鄱阳湖城市群地处长江中下游南岸，是全国生态文明建设先行区的重要组成部分，区域内快速扩张的都市用地、森林生态屏障、季节性湿地与密集河湖网络共存，发育-保护张力突出、生态结构高度敏感。然而，现有研究多基于粗粒度行政单元开展碳排放核算，或将统计残余排放整体归并于建设用地，较少在栅格尺度上将人为碳排放压力与生态系统服务供给进行空间显式耦合，导致快速城市化背景下湖-城复合系统的“发展-保护”权衡关系难以准确诊断。针对这一问题，江西师范大学自然灾害监测预警与评估江西省重点实验室联合多伦多大学、同济大学、伊斯坦布尔科技大学等单位，构建了融合直接土地利用碳平衡核算、人为排放清单空间化、生态系统服务集成评估与多尺度耦合诊断的空间显式栅格建模框架，系统揭示了2000-2020年鄱阳湖城市群生态系统服务与土地利用碳排放的时空动态及其耦合关系。
研究立足“土地利用变化分析—碳排放压力核算—生态系统服务评估—多尺度耦合诊断”的技术思路，以鄱阳湖城市群为研究对象，基于30米中国土地覆盖数据集（CLCD），综合集成InVEST模型碳储量、产水量、土壤保持与栖息地质量四个模块，对2000、2005、2010、2015和2020年生态系统服务进行逐年栅格模拟；对耕地、林地、草地、水体和未利用地的直接土地利用碳平衡进行分项核算，将统计排放清单扣除直接土地利用碳平衡后的残余部分界定为涵盖能源利用、交通运输、工业生产与废弃物处理等人为活动的排放清单，并构建“建设用地占比+人口+GDP”空间代理降尺度模型，实现人为排放的精细化分配；在此基础上，采用百分位截断的极差归一化方法集成四类服务构建集成生态系统服务价值（IESV），在3 km、5 km、10 km三种格网尺度上运用Pearson相关分析与双变量Moran's I检验碳排放压力与IESV的空间关联，并利用Getis-Ord Gi*统计识别生态系统服务冷热点格局，形成了兼顾碳排放压力与生态系统服务韧性的区域耦合评估方法体系。
研究结果表明，2000—2020年，鄱阳湖城市群土地利用以耕地和林地为主，建设用地扩张最为迅速，由约24.25万公顷增至45.12万公顷，主要通过侵占城市边缘的生态用地和农业用地实现，耕地和水体面积在规划管控下保持相对稳定。碳排放核算显示，耕地是唯一直接碳源，林地始终是主导碳汇，直接土地利用碳平衡保持约186万—204万吨的净碳汇水平；而人为排放清单由2000年的1208万吨激增至2020年的4729万吨，区域净碳排放压力相应由1005万吨增至4543万吨，增幅达352%，表明区域碳排放压力的长期攀升主要由城镇与经济活动驱动，而非生态碳汇能力削弱所致。尺度敏感性分析显示，5 km格网在保留最强平均空间自相关信号的同时，避免了3 km尺度的过度破碎化和10 km尺度的过度平滑，被确定为主要工作尺度。在该尺度上，碳排放压力与IESV的Pearson相关系数在20年间显著增强，双变量Moran's I始终为负（p<0.01），表明随着城市化推进，高碳排放压力与低生态系统服务供给的空间权衡显著加剧。高碳压力/低服务聚类围绕南昌都市核心区及主要城镇走廊持续扩张，由分散的城市点源逐步转变为连片的城市—工业排放带；低碳压力/高服务聚类则稳定分布于东西部森林边缘带与环湖湿地区域。研究进一步将2000—2020年划分为快速扩张期（2000—2010）与调控转型期（2010—2020），2010年后高压力格网更趋连续并沿既有城镇走廊集聚，说明政策收紧更多改变了碳排放压力的空间形态而非其总体增长轨迹。研究提出的人为排放与生态系统服务栅格耦合评估框架，为湖—城复合系统“发展—保护”张力诊断、都市圈走廊差异化碳减排与生态修复布局以及“双碳”目标下大湖流域城市群国土空间规划提供了定量化的科学工具。
该研究由江西师范大学自然灾害监测预警与评估江西省重点实验室主导，联合多伦多大学、同济大学、伊斯坦布尔科技大学等单位共同完成，成果发表在Geo-Spatial Information Science。研究获得国家自然科学基金项目（42561071、42201438）、江西省主要学科学术和技术带头人培养计划青年人才项目（20232BCJ23086）、江西省自然科学基金项目（20262BAC220039、20242BAB27001）等项目资助。该研究为大湖流域城市群碳排放压力空间化诊断、生态系统服务动态评估、生态修复格局优化及碳中和目标下差异化减排政策制定提供了重要科学依据和技术支撑。
图 1 鄱阳湖城市群净碳排放压力与集成生态系统服务双变量聚类时空演变图
论文信息：
标题：Spatially explicit gridded modeling of the dynamics of ecosystem services and land use carbon emissions in the Poyang Lake Urban Agglomeration
作者：黄敏、付宇恒、龚道宏、林珲、朱道也、江海鑫、欧阳可豪、钟顺、章太馨、肖长江、Orhan Altan
期刊：Geo-Spatial Information Science
论文链接：https://doi.org/10.1080/10095020.2026.2697551
第一单位：江西师范大学
