中国电力行业CO2减排潜力及其贡献因素

电力行业低碳转型是中国低碳经济转型进程中关键行业之一,如何科学分析电力行业的碳减排潜力,确定操作性强的低碳转型路线、提出有效的政策措施是中国政府亟待解决的焦点问题之一。考虑终端电力消费、低碳能源发电占比、火力发电结构、火力发电效率、线损率等因素,构建了自底向上的电力行业CO2排放核算模型,在此基础上,利用情景分析方法探索中国电力行业2015和2020年的CO2减排潜力,进一步利用对数平均权重分解法(LMDI,Logarithmic Mean weight Divisia Index method)对电力行业CO2减排影响因素的贡献度做了归因分析。结果显示,相比基准情景,在当前政策情景和低碳政策情景下,电力行业将分别带来27.0亿t和36.9亿t的CO2减排量。低碳能源发电和火力发电效率是未来对CO2减排最重要的两个贡献因素。终端电力消费量一直是促进电力行业CO2排放增长最重要的贡献因素,因此通过电力需求侧管理等手段控制电力消费量对电力行业的低碳发展至关重要。最后结合减排贡献因素分析的结果为中国电力行业低碳发展提出了相应的政策建议。     

配额目标约束下区域减排的最优控制率

研究了区域碳排放配额目标给定下,如何确定一个保障经济平稳增长的最优碳排放控制率问题。提出了一个最优减排率确定的计算流程,并且根据前瞻性原则、人口原则、GDP原则、GDP-人口原则、支付能力原则5种不同的碳排放配额分配原则,确定了中国大部分省市自治区可能的最优减排率。选取5个中国省区上海、山西,湖南、云南以及新疆作为案例地区,在计算得到这些地区的减排率的约束下,分析了在社会福利最大化的情况下各区域分配的配额获得的经济增长路径和能源碳排放路径。模拟结果发现,中国在各种减排约束下各区域的经济增长路径呈阶梯式下降的趋势。能源碳排放呈先升后降的整体趋势,各个省市自治区要实现2030年后不再增加碳排放。得出各东部省份在GDP原则分配的配额约束下减排控制率最小,西部省份在支付能力原则下减排控制率最小,而中部省份则在人口原则下减排控制率较小。5个原则中前瞻性原则适合中国推进的碳减排配额方法。     

城乡结合部人-环境系统关系研究综述

城乡结合部往往是人-环境系统关系最严峻的地区之一.20世纪80年代以来,城市扩张在城乡结合部所引起的生态环境效应受到了越来越多研究者的关注.城乡结合部土地利用/覆盖变化的监测、模拟及其驱动力分析,自然与农业生态系统的演变与调控,以及环境污染等逐渐成为研究热点.众多研究证实了人类活动干扰下城乡结合部环境系统的脆弱性,生态退化和环境污染往往十分严重.城乡结合部环境系统的演变对人类社会经济系统的反馈影响也受到一些研究者的关注.研究认为城乡结合部自然和农业生态系统的丧失不仅危及到当地居民的生计,也对当地社会资本造成影响,并有可能引发一些社会矛盾.目前,针对城乡结合部人-环境系统关系的研究,多采用单学科的方法进行,系统的综合性研究还较少,难以揭示该区域人-环境系统错综复杂的交互作用关系;在研究尺度上,往往从宏观或中观尺度人手,研究城乡结合部的外部力量对环境系统的影响,微观尺度上的个体和地方力量很少被关注.未来有必要进一步加强该区域人-环境系统关系的跨学科、多尺度的综合性研究.     

中国环境管理分区:方法与方案

我国生态环境可持续性及其影响因素的区域差异显著,各地区环境管理面临的主要挑战和需要优先解决的生态环境问题不同。进行环境管理分区,根据各地区生态环境特征及其影响因素的差异性,制定有针对性的环境管理政策,将有效促进我国区域生态环境的整体优化。采取定性和定量分析相结合的方法进行我国环境管理分区。首先,在我国3大自然区的基础上,根据我国的自然地理格局和已有的相关区划成果,把我国划分为4个环境管理大区,包括:南部季风区、北部季风区、西北干旱区和青藏高寒区。其次,通过建立的包含13个指标的环境管理分区指标体系,采用一维化欧式距离法分析各环境管理大区下相邻省级行政区环境特征的相似性,把环境特征相似性大的相邻地区划分到同一分区,得到以省级行政区为基本单元的我国环境管理分区方案。然后,结合地区间历史渊源和区域未来发展趋势分析,对基于相似性分析的初步分区方案进行调整,把我国划分为8个以省级行政区为基本单元环境管理区。最后,根据相关调整原则和方法,对以省级行政区为基本单元的分区方案的边界线进行调整,得到以地级行政区为基本单元的分区方案,把我国划分为东北地区、华北平原区、华北山地与高原区、东南沿海地区、长江流域中游地区、西南地区、西北干旱区和青藏高寒区8个环境管理区。     

黄土高原多沙粗沙区侵蚀产沙的多维临界

黄土高原多沙粗沙区侵蚀产沙受到自然要素和人文要素的综合作用。从该地区侵蚀产沙的自然和人文影响要素识别入手,比较系统地揭示了各主要影响因子侵蚀产沙过程的单维临界响应及其发生的内在机理,在此基础上建立了侵蚀产沙要素交互作用的多维临界综合集成模型,并依据该模型定量计算出目前该地区自然和人文要素及各主要影响因素分别对侵蚀产沙的贡献,最后提出了该地区水土流失治理的调控目标和现有治理措施的调整思路。研究结果表明:(1)由于该地区自然和人文要素的交互作用,使得各影响因素侵蚀产沙的单维临界响应发生位移和变化,达到复合临界极值的多维临界点趋于降低或基本保持不变。(2)该地区的侵蚀强度在自然和人文要素的交互作用下仍在加剧。其中,可分离的自然因素作用占80%左右,人为因素作用占20%左右。就自然因素而言,降水对产沙强度的贡献最大约为61%;(3)该地区水土流失的治理速度抵不上人为破坏速度;(4)在多沙粗沙区人为因素产沙贡献中,农业结构的贡献最大。这意味着该地区生态环境治理与建设首先要把农业结构调整和优化置于第一位。     

城市扩张对北京市城乡结合部自然和农业景观的影响——以昌平区三镇为例

城乡结合部自然和农业生态系统是确保城市生态安全的重要基础。研究快速城市化背景下城乡结合部自然和农业景观的时空演变规律和驱动因素,能够为相关规划的编制和保护政策的制定提供科学支撑。以北京市三个典型的城乡结合部乡镇为例,通过对1999、2004和2010年三期SPOT遥感影像的解译,获取三镇三个时期土地利用/覆盖(Land Use/Land Cover,LULC)数据。在此基础上,借助Arc GIS空间叠加功能和土地利用转移矩阵,分析1999—2010年三镇LULC的时空变化特征;并通过空间自相性和景观连通性分析,研究近十年来三镇建设用地的空间聚集特征以及自然和农业景观空间连通性的变化,分析城市扩张对三镇自然和农业景观格局和稳定性的影响。最后,采用定量和定性相结合的方法,分析三镇自然和农业景观变化的驱动力。结果表明,1999—2010年三镇经历了剧烈的LUCC过程,建设用地、林地和草地面积大幅增加,伴随的是农业用地和水域面积的急剧减少。各种土地利用类型之间都存在着相互转移,特别是农业用地向建设用地、林地和草地,以及林地向建设用地转移明显。新增建设用地大多通过侵占原有建设用地周边的农业用地和林地,而实现"成片蔓延式"扩张;并造成了三镇自然和农业景观连通性的急剧下降,危及到该区域生态系统结构的完整性和功能的持续性。社会经济发展、土地利用规划、公共政策等共同决定着三镇LUCC的结构、规模和空间分布,是三镇自然和农业景观格局演变的主要驱动力。     

DICE/RICE模型中碳循环模块的比较

碳循环模型的正确构建是影响综合集成评估模型IAM(Integrated Assessment Model)模拟结果的重要因素之一。DICE/RICE模型中的碳循环模型主要有两个,即Nordhaus单层碳库模型和Nordhaus三层碳库模型,但这两个模型的主要缺陷是不考虑陆地生态系统在碳循环中的贡献,因此,引入了包含陆地生态系统的Svirezhev碳循环模型,并将其与Nordhaus单层碳库模型、Nordhaus三层碳库模型展开比较研究。结果表明,在基于历史数据的模型检验中,Svirezhev碳循环模型对全球二氧化碳浓度模拟的准确度优于其他两个模型。对于未来全球气候变化的模拟,3个模型模拟得到了至2100年的温度预测值分别为2.98,3.54,2.91℃,二氧化碳浓度值分别为608.04,733.04,594.70μL/L。其中,Svirezhev碳循环模型的模拟值在3个模型中最低,表明了陆地生态系统和海洋对二氧化碳的吸收作用对抑制全球升温的贡献;而分析也发现Nordhaus三层碳库模型对陆地生态系统和海洋碳库的模拟与实际观测值偏离较大。最后,通过敏感性分析,研究发现DICE/RICE模型中使用的气候响应模块在短期温度模拟中对地表温度的初值较为敏感,在长期温度模拟中敏感度显著下降。总之,从碳循环机制的模拟性能而言,Svirezhev碳循环模型优于其他两个模型,而Nordhaus单层碳库模型虽然机制较为简单却保证了模拟的准确性,但Nordhaus三层碳库模型虽然丰富了碳库的表征,实际上各碳库的模拟准确性差,降低了模型的可靠性。     

河南生态足迹驱动因素的Hi_PLS分析及其发展对策

生态足迹是用来评估可持续发展的指标之一,已经获得了广泛的关注。弄清楚生态足迹增长的重要驱动因素可以帮助我们设计出科学合理的区域可持续发展对策。目前,大多研究侧重在单方面或数个方面的驱动因素,将所有可能的驱动因素综合起来一块进行考虑的研究仍较少,并且,大多数的研究仍然是采用一些常规、普通的方法。基于此,递阶偏最小二乘(Hi_PLS)模型被引入用于该主题的研究,并且,经典偏最小二乘（PLS）模型也被运用以便获得结果供对照比较。具体实证过程中采集了1952-2006年我国河南省的社会、经济、人口及资源等方面共28个指标的数据。结果表明：①与经典PLS模型相比,Hi_PLS用于该主题的研究更加有效,结果解释起来也更加方便具体;②河南生态足迹增长的重要驱动因素按重要性大小可排序为：运输活动、人口增长活动、经济活动、教育活动、医疗活动、邮电活动及投资活动,其中,前四大驱动因素的重要性又明显大于后三种驱动因素。不重要的驱动因素则来自于反映农业资源条件的农作物总播种面积指标。据此,提出了以下几点区域可持续发展对策：①注重提高运输效率,减少不必要和无效率的运输,如采用最节能降耗及最洁净的运输工具;②仍然必须严格控制人口数量的增长,坚持把计划生育定为基本国策并切实的贯彻执行;③积极调整经济增长方式,加快产业结构转型,尤其是促进高新科学技术产业的快速发展。     

海南岛生态环境脆弱性评价

基于SOPAC和UNEP所建立的环境脆弱性评价方法,从风险、抵抗力、损害与退化3个方面构建了指标体系和综合指数,对海南岛生态环境脆弱性进行了评价.结果表明：海南岛的生态环境风险处于中等水平,其风险主要源于高强度的人类活动,包括强化农业、大众旅游业、采矿业以及岛上居民和游客所排放的大量固体废弃物等;较大的土地面积、较大的海拔变化幅度、完整的地理板块及丰富的生境类型等自然地理特征,赋予了海南岛较强的生态环境风险抵抗力,但受历史上人为和自然风险的累积影响,海南岛生态系统的损害与退化已较为严重,主要体现在土地退化和生物多样性的丧失等方面;综合考虑风险、抵抗力和损害与退化三方面因素,海南岛生态环境综合脆弱性处于中等水平,部分指标表现出很低的脆弱性,但另一些指标却表现出很高的脆弱性.     

区域碳排放量的计算——以广东省为例

采用IPCC 2006年版碳排放计算公式、经济-碳排放的动力学模型和水泥碳排放模型,提出了区域碳排量计算框架和研究方法,并以广东省为例,基于广东省社会经济统计数据、能源消费数据、水泥产量数据和森林碳汇数据,预测了广东省2008-2050年能源消费碳排放量、水泥消费量和碳排放量、森林碳汇值.结果表明：2008-2050年,广东省水泥产量及其生产过程中的碳排放量基本稳定,年碳排放量在10～15 Mt C;广东省能源消费碳排放和总的碳排放趋势均呈倒U型曲线,其峰值年份分别在2035和2036年;2008-2050年,广东省碳排放强度将持续下降,森林碳汇量呈波动式下降趋势.本文提出的区域碳排放计算框架在广东省具有可行性和合理性.