| 郑昱,张明,任杰,张博伦,刘甜甜,王一喆,沈忱.基于黄河流域耕地变化与生态系统碳储量的情景模拟分析[J].农业环境科学学报,2025,44(9):2323-2335. |
| 基于黄河流域耕地变化与生态系统碳储量的情景模拟分析 |
| Scenario-based simulation analysis of cropland dynamics and ecosystem carbon stock in the Yellow River basin |
| 投稿时间：2024-10-28 |
| DOI：10.11654/jaes.2024-0921 |
| 中文关键词: 土地利用 耕地空间格局 碳储量 PLUS模型 多情景模拟 |
| 英文关键词: land use spatial pattern of cropland carbon stock PLUS model multi-scenario simulation |
| 基金项目:家自然科学基金项目（42407642）；教育部人文社会科学研究青年基金项目（21YJC630174） |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 郑昱 | 河南省空间信息生态环境保护应用重点实验室, 郑州 450046 | | | 张明 | 河南方达空间信息技术有限公司, 郑州 450003 | | | 任杰 | 中国环境科学研究院, 环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012
中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院, 北京 100083 | | | 张博伦 | 中国环境科学研究院, 环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012 | chamberlian19@163.com | | 刘甜甜 | 河南方达空间信息技术有限公司, 郑州 450003 | | | 王一喆 | 中国环境科学研究院, 环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012 | | | 沈忱 | 中国环境科学研究院, 环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012 | longsc2012@163.com |
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| 中文摘要: |
| 为探讨耕地变化对生态系统碳储量的影响，本研究以黄河流域为研究对象，通过使用PLUS模型和InVEST模型，评估了黄河流域2000—2020年耕地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响，并进一步对2030年自然发展、生态保护和耕地保护3种不同情景下的碳储量进行分析。结果表明，本研究构建的预测模型准确度为88%，有良好的分类精度，具有较高可信度。2000—2020年，黄河流域耕地流失 22 294 km2，耕地资源大量流失，但并未进行相对应的补充。相比于 2020年，2030年生态保护和耕地保护情景下的耕地流失分别为 3 001 km2和 2 086 km2，耕地流失情况有所好转；在生态保护、耕地保护情景下生态碳储量分别增加4.32×107、4.39×107 Mg，在保护耕地的同时，区域碳储量也持续上涨。研究显示，黄河流域内地形地貌、水文气象、经济水平有明显的区域差异性，土地利用格局变化由各地政策主导，但也受多种人为因素影响。 |
| 英文摘要: |
| To investigate the impact of farmland changes on ecosystem carbon storage, this study focused on the Yellow River basin and employed the PLUS and InVEST models to assess the effects of farmland use changes on terrestrial ecosystem carbon storage in the basin from 2000 to 2020. Additionally, the study examined carbon storage projections for 2030 under three different scenarios：natural development, ecological protection, and farmland protection. The results revealed that the prediction model developed in this study achieved an accuracy rate of 88%, with robust classification accuracy and high reliability. Between 2000 and 2020, the Yellow River basin lost 22 294 km2 of farmland, with significant resource depletion and insufficient replenishment. By 2030, under the ecological protection and farmland protection scenarios, farmland loss was projected to decrease by 3 001 km2 and 2 086 km2, respectively, indicating a reduction in farmland loss. Under both protection scenarios, ecological carbon storage increased by 4.32 × 107 Mg and 4.39 × 107 Mg, respectively. These findings highlight that, while farmland protection measures were implemented, regional carbon storage continued to rise. The study also revealed significant regional disparities in topography, hydrology, meteorology, and economic development across the Yellow River basin, with land use changes primarily driven by local policies and influenced by various human factors. |
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