基于温室气体清单的河北省森林碳汇量研究

为考核地方温室气体减排, 国家启动了2005 年省级温室气体清单的编制试点工作。依据森林资源二类清查数据和IPCC2006 指南方法, 对河北省2005 年基于林业和土地利用变化的森林年碳汇量进行了研究。结果表明, 河北省2005 年森林和其它木质生物量年增长碳汇量233.24×10⁴ tC, 折合固定CO2 量855.23×10⁴ t, 主要来源于乔木林的净增长固碳, 灌木林和经济林由于2005 年总面积和生物量呈负增长, 而表现为净碳排放, 分别导致净碳排放1.34×10⁴ tC和22.63×10⁴ tC; 森林转化为非林地引起的碳排放量约1.64×10⁴ tC。二者相抵, 2005 年森林生物量净碳汇量为231.61×10⁴ tC, 折合CO2 吸收量849.22×10⁴ t, 全省森林和其它木质生物量总体表现为“碳吸收汇”的功能。     

成都平原及其周边区域土地利用碳排放效应及空间格局

土地利用变化的碳排放研究对了解人类活动对生态环境的扰动程度及其机理、制定有效的碳排放政策具有重要意义。采用1990-2010年能源消费数据、遥感与GIS提取的土地利用数据, 通过构建土地利用碳排放模型, 对20 a来成都平原及其周边区域土地利用的碳排放进行了定量分析。结果表明: (1)土地利用变化的碳排放增加3269.37×10⁴ t, 增长率达137%, 呈显著增加趋势。(2)建设用地和林地分别为区域最大的碳源与碳汇。建设用地的碳排放增加3271.55× 10⁴ t, 增长率达139.01%, 林地的碳汇减少1.30×10⁴ t, 减少率达3.12%, 但仍占碳汇的99%以上。(3)土地利用的碳排放存在明显区域差异。中部、北部和南部冲积平原(成都市及其第二圈层、绵阳市辖区、绵竹市、乐山市辖区)碳排放大, 平原周边区域邻近川西高原山地碳排放小。(4)土地利用结构与碳排放存在一定的相互关系, 趋高的碳源、碳汇比导致土地利用的碳源效应远大于碳汇效应。因此, 研究区减排的重点应该在保持或增加现有的林地的同时, 主要以降低建设用地的碳排放、碳足迹为主。     

1953-2011年小兴安岭森林火灾含碳气体排放的估算

根据1953-2011年小兴安岭森林调查数据和森林火灾统计资料,结合野外火烧迹地调查与室内控制试验数据,估算了小兴安岭1953-2011年森林火灾的碳排放量和含碳气体排放量.结果表明: 1953-2011年小兴安岭森林火灾的总碳排放量为1.12×10⁷ t,年均排放量为1.90×10⁵ t,约占全国年均森林火灾碳排放量的1.7%;其中,含碳气体CO₂、CO、CH₄和非甲烷烃(NMHC)的排放量分别为3.39×10⁷、1.94×10₅、1.09×10⁵和7.46×10⁴ t,相应年均排放量5.74×10⁵、3.29×10⁴、1.85×10³、1.27×10³ t分别占全国年均森林火灾含碳气体排放量的1.4%、1.2%、1.7%和1.1%.不同林型的燃烧效率和单位过火面积的碳排放量均为针叶林＞阔叶林＞针阔混交林.最后提出了合理的林火管理措施.     

山西省畜禽业发展及粪尿养分时空变异

随着国家经济的高速发展和人民饮食结构的改变,畜禽养殖业由传统粗放式向规模化、集约化快速转变,畜禽粪尿的循环利用及其对环境的风险评价值得关注.本文利用统计资料和文献数据,通过使用食物链养分流动模型(NUFER)与GIS相结合,深入分析了山西省畜禽养殖量的变化特征,模拟了畜禽粪尿的产生量及其氮、磷养分的资源量,并从时空维度评价了山西省畜禽粪尿资源量及其环境风险.结果表明： 1978-2012年,山西省畜禽粪尿的产生量由1.61×10⁷ t增加至2.75×10⁷ t,增幅达1.71倍,粪尿氮由7.74×10⁴ t增长至17.32×10⁴ t,粪尿磷则由1.09×10⁴ t增长至3.39×10⁴ t,增幅分别达到2.38和3.10倍.除养殖总量增加之外,养殖结构和养殖方式也发生了重大变化.从空间分布看,2012年山西省耕地畜禽粪尿氮、磷承载量呈现晋北、晋中和晋东南高,中北部和西南部低的分布特征,耕地畜禽粪尿养分资源承载量在空间上分布极不平衡,这是区域养殖专业化程度与农业政策共同作用的结果.因此,应通过优化生产布局和区域间养分协同管理等手段,来调控畜禽粪尿的排放与循环利用,减少污染及环境风险,以实现畜禽粪尿养分资源的高效与可持续利用.     

长株潭经济圈土地利用变化的碳排放量及生态补偿研究

根据2000 和2014 年遥感影像获取土地利用现状数据, 采用碳排放评价模型, 对长株潭经济圈碳排放量进行评估,估算碳排放生态补偿标准。结果显示: 2000-2014 年间碳排放总量减少; 三市地均建设用地的碳排放强度均有所减少, 其中长沙市的减少量最大; 2014 年经济圈各县(市、区)的碳排总量以湘潭市区最大, 最低的是浏阳市, 14 县(市、区)的建设用地碳排放量以市区最大; 据我国造林成本的平均值计算, 长沙市区、湘潭市区和株洲市区应该向周边的县(市、区)进行生态补偿, 补偿标准分别为0.27×10⁸ 元、8.4×10⁸ 元、4.03×10⁸ 元; 提出减少碳排放的措施。     

1990—2010年淮河流域人类活动净氮输入

1990—2010年,淮河流域粮食产量由6414×10⁴ t增长到10121×10⁴ t(增幅为58%),城市化率由13%增长到35%(涨幅为22%),流域社会经济发生了显著变化.从流域整体定量评估人类活动所带来的生态环境影响将为区域生态环境管理提供科学依据.本文估算淮河流域1990—2010年人类活动净氮输入(NANI)的空间分布及变化趋势.结果表明: 研究期间,淮河流域氮输入量呈现出增加趋势;1990—2001年流域内氮输入量快速增加,2001年后氮输入增加趋势减缓.1990年氮输入量为17232 kg N·km^-2·a^-1,2003年氮输入量最高,为28771 kg N·km^-2·a^-1,2010年回落为26415 kg N·km^-2·a^-1.从氮输入的组成上来看,化肥和大气氮沉降仍然是最主要的输入来源,其次为食品/饲料和生物固氮的输入.化肥和大气沉降输入占总氮输入的比例持续增加,由1990年的64%和16%分别增长至2010年的77%和19%.单纯以增施化肥来实现粮食增产、化石燃料大量燃烧来推动经济发展的观念,应切实转变到改善农业耕种技术、实现新能源的发展轨道上来,进而推动社会经济的可持续发展.     

洞庭湖区域土地利用变化的碳排放效应研究

研究土地利用变化带来的碳排放效应问题, 为区域土地结构优化、制定低碳减排政策提供理论依据。以洞庭湖区为研究对象, 通过构建土地利用动态度模型和碳排放测算模型, 分析了15年间洞庭湖区土地利用变化的碳排放效应, 采用LMDI模型对土地利用碳排放影响因素进行了分解分析。研究表明: 2000-2015年洞庭湖区土地利用的碳排放量增加趋势显著, 碳排放量增加了2277.64×104 t, 增加了2.4倍。建设用地是主要的碳源, 碳排放量增加了2278.82×104 t, 增加了2.2倍。林地是主要的碳汇, 碳汇量占总碳汇量的90%以上, 由于碳源碳汇比例差距较大, 碳汇效应不显著。洞庭湖区碳排放区际差异明显, 主要集中在环洞庭湖及洞庭湖水系周边地区, 临近山地丘陵的边缘区域碳排放较小。能源碳排放强度效应、经济水平效应、土地规模效应和人口规模效应对洞庭湖区土地利用碳排放存在正效应, 能源效率效应存在负效应。洞庭湖区的建设用地面积与碳排放变化趋势一致, 建设用地的碳排放量占碳排放总量的90%以上, 是主要碳源, 碳排放强度较大。今后应限制洞庭湖区建设用地无序扩张, 碳减排的重点是降低建设用地的碳排放量。     

辽宁中部城镇密集区土地利用变化的碳排放及低碳调控对策

土地利用变化引起的碳排放对全球气候变化有重要影响,调整区域的土地利用方式对适应全球气候变化具有重要的科学意义.本研究利用辽宁省碳排放/吸收参数,估算了辽宁中部城镇密集区土地利用变化的碳排放量.结果表明： 1997—2010年,碳排放量为308.51 Tg C,碳吸收量为11.64 Tg C,碳吸收量可抵消
3.8%的碳排放量.土地利用变化的净碳排放为296.87 Tg C,其中,保持用地类型不变的土地上净碳排放量是182.24 Tg C,对总排放量的贡献为61.4%;发生用地类型转换的土地上净碳排放量是114.63 Tg C,对总碳排放量的贡献为38.6%.通过量化土地利用变化和碳排放之间的映射关系可知,1997—2004年,保持建设用地不变（40.9%）和农田转为建设用地（40.6%）类型对碳源的贡献最大,农田转林地（38.6%）和保持林地不变（37.5%）类型对碳汇的贡献最大;2004—2010年,土地利用类型对碳源和碳汇的贡献类型与前一时段相同,但保持建设用地类型对碳源的贡献提高到80.6%,保持林地类型对碳汇的贡献提高到71.7%.基于不同景观变化类型的碳排放强度,我们从两方面提出低碳土地利用的调控对策：从碳减排方面,严格控制土地利用向建设用地转变,提高建设用地能源利用效率,避免对林地和水域过度开发利用;从碳增汇方面,增加森林覆盖率,实施农田、草地还林,加强对森林、水域的保护,调整农用地内部结构和科学实施农田管理.     

浙江省畜禽业产排污测算与土地承载力分析

基于对浙江省典型规模养猪场3种不同生长阶段猪(保育猪、育肥猪和母猪)在2007年秋冬季和2008年春夏季的产排污调查,测算了3种猪的产排污系数和猪场的年产排污量,并据此及浙江省2007年各种畜禽存栏量普查结果,估算了浙江省畜禽养殖业年粪便农田施用量.结果表明： 2007年,浙江省畜禽养殖业年粪便农田施用量为2106.8×10⁴ t,其中,总氮13.57×10⁴ t、总磷6.7×10⁴ t、铜0.11×10⁴ t、锌0.20×10⁴ t;全省耕地猪粪当量负荷量为16.66 t·hm^-2·a^-1,负荷量警报值平均为0.37.浙江省部分地区的畜禽粪便施用量已超出了农田负荷量,对周围环境构成了潜在威胁.     

2005—2007年大兴安岭林火释放碳量

根据野外火烧迹地调查,比较过火前后归一化植被指数的差异,计算2005—2007年大兴安岭林区各种可燃物类型的过火面积、火烧消耗的可燃物量,对森林火烧程度进行分级,并利用植物平均含碳率估算林火释放碳量.结果表明：2005—2007年大兴安岭林区总过火面积为436512.5 hm²,其中轻度、中度和重度火烧面积分别为207178.4、150159.2和79159.4 hm².这些火烧消耗可燃物量为3.9×10⁶ t,释放碳1.76×10⁶ t,其中落叶松林、针阔混交林、阔叶林和草地燃烧释放的碳量分别为0.34×10⁶、0.83×10⁶、0.27×10⁶和0.32×10⁶ t.     

Net Carbon Emissions from Deforestation in Bolivia during 1990-2000 and 2000-2010: Results from a Carbon Bookkeeping Model

Accurate estimates of global carbon emissions are critical for understanding global warming. This paper estimates net carbon emissions from land use change in Bolivia during the periods 1990–2000 and 2000–2010 using a model that takes into account deforestation, forest degradation, forest regrowth, gradual carbon decomposition and accumulation, as well as heterogeneity in both above ground and below ground carbon contents at the 10 by 10 km grid level. The approach permits detailed maps of net emissions by region and type of land cover. We estimate that net CO₂ emissions from land use change in Bolivia increased from about 65 million tons per year during 1990–2000 to about 93 million tons per year during 2000–2010, while CO₂ emissions per capita and per unit of GDP have remained fairly stable over the sample period. If we allow for estimated biomass increases in mature forests, net CO₂ emissions drop to close to zero. Finally, we find these results are robust to alternative methods of calculating emissions.     

Ecological and environmental effects of land use change in rapid urbanization: The case of hangzhou,China

Land use changes sharply under rapid urbanization, yet its ecological and environmental effects are often neglected in land use decisions. Using the case of Hangzhou, China, we analyze the ecological and environmental effects of land use changes, including ecosystem services value (ESV) and carbon emissions, based on Landsat TM images from 1995, 2000, 2005, 2010, and 2014. We found significant ecological and environmental effects of land use changes under rapid urbanization. The value of ecosystem services in Hangzhou decreased from 546.7 million USD in 1995 to 448.97 million USD in 2014, and the ratio of ESV to GDP decreased from 5.8% to 0.6%. The net carbon emissions associated with land use changes increased from 4.26 million tons in 1995 to 15.10 million tons in 2014, mainly due to the increase of built-up land carbon emissions and the decrease of forest land carbon sink. The ESV is unevenly distributed spatially and low ESV spread from the central to the peripheral area. We use scenario analysis to illustrate that economic growth and environmental protection could be coordinated by bringing ecological and environmental effects into land use decisions.     

Urban Household Carbon Emission and Contributing Factors in the Yangtze River Delta,China

Carbon reduction at the household level is an integral part of carbon mitigation. This study analyses the characteristics, effects, contributing factors and policies for urban household carbon emissions in the Yangtze River Delta of China. Primary data was collected through structured questionnaire surveys in three cities in the region – Nanjing, Ningbo, and Changzhou in 2011. The survey data was first used to estimate the magnitude of household carbon emissions in different urban contexts. It then examined how, and to what extent, each set of demographic, economic, behavioral/cognitive and spatial factors influence carbon emissions at the household level. The average of urban household carbon emissions in the region was estimated to be 5.96 tonnes CO₂ in 2010. Energy consumption, daily commuting, garbage disposal and long-distance travel accounted for 51.2%, 21.3%, 16.0% and 11.5% of the total emission, respectively. Regulating rapidly growing car-holdings of urban households, stabilizing population growth, and transiting residents’ low-carbon awareness to household behavior in energy saving and other spheres of consumption in the context of rapid population aging and the growing middle income class are suggested as critical measures for carbon mitigation among urban households in the Yangtze River Delta.     

排放与森林碳汇作用下云南省碳净排放量估计

以云南省为例,用马尔科夫链计算能源结构,在经济增长模型基础上基于动态最优化理论估计能源消费碳排放,并基于CO₂FIX模型计算云南省森林碳汇,预测在能源消费碳排放和森林碳汇共同作用下的从2008到2050年碳净排放量。研究发现云南省能源消费碳排放量和碳净排放量曲线都呈"倒U"型,在2035年达到高峰,高峰值分别为和129.71 MtC和118.89 MtC;在森林碳汇中,原有森林的碳汇作用在现在和未来一段时间内处于主导地位,但新造林有着巨大的碳汇潜力,所以在保护原有森林的同时要植树造林,从生态学角度抵消碳排放;森林碳汇只能减少小部分碳排放,更主要的是改善云南省的能源结构,加快技术进步速度,开发水电等新能源,从根本上减少温室气体的排放。     

基于土地利用变化的四川省碳排放与碳足迹效应及时空格局

土地利用变化的碳排放与碳足迹研究对了解人类活动对生态环境的扰动程度及其机理、制定有效的碳排放政策具有重要意义。采用1990—2010年四川省能源消费数据和土地利用数据,通过构建碳排放模型、碳足迹及其压力指数模型,对研究区20年来土地利用的碳排放及碳足迹进行了定量分析。结果表明:(1)土地利用变化的碳排放和能源消费碳的足迹呈显著增加趋势。碳排放增加5407.839×10~4t,增长率达143%;能源消费的碳足迹增加1566.622×10~4hm~2,四川全省的生态赤字达1563.598×10~4hm~2。(2)建设用地和林地分别为四川省最大的碳源与碳汇。20年间建设用地的碳排放增加5407.072×10~4t,增长率达126.27%,占碳排放总量的88%以上;林地的碳汇减少10.351×10~4t,但仍占四川省碳汇的96%以上。(3)土地利用碳排放、碳足迹和生态赤字存在明显区域差异。成都平原区碳排放、碳足迹压力最大,生态赤字严重,西部高山高原区和盆周山区碳排放、碳足迹最小,未出现生态赤字;成都、德阳、资阳和内江等地的碳排放、碳足迹压力最大,生态赤字最严重,甘孜、阿坝等地的碳排放、碳足迹最小,未出现生态赤字。(4)土地利用结构与碳排放、碳足迹存在一定的相互关系,趋高的碳源、碳汇比导致土地利用的碳源效应远大于碳汇效应。因此,四川省减排的重点应该在保持或增加现有的林地的同时,主要以降低建设用地的碳排放、碳足迹为主。     

庐山风景区碳源、碳汇的测度及均衡

旅游目的地系统碳源、碳汇的计算与分析,不仅是旅游业节能减排政策制定的重要依据,也是旅游与环境相互关系研究的一个新的科学命题.以庐山风景区为例,计算并分析了2010年的碳源及碳汇.结果表明:(1)2010年庐山风景区包括本地居民和旅游者的总碳排放为108 697 t.其中,本地居民占碳排放总量的19.52％,旅游者占碳排放总量的80.48％.在旅游者碳排放中,旅游交通碳排放占50.24％,旅游住宿碳排放占38.04％,旅游食物消费碳排放占10.65％,旅游活动碳排放仅占1.07％;(2)2010年庐山风景区内陆地生态系统碳吸收为9447 t;(3)从碳源、碳汇均衡角度看,庐山陆地生态系统的固碳量吸收了区内碳排放的23.47％.但由于旅游者的区际流动和旅游业的产业关联性强,陆地生态系统的碳吸收仅占区内和区外碳排放总量的8.69％,旅游业使庐山成为一个显著的碳源.     

黄河流域国土空间碳中和度研究——以内蒙古段为例

基于全球气候治理背景以及黄河流域在我国生态文明建设中的重要地位,以黄河流域内蒙古段为例,通过情景分析法,建立改进的IPAT模型和集成生态圈模拟器IBIS,预测不同情景下2018-2060年研究区碳排放变化趋势和达峰情况,并结合对碳汇水平的模拟分析2060年碳中和实现进程。结果显示①在基准情景、节能情景、低碳情景和粗放情景下,黄河流域内蒙古段将分别于2040年、2035年、2030年和2050年实现碳达峰,峰值碳排放量分别为12209万t、11213万t、9784万t和17635万t;②在IPCC RCP2.6和RCP6.0气候变化情景下,黄河流域内蒙古段的陆地生态系统整体分别呈现出碳汇和碳源的不同效应,净初级生产力分别为1533万t和-506万t;③综合能源消费碳排放和碳汇水平,在RCP2.6气候情景下,若碳排放选取基准、节能、低碳和粗放情景,则2060年黄河流域内蒙古段分别可实现碳中和进程的18.42%、22.37%、34.46%和9.90%;在RCP6.0气候情景下,由于研究区陆地生态系统呈现出碳源效应,因此难以对碳中和进程的推进做出贡献。可见,对于黄河流域内蒙古段而言,需要科学制订碳达峰、碳中和目标实现时间,未来要更进一步保护重要碳汇生态系统,提升固碳增汇能力;调整能源消费结构,增加可再生能源发展规划指标;构建碳排放权交易市场,促进碳指标流动;制定土地利用碳排放标准,优化国土空间格局。     

长三角城市群城市空间形态与碳收支时空耦合关系

区域碳收支动态监测与评估是推动城市群低碳发展和碳达峰的关键基础问题。设计和分析了长三角城市群区域碳收支与城市空间形态的时空耦合关系。基于2001、2005和2010年碳排放、净初级生产力、土地利用和土壤等数据构建了长三角城市群区域碳收支的时空分布估算模型,接着利用地理加权回归模型分析了城市空间形态景观格局指数与碳收支的相关性,最后结合地理探测器定量分析了景观格局指数因子对碳收支的影响及其交互作用。研究结果表明：(1)长三角城市群碳收支存在明显的空间异质性,总体呈现南部高,北部次之,东部低的特征;(2)同时,长三角城市群碳收支具有明显时间异质性,2001、2005和2010年呈现减少的趋势,其中2001—2005年下降幅度较大;(3)斑块类型面积、城市斑块数量、最大斑块指数、景观形状指数与碳收支具有负相关性;边缘密度、城市建成区斑块密度与碳收支具有显著正相关性;(4)2001年、2005年和2010年的建成区总面积是碳收支空间异质性的主要驱动因素;斑块类型面积与其他因子的交互作用对碳收支空间异质性影响贡献程度比其他因子间交互作用较强。一定程度揭示了城市空间形态景观格局与碳收支时空分布的相...     

基于替代式自下而上法的区域旅游交通碳排放测度

区域旅游交通碳排放测度是分解旅游业减碳任务的一个难题。在剖析替代式自下而上法机理的基础上,以长三角为例,依托归纳法和变异系数法,尝试从人均GDP、人均消费水平和人均运输线路长度三方面测算出游距离,采取以实地调研数据为主、辅之以Mus TT模型法拟定各旅游交通方式的距离比例,立足区情确定碳排放系数,并以区域输入和输出的双向旅游流的人次比值法则对替代结果进行还原调整。研究表明:(1)2011年,长三角旅游交通碳排放总量为8.32 Mt,其中江苏省、浙江省和上海市分别为3.23、2.98 Mt和2.11 Mt;(2)飞机和自驾车共占排放量的71.64%,较明显低于世界平均比例,二者是降低旅游交通碳排放的关键;旅游公共交通的碳排放比例具有远高于发达国家甚至全球平均水平的"中国式"烙印;由高碳排放系数的旅游交通方式向低碳排放系数甚至零碳排放系数的转变,是旅游交通减排的基本方向。     

长三角城市群碳排放与城市用地增长及形态的关系

城市是一种重要的碳源,城市扩张过程中的用地面积增长和空间特征变化均会影响城市碳排放。分析1995—2015年长三角城市群碳排放重心转移,查明碳排放和城市用地增长的脱钩状态时空变化,并通过构建面板数据模型探究城市形态对碳排放的影响,得出以下结论:(1) 1995—2015年长三角城市群碳排放重心经历了西南向-西北向-东南向-西北向的转移过程,这种转移过程与其相应时期内部分城市的工业发展与产业结构调整有关;(2) 1995—2015年,长三角城市群碳排放与城市用地增长的脱钩状态存在着显著的时空异质性。研究区由以扩张负脱钩为主变化为以弱脱钩为主,2005年以后,区域之间的脱钩差异开始缩小,总体来看研究区脱钩状态趋向于同质。至2015年,近70%的城市已达到了脱钩,其中上海等城市实现了强脱钩;(3)连续完整的地块在区域内的主导程度会对城市碳排放产生负向的影响,而城市用地斑块的破碎化程度和聚集程度对碳排放有着正向的影响,且相对而言,聚集程度的正向影响更为显著。