タリム盆地オアシス都市集積における土地利用炭素排出の時空間パターン、駆動要因、および低炭素緩和策（乾燥北西中国）

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

🔬研究者:Provides a comprehensive methodology for analyzing land-use carbon emissions in arid regions, useful for scholars studying carbon cycles in sensitive ecosystems.

🏢実務担当者:Offers a three-tier zoning framework that can guide urban planners and environmental managers in arid zones for low-carbon spatial planning.

🏛政策担当者:Highlights the importance of controlling construction land expansion and managing population density in arid regions to mitigate carbon emissions.

世界的な気候変動とカーボンニュートラル戦略を背景に、土地利用炭素排出は地域の低炭素転換への取り組みにおける顕著なテーマとなっている。しかし、土地利用炭素排出に関する既存研究は、主に湿潤かつ経済的に発展した地域に焦点を当てており、環境収容力が極めて低く、土地利用撹乱に対する感応度が高いという特徴を持つ乾燥地オアシス–砂漠生態系の独自の炭素代謝経路は、ほとんど解明されていない。本研究は、新疆ウイグル自治区南部のタリム盆地オアシス都市群を研究対象とする。この地域は典型的なオアシス–砂漠複合生態系に属し、構造が単純で環境収容力が低い（植生被覆率20%未満、年間降水量100mm未満、水資源が極めて限られ、土地撹乱に対する感応度が高いことに反映される）。その炭素代謝経路（すなわち、土地利用変化によって誘発される炭素源と炭素吸収源の動的バランス）は湿潤地域のものとは根本的に異なり、したがって専門的な調査に値する。本研究は2000年から2020年を研究期間として選択する。これは、中国の西部大開発戦略の推進以降、タリム盆地オアシス都市群における都市化と農業拡大の加速期を完全にカバーする。データの時間解像度は5年（2000年、2005年、2010年、2015年、2020年のサンプル）であり、空間解像度は土地利用については30m、社会経済指標については地級市レベルである。これに基づき、上述の研究ギャップを埋めるため、炭素排出係数会計法、ランドスケープパターン指標、空間的自己相関分析、地理検出器を統合した研究枠組みを採用する。具体的には、本研究は、複数のモデルを統合することにより、タリム盆地オアシス都市群における土地利用炭素排出の時空間的進化を体系的に定量化し、最も頑健な駆動因子を特定することを目的とする。これは、乾燥地オアシス地域にこれまで適用されたことのないアプローチである。研究結果は以下のことを示す：(1) 炭素排出係数法に基づき、総炭素排出量は144.55万トンから2236.4万トンへ増加し、「緩慢から急速へ」の軌跡をたどった。時間的進化に関しては、研究期間はさらに3つのサブ段階に分けられる：2000–2005年（緩慢な拡散、排出中心は北部のエネルギー集約地帯に偏る）、2005–2015年（急速な再編、アクスにおける「一極的急増」と中央オアシス帯への波及を特徴とする）、2015–2020年（高強度の安定化、地域横断的な排出帯を形成）。一方、土地利用構造は大きな転換を遂げた。建設用地と耕地は拡大を続け、生態用地は著しく縮小し、オアシス–砂漠移行帯の複雑な転換パターンをもたらした。(2) 全体的なランドスケープはますます断片化・多様化し、生態空間の一体性は損なわれ、地域の炭素吸収源機能は弱体化した。(3) 空間的自己相関分析は、炭素排出の空間分布が不均質なパターンを示し、アクス–バインゴリンを中心とする高排出集中地域を形成することを示す。しかし、グローバルモランズI指数は負の値であり（例えば2020年は−0.171、p > 0.05）、炭素排出が有意な空間的クラスタリングを形成していないことを示唆する。(4) 炭素排出は人為的・経済的要因に支配され、要因間の交互作用は顕著である。地理検出器は、人口密度（平均q値0.904）と建設用地の割合（平均q値0.858）を炭素排出の空間的変動の主要な決定要因として特定し、乾燥地帯の人間–自然システムの都市化プロセスに対する感応的な応答を反映している。これらの知見は、タリム盆地オアシス都市群における土地利用炭素排出の時空間的特徴と駆動力を明らかにするだけでなく、世界中の他の乾燥・半乾燥地域における炭素排出研究のための再現可能な分析枠組みを提供する。これらの知見に基づき、我々は乾燥地域における炭素排出の独自の駆動メカニズムを考察し、建設用地の拡大と人口密度が支配的要因であると結論付け、乾燥地域の低炭素空間計画のための3層ゾーニングガバナンスシステム（炭素源管理区域、炭素吸収源増強区域、協調発展区域）を推奨する。

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。

Against the backdrop of global climate change and carbon neutrality strategies, land use carbon emissions have become a prominent topic amid regional efforts toward low-carbon transformation. However, existing studies on land-use carbon emissions have predominantly focused on humid and economically developed regions, while the unique carbon metabolism pathways of arid oasis–desert ecosystems, which are characterized by extremely low environmental carrying capacity and high sensitivity to land-use disturbance, remain largely unexplored. This study takes the oasis urban cluster in the Tarim Basin in southern Xinjiang Uygur Autonomous Region as the research object. This region belongs to a typical oasis–desert composite ecosystem, with a simple structure and low environmental carrying capacity (reflected by sparse vegetation cover <20%, annual precipitation <100 mm, extremely limited water resources, and high sensitivity to land disturbance). Its carbon metabolism pathway (i.e., the dynamic balance between carbon sources and sinks induced by land-use change) is fundamentally different from that in humid areas, and thus merits dedicated investigation. This study selects the period from 2000 to 2020 as the research period, which completely covers the acceleration period of urbanization and agricultural expansion in the Tarim Basin oasis urban cluster since the advancement of China’s Western Development Initiative. The data have a temporal resolution of 5 years (samples in 2000, 2005, 2010, 2015, 2020) and a spatial resolution of 30 m for land use and prefecture level for socio-economic indicators. Based on this, to fill the above-mentioned research gap, a research framework integrating the carbon emission coefficient accounting method, landscape pattern index, spatial autocorrelation analysis and geographic detector is adopted. Specifically, this study aims to systematically quantify the spatio-temporal evolution of land use carbon emissions and identify the most robust driving factors in the Tarim Basin oasis urban cluster by integrating multiple models, an approach that has not been previously applied to arid oasis regions. The research results show: (1) Based on the carbon emission coefficient method, total carbon emissions increased from 1.4455 million tons to 22.364 million tons, following a ‘slow-then-fast’ trajectory. In terms of temporal evolution, the study period can be further divided into three sub-stages: 2000–2005 (slow diffusion, with emission center skewed toward the northern energy-intensive zone), 2005–2015 (rapid restructuring, characterized by a ‘unipolar surge’ in Aksu and spread to the central oasis belt), and 2015–2020 (high-intensity stabilization, forming a cross-regional emission belt). Meanwhile, the land use structure has undergone a significant transformation. Construction land and cultivated land have continued to expand, while ecological land has significantly shrunk, resulting in a complex transformation pattern of oasis–desert ecotone. (2) The overall landscape became increasingly fragmented and diversified, the integrity of ecological space was damaged, and the regional carbon sink function was weakened. (3) The spatial autocorrelation analysis indicates that the spatial distribution of carbon emissions shows a heterogeneous pattern, forming a high-emission concentration area centered around Aksu-Bayingol. However, the global Moran’s I index is negative (such as −0.171 in 2020, p > 0.05), suggesting that carbon emissions have not formed a significant spatial clustering. (4) Carbon emissions are dominated by human and economic factors, and the interaction of factors is significant. The geographic detector identifies population density (average q value 0.904) and the proportion of construction land (average q value 0.858) as the key determinants of spatial variation in carbon emissions, reflecting the sensitive response of the human-nature system of arid zones to the urbanization process. These findings not only clarify the spatio-temporal features and driving forces of land use carbon emissions in the Tarim Basin oasis urban cluster, but also provide a replicable analytical framework for carbon-emission research in other arid and semi-arid regions worldwide. Based on these findings, we discuss the unique driving mechanisms of carbon emissions in arid regions, conclude that construction land expansion and population density are the dominant factors, and recommend a three-tier zoning governance system (carbon source control zone, carbon sink enhancement zone, coordinated development zone) for low-carbon spatial planning in arid areas.

• openalex https://doi.org/10.3390/su18146982first seen 2026-07-13 05:46:32
• crossref https://doi.org/10.3390/su18146982first seen 2026-07-16 07:27:02 · last seen 2026-07-19 06:20:45