資源依存型都市におけるカーボンニュートラルギャップ：STIRPATシミュレーションと炭素吸収源モデルのクロスバリデーション

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:This study demonstrates a method to quantify carbon-neutrality gaps using STIRPAT and carbon-sink models, useful for energy-economy-ecology nexus research.

🏢実務担当者:City planners in coal-dependent regions can use the scenario analysis to inform transition pathways and investment priorities.

🏛政策担当者:The findings show that carbon neutrality by 2060 is unattainable through natural sinks alone, emphasizing the need for industrial restructuring and CCUS policies.

石炭依存型資源都市は、産業の炭素ロックインと生態系の脆弱性という同時的な圧力によって形成される、構造的に埋め込まれたカーボンニュートラルギャップに直面している。中国のダブルカーボン目標は、炭素集約型産業、強い経路依存性、限られた脱炭素化の柔軟性が課題を複雑化させるこうした地域に、深刻な移行圧力を課している。森林炭素吸収源は、残存排出量を相殺するための費用対効果の高いアプローチを提供する。しかし、水不足と限られた土地収容力は、黄土高原のような半乾燥地域における吸収源の拡大に厳しい生態学的上限を課している。既存の研究は主に国または省レベルに焦点を当てており、県レベルでの産業排出量と水制約下の吸収源容量の連成ダイナミクスに対処したものはほとんどない。本研究は、中国最大の石炭生産県級市であり、国家級エネルギー化学産業基地である神木市を調査する。2010年から2025年までの時系列データを用いて、リッジ回帰を組み込んだ拡張STIRPATモデルにより複数シナリオの炭素排出量を予測し、GM(1,1)に対して交差検証した蓄積量（GS）勾配モデルを通じて森林炭素吸収源ポテンシャルを推定し、結果として生じるカーボンニュートラルギャップを体系的に定量化する。結果は、エネルギー活動が全期間を通じて総排出量を支配し、一貫して全体の90%を超えることを示している。基準シナリオでは、排出量は2060年に407.96 MtCO2eqに達し、ピークを迎えない。中程度の緩和策では、排出量は2050年に269.39 MtCO2eqでピークを迎える。強化された緩和策では、排出量は2040年以前に225.80 MtCO2eqでピークを迎え、その後減少する。森林炭素吸収源は、すべてのシナリオにおいて2060年までに排出量の2.1〜11.2%を相殺すると予測され、気候の乾燥、有限な植林ポテンシャル、水土収容力の閾値によって制約される。カーボンニュートラルギャップは、すべてのシナリオにわたって構造的にプラスのままであり、硬直的な排出量増加と生態学的に制約された吸収源容量との間の根本的な非対称性を反映している。これらの知見は、産業再編、エネルギー脱炭素化、多様な生態系吸収源、CCUSの導入を組み合わせた統合的経路のみがギャップを大幅に縮小できることを示しており、自然吸収源のみによる2060年のカーボンニュートラルは達成不可能であることを示している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Coal-dominated resource-based cities face a structurally embedded carbon-neutrality gap, shaped by the simultaneous pressures of industrial carbon lock-in and ecological fragility. China’s dual-carbon targets impose severe transition pressure on such regions, where carbon-intensive industries, strong path dependence, and limited decarbonization flexibility compound the challenge. Forest carbon sinks offer a cost-effective approach for offsetting residual emissions. However, water scarcity and restricted land-carrying capacity impose hard ecological ceilings on sink expansion in semi-arid areas such as the Loess Plateau. Existing studies have largely focused on national or provincial scales, with few addressing the coupled dynamics of industrial emissions and water-limited sink capacity at the county level. This study examines Shenmu, China’s largest coal-producing county-level city and a national energy-chemical industrial base. Using time-series data spanning 2010–2025, we project multi-scenario carbon emissions via an extended STIRPAT model with ridge regression, estimate forest carbon sink potential through a growing-stock (GS) gradient model cross-validated against GM(1,1), and systematically quantify the resulting carbon-neutrality gap. The results show that energy activities dominate total emissions throughout, consistently exceeding 90% of the aggregate. Under the baseline scenario, emissions reach 407.96 MtCO2eq in 2060 without peaking; under moderate mitigation, emissions peak at 269.39 MtCO2eq in 2050; under strengthened mitigation, emissions peak at 225.80 MtCO2eq before 2040 and subsequently decline. Forest carbon sinks are projected to offset 2.1–11.2% of emissions by 2060 under all scenarios, constrained by climatic aridity, finite afforestation potential, and water–soil carrying capacity thresholds. The carbon-neutrality gap remains structurally positive across every scenario, reflecting a fundamental asymmetry between rigid emission growth and ecologically bounded sink capacity. These findings indicate that only an integrated pathway combining industrial restructuring, energy decarbonization, diversified ecological sinks, and CCUS deployment can substantially narrow the gap; carbon neutrality by 2060 is unattainable through natural sinks alone.

• openalex https://doi.org/10.3390/su18136722first seen 2026-07-04 04:49:43