湖南省森林景观格局对碳储量的非线性影响及其驱动因素分析OA

【目的】探讨并评估湖南省森林景观格局与碳储量的非线性响应关系和驱动机制,优化森林管理和提升区域碳汇功能。【方法】基于湖南省2000—2020年土地利用数据,结合Fragstats软件与移动窗口法评估区域森林景观格局,借助InVEST模型分析碳储量的时空变化特征,采用随机森林机器学习方法明确森林景观格局对区域碳储量的非线性影响,运用XGBoost-SHAP模型分析自然与社会经济要素对碳储量的驱动强度。【结果】1)2000—2020年,湖南省森林景观斑块密度由1.2升至1.4,散布与并列指数由55.7升至59.5,表明森林景观破碎化程度有所增强,不同景观类型之间的空间交错更加明显。2)湖南省碳储量从20.97亿t下降至20.86亿t,同时碳储量空间分布极不均衡,主要集中在湘南、湘西,长株潭城市群的总碳储量持续下降。3)森林景观格局中,Shannon’s多样性指数、斑块密度和蔓延度与碳总量、地上碳储量、地下碳储量、土壤碳储量均呈正相关。4)GDP、温度和人口密度是驱动单位碳储量变化的主要因子,其中GDP的正向驱动作用最为显著,SHAP值为0.61。【结论】通过优化森林景观结构、加大经济投入,实现区域碳储存功能的可持续提升,为探究森林景观格局演变与碳储量的动态关系以及开展森林管理实践提供了科学依据。