改革开放40年来江西省固碳能力时空变化.pdf
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1、“低碳发展”专栏DOI:10.16056/j.2096-7705.2023.03.001能源研究与管理 2 0 2 3,1 5(3)改革开放40 年来江西省固碳能力时空变化吴小红1,喻艳菁1,戴强1,石金明2 3*(1.南昌市生态环境监测中心,南昌330038;2.江西省科学院能源研究所,南昌3.江西省碳中和研究中心,南昌330096;330096)摘要:实现双碳目标已经成为我们面临的迫在眉睫的任务,为深人了解江西省改革开放40 年来的碳固定能力、时空变化规律以及驱动因素,利用NPP数据计算光合作用的过程中植被的碳固定能力。结果表明,江西省的碳固定能力在2 6.6 7 亿33.1 6 亿t之间
2、,呈现出中间低、四周高的分布格局。除市区外,大部分县域的碳固定能力均呈现增长趋势。相关性分析显示,人类活动在一定程度上降低了该地区的碳固定能力,生态环境指标中仅有耕地占比与单位面积固碳量及固碳变化率成反比,其余指标均成正比,第二产业的发展相对于第一产业和第三产业对固碳的影响更大。因此,江西省的固碳能力提升途径应着重应对城镇化导致的固碳能力降低。关键词:改革开放;双碳目标;固碳能力;江西省中图分类号:TK012Temporal and Spatial Changes of Carbon Sequestration Capacity ofJiangxi Province Since the Ref
3、orm and Opening-up over 40 Years Ago文献标志码:A文章编号:2 0 96 7 7 0 5(2 0 2 3)0 3-0 0 0 1-0 6WU Xiaohong,YU yanjing,DAI qiang,SHI Jinming(1.Nanchang Eco-environmental Monitoring Center,Nanchang 330038,China;2.Institute of Energy Research,Jiangxi Academy of Sciences,Nanchang 330096,China;3.Jiangxi Carbon Ne
4、utralization Research Center,Nanchang 330096,China)Abstract:Achieving the dual carbon goals has become an urgent task for us.In order to gain a deeper understanding of thecarbon sequestration capacity,spatiotemporal variation patterns,and driving factors in Jiangxi province over the past 40 yearsof
5、reform and opening up,the carbon sequestration capacity during the process of photosynthesis is calculated using NPPdata.The results show that the carbon sequestration capacity in Jiangxi province ranges from 26.67 billion to 33.16 billiontons,exhibiting a distribution pattern of being low in the mi
6、ddle and high on the periphery.Except for urban areas,mostcounties have shown an increasing trend in carbon sequestration capacity.Correlation analysis indicates that human activitieshave to some extent reduced the regions carbon sequestration capacity.Among the ecological environmental indicators,o
7、nlythe proportion of arable land is inversely proportional to the carbon sequestration capacity per unit area and the rate of carbong2.3,*收稿日期:2 0 2 3-0 6-1 2基金项目:2 0 2 1 年江西省科学院省级科技计划项目包干制试点示范项目(2 0 2 1 YSBG10004);江西省重点研发计划项目(20214BBG74003、2 0 2 1 4BBG 7 40 0 4)第一作者:吴小红(1 98 0 一),女,工程师,硕士,主要研究方向为环境
8、监测。E-mail:7 2 95 46 2 q.c o m*通信作者:石金明(1 98 2 一),男,副研究员,博士,主要研究方向为能源与环保技术。E-mail:s h i j i n mi n g 0 0 1 2 1 6 3.c o m引用格式:吴小红,喻艳菁,戴强,等.改革开放40 年来江西省固碳能力时空变化.能源研究与管理,2 0 2 3,1 5(3):1-6.2sequestration.The rest of the indicators are positively correlated.The development of the secondary industry has a
9、 greaterimpact on carbon sequestration compared to the primary and tertiary industries.Therefore,the pathway to enhancing carbonsequestration capacity in Jiangxi province should focus on addressing the decrease in carbon sequestration capacity caused byurbanization.Keywords:reform and opening-up;car
10、bon peaking and carbon neutrality goals;carbon sequestration capacity;Jiangxi province能源研究与管理 2 0 2 3,1 5(3)“低碳发展”专栏土地管理等措施对固碳能力的影响,可以了解这些引言措施对减缓碳排放的贡献。2)制定生态保护政策。2020年9 月明确提出了我国的双碳目标,即了解区域固碳能力变化的趋势和原因,可以为制定2030年“碳达峰”与2 0 6 0 年“碳中和”目标1-3。生态保护政策提供科学依据。3)有助于推动可持续碳中和是指通过减少温室气体排放和增加吸收温室发展。固碳能力是生态系统的一个重要
11、功能,通过气体的措施来达到减缓气候变化的目的。碳达峰是了解区域固碳能力变化的趋势和原因,可以推动可指在一定时期内将温室气体排放量控制在最高峰值持续发展。因此,本文通过植物光合作用过程的之内5 。通常,碳达峰是指将全球温室气体排放量控原理,利用遥感数据对植物的固碳作用进行评估,制在某一年份的峰值之内,之后逐步减少排放量。厘清江西省碳固定的时空变化规律,并分析驱动机碳达峰的目标是在未来几十年内实现全球温室气体制。揭示不同地区的碳固定能力的差异,把握江西排放量的峰值,然后逐步降低排放量,最终实现碳省碳固定的变化规律,掌握碳固定的驱动机制。有中和6-7 。助于了解影响碳固定的因素,为碳排放减少和碳汇固
12、碳是重要的气候变化缓解策略之一8 ,但之前建设提供科学依据,以提高碳固定能力并减缓气候的研究很难在大范围、长时间尺度进行评估。而遥变化的影响。感数据的应用,提供了一种有效的手段,可以获取1数据来源及方法大范围、连续和高空间分辨率的植被信息,用于研究固碳的机制和影响因素9。在利用遥感数据对固碳进行模拟的过程中,涉及到多种技术和方法。可以通过获取植被覆盖度、叶面积指数(LAI)等遥感指标,结合地面观测数据,建立植被覆盖与碳储存量之间的关系模型。可以利用高分辨率卫星影像进行植被分类和覆盖度估算,利用激光雷达数据获取植被垂直结构信息,进而推算出碳储存量1 0 。通过监测植被的生长状况,如归一化差值植被
13、指数(NDVI)、植被指数(EVI)等遥感指标,可估计植物的生物量和碳吸收量 。长时间序列的遥感数据可以揭示植被生长的时空变化,评估不同地区和不同植被类型的碳吸收能力。通过获取森林结构参数,如树高、胸径等遥感信息,结合地面调查数据,可以建立森林蓄积量与生产力的估算模型1 2 。利用高分辨率遥感影像可以进行森林类型分类,通过激光雷达数据可以获取森林垂直结构的信息。总之,遥感数据可以提供退化程度的定量信息,帮助制定相应的保护和恢复策略,减少碳排放和促进植被固碳。核算区域的固碳能力,并了解其时空变化在双碳背景下有重要意义1 3-1 4。1)有助于评估碳排放减缓效果。固碳能力也可以用来评估碳排放减缓措
14、施的效果1 5 。例如,通过评估植树造林、森林保护、1.1数据来源及处理方法研究中所用数据包括NPP(n e t p r i m a r y p r o d u c t i-vity,净初级生产力)、土地利用数据、DEM(数字高程)、NDVI(normalized difference vegetation index,归一化差值植被指数)、GDP等多项数据。将数据用Arcgis中的统计方法进行统计处理后得到各县(市、区)尺度数据,所用数据来源如表1 所示。表1 数据来源Table 1Data sources数据数据来源国家气象信息中心降雨量(http:/ 7-1 8,计算如下:Gv=1.63
15、 RcAB 年式中:Gv为年固碳量,t/a;Rc 为CO,中碳的含量,为2 7.2 7%;A为计算单元面积,km;B年为实测净生产力,即NPP,t/(k m a);1.6 3为系数。1.3斜率法本文采用斜率法1 9计算江西省碳固定服务的时间分布特征。斜率法的原理是对时序数据进行拟合,根据拟合成的直线斜率k来判断序列的数据走势,当k0时,则代表趋势上升;当k0时,则代表趋势下降。1.4驱动因素计算参考前者的研究结果2 0-2 ,从社会经济和生态环境2 个方面建立江西省固碳变化的驱动因素指标体系,驱动因素指标体系如表2 所示。表2 驱动因素指标体系Table 2 Index system of d
16、riving factors一级指标归一化植被指数X生态环境指标高程X坡度X4耕地占比X,林地占比X。草地占比X人均国民生产总值X:社会经济指标人均第一产业产值X,人均第二产业产值Xio人均第三产业产值XI夜灯光亮度X122结果与讨论2.1江西省固碳空间分布规律利用Arcgis对栅格数据统进行统计,计算各县的单位面积固碳能力,并且利用自然断点法对数据进行分类,并且进行空间化,1 98 0 2 0 2 0 年江西省各县的单位面积固碳能力如图1 所示。由图可知,平均固碳能力最低的1 0 个县(市、区)分别为上栗县、西湖区、信州区、浔阳区、珠山区、月湖区、青云谱区、南昌县、安源区、靖安县。平均固碳能
17、力最高的1 0 个县(市、区)分别为定南县、彭泽县、瑞金市、修水县、崇仁县、广信区、大余县、能源研究与管理 2 0 2 3,1 5(3)于都县、宜黄县、吉州区、宁都县。从图1 来看,江西省固碳格局存在一些变化,但仍有一定的规律。40年来均呈现沿南昌市向周边逐渐增长的趋势,其(1)中赣南区域、东北部、西北部是高固碳能力的集中区域。这一结果与在江西省市域尺度上的研究有一定的一致性2 3,其中南昌市、九江市、鹰潭市的固碳能力较低,这可能是因为这一区域的人类活动的影响。2.2江西省固碳时时间变化规律江西省固碳的呈现波动变化,江西省1 9 8 0 一2020年总固碳量变化如图2 所示,由图可知,固碳能力
18、最大的是1 9 8 5 年,固碳量为33.1 6 亿t,最小的是2 0 1 0 年,固碳量为2 6.6 7 亿t,以1 98 0 年为基准,平均多年变化率为5%。40 年内江西省的固碳呈现波动态势,可能是由于气象变化、人类活动等多种原因共同影响造成的。外界环境使固碳量产生随时间呈现波动变化,因此采用了斜率法来判断区域的变化情况。江西省19802020年固碳量变化率如图3所示,由图可二级指标单位降雨量Xmm/a无量纲m%万元/人万元/人万元/人万元/人无量纲3知,减少的区域(变化率 0)较少,分别为浔阳区、信州区、万年县、西湖区、月湖区、宜丰县、靖安县、青原区、贵溪市、芦溪县、新建区、横峰县、昌
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