中国江苏省农田碳效益效率的时空演变与预测分析

《Carbon Balance and Management》：Spatial-temporal evolution and predictive analysis of carbon effect efficiency in farmland in Jiangsu Province, China

　　

摘要

自工业革命以来，温室气体排放的增加给人类的可持续发展带来了前所未有的挑战。作为最重要的陆地生态系统之一，农田生态系统在平衡碳排放和碳吸收方面发挥着不可或缺的作用，因此受到了越来越多的学术关注。本研究以中国主要粮食生产区之一的江苏省为研究对象，整合了基于 slack 的测量（SBM）模型、熵加权方法以及相似性排序最优法（TOPSIS），分析了 2011 至 2021 年间农田碳效应（包括碳排放、碳吸收和净碳封存）的时空演变情况。此外，还利用灰色预测模型对未来 12 年内 13 个城市的碳效应进行了预测。研究结果显示，江苏省农田的碳排放效率总体呈上升趋势，但存在波动，平均值为 0.76。资源投入与农业产出的多年平均拟合度相对较低，分别为 0.426 和 0.358，并且城市之间存在显著差异。资源投入与农业产出之间的平均耦合协调度为 0.66，表明处于初级协调状态。所构建的 GM(1,1) 模型的预测准确率超过 73.80%，证明了其在预测农田碳效应方面的可靠性。预测显示，该省的农业碳汇效应有可能减弱，预计到 2033 年净碳封存量将比观测期内的最大值下降 15.55%。本研究揭示了农田碳效应的时空特征及潜在演变趋势，为针对各地区制定农业减排政策提供了理论支持，并有助于推动高效低碳农业的可持续发展。