在矿山废弃地上发展可再生能源的潜力——以辽宁省为例

在国内外碳减排压力和我国能源结构调整需求下,我国可再生能源的开发压力较大.矿山具有丰富的废弃土地,发展可再生能源的潜力巨大,在矿山废弃地上开发可再生能源对我国的能源战略具有重要意义.本研究以辽宁省矿山废弃地为例,提出矿山废弃地的生物质能与太阳能发展预案,估算辽宁省矿山废弃地的可再生能源发展潜力.结果表明:辽宁省1227.6 km2的矿山废弃地面积发展可再生能源的潜力较大,不同预案的潜力差异显著.预案1以光伏发电最大化为目标模式,总计可发电量为79.4 TWh,折标煤量32.1 Mt,碳减排量为79.1Mt CO2.预案2以生物质能源利用最大化为目标模式,光伏与生物质能总的发电量可达到31.2~33.1 TWh,折标煤量12.7~13.4 Mt,碳减排量为31.1~33.0 Mt CO2.预案3以矿山能源综合利用最大化为目标并兼顾生态修复的发展模式,光伏与生物质能总的发电量可达到62.3~63.7 TWh,折标煤量25.1~25.7 Mt,碳减排量为62.1~63.5 Mt CO2.3种预案的发电量在31.2~79.4 TWh,占辽宁省2016年总电力消费量的15.3%~38.9%,折标煤量12.7~32.1 Mt,碳减排量为31.1~79.1 Mt CO2.本研究对在矿山废弃地上发展可再生能源潜力及其替代化石能源能力的评估,对于碳减排、能源结构的调整以及矿山废弃地的生态修复具有重要的研究意义.     

地市尺度气候调节服务评估——以福州市为例

生态系统服务是衔接生态系统功能和人类福利的桥梁,气候调节服务在生态系统服务中占有极其重要的地位。对气候调节服务发生的全过程进行评估,对科学开展生态系统服务评估具有重要意义。本研究以福州市为案例,开展地市尺度气候调节服务评估,分析气候调节服务在行政单元、地类尺度上的时空变化特征。结果表明: 2015、2018年,福州市气候调节服务总实物量分别为4.01×10¹² MJ(价值量6139.44亿元,GDP为5618.08亿元)和4.66×10¹² MJ(价值量7140.02亿元,GDP为7856.81亿元),气候调节服务价值大致与当年GDP相当。主要的土地利用/覆被类型是森林、耕地、水域,分别占福州市国土面积的57%、15%和9%;水域对福州市气候调节服务贡献最大,2018年贡献度超过60%,高于林地(12%)及耕地(13%)。建成区、东部农耕区域气候调节服务价值较低。2015、2018年,福州市土地利用/覆被变化面积为1805.5 km²,变化最大的用地类型是耕地、林地,主要的土地利用转移方向是耕地与林地、林地与园地、耕地与城镇村及工矿用地之间的转化;气候调节服务总实物量变化了6.74×10¹¹ MJ,相应的价值变化量为1035.8亿元;气候调节服务变化集中在闽侯、闽清、永泰等中西部地区,以及罗源、福清等西部山区;水域的气候调节服务变化最剧烈,水域类型转化会产生极为强烈的气候调节服务变化,远高于其他用地类型转换的效果。     

福州市经济生态生产总值核算

经济生态生产总值(GEEP)核算是推进生态文明建设、践行“绿水青山就是金山银山”理论的重要实践。目前已有研究开展了全国和省级尺度的GEEP核算,但关于城市尺度的GEEP核算尚鲜见。本研究根据福州市经济和生态发展情况,构建了适于福州市的GEEP核算框架体系,对2015和2018年福州市GEEP进行核算,探讨了福州市GEEP时空变化特征。结果表明: 2015年,福州市GEEP为12085.68亿元,其中,国民生产总值(GDP)为5777.42亿元,生态调节价值为6364.20亿元,环境退化成本和生态破坏成本分别为30.95和25.00亿元;其中,闽清县GEEP值最大,为1700.22亿元,占全市GEEP的14.1%,其次为福清市、闽侯县和永泰县,占比分别为12.2%、12.1%和10.4%。2018年,福州市GEEP有所增加,达14453.99亿元,较2015年上升19.6%,主要源于GDP的增长(较2015年增长了47.4%),闽清县和鼓楼区GEEP占比较大(12.0%),其次为福清市和闽侯县(11.0%)。与2015年相比,2018年福州市GEEP、单位面积和人均GEEP均有所升高,环境退化和生态破坏成本有所下降(降幅分别为7.2%和12.4%),表明福州市生态环境整体向好。本研究对福州市GEEP的核算可有效弥补目前我国唯GDP论考核的不足,同时也可为福州市政府合理制定生态文明考核体系建设、促进区域可持续发展奠定科学基础。     

生态系统价值在政策制度设计中的应用——以福州市为例

在探索生态系统价值可复制、可推广、可示范的核算模式的基础上,如何合理应用生态系统价值核算结果、形成生态系统价值政策制度应用体系、促进生态系统服务价值由“核算值”向“政策点”转化是目前亟待解决的问题。本研究以福州市经济生态生产总值(GEEP)和生态系统生产总值(GEP)核算为切入点,对GEEP进行指标筛选,并计算绿金指数和单位面积价值量,分析其在政策制度设计中的应用模式。结果表明: 污染物吸收量、物种保育更新能值、湿地重度威胁面积占比、空气负氧离子释放量、耕地占用率、海洋围填海面积占比、固碳量、释氧量、草地覆盖变化率、海岸防护面积、固体废弃物环境退化成本是显著影响福州市GEEP核算结果的指标;福州市2015和2018年绿金指数分别为1.59和1.23,均高于全国水平;福州市各生态系统单位面积价值量大小依次为湿地生态系统＞森林生态系统＞农田生态系统＞草地生态系统＞海洋生态系统。基于福州市GEEP影响因素和绿金指数、单位面积价值量,本研究构建了福州市生态系统价值核算结果“进决策、进规划、进考核、进监测”的管理制度和模式,为我国形成助推生态文明建设的长效机理机制提供了理论依据。     

东北地区耕地利用碳排放核算及驱动因素

随着我国社会经济的不断发展,耕地资源开发利用的广度和深度不断扩展,耕地的生产效率和生产规模逐步提高。与此同时,耕地管理活动中由农用品投入、能源消耗等产生的碳排放量也飞速增长。本研究以东北地区耕地利用碳排放为研究对象,采用生命周期法构建碳排放核算框架体系;基于东北地区1979—2015年碳排放量的估算结果,采用对数平均迪氏指数模型构建影响农业碳排放的驱动因素体系,深入探讨东北地区耕地碳排放的影响机制。结果表明: 与1979年相比,2015年耕地利用碳排放总量增长了21.9%,碳排放强度则降低了1.54 t·hm^-2。土壤管理和农用品投入碳排放是耕地利用碳排放的主要排放源,占排放总量的83.6%。土地生产率、科技资金配置率的提高,会增加耕地利用碳排放;投入产出比、人均耕地面积、科技投入强度降低,则会减少耕地利用碳排放。     

基于生态系统服务付费模型的福州市区域生态补偿额度核算

区域生态补偿额度的确定和空间选择是横向转移支付生态补偿机制研究的关键问题。本研究以福州市12区县为基本研究单元,通过核算2015和2018年福州市各区县森林、草地、湿地、农田和海洋五大生态系统的生态功能价值,结合当地经济发展状况,构建生态补偿模型,确定了福州市各区县不同生态系统的生态补偿额度及空间分布。结果表明: 2015—2018年间,生态支付额度最大的地区为鼓楼区(363.84亿元),其次为马尾区、仓山区和晋安区,分别为78.09、69.74和66.69亿元,罗源县和台江区的支付额度较小,分别为29.42和19.03亿元。需要生态补偿的区域中,连江县和长乐区的补偿额度较高,分别为251.20和202.61亿元,其次为永泰县(125.70亿元),再次为闽侯县、福清市和闽清县,补偿额度在100亿元以下。不同生态系统类型的生态补偿区域分布不同,其中,永泰县、闽清县、闽侯县、连江县和罗源县是森林、草地、湿地和农田生态系统的主要生态补偿区,森林、草地、湿地和农田的补偿额分别在24.24～313.79、11.81～207.08、10.15～454.93和57.80～239.54亿元;海洋生态系统的补偿区主要在连江县、长乐区和福清市,补偿额在82.16～478.54亿元。该结果较好地反映区域生态与经济协调发展状况,可为福州市生态补偿机制的完善提供参考。     

碳中和视角下秸秆处置方式对碳源汇的贡献

探明农作物秸秆在不同处置方式下的碳源汇时空变化特征,对优化我国秸秆资源利用政策、实现碳减排最大化、实现碳中和目标具有重要意义。本研究以国家统计年鉴数据为基础,对我国31个省农作物秸秆不同处置下的碳排放、碳减排、碳增汇及其价值量的变化趋势进行研究。结果表明: 2008—2019年间,我国秸秆焚烧年均碳排放量为874万t CO₂e,2014年以来碳排放年均减少率为17.3%;能源化利用年均碳减排量为3982万t CO₂e,其中,秸秆生产固体成型燃料碳减排贡献最大,约占能源化碳减排总量的98%;秸秆还田碳汇量总体呈逐年上升趋势,年均碳汇量为2.71亿t CO₂e;我国秸秆处置存在碳生态盈余,净碳减排量年均增长率为9.8%,净碳减排强度及其价值量均呈增长趋势,2019年分别高达2.62 t·hm^-2和76.19元·hm^-2。我国秸秆年均碳排放、能源碳减排、秸秆还田碳汇以及净碳减排大致呈“东高西低”的空间分布规律,且地区差异及空间聚集性是三者的最主要外部特征。     

湿地生态系统服务功能及其价值核算——以福州市为例

湿地在生态保护和社会发展中占据重要地位,科学合理评估湿地生态系统价值,是湿地保护与合理开发、确保湿地资源可持续性利用的基础。如何科学有效、标准化地评估湿地生态系统生产总值(GEP)并使之纳入国民经济体系核算是科学界和政府部门关注的焦点。本研究构建了湿地生态系统生产总值核算框架体系,并以福州市为研究案例,以多源数据为基础,从功能量与价值量层面,开展了福州市湿地GEP核算研究。结果表明: 2015年,福州市湿地生态系统GEP为2392.33亿元,主要源于湿地的生态调节服务价值(1578.69亿元,占总价值的66.0%),约是产品供给服务价值和精神文化服务价值的2.2和15.6倍。湿地生态调节服务中,以水流动调节服务价值和气候调节服务价值最高,两者占生态调节服务价值的82.9%。福州市湿地单位面积生态调节价值为134.78万元·hm^-2,高于全国水平。福州市各区县中,闽清县湿地生态系统价值量最大,为888.31亿元,占福州市湿地生态系统产品供给和生态调节总价值量的40.1%。福州市滨海湿地的生态调节服务价值最大,约分别是河流湿地和人工湿地类型的2.5倍。福州市湿地生态系统GEP核算是“绿水青山就是金山银山”理念城市尺度的重要践行,为指导地方政府科学管理湿地生态系统提供了技术支撑。     

我国设施农业碳排放核算及碳减排路径

设施农业作为典型的农业生产管理模式,其特有的生产环境条件和高度集约利用的特点,会对农业碳循环产生影响。本研究以设施农业生产管理过程中的农膜投入、能源消耗、农药化肥投入、气肥施用、设施土壤五大温室气体排放源为核算对象,对2018年我国31个省份连栋温室、日光温室、塑料大棚3种设施农业的碳排放量和排放强度进行估算。结果表明:我国设施农业碳排放总量为21038.17万t CO₂e,塑料大棚、日光温室、连栋温室3种类型设施农业碳排放量分别占60.2%、37.4%和2.4%。设施农业碳排放以土壤温室气体排放、农膜投入和农用品投入碳排放为主。连栋温室单位面积碳排放量显著低于日光温室和塑料大棚。科技资金配置率和设施农业规模是对设施农业碳排放影响最大的两个因素。基于此,本研究从提高设施农业的科技投入、物质消耗利用率、设施面积利用率3个角度提出碳减排路径。     

福州市生态系统破坏损失评估

生态系统破坏损失核算是构建绿色国民经济和经济生态生产总值核算体系的关键内容。本研究以福州市生态系统为研究对象,根据其人类不合理利用生态情况,构建了符合福州市的生态系统破坏损失核算框架体系,对2015和2018年福州市生态系统破坏损失进行核算。结果表明: 福州市2015年生态破坏损失成本为90.81亿元,占GDP比重的1.6%。在系统类型上,海洋的生态破坏损失最大,为63.11亿元,占总生态破坏损失的69.5%,其次为湿地生态系统,占比28.7%,农田生态破坏损失最小,占比仅为1.8%;在功能组成上,产品供给功能损失最大,为63.13亿元,占总生态破坏损失的69.5%,其次为调节功能损失,占比27.5%,主要源于水流动调节功能和气候调节功能损失;在区域分布上,生态破坏损失成本主要集中在罗源县、连江县、福清市和闽清县,累计高达80.92亿元,占总生态破坏损失的89.7%。与2015年相比,2018年福州市生态系统破坏损失成本减少26.08亿元,呈明显降低趋势,降幅达28.7%,主要源于连江县、罗源县、福清市和闽清县生态破坏损失成本的降低,降幅分别为86.4%、14.8%、19.9%和12.6%,主要源于海洋和湿地生态系统类型人为破坏率的降低,表明福州市人民生态保护意识不断增强,海洋与湿地系统人为生态破坏现象明显好转。本研究对生态系统生态破坏损失的定价为促进区域可持续发展和生态文明建设提供了数据支撑。