中国耕地利用净碳汇时空演进及综合分区

耕地利用净碳汇是影响耕地利用进程的重要因素，分区优化耕地利用是实现中国农业绿色、可持续发展的有效手段。基于耕地利用碳源-碳汇视角测算了2005-2020年中国31省（市、区）耕地利用净碳汇量，利用核密度估计分析其动态演进趋势，并探究耕地利用净碳排放与农业经济的脱钩效应；结合脱钩结果和粮食产区进行综合分区优化，借助灰色模型预测了2021-2035年各综合分区的净碳汇量及脱钩状态。结果表明：1）研究期内耕地利用净碳汇量呈波动式上升，年均增速3.740%，粮食主产区碳汇能力优于其他粮食产区；2）核密度估计显示，中国耕地利用净碳汇地区差距逐渐缩小，但仍存在区域发展不均衡，粮食主产区、产销平衡区和主销区均呈向碳汇高值区的扩散态势；3）研究期内耕地利用净碳排放与农业经济脱钩状态主要为强脱钩，2020年除北京、上海、广东和海南外，其他省（市、区）均处于实现经济效益和生态效益协调的综合分区；4）预测2021-2035年中国耕地利用碳汇能力保持平稳增长，各综合分区脱钩状态主要为强脱钩。并对全国及各综合分区提出针对性优化策略，推进实现耕地利用低碳、绿色、高质量发展。     

山东省农业净碳汇时空演化特征分析

基于农地利用、水稻种植、畜禽养殖、秸秆焚烧4大方面25类主要碳源和17类主要农作物碳汇,测算了山东省2000—2015年及全省17个地级市2000年、2007年、2015年的农业碳排放量和碳汇量,在此基础上计算出农业净碳汇量和净碳汇强度,并对其时空演化特征进行分析。结果表明,2000—2015年间山东省农业净碳汇总量和净碳汇强度均呈上升趋势,分别增长33.05%和39.14%,农业发展的碳效应以碳汇为主,减排增汇效果明显;农业净碳汇量区域差异明显且随时间的变化呈扩大趋势,存在净碳汇量持续增长型、波动增长型、波动下降型和持续下降型4种类型区;农业净碳汇强度区域差异较明显,亦随时间变化呈扩大趋势,存在净碳汇强度持续增长型和波动下降型2种类型区;基于空间分布特征,将各地级市净碳汇量和净碳汇强度分别划分为低、较低、中、较高和高5个等级区,2000—2015年间净碳低汇区空间分布格局相对稳定,其他4个等级区发生了较大幅度的变化,净碳高汇区向鲁西地区集中,净碳较高汇区向鲁东南地区分布;净碳汇强度空间分布格局发生了较大幅度的变化,净碳汇高强度区由鲁中向鲁西和鲁西南地区扩展,净碳汇较高强度区由鲁中向鲁东南地区扩展。     

中国农业净碳汇的时空动态及其驱动因素

[目的] 在"双碳"战略背景下,明确我国农业净碳汇的时空动态及其驱动因素,为促进我国农业低碳发展提供理论依据。[方法] 基于水稻种植、农地利用、农用物资及畜禽养殖4大方面19类主要碳源和7类主要碳汇,测算2002—2022年我国及31个省市区(除港澳台)农业净碳汇,运用Arc GIS统计软件分析其时空动态,并采用LMDI模型分析影响我国农业净碳汇的因素。[结果] 我国农业碳排放的主要碳源已由畜牧业的肠道发酵和粪便管理转向种植业的农用物资;碳汇以水稻和玉米的贡献为主;农业净碳汇和碳汇水平整体呈现波动上升的态势,不同地区的农业净碳汇和碳汇水平表现为东北部高西部低的空间分布格局;农业净碳汇存在显著的全局空间正相关,各地区呈现出高高聚集或低低聚集的特征,且空间聚集呈增长趋势;农业净碳汇强度、农业产业结构和农村人口规模在抑制农业净碳汇方面发挥了重要作用,农业经济发展水平在一定程度上增强了碳汇能力。[结论] 我国农业净碳汇呈现明显向好趋势,提高农业生产水平、优化农业产业结构对推动我国农业低碳发展、实现低碳循环具有重要作用。     

中国耕地多功能耦合协调时空演变及其驱动因素

为探究耕地多功能耦合协调演变规律及其驱动因素,该研究依据2000－2018年中国30个省级行政区统计数据,综合评价耕地\     

珠三角耕地利用转型的时空演化特征及其影响因素分析

为推进珠三角耕地保护、优化耕地利用格局,将耕地利用转型内涵进一步深化,从结构、效率和功能3个维度构建指标体系,运用熵权法、ArcGIS空间分析和灰色关联分析等方法揭示了珠三角地区耕地利用转型的时空演化特征及其影响因素。结果表明：(1)区域耕地利用形态诊断可以从结构、效率和功能三方面度量;(2)珠三角整体耕地利用综合转型水平呈上升态势,城市间综合转型水平差异明显并呈缩小趋势;(3)珠三角耕地利用综合转型在空间上呈“核心—边缘”分布特征,中心城市转型水平较低;(4)各市在结构、效率和功能转型3个层面的得分具有不均衡性,转型优劣有所差异,其中深圳效率转型指数上升293.12%,广州结构转型指数下降19.76%,中山功能转型指数下降20.69%。(5)城镇化率、人均GDP和人均固定资产投资对耕地利用转型的影响较为显著。综上,珠三角耕地利用朝优化方向转型,但区域间转型差异仍不可忽视。人口和社会因素对珠三角耕地利用转型具有较大的推动作用。     

黑龙江省粮食生产与耕地利用耦合分析

为较好地分析黑龙江省粮食—耕地耦合系统的动态变化特征及未来发展趋势,在构建黑龙江省粮食生产与耕地利用指标体系的基础上,采用主成分分析法和耦合模型对研究区1980-2010年粮食生产与耕地利用两系统的发展过程及耦合态势进行分析.结果表明:(1)研究期间黑龙江省两系统走势相近且呈上升趋势;(2)耕地利用系统演化速度在1980-1990年大于粮食生产系统演化速度,而1990-2010年则恰好相反;(3)两系统的耦合态势表现为先由协调演化为不协调,再向协调方向发展.今后在深入挖掘耕地资源潜力和有效提高粮食生产能力的同时,应积极有效地促进耕地与粮食两系统的协调发展.     

安徽省耕地集约利用时空变化特征研究

对安徽省17个地市1996-2005年的耕地集约利用水平进行评价,分析其时空变化特征,为安徽省耕地资源的集约利用提供政策依据.研究结果表明:①耕地集约利用水平与耕地投入强度、利用程度和利用效益有关,其中耕地利用效益对其影响较大;②"十五"时期和"九五"时期相比,全省大部分地市耕地集约利用水平有所上升.其中,耕地投入强度有所加大,而利用程度和利用效益有所下降;③全省耕地集约利用水平空间差异显著.耕地投入水平南高北低,耕地利用程度和利用效益与之呈相反的规律,南低北高.     

陕西省保护性耕作净碳汇的时空演变及差异性分析

保护性耕作是提升耕地系统固碳减排能力的重要措施。分析保护性耕作净碳汇效益及差异特征对于优化保护性耕作推广政策和农业助力国家“双碳”目标具有重要现实意义。该研究在测度2000—2020年陕西省各市保护性耕作净碳汇的基础上,利用Kernel密度函数、趋势面分析和Dagum基尼系数分析其时空演变格局及差异性特征。研究结果表明：1）陕西省保护性耕作净碳汇随时间整体呈“稳定-上升-波动上升”趋势,其由2000年的57.76万t上升至2020年的129.30万t,增幅为123.86%,且其净碳汇及净碳汇强度在空间上均表现出“中部高-南北低”的分布格局。2）保护性耕作净碳汇Kernel密度曲线随时间呈“主峰右移、波峰渐宽”并伴有“右拖尾”的演变特征;空间趋势面在东西方向较为平缓,而在南北方向上呈倒U型分布,分异特征明显。3）全省保护性耕作净碳汇基尼系数由2000年的0.50降至2020年的0.45,区域间差异（贡献率均值为67.22%）是其空间非均衡性的主要来源,但关中地区的内部差异大于陕南和陕北地区。研究结果将为陕西省区划保护性耕作推广的核心区域和重点区域提供理论依据,同时为全国确定保护性耕作的重...     

徐州市农业碳排放时空特征与脱钩效应

[目的] 分析徐州市时空尺度下农业碳排放时空特征与脱钩效应,为江苏省徐州市及其周边资源型城市未来农业的绿色高质可持续发展以及农业经济的良性增长提供理论与数据参考。[方法] 采用排放系数法测算2000—2020年时空尺度下徐州市农业碳排放总量、强度和结构,而后基于Tapio脱钩模型分析其与农业经济发展间的脱钩关系。[结果] ①徐州市农业碳排放变化趋势总体呈“快速上升—波动上升—快速下降”3阶段,从2000年的1.61×10⁶ t先增后减至2020年的1.69×10⁶ t,形象地表现为“M”形。对农业碳排放贡献率大小依次是耕地利用(46.44%)、作物种植(31.90%)和牲畜养殖(21.66%),化肥是最主要碳源。②徐州市各区(县、市)农业碳排放量差异明显,经历了由升到降的长期演化进程,空间层面上总体呈现出“中部高,周边低”的分布格局,邳州市最为突出; ③徐州市农业碳排放与农业经济发展总体经历了“弱脱钩—强负脱钩—扩张负脱钩—强脱钩”的变化历程,且“十三五”以来主要表现为强脱钩。[结论] 徐州市农业碳排放随着低碳减排理念的不断深入而日趋合理,农业经济发展也取得了一定成效。     

中国土地集约利用与区域生态效率耦合协调度时空格局

土地集约利用与区域生态效率的耦合协调发展对城市可持续发展和生态文明建设意义重大。该文采用熵权法和非期望产出的超效率SBM模型分别评价了2004—2016年中国284个地级市土地集约利用程度和区域生态效率;在此基础上,分别运用耦合协调度模型和空间自相关分析方法研究了两者耦合协调度及空间关联格局的时空演变特征。研究结果表明:当前中国城市土地集约利用与区域生态效率协调性整体处于轻度失调阶段,但耦合协调度随时间呈逐步增强态势。协调度空间分布整体呈现“东部和中部高,西部低”的格局,且随时间推移发生较小改变。全局空间自相关结果表明:耦合协调度存在显著空间正相关性,且随时间推移关联程度先增强后减弱。局部空间自相关结果显示:正相关类型高高集聚(HH)与负相关类型低高集聚(LH)主要分布在东部地区,而正相关类型低低集聚(LL)和负相关类型高低集聚(HL)主要分布在西部地区,其中,HH、LH和LL型主要以“组团”形式出现,聚集性强,HL型则散乱分布。随时间推移,除HL型外,其余类型空间分布的整体格局较为稳定。应制定科学的环境经济和环境技术政策,加强对城市的差异化监控与管理,合理进行分区管控并推进市域之间的技术与创新合作等来增强土地集约利用与区域生态效率的协调性,促进城市可持续发展。     

浙北嘉兴平原土地利用变化对农林固碳生态功能的影响分析

通过对农作物干物质光合作用平衡式法以及林业碳汇测算方法,估算了嘉兴市域主要农林业碳汇及其生态价值,分析了嘉兴市过去50余年土地利用方式的变化对农林作物碳吸收量的影响。估算结果显示,嘉兴平原主要农作物年吸收CO2量达544.9万t,释放O2396.3万t。当地的农林业中,水稻吸收CO2和制氧量占到主要农林作物总量的50%以上,水稻单位面积固碳制氧效益在当地农作物中也是最大的,而且水田土壤的单位面积有机碳储存量达到50.41 t·hm-2·a -1,明显高于旱地土壤36.27 t·hm-2·a -1。过去50多年来,嘉兴平原土地利用方式发生了大幅变化,特别在近30年间耕地面积均减少了20%以上,农作物种植面积减少了1/3,水稻面积减少了60%,而城镇建设面积增加了3.3倍,虽然农作物单产在持续增长,但农作物面积缩减的影响占主导地位,导致了2011年农林植物吸持CO2量比1985年减少了21%。     

基于碳循环的农业净碳排与农业经济的脱钩分析

综合农业碳循环过程中碳源和碳汇的双重特征,结合面板数据分析方法,测算全国2000—2011年各区域农业净碳排;通过构建脱钩指数分析模型和判定标准,以“脱钩”来衡量区域农业净碳量与经济增长的脱钩程度,分析二者的脱钩状态和演化趋势,以期研究区域农业经济增长与农业净碳量的脱钩关系及内在机理。结果表明:2000—2011年全国各省市总的农业净碳量显著递增,碳排量从2000年的23 730.44万t增加到2011年的56 177.24万t,对应年份的碳汇量从46 118.20万t增加到56 845.85万t。期间,农业碳排总量年均增长12.40%,农业碳汇总量年均增长2.10%,空间上,东部沿海发达城市的净碳量高于全国平均水平;从农业经济的地域分布和阶段特征来看,各省市农业经济增长率差异明显且后期农业经济增长率明显低于前期;近10年来,农业经济增长与净碳排放整体处于弱相对脱钩状态,弹性值为0≤e < 1。对比2000-2005年、2006—2011年两时期的脱钩,可以看出实现相对弱脱钩的省域数量逐年增加,约占到全国省域总数的90%,呈现出地区脱钩程度差距逐渐缩小的趋势,后期较前期实现了更为协调的发展。     

重庆市土地利用碳排放效应时空格局分异

运用文献分析法、归纳总结法、统计分析法测算了重庆市12 a来不同土地利用类型的碳排放,分析了变化特征并对其时空差异类型进行了划分。结果表明:（1）重庆市碳汇大于碳源,碳排放总量表现为碳吸收,1997—2008年碳吸收能力在波动中呈下降趋势,到2008年重庆市总碳吸收量为14 570.85万t;（2）各类用地中,林地为主要的碳汇,建设用地为主要的碳源,建设用地碳排放增长幅度最快,年增长率为9.89%,应控制碳排放的快速增长;（3）地均建设用地碳排放和单位产值碳排放强度较高,碳排放强度与经济发展水平呈正相关关系;（4）土地利用碳排放效应受多种因素限制,能源消耗是碳排放主体;（5）40个区县的土地利用碳排放效应在空间分布上存在较大差异,应实施差别化的碳减排调控策略,引导城市低碳发展。     

河南省森林碳汇价值时空特征及其影响因素

[目的] 分析河南省森林碳汇价值时空特征及影响因素,为促进河南省“碳达峰、碳中和”目标实现提供参考。[方法] 采用蓄积量扩展法和造林成本法评估2010-2020年河南省森林碳汇价值,分析其时间变化特征,运用莫兰指数探究其空间聚集特征,并构建扩展STIRPAT模型分析影响森林碳汇价值的因素。[结果] ①河南省森林碳汇价值在时间上呈现持续上升趋势,由2010年的4.18×10¹⁰元增加至2020年的6.71×10¹⁰元,在空间分布上呈现为“豫西、豫南高,豫东、豫北低”的态势,且存在显著的正向空间聚集效应,碳汇价值显著高值聚集区域分布在豫西和豫南地区,显著低值聚集区域仅有两处且分布散落。②除碳汇强度对河南省森林碳汇价值有负向作用外,森林面积比例、城镇化率、林业产业比例、人均GDP均产生正向影响作用,其中森林面积比例是推动研究区域森林碳汇价值增长的主要因素。[结论] 河南省森林碳汇价值潜力巨大,未来应分区域推进森林碳汇价值实现。     

重庆市城镇化与生态系统健康的时空耦合特征

[目的]研究山地城市城镇化与生态系统健康的时空交互耦合特征以及生态系统健康与城镇化之间的复杂关系,为该地区城镇的科学管理与可持续发展提供科学依据。[方法]以山地城市重庆市为例,运用熵值法和活力—组织力—弹力—服务模型(V-O-R-S)分析了城镇化与生态系统健康亚系统的时空演变特征,探讨2000—2020年重庆市城镇化与生态系统健康亚系统间交互耦合关系的机理。[结果](1)2000—2020年重庆市综合城镇化水平呈逐年上升的趋势,但仍存在空间发展不均衡的问题,核心带及低值区均受地形起伏影响显著;(2)2000—2020年生态系统健康指数一直处于适中状态,城镇化发展迅速的区域生态系统健康状况恶化显著,植被覆盖度较高的渝东南与渝东北生态系统健康状况良好。[结论]城镇化与生态系统健康亚系统间的交互耦合关系呈上升趋势,但是目前未达到高度协调阶段,仍有矛盾存在。重庆市要实现高质量且可持续的发展,仍需走绿色发展路径,解决时空不均的问题。     

2009-2018年中国农用地多功能利用与乡村发展的时空耦合关系

[目的] 探讨中国农用地多功能利用与乡村发展的协调水平及其时空异质性特征,助力乡村振兴。[方法] 重构农用地多功能利用与乡村发展指标体系,应用TOPISIS模型测算2009—2018年中国农用地多功能利用与乡村发展指数,引入耦合协调度模型、空间自相关模型分析两者的协调水平、时空演变特征及集聚程度。[结果] ①中国农用地多功能利用指数与乡村发展水平持续上升,二者在空间分布上呈“东部>中部>东北>西部”的特征且表现出均衡发展的趋势。②中国农用地多功能利用与乡村发展协调水平略有提升,各省份已由濒临失调为主优化为初级协调类型为主,耦合协调类型呈“东高西低,中部以湖北省为高值”的分布特征,西部初级协调类型呈由分散布局演变为集中排列的地理特征,优化趋势显著。③中国各省份间耦合协调性Moral’s I始终保持正值,空间集聚程度较高,中部江西、安徽、河南成为区域极化中心,西部与东北多为“L-L”型。[结论] 中国农用地多功能利用与乡村发展耦合协调水平地域差异明显,随着乡村振兴实施进程的加快,有逐渐均衡的态势。统筹推进乡村土地综合整治,开展生态治理与修复和优化产业布局是促进农用地多功能利用与乡村高质量协调发展,缩短区域差距的重要措施。     

福建省碳储量时空特征及其对土地利用变化的响应

[目的] 研究福建省生态系统碳储量及其对土地利用变化的响应,为生态系统保护提供参考。[方法] 基于土地利用数据和碳密度数据,运用InVEST模型模拟福建省1980,2000,2020年碳储量;利用冷热点分布、转移图谱和矩阵分析碳储量和土地利用的时空特征;最后分析碳储量对土地利用变化的响应。[结果] ①福建省碳储量整体均较高,82.5%以上区域的碳储量为中等以上(＞3 000 t),主要分布在山地丘陵地区,也是高碳储量的热点集中区;高(热点)低(冷点)碳储量集中区转移较少;1980—2020年总碳储量波动略升高,2000—2020年不同碳储量等级彼此之间转移相对较多。②福建省土地利用/覆被以林地为主(61.4%~62.9%),其次是耕地(16.9%~18.3%)和草地(15.2%~17.2%);土地利用/覆被变化在1980—2000年较稳定,在2000—2020年较剧烈。③林地、草地和耕地的总碳储量较高,水域、建设用地和未利用地总碳储量较少;耕地总碳储量减少,建设用地总碳储量增加,林地和草地有增加也有减少;由土地利用/覆被变化导致的总碳储量转出和转入最多均为林地,其次是草地和耕地;总碳储量净转移为负的是林地,其他为正,林地转移引起的碳亏损最多。[结论] 耕地、林地和草地是福建省的主要土地利用类型,它们贡献了较高碳储量,并相互转移引起了碳储量变化。     

区域林地利用过程的碳汇效率测度与优化设计

林地利用变化会对森林固碳总量产生一定的影响,林地利用过程碳汇效率可以从投入产出解释不同林地利用类型的固碳效应,以帮助实现林地利用结构最优时碳汇产出水平的最大化。该文基于区域的视角,通过选用数据包络分析方法（data envelopment analysis,DEA）的C2R-I模型,将不同类型的林地利用数量作为投入,将森林固碳总量作为最终产出,结合全面的历史统计资料查证与实地校验,对杭州市域林地利用过程碳汇效率进行了测度与实证研究。研究结果表明：杭州市域林地利用过程碳汇效率发展不平衡,各县市区之间差距较大,并且碳汇效率的空间分布与各县市区经济发展水平之间存在一定的反向关联性。而根据\     

农田土壤有机碳固定机制及其影响因子研究进展

全球气候变暖引起的环境问题已经引起各国政府及科学家的密切关注。农田土壤作为大气CO2的源和库,在全球碳循环中的重要角色日渐被认识。本文围绕土壤固碳的基本问题,总结了农田土壤固碳潜力、土壤有机碳固定机制及其影响因素的国内外研究进展。国内研究表明,目前耕地的地力不稳,土壤有机碳密度较低,农田土壤固碳的潜力较大。因此,加强不同区域农田土壤固碳潜力、固碳过程、固碳机理等方面的研究,设计合理优化的农业管理措施,是今后研究的重点。     

中国不透水面变化与社会经济协调发展的耦合关系

[目的] 探究21世纪以来中国不透水面与社会经济耦合协调发展动态,解析景观城市化与社会经济发展的矛盾与协同的时空格局,为开展差异化的区域水土保持和城乡发展策略制定提供科学依据。[方法] 运用脱钩模型和耦合协调度模型开展2000—2018年中国355个市域单元的不透水面与社会经济耦合协调发展的时空变化特征。[结果] ①中国不透水面持续扩张与社会经济发展整体上基本不同步,存在显著的区域差异。2000—2018年不透水面扩张总体上落后于经济发展,但东北和华北地区不透水面扩张速度相较于经济增长速度经历了从落后到超前的过程,弱脱钩类型占比下降了38.59%,负脱钩型占比上升了30.70%。不透水面与人口的耦合关系中,全国市域尺度的不透水面扩张基本超前于人口增长,其中华中、西北和西南等地最为显著,导致强负脱钩型占比增加了23.94%。②2000—2018年不透水面与社会经济的耦合协调度随不透水面变化率的上升而降低。在增长25%以下的不透水面变化率区间内,不透水面—经济与不透水面—人口的耦合协调关系,表现为显著的拮抗关系。[结论] 21世纪以来中国景观城市化过程与社会经济的动态关系趋向不协调,未来应严格控制城乡不透水面向外蔓延,提高土地集约利用程度,促进城乡可持续发展。