基于ＰＬＵＳ－ＩｎＶＥＳＴ 的济南多情景土地利用变化模拟与碳储量评估

秦正 高宇潇 萨木哈·单山白

摘 要：土地利用类型变化和人类社会活动带来的碳排放问题日益严重。以济南市为研究区域，对济南市２０００—２０２０ 年的土地利用变化和碳储量变化进行了研究，并基于ＰＬＵＳ－ＩｎＶＥＳＴ 模型对不同发展情景下济南市２０４０ 年的土地利用和碳储量进行了预测，结果表明：土地利用变化对济南市碳储量具有重要影响，与２０００ 年相比，２０２０ 年济南市的碳储量减少；２０４０ 年生态保护情景下碳储量下降最少，城镇发展情景下碳储量下降最多；不同土地利用类型之间的转换会对碳储量产生影响，林地碳密度高，林地转换为其他用地会导致碳储量减少。

关键词：土地利用；碳储量；ＰＬＵＳ 模型；ＩｎＶＥＳＴ 模型；济南市

中图分类号：ＴＰ７９；Ｘ１７１．１ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０５．０１９

引用格式：秦正，高宇潇，萨木哈·单山白．基于ＰＬＵＳ－ＩｎＶＥＳＴ 的济南多情景土地利用变化模拟与碳储量评估［Ｊ］．人民黄河，２０２４，４６（５）：１１７－１２２．

随着全球人口的增长和社会经济的发展，土地利用类型变化和人类社会活动带来的碳排放问题日益严重。在此背景下，通过探索土地利用类型与碳储量之间的关系，了解不同土地利用类型对碳储量的影响，提出可持续的土地利用和碳储量增加策略，在减少碳排放的同时提升生态碳汇能力［１－５］ 。ＰＬＵＳ 模型是评估土地利用类型变化对碳储量影响的重要模型［６－９］ ，已被广泛应用于国家和地区的土地利用和碳储量研究［１０－１４］ 。ＩｎＶＥＳＴ 模型是一种开源的生态系统服务评估模型，旨在帮助决策者和研究人员评估和量化自然资本对人类福祉的贡献。ＩｎＶＥＳＴ 模型整合了地理信息系统（ＧＩＳ）和生态学原理，可以分析和预测土地利用类型变化对生态系统服务的影响，包括碳储量、氮沉降、生物多样性维护等。ＩｎＶＥＳＴ 模型具有数据需求量较少、获取碳储量较为简便等优势，因此在碳储量计算方面得到了广泛应用［１５－１９］ 。

近年来，黄河流域面临着水资源短缺、水土流失加剧和资源环境承载力减弱等问题。济南市是黄河流域重要的中心城市之一，在过去２０ 余ａ 中，济南市经历了快速城市化和工业化，导致土地利用方式发生了明显变化，如建设用地扩张、农用地减少。这些变化不仅对当地生态环境造成了负面影响，而且对济南市的可持续发展带来了挑战。２０００—２０２０ 年，济南市建设用地扩张了６７．５％，土地利用类型变化对城市生态环境和碳储量产生了一定影响。本文以济南市为研究区域，选取２０００ 年、２０１０ 年和２０２０ 年３ 期土地利用数据，使用ＰＬＵＳ?ＩｎＶＥＳＴ 模型预测２０４０ 年济南市土地利用数据，估算２０００—２０２０ 年济南市碳储量变化，以及不同发展情景下２０４０ 年济南市的碳储量，以期为济南市国土空间规划编制、区域生态环境保护以及生态系统碳储量研究提供科学依据。