退耕还林（草）工程前后黄河流域生态系统碳储量时空演变与模拟预测

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：段绪萌,韩美,孔祥伦,孙金欣,张慧欣

单位：山东师范大学地理与环境学院, 黄河三角洲水土资源保护和高质量发展特色实验室, 济南 250358,山东师范大学地理与环境学院, 黄河三角洲水土资源保护和高质量发展特色实验室, 济南 250358,山东师范大学地理与环境学院, 黄河三角洲水土资源保护和高质量发展特色实验室, 济南 250358,山东师范大学地理与环境学院, 黄河三角洲水土资源保护和高质量发展特色实验室, 济南 250358,山东师范大学地理与环境学院, 黄河三角洲水土资源保护和高质量发展特色实验室, 济南 250358

摘要：“双碳”背景下,探讨退耕还林（草）工程实施对黄河流域生态系统碳储量的影响,对于完善新一轮退耕还林（草）工程政策实施,提高黄河流域生态系统碳汇能力具有重要参考意义. 选取退耕还林（草）工程实施前的1990年作为研究时段的起始年,选择两轮工程实施结束后的2020年作为研究时段的终了年,基于1990~2020年的30 a生态系统类型数据,运用InVEST模型对1990~2020年间黄河流域工程实施区域生态系统的土壤碳库、地上碳库、地下碳库、死亡有机质碳库及总碳储量进行逐年核算. 基于2020年生态类型数据,运用PLUS模型对2035年自然发展、深度退耕、中度退耕和耕地保护这4种情景的生态系统栅格数据进行预测,进而测算生态系统的总碳储量. 结果表明：①1990~2020年,黄河流域森林生态系统的面积在两轮工程实施后扩张26 610.06 km2,农田面积减少46 849.06 km2；空间上,黄河上游以草地、其他生态系统为主,黄河中游主要以农田、森林和草地生态系统分布为主,黄河下游以农田生态系统为主；②1990~2020年工程实施区碳储量呈波动增加趋势,2009年时总碳储量达到峰值（219.47×108 t）,2010~2020年由于草地生态系统的减少导致总碳储量波动下降至2020年的218.59×108 t；空间上,碳储量高值区分布在林草聚集的上游四川阿坝藏族羌族自治州、甘肃南部等和中游山西全域、陕西中南部等,陕西商洛和内蒙古的阿拉善盟为平均碳密度最高和最低的地级市；③2035年的自然发展情景碳储量损失0.83×108 t,其余3种情景均增加. 中度退耕情景下,黄河流域生态系统固碳能力最强,预测碳储量比2020年增加2.72×108 t,深度退耕情景为综合性最优情景. 因此,未来黄河流域可以参考深度退耕情景来优化调整退耕还林（草）工程实施方案,同时碳储量预测值可为实现双碳目标提供一定数据支持.

关键词：黄河流域,碳储量,时空演变特征,未来趋势,PLUS模型,InVEST模型,