、28200.15km2和17.82km2。 （4）河南省土地利用结构优化后产生的碳排放总量为7457.46万t，相比2020年的碳排放量下降了1395.5万t，耕地和建设用地的碳排放效应得到有效限制和控制，林地碳吸收强度得到大幅度提高。研究结果与优化方案为河南省优化土地空间布局、提高土地碳汇功能、土地资源配置和用地潜力挖掘提出了相应对策建议，对河南省实现低碳可持续发展、碳达峰、碳中和等目标具有积极影响。
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