在干旱城市推进政策驱动的碳汇增强：以中国新丝绸之路核心城市乌鲁木齐为例

为何这座沙漠城市对气候至关重要

干旱城市常被视作环境问题集中区：增长迅速、缺水且周边生态脆弱。本文以位于中国新丝绸之路上的重要城市乌鲁木齐为例，提出一个带有希望的问题：通过精心规划，能否将这样的城市变成更强大的“碳海绵”，在继续发展的同时从大气中吸收更多温室气体二氧化碳？

为城市绿色生命做体检

研究者关注的指标是净生态系统生产力（net ecosystem productivity），本质上衡量植被吸收的碳量与土壤向大气释放碳量的差额。研究利用一套高分辨率30米的卫星数据与气候记录，追踪了2005至2020年间乌鲁木齐的这一收支平衡。他们将成熟的植被生长模型与土壤呼吸模型结合，估算出土地在哪些地方充当碳汇（吸收的碳多于释放），哪些地方则成为碳源。该方法使他们能够随时间和空间“绘制”城市看不见的碳流图，而不是把城市视为单一的平均值。

城市在哪里吸入碳、哪里排出碳

这些地图揭示了鲜明模式：乌鲁木齐南部较绿的郊区和邻近山区表现为强碳汇，某些地点每年存储的碳远多于释放。相比之下，北部高度建设化和工业化区域则出现些微的碳源斑块，土壤和人类活动的排放超过了植被的吸收。总体上，超过90%的城市土地保持为净碳汇，且在15年间总碳汇强度增长了约四分之一。然而多数地区变化不大，表明城市整体的吸碳能力更偏向稳定而非快速膨胀。

土地利用规则如何改变结果

一个关键转折出现在2010年前后，当时“生态红线”政策开始保护并恢复敏感土地，如森林、耕地与草地。通过比较时间趋势并应用机器学习方法，团队能够区分气候波动与政策、土地规划的影响。他们发现被这些政策针对的地区在碳汇强度上出现明显提升——在高响应区平均增长近19%——而城市大多数区域并未显示出统计学上显著的整体趋势。换言之，新保护措施和绿色项目并未均等提升整个城市，但确实在有意改变土地利用的地方形成了强有力的局部碳储热点。

自然、人类与政策的协同作用

为弄清哪些因素最为重要，作者将多种可能影响输入到随机森林机器学习模型中，包括植被状况、降雨、气温、人口、经济活动、夜间灯光和土地利用类型。最明显的主导因素是土地利用与土地覆盖变化：地表有多少耕地、森林、草地、水域、建设用地或闲置地。该因素的影响超过了单一的气候指标或经济指标。更绿且相互连通的植被斑块与更强的碳汇能力可靠地并存，而更强烈的城市灯光——代表更密集的发展——则往往朝相反方向影响碳平衡。

这对全球干旱城市意味着什么

对非专业读者而言，结论既令人警醒也令人鼓舞。在干旱地区快速发展并不会自动导致城市失去自然吸碳能力，但进展也不会凭空发生。在乌鲁木齐，严格的规划规则和有针对性的修复使某些片区转变为稳健的碳汇，同时其他地区仍面临城市蔓延以及气候变暖和变干的压力。研究表明，通过明智的土地利用——保护关键绿带、改善公园与农田的连通性、并将扩张引导远离脆弱区——干旱城市可以在追求发展的同时，加强其作为气候行动盟友的角色。

引用: Zhang, W., Baidourela, A., Ma, F. et al. Policy-driven carbon sink enhancement in dryland cities: a case study of Urumqi, a core city on China’s New Silk Road. Sci Rep 16, 11083 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40905-9

关键词: 城市碳汇, 干旱城市, 土地利用规划, 生态修复, 遥感