广东省种植业能源消费温室气体排放影响因素研究

利用能量分析法研究了1993-2013年广东省种植业能源消费温室气体排放的变化特征和结构特征。运用LMDI分解方法分析了1993-2013年广东省种植业能源消费温室气体排放变化的主要影响因素。结果表明,1993-2013年广东省种植业能源消费温室气体排放具有较为明显的增长。化肥的使用是广东省种植业温室气体的主要排放源。农业经济水平和能源强度分别是主要增排因素和减排因素。能源强度因素对广东省种植业能源消费温室气体排放的减排作用不稳定且具有较大提升空间。     

广东省种植业能源消费温室气体排放影响因素分析

分别利用能量分析法、LMDI分解方法分析1993—2013年广东省种植业能源消费温室气体排放的变化特征、结构特征和主要影响因素。研究结果表明:1993—2013年广东省种植业能源消费温室气体排放具有较为明显的增长;化肥的使用是广东省种植业温室气体的主要排放源,农业经济水平和能源强度分别是主要的增排因素和减排因素;能源强度对广东省种植业能源消费温室气体排放的减排作用不稳定,且具有较大提升空间。     

德国实现京都减排目标的原因分析

德国2007年温室气体排放量相对1990年下降超过了21%,提前达到其京都减排目标,并且在主要领域均实现了温室气体排放量下降。从温室气体种类来看,1990年-2007年德国CO2排放下降了19%,非CO2减排率达到36%;从部门来看,能源领域减排率为22%,国民经济非基础性行业能耗减排和能源结构调整是能源领域最主要的减排途径,其次是废弃物领域,其减排总量与能源工业部门相当,减排率高达72%。总结德国实现减排目标的主要原因有:东西德统一促进环境改善,经济结构调整助力排放控制,能源结构转变推动温室气体减排,能源价格调控能源领域的减排。由此得到三点启示:减排起算时间点对德国实现京都减排率计算意义重大,温室气体排放控制中尽量避免对经济的冲击,要重视CH4和N2O等非CO2温室气体减排。     

低碳发展背景下中国温室气体排放变化及其对全球减排的贡献

为明确中国温室气体峰值排放变化及其对全球减排的促进关系,本文通过从行业终端出发的温室气体排放模型,利用联合国相关组织、世界银行、国际能源署等机构的数据,结合中国能源战略规划目标设置了由弱到强的三种减排政策支持力度,分析了当前至2060年的中国温室气体排放特征与达峰时间和累积排放量变化,以及中国对全球温室气体减排的贡献。主要结论有:(1)中国在应对气候变化的既有能源政策支持下,将于2030年达到温室气体排放峰值(144.28±7.48)亿t CO_2eq,2020—2060年累计排放量将比无减缓政策情景减少约2243.82亿t CO_2eq;(2)加快能源目标的实现有助于尽早达峰,如中国在2025年达成2030年能源规划目标,温室气体排放达峰时间将提前到2027年,其峰值(133.88±6.03)亿t CO_2eq,2020—2060年累计排放量较2030年达峰的情景减少约517.46亿t CO_2eq,尽早达峰可使排放总量显著下降;(3)在各国国家自主决定贡献(INDCs)承诺顺利实现的情况下,如果中国达峰时间从2030年提前至2027年,不太可能改变全球排放达峰的时间(2031年),但可使全球排放峰值从534.89亿t CO_2eq下降为523.54亿t CO_2eq左右,2031—2060年的全球排放量下降速率从4.26亿t CO_2eq/a提高到4.38亿t CO_2eq/a。     

中国南方旱田转水田后温室气体减排年限预测

农业生产活动是大气温室气体的主要来源之一,不同作物栽培体系和管理方式都会影响农田温室气体的排放。国内外已有大量关于农业温室气体排放规律和控制机理的研究,但关于土地利用方式转变对温室气体排放规律和影响机制的研究相对较少。本文以中科院千烟洲红壤丘陵综合开发试验站为研究平台,通过对新（刚从旱田转为稻田）老（过去20余年一直为稻田）稻田进行连续4年（2013—2016）观测,分析稻田温室气体排放规律及影响因子。在此基础上预测稻田温室气体排放量的动态变化。研究表明,旱田转变为稻田后,前4年新稻田CH₄排放通量显著低于老稻田,但随着耕作年限的延长新稻田的CH₄排放速率呈增加趋势,而老稻田的CH₄排放速率没有明显变化趋势;耕作年限对CO₂和N₂O的排放速率影响不显著;新稻田的pH值和土壤有机碳含量低于老稻田。模型模拟结果表明缩短稻田轮作（水-旱轮作）期（小于7年）能够有效降低稻田CH₄和总温室气体排放量。该结果表明利用老稻田的CH₄排放系数可能会显著高估新稻田的CH₄排放量。研究结论可为准确评估土地利用方式变化对农业温室气体排放的影响提供新的视角,同时为区域农业温室气体管理和减排政策的制定提供科学依据。     

中国城市生活垃圾处理的温室气体排放现状与预测-以广州市为例

广州是中国最富庶的城市之一,城镇化率达86%,生活垃圾处理所排放的温室气体已经成为城市重要的温室气体排放源。本文对广州市2010年至2018年城市温室气体排放清单进行了持续跟踪研究,发现温室气体排放增量的主要来源从能源活动逐步过渡到废弃物处理,占2018年温室气体排放增量的70%,而废弃物处理排放的90%以上来源于生活垃圾处理。研究表明：广州生活垃圾处理所产生的温室气体排放逐年上升,与2010-2018年排放量平均增速为5.16%,后期增速大于前期。人均生活垃圾处理量维持在0.7-1.1kg/人/天。生活垃圾处理方式以垃圾填埋为主。本文以城市常住人口、人均垃圾产生量、垃圾焚烧电厂的日处理能力、甲烷回收率几个参数设置了三个情景预测广州到2035年城市生活垃圾处理量及产生的温室气体排放。预测发现：2035年前广州市垃圾产生量不会出现增长拐点,垃圾处理能力缺口将于2033年前后出现。2019年垃圾排放量出现增长拐点,到2035年,减排情景下的垃圾排放将较政策情景降低31%,强化减排情景较政策情景降低48%。     

区际CO_2排放不平等性及与收入差距的关系研究——基于中国省际数据的分析

运用经典的不平等性测度方法计算了1990-2011年间我国收入差距和CO2排放分布差异性,发现:22年间,我国地区间CO2排放分布比GDP分布更为不平等,但两种不平等性程度都在逐渐降低;通过拟基尼系数建立起CO2排放分布与GDP分布之间的联系,发现:以人均GDP排序的省际间人均CO2排放分布较其自身分布更为公平,且比GDP分布更平等,这意味着高排放与高收入并不总是一一对应的,主要原因在于地区间以碳排放强度为代表的减排技术水平存在较大差异;然而,以收入分组进行Theil指数分解的结果显示:高收入组对GDP分布和人均CO2排放分布的贡献较大,而中高收入组对碳排放强度分布差异性的贡献最高,降低地区间碳排放分布的不平等性不仅需要缩小地区间的发展差距,同时更依赖于地区间节能减排技术的交流与合作。     

中国水稻生产的碳足迹分析

由温室气体排放引起的全球变暖问题已受到公众的广泛关注。农业生产对温室气体排放有重要影响,水稻是中国主要粮食作物,而稻田又是CH_4的主要排放源,因此研究其生产过程的碳足迹对实现农业节能减排具有意义。本研究基于2004-2014年水稻生产相关统计数据,利用碳足迹评价方法核算了中国水稻生产碳足迹及其变化趋势。研究结果表明:①中国水稻生产温室气体排放量、单位面积碳足迹呈逐年增长,而单位产量碳足迹则出现下降趋势,年均增长量分别为21.24亿kgCO_2-eq、32.58kgCO_2-eq/hm~2和-2.82kgCO_2-eq/t;②不同省份由于水稻生产条件差异,其碳足迹存在较大差别,如年均单位面积碳足迹最高的江苏达7411.91kgCO_2-eq/hm~2,最低的黑龙江为4305.87kgCO_2-eq/hm~2;③年均单位产量碳足迹方面,最高海南为1419.35kgCO_2-eq/t,最低吉林为602.12kgCO_2-eq/t;④综合比较单位面积与单位产量碳足迹发现,华南双季稻稻作区(广西、广东、福建等),华中双季稻稻作区(江苏、湖南、江西等),其单位碳足迹均高于全国平均水平;⑤水稻生产碳足迹组成中占比最大的部分为稻田CH_4排放,达85.05%,农资投入导致的温室气体排放仅占14.95%,其中化肥投入占总碳足迹的10.25%。最后,本文建议通过改进农田管理措施(如间歇性灌溉、改进施肥、合理使用农业投入品),提高水稻机械化生产效率来有效减少水稻温室气体排放。     

稻田温室气体排放的时空差异性与精准施肥

文中试图以不同施氮处理下稻田温室气体排放的时空差异性为依据 ,为精准施肥提供环境方面的信息。通过实验观测 ,研究了不同施氮处理条件下 ,稻田温室气体CH4和N2 O日排放的差异性。施氮量不同的小区 ,CH4排放强度有很大差异 ,最大差值为 1 5 8mg·m- 2 h- 1 ,CH4排放强度随着施氮量的增加而减少 (R =0 88)。甲烷排放的日变化幅度也较大 ,在 1～ 6 6倍左右。在不同施氮水平下 ,N2 O则随着施氮量的增加 ,排放通量逐渐减少。如果以观测的温室气体排放强度变化为基础 ,同时考虑粮食产量的变化规律 ,施氮量为 2 70kg·hm- 2 时 ,温室气体排放量较低。实际上 ,精准施肥需要考虑诸多因素如土壤的理化性质、水稻不同生长季节的养分需求等等     

省级电网温室气体排放因子研究

火力发电是我国温室气体排放量最大的部门,为有效控制该部门排放,应从生产和消费两个环节采取措施。准确核算电力消费引起的温室气体间接排放量是消费端减排的基础,其中电网排放因子会直接影响核算结果。本文总结分析了国内外相关电网温室气体排放因子研究,在已有的区域电网排放因子基础上,结合省级电网电力来源特点,提出了省级电网温室气体排放因子计算方法,以2010年为例计算得出各省电网因子,与区域电网因子进行对比分析,并估算了不同电网因子对核算各省调入电力间接排放的影响。结果表明,2010年省级电网因子与区域电网因子的差距在-67.4%~51.6%,不同电网因子核算得出的各省调入电力间接排放量相差-60.7%~50.2%。与区域电网因子相比,省级电网因子核算结果更为准确,因此更适合用于估算电力间接排放。     

施肥对长江中下游稻田温室气体排放的影响——基于Meta分析

气候变暖已成为全球关注的热点话题,农业温室气体是气候暖化的重要排放源。目前许多学者研究了不同施肥措施下温室气体排放的特征,但实验结果之间存在一定的差异。为了综合评价区域内不同施肥措施(单施无机氮(N)、无机氮磷钾(NPK)和有机无机配施(OF))下土壤温室气体排放的特征及其净减排潜力,本文基于长江中下游地区40篇关于施肥对稻田温室气体CH_4和N_2O排放的文献,筛选出339组样本数据,采用Meta分析方法从施肥类型、施肥时间和施肥水平三个方面定量研究了3种施肥措施对稻田CH_4和N_2O排放的影响,并在前期研究的基础上,估算了各个施肥处理下的综合增温潜势、净增温潜势以及温室气体排放强度。结果表明:N、NPK和OF处理下CH_4周年排放的效应值分别为0.24、0.27和0.63,N_2O周年排放的效应值分别为1.25、1.26和1.41。随着施肥次数的增加,N、NPK和OF处理下温室气体排放的效应值均逐渐增大;随着施肥量的增加,N处理表现为增加的趋势,NPK处理表现为减少的趋势,OF处理表现为先增后减的趋势。对于3种施肥处理下的净增温潜势大小为OFNPKN,其中CH_4排放对温室气体的贡献最大;3种施肥处理下的温室气体排放强度大小为OFNPKN。从粮食增产和温室气体减排两方面综合考虑,施用氮磷钾(NPK)是长江中下游地区稻田较适宜的施肥方式。     

低碳经济模型GIS可视化与空间分析系统设计

发展低碳经济,进行技术引进和创新是当前应对气候变化、控制温室气体、参与国际合作和实现社会经济发展目标的有效途径。在充分调研的基础上,对低碳经济基础数据库进行了分析、设计与建库,数据库主要包括4类数据:"温室气体排放数据库"社会经济人口数据库"、"基础地理空间数据库"和"元数据库"。本文将低碳经济模型中的各种条件、指标与空间要素结合,利用GIS技术对其进行可视化与空间分析研究,在研究基础上构建了低碳经济模型GIS空间分析系统,提供低碳经济模型可视化、信息查询、统计分析、空间分布表达、趋势性分析和相关性分析等功能。经实践验证,证明该系统能直观反映不同区域尺度低碳经济发展的动态演化过程和未来情景类型,为中国低碳经济发展的时空格局与演化规律研究提供应用支撑,为环境决策和节能减排提供有效参考。     

长江经济带经济集聚对工业废水排放影响的空间溢出效应与门槛特征

经济集聚促进长江经济带区域经济发展的同时也会影响环境质量,为探讨经济集聚对工业废水排放的影响效应,本文基于2003—2017年长江经济带110个地级及以上城市面板数据,采用探索性空间数据分析、空间计量模型和门槛回归模型等方法,考察经济集聚与工业废水排放的空间分布与聚类状况,解析经济集聚对工业废水排放影响的空间溢出效应并验证其门槛特征。结果表明：①经济集聚、工业废水排放总量和排放强度均存在显著的正向空间自相关性,长三角地区经济集聚与工业废水排放总量多呈现“高-高”型聚类,长江上游地区多为“低-低”型聚类,且保持较为稳定的态势;而工业废水排放强度的聚类状况则呈现出较大差异;②经济集聚存在明显的空间溢出效应且抑制工业废水排放的直接效应和间接效应均较为显著,集聚过程中经济发展水平、人口密度、二产占比和交通便利度提升会对工业废水排放总量产生正向影响。技术水平和对外开放对工业废水排放总量的影响不显著,但对排放强度却有抑制作用;③经济集聚对工业废水排放总量和排放强度的影响存在单一门槛,当经济集聚度跨越门槛值后对工业废水排放总量和排放强度的抑制作用均有所减弱。最后,建议在促进经济集聚过程中应充分关注空间因素及其独特特征,针对工业废水减排可同步实施区域内针对性治理和跨区域协同治理的策略举措,切实推进长江经济带高质量发展。     

应对气候变化与温室气体减排问题分析与对策建议

20世纪末以来.以全球气候变暖为主要特征的全球气候系统变化问题引起了国际社会的普遍关注,当前以温室气体减排为主要内容的"应对气候变化行动"已经成为气候与环境领域国际外交的焦点,面向2012年后的以温室气体减排为主的国际"应对气候变化行动"谈判已进入关键阶段.本文阐述了国际温室气体减排行动框架谈判的形势和斗争焦点;分析了我国温室气体排放趋势与减排面临的严峻挑战;从国际和国内两个方面,提出了我国应对气候变化与温室气体减排的对策建议.     

中国温室气体排放研究——中国科学院战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”之排放清单任务群研究进展

温室气体排放清单一直是气候模型构建、各国减排政策制定及国际谈判与博弈的重要基础。2011年中科院启动战略性先导科技专项"应对气候变化的碳收支认证及相关问题",其中设置了"排放清单任务群"4个项目,以建立我国温室气体参数及排放数据库。文章介绍了"排放任务群"中"能源消费与水泥生产过程排放"、"土地利用与畜牧业的甲烷和氧化亚氮排放"、"自然过程碳排放"和"卫星反演的‘净排放’"4个项目的主要研究进展,结果发现,中国2013年二氧化碳实际排放总量比前期估计值低近15%,该成果近期发表于Nature。本文同时针对温室气体排放的需求,提出了今后的发展方向。     

中国小麦、玉米碳足迹历史动态及未来趋势

气候变化是当今国际研究的热点问题,小麦、玉米是中国主要粮食作物,分析小麦、玉米生产碳足迹的时空动态和中国相关农业政策对小麦、玉米生产的温室气体减排的引导效果对于合理应对气候变化具有重要的意义。本研究基于生命周期评价法（LCA）对2005—2015年中国小麦、玉米生产碳足迹进行了核算,并在此基础上,根据种植业结构及化肥、农药调整政策模拟分析了不同玉米种植面积和不同单位面积化肥及农药施用量等4种情景下2020年小麦、玉米生产的温室气体排放和单位面积碳足迹。研究结果显示：2005—2015年小麦、玉米生产的单位面积碳足迹和温室气体排放量均呈现出显著增加的趋势 （P < 0.05）;模拟分析结果表明：通过缩减种植面积,优化化肥、农药投入能够有效降低小麦、玉米生产的碳足迹,实现（168.89~ 560.07）亿kg CO₂-eq的减排潜力。因此建议构建科学施肥技术体系,提高农资投入品的利用效率,以实现中国的温室气体减排目标。     

典型大嵩江流域稻田CH_4和N_2O排放的分析与控制研究

如何在保证水稻产量的同时减少稻田温室气体排放一直是学术界关注的重要问题。本研究在宁波市大嵩江流域内选取了12块稻田样地,在采集研究样地土壤特性和管理方式数据的基础上,使用DNDC(DeNitrification-DeComposition)模型模拟估算了不同管理模式下样地的水稻产量及其对应的温室气体CH_4(甲烷)和N_2O(氧化亚氮)排放量。结果表明,CH_4的排放量和稻田的淹水深度以及N_2O的排放量和N肥(尿素)的施用量之间均存在明显的相关关系——通过优化管理方式可以在保持水稻产量的同时实现温室气体减排。具体方式有:改变稻田淹水天数,选取高产低排稻种,控制N肥使用量和减少秸秆还田,然而其效果则又与土壤特性有很大的关系。     

滇中城市群水资源生态承载力的平衡性研究

水资源短缺已成为制约滇中城市群发展的主要因素之一,客观认识水资源生态承载力及其平衡性是解决滇中城市群缺水问题和实现区域社会-经济-生态协调发展的前提。运用水资源生态足迹模型、基尼系数以及重心模型对滇中城市群水资源生态承载力的供需平衡、时空平衡以及平衡性的偏离程度进行分析。结果表明:①2006-2014年滇中城市群水资源生态承载力为（0.216~1.370）hm²/人,区域内部差异和年际变化较大;②水资源生态承载力在供需上呈现不平衡状态,在时间变化上呈现不稳定状态;③水资源生态承载力的综合基尼系数为0.372~0.626,总体上处于“集聚程度较大”的区间范围,空间变异系数为0.358~0.804,水资源生态承载力在空间分布上不平衡;④滇中城市群水资源生态承载力重心与其几何中心偏离,偏向南部地区,年均偏移距离为40.6km,区域间水资源生态承载力与人口、经济分布以及资源环境极不对应。     

“双碳”研究

温室气体减排背景下全球水电站发展的权衡问题中国科学院地理科学与资源研究所李明旭、何念鹏等人采用蒙特卡洛模拟方法系统评估了全球现存水电站（n=1221）的GHGs排放通量、碳排放强度（单位发电量的GHGs排放量）以及关键影响因素。相关成果发表于《可再生能源和可持续能源评论》（Renewable and Sustainable Energy Reviews）。     

中国人造板行业的生命周期碳足迹和能源耗用评估

降低温室气体排放是应对气候变化的重要措施,基于生命周期分析的碳足迹评估被广泛应用于量化产品的温室气体排放。在减排承诺背景下,林业部门在应对气候变化中具有重要贡献。中国作为世界最大的人造板生产和出口国,人造板行业的碳足迹和能源耗用问题,是评价林业产业环境影响的重要领域。本文依据ISO 14067标准,测度了中国胶合板、纤维板和刨花板行业“从摇篮到大门”系统界限的碳足迹,通过对比国内外人造板行业的能源耗用,评估了中国人造板行业的节能潜力,结合量化改进方案的减排效果,提出了人造板行业减排和市场结构改善的建议措施。研究发现：①中国现有人造板行业的碳足迹结构中,纤维板最大（708.74 kg CO₂e）,胶合板最小（312.08 kg CO₂e）,刨花板居中（410.79 kg CO₂e）。其中原材料获取对碳足迹贡献最大,化工材料如脲醛树脂胶的生产和使用是最主要的温室气体排放源;②对标国际标准和技术进步要求,中国人造板行业的能源耗用可减少13.27%~47.99%;③用木质燃料替代化石能源,对人造板行业的温室气体减排可实现11.53%~42.30%的提升空间。