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Economic geography >

2025 , Vol. 45 >Issue 12: 157 - 165

DOI: https://doi.org/10.15957/j.cnki.jjdl.2025.12.016

Spatial-Temporal Patterns of Carbon Budget and Optimization of Carbon Balance Zoning in Counties of Hunan Province

  • ZOU Hao , 1, 2 ,
  • LI Jiahe 1 ,
  • ZHOU Xinrong 1 ,
  • YANG Yang 3 ,
  • WANG Shuhan 1 ,
  • OUYANG Zixia 1 ,
  • LI Xiaojuan 1 ,
  • YANG Peng , 1, ※
Expand
  • 1. School of Business Administration， Hunan University of Finance and Economics， Changsha 410205，Hunan， China
  • 2. College of Management and Economics， Tianjin University， Tianjin 300072， China
  • 3. School of Management， Shanghai University of Engineering Science， Shanghai 201620， China

Received date: 2025-02-12

  Revised date: 2025-08-12

  Online published: 2026-02-04

Fold

Abstract

This article constructs a carbon balance accounting model based on the nighttime light and land use data of Hunan Province. On the basis of analyzing the carbon balance zoning of counties from 2000 to 2022, it integrates the positioning of the main functional zones and proposes differentiated policies for carbon reduction and carbon sequestration. The study finds: 1) From 2000 to 2022, the total carbon emissions in Hunan Province increased from 92.39 million tons to 513.87 million tons, with an increase of approximately 4.56 times. The spatial distribution showed a "high in the east and low in the west" feature. During the same period, the total carbon sink slightly decreased, and the carbon absorption in counties with rich forest resources in the west was higher, and the spatial pattern remained stable. 2) The temporal and spatial characteristics of the economic contribution coefficient of carbon emissions (ECC) and the ecological carrying coefficient of carbon emissions (ESC) in Hunan Province are significant. Overall, the carbon production capacity and the carbon emission ecological carrying capacity have both decreased, and the energy utilization efficiency shows a "scattered" distribution pattern. The carbon sink efficiency is "higher in the west and lower in the east". 3)From both economic and ecological perspectives, Hunan Province can be divided into four carbon balance regions: low-carbon maintenance area, carbon reduction breakthrough area, economic development area, and comprehensive optimization area. At the same time, by integrating the main functional zoning, it is further divided into 11 types of areas, and targeted low-carbon development strategies are proposed for each area.

Key words： county-level regions; carbon budget; carbon balance zoning; carbon emission; Hunan Province

Cite this article

ZOU Hao , LI Jiahe , ZHOU Xinrong , YANG Yang , WANG Shuhan , OUYANG Zixia , LI Xiaojuan , YANG Peng . Spatial-Temporal Patterns of Carbon Budget and Optimization of Carbon Balance Zoning in Counties of Hunan Province[J]. Economic geography, 2025 , 45(12) : 157 -165 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2025.12.016

“双碳”目标背景下，协调经济增长与绿色低碳发展已成为关键议题。湖南省作为中部地区重要省份，2020年碳排放总量约3.10亿t，居中部第二、全国第十七位[1]。目前，学者们对土地利用与碳排放的研究主要集中于碳排放测算与量化[2]、影响因素[3]、交易与市场机制[4]等方向，但区域碳平衡分析研究相对薄弱。在研究尺度上，实证多涉及国家[5]、省级[6]、市级[7]层面，对县域单元的研究还不够全面，尤其是基于县级行政单元的碳平衡分区研究更是鲜少。在研究方法上，碳排放核算主要采用IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change）清单法[8]、实测法[9]和物料平衡法[10]等，然而上述方法大多存在操作过程复杂、成本过高、县域尺度数据缺失等问题。近年来，夜间灯光作为与人类活动密切相关的重要空间数据集，被广泛应用于碳排放量计算。研究表明，能源消耗产生的碳排放与社会经济活动高度关联[11]，而夜间灯光数据能够精准映射人类社会经济活动的时空特征，恰好可有效弥补县域尺度碳排放量数据的不足[12]。在碳平衡分区方面，初期研究主要以碳补偿价值、碳补偿率为分区依据[13-14]，划分为支付区、均衡区与获偿区；后续学者引入碳排放总量、经济社会、生态环境等多维指标，采用SOM-K-means聚类等方法进行解析[15]。
综上，现有关于碳排放及相关研究已取得了丰硕的成果，但对县域尺度的碳平衡分析，针对湖南省的相关探索尚显不足。基于此，本文以湖南省122个县域为对象，结合夜间灯光与能源数据构建碳排放反演模型，依托土地利用数据核算碳吸收量，系统分析县域碳收支的时空动态；在此基础上，统筹经济与生态承载力，融合主体功能区差异细化碳平衡分区，以期为各县域优化管理方式提供策略支撑。

1 研究区、数据和方法

1.1 研究区概况

湖南省地处我国中南部，东接江西，西连重庆、贵州，南邻广东、广西，北与湖北接壤，总面积21.18万km2；地形复杂多样，以中南部丘陵、北部与西部山地为主，土地利用与生态系统差异显著。全省现辖35个市辖区、17个县级市、63个县和7个自治县，共122个县级行政区（文中简称“县域”）。截至2023年，全省GDP达50012.9亿元，同比增长4.6%，其中高新技术产业增加值增长8.9%，显示出经济稳中有进、进中提质的特点[16]。湖南省锚定“三高四新”宏伟蓝图，大力推动经济社会的全面发展，推进中部崛起与长江经济带发展，但经济快速增长伴随能源与资源的大量消耗，存在能源结构不合理、利用效率不高、碳收支失衡等问题[17]。因此，本文基于湖南省夜间灯光与土地利用数据，构建碳收支核算模型，系统测算2000—2022年区域碳收支量，解析其时空演变特征与空间分布格局。参照《湖南省主体功能区规划》通知中的划分标准，以县级行政区为基本单元，围绕是否适宜及如何开展大规模高强度工业化城镇化这一核心基准，将湖南省主体功能区划分为国家级重点开发区域、省级重点开发区域、国家级农产品主产区、国家重点生态功能区、省级重点生态功能区五类[18]，结合ECC、ESC等核心指标制定碳平衡分区标准，为区域差异化减排增汇实践提供科学支撑。
图1 研究区概况

Fig.1 Overview of the study area

1.2 数据来源

本文以湖南省122个县域为研究单元，时间跨度为2000—2022年。数据来源如下：碳排放数据来源于中国碳排放核算数据库（https://www.ceads.net.cn）；夜间灯光数据来源于Wu等公开发表在HarvardDataverse平台的夜间灯光遥感数据集[19]，该数据集针对中国区域内跨传感器、长时间序列的夜间灯光数据，系统实现了数据校准、合成与质量改进，数据来源可靠，可直接用于本文研究；土地利用数据来源于全国地理信息资源目录服务系统（https://www.webmap.cn/），具体为杨杰、黄昕研究团队开发的土地利用数据集[20]，该数据集将土地利用类型划分为耕地、林地、草地、水域、建设用地及未利用地六大类，空间分辨率为30 m×30 m；社会经济数据主要来自《湖南统计年鉴》《中国统计年鉴》及国家统计数据发布库（http://data.stats.gov.cn/），对个别缺失的县级GDP数据采用线性插值法补充。

1.3 碳收支测算方法

本文采用碳排放系数法，对耕地、林地等非建设用地的碳源（碳汇）量进行估算；同时，借助夜间灯光数据构建模型，实现对建设用地碳源的估算。具体公式如下：
Cj=Ce+Cn
式中：Cj为土地利用碳收支量；Ce为耕地、林地、草地、水域及未利用地的碳源（碳汇）量之和；Cn为建设用地碳源，参照相关文献[21]，以建设用地碳源代替能源碳排放量。

1.3.1 非建设用地碳源碳汇测算

耕地、林地、草地、水域及未利用地被视为碳源（碳汇），根据已有研究[22-23]，结合湖南省本地植被特征，本文确定各碳排放系数分别为0.497、-0.644、-0.023、-0.020、-0.005 t/（hm2·年）。具体公式如下：
${C}_{e}=\sum _{i=1}^{n}{e}_{i}=\sum _{i=1}^{n}\left({S}_{i}·{\alpha }_{i}\right)$
式中：ei为第i种地类的碳源（碳汇）；Si为第i种地类的土地利用面积；${\alpha }_{i}$为第i种地类的碳排放系数。

1.3.2 建设用地碳源测算

目前，我国仅对省级能源消耗统计有明确要求，县域层面缺乏相应要求与标准，导致县级尺度碳排放量数据相对缺失，故本文采用Chen等的研究成果[24]。同时，考虑到数据集的滞后性，本文参考相关文献[21]，利用夜间灯光数据更新地区能源碳排放量。具体操作如下：首先，汇总县域灯光数据得到湖南省14个地级行政区（以下简称“市州”）2000—2017年灯光总亮度及均值；随后建立各市州灯光数据与碳排放量的拟合方程；继而基于2017年后灯光数据推演市州碳排放量；最后按县域灯光占市州比重进行碳排放量分配。同时，经比对多种函数形式，确定对数函数为最优拟合模型（各市州拟合方程R²均高于0.7718>0.75），满足后续研究对数据精度的要求（表1）。
表1 湖南省各市州能源消耗碳排放拟合方程

Tab.1 fitting equations for carbon emissions from energy consumption by prefecture level cities

市州名称 公式 R2
长沙市 y=44.9317lnx-455.0306 0.9034
株洲市 y=15.8512lnx-141.8223 0.9015
湘潭市 y=13.9624lnx-125.3523 0.9134
衡阳市 y=17.8730lnx-160.2846 0.8841
邵阳市 y=9.4063lnx-79.5944 0.8647
岳阳市 y=18.4790lnx-168.2220 0.8912
常德市∗ y=12.9281lnx-28.7610 0.7718
张家界市 y=3.9602lnx-30.2007 0.7896
益阳市 y=8.6155lnx-71.5916 0.7780
郴州市∗ y=17.8960lnx-26.6424 0.9512
永州市 y=11.9802lnx-102.9551 0.8156
怀化市 y=9.4378lnx-80.0355 0.8373
娄底市 y=12.4559lnx-108.2321 0.8918
湘西州∗ y=3.0919lnx-0.8164 0.7956

注：y代表各市州的能源碳排放量；x代表各市州的夜间灯光总值/平均值；*代表各市州用灯光数据平均值进行拟合。

由图2中的R2可得，湖南省能源碳排放量统计值与模拟值具有较好的相关性，拟合优度在0.90以上，因此可以利用夜间灯光数据拟合能源碳排放量估算建设用地碳源。
图2 2000—2022年湖南省能源碳排放量统计值与模拟值

Fig.2 Statistical and simulated values of energy-related carbon emissions in Hunan Province from 2000 to 2022

1.3.3 拟合精度检验

精度检验在评价模型优劣中具有重要作用，本文采用排放因子法[25]得到碳排放量统计值，通过计算碳排放模拟值和统计值的相关系数对模拟的精度进行验证。具体公式如下：
${C}_{n}=Q·\sigma $
式中：Cn为建设用地碳源，Q为该地区的能源消耗总量，单位为tce标准煤；σ为单位能耗的碳排放系数，参考相关文献[26]，取σ为1.87 t碳/tce。

1.4 碳补偿测算方法

1.4.1 碳排放经济贡献系数

ECC是从经济利益角度，衡量一个区域碳排放量，反映碳排放量对当地经济利益的影响。具体公式如下：
$ECC=\left({G}_{i}/G\right)/\left({C}_{i}/C\right)$
式中：Gi为第i个县域的GDP值；G为湖南省GDP总值；Ci为第i个县域的碳排放量；C为湖南省碳排放总量。

1.4.2 碳排放生态承载系数

ESC揭示了各类生态系统碳汇的效率。具体公式如下：
$ESC=\left({E}_{i}/E\right)/\left({C}_{i}/C\right)$
式中：Ei为第i个县域的碳吸收量；E为湖南省碳吸收总量；Ci为i县域的碳排放量；C为湖南省碳排放总量。

2 结果与分析

2.1 碳排放时空演变特征

随着湖南省经济活动规模持续扩大，能源消耗同步攀升，2000—2022年全省碳排放总量呈显著增长态势：2000年为9238.99万t，2022年增至51386.97万t，增幅约4.56倍。
县域层面，多数地区碳排放亦逐年上升，但增长呈现明显阶段性特征。具体而言，2000—2008年为快速增长期，全省县域碳排放普遍大幅上升。如望城区从214.83万t增至634.69万t，增幅约1.95倍。此阶段经济快速发展、工业化与城镇化加速、基础设施建设扩容及高耗能产业扩张，是碳排放激增的主因。2008—2015年，全省县域碳排放延续增长趋势，但增速出现分化。如望城区、汝城区等部分县域仍保持高增长，排放量翻倍；而南岳区则因产业结构调整与节能减排政策，增速收窄至2.3%，碳排放增长得到有效控制。2015—2022年，县域碳排放增长进一步分化。如浏阳市等多数县域增速较上一阶段加快，增幅提升约0.47个百分点；天心区、芙蓉区等通过推进绿色发展、优化能源结构与加强环境治理，增速放缓，部分区域碳排放甚至出现下降。
由图3可知，2000—2022年湖南省碳排放量空间分布变化显著，整体呈“东高西低”格局。东部的长株潭城市群经济发达，碳排放集中且量大，2022年天心区达287.86万t，岳麓区更高至832.45万t；西部的湘西地区经济滞后、工业基础薄弱，以农业和简单加工业为主，碳排放低，2022年古丈县仅71.02万t，保靖县也只有85.03万t。从产业结构看，工业主导县域碳排放较高，如陶瓷生产基地醴陵市，2022年排放量达1008.16万t；以农业或旅游业为主的县域排放较低，如桂东县2022年排放量173.03万t，相对处于低位。此外，距离城市中心近的县域，因集聚大量行政、商业、金融机构，且人口密集、交通流量大、能源消耗多，碳排放通常高于周边县域。以岳阳市为例，2000—2015年市中心的岳阳楼区，碳排放量持续高于湘阴县、平江县等远郊农业县域。
图3 湖南省县域碳排放空间格局演变

Fig.3 Spatial pattern of carbon emissions in Hunan Province

2.2 碳吸收时空演变特征

2000—2022年，湖南省碳吸收量整体呈轻微下降趋势，且阶段性变化特征显著。从时序变化来看，2000—2008年为快速下降期，碳吸收量从876.16万t降至838.22万t，减少约37.94万t，主因是城市化加速推进，大量农业用地转为城市建设用地，植被覆盖面积缩减，碳吸收能力大幅削弱。2008—2015年下降趋势明显放缓，碳吸收量仅从838.22万t降至832.41万t，减少约5.81万t。这一阶段部分地区启动生态保护措施，有效减缓了碳吸收量的下滑速度。2015—2022年则实现由降转升，碳吸收量回升至838.64万t，较2015年增加约6.23万t，这是多地进一步强化生态保护力度与精度的结果。从区域差异来看，不同县域碳吸收量的时间变化差异显著。具体而言，浏阳市、宁乡市、望城区等地碳吸收量基数较高，且整体降幅较小；芙蓉区、天心区等城区因城市化程度高、绿地面积有限，碳吸收量本身较低，且降幅较大。此外，部分县域变化情况更复杂。如湘潭县2000—2008年通过调整农业活动，减少耕地开垦、增加林地草地比例，碳吸收量实现增长，2008—2015年受城市化影响，农、林地转为建设用地，碳吸收能力随之降低；攸县、茶陵县受城市化与生态工程双重作用，碳吸收量呈“先减后增再减”波动，2000—2010年因土地性质转化下降，2010年后依托生态工程回升，2015—2022年又因工业扩张下滑；南岳区作为旅游胜地，生态保护要求高，碳吸收量基本稳定，从2000年的0.96万t小幅增至2022年的0.97万t。
空间分布上，湖南省碳吸收量总体呈“西北高、东南低”格局（图4）。高碳吸收区域集中在西北部县域，这些区域经济开发程度低、森林植被覆盖率高，且多与主体功能分区高度契合—主要分布在国家级、省级重点生态功能区及国家级农产品主产区。例如，沅陵县、安化县作为林业大县与省级重点生态功能区，聚焦碳汇经济、推动林草发展，其中沅陵县碳吸收量达全省最高的33万t；桃源县作为全国粮食先进县，森林覆盖率高达65.5%，碳吸收量亦处于较高水平。此外，浏阳市虽属国家级重点开发区，但因生态资源丰富，加之近年积极探索林业碳汇经营，碳吸收量保持良好。
图4 湖南省县域碳吸收空间格局演变

Fig.4 Spatial pattern of carbon absorption in Hunan Province

2.3 碳平衡指标分析

根据计算结果可知，湖南省总体净碳排放量为正值且呈上升趋势，从2000年8362.83万t增至2022年50548.32万t，增长约5倍，这主要受工业占比高与能源结构单一影响。2000年，通道、靖州、古丈、永顺4县净碳排放为负值，生态状况优良。全省县域净碳排放整体呈上升态势，仅少数发达地区2022年较2015年略有下降。其中芙蓉区、攸县等经济发达地区排放量较大；古丈、永顺等县域因经济水平低，净碳排放量一直呈上升趋势，但增速缓。

2.3.1 碳排放经济贡献系数时空演变特征

图5展示了湖南省碳排放经济贡献系数的时空演变格局，邻近县域之间碳排放经济贡献系数变化趋势相似。2000年各县域系数介于0.15~5.74之间，2008年各县域系数介于0.25~3.86之间，2015年各县域系数介于0.23~4.27之间，2022年各县域系数介于0.23~13.20之间，2008年之后湖南省碳排放经济贡献系数最高值与最低值差值增大，反映出各县域在经济效率与能源利用效率上不均衡问题突出。受国家政策以及各县域对能源的有效利用影响，2022年湖南省碳排放经济贡献系数与2015年相比，大多数城市都有所上升，碳排放经济贡献系数最低值与最高值也有所增长。2000—2022年部分城市呈现持续增长趋势，主要与当地的经济发展水平或优越的农业资源有关。
图5 湖南省县域碳排放经济贡献系数空间格局演变

Fig.5 Spatial pattern of economic contribution coefficient of carbon emissions in Hunan Province

空间格局上呈点散状分布，2000年，高值区主要散布于西部，这些区域多为山区与耕地，碳排放量较低，部分县域展现出较高的经济效率与能源利用效率；而东部因工业发达、能源需求旺盛、碳排放高，系数相对偏低。2008年后，西部地区系数变化速度超过东部，高值区覆盖范围有所缩小，主要受产业发展不合理，经济效率下滑影响。至2022年，西南部与中南部系数变化尤为明显，空间格局进一步调整，碳生产能力较高的县域集中于常德市、益阳市一带，南部个别高值县域则分布在产业结构均衡、以第一产业为主、碳排放较少的区域。

2.3.2 碳生态承载系数时空演变特征

图6展示了湖南省碳排放生态承载系数的时空演变格局。从中看出，2000—2015年全省生态承载能力总体稳定，碳排放生态承载系数大于1的县域均维持在60个以上；到2022年降至56个，承载能力有所下降。其中，芙蓉区、荷塘区等县域系数持续低于0.5，这源于城市一体化以及工业经济的快速发展，碳排放量增加，生态承载能力较弱；桃源县、茶陵县等农产品主产区县域系数值保持在1以上，得益于生态环境较好，碳汇能力强。2022与2000年相比，安化县、永定区等县域系数有所上升，北湖区、浏阳市等县域则有所下降，反映出因不同县域产业结构、生态环境等差异，生态承载能力分化比较明显。
图6 湖南省县域碳生态承载系数空间格局演变

Fig.6 Spatial pattern of carbon ecological carrying coefficient in Hunan Province

空间分布上，碳排放生态承载系数整体呈现“西高东低”格局，低值区主要集中在长沙市区及周边。2000、2008和2015年各县域系数变化不大；至2022年，西部洪江市、隆回县等县域系数虽有所下降，但大部分县域系数值仍大于1，表明生态环境较好，碳吸收量较高的县域，可承受上升的碳排放量且有盈余。进一步分析发现，桃源县、永顺县等县域经济贡献系数与碳排放承载系数双高，碳吸收量大于碳排放量，碳生产能力突出；而芙蓉区、天心区等县域经济排放系数较高，碳排放生态承载系数较低，碳吸收能力不足，但经济发展比较好，需提高土地利用率，缩减对能源的依赖性，提高碳汇能力。

2.4 碳平衡分析

基于ECC与ESC的测算，参照李建豹等的研究[27]，将湖南省县域划分为四大区域。分区标准为：①低碳保持区（ECC>1，ESC>1）；②降碳攻坚区（ECC>1，ESC<1）；③经济发展区（ECC<1，ESC>1）；④综合优化区（ECC<1，ESC<1）。低碳保持区能源利用效率、碳生产力与碳汇能力均较高，经济与生态保护均衡；降碳攻坚区碳排放对经济贡献大但碳吸收不足，需减碳增汇；经济发展区生态优良但经济薄弱，发展潜力突出；综合优化区能效与碳汇双低，经济和生态问题亟待破解。结合《湖南省主体功能区规划》（2012年）中的划分标准[18]，并对国家与省级同类型功能区进行合并，进一步将四大区域细分为11类碳平衡区（图7），并针对各区域实际，从减排增汇等维度提出低碳发展策略（表2）。
图7

County-level carbon balance zoning of Hunan Province in 2022

表2 基于主体功能区规划方案的湖南省县域碳平衡分区与低碳发展策略

Tab.2 Carbon balance zoning and low-carbon development strategies at the county level in Hunan Province based on the main functional area planning scheme

主体功能区 碳平衡分区 县域 发展战略
国家级
省级重
点开发
区域		 低碳保持区 永兴县、涟源市 ①持续积极推动产业结构的优化升级，从传统制造业向高新技术产业和现代服务业转变，坚持创新驱动发展推动产业集聚和高端化发展；②严格落实矿山生态修复措施，制止违法开采，严格控制商业性采伐林木，确保生态环境的保护；③支持企业研发短流程工艺，降低能耗
降碳攻坚区 芙蓉区、天心区、岳麓区、开福区、雨花区、长沙县、浏阳市、荷塘区、芦淞区、石峰区、天元区、雨湖区、岳塘区、珠晖区、雁峰区、石鼓区、蒸湘区、双清区、大祥区、邵东市、岳阳楼区、武陵区、赫山区、鹤城区 ①坚持节能优先的能源发展战略，推动能源生产和消费结构深度低碳化转型，促进新一代信息技术与制造业融合发展，助力产业加快向高端化、智能化、绿色化转变；②推进生态系统碳汇交易、完善生态保护修复多元化投入；③对重点开发区域的高耗能企业，要求其新增贷款额度与碳汇购买量挂钩（如每贷款1000万元需配套购买50 t碳汇）
经济发展区 攸县、零陵区、中方县 ①推动传统产业转型升级；②依托县域内丰富的土地等碳汇资源，推动绿色经济的发展；③支持企业申报智能制造项目，推广数字化能源管理系统，降低单位产值能耗
综合优化区 望城区、宁乡市、渌口区、醴陵市、北塔区、云溪区、岳阳县、津市市、资阳区、北湖区、苏仙区、冷水滩区、娄星区、冷水江市 ①推进用煤单位改电、改气，推进生物质能等可再生能源开发利用，实现绿色产业带动经济发展；②围绕碳汇项目的开发做出更多的探索；③鼓励核心企业（如岳阳林纸）为其供应链上的低碳供应商提供绿色信贷担保，如对采用竹浆替代木浆的包装企业优先放款
国家级
农产品
主产区		 低碳保持区 桃源县 ①推广优良品种和绿色高效栽培技术，促进种植业减排增效；②实施保护性耕作，加大高标准农田建设力度，重点开展农田排灌设施等田间工程建设
降碳攻坚区 华容县、鼎城区、汉寿县、澧县 ①创新“农业碳汇+信贷”产品，以碳汇预期收益权为质押发放低息贷款，定向支持有机肥替代、节水灌溉等低碳技术应用；②量化秸秆还田等减排增汇效应，配套建设县域碳汇交易平台
经济发展区 新邵县、隆回县、洞口县、平江县、桃江县、安仁县、祁阳市、道县、溆浦县 ①聚焦特色农业产业，实施产业振兴工程，壮大农业龙头企业；②推动农业碳汇交易，建立农业碳汇交易平台
综合优化区 湘潭县、湘乡市、韶山市、衡阳县、衡南县、衡山县、衡东县、祁东县、耒阳市、常宁市、邵阳县、武冈市、君山区、湘阴县、汨罗市、临湘市、安乡县、临澧县、南县、沅江市、双峰县 ①发展相关配套产业在县域发展粮油加工、果蔬加工、林产品加工等产业；②创造绿色新财源，通过植树造林、保护和建设草原，增加森林和碳汇，实现碳平衡
国家级
省级重
点生态
功能区		 低碳保持区 石门县、安化县、桂阳县、资兴市、永顺县、龙山县 ①通过技术创新和产业升级，促进一、二、三产业融合发展；②始终将生态保护放在首位，确保生态环境的持续改善和生态功能的充分发挥；③推出“碳汇期货+保险”产品，如安化县黑茶企业可提前锁定未来5年茶园碳汇价格，对冲市场波动风险
经济发展区 茶陵县、炎陵县、绥宁县、新宁县、城步苗族自治县、永定区、武陵源区、慈利县、桑植县、宜章县、临武县、汝城县、桂东县、东安县、双牌县、江永县、宁远县、蓝山县、江华瑶族自治县、沅陵县、辰溪县、会同县、麻阳苗族自治县、新晃侗族自治县、芷江侗族自治县、通道侗族自治县、靖州苗族侗族自治县、洪江市、新化县、吉首市、泸溪县、凤凰县、花垣县、保靖县、古丈县 ①立足资源禀赋，发展低碳经济：打造具有地方特色的生态经济品牌，将生态资源转化为生态产品和服务；②健全财政转移支付机制；③优先在重点生态功能区（如炎陵县、石门县）筛选集中连片林地，针对竹林、油茶林等特色林种，制定《湖南省竹林经营碳汇项目开发技术规范》，试点竹林碳汇开发，通过碳汇收益反哺林农
综合优化区 南岳区、嘉禾县、新田县 ①打造“全电景区”，构建全链条电能服务生态，推动旅游产业全流程低碳化；②推广“绿铸贷”等金融产品，精准支持传统产业技术改造；③探索“林业碳汇”项目，推动生态产品价值实现
综上，湖南省推进低碳发展需系统施策、精准发力，核心策略包括：①优化产业与能源结构。聚焦降碳攻坚区、综合优化区（以岳阳、长沙、株洲、衡阳等碳排放高、碳吸收弱区域为重点），推动高耗能行业绿色转型，壮大清洁能源与低碳产业。坚持节能优先，加快清洁能源开发利用，推广新能源车辆与公共交通，降低交通运输领域碳排放。②强化生态保护修复。实施森林保护修复、湿地扩面等工程，提升农田土壤碳汇功能，增强生态系统固碳能力，为碳平衡筑牢生态根基。③完善正向激励机制。对年度碳汇贡献前10%的企业，给予5%工业用地配额倾斜或政府绿色采购优先资格，激发市场主体减排增汇动力。④倡导低碳生活理念。开展常态化低碳宣传教育，引导居民践行节能行为，从消费端减少碳排放。⑤破解重点区域瓶颈。南岳区、嘉禾县、新田县作为国省重点生态功能区，需优先解决发展痛点：南岳区严控旅游服务业能耗增长，嘉禾县推动铸锻造产业低碳升级，新田县加快碳汇生态价值向经济效益转化。通过政策、管理、技术多手段协同，助力湖南实现碳平衡，为全国碳中和战略贡献力量。

3 讨论

本文从县域尺度出发，研究了2000—2022年湖南省122个县域的碳收支时空格局与碳平衡分区优化问题。首先，通过拟合夜间灯光数据与碳排放数据，测算各县域能源碳排放量；其次，采用碳排放系数法，核算各县域非建设用地的碳源（碳汇）量；最后，结合碳收支量、碳排放经济贡献系数、生态承载系数等指标，在既有功能分区研究基础上，综合划分碳平衡分区，分析各县域能源利用效率与碳生产力，最终提出适配的低碳发展策略及差异化减碳增汇措施。
研究表明，2000—2022年湖南省碳排放总量呈增长态势，其中2008—2022年经历从显著增长到缓慢增长的转变，这与赵先超等的研究结果相似[28]，反映出湖南工业化、城镇化进程中能源需求量攀升的特征，该结论亦与刘贤赵等的研究一致[29]。从空间分布看，碳排放总量整体呈“东高西低”特征，与许灵凤等的研究结果相符[30]，说明其分布差异与区域产业结构、工业基础及能源消耗水平密切相关。同期，湖南碳吸收总量呈轻微下降趋势，部分县域在不同时段表现出稳定递减态势，这与周航等的研究结论相近[31]，且碳吸收量较高的区域多集中在经济开发程度低、森林等自然资源丰富的地区。此外，净碳排放量高值区主要位于经济发展快、城市化进程快的区域，低值区则分布在生态环境优良但经济与技术水平相对落后的地区；碳生态承载系数整体呈“西高东低”空间格局，西部地区因开发程度低，山区林地碳汇能力强，碳吸收量可抵消经济发展新增碳排放，承载能力较强，该结论与赵先超等的研究一致[32]。
通过碳平衡分析，可将湖南县域划分为四大区域：低碳保持区，集中于传统制造业发达且生态优良的地区；降碳攻坚区，分布在经济发达、产业结构完整但能源依赖度高的区域；经济发展区，位于经济落后、开放程度低的地区；综合优化区，主要为工业能耗高、生态环境较差的区域。结合各县域主体功能定位，对四大区域细化后，本文针对各区域实际，从减排增汇等方面提出了差异化的县域低碳发展策略。
本文以县域为单元研究湖南省碳排放，通过长时间序列揭示碳收支时空特征，分析碳排放与碳吸收的演变规律，同时，本文还结合各县域产业结构、生态环境差异，提出适配的低碳发展战略。根据《湖南省碳达峰实施方案》，“十五五”期间全省将推动产业结构调整、构建清洁低碳能源体系。未来研究可对比分析产业结构调整前后的碳排放变化，进一步提出优化建议。

4 结论

①2000—2022年，湖南省碳排放显著增长，总量从9238.99万t增至51386.97万t，增幅4.56倍。其空间分布呈现“东高西低”的特点，并以长沙市为中心向四周逐步降低。与此同时，碳吸收总量随时间呈轻微下降趋势，并呈现阶段性变化的特点，在空间上呈现“西北高、东南低”的分布特征；随时间推移，西北部碳吸收量持续下降。
②2000—2022年，湖南省净碳排放量及增速均呈上升趋势。碳排放经济贡献系数变化显著，碳生产能力与碳排放生态承载能力总体下降，其中ECC>1的县域从61个减至37个，且北部能源利用率高于南部。碳生态承载系数变化较小，ESC>1的县域稳定在60个左右，碳汇效率呈“西高东低”的格局。
③依据2022年碳排放经济贡献系数和碳生态承载系数，可将湖南省122个县域划分为四大区域，并融合主体功能分区，细化为11个碳平衡区，并针对性地提出了11个碳平衡区的低碳发展策略。在未来低碳发展进程中，湖南省应重点加强对降碳攻坚区和综合优化区的碳排放量控制，可通过优化产业结构、推动高能耗行业的绿色转型、开发碳汇项目等方式实现。此外，对于生态保护要求高的个别县域（南岳区、嘉禾县、新田县），其发展必须将环境问题放在首位解决。

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