当前,土地利用与全球气候变化受到普遍关注,绿色和低碳发展成为全民共识,有必要对特定土地利用行为的碳效应情况进行深入研究。土地整治尤其是农用地整治已成为我国大规模土地利用的重要方式,相关项目层面的研究较多,但由于各种各样的原因,在土地整治图斑层面进行大规模的区域效应研究还不多见。本文基于广东省相关年份组织实施并验收的农用地整治项目图斑数据,在综合分析全省农用地整治发展情况的基础上,从农用地整治的土地利用特征和工程实施特性角度,对农用地整治的碳效应发挥情况进行研究,主要结论如下:(1)农用地整治的实施对农田生态系统碳库的扰动是多方面的,依据农用地整治的土地利用特征和工程特性,分析了农用地整治碳效应发挥的机理。农用地整治自身具有鲜明特征,一是土地利用特征:一方面通过土地整治改变土地利用现状结构,影响了项目区的碳储量构成,带来土地利用类型变换的碳效应。另一方面通过改变土地利用方式,影响了项目区的碳汇能力,带来结构转换的碳效应。二是工程实施的特性:通过农用地整治工程的具体实施,不可避免地会带来物料和能源的消耗,形成工程实施的碳排放效应,同时工程实施中种植生态防护林又具有明显的碳汇作用。农用地整治碳效应包括土地利用结构调整及土地利用方式变化带来的间接碳效应和工程实施扰动带来的直接碳效应。其中,土地利用结构碳效应、利用方式碳效应主要发生于项目效益发挥期,效应周期较长;工程实施扰动碳效应主要发生于项目实施期间,效应周期较短。从对农田生态系统的影响来看,利用结构和利用方式属于内部生态系统的“变换”及“渐变”,工程实施属于外来因素对区域生态系统的扰动,三者之间的影响机制各不相同。本文据此分别构建了相应的核算体系。(2)通过统计分析,本文首先从宏观层面对广东省农用地整治项目实施和农田生态系统碳源/汇变化情况进行了分析。“十一五”以来,广东省实施的农用地整治项目数量较多,共计实施并验收项目9757个,其中2006年至2011年增长较快,2011年以后逐步有所放缓。在农用地整治项目类型构成上,土地开发项目占有绝对比重,成为广东省农用地整治实施的鲜明特征。从空间分布上看,广东省农用地整治项目主要分布在粤西湛江市、阳江市以及粤北河源市、清远市、韶关市等地区,在全省占比较大,这与广东省实施的利用低效园地、山坡地开发补充耕地的政策密切相关。随着农业碳源/汇的发展变化,广东省农田生态系统总体表现为“碳源”向“碳汇”的转变。(3)在利用结构调整碳效应方面,通过将农用地整治图斑与历年土地利用现状变更数据进行叠加分析发现,农用地整治项目区内土地利用结构变化巨大。2009年至2014年共有10.39万公顷地块发生地类转换,其中园地转为耕地4.74万公顷,林地转为耕地4.45万公顷,草地转为耕地0.85万公顷,建设用地转为耕地276.48公顷,水域及水利设施转为耕地1257.50公顷,未利用地转为耕地1156.22公顷,另外由于土地整治项目区内需要新建农村道路、配套设施等,导致各地类转换为建设用地410.88公顷,由此带来碳储量减少118.25万吨。另外,将基尼系数引入对碳储量变化的空间差异分析,发现2009年至2013年基尼系数逐年下降,碳储量变化趋势逐步趋于稳定,各项差异率变小带来整体差异率的下降,另外园地转耕地带来的碳储量变化波动较大。同时,从分解情况看,粤东地区差异率最大,珠三角其次,粤北地区差异率最小,说明粤东地区的差异率是造成总体差异率的主要原因。(4)在土地利用方式变化碳效应方面,通过建立CASA模型分别估算所选农用地整治项目区历年NPP变化情况,并通过设置参照区的方式消除气象等其他外部条件的影响,累积选择2717个图斑进行对比分析发现,经过整治后项目区NPP有所提高的图斑数量为1022,占全部图斑数量的47.07%。从空间分布看,NPP增长和下降的图斑呈极显著集聚分布,并在粤北、粤东和粤西某些地区存在显著的热点区域。同时,以2010年验收的835个农用地整治项目图斑为例,探讨了其项目区在整治后多个年份NPP的变动情况,发现农用地整治的实施带来了 NPP一定程度的增加,并历年都在湛江市形成显著的热点区域,这可能与土地整治项目安排的规模效应有关。(5)在工程实施的碳效应方面,农用地整治中各项工程实施的碳效应发挥机制有所不同。土地平整工程的碳效应主要体现在工程实施过程中使用的各种机械设备所消耗的能源带来的碳源效应上;农田水利工程和田间道路工程实施的碳效应主要体现在工程实施过程中的各种物料消耗和机械设备的能源消耗产生的碳源效应上;农田防护工程实施具有碳源和碳汇的双重效应。以选取的4个农用地整治项目为例进行了测算,发现工程施工导致的碳排放总量为2501.15吨,其中水泥消耗产生的碳排放量比重最大,为2260.96吨,占工程施工总碳排放量的90.40%;其次为柴油和钢材的碳排放分别为324.03吨和209.74吨,分别占总碳排放量的12.96%和8.39%。另外,值得注意的是防护林的建设可以带来较大的碳汇效应,占总碳效应的13.09%。从不同农用地整治工程的碳效应来看,农田水利工程由于需修建斗渠、农渠等灌溉设施,对水泥消耗影响较大,其碳排放量占总工程实施碳源效应的92.54%。与此同时,通过估算广东省农用地整治工程碳排放量,发现排放量数额较大,农用地整治工程实施的碳排放效应不容忽视。应根据工程类型分区情况,从完善规划设计、预算编制和竣工验收等环节着手,提高农用地整治工程预算和施工质量,并考虑在农用地整治评价中加入低碳指标进行约束,促进土地整治工程更加低碳和环保。