基于碳储量最大化的流域多目标土地利用分区优化模拟——以广西西江清水河为例

土地利用变化是影响碳固存变化的重要因素,土地利用优化对实现区域碳平衡具有重要作用.以广西西江清水河流域为研究对象,基于 2000 年、2010 年和 2020 年土地利用数据,通过FLUS-InVEST耦合模型预测 2060 年清水河流域 4 种模拟情景(基线情景、耕地保护情景、水域保护情景、高碳储用地保护情景)下土地利用变化与碳储量的时空发展特征;针对高、中、低碳储能力等级区域适宜发展的方向,构建基于碳储量最大化的灰色线性规划模型,优化土地利用数量结构并运用FLUS模型模拟土地利用空间布局;利用Fragstats软件分析流域上、中、下游区域不同土地利用类型的形态格局,探讨其与碳储量的相关性并提出相应的优化策略.结果表明:1)4 种模拟情景下,2060 年流域碳储量仅在高碳储用地保护情景下稳定提升,其他 3 种情景都大幅下降;2)基于优化方案,2060 年流域内林地、湿地和水域面积增加,建设用地面积稳定增长,草地、耕地面积相对减少且连片耕地保持不变,流域整体碳储量增长达 1.32×106 t;3)流域土地利用形态格局影响碳储量,且不同流段存在空间异质性,整体上斑块呈现复杂不规则的形态和较高的聚集度、连接度,有利于提高区域整体碳储量.优化策略能更好地满足流域不同区域的发展需求并统筹流域整体发展,增加流域碳储量的同时推动总体效益最优化.