廣西“三生空間”轉(zhuǎn)型及碳儲量效應(yīng)分析

關(guān)鍵詞：“三生空間”轉(zhuǎn)型；碳儲量；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和權(quán)衡的綜合評估（InVEST）模型；廣西壯族自治區(qū)中圖分類號：X171.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）04-0097-06DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.04.026

Analysis on Transition of‘Production-Living-Ecological’ Space in Guangxi and Its Carbon Storage Effect

QIN Wentao’，WANG Xin3，WEIYanfei’，TONG Xinhua2，LUPeijia2，WUGuang'，ZHOU Yuting'，XIEYaqing （1.School of Natural Resources and Geomatics，Nanning Normal University;

2.School of Geography and Planning，Nanning Normal University;

3.Guangxi Environmental Protection Industry Investment Group Co.Ltd.，Nanning 53ooo1，China）

Abstract：Analyzing thetransformationcharacteristicsandcarbonstorage efectsof the“Production-Living-Ecological\" Spaceisof great significance forregional ecological environmentand socio-economicdevelopment.Using Geographic Information System（GIS）technologyandtheIntegrated ValuationofEcosystem ServicesandTrade-ofs （InVESTmodel， thisstudy takes Guangxi Zhuang Autonomous Region （hereinafterreferred toasGuangxi）asan example to explore the impactfthe transformationof the“Production-Living-Ecological”Spaceoncarbonstorage.Theresearch resultsindicate thatthetransformationof the“Production-Living-Ecological”Space”in Guangxi hasundergone significantchanges from 1990to2020，withthe mostsignificantchangesoccurringbetween2010and2O2O;Thecarbonstorageof the“ProductionLiving-Ecological\"Spacein Guangxishowedanoveralldownward trendfrom199OtoO20，withthemostseveredecline occurringbetween2O10andO2O;Thetransformationofforestecologicallandtoagriculturalproductionlandandgraland ecologicalland isthe main spatial change formthatleads tothereductionofcarbon storageinGuangxi'sProductionLiving-Ecological\"Space，whilethemainspatialchangeformofcarbonstorageincreaseisthe transformationofagricultural production landand grassland ecological landto forest ecological land.The transformationof the“Production-LivingEcological\"Spacewillhaveanimpactoncarbonstorage，andbasedonitsevolutionlaw，landshouldbeutilizedreasonably and national spatial control measures should be implemented.

Keywords：Production-Living-Ecologicalspacetransition;carbonstorage;Integrated ValuationofEcosystemServicesand Trade-offs （InVEST） model; Guangxi Zhuang Autonomous Region

碳匯是指通過植樹等措施將 從大氣中消除的過程，提高碳儲量是減少碳排放有效途徑，有助提升碳匯功能、調(diào)節(jié)全球氣候[1-2]。基于當(dāng)前全球氣候變化的嚴(yán)峻形勢，增強(qiáng)陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力已成為世界各國科研工作的重點(diǎn)方向[3-4。碳中和實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵途徑之一就是提升陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力，因此就需要各“三生空間”（生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間）相互促進(jìn)，和諧發(fā)展[5-6]。

近年來，眾多學(xué)者研究了“三生空間”的轉(zhuǎn)型，它是在國土空間的理論體系中對土地利用轉(zhuǎn)型的更深層次的研究[7-8]。目前，“三生空間”轉(zhuǎn)型及相關(guān)效應(yīng)的研究主要集中于生態(tài)環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值[0、生境質(zhì)量[1等方面，“三生空間”轉(zhuǎn)型及其碳儲量分析的相關(guān)研究還較少。運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（Geographic InformationSystem，GIS）技術(shù)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和權(quán)衡的綜合評估（IntegratedValuationofEcosystemServicesandTrade-offs，InVEST）模型深入分析廣西壯族自治區(qū)（以下簡稱廣西）1990—2020年“三生空間”轉(zhuǎn)型與其碳儲量之間的關(guān)系，可以為廣西控碳減排政策的制定提供理論依據(jù)。

1數(shù)據(jù)來源與研究方法

廣西位于我國南部地區(qū)，是沿海、沿江、沿邊的少數(shù)民族自治區(qū)，下轄14個(gè)地級市，首府為南寧市。2021年廣西常住人口為5037萬人，國內(nèi)生產(chǎn)總值（GrossDomesticProduct，GDP）為2.47萬億元。廣西整體呈現(xiàn)出西北高、東南低的地勢走向，地貌類型以山地丘陵居多，森林覆蓋率高。

1.1數(shù)據(jù)來源與處理

本研究使用的矢量邊界來自國家地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)（ 1 ： 1 0 0 萬）數(shù)據(jù)庫；土地利用數(shù)據(jù)來自資源環(huán)境科學(xué)中心，分辨率為 3 0 m ；參考相關(guān)的研究[8，劃分“三生空間”；碳密度的選取主要參考相關(guān)研究成果[12-13]，并對其進(jìn)行修正。

1.2研究方法

1.2.1 “三生空間”單一動(dòng)態(tài)度

“三生空間”單一動(dòng)態(tài)度表示各空間類型數(shù)量變化的劇烈程度[14]，公式為

式中： K I 為“三生空間”的單一動(dòng)態(tài)度； ） 分別為研究初期與末期各用地類型的面積； T 為研究時(shí)間間隔。

1.2.2 “三生空間”轉(zhuǎn)移矩陣

用 表示“三生空間”某一研究時(shí)段內(nèi)由第 i 類型轉(zhuǎn)為第 j 類型的面積，其中， i 和 j 分別為研究初期和末期的“三生空間”類型。由 n × n 個(gè)數(shù) 排成的矩陣為“三生空間”轉(zhuǎn)移矩陣，能夠表示在某一研究時(shí)段內(nèi)研究區(qū)各空間類型相互轉(zhuǎn)移情況[15]。“三生空間”轉(zhuǎn)移矩陣 （ s ） 為

式中： n 為“三生空間”類型數(shù)量。

1.2.3 InVEST碳儲量模型

地上碳存儲密度、地下碳存儲密度、土壤碳存儲密度以及死亡有機(jī)物碳存儲密度4個(gè)碳存儲密度，共同構(gòu)成了“三生空間”綜合碳存儲密度[，公式如為

式中： 為第 i 類“三生空間”的綜合碳存儲密度； 、 、 以及 分別為第 i 類別空間中地上部分、地下部分、死亡有機(jī)物質(zhì)以及土壤層的碳存儲密度。

“三生空間”碳儲量為某類空間的綜合碳存儲密度與其面積之積，公式為

式中： 為第 i 類“三生空間”類型碳儲量； 為第 i 類空間類型的面積。

1.2.4 “三生空間”碳儲量貢獻(xiàn)率

“三生空間”碳儲量貢獻(xiàn)率表示在某一研究時(shí)段內(nèi)各類型的空間相互轉(zhuǎn)化的過程中所導(dǎo)致的碳儲量變化量在該研究時(shí)段內(nèi)在研究區(qū)總體碳儲量的比例[]，其公式為

式中： W 為某一研究時(shí)段內(nèi)“三生空間”碳儲量的貢獻(xiàn)率； 為該時(shí)段基期的綜合碳密度； 為該研究時(shí)段末期的綜合碳密度；△TC為該研究時(shí)段內(nèi)“三生空間”碳儲量的變化量。

2 結(jié)果與分析

2.1 “三生空間”轉(zhuǎn)型分析

各空間類型“三生空間”單一動(dòng)態(tài)度如表1所示。由單一動(dòng)態(tài)度可知，工業(yè)生產(chǎn)用地在1990一2020年的變化強(qiáng)度最大，其次是城鎮(zhèn)生活用地，其余的“三生空間”轉(zhuǎn)型較為平緩。從各時(shí)期來看，草地生態(tài)用地和城鎮(zhèn)生活用地在1990一2000年變化最為劇烈，水域生態(tài)用地在2000一2010年轉(zhuǎn)型最激烈，而其余的空間類型均在2010一2020年轉(zhuǎn)變最為頻繁。

廣西“三生空間”轉(zhuǎn)移矩陣的計(jì)算結(jié)果如表2所示。根據(jù)矩陣結(jié)果可知：各類型的“三生空間”轉(zhuǎn)型中除草地和林地生態(tài)用地的面積下降以外，其余空間類型面積都有所增加。其間，面積增加最多的用地類型是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地，而林地生態(tài)用地的減少量最大，達(dá)到 。從各用地類型變化量來看，林地生態(tài)用地和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地變化較大，二者分別占總變化量的 4 4 . 3 5 % 、 3 2 . 3 5 % ；從時(shí)段來看，2010—2020年各用地變化最為鮮明；林地生態(tài)用地變化幅度在研究期內(nèi)最為明顯，且呈現(xiàn)出負(fù)增長的態(tài)勢，轉(zhuǎn)出和轉(zhuǎn)入最主要類型為農(nóng)業(yè)和草地生態(tài)用地。

2.2 “三生空間”碳儲量變化分析

2.2.1 “三生空間”碳儲量結(jié)構(gòu)變化

廣西“三生空間”碳儲量情況如表3所示。從各時(shí)段看，碳儲量在2010一2020年減少量最大，其次是1990—2000年和2000—2010年；從各類型看，林地生態(tài)用地的碳儲量是所有空間類型中最高的，因?yàn)檫@些區(qū)域森林資源富集、固碳能力強(qiáng)，第二是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地，第三是草地生態(tài)用地，其具有較強(qiáng)的碳匯能力。林地生態(tài)用地、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地、草地生態(tài)用地這3類空間的碳儲量占據(jù)了廣西總碳儲量的 9 8 % ，而其他空間類型碳儲量則較小。

2.2.2 “三生空間”碳儲量格局分析

由碳儲量等級空間分布（見圖1）可知：廣西“三生空間”碳儲量以高等級為主，主要分布于桂西資源富集區(qū)的百色市和河池市、桂東東融發(fā)展片區(qū)的賀州市和梧州市以及北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)的防城港市；碳儲量中高等級的空間主要分布于西江經(jīng)濟(jì)帶的城市；碳儲量等級為中等級的區(qū)域主要分布于廣西中部、東北部和西南部；碳儲量為低等級的區(qū)域主要分布在廣西各地級市的市區(qū)范圍；中低等級主要分布于來賓市、柳州市、貴港市以及桂林的東北部，其余的地區(qū)有零散分布。

2.2.3 “三生空間”碳儲量變化特征

由“三生空間”碳儲量空間變化（見圖2）可知：1990—2020年，廣西碳儲量變化格局以基本不變和一般減少為主，顯著增加為輔；1990—2000年，碳儲量顯著增加的區(qū)域集中分布于北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)，以欽州市南部和北海市的北部分布最廣，來賓市和貴港市少部分區(qū)域的碳儲量呈現(xiàn)一般減少趨勢；2000一2010年，各用地轉(zhuǎn)化占補(bǔ)基本平衡，碳儲量變化不明顯，全區(qū)以基本不變?yōu)橹鳎?010一2020年，廣西的西部地區(qū)碳儲量變化呈現(xiàn)出一般減少，并集中分布在百色市的北部，少部分位于南寧市的周邊區(qū)域。

2.3 “三生空間”轉(zhuǎn)型的碳儲量貢獻(xiàn)率分析

通過計(jì)算得到1990一2020年廣西“三生空間”碳儲量的貢獻(xiàn)率，結(jié)果表明：廣西“三生空間”轉(zhuǎn)型是區(qū)域碳儲量變化的誘因，而推動(dòng)其碳儲量變化的主要因素是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地與林地生態(tài)用地的交互轉(zhuǎn)變；“三生空間”碳儲量呈現(xiàn)出下降的趨勢，導(dǎo)致其減少的用地轉(zhuǎn)化中，林地生態(tài)用地轉(zhuǎn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地的貢獻(xiàn)程度最大，為1.123；主導(dǎo)廣西“三生空間”碳儲量增加的轉(zhuǎn)換類型主要是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地轉(zhuǎn)林地生態(tài)用地和草地生態(tài)用地轉(zhuǎn)林地生態(tài)用地，它們的貢獻(xiàn)率分別為0.359和0.242。

3結(jié)論

在“三生空間”轉(zhuǎn)型分析中，從結(jié)構(gòu)上看，林地生態(tài)用地和草地生態(tài)用地的面積呈現(xiàn)減少趨勢；其他“三生空間類型”呈現(xiàn)增加趨勢。

在“三生空間”碳儲量變化分析中，從結(jié)構(gòu)上看，1990一2020年“三生空間”碳儲量總體呈現(xiàn)下降趨勢，其中在2010一2020年下降最為劇烈。從格局上看，1990一2020年僅來賓市、貴港市、欽州市實(shí)現(xiàn)了總碳儲量的增加，其他各市的碳儲量減少。2010一2020 年全區(qū)碳儲量總體的減少，以百色市的碳儲量減少為主。

導(dǎo)致廣西“三生空間”碳儲量變化的主要空間轉(zhuǎn)移類型在于林地生態(tài)用地向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地之間的轉(zhuǎn)換，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地向林地生態(tài)用地的反向轉(zhuǎn)變。在“三生空間”碳儲量減少的過程中，起主導(dǎo)作用的是林地生態(tài)用地向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地的轉(zhuǎn)變；主導(dǎo)“三生空間”碳儲量增加的轉(zhuǎn)換類型主要是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地轉(zhuǎn)林地生態(tài)用地，以及草地生態(tài)用地轉(zhuǎn)林地生態(tài)用地。

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