基于ＰＬＵＳ－ＩｎＶＥＳＴ 的濟(jì)南多情景土地利用變化模擬與碳儲量評估

秦正 高宇瀟 薩木哈·單山白

摘 要：土地利用類型變化和人類社會活動帶來的碳排放問題日益嚴(yán)重。以濟(jì)南市為研究區(qū)域，對濟(jì)南市２０００—２０２０ 年的土地利用變化和碳儲量變化進(jìn)行了研究，并基于ＰＬＵＳ－ＩｎＶＥＳＴ 模型對不同發(fā)展情景下濟(jì)南市２０４０ 年的土地利用和碳儲量進(jìn)行了預(yù)測，結(jié)果表明：土地利用變化對濟(jì)南市碳儲量具有重要影響，與２０００ 年相比，２０２０ 年濟(jì)南市的碳儲量減少；２０４０ 年生態(tài)保護(hù)情景下碳儲量下降最少，城鎮(zhèn)發(fā)展情景下碳儲量下降最多；不同土地利用類型之間的轉(zhuǎn)換會對碳儲量產(chǎn)生影響，林地碳密度高，林地轉(zhuǎn)換為其他用地會導(dǎo)致碳儲量減少。

關(guān)鍵詞：土地利用；碳儲量；ＰＬＵＳ 模型；ＩｎＶＥＳＴ 模型；濟(jì)南市

中圖分類號：ＴＰ７９；Ｘ１７１．１ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０５．０１９

引用格式：秦正，高宇瀟，薩木哈·單山白．基于ＰＬＵＳ－ＩｎＶＥＳＴ 的濟(jì)南多情景土地利用變化模擬與碳儲量評估［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（５）：１１７－１２２．

隨著全球人口的增長和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土地利用類型變化和人類社會活動帶來的碳排放問題日益嚴(yán)重。在此背景下，通過探索土地利用類型與碳儲量之間的關(guān)系，了解不同土地利用類型對碳儲量的影響，提出可持續(xù)的土地利用和碳儲量增加策略，在減少碳排放的同時提升生態(tài)碳匯能力［１－５］ 。ＰＬＵＳ 模型是評估土地利用類型變化對碳儲量影響的重要模型［６－９］ ，已被廣泛應(yīng)用于國家和地區(qū)的土地利用和碳儲量研究［１０－１４］ 。ＩｎＶＥＳＴ 模型是一種開源的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估模型，旨在幫助決策者和研究人員評估和量化自然資本對人類福祉的貢獻(xiàn)。ＩｎＶＥＳＴ 模型整合了地理信息系統(tǒng)（ＧＩＳ）和生態(tài)學(xué)原理，可以分析和預(yù)測土地利用類型變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響，包括碳儲量、氮沉降、生物多樣性維護(hù)等。ＩｎＶＥＳＴ 模型具有數(shù)據(jù)需求量較少、獲取碳儲量較為簡便等優(yōu)勢，因此在碳儲量計算方面得到了廣泛應(yīng)用［１５－１９］ 。

近年來，黃河流域面臨著水資源短缺、水土流失加劇和資源環(huán)境承載力減弱等問題。濟(jì)南市是黃河流域重要的中心城市之一，在過去２０ 余ａ 中，濟(jì)南市經(jīng)歷了快速城市化和工業(yè)化，導(dǎo)致土地利用方式發(fā)生了明顯變化，如建設(shè)用地擴(kuò)張、農(nóng)用地減少。這些變化不僅對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成了負(fù)面影響，而且對濟(jì)南市的可持續(xù)發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)。２０００—２０２０ 年，濟(jì)南市建設(shè)用地擴(kuò)張了６７．５％，土地利用類型變化對城市生態(tài)環(huán)境和碳儲量產(chǎn)生了一定影響。本文以濟(jì)南市為研究區(qū)域，選取２０００ 年、２０１０ 年和２０２０ 年３ 期土地利用數(shù)據(jù)，使用ＰＬＵＳ?ＩｎＶＥＳＴ 模型預(yù)測２０４０ 年濟(jì)南市土地利用數(shù)據(jù)，估算２０００—２０２０ 年濟(jì)南市碳儲量變化，以及不同發(fā)展情景下２０４０ 年濟(jì)南市的碳儲量，以期為濟(jì)南市國土空間規(guī)劃編制、區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及生態(tài)系統(tǒng)碳儲量研究提供科學(xué)依據(jù)。