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JOURNAL OF NATURAL RESOURCES >

2025 , Vol. 40 >Issue 12: 3370 - 3393

DOI: https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20251210

Regular Articles

Accounting of carbon source/sink and the zoning regulation of carbon balance in the Yangtze River Economic Belt: Practice the concept of "Prioritizing ecological conservation over excessive development"

  • CHEN Jiang-quan , 1, 2 ,
  • ZHANG Ke 1, 2 ,
  • LI Xiao-shun , 1, 2 ,
  • SHAO Zhe-han 1, 2 ,
  • ZHAI Xuan-yu 1, 2
Expand
  • 1. School of Public Policy and Management, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, Jiangsu, China
  • 2. Research Center for Transformation Development and Rural Revitalization of Resource-based Cities in China, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, Jiangsu, China

Received date: 2025-03-24

  Revised date: 2025-06-16

  Online published: 2025-11-13

Fold

Abstract

Based on a systematic accounting of carbon sources and sinks, exploring carbon balance zoning and regulatory strategies is crucial for carbon regulation and the implementation of the carbon neutrality strategy. Practicing the concept of "prioritizing ecological conservation over excessive development" in the Yangtze River Economic Belt (YREB), a systematic carbon source/sink accounting framework was constructed, the detailed characteristics of carbon sources and sinks were revealed, and a carbon balance zoning scheme and its regulation strategies were proposed. The results showed that: (1) From 2005 to 2022, the YREB's carbon deficit worsened. Carbon emissions rose from 2.786 to 4.684 billion tons, while carbon sinks increased from 1.277 to 1.516 billion tons. Significant regional disparities in carbon sources and sinks existed, with the carbon balance rate showing a trend of downstream<midstream<upstream. (2) The proportions of carbon emissions from various sectors were as follows: energy combustion (70.17%), industrial production processes (14.87%), agricultural activities (7.75%), human respiration (4.21%), and waste disposal (3.00%). In terms of the types of carbon sinks, agricultural carbon sinks accounted for 63.15% (taking into account the short-term effects of agricultural carbon sinks), and ecological carbon sinks accounted for 36.85%. It was recommended to establish 45 carbon source development zones, including 7 low-carbon development demonstration zones such as Shanghai, 18 low-carbon transformation and optimization zones such as Taizhou, and 20 high-carbon control and optimization zones such as Anshun. Additionally, 85 carbon sink protection zones should be set up, consisting of 4 green carbon sink demonstration zones such as Shennongjia Forest Area, 15 key carbon sink function zones such as Aba Tibetan and Qiang Autonomous Prefecture, 34 green carbon sink development zones such as Chenzhou, and 32 strict carbon sink protection zones such as Zhangjiajie. Differential regulation strategies should be implemented under the guidance of the principle of "adhering to high-quality development in carbon source development zones and implementing high-level protection in carbon sink protection zones" according to the characteristics of carbon sources and sinks and carbon balance zoning, so as to enhance the economic contribution of carbon sources and the ecological contribution of carbon sinks.

Key words： accounting of carbon source and sink; carbon balance zoning; Yangtze River Economic Belt; prioritizing ecological conservation over excessive development

Cite this article

CHEN Jiang-quan , ZHANG Ke , LI Xiao-shun , SHAO Zhe-han , ZHAI Xuan-yu . Accounting of carbon source/sink and the zoning regulation of carbon balance in the Yangtze River Economic Belt: Practice the concept of "Prioritizing ecological conservation over excessive development"[J]. JOURNAL OF NATURAL RESOURCES, 2025 , 40(12) : 3370 -3393 . DOI: 10.31497/zrzyxb.20251210

过多强调经济增长而对生态环境关注不足的传统发展模式，导致全球变暖、海平面上升、极端天气频发等资源环境问题，给可持续发展带来严峻挑战[1]。为应对气候变化，世界多国签署了《巴黎协定》等气候合作协议，要求全球共同采取行动减少温室气体排放，以期在21世纪中叶实现碳中和[2]。在此背景下，如何实现碳中和成为社会各界广泛关注的现实难题。区域间的碳平衡特征因自然资源禀赋与经济社会格局不同而存在差异[3]。因此，亟需识别碳源汇详细特征并探究碳平衡分区调控策略，从而为碳源汇调控与碳中和战略实施提供科学依据。
碳源汇核算是碳中和研究的基础，包括碳排放核算和碳汇核算两方面[4]。一方面，基于经济社会系统测度人为碳源碳排放，核算方法主要包括碳排放系数法[5]、质量平衡法[6]、实测法[7]、生命周期法[8]和遥感估算法[9]。碳排放系数法最为主流，具有简单易行、广泛使用等优势，《IPCC国家温室气体清单指南》也为该方法应用提供了基础框架[6,10]。许多学者应用碳排放系数法核算了全球、国家、省域、城市等多个尺度的碳排放[11-15]。随着遥感技术发展，夜间灯光遥感被应用于碳排放估算，能够弥补其他方法难以获取市级及以下尺度统计数据的缺点[7,9]。另一方面，基于自然生态系统测度生态系统碳汇，核算方法主要包括地面调查[16]、生态系统通量监测[17]、生态系统过程模型模拟[18]和大气监测反演[19]。但是，由于生态系统的复杂性和异质性，碳汇核算尚存在较多困难和不确定性[20]。因此，许多研究参考权威机构或研究测算的经验参数，估算林地、草地和水域等不同土地类型的生态碳汇[21-23]。此外，净生态系统生产力是通过生态系统过程模型测度的生态指标，指植被净初级生产力减去异养呼吸消耗的光合产物固碳[24]，能较好反映生态系统的固碳水平[25]。相较于自然生态碳汇，农业碳汇受人为影响大，并且农业作为特殊生产部门存在大量碳排放[26]。因此，有学者针对农业碳源汇开展专题研究，一方面基于农产品产量间接估算农业碳汇[27]，另一方面基于农地利用、水稻生长和牲畜养殖等农业活动过程估算农业碳排放[28]。
在碳源汇核算的基础上，学者陆续研究了碳源汇的自然机理[29]、时空格局[30]、影响因素[13]和情景预测[12,31]；也有学者围绕碳足迹[32]、碳补偿[23,33]和碳减排贡献[34]等主题进行探索，为碳源汇调控提供多视角参考。此外，针对碳源汇在区域间的差异化特征，有学者从国土空间分区视角提出调控方案。如：结合碳收支空间分异特征和主体功能区规划，提出经济区的碳平衡分区方案[35]；采用碳源汇效益、空间结构指标以及SOM-K-Means聚类模型探究碳平衡分区[3]；通过碳失衡空间识别，构建格网尺度的国土空间碳失衡综合分区[36]。总体而言，碳源汇存在显著的空间异质性，基于碳平衡特征的国土空间分区调控是纠正碳收支失衡的重要手段[33]。
长江经济带是支撑中国经济高质量发展的重要区域，但作为人口经济集聚区，碳排放贡献度超全国总量40%，主要归因于高能源消耗与碳密集型产业结构的双重驱动[37]。因此，长江经济带实现碳中和存在艰难挑战，学界围绕该区域碳源汇开展了多方面探索，如城市碳平衡压力[38]、碳排放空间关联结构[39]、国土空间碳汇冲突[37]、耕地变化碳效应[40]、碳汇保护区识别[41]等。研究普遍认为，长江经济带具备经济、生态和区位优势，是实施碳中和战略的重要区域。习近平总书记指出，从长远来看，推动长江经济带高质量发展，根本上依赖于长江流域高质量的生态环境。要毫不动摇坚持共抓大保护、不搞大开发，在高水平保护上下更大功夫[42]。《长江经济带—长江流域国土空间规划（2021—2035年）》也明确要求，“共抓大保护、不搞大开发，持续提升生态系统固碳增汇能力”。通过碳平衡与经济建设、生态保护的交互关系可以判断，保护碳汇是“共抓大保护”的内在要求，控制碳源是“不搞大开发”的重要内容。
总体而言，学界已开展丰富的碳源汇研究，部分研究聚焦于长江经济带及其下辖区域，涉及碳源汇的核算方法、自然机理、时空特征、影响因素、调控方案等多个方面，为本文提供理论基础和方法借鉴。但已有研究尚存改进空间：其一，碳排放核算方法较成熟，但实践中仍有研究存在碳源汇核算不系统、不精细问题，例如，采用能源碳排放近似替代全部碳排放；忽略工业生产过程、废弃物处理和农业活动等环节的碳排放；忽略高增温潜势的甲烷排放；采用固碳速率法核算具有较高空间异质性的林草碳汇；未考虑农作物生长的碳汇效应。此外，部分研究采用了权威数据库的碳排放数据，但存在数据年份不可选或未更新、研究尺度或核算范围受限、数据内部结构不可获取等问题。上述碳源汇数据受限问题会影响研究价值及科学性。其二，由于缺乏大流域尺度的碳源汇精细核算框架，对长江经济带碳源汇在各细分部门下的详细特征揭示不足，在中上游地区数量可观且具有重要碳汇功能的少数民族地区常因数据缺失而未被考虑，不利于全面把握长江经济带碳源汇特征。其三，如何践行长江经济带“共抓大保护、不搞大开发”理念，设计科学的碳平衡分区方案并制定调控策略，过往研究多停留于宏观的定性分析，尚缺乏实践探讨。此外，碳平衡分区研究多聚焦于城市群或省域尺度，以东中西地区自然经济社会格局差异显著和国家重点强调上中下游地区互动合作、协调发展的长江经济带为例开展碳平衡分区调控研究，具有典型研究价值。
鉴于此，本文践行长江经济带“共抓大保护、不搞大开发”理念，按照“核算框架构建—详细特征识别—分区方案设计—调控策略选择”的思路开展研究。首先，构建系统的碳源汇核算框架，揭示碳源汇详细特征。其次，基于“共抓大保护、不搞大开发”理念设计碳平衡分区方案，将长江经济带划分为碳源开发区（低碳发展示范区、低碳转型优化区、高碳控制优化区）和碳汇保护区（绿色碳汇示范区、重点碳汇功能区、绿色碳汇发展区、碳汇严格保护区），并确定碳源开发区中的碳汇功能区、碳汇保护区的碳汇主导类型以及农业碳平衡分区。最后，根据碳源汇特征和碳平衡分区提出差异化调控策略，以期为长江经济带碳源汇调控提供数据支持和决策参考。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究区概况

长江经济带，是具有全球影响力的内河经济带、东中西互动合作的协调发展带、生态文明建设的先行示范带，覆盖上海市、江苏省、浙江省、安徽省、江西省、湖北省、湖南省、重庆市、四川省、云南省、贵州省，面积约205万km2，人口和生产总值均超过全国的40%。中共中央、国务院明确要求充分发挥长江经济带横跨东中西三大板块的区位优势，以“共抓大保护、不搞大开发”为导向，以生态优先、绿色发展为引领[42]。但是，当前长江经济带能源消耗高、工业规模大、碳排放贡献度超全国总量的40%，且上中下游地区碳源汇格局差异显著。因此，亟需探索基于碳平衡分区的碳源汇调控策略，科学实施碳汇保护和碳源控制等行动，推动长江经济带绿色低碳发展。

1.2 数据来源

研究时期为2005—2022年。研究数据涉及土地利用、经济社会及遥感等以下方面：（1）土地利用数据来源于Yang等[43]发布的CLCD数据集；（2）能源消耗量来源于《中国能源统计年鉴》；（3）主要工业产品产量来源于中华人民共和国国家统计局；（4）农作物播种面积、农业灌溉面积来源于《中国统计年鉴》，水稻播种面积、牲畜存栏量和出栏量、农产品产量以及化肥、农药、农膜、农用柴油的使用量来源于《中国农村统计年鉴》；（5）工业废水中污染物排放量、垃圾填埋量、垃圾焚烧量来源于《中国环境统计年鉴》；（6）人口、第一二三产业GDP数据来源于各地区《统计年鉴》；（7）夜间灯光遥感数据，为陈佐旗等[44]基于跨传感器校准获得的全球类NPP-VIIRS的长时序夜间光照数据；（8）NPP数据基于MODIS连续时间序列数据产品（MOD17A3HGF.061）拼接处理生成，来源于中国科学院资源与环境科学数据平台（https://www.resdc.cn/）。分区域的NPP和NEP转换系数基于野外实测数据确定，参考由中华人民共和国生态环境部印发的《陆地生态系统生产总值（GEP）核算技术指南》。此外，部分数据通过ArcGIS软件裁剪、重分类、栅格计算和地统计等预处理后获得。

1.3 研究框架和研究方法

1.3.1 碳源汇核算框架

CO2和CH4是最重要的两种温室气体，明晰其排放量是碳中和研究的基础。IPCC制定的《2006年国家温室气体清单指南》将碳排放来源划分为5个部分，包括能源活动、工业生产过程、农业、废弃物处理、林业和土地利用，为碳源汇核算提供基础框架。考虑到长江经济带碳源汇实际情况以及各尺度数据可获得性，本文依托碳排放系数法、净生态系统生产力法、固碳速率法等方法，开展碳源核算（覆盖能源燃烧、工业生产过程、农业活动、废弃物处理和人类呼吸）和碳汇核算（覆盖生态碳汇和农业碳汇），并构建系统的碳源汇核算框架（图1）。
图1 碳源汇核算框架

Fig. 1 Carbon source and sink accounting framework

（1）碳源核算
碳源简要介绍如下：能源燃烧是碳排放的最主要来源；工业生产过程碳排放，是指工业原材料在工业生产过程中除燃料燃烧之外的化学物理变化造成的温室气体排放。农业碳排放主要来源于农地利用、水稻生长和牲畜养殖。化肥、农药、农膜、灌溉、翻耕和农业柴油是农地利用碳排放的主要影响因素；水稻生长过程中有机质会通过微生物代谢及矿化产生CH4；牲畜养殖过程中动物肠道发酵和粪便管理会产生CH4。固体废弃物处理碳排放主要源于垃圾焚烧（排放CO2）和填埋（排放CH4），废水处理碳排放主要源于工业废水和生活废水（排放CH4）。人类呼吸是温室气体排放源之一，也是农业碳汇再次排入大气的途径。针对以上各部门碳排放，构建如表1的碳源核算体系，计算方法和相关缺省值主要参考《省级温室气体清单编制指南》《IPCC评估报告》以及相关文献[4,5,11,13-15,21-23,26-28]。
表1 碳源核算体系

Table 1 Carbon source accounting system

核算项目 计算公式 计算方法、参数及缺省值说明
能源燃烧
碳排放		 C E = ∑ i = 1 6   E i × C F i × C C i × C O F i × M C O 2 / M C C E为各类能源消耗碳排放总量（万t）；i表示能源种类，包括煤炭、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然气； E i为第i种能源消耗量（万t）； C F i为发热值； C C i为碳含量； C O F i为氧化因子；缺省值见参考文献[5]
工业生产过程碳排放 C I = ∑ Q i × C i C I为工业生产过程碳排放（万t）； Q i为第i种工业产品产量（万t）； C i为第i种工业产品的CO2排放因子（t CO2/t）。参与核算的工业产品及其CO2排放因子缺省值分别如下：水泥（0.52）、钢铁（1.06）、玻璃（0.2）、纯碱（0.14）。水泥按照熟料（占比65%）计入碳排放测算
农地利用
碳排放		 C A F = Q f e r t i l i z e r α 1 + Q p e s t i c i d e α 2 + Q f i l m α 3 +                               S i r r i g a t i o n α 4 + S p l o u g h i n g α 5 + S d i e s e l α 6 ×                             M C O 2 / M C
C A F为农地利用碳排放（万t）； Q f e r t i l i z e r为化肥施用量（万t）； Q p e s t i c i d e为农药使用量（万t）； Q f i l m为农膜使用量（万t）； S i r r i g a t i o n为有效灌溉面积（千万hm2）； S p l o u g h i n g为农作物种植面积（翻耕）（千万hm2）； S d i e s e l为柴油（万t）； α 1、 α 2、 α 3、 α 4、 α 5 、 α 6为相应碳排放系数，分别为0.8956 kg/kg、4.9341 kg/kg、5.18 kg/kg、266.48 kg/hm2、0.3126 kg/hm2、0.5927 kg/kg
水稻生长
碳排放		 C A R = A r × C H r × 25 × 10 - 4 C A R为水稻生长碳排放（万t）； A r为各地区稻田面积（千hm2）； C H r为CH4排放因子（kg CH4/hm2/年），根据省级温室气体清单编制指南，华东、中南和西南地区的平均缺省值分别为217.7、257.1和163.95
牲畜养殖
碳排放		 C A A = ∑ i   N a i × C H a 1 i +                             ∑ i   N a i × C H a 2 i × 25 C A A为动物肠道发酵和粪便管理碳排放（万t）； N a i为第i种动物数量（千万头）； C H a 1 i、 C H a 2 i分别为第i种动物的肠道发酵、粪便管理CH4排放因子（kg CH4/头/年）。参与核算的主要牲畜及其肠道发酵、粪便管理CH4排放因子分别如下：肉牛（47、1）、奶牛（61、18）、马（18、1.64）、驴（10、0.9）、骡（10、0.9）、猪（1、4）、山羊（5、0.17）、绵羊（5、0.15）
固体废弃物
处理碳排放		 C W D L B = Q w d _ l b × C w d _ l b × P W × E F W C W D L B为垃圾焚烧碳排放（万t）； Q w d _ l b为垃圾焚烧量（万t）； C w d _ l b为废弃物碳含量比例； P W为废弃物中的矿物碳比例； E F W为废弃物焚烧炉的完全燃烧效率； C w d _ l b、 P W、 E F W的缺省值分别为40%、40%、95%
C W D L L = Q w d _ l l × 0.167 ×                                           1 - 71.5 % × 25 C W D L L为垃圾填埋碳排放（万t）； Q w d _ l l为垃圾填埋量（万t）；0.167为垃圾CH4排放因子的缺省值；71.5%为垃圾含水率
废水处理
碳排放		 C W D W L = N p × B O D c a p × S B F × C B O D ×                                             F T A × 365 × 25 × 10 - 6
C W D W L为生活废水碳排放（万t）； N p为研究区人口数（万人）； B O D c a p为人均生化需氧量中有机物含量（60 g BOD/天）；
S B F为易于沉淀的BOD比例（0.5）； C B O D为BOD排放因子（0.6 g CH4/g BOD）； F T A 为废水中无氧降解的BOD的比例（0.8）
C W D W I = Q w _ i n d × C O D w _ i n d × C c o d × 25 C W D W I为工业废水碳排放（万t）； Q w _ i n d为工业废水排放量（万m3）； C O D w _ i n d为单位体积工业废水中的化学需氧量
（t/m3）； C c o d为最大CH4产生能力（0.25 g CH4/g COD）
人类呼吸
碳排放		 C H U M = Q p e o p l e × 0.079 × M C O 2 / M C C H U M为人类呼吸碳排放（万t）； Q p e o p l e为人口数量（万人）；0.079为人均呼吸碳排放系数（t C/年）

注：① 本文中的碳排放和碳汇，如无特别说明，指CO2排放/吸收（即碳排放/汇的单位为CO2），而非C排放/吸收；② M C O 2 / M C为CO2和C的分子比值，为44/12；③ 水稻生长、牲畜养殖、垃圾填埋和废水处理主要排放CH4，对应公式中的25代表CH4的增温潜势效应，即排放1 kg CH4的升温效应等同于排放25 kg CO2；④ 碳排放来源繁杂，综合考虑数据和缺省值的可获得性，选取产生碳排放的主要能源、工业产品、农业活动等指标以尽可能准确核算碳排放，但无法消除所有误差。为保证内容表述一致，避免歧义，以上说明在全文适用。

（2）碳汇核算
采用净生态系统生产力法、固碳速率法和基于农产品产量的农业碳汇估算法，分别核算生态碳汇（林地、草地、水域和未利用地碳汇）和农业碳汇（耕地碳汇）。
① 采用净生态系统生产力法，基于净初级生产力（NPP）数据，运用韩宝龙等[24]搭建的城市生态慧管理系统（IUEMS）提供的NPP与净生态系统生产力（NEP）的转换系数，可以核算林地和草地的NEP以反映碳汇，计算公式如下：
N E P i j = α i j × N P P i j × M c 6 / M C 6 H 10 O 5
C S i j = N E P i j × M C O 2 / M C
式中： C S i j、 N E P i j、 N P P i j分别为j类型土地在i栅格空间位置的碳汇（g）、净生态系统生产力（g）、净初级生产力（g）； α i j为NEP和NPP在j类型土地和i栅格空间位置的转换系数； M c 6 / M C 6 H 10 O 5为干物质转化为碳的系数（72/162）； M C O 2 / M C为CO2与C的分子量之比（44/12）；i代表栅格空间位置；j代表土地类型。
② 水域和未利用地碳汇，难以通过植被生长直接体现，故参考《陆地生态系统生产总值（GEP）核算技术指南》和相关文献[21]，通过固碳速率法估算，计算公式如下：
C S w a t e r = A w a t e r × C w a t e r × M C O 2 / M C
C S u n u s e d = A u n u s e d × C u n u s e d × M C O 2 / M C
式中： C S w a t e r和 C S u n u s e d分别为水域和未利用地的碳汇（t）； A w a t e r和 A u n u s e d分别为水域和未利用地的面积（hm2）； C w a t e r和 C u n u s e d分别为水域和未利用地的固碳速率（t/hm2）。
③ 农作物通过光合作用吸收空气中的CO2，可以通过农作物产量折算耕地碳汇。需要说明的是，长期来看部分农业碳汇会通过人、动物和微生物等形式重回大气，但耕地形成的农业碳汇并不在耕地或所在区域直接排放，而是在其他部门或区域排放（人类呼吸和牲畜养殖等环节排放已考虑），因此考虑农业碳汇的短期效应，有利于明晰区域碳源汇特征和农业碳汇贡献。耕地碳汇核算涉及的农作物种类、碳固定率、经济系数和含水量详见文献[27]，计算公式如下：
C S f a r m = ∑ i = 1 m   C S i = ∑ i = 1 m   C i × Y i × 1 - Q / H I i
式中： C S f a r m为耕地碳汇（万t）； C S i为第 i种农作物的碳吸收量（万t）； m为参与核算的农作物种类数，包括稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类、棉花、花生、油菜籽、甘蔗、甜菜、烟叶和蔬菜； C i为碳固定率； Y i为农作物产量（万t）； Q为农作物成熟平均含水量（%）； H I i为经济系数。
（3）区域碳源汇估算方案
通过以上方法能够获取省级碳源汇数据，但精细核算依托的多项经济社会数据在省级以下尺度难以获取。因此，按照“多部门碳源汇精细核算—分部门选取碳源汇代理指标—分部门分配碳源汇后汇总”的思路估算长江经济带130个行政单元碳源汇（包括全部直辖市、地级市、自治州和省直辖县），以满足分区调控需求。估算方案如下：① 能源燃烧。省域范围内，按照区域夜间灯光亮度总值占比分配能源燃烧碳排放。多项研究表明，夜间灯光亮度总值与能源燃烧碳排放呈线性正相关关系，可作为能源燃烧碳排放空间分配的代理数据[7,9]。② 工业生产过程。省域范围内，按照区域第二产业增加值占比分配工业生产过程碳排放。③ 农业活动。省域范围内，按照区域第一产业增加值占比分配农业活动碳排放。④ 废弃物处理。省域范围内，按照区域人口占比分配固体废弃物处理碳排放和生活废水处理碳排放，按照区域第二产业增加值占比分配工业废水处理碳排放。⑤ 人口呼吸。按照人口占比分配人口呼吸碳排放。⑥ 农业碳汇。省域范围内，按照区域耕地面积占比分配农业碳汇。⑦ 生态碳汇。分区统计生态碳汇空间分布数据以获取区域生态碳汇。

1.3.2 碳平衡分区框架

碳排放，主要源自化石能源驱动的产业，反映区域承载的经济功能及国土空间开发强度。碳汇，主要取决于生态系统的固碳功能，反映区域承载的生态功能及国土空间保护程度。因此，践行“共抓大保护、不搞大开发”理念，限制碳源开发、加强碳汇保护，是促进区域碳平衡的关键途径。“共抓大保护”要求大规模、高水平保护。但是，“不搞大开发”不是不开发，而是摒弃“高能耗、高污染、高投入和低产出”经济模式，避免“摊大饼”式开发，充分发挥区域比较优势，提高资源利用效率和空间集约化程度，促使长江经济带依托优良生态环境实现经济高质量发展。鉴于此，提出基于“共抓大保护、不搞大开发”理念的碳平衡分区框架（图2），构建思路如下：
图2 碳平衡分区框架

Fig. 2 Carbon balance zoning framework

① 运用主体功能区战略思维，采用碳平衡率判断区域主要承担碳源背后的经济建设功能还是碳汇背后的生态保护功能。碳平衡率高于长江经济带平均水平的区域确定为碳源开发区，反之为碳汇保护区。划分碳源开发区和碳汇保护区以明确区域低碳发展导向，发挥各区域比较优势，碳源开发区重点推动高质量开发（注重碳源经济贡献），碳汇保护区重点落实高水平保护（注重碳汇生态贡献），并作为详细分区的导向。
② 对于碳源开发区，碳源经济贡献系数低于1，代表碳源开发效率低于平均水平，未发挥出碳源经济贡献高的比较优势，应为高碳控制优化区，严格限制碳源扩张并调整高碳排放格局；碳源经济贡献系数大于1，代表碳源开发效率高于平均水平，具备碳源经济贡献高的比较优势，应为低碳转型优化区，借助产业技术优势，加快低碳转型以持续降低碳排放强度；另外，综合考虑示范区数量（7个）和代表性（涵盖无重要碳汇功能、兼农业碳汇功能、兼生态碳汇功能等三种类型的碳源开发区），确定碳源经济贡献前5%的地区为低碳发展示范区，发挥低碳发展的引领作用。
③ 碳源开发区坚持高质量开发，主要承担经济建设功能。但是，按照“共抓大保护”方针，需要将碳汇功能强的碳源开发区确定为兼碳汇功能区，以高水平保护碳汇。依据区域农业/生态碳汇是否位于长江经济带前列（中位数以上），划分为兼农业碳汇功能区、兼生态碳汇功能区、兼农业—生态复合碳汇功能区三种类型，其他碳源开发区为非重要碳汇功能区。碳源开发区是否兼碳汇功能区的划分依据如下：其一，碳源开发区主要承担经济建设功能，农业/生态碳汇在长江经济带中位数以下（后50%）的碳源开发区，在固碳上不具备比较优势，不宜作为重要碳汇功能区。其二，仅要求农业或生态固碳位于前列（前50%），能够在碳源开发区中确定尽可能多的兼碳汇功能区，以更好响应对碳汇的“共抓大保护”。
④ 对于碳汇保护区，碳平衡率高于100%的区域，若碳源经济贡献大于1则为绿色低碳示范区（兼具高碳汇生态贡献和高碳源经济贡献），反之为重点碳汇功能区（碳汇功能强）。碳平衡率低于100%的区域，若碳源经济贡献大于1则为绿色碳汇发展区（碳平衡率和碳源经济贡献良好，但碳汇尚不足以抵消全部碳排放），反之为碳汇严格保护区（碳汇良好但不足以抵消全部碳排放，且碳源经济贡献低）。同时，依据区域碳汇主导类型，将碳汇保护区细分为生态型、农业型以及生态—农业复合型，以明确碳汇保护区的重点管控方向。
⑤ 长江经济带作为重要农产区，依据农业碳平衡率高低将其划分为绿色农业优势区、低碳农业培育区、高碳农业整治区，以满足农业碳源汇的差异化管控需求。
其中，碳平衡率能够反映碳收支平衡状况，即区域内碳汇抵消碳排放的能力，也可以反映碳汇生态贡献。碳源经济贡献系数可以度量碳排放对经济贡献是否匹配，是体现区域碳排放生产力高低的指标[35,36]。农业碳平衡率可以反映农业部门碳收支平衡状况，即区域内农业碳汇抵消农业碳排放的能力。碳平衡率（碳汇生态贡献系数）、农业碳平衡率和碳源经济贡献系数的计算公式如下：
C B R i = C S i / C E i
A C B R i = A C S i / A C E i
E C C i = C E i C E / G i G
式中： C B R i、 C S i和 C E i分别为区域i的碳平衡率（%）、碳汇和碳排放（亿t）； A C B R i、 A C S i和 A C E i为区域i的农业碳平衡率（%）、农业碳汇和农业碳排放（亿t）； E C C i为区域i的碳源经济贡献； C E为长江经济带碳排放（亿t）； G i和 G分别为区域i和长江经济带的GDP（万元）。
依据所构建的碳平衡分区框架，以2022年的长江经济带为例开展实证研究，进行碳平衡分区并提出针对性的调控策略。

2 结果分析

2.1 长江经济带碳源汇特征

2.1.1 碳源汇总体特征

长江经济带碳排放整体呈上升趋势，从2005年的27.86亿t增长至2022年的46.84亿t。碳汇也呈上升趋势，从2005年的12.77亿t增长至2022年的15.16亿t。由于碳排放增幅远大于碳汇增幅，碳收支趋于失衡，净碳排放从2005年的15.09亿t增长至2022年的31.68亿t（表2）。
表2 长江经济带碳源汇核算总体结果

Table 2 Overall results of carbon source and sink accounting in the Yangtze River Economic Belt

碳源汇类型 2005年 2010年 2015年 2020年 2022年 占碳排放/碳汇的平均比例/%
净碳排放汇总 150896 257874 294322 293617 316800
碳排放汇总 278600 392984 442437 442272 468427 100
能源燃烧 189556 278680 309240 305451 337828 70.17
工业生产过程 29170 52925 69591 76869 72428 14.87
农业活动 汇总 31798 31684 32997 30269 30189 7.75
农地利用 11819 13247 14021 12479 11944 3.14
水稻生长 10667 10839 11004 10857 10740 2.67
牲畜养殖 9312 7598 7972 6933 7505 1.94
废弃物
处理		 汇总 11818 13084 13414 12127 10369 3.00
固体废弃物处理 3237 4580 4891 4016 2262 0.94
废水处理 8580 8504 8523 8112 8107 2.07
人类呼吸 16258 16611 17193 17556 17613 4.21
碳汇汇总 127704 135110 148114 148655 151627 100
生态碳汇 汇总 50051 50015 54179 53469 54357 36.85
林地碳汇 44827 44814 49089 48475 49250 33.25
草地碳汇 4254 4217 4100 4076 4271 2.94
水域碳汇 969 983 989 918 835 0.66
未利用地碳汇 0.70 0.65 0.81 0.93 0.85 0.0006
农业碳汇 耕地碳汇 77653 85094 93935 95186 97270 63.15

注：碳排放和碳汇均以CO2排放当量计，单位：万t。

碳排放，在2005—2010年间大幅增长，在2010年后继续增长但增幅下降，在2020年略微下降（可能受新型冠状病毒肺炎感染影响），在2020—2022年间仍有增长。整体上，长江经济带碳排放尚未达峰，仍处于波动上升的平台期。分碳源类型看，能源燃烧、工业生产过程、农业活动、人类呼吸、废弃物处理等部门的碳排放占比分别为70.17%、14.87%、7.75%、4.21%、3.00%。能源燃烧碳排放和人类呼吸碳排放尚因能源消耗扩大和人口增加而增长，但工业生产过程、农业活动、废弃物处理等部门的碳排放已有下降态势。
长江经济带生态禀赋良好，碳汇丰富。农业碳汇持续增长，从2005年的7.76亿t增长至2022年的9.72亿t。生态碳汇波动增长，从2005年的5.00亿t增长至5.44亿t。该结果表明，尽管建设用地挤占了碳汇空间（CLCD数据统计结果显示，长江经济带不透水面面积从2005年的4.27万km2增长至2022年的7.24万km2），但由于绿色农业发展、生态修复工程以及二氧化碳施肥效应，农业碳汇（农作物产量显著提升）和生态碳汇（NEP的核算结果显示，长江经济带在2005—2022年间，林地NEP均值从120.23 g C/m2/a上升至130.62 g C/m2/a，草地NEP均值从59.31 g C/m2/a上升至63.90 g C/m2/a）均呈增长态势。分碳汇类型看，农业碳汇占比63.15%，生态碳汇占比36.85%。生态碳汇中，林地碳汇（占比90.60%）是最主要组成部分，其次为草地碳汇（占比7.86%）、水域碳汇（占比1.54%），未利用地碳汇十分微弱。
长江经济带陆地生态系统碳汇在2022年尚能够抵消同期32.37%的人为碳源碳排放，对碳平衡的贡献显著。但须知，虽然农业碳汇丰富，但农业作为生产部门也存在大量碳排放，并且长期来看部分农业碳汇会通过人、动物和微生物等作用重回大气，而生态碳汇仅能抵消同期碳排放的10.51%，因此巩固提升碳汇的任务依旧沉重。

2.1.2 碳源汇结构特征

长江经济带碳源汇结构特征如图3所示。在2022年，江苏省碳排放（9.15亿t）最高，重庆市碳排放（1.96亿t）最低，云南省碳汇（2.98亿t）最高，上海市碳汇（0.37亿t）最低。2005—2022年，大部分区域碳排放大幅增长。各部门碳排放的结构大致相似，能源燃烧是碳排放主要来源（占比多超70%），次要来源为工业生产过程。2005—2022年，碳汇小幅增长，但碳汇结构未发生显著变化，上游地区生态碳汇占比较高，中下游地区农业碳汇更为丰富。总体而言，长江经济带各区域碳赤字加剧，江苏在2022年的碳赤字高达7.64亿t。
图3 长江经济带碳源汇结构

Fig. 3 Carbon source and sink structure of the Yangtze River Economic Belt

长江经济带各省（直辖市）碳排放演变趋势如图4所示，碳排放大多呈增长态势，但上海市、重庆市和四川省的碳排放已有下降态势，下游地区碳排放较中上游地区碳排放更高。从人均碳排放看，下游地区人均碳排放较高。上游地区的贵州省人均碳排放也较高，且呈大幅增长趋势，人均碳排放在2022年高至11.79 t，这与贵州省为南方最大煤矿开采区有关。从碳排放强度看，下游地区<中游地区<上游地区。在2022年，贵州省碳排放强度（2.27 t/万元）最高，上海市碳排放强度（0.42 t/万元）最低。各区域碳排放强度在2005—2022年间持续降低，表明中国低碳发展成效显著。
图4 长江经济带碳排放演变趋势

Fig. 4 Evolution trend of carbon emissions in the Yangtze River Economic Belt

长江经济带各省（直辖市）碳汇演变趋势如图5所示，碳汇总体呈增长态势，但上海市和浙江省的碳汇有下降态势。上游地区碳汇较中下游地区碳汇更高，云南省和四川省碳汇非常丰富。从人均碳汇看，上游地区高于中下游地区。人均碳汇在区域间差异显著，在2022年，云南省人均碳汇（6.35 t）最高，上海市人均碳汇（0.15 t）最低。各区域地均碳汇差异不显著，但江苏省和安徽省地均碳汇相对较高，主要是因为耕地密集、农产品产出高，形成了丰富的农业碳汇。
图5 长江经济带碳汇演变趋势

Fig. 5 Evolution trend of carbon sinks in the Yangtze River Economic Belt

2.1.3 碳源汇空间分布

长江经济带碳源汇空间分布上（图6），高碳排放地区主要集聚在长三角地区，其他分散在区域中心城市，净碳汇地区极少且主要分布在上游地区。从碳平衡率看，下游地区<中游地区<上游地区，并且在2005—2022年间呈下降态势。非农业碳排放远大于农业碳排放，其快速上升是长江经济带碳收支失衡加剧的主要原因。农业碳排放分布相对均匀，农业碳汇分布与农业碳排放分布较相似，浙江省、川西和滇西的农业碳源汇均较少。生态碳汇在上游地区非常丰富，在江苏省、安徽省和鄂中较少。对比2005年和2022年，碳源汇空间分布无显著变化，但较多地区净碳排放显著上升、碳平衡率显著下降。
图6 长江经济带碳源汇空间分布

注：本图基于自然资源部标准地图服务系统下载的标准地图制作，底图无修改，下同。

Fig. 6 Spatial distribution of carbon sources and sinks in the Yangtze River Economic Belt

2.2 长江经济带碳平衡分区

2.2.1 碳平衡基本分区

根据碳平衡分区框架（图2），长江经济带应设立45个碳源开发区和85个碳汇保护区（图7）。碳源开发区布局呈现空间极化特征，主要分布于长三角城市群、直辖市及省会城市群等高度城镇化区域，作为南方最大煤矿开采区的贵州因其能源保障职能而形成特殊碳源开发区集群。长江经济带经济人口集聚度高，少部分碳源空间承担大部分经济建设功能。农业和生态碳汇空间分布广泛，对碳平衡、生态安全和粮食安全发挥着重要作用。因此，需践行“不搞大开发、共抓大保护”理念，将大部分地区确立为碳汇保护区，以实现碳汇的大规模和高水平保护，同时坚持绿色低碳和集约利用的国土空间开发策略，促使碳源开发区高质量开发，实现区域经济生态协同发展。
图7 长江经济带碳平衡基本分区

Fig. 7 Basic zoning of carbon balance in the Yangtze River Economic Belt

碳源开发区详细分区如下（图7）：上海市等7个地区为低碳发展示范区，其中上海市碳源经济贡献（ECC为2.00）最大。该类地区集聚在江浙沪发达地区，经济规模大导致碳平衡率低，但高级的产业结构和绿色低碳技术大幅降低了碳排放强度，使得区域碳源经济贡献突出，是碳源开发区中的低碳发展典范。台州市等18个地区为低碳转型优化区。该类地区碳源经济贡献较大但低于低碳发展示范区，具有较大规模的第二产业和碳排放，也具备推动产业升级和低碳转型的发展条件。安顺市等20个地区为高碳控制优化区，其中安顺市碳源经济贡献（ECC为0.288）最低。该类地区多为资源型和工业型城市，碳排放强度高，碳源经济贡献低，需要严格控制碳源，加快能源转型。对于工矿区，应注重化石能源清洁利用。
碳汇保护区详细分区如下（图7）：神农架林区等4个地区为绿色碳汇示范区，其中神农架林区碳平衡率高达871.49%。该类地区碳平衡率高、碳汇功能强，并且碳排放强度低、碳源经济贡献高于平均水平，具有碳汇生态贡献突出和碳汇经济贡献突出的双重优势。阿坝藏族羌族自治州等15个地区为重点碳汇功能区，该类地区碳平衡率高、碳汇功能强，但碳源经济贡献较低。郴州市等34个地区为绿色碳汇发展区，该类地区碳平衡率高于平均水平，但碳汇尚不能抵消全部碳排放，同时碳源经济贡献突出，可在提升碳汇同时发扬碳源空间绿色利用优势。张家界市等32个地区为碳汇严格保护区，该类地区主要承担生态和农业功能，碳平衡率高于平均水平，但碳汇尚不能抵消全部碳排放，同时碳源经济贡献较低，需严格控制碳源扩张并保护碳汇。

2.2.2 碳源开发区中的碳汇功能区和碳汇保护区的碳汇主导类型

“共抓大保护”，要求资源环境禀赋良好的碳源开发区同时实施生态保护。按照承担碳汇功能类型，确定碳源开发区中的碳汇功能区（图8）：徐州市等13个地区兼为农业型碳汇功能区；铜仁市等18个地区兼为生态型碳汇功能区；重庆市等3个地区兼为农业—生态复合型的碳汇功能区。此外，上海市等11个地区碳汇功能较弱。对于兼为碳汇功能区的碳源开发区，在推动高质量开发同时，需结合农业和生态优势，挖掘存量碳源空间利用效率，严格保护农业和生态碳汇。
图8 长江经济带碳源开发区分类

Fig. 8 Classification of carbon source development zones in the Yangtze River Economic Belt

根据碳汇主导类型对碳汇保护区做出如下划分（图9）：盐城市等38个地区为农业型碳汇保护区，甘孜藏族自治州等24个地区为生态型碳汇保护区，曲靖市等23个地区为农业—生态复合型碳汇保护区。在空间分布上，农业型碳汇保护区主要分布在苏北、皖北、长江中游和四川盆地，生态型碳汇保护区主要分布在川西、滇西和黔南，农业—生态复合型碳汇保护区主要分布在川滇黔交界区、川东北、湘西和鄂西。总体上，中上游地区以农业型碳汇保护区为主、中下游地区以生态型和生态—农业复合型碳汇保护区为主，这表明上游地区碳汇保护策略关键在于培育绿色低碳农业，中下游地区碳汇保护策略关键在于保护生态碳汇和发展生态型农业。
图9 长江经济带碳汇保护区分类

Fig. 9 Classification of carbon sink protection zones in the Yangtze River Economic Belt

2.2.3 农业碳平衡分区

长江经济带农业净碳汇效应显著、农业绿色低碳化程度高（2022年农业碳汇、碳排放分别为9.73亿t、3.02亿t）。依据农业碳平衡率，按照从高至低的分位数分类，农业碳平衡分区如下（图10）：绿色农业优势区主要分布在江苏省、安徽省、鄂中和川南，该类地区分两种类型，一是依托平原地理和农业机械化优势，单位碳排放的农业产出多，农作物固碳量大；二是山区的生态农业发展势头好，单位农业产出的碳排放少。高碳农业整治区主要分布在浙江省、江西省、湖南省以及川滇少数民族聚集区，该类地区多处于丘陵、山地或高原地带，或因农业投入产出比低，或因牲畜养殖、水稻生长排放较多甲烷。低碳农业培育区主要分布在长江中上游地区，农业碳排放较少，但农业效率低于绿色农业优势区，是培育提升农业碳汇的关键地区。
图10 长江经济带农业碳平衡分区

Fig. 10 Zoning of agricultural carbon balance in the Yangtze River Economic Belt

3 结论与讨论

3.1 结论

在“共抓大保护、不搞大开发”理念指导下，本文以长江经济带为例，构建系统的碳源汇核算框架，揭示碳源汇详细特征，提出碳平衡分区方案及其调控策略，能够为长江经济带碳源汇调控提供数据支持和决策参考。主要研究结论如下：
（1）碳源汇特征分析显示：总体上，2005—2022年，长江经济带碳赤字加剧，碳排放从27.86亿t增长至46.84亿t，碳汇从12.77亿t增长至15.16亿t。区域间，碳源汇差异显著，2022年，碳排放在江苏省（9.15亿t）最高、重庆市（1.96亿t）最低，碳汇在云南省（2.98亿t）最高、上海市（0.37亿t）最低。从碳平衡率看，下游地区<中游地区<上游地区。结构上，各部门碳排放占比如下，能源燃烧（70.17%）、工业生产过程（14.87%）、农业活动（7.75%）、人类呼吸（4.21%）、废弃物处理（3.00%）。分碳汇类型看，农业碳汇占比63.15%（考虑农业碳汇的短期效应），生态碳汇占比36.85%。
（2）碳平衡分区结果判断：其一，应设立45个碳源开发区，包括上海市等7个低碳发展示范区、台州市等18个低碳转型优化区、安顺市等20个高碳控制优化区；应设立85个碳汇保护区，包括神农架林区等4个绿色碳汇示范区、阿坝藏族羌族自治州等15个重点碳汇功能区、郴州市等34个绿色碳汇发展区、张家界市等32个碳汇严格保护区。其二，在碳源开发区中，徐州市等13个地区兼为农业型碳汇功能区，铜仁市等18个地区兼为生态型碳汇功能区，重庆市等3个地区兼为农业—生态复合型的碳汇功能区。其三，盐城市等38个碳汇保护区为农业型，甘孜藏族自治州等24个碳汇保护区为生态型，曲靖市等23个碳汇保护区为农业—生态复合型。其四，长江经济带农业净碳汇效应显著，应根据农业碳平衡分区针对性地培育绿色低碳农业。
（3）碳源汇调控策略建议：应践行“共抓大保护、不搞大开发”理念，按照“碳源开发区坚持高质量开发、强调碳源经济贡献，碳汇保护区落实高水平保护、强调碳汇生态贡献”总方针。根据区域碳源汇特征，将长江经济带划分为低碳发展示范区、低碳转型优化区、高碳控制优化区、绿色碳汇示范区、重点碳汇功能区、绿色碳汇发展区、碳汇严格保护区，并确定碳源开发区中的碳汇功能区、碳汇保护区的碳汇主导类型以及农业碳平衡分区。进而根据区域主体功能，因地制宜实施包括碳源汇空间管制、高端产业升级、低碳技术发展、能源结构调整、绿色农业培育、低碳制度设计、区域示范及协同互助等多种调控策略，以促进长江经济带绿色低碳发展。

3.2 讨论

3.2.1 碳平衡分区及调控策略

依据“共抓大保护、不搞大开发”理念构建的碳平衡分区框架（图2），以及长江经济带碳源汇特征，碳平衡综合分区及调控策略详见表3。调控总体方针为，碳源开发区坚持高质量开发、强调碳源经济贡献，碳汇保护区重点落实高水平保护、强调碳汇生态贡献。
表3 长江经济带碳平衡分区及调控策略

Table 3 Carbon balance zoning and regulation strategies in the Yangtze River Economic Belt

碳源开发区 是否兼碳汇功能区 地区 碳源开发区调控策略
① 低碳发
展示范区
（7个）		 否 上海市、绍兴市、宁波市、
舟山市、无锡市		 充分利用资金、人才和技术优势，加强高端产业和前沿碳中和技术发展并发挥引领作用，打造零碳产业园区，推进深层次碳减排。可给予更多国土空间开发权限、政策支持并强化绿色高新产业发展，以强化经济高质量发展。可适当降低碳汇贡献要求，但需保留足够的城市绿地以满足城市生态和景观需求。同时，通过财政转移支付和人才、技术帮扶，支持其他区域低碳发展和生态修复。此外，南京和杭州应分别发展先进的绿色农业和生态型产业，积极探索碳源开发区的碳汇保护模式
农业碳汇功能区 南京市
生态碳汇功能区 杭州市
② 低碳转
型优化区
（18个）		 否 湘潭市、新余市、常州市、萍乡市
镇江市、鹰潭市、嘉兴市、湖州市		 利用良好的经济产业优势，加快产业转型和低碳技术发展，打造绿色且富有区域特色和竞争力的产业，强化高质量开发，持续降低碳排放强度并控制碳排放规模。此外，徐州等兼重要农业碳汇功能的碳源开发区应利用地势平坦、农业发达等优势，在严格保护耕地基础上，大力发展绿色农业，协同推进农业净碳汇和农业生产率提升
农业碳汇功能区 徐州市、扬州市、南通市、长沙市
成都市、苏州市、泰州市
生态碳汇功能区 台州市、温州市
复合碳汇功能区 重庆市
③ 高碳控
制优化区
（20个）		 否 德阳市、黄石市、铜陵市、
马鞍山市、鄂州市、景德镇市、
淮北市、株洲市		 将碳绩效评价融入空间管控体系，严格限制碳源空间扩张，实施产业综合绩效与工业用地供给挂钩制度，逐步淘汰“高投入、高排放、低产出”的落后产业，提高资源利用效率和土地集约利用程度。对于资源型地区，由资源消费端给予供应端更多资金和技术支持，持续推进能源低碳转型，突破关键能源清洁利用技术。此外，对于具有重要农业或生态碳汇功能的地区，强化碳汇保护力度，强化资金和技术支持，积极培育绿色农业和生态产业
农业碳汇功能区 武汉市、南昌市、芜湖市、
合肥市、阜阳市
生态碳汇功能区 金华市、六盘水市、贵阳市、
铜仁市、安顺市
复合碳汇功能区 昆明市、遵义市
碳汇保护区 碳汇主导类型 地区 碳汇保护区调控策略
④ 绿色碳
汇示范区
（4个）		 生态型 神农架林区、雅安市 充分发挥区域生态优势，高水平保护巩固碳汇，持续提升生态系统服务能力。可给予适当国土空间开发权限，发展绿色农业、旅游业、新能源产业等生态型产业。可针对绿色碳汇示范区实施更多试点政策，通过碳生态补偿、碳汇交易机制、绿色金融等方式，激励更高水平的生态保护并提高区域经济福祉，为其他保护区提供经验借鉴
复合型 广元市、巴中市
⑤ 重点碳
汇功能区
（15个）		 生态型 阿坝藏族羌族自治州、甘孜藏族自治州、普洱市、怒江傈僳族自治州、
迪庆藏族自治州、西双版纳傣族自治州、临沧市、丽江市、德宏傣族景颇族自治州、保山市、凉山彝族自治州、文山壮族苗族自治州、楚雄彝族自治州、恩施土家族苗族自治州、大理白族自治州		 依托优良的生态环境禀赋，大规模高水平保护巩固生态碳汇，强化区域生态碳汇功能和生态系统服务能力。限制非必要碳源空间开发，淘汰缺乏比较优势的高排放高污染型产业，重点发展生态型产业，持续提高区域碳汇生态贡献。通过碳生态补偿、碳汇交易机制、绿色金融等方式，激励更高水平的生态保护并提高区域经济福祉
⑥ 绿色碳
汇发展区
（34个）		 农业型 随州市、荆门市、永州市、邵阳市、益阳市、衡阳市、常德市、天门市、泸州市、岳阳市、内江市、宜宾市、自贡市、娄底市、襄阳市、仙桃市、潜江市、淮安市、宿迁市、连云港市 科学扩大碳汇空间规模，重点实施生态修复工程，持续提高区域碳汇功能和碳平衡率。可给予适当国土空间开发权限，巩固区域产业优势并发展生态型产业，协同提高区域碳汇生态贡献和碳源经济贡献。此外，该类区域农业型碳汇区较多，需严格保护耕地并建设高标准农田，大力培育绿色农业，协同提升农业净碳汇和农业生产率
生态型 丽水市、黄山市、玉溪市
复合型 怀化市、郴州市、十堰市、乐山市、
攀枝花市、绵阳市、宜昌市、
衢州市、达州市、吉安市、咸宁市
⑦ 碳汇严
格保护区
（32个）		 农业型 资阳市、荆州市、广安市、亳州市、黄冈市、南充市、六安市、安庆市、宣城市、眉山市、宿州市、盐城市、孝感市、宜春市、遂宁市、滁州市、淮南市、蚌埠市 将碳绩效评价融入空间管控体系，严格限制碳源空间扩张，淘汰缺乏比较优势的高排放高污染型产业，帮扶发展生态型产业，提高碳源空间利用效率，降低区域碳排放强度。帮扶实施生态修复工程，帮扶发展绿色农业，科学扩大碳汇空间规模，持续提高区域碳汇功能和碳平衡率。强化区域协调发展机制，由发达地区给予该类区域更多资金以及技术支持，加快区域绿色低碳发展转型
生态型 黔东南苗族侗族自治州、黔南布依族苗族自治州、赣州市、黔西南布依族苗族自治州
复合型 红河哈尼族彝族自治州、张家界市、昭通市、湘西土家族苗族自治州、
曲靖市、毕节市、抚州市、池州市、
九江市、上饶市
此外，兼具重要碳汇功能的碳源开发区，应高水平保护碳汇，积极发展绿色农业和生态型产业。就保护区碳汇主导类型而言，生态型碳汇保护区应严守生态保护红线、重点推动生态修复；农业型碳汇保护区应严格保护耕地、积极培育绿色农业、协同巩固粮食安全和农业碳汇；复合型碳汇保护区应打造生态农业融合模式、探索“生态保护—粮食保障”协同路径。就农业碳平衡分区而言，高碳农业整治区应重点发展生态型农业，加强农业污染防控，不宜农区域实施退耕还林；低碳农业培育区应强化绿色农业管理模式、技术和设施，重点培育绿色农业和生态型农业；绿色农业优势区应充分利用自然、地理、技术和管理优势，打造绿色低碳智慧农业，深层次提高农业碳汇和粮食产出。

3.2.2 融合主体功能区规划的碳平衡分区调控思路

本文能够为碳平衡分区调控提供地级层面的宏观指导。但是，碳源汇在地级以下尺度同样因地域主体功能差异而存在空间异质性。主体功能区规划以县域空间为基本单元，是国土空间开发与保护格局的规划蓝图。参考全国省级《国土空间规划（2021—2035年）》公布的主体功能区规划方案和赵荣钦等[35]、樊杰[45]的相关研究，提出融合主体功能区规划的碳平衡分区调控思路（图11），以细化碳平衡分区调控方案并提升其与空间规划的衔接性。
图11 融合主体功能区规划的碳平衡分区调控思路

Fig. 11 Regulatory idea of carbon balance zoning integrated with main functional area planning

总体思路如下：先依据碳平衡分区调控方案，确定地级单元碳源汇宏观调控策略；再结合主体功能区规划，按照下辖县级单元承担的主体功能，将地级单元的调控任务分解传导至县级单元，从而有效落实碳源汇调控目标。对于碳源开发区，由优化/重点开发区重点落实减碳排任务。若碳源开发区存在重要碳汇功能区，则由下辖限制开发区重点落实增碳汇任务。不同类型开发区实施差异化的碳减排策略，低碳技术突破、高端产业升级等攻关型任务主要由优化开发区和国家级重点开发区承担，碳源空间管制、落后产能淘汰等任务主要由省级重点开发区承担。对于碳汇保护区，由限制开发区（农产品主产区）重点落实绿色低碳农业培育任务，由限制开发区（重点生态功能区）重点落实生态碳汇保护和生态型产业发展任务，并将碳源开发任务尽可能限制在碳汇保护区中的重点开发区（城市化地区），以承担区域经济建设功能同时最大程度保护其他区域生态、农业碳汇。此外，叠加于其他类型主体功能区之上的禁止开发区，严格限制碳源开发活动，专门维系自然文化功能，同时加强生态保护、提升碳汇水平。

3.2.3 与碳排放数据库的对比

对比全球大气排放数据库（EDGAR）（https://edgar.jrc.ec.europa.eu/）、中国碳核算数据库（CEADs）（https://www.ceads.net.cn/）、中国城市温室气体工作组CO2数据集（CCG）（https://www.cityghg.com/）等国内外权威数据库与本文核算的长江经济带碳排放数据（图12），可以看出不同来源碳排放数据的偏差均控制在一定范围内，并呈现出较为一致的演变趋势，证明了数据可靠性。相较数据库数据，本文核算的碳源汇数据在碳源核算精细程度、数据时效性及计算过程披露性、碳汇核算等方面具备优势，有利于揭示长江经济带碳源汇详细特征和满足碳平衡分区需求。
图12 碳排放数据对比

注：CEADs核算范围包括能源燃烧和工业生产过程（仅包含水泥生产），EDGAR数据涉及全部化石CO2排放（生物CO2排放不计入比较），CCG提供了城市CO2排放数据。为强化对比效果，本文核算数据分为组1（仅覆盖能源燃烧）、组2（覆盖能源燃烧和工业生产过程）和组3（覆盖见表1的全部门，包括CH4排放和人口呼吸碳排放）。

Fig. 12 Comparison of carbon emission data

3.3 研究不足与展望

本文构建了系统的碳源汇核算框架，得到了精细的省级碳源汇数据，并通过夜间灯光遥感数据、各产业增加值、人口和耕地面积等代理数据，估算了长江经济带130个行政区的碳源汇，揭示了碳源汇的详细特征。通过“多部门碳源汇精细核算—分部门选取碳源汇代理指标—分部门分配碳源汇后汇总”的方式估算区域碳汇，提升了过往研究只依据夜间灯光或GDP估算区域碳排放的科学性，为在无详细地方数据支持情景下获取“精细部门—小尺度”的碳排放数据提供了思路。但是，由于能源强度、工农业活动效率、产业模式等方面的区域差异，夜间灯光亮度值不能完全反映能源碳排放的空间分布，单位经济产出在工业生产过程、农业活动等环节产生的碳排放存在差异，受生态基底和人为影响下的复杂农业模式将导致农业固碳能力差异，以上区域异质性会导致基于代理数据估算的区域碳源汇数据存在偏误和不确定性。未来可在碳源汇精细核算基础上，通过结合夜间灯光遥感数据和工厂、道路、发电站等POI数据以及生态系统碳通量监测数据，建立更加详细的碳源汇空间模拟数据库，以满足市级乃至格网尺度碳源汇特征分析和碳平衡分区调控的需求。此外，需要政府和学界联合建立更全方位的碳监测体系，以强化碳源汇的科学管控。
本文创新性回答了如何践行“共抓大保护、不搞大开发”理念实施碳平衡分区的现实问题，并确定了碳源开发区中的碳汇功能区、碳汇保护区的碳汇主导类型以及农业碳平衡分区，为长江经济带碳源汇分区调控提供了具体方案。但是，碳平衡分区在考虑因素的全面性、分区依据的客观性、与政府决策的结合度等方面尚有改进空间。未来可在进一步挖掘碳平衡特征及影响因素基础上，结合政府政策与规划，制定更加科学的调控方案。此外，本文提出了融合主体功能区规划的碳平衡调控思路，但尚未研究具体方案。未来可将研究对象和研究尺度拓展为全国所有县域单元，制定深度结合主体功能区规划的全国碳平衡分区方案，从而为碳源汇调控提供更加全面的参考。

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