基于PLUS模型和InVEST模型的新安江流域生态系统碳储量时空变化分析与预测

摘要

探析碳储量的时空格局演化规律，对新安江流域生态环境保护、土地利用方式优化具有积极反馈作用。基于2000—2020年土地利用数据，采用InVEST模型对2000—2020年新安江流域土地利用变化及碳储量变化情况进行分析，同时运用PLUS模型预测不同发展情景下2040年新安江流域碳储量分布。结果显示：（1）土地利用变化直接影响研究区的碳储量。2000—2020年，新安江流域建设用地扩张602.707 km²,林地、耕地、草地和灌木分别减少615.225 km²、42.640 km²、3.021 km²和0.296 km²,碳储量减少4.937×10～6 t;碳储量与土地利用空间分布一致，碳储量较高区域的建设用地少、生态用地集聚连片且分布较多。（2）2040年多情景模拟显示，整体土地利用格局一致，局部变化明显。城镇发展、自然发展和耕地保护情景碳储量分别下降7.540×10～6 t、7.544×10～6 t和11.302×10～6 t,其中在生态保护情景下，碳储量下降最少（7.130×10～6 t）。（3）碳储量空间分异受地形、生态和人为因素影响。地理探测器表明，NDVI（0.561）和NPP（0.398）的解释力显著高于其他因子，是新安江流域碳储量空间分异的主要驱动因子。不同影响因子间的交互作用强于单一因子，其中NDVI与坡度的协同影响类型最强（0.652）。研究结果表明，采取城镇发展和生态保护政策可控制碳储量减少，在未来规划中，应保护生态用地，控制建设用地扩张，以提高碳储量水平。

关键词

新安江流域 / 土地利用变化 / PLUS模型 / InVEST模型 / 碳储量 / 地理探测器

基金资助

中国地质调查局“自然资源观测监测一体化技术体系研究项目”(DD20230514);中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心科技创新基金(KC20220015);中国地质调查局项目“江南丘陵区自然资源与地表基质监测观测评价”(DD20230515);; 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目(AS2022P03);; 水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室(筹)研究基金(2023-SYSJJ-09);; 山西省煤炭地质物探测绘院有限公司地质灾害监测预警与防治山西省重点实验室开放课题(2023-S03)