廣西“三生空間”轉型及碳儲量效應分析

關鍵詞：“三生空間”轉型；碳儲量；生態系統服務和權衡的綜合評估（InVEST）模型；廣西壯族自治區中圖分類號：X171.1 文獻標識碼：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、調節全球氣候[1-2]。基于當前全球氣候變化的嚴峻形勢，增強陸地生態系統的碳匯能力已成為世界各國科研工作的重點方向[3-4。碳中和實現的關鍵途徑之一就是提升陸地生態系統的碳匯能力，因此就需要各“三生空間”（生產、生活、生態空間）相互促進，和諧發展[5-6]。

近年來，眾多學者研究了“三生空間”的轉型，它是在國土空間的理論體系中對土地利用轉型的更深層次的研究[7-8]。目前，“三生空間”轉型及相關效應的研究主要集中于生態環境、生態系統服務價值[0、生境質量[1等方面，“三生空間”轉型及其碳儲量分析的相關研究還較少。運用地理信息系統（Geographic InformationSystem，GIS）技術和生態系統服務和權衡的綜合評估（IntegratedValuationofEcosystemServicesandTrade-offs，InVEST）模型深入分析廣西壯族自治區（以下簡稱廣西）1990—2020年“三生空間”轉型與其碳儲量之間的關系，可以為廣西控碳減排政策的制定提供理論依據。

1數據來源與研究方法

廣西位于我國南部地區，是沿海、沿江、沿邊的少數民族自治區，下轄14個地級市，首府為南寧市。2021年廣西常住人口為5037萬人，國內生產總值（GrossDomesticProduct，GDP）為2.47萬億元。廣西整體呈現出西北高、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數據來源與處理

本研究使用的矢量邊界來自國家地理信息資源目錄服務系統（ 1 ： 1 0 0 萬）數據庫；土地利用數據來自資源環境科學中心，分辨率為 3 0 m ；參考相關的研究[8，劃分“三生空間”；碳密度的選取主要參考相關研究成果[12-13]，并對其進行修正。

1.2研究方法

1.2.1 “三生空間”單一動態度

“三生空間”單一動態度表示各空間類型數量變化的劇烈程度[14]，公式為

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

1.2.2 “三生空間”轉移矩陣

用 表示“三生空間”某一研究時段內由第 i 類型轉為第 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 個數 排成的矩陣為“三生空間”轉移矩陣，能夠表示在某一研究時段內研究區各空間類型相互轉移情況[15]。“三生空間”轉移矩陣 （ s ） 為

式中： n 為“三生空間”類型數量。

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物碳存儲密度4個碳存儲密度，共同構成了“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、死亡有機物質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”碳儲量貢獻率

“三生空間”碳儲量貢獻率表示在某一研究時段內各類型的空間相互轉化的過程中所導致的碳儲量變化量在該研究時段內在研究區總體碳儲量的比例[]，其公式為

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

2 結果與分析

2.1 “三生空間”轉型分析

各空間類型“三生空間”單一動態度如表1所示。由單一動態度可知，工業生產用地在1990一2020年的變化強度最大，其次是城鎮生活用地，其余的“三生空間”轉型較為平緩。從各時期來看，草地生態用地和城鎮生活用地在1990一2000年變化最為劇烈，水域生態用地在2000一2010年轉型最激烈，而其余的空間類型均在2010一2020年轉變最為頻繁。

廣西“三生空間”轉移矩陣的計算結果如表2所示。根據矩陣結果可知：各類型的“三生空間”轉型中除草地和林地生態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業生產用地，而林地生態用地的減少量最大，達到 。從各用地類型變化量來看，林地生態用地和農業生產用地變化較大，二者分別占總變化量的 4 4 . 3 5 % 、 3 2 . 3 5 % ；從時段來看，2010—2020年各用地變化最為鮮明；林地生態用地變化幅度在研究期內最為明顯，且呈現出負增長的態勢，轉出和轉入最主要類型為農業和草地生態用地。

2.2 “三生空間”碳儲量變化分析

2.2.1 “三生空間”碳儲量結構變化

廣西“三生空間”碳儲量情況如表3所示。從各時段看，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，林地生態用地的碳儲量是所有空間類型中最高的，因為這些區域森林資源富集、固碳能力強，第二是農業生產用地，第三是草地生態用地，其具有較強的碳匯能力。林地生態用地、農業生產用地、草地生態用地這3類空間的碳儲量占據了廣西總碳儲量的 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的百色市和河池市、桂東東融發展片區的賀州市和梧州市以及北部灣經濟區的防城港市；碳儲量中高等級的空間主要分布于西江經濟帶的城市；碳儲量等級為中等級的區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域主要分布在廣西各地級市的市區范圍；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域集中分布于北部灣經濟區，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域的碳儲量呈現一般減少趨勢；2000一2010年，各用地轉化占補基本平衡，碳儲量變化不明顯，全區以基本不變為主；2010一2020年，廣西的西部地區碳儲量變化呈現出一般減少，并集中分布在百色市的北部，少部分位于南寧市的周邊區域。

2.3 “三生空間”轉型的碳儲量貢獻率分析

通過計算得到1990一2020年廣西“三生空間”碳儲量的貢獻率，結果表明：廣西“三生空間”轉型是區域碳儲量變化的誘因，而推動其碳儲量變化的主要因素是農業生產用地與林地生態用地的交互轉變；“三生空間”碳儲量呈現出下降的趨勢，導致其減少的用地轉化中，林地生態用地轉為農業生產用地的貢獻程度最大，為1.123；主導廣西“三生空間”碳儲量增加的轉換類型主要是農業生產用地轉林地生態用地和草地生態用地轉林地生態用地，它們的貢獻率分別為0.359和0.242。

3結論

在“三生空間”轉型分析中，從結構上看，林地生態用地和草地生態用地的面積呈現減少趨勢；其他“三生空間類型”呈現增加趨勢。

在“三生空間”碳儲量變化分析中，從結構上看，1990一2020年“三生空間”碳儲量總體呈現下降趨勢，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、欽州市實現了總碳儲量的增加，其他各市的碳儲量減少。2010一2020 年全區碳儲量總體的減少，以百色市的碳儲量減少為主。

導致廣西“三生空間”碳儲量變化的主要空間轉移類型在于林地生態用地向農業生產用地之間的轉換，以及農業生產用地向林地生態用地的反向轉變。在“三生空間”碳儲量減少的過程中，起主導作用的是林地生態用地向農業生產用地的轉變；主導“三生空間”碳儲量增加的轉換類型主要是農業生產用地轉林地生態用地，以及草地生態用地轉林地生態用地。

參考文獻

1 王天福，龔直文，鄧元杰.基于土地利用變化的陜西省植被碳匯提質增效優先區識別[J].自然資源學報，2022（5）：1214-1232.

2 鄒才能，熊波，薛華慶，等.新能源在碳中和中的地位與作用[J].石油勘探與開發，2021（2）：411-420.

3 KEENANTF，WILLIAMSCA.Theterrestrialcarbon sink[J].Annual Review ofEnvironment andResources，2018，43：219-243.

4 RUEHRS，KEENANTF，WILLIAMSC，etal.Evidenceandattributionoftheenhancedlandcarbonsink[J].NatureReviewsEarthamp;Environment，2023（8）：518-534.

5陳浮，于昊辰，卞正富，等.碳中和愿景下煤炭行業發展的危機與應對[J].煤炭學報，2021（6）：1808-1820.

6沈鐳.面向碳中和的中國自然資源安全保障與實現策略[J].自然資源學報，2022（12）：3037-3048.

7 陳美景，王慶日，白中科，等.碳中和愿景下“三生空間”轉型及其碳儲量效應：以貴州省為例[J]中國土地科學，2021（11）：101-111.

8 龍花樓.論土地利用轉型與土地資源管理[J].地理研究，2015（9）：1607-1618.

9 YIND，LIX，LIG，etal.Spatio-temporal evolutionofland use transition and itseco-environmentaleffects：a case study of the Yellow River Basin，China[J].Land，2020（12）：514.

10勾蒙蒙，劉常富，李樂，等．“三生空間”視角下三峽庫區土地利用轉型的生態系統服務價值效應[J].應用生態學報，2021（11）：3933-3941.

11翟玉鑫，張飛云，馬麗娜.基于三生空間的博斯騰湖流域生境質量時空演變及預估[J].干旱區地理，2023（11）：1792-1802.

12張凱琪，陳建軍，侯建坤，等.耦合InVEST與GeoSOS-FLUS模型的桂林市碳儲量可持續發展研究[J].中國環境科學，2022（6）：2799-2809.

13魏璽，邵亞，蔡湘文，等.漓江流域陸地生態系統碳儲量時空特征與預測[J].環境工程技術學報，2023（3）：1223-1233.

14付建新，曹廣超，郭文炯.1990—2018年祁連山南坡土地利用變化及其驅動力[J].應用生態學報，2020（8）：2699-2709.

15黃鑫，李曉丹，蘆倩，等.黃河流域上游城市群三生空間時空演化特征及其變化穩定性分析[J].水土保持學報，2023（4）：184-194.

16SHARPR，DOUGLASSJ，WOLNYS，etal.InVEST3.8.7.User'sGuide[R].Stanford：StanfordUniversity，2020.

17孔冬艷，陳會廣，吳孔森.中國“三生空間”三生空間演變特征、生態環境效應及其影響因素[J].自然資源學報，2021（5）：1116-1135.