基于PLUS-InVEST-Geodetector模型的西北干旱区土地利用多情景模拟与碳储量评估

来源：环境科学杂志2026年第1期北京时间：

作者：杨红霞,何浩,刘蓓,杨华存,韩东爽

单位：新疆大学建筑工程学院, 乌鲁木齐 830046,新疆大学建筑工程学院, 乌鲁木齐 830046,新疆大学建筑工程学院, 乌鲁木齐 830046,新疆大学建筑工程学院, 乌鲁木齐 830046,新疆大学建筑工程学院, 乌鲁木齐 830046

摘要：由于全球气候变化和人类活动加剧，土地利用变化对碳储量的影响已成为生态系统服务研究的重要课题. 尤其是在生态环境脆弱的干旱地区，这一问题对气候调节和生态可持续性构成了严重挑战. 为此，以中国西北干旱区为研究区，系统分析了2000~2020年土地利用格局的时空变化及其对区域碳储量的影响，旨在探讨在自然发展、生态保护和经济发展这3种情景下，土地利用变化对碳储功能演化的潜在影响. 采用InVEST模型评估碳储的时空分布特征，结合PLUS模型进行多情景模拟，并应用地理探测器方法识别碳储空间分异的主要驱动因子. 结果表明:①在过去20 a中，西北干旱区土地利用变化显著，耕地和建设用地持续扩张，草地面积先降后升，林地和未利用地则大幅退化. ②从碳储量变化趋势来看，2000~2020年间西北干旱区碳储量逐年增长，至2020年已达9.01×109 t，较2000年增长超过1.68×108 t，草地始终占据碳储量贡献主导地位. ③在多情景模拟中，各种发展情景下的碳储量显示出明显的差异，体现了不同发展路径对区域碳储量的显著影响. 其中，生态保护情景下的碳储量增长最大，突显生态保护措施在提升区域碳储功能方面的有效性. ④驱动因子分析表明:NDVI为西北干旱区碳储量空间分异的关键驱动因子，此外，NDVI与土壤含沙量及气候因子等的交互作用展现出显著的双因子增强效应，增强了对碳储空间差异的解释能力. 研究结果揭示了土地利用变化与碳储功能之间的紧密耦合关系，可为干旱区的生态保护、土地资源优化配置和碳汇提升策略提供科学依据.

关键词：土地利用变化,碳储量,情景模拟,地理探测器,西北干旱区,