气候变化是建立人类命运共同体和人与自然生命共同体所面临的重大挑战。作为最大的能源消费国、最大的二氧化碳排放国和负责任的发展中大国,中国应对气候变化既是推动本国可持续发展的内在需要,也是构建人类命运共同体的责任担当。2020年9月,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。2021年9月中共中央国务院发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,以进一步促进应对气候变化相关政策的落实,为实现“双碳”目标提供政策指导。毋庸置疑,应对气候变化和实现“双碳”目标的关键在于政策落实与执行。县域是我国经济功能完整、运行相对独立的基本空间单元,也是我国碳排放的重要组成部分和碳汇功能的主要承载空间,更是碳达峰碳中和目标和政策落实的关键行政单元。我国县域占国土面积的78.00%,人口的71.94%,国内生产总值的51.80%。与城市相比,县域经济增长潜力巨大,发展道路更具灵活性,相应地,碳排放压力和减排潜力并存。厘清县域尺度碳排放核算体系、核算方法,研究典型县域碳排放变化趋势、结构特征、时空格局、碳平衡分区和达峰情况对于促进县域碳排放快速低位达峰、开展针对性的区域控碳减排、县域低碳空间规划具有重要意义,对探索县域“双碳目标”实现路径,推动县域生态保护、实现高质量发展和绿色低碳转型具有启示意义和参考价值。本研究以浙江省长兴县、四川省金堂县、河北省武安市和甘肃省庆城县4个在经济水平、人口规模、工业基础、排放体量、地理区位等方面具有典型性和代表性的县域为研究区域,首先,全面梳理并构建了县域碳排放核算体系,系统核算了4县（市）2005—2020年碳排放量,分析了4县（市）的碳排放结构和强度特征。第二,构建了县域碳排放空间表达技术框架,形成了4县（市）2008—2017年碳排放空间化数据集,确定了县域尺度碳排放空间表达的最佳分辨率,分析了4县（市）碳排放时空格局和碳平衡分区演变。第三,基于STIRPAT模型,利用岭回归方法对4县（市）2005—2020年的碳排放量进行模拟,根据多情景下的控碳指标对4县（市）2021—2030年的碳排放量进行分情景预测,基于碳排放变化趋势的达峰判断得到了4县（市）的达峰时间和峰值,综合碳排放变化趋势和脱钩状态判断4县（市）的达峰稳定性。最后,基于县域碳排放快速低位达峰目标背景,从碳强度控制区、低碳优化区、碳平衡区和碳汇功能区4个方面提出了县域碳平衡分区低碳优化对策。本研究的主要结论总结如下:（1）4县（市）碳排放总量层次特征明显。碳排放主要来自工业,工业能源消耗以煤炭为主。长兴、金堂和武安作为工业县（市）,工业能耗和工业过程碳排放比重高。长兴县和金堂县工业能源消费结构相似,行业排放特征相同,以一般烟煤为主,碳排放主要来自电力、热力生产和供应业以及非金属矿物制品业。武安市则以焦炭为主,碳排放主要来自钢铁行业。庆城县作为欠发达地区县域,相较于东部发达地区县域而言,庆城县工业碳排放比重低,第三产业和生活碳排放比重相对较高。（2）研究区域县域尺度碳排放空间化表达的最佳分辨率为200m×200m。通过对不同分辨率下的碳排放空间数据进行尺度效应分析,比较不同分辨率下在景观水平上的聚集度指数、形状指数和多样性指数曲线的变化和尺度转折点,结合信息损失评价中面积损失、斑块损失、周长损失曲线的变化趋势,可得到研究区域县域尺度碳排放空间化的最佳分辨率。（3）不同的碳源区呈现出明显的时空格局差异。高碳源区呈现出向城区、中心乡镇集聚的变化特征,优势度明显增强,其空间分布受地形地貌特征影响较大,且占县域面积的比重较小。中碳源区主要为乡镇和交通路网,空间分布较为分散,碳源多样性指数高,整体性和聚集度指数低。低碳源区受高、中碳源区扩张分割影响,整体性和优势度不断降低。城区周边属于高、中、低碳源区的交错地带,碳源类型多样,碳源多样性指数高,整体性和聚集度较低。（4）根据碳补偿率和地均碳排放强度,将县域空间划分为碳强度控制区、低碳优化区、碳平衡区和碳汇功能区。自然本底和产业结构共同决定了县域碳平衡分区的结构关系。自然生态条件较好的区域,碳汇功能区在平衡分区格局中占优势地位（长兴县和金堂县）;工业化水平较高、制造业门类多样的区域,其碳强度控制区相对于其他类型的县域占比较大（长兴县和武安市）;以农业为主导的欠发达区域（庆城县）,低碳优化区在空间格局中占优势地位。碳强度控制区在面积比例上与低碳优化区、碳汇功能区相比较小,但是其碳排放空间强度大,是未来控碳减碳的核心区域。（5）基于碳排放变化趋势及其与经济发展的脱钩状态可确定4县（市）碳排放的达峰时间、峰值和稳定性。在基准、强化和渐进情景下,长兴县和金堂县均已实现碳达峰,达峰时间分别为2019年和2011年。在渐进情景下,武安市和庆城县的达峰时间分别为2024年和2027年;在基准情景和强化情景下,武安市和庆城县的达峰时间为2020年和2008年。综合碳排放变化趋势和脱钩状态可判断长兴县碳排放已实现稳定达峰,金堂县碳排放已基本实现稳定达峰。武安市和庆城县达峰状态存在不确定性。（6）本研究提出了县域碳排放快速低位达峰目标背景下的碳平衡分区低碳优化对策。碳强度控制区应提高能源效率,转变能源结构,改进生产工艺和构建低碳交通体系;低碳优化区应推广分布式电源,发展绿色低碳农业和倡导低碳生活方式;碳平衡区应注重林草地的提质和农业用地的增效,协调县域农业生产空间与生态空间的关系;碳汇功能区应划定碳汇功能区保护红线,加强生态保护与修复。