基于Dinamica-EGO和InVEST模型耦合的沅陵县碳汇时空动态研究

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangzdh2008
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为进一步了解山区县域陆地生态系统碳汇和碳收支平衡,研究山区县域的林地变化如何影响森林生态系统碳储量、探究山区县域如何管理碳储存和碳固持变得尤为关键。为了更好地理解林地变化过程以及促使这一变化的驱动因子,本研究选择Dinamica-EGO模型作为研究的重要工具,应用2010年、2015年、2020年三期土地利用/覆被数据,再结合驱动因子数据,模拟预测了沅陵县2025年和2030年的土地利用/土地覆被情况,探究了影响沅陵县林地变化的主要驱动力;本研究进一步耦合InVEST模型,定性定量研究了 2010年、2015年、2020年三期土地利用变化下的碳储量的分布和时空变化,预测估算了 2025和2030年的森林碳储量。主要结论如下:(1)本研究采取多窗口空间模糊相似性检验和Kappa系数检验,对2010—2015年、2015-2020年和2010—2020年三期的模拟结果进行精度检验,多窗口模糊相似性检验出三期的模拟效果均满足要求,Kappa系数达到了 87.49%。(2)研究发现,影响沅陵县林地变化的驱动力最显著的为社会经济因子,主要包括到国道的距离、到乡道的距离、到城镇中心的距离、到主要河流的的距离。(3)本研究计算出沅陵县2010年、2015年、2020年的碳储量分别为6237.79×104t、6231.14×104t、6235.56×104t,其中森林碳储量分别为 5534.05×104t、5532.15×104t、5537.84×104t。预测2025年和2030年沅陵县的碳储量分别为6216.71×104t 和 6210.13×104t。其中森林碳储量分别为 5528×104t 和 5526.05×104t。(4)从时间尺度上分析沅陵县碳储量得知,沅陵县2010—2030总碳储量基本保持不变。同时发现沅陵县森林的固碳能力与林地的面积变化呈正相关;从空间尺度上分析可得:①沅陵县2010年—2020年整体的空间分布格局为:沅陵县整体碳储量较高,对应的地类主要为林地;较低的碳储量主要分布在沅陵县中部的区域以及沅陵县中间相互交织的条带状区域和条带状区域附近的小部分零星的节点;②从乡镇碳储量水平分布分析得出,2010年沅陵县每个乡镇的平均碳储量最大值为114.23t,最小平均碳储量为87.91t。沅陵县碳储量水平较高的区域形成一个“n”字型,将沅陵县北部包围起来。碳储量水平较低的地方主要分布在沅陵镇和盘古乡,呈现在出一个数字“7”字的形状。沅陵县2015年的碳储量水平较高的乡镇或林场较2010年增加了 3个乡镇,碳储量平均水平为中等偏上的乡镇中较2010年减少了两个乡镇。2020年沅陵县的碳储量水平又回到了 2010年的分布特征,同时发现林地与耕地以及林地与城乡工矿居民用地之间的矛盾对碳储量造成了持续性的影响;预计在2025年和2030年高水平碳储量的乡镇或林场将扩增四个。③从沅陵县的林业分区碳储量水平分布来看,得出沅陵县每个分区的平均碳储量最大值为125.27t,最小平均碳储量为64.53t。沅陵县2010年的碳储量水平较高的分区从北往南依次为北部水土保持林功能区、齐眉界森林公园、东北部中药材发展功能区、东部茶业发展功能区碳储量水平中等偏上的分区居多数,主要分布在西北部和中南部;2015年沅陵县碳储量水平较高的分区较2010年减少了一个区。2020年碳储量的平均水平较2015年发生了微小的变化。研究发现,东部茶叶发展功能区平均碳储量在这20年内发生了往返性的变化,表明该区茶业发展与林地保护之间的矛盾持续存在。
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