干旱区地理 ›› 2026, Vol. 49 ›› Issue (4): 727-739.doi: 10.12118/j.issn.1000-6060.2025.194 cstr: 32274.14.ALG2025194
收稿日期:2025-04-09
修回日期:2025-05-30
出版日期:2026-04-25
发布日期:2026-04-28
作者简介:陈磊(1994-),男,博士,讲师,主要从事干旱区生态学等方面的研究. E-mail: leichen@nwnu.edu.cn
基金资助:
CHEN Lei(
), CAO Yixiao, JIAO Liang
Received:2025-04-09
Revised:2025-05-30
Published:2026-04-25
Online:2026-04-28
摘要:
金昌市作为西北干旱区重要的高耗能资源型工矿城市,探索其碳储量时空演变特征及低碳发展路径,对落实“双碳”背景下干旱区矿业城市的可持续发展具有重要价值。为解决既有研究对我国西北地区微观尺度上土地转移与碳储量空间分异、情景预测的复合机制解析较少的问题,基于PLUS-InVEST模型集成方法,利用金昌市2000—2020年土地利用变化数据,综合考虑10项关键驱动因子,建立了自然发展情景、生态保护情景和城镇发展情景,模拟了2020—2030年金昌市土地利用动态调整及碳储量的空间异质性。结果表明:(1) 2000—2020年金昌市土地利用主要以未利用地、草地和耕地为主,其中草地向未利用地转出面积为252.67 km2,未利用地转入建设用地82.10 km2。(2) 2000、2010、2020年研究区碳储量持续下降,分别为5.70×107 t、5.52×107 t、5.50×107 t,空间上形成南部工业区与东北部生态区碳储差异。(3) 2000—2020年土地利用与碳储量时空演变特征显示,草地向未利用地转入面积比重最大,导致3.01×106 t碳支出,未利用地向耕地、建设用地和草地的转化使得转化后整体碳储量提升了1.25×106 t。(4) 多情景预测结果显示,相较于2020年碳储量,自然发展情景、生态保护情景和城镇发展情景分别减少了1.34×105 t、3.13×104 t、8.35×105 t。研究结果为平衡西北干旱区金昌市同类城市的资源开发、生态保护的用地结构调整、土壤侵蚀与水土流失防治及实现产业低碳化转型提供借鉴。
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表1
土地驱动因子及数据来源"
| 数据类型 | 数据名称 | 分辨率 | 数据来源 |
|---|---|---|---|
| 土地利用变化数据 | 2000、2010、2020年土地利用数据 | 30 m | 中国科学院资源环境科学与数据中心( |
| 气象数据 | 年平均气温 | 1 km | 地球资源数据云( |
| 年平均降水量 | 1 km | 地球资源数据云( | |
| 高程数据 | 高程 | 30 m | 地理空间数据云( |
| 坡度 | 30 m | 由ArcGIS计算生成 | |
| 社会经济数据 | 人口密度 | 1 km | 地球资源数据云( |
| GDP | 1 km | 地球资源数据云( | |
| 距主要公路的距离 | 1 km | 全国地理基础信息目录系统( | |
| 距主要铁路的距离 | 1 km | 全国地理基础信息目录系统( | |
| 距水域的距离 | 1 km | 全国地理基础信息目录系统( | |
| 距居民点的距离 | 1 km | 全国地理基础信息目录系统( |
表2
土地利用类型碳密度汇总"
| 土地利用 类型 | 地上生物量碳密度 | 地下生物量碳密度 | 土壤碳密度 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 碳密度 | 参考文献 | 研究范围 | 碳密度 | 参考文献 | 研究范围 | 碳密度 | 参考文献 | 研究范围 | |||
| 耕地 | 5.7 | 李克让等[ | 全国 | 80.7 | 解宪丽等[ | 全国 | 79.5 | 张杰等[ | 西北干旱区 | ||
| 林地 | 42.4 | 解宪丽等[ | 全国 | 115.9 | 解宪丽等[ | 全国 | 158.8 | 张杰等[ | 西北干旱区 | ||
| 草地 | 35.3 | 解宪丽等[ | 全国 | 86.5 | 解宪丽等[ | 全国 | 99.9 | 李克让等[ | 全国 | ||
| 水域 | 3.0 | 陈利军等[ | 全国 | 0.0 | 李克让等[ | 全国 | 0.0 | 张杰等[ | 西北干旱区 | ||
| 建设用地 | 2.5 | 陈利军等[ | 全国 | 0.0 | 包玉斌[ | 西北干旱区 | 0.0 | 张杰等[ | 西北干旱区 | ||
| 未利用地 | 1.3 | 陈利军等[ | 全国 | 0.0 | 包玉斌[ | 西北干旱区 | 21.6 | 张杰等[ | 西北干旱区 | ||
表5
2000—2020年金昌市土地利用变化及其引起的碳储量变化"
| 土地利用变化 | 变化面积/hm2 | 变化面积比例/% | 碳储量变化/104 t | 碳储量小计/104 t | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 转出 | 转入 | 增加 | 减少 | |||
| 耕地 | 耕地 | 116744.94 | 5.66 | 0.00 | - | -23.35 |
| 林地 | 147.78 | 1.53 | - | |||
| 草地 | 854.64 | 1.64 | - | |||
| 水域 | 88.74 | - | -0.96 | |||
| 建设用地 | 1638.90 | - | -17.72 | |||
| 未利用地 | 903.24 | - | -7.85 | |||
| 林地 | 耕地 | 928.17 | 2.30 | - | -9.64 | -15.73 |
| 林地 | 22474.98 | 0.00 | - | |||
| 草地 | 433.26 | - | -3.67 | |||
| 水域 | 0.90 | - | -0.02 | |||
| 建设用地 | 83.97 | - | -1.78 | |||
| 未利用地 | 33.21 | - | -0.63 | |||
| 草地 | 耕地 | 7913.25 | 54.89 | - | -15.19 | -301.01 |
| 林地 | 406.26 | 3.44 | - | |||
| 草地 | 206308.98 | 0.00 | - | |||
| 水域 | 299.34 | - | -3.81 | |||
| 建设用地 | 1367.01 | - | -17.40 | |||
| 未利用地 | 25266.60 | - | -268.05 | |||
| 水域 | 耕地 | 55.26 | 0.44 | 0.60 | - | 2.12 |
| 林地 | 0.45 | 0.01 | - | |||
| 草地 | 111.24 | 1.41 | - | |||
| 水域 | 5027.13 | 0.00 | - | |||
| 建设用地 | 63.81 | - | -0.001 | |||
| 未利用地 | 49.41 | 0.10 | - | |||
| 建设用地 | 耕地 | 457.47 | 1.15 | 4.95 | - | 7.62 |
| 林地 | 3.60 | 0.08 | - | |||
| 草地 | 189.36 | 2.41 | - | |||
| 水域 | 2.43 | 0.00 | - | |||
| 建设用地 | 13327.29 | 0.00 | - | |||
| 未利用地 | 86.76 | 0.18 | - | |||
| 未利用地 | 耕地 | 8142.12 | 35.57 | 70.76 | - | 124.97 |
| 林地 | 449.91 | 8.58 | - | |||
| 草地 | 5958.09 | 63.21 | - | |||
| 水域 | 84.24 | - | -0.18 | |||
| 建设用地 | 8210.07 | - | -17.40 | |||
| 未利用地 | 333359.01 | 0.00 | - | |||
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