南水北調中線工程建設期水源地及受水區碳平衡時空演化特征

摘 要：掌握重大引調水工程水源地和受水區域碳平衡時空演化規律及其影響因素，有助于制定符合區域特點的低碳綠色發展政策、提高減碳增匯政策的科學性。以縣域碳排放量和植被固碳量數據為基礎，利用碳平衡系數、Kernel密度函數分析南水北調中線工程建設期前后，其水源地和受水區域縣域尺度碳平衡時空演變特征分析。結果表明：南水北調中線工程水源地碳平衡能力呈現出“下降-穩定”趨勢，漢江流域漢江及丹江沿線各縣（市、區）碳平衡能力降級情況嚴重；受水區域碳平衡能力呈現出“上升-波動下降-波動上升”的時序特征，以中大型城市輻射圈的碳失衡情況逐漸嚴重，空間集聚效應增強，南水北調中線工程236縣（市、區）碳平衡能力呈現出“西高東低”的空間分布格局。

關鍵詞：碳平衡；碳源碳匯；縣域尺度；引調水工程；時空演變

中圖分類號：X24 " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標志碼：A

0 引 言

為應對主要由二氧化碳引起的全球變暖等氣候問題，作為全球最大的碳排放國，我國于2020年9月提出了2030年前碳排放量達到峰值、2060年前實現“碳中和”的目標。黨的二十大提出協同推進碳減排及碳增匯，推進綠色低碳循環發展，并設立“綠色低碳發展示范區”作為試點先行，以期為新發展格局提供示范引領作用。作為南水北調中線工程水源地，丹江口庫區及其上游流域是保障北方8 500萬人口特別是首都地區供水安全的“生命線”，流域內各省（市、自治區）均在為建設成“綠色低碳發展示范區”而努力，在確保南水北調中線工程調水水質、水量的同時，發揮水源地生態系統碳匯在“碳中和”目標中的作用。但城鎮化率的不斷提升以及丹江口大壩加高工程引起的水位消落區生態退化，給區域綠色低碳發展和水源地生態系統服務功能帶來了嚴峻的挑戰。因此，分析南水北調工程建設期內水源地及受水區域的碳源碳匯時空特征，掌握區域碳平衡的時空演化規律，厘清水源地和受水區域間的碳源碳匯關系，對促進區域綠色低碳發展、提升南水北調中線工程水源地生態系統服務功能和“雙碳”目標的實現具有重要意義。

國內外學者對于區域碳源碳匯的研究主要集中在以下三個方面：①碳排放時空分析。彭瑞等[1]分析了2000—2017年江蘇省縣域碳排放時空演化及影響因素。Xu等[2]運用雙重差分模型，分析了我國能源節約和碳減排政策對碳排放量的影響。陳亮等[3]基于LMDI-Attribution模型，以國家五年規劃為時間劃分，探究了京津冀地區2000—2020年能源強度、產業結構和排放因子對其碳排放強度變化驅動的時空演變特征。②碳平衡分析。李瀟等[4]采用InVEST碳固存模塊、IPCC碳排放核算、人口密度法等方法，研究了河南省1995年、2005年、2015年區域碳平衡的時空變化。李竹等[5]采用溫室氣體清單法、碳吸收清查法、碳平衡指標法和多元城鎮化測量法分別測算1999—2018年我國省域碳平衡能力，并分析省域碳平衡能力與城鎮化的時空演變特征及互動關系。余曉泓等[6]基于多區域投入產出模型的戈什模型，核算并分析了1995—2011年全球41個國家和地區的下游碳貿易平衡。③引調水工程碳源碳匯影響。李肇桀等[7]結合實地調研情況，分析了調水儲能對“雙碳”目標的積極作用以及在技術、經濟和生態環境上的可行性，有針對性地提出了利用調水儲能促進“雙碳”目標實現的建議。

現有研究已在碳排放和碳平衡方面取得豐富成果，但多聚焦于國家、省域尺度[8-12]，少有關于縣域尺度碳源碳匯的研究，厘清縣域尺度的碳排放和碳匯時空演化規律，能更好地提出更具操作性和針對性的碳中和政策。同時，現有省域尺度碳平衡研究難以反映重大引調水工程在實施過程中對其沿線范圍內生態系統服務產生的影響，如碳儲存和生態系統穩定性等[13-16]。本文以南水北調中線工程水源地和受水區域內236個縣級行政區為研究對象，分析區域內碳排放量、植被固碳量的時空演化特征，以期為推動南水北調中線工程水源地綠色低碳發展、區域碳源碳匯生態補償長效機制建立提供科學依據和理論支撐。

1 數據與方法

1.1 研究區概況

南水北調中線工程于2003年12月27日正式開工，2014年12月12日正式通水。截至2023年12月12日，南水北調中線工程全面通水9年，累計調水超過670億m3，為1.76億人提供了水安全保障。南水北調中線工程建設期主要為2004—2014年，為驗證建設期成效，對比建設前后差異，選取2001—2017年開展時序研究。

南水北調中線工程的建設期間，丹江口水庫大壩壩頂由原來的162 m加高到176.6 m。水位從157 m提高到170 m，丹江口水庫總庫容達到290.5億m3。丹江口水庫上游地區淹沒面積達到144 km2，整個庫區移民34.5萬人，移民搬遷安置任務主要集中于2010年、2011年完成。

南水北調中線工程輸水干渠地跨河南省、河北省、北京市和天津市。受水區域主要為沿線的南陽、平頂山、許昌、鄭州、焦作、新鄉、鶴壁、安陽、邯鄲、邢臺、石家莊、保定、北京、天津等14座大、中城市，輸水干渠總長1 277 km，供水范圍內總面積達15.5萬km2，根據2020年民政事業發展統計公報，共涉及192個縣級行政單元。南水北調中線工程水源地和受水區域如圖1所示，左上角標識3區域整體涉及行政區域情況 。其中，南水北調中線工程水源地為丹江口水庫及其上游流域，主要涉及湖北省、河南省、陜西省、甘肅省、四川省和重慶市，總面積為8.8萬km2。

1.2 數據來源

縣級行政單元碳排放和植被固碳量數據來源于中國碳核算數據庫，土地利用數據來源于自然資源部土地調查成果共享應用服務平臺，南水北調中線工程矢量數據源自國家基礎地理信息中心。

其中，縣域碳排放量采用粒子群優化-反向傳播（PSO-BP）算法，根據國家地理物理數據中心提供的NPP/VIIRS夜間燈光數據計算；縣域陸地植被固碳量采用MODIS數據產品NPP，通過植物干物質與吸收二氧化碳的轉化系數計算[17]。

1.3 研究方法

1.3.1 歸一化碳平衡系數

歸一化碳平衡系數（Normalized Difference Carbon Balance Coefficient，NDCBC）能較好地反映碳平衡能力[18-19]。計算公式如下：

式中：CSi和Ci分別表示某縣i的固碳量和碳排放量；NDCBC在[-1，1]，NDCBC＞0，表示該縣固碳能力強于碳排放，表現為碳匯，且NDCBC越大，代表碳平衡能力越強，NDCBC＜0，則表明該縣表現為凈碳源，且NDCBC越小，其碳平衡能力越差。

1.3.2 Kernel密度估計

Kernel密度估計是一種非參數估計方法，采用離散樣本點進行表面內插以描述隨機變量的分布形態，比傳統的散點圖和直方圖更加準確地反映變化趨勢[20]。本文采用Kernel密度估計的Epanechnikov函數 來分析區域碳源碳匯碳平衡時序演進趨勢的分布形態及其延展性特征。其計算公式如下：

式中：x1、x2、…、xn是從某個單變量分布中抽取的獨立同分布樣本；n為樣本數量；K是內核；h是帶寬的平滑函數；Kh為縮放內核。

2 結果與討論

2.1 碳排放時空特征分析

2.1.1 碳排放量時序特征

根據縣域碳排放量數據、南水北調中線工程水源地和受水區域總體碳排放量數據，2001—2017年，南水北調中線工程水源地和受水區域碳排放量隨時間的變化趨勢如圖2所示。可以看出，2001—2017年間，南水北調中線工程水源地和受水區域碳排放量整體可分為兩個階段，即以2012年為時間拐點的上升和波動下降兩個階段。2001—2012年水源地和受水區域碳排放量整體表現為逐年上升趨勢，2001年、2004年、2012年水源地碳排放量分別為15.48萬、21.77萬、50.81萬t，年際碳排放量增長率分別為13.54%、16.67%；2001年、2004年、2012年受水區域碳排放量分別為315.71萬、433.07萬、853.07萬t，年際碳排放量增長率分別為12.39%、12.12%。整體碳排放量的增長可能和工業的快速發展、能源的消耗量增大有關，此外，經濟增速相對較慢的水源地碳排放量增速高于受水區域，且水源地在南水北調中線工程建設期間碳排放量增速高于開工前，和受水區域碳排放量時序特征不一致。一方面可能是因為水源地碳排放量基數較小，另一方面也可能是由于工程建設中移民搬遷帶來的快速城鎮化及其帶來的經濟能源結構變化。2013—2017年，水源地和受水區域碳排放量呈波動下降趨勢，水源地碳排放量由2012年的50.81萬t下降至2017年的49.78萬t。受水區域碳排放量由2012年的853.07萬t降至2017年的823.51萬t，年平均降幅相差不大，分別為0.41%、0.69%，這得益于清潔低碳能源體系的建立和綠色循環低碳發展新理念的推行，同時也表明，隨著移民搬遷工作的結束和南水北調中線工程的平穩運行，水源地和受水區域在碳排放量的演變趨勢上趨于一致。

2.1.2 碳排放量動態演進分析

采用Kernel密度分析南水北調中線工程水源地和受水區域碳排放量的動態演進特征。根據區域碳排放量的時序特征，選取2001年（分析時段開始年份）、2004年（南水北調中線工程建設期初始年份）、2012年（重要時間節點）、2017年（分析時段結束年份）截面數據繪制核密度圖，如圖3所示。區域整體碳排放量Kernel密度曲線的中心點在2001—2012年逐漸向右移動，然后在2017年發生左移，表明區域整體碳排放量先逐漸增高后緩慢下降。具體來看，2001—2017年區域整體Kernel密度曲線均表現為左側“單峰”分布并伴隨明顯的右拖尾，峰值呈現明顯下降趨勢且曲線寬度增加，表明整體區域內236縣碳排放量總體上增加但區域集聚水平降低、空間分異性增大。可能是受國家政策導向的影響，各地區積極發展清潔低碳能源，但由于能源結構、經濟環境和政策執行力度的差異，區域內各縣碳排放量時序演變存在差異。

2.1.3 碳排放量空間演變特征

為直觀反映碳排放量的空間分布，將縣域尺度的碳排放量分為5級，分別為碳排放量小于200萬t（低碳排放）、200萬～500萬t（較低碳排放）、500萬～1 000萬t（中等碳排放）、1 000萬～1 500萬t（較高碳排放）、大于1 500萬t（高碳排放）。同樣選取2001年、2004年、2012年、2017年的碳排放量數據制作空間分布圖，如圖4所示。水源地碳排放量顯著低于受水區域，受水區域縣域碳排放量整體呈現出“東高西低”的梯度分布特征。從碳排放量等級來看，2001—2012年相對變幅較大，水源地有7個區縣由低碳排放量變為中低碳排放量，分別為周至縣、十堰市鄖陽區、茅箭區、張灣區和丹江口市、安康市漢濱區及漢中市漢臺區；受水區域內中等碳排放量以上的縣（市、區）由2001年的21個增加至2012年的47個，石家莊市長安區、北京市通州區由中高碳排放量變為高排放量。2012—2017年碳排放量增長速率放緩，水源地僅商洛市商州區一區由低碳排放量增加至中低碳排放量；受水區域內中等碳排放量以上的縣市區由47個變為62個，增加15個。其中，天津市武清區由中高碳排放量增加至高碳排放量，高碳排放量縣市區總數增加至3個。總體而言，南水北調中線工程水源地和受水區域縣域尺度碳排放量空間分布格局呈現出空間集聚性增強的趨勢，受水區域內的較高碳排放縣市區集中于14座大中型城市周邊，水源地內碳排放量增幅較大的縣市區集中在十堰市、漢中市和安康市3市，其中十堰市自南水北調中線工程開始建設后，先后有3個縣市區由低碳排放量變為中低碳排放量，這和湖北省18.2萬人移民搬遷帶來的快速城鎮化進程和能源結構變化存在強相關性。

2.2 植被固碳量時空特征分析

2.2.1 植被固碳量時序特征

通過匯總縣域植被固碳量數據得到南水北調中線工程水源地和受水區域總體植被固碳量數據，2001—2017年南水北調中線工程水源地和受水區域植被固碳量隨時間推移的變化趨勢見圖5。2001—2017年，南水北調中線工程水源地和受水區域植被固碳量整體上呈現出“波動上升”的趨勢，水源地和受水區域植被固碳量分別由2001年的204.49萬、143.49萬t增長至2017年的251.1萬、203萬t，年平均增長率分別為1.42%、2.59%，年植被固碳量數據標準差分別為17.59、21.03，總體上受水區域植被固碳量增速高于水源地，其年際植被固碳量波動幅度大于水源地。考慮到水源地植被固碳量總體變化趨勢較為穩定，本文以水源地變化趨勢為基準，選取水源地和受水區域出現較大差異的時間節點進行分析，具體時間節點為：2010—2011年、2014—2017年。其中，2010—2011年，水源地植被固碳量減少7.74%，受水區域植被固碳量增加2.72%；2014—2017年，水源地植被固碳量減少2.76%，受水區域植被固碳量增加10.48%。2001—2017年，隨著降水增加、氣溫上升等有利于植被生長的氣象條件增加以及植樹造林等生態建設工程的實施，區域整體植被固碳量向好。在區域差異上，2010—2011年，水源地植被固碳量大幅下降，主要原因可能是南水北調中線工程建設中移民搬遷安置工程實施帶來地表開挖、土地利用結構變化；2014—2017年，水源地植被固碳量呈現短期波動下降趨勢，主要原因是丹江口大壩蓄水至170 m后，新增了近144 km2的淹沒區，導致區域整體植被面積下降。

2.2.2 植被固碳量動態演進分析

采用Kernel密度分析南水北調中線工程水源地和受水區域植被固碳量的動態演進特征，根據區域碳排放量的時序特征，選取2001年、2004年、2011年、2017年的截面數據繪制核密度圖。由于水源地和受水區域植被固碳量時序特征存在較大差異，分別對兩者進行動態演進分析，如圖6所示。受水區域植被固碳量Kernel密度曲線中心點在2001—2017年基本一致，表示受水區域總體植被固碳量隨時間推演變化不大。受水區域植被固碳量Kernel密度曲線在2001—2017年均表現出“單峰”帶右拖尾現象，其中，2001年的峰值最高，2004年的峰值最低，2011年和2017年曲線基本一致；水源地植被固碳量Kernel密度曲線2017年的中心點較2001年的中心點偏右，2004年和2011年幾乎一致，表明水源地植被固碳量在2001—2004年、2011—2017年增長明顯，2004—2011年增長緩慢。同時，水源地植被固碳量Kernel密度曲線在2001年表現出“雙峰”分布，2004—2017年“雙峰”趨勢逐漸向“單峰”趨勢轉變，曲線寬度逐漸增大，表明水源地植被固碳量兩級分化現象逐漸減弱，區域集聚水平同步降低，水源地內各縣（市、區）植被條件趨于均衡且逐漸向好。表明2001—2004年水源地各縣（市、區）植被固碳量集聚效應顯著降低，2011—2017年水源地各縣（市、區）植被固碳量空間分布趨勢趨于一致。可能的原因是水源地各縣（市、區）植被條件在2001年較為一致，在2001—2004年間，由于地勢、氣候等自然條件的差異，縣域間植被條件變化差異逐漸增大。2004—2017年，南水北調中線工程開工建設和移民搬遷工程以及政府按整體規劃實施的差別化生態治理建設，在一定程度上改變了水源地各縣（市、區）間植被條件變化趨勢。

2.2.3 植被固碳量空間演變特征

如圖7所示，將縣域尺度的固碳量同樣分為5級，分別為固碳量小于 200萬t（低固碳量）、200萬～400萬t（較低固碳量）、400萬～600萬t（中等固碳量）、600萬～800萬t（較高固碳量）、大于800萬t（高固碳量）。水源地固碳量顯著高于受水區域，水源地和受水區域固碳量空間格局整體較為穩定，呈現出“西高東低”的空間分布特征，相比于東側華北平原，受水區域西側為太行山脈，林地資源廣闊，生態環境良好，固碳量較高。從固碳量等級來看，南水北調中線工程水源地和受水區域總體空間格局存在小幅度波動，整體趨于穩定。水源地內有9個縣（市、區）由2004年的中高固碳量增長至2011年的高固碳量，后又降低至2017年的中高固碳量，分別為神農架林區、竹山縣、竹溪縣、盧氏縣、洋縣、寧強縣、鎮巴縣、山陽縣及鎮安縣。受水區域內鄧州市、魯山縣呈現出中低固碳量→中固碳量→中低固碳量的變化趨勢，涉縣、武安市、杜旗縣和輝縣市呈現出低固碳量→中低固碳量→低固碳量的變化趨勢。水源地和受水區域內河南省段、河北省段、天津市和北京市固碳量的平均總量占比分別為56.4%、21.39%、14.59%、2.74%和4.88%，水源地固碳量超受水區域整體固碳量達29.4%。受水區域內部各區域固碳量差異的主要原因為：北京、天津總體面積小，建筑面積占比大，壓縮了有限的林地、草地等碳匯地類；河南省各縣（市、區）相對生態環境較好，存在大面積覆蓋的林地，碳吸收量較受水區域內其他區域高。

2.3 碳平衡時空特征分析

2.3.1 碳平衡時序特征

歸一化碳平衡系數能將碳平衡情況限定在[-1，1]（正值表示凈碳匯、負值表示凈碳源），更直觀地表現碳平衡情況并提升低碳源碳匯區的靈敏度。運用歸一化碳平衡系數分析2001—2017年南水北調中線工程水源地和受水區域各縣（市、區）碳平衡能力的時序特征（見圖8），可以發現：①水源地整體表現為凈碳匯、受水區域表現為凈碳源。②對于水源地碳平衡時序而言，主要時間節點為2011年，2001—2011年，水源地碳平衡能力逐年下降，2011—2017年，水源地碳平衡能力維持穩定且有一定上升趨勢。主要原因在于水源地植被固碳量水平變幅較小的情況下，工程建設中移民搬遷帶來的快速城鎮化及其帶來的經濟能源結構變化使水源地的碳排放量增大。在2011年整體移民搬遷工作完成后，隨著清潔低碳能源體系的建立和綠色循環低碳發展新理念的推行，水源地碳平衡能力維持穩定向好趨勢。③受水區域整體表現為“兩節點-三階段”的變化格局，即以2004年和2010年為時間節點表現“上升-波動下降-波動上升”三個階段。2001—2004年，受水區域碳平衡能力呈上升趨勢，主要由于受水區域植被固碳量的增速顯著快于碳排放量的增速，表明在早期經濟發展及能源消耗量增速較緩時，受益于有利的氣候條件和生態環境政策，受水區域雖然仍表現為凈碳源，但其碳平衡能力有一定提升；2004—2010年，受水區域碳平衡能力呈波動下降趨勢，表明盡管氣候環境有利于植被恢復，但粗放的經濟發展方式、能源利用以及快速城鎮化進程中人工干預下的土地利用模式給區域自然生態環境帶來了嚴峻的挑戰；2011—2017年，受水區域碳平衡能力呈波動上升趨勢，表明隨著一系列政策的落實，城市擴張速度受到紅線約束，綠色低碳發展理念得到深入貫徹，受水區域碳平衡能力朝著穩中向好的方向逐步發展。

2.3.2 碳平衡動態演進分析

運用歸一化碳平衡系數和Kernel密度分析南水北調中線工程水源地和受水區域碳平衡的動態演進特征。根據區域碳平衡的時序特征，選取2001年、2004年、2012年、2017年的截面數據繪制核密度圖，見圖9。綜合考慮水源地和受水區域時序特征，為降低誤差，選擇碳平衡時序特征相對穩定后的2012年作為分析時間節點。相較于碳排放量和植被固碳量Kernel密度曲線，碳平衡Kernel密度曲線呈現出明顯的時間段差異。2001—2004年、2012—2017年水源地和受水區域碳平衡較為一致，而在2004—2011年，水源地和受水區域Kernel密度曲線中心點出現明顯左移，水源地Kernel密度曲線寬度逐漸增大，受水區域Kernel密度曲線寬度逐漸減少。表明水源地和受水區域碳平衡能力逐漸減弱，水源地各縣（市、區）碳平衡能力集聚效應減弱，空間差異增大；受水區域碳平衡能力集聚效應增強，碳平衡能力趨于一致。

2.3.3 碳平衡空間演變特征

圖10展示了南水北調中線工程縣域尺度碳平衡的時空分布格局，本文將歸一化碳平衡系數分為6級：碳失衡高、中、低3級，碳平衡高、中、低3級。歸一化碳平衡系數越接近1表示碳平衡越強，越接近-1則表示碳失衡情況更嚴重。從縣域尺度碳平衡動態演變規律來看，南水北調中線工程對于水源地碳平衡的影響主要集中在正式開工建設的2004年至移民搬遷工程完成的2012年，水源地碳平衡能力逐年降低，2004—2012年，水源地高碳平衡縣（市、區）數量自34個降低至22個，降幅達35.29%、中碳平衡縣（市、區）數量自6個降低至1個，降幅達83.33%。從空間分布來看，碳平衡能力降級的17個縣中有15縣沿漢江和丹江主河道分布，一方面，漢江流域漢江及丹江沿線城市群人口、社會、經濟發展迅速，能源消耗量增加；另一方面，受丹江口大壩加高后水庫蓄水位上升影響的淹沒區主要分布在漢江及丹江沿線，隨著移民搬遷安置工程的實施，區域城鎮化進程加快，耕園地及建設用地擴張。在淹沒區和移民搬遷工程新建區對于區域植被的雙重影響下，漢江及丹江沿線縣（市、區）碳匯能力較水源地其他縣市區下降明顯。2004—2012年，受水區域縣域尺度碳平衡空間分布格局表現出以中大型城市為輻射圈的碳失衡情況逐漸加重態勢，碳失衡的空間集聚效應增強。可能的原因是，隨著南水北調中線工程的建設以及城鎮化的進程，經濟活動及工業發展集聚于中大型城市，產業結構由第一產業向第二、三產業轉化，能源消耗集聚于中大型城市。受水區域縣域主要為凈碳源，隨著時間推移，以中大型城市為中心的輻射區域碳失衡情況逐漸加劇。

3 結 論

（1）南水北調中線工程建設期，水源地和受水區域碳排放量隨時間推移呈現“上升-波動下降”趨勢，關鍵時間節點為2012年，水源地碳排放量顯著低于受水區域，但其年際增速高于受水區域。水源地和受水區域碳排放量分別由2001年的15.48萬、315.71萬t上升至2017年的49.78萬、823.51萬t，增幅分別為221.58%、160.84%。水源地和受水區域236縣碳排放量Kernel曲線隨時間推移呈現出主峰右移、波峰漸寬且存在“右拖尾”現象，區域空間分異性隨時間增大，空間集聚性增強，整體呈現出“東高西低”的梯度分布特征。

（2）南水北調中線工程建設期，水源地和受水區域植被固碳量整體呈現出“波動上升”的趨勢，水源地和受水區域植被固碳量分別由2001年的204.49萬、143.49萬t增長至2017年的251.1萬、203萬t，年平均增長率分別為1.42%、2.59%，年植被固碳量數據標準差分別為17.59、21.03。總體上受水區域植被固碳量增速高于水源地，年際植被固碳量波動幅度大于水源地。2001—2017年，水源地44縣Kernel曲線波峰先變寬后縮緊，空間分異性增大后減少；受水區域192縣Kernel曲線由“雙峰”向“單峰”轉變、波峰漸寬，區域兩級分化現象逐漸減弱、空間分異性降低，水源地和受水區域整體空間格局較為穩定，呈現出“西高東西”的空間分布特征。

（3）南水北調中線工程建設期，水源地和受水區域碳平衡時序特征差異性較大，水源地以2011年為時間節點呈現出“下降-穩定”兩個階段，2001—2011年水源地碳平衡能力降幅達23.26%；受水區域則以2004年、2010年為時間節點，表現出“上升-波動下降-波動上升”的時序特征。2004—2011年，水源地和受水區域Kernel曲線波峰左移，水源地Kernel曲線波峰漸寬，受水區域Kernel曲線波寬漸窄。表明水源地和受水區域碳平衡能力逐漸減弱，水源地各縣（市、區）碳平衡能力集聚效應減弱，空間差異增大；受水區域碳平衡能力集聚效應增強，碳平衡能力趨于一致。隨時間推移，水源地44縣中漢江流域漢江及丹江沿線各縣（市、區）碳平衡能力降級情況嚴重，受水區域192縣以中大型城市為輻射圈的碳失衡情況逐漸嚴重態勢，碳失衡的空間集聚效應增強。

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Spatio-temporal Evolution Characteristics of Carbon Balance in Water Source Areas and Water Receiving Areas during the Construction Period of the South-to-North Water Diversion Middle Route Project

WU Yibang1，2，FENG Jingjin3，CHEN Zhe1，2，ZHAO Jing1，2，CUI Changlu1，2

（1.Spatial Information Technology Application Department，Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China；2. Water Center for Intelligent Drainage Engineering Technology Research，Wuhan 430010，China；3. Changjiang Survey，Planning，Design and Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China）

Abstract：Mastering the spatio-temporal evolution law of carbon balance in major water sources areas and water receiving areas of significant water diversion projects，as well as its influencing factors，will contribute to formulate the low-carbon green development policies with regional characteristics and improve the scientific nature of carbon reduction and sink enhancement" policies. Based on the county scale carbon emissions and vegetation carbon sequestration data，this paper analyzes the spatio-temporal evolution characteristics of carbon balance at county scale in the water source areas and receiving areas before and after the construction of the Middle Route Project of the South-to-North Water Diversion using the carbon balance coefficient and Kernel density functions. The results show that the carbon balance capacity of the Middle Route Project of the South-to-North Water Diversion presents a “declining and stabilization”trend，while the counties（cities，districts）along the Hanjiang River and Danjiang River in the Hanjiang River basin are seriously degraded. The carbon balance capacity of the water-receiving areas presents a sequence of “rise-fluctuating decline-fluctuating rise”. The carbon imbalance in the radiation areas of medium and large cities is gradually worsening，and the spatial agglomeration effect is strengthening. The carbon balance capacity of 236 counties（cities，districts）along the Middle Route Project of the South-to-North Water Diversion presents a spatial distribution pattern of “higher in the west and lower in the east”.

Key words：carbon balance；carbon source and sinks；county scale；water diversion project；spatio-temporal evolution