国际参与下的全球气候保护策略可行性模拟

控制全球二氧化碳含量在 2050年前不超过500ml/m3和在2010年全球平均升温不超过2℃是当前国际气候保护的热点问题.建立了一个全球性的包含GDP溢出机制和技术进步作用的RICE类型模型,以分析全球合作减排的配额公平性和方案有效性.研究结果表明,为了将2050年全球二氧化碳浓度控制在500ml/m3,以"人均排放权均等"的原则进行国际碳排放权配额分配时,以1861年为历史排放起点会导致发达国家与发展中国家在可使用配额上产生极大悬殊,不易在国际谈判中被接受.Stern的减排方案能虽能较显著地将2100年升温幅度控制在2℃以内,但是,该方案的实施使发展中国家将损失相对较多的经济收益用于支付减排的成本.相比之下较优的国际减排方案为:至2050年,发达国家的排放水平比1990年降低80%,中国、俄罗斯和世界其他国家从2020年之后开始减排,至2050年,中国比2005年排放水平降低25%,俄罗斯比2005年排放水平降低30%,世界其他地区比2005年排放水平增加量不超出30%.     

技术进步作用下中国CO2减排的可能性

建立了包含技术进步作用的CO2减排经济影响的宏观经济模型,基于这个模型,开展了中国减排CO2经济影响的政策模拟,研究发现,中国每年降低排放0．2％的排放量（少增0．2％）,到2050年GDP会比不控制下降5．12％。但是最高还能保持GDP年增长率为7．2％左右,如果中国承担年少排0．5％的减排任务,从2000年到2050年相当于50a少排放12．4％,GDP的年增长率的平均值为6％左右。如果中国加大教育科研投资0．5％GDP,则不仅减排的影响可以克服。而且到2050年GDP提高25％左右。     

基于效率视角的浙江省2030年碳排放配额分析

测算浙江省1995—2015年的碳排放总量,构建STIRPAT模型,通过岭回归分析各影响因素对碳排放总量的影响,结合情景分析法对浙江省2030年的碳排放总量进行预测,最后以情景预测值为总量限定在效率视角下进行碳配额并分析各市剩余碳排放空间。结果表明:(1)人口总量、人口城市化率、人均GDP和煤类能源占比对碳排放总量起促进作用,人口总量、人口城市化率、人均GDP和煤类能源占比每增加1%,浙江省的碳排放总量会分别增加3.578%、0.588%、0.295%和1.310%;(2)保持经济和城市化高速发展的同时,大力实施产业结构调整和节能减排的情景3最符合现实发展要求,情景3下,浙江省碳排放总量在2030年将达到47902.57万吨;(3)ZSG-DEA模型的碳配额结果显示,2030年宁波市碳配额最多,其次为杭州市,丽水市碳配额最少。从绝对剩余碳排放空间看,宁波市剩余碳排放空间最大,其次为杭州市,舟山市剩余碳排放空间最小。从相对剩余碳排放空间看,丽水市相对剩余碳排放空间最大,其次为绍兴市,舟山市需在2015年碳排放总量的基础上减排9.47%。     

植物原料洗衣液上市向着67％的CO2减排目标

2010年1月20日,洗衣液“TOP NANOX”上市销售。 该产品除了以植物源的油棕榈油为原料生产之外,而且减少了用量。 以2020前比1990年少67％为CO2减排目标,强化“脱石油”措施。     

土地利用约束下中国东部南北样带生产力和植被分布对全球变化的响应

对现有的区域植被动态模拟模型进行了改进,使之包含了土地利用分布格局对植被和生态系统相关过程的影响。改进后的模型被用地研究中国东部南北样带(NSTEC)植被和净第一性生产力对未来气候变化的响应。模拟结果显示土地利用格局对未来气候条件下植被分布的变迁和生产力形成过程有非常显著的影响。与没有土地利用约束的情形相比较,土地利用作为限制条件缓减了植被类型之间的竞争,从而减少了模拟的样带区域内常绿阔叶林,但增加了模拟灌木和草地的分布。土地利用约束使得模拟得到的当前条件下的净第一性生产力更为接近实际情况,且未来气候条件下的生产力改变量更为可信。对未来CO2倍增条件下7个大气环流模型预测的气候情景的模拟结果表明：落叶阔叶林将显著增加,但针叶林、灌木和草原的分布将下降。未来气候条件下NSTEC样带的净第一性生产力总量将增加。预测样带北部的净第一性生产力的变化范围大于样带南部。温度变化比降水变化对样带的生产力具有更强的控制。     

技术进步作用下中国CO2减排的可能性

建立了包含技术进步作用的CO2减排经济影响的宏观经济模型,基于这个模型,开展了中国减排CO₂经济影响的政策模拟,研究发现,中国每年降低排放0.2%的排放量（少增0.2%）,到2050年GDP会比不控制下降5.12%,但是最高还能保持GDP年增长率为7.2%左右,如果中国承担年少排0.5%的减排任务,从2000年到2050年相当于50a少排放12.4%,GDP的年增长率的平均值为6%左右。如果中国加大教育科研投资0.5%GDP,则不仅减排的影响可以克服,而且到2050年GDP提高25%左右     

填埋场植被覆盖对气态污染物的减排效应研究进展

填埋场是生活垃圾的最终处置场所,同时填埋处理是当前我国生活垃圾处理的主要方式。填埋场产生的气态污染物释放造成了较为严重的环境影响,特别是其中的恶臭化合物。植被覆盖对消减填埋场气态污染物具有一定作用,但其作用大小及影响因素很少被关注。从填埋场释放的污染物及植被的减排效用2方面对已有的文献进行疏理,并指明研究的方向。     

土地利用约束下中国东部南北样带生产力和植被分布对全球变化的响应

对现有的区域植被动态模拟模型进行了改进,使之包含了土地利用分布格局对植被和生态系统相关过程的影响.改进后的模型被用于研究中国东部南北样带(NSTEC)植被和净第一性生产力对未来气候变化的响应.模拟结果显示土地利用格局对未来气候条件下植被分布的变迁和生产力形成过程有非常显著的影响.与没有土地利用约束的情形相比较,土地利用作为限制条件缓减了植被类型之间的竞争,从而减少了模拟的样带区域内常绿阔叶林,但增加了模拟灌木和草地的分布.土地利用约束使得模拟得到的当前条件下的净第一性生产力更为接近实际情况,且未来气候条件下的生产力改变量更为可信.对未来CO2倍增条件下7个大气环流模型预测的气候情景的模拟结果表明:落叶阔叶林将显著增加,但针叶林、灌木和草原的分布将下降.未来气候条件下NSTEC样带的净第一性生产力总量将增加.预测样带北部的净第一性生产力的变化范围大于样带南部.温度变化比降水变化对样带的生产力具有更强的控制.     

微藻减排CO2制备生物柴油的研究进展

碳减排与可再生能源的开发利用是研究可持续发展的热点,而微藻在此方面具有巨大优势.利用微藻减排CO2合成生物柴油生产原料油脂,对于解决能源短缺和全球变暖具有重大战略意义.将碳减排与微藻生物柴油的制备方法相结合,对微藻转化CO2合成生物油脂的机制,微藻油脂积累的影响因素以及国内外在工业上的研究概况等方面进行综合归纳和评述,并对微藻生物油脂的发展前景进行了展望.     

基于主体功能区的山西省碳排放时空特征及减排评价

碳排放核算是落实温室气体减排目标、应对气候变化和实现可持续发展的重要基础。碳排放强度的变化趋势体现了碳减排成效,是主体功能区未来减排措施和低碳发展道路的选择与调整的重要依据。以我国典型高碳经济省份山西省为研究对象,采用BP神经网络模型,基于市级碳排放量、人口、GDP、夜间灯光总值、植被覆盖率、城市化水平构建了适用于主体功能区的碳排放核算模型,运用探索性空间数据分析、Dagum基尼系数和时间倾向率等方法,分析了主体功能区碳排放时空特征、碳排放区域差异并评价碳减排成效。结果表明：(1)从时间趋势来看,2006—2020年各主体功能区碳排放量呈现逐年增长的趋势,其增长率均表现为重点开发区域(48.08%)>农产品主产区(38.13%)>重点生态功能区(33.95%)的特征,与各区域的功能定位和产业结构显著相关。(2)从空间演变来看,主体功能区的空间集聚特征与山西省“两山夹一川”的独特地势相关。重点开发区域空间集聚格局较为稳定,集中在山西省中部,而农产品主产区、重点生态功能区的集聚特征不显著,分布在东部和西部。(3)碳排放区域差异分析表明山西省碳排放地区间总体差异呈现下降趋势,总体...     

Vulnerability of carbon storage in North American boreal forests to wildfires during the 21st century

The boreal forest contains large reserves of carbon. Across this region, wildfires influence the temporal and spatial dynamics of carbon storage. In this study, we estimate fire emissions and changes in carbon storage for boreal North America over the 21st century. We use a gridded data set developed with a multivariate adaptive regression spline approach to determine how area burned varies each year with changing climatic and fuel moisture conditions. We apply the process‐based Terrestrial Ecosystem Model to evaluate the role of future fire on the carbon dynamics of boreal North America in the context of changing atmospheric carbon dioxide (CO₂) concentration and climate in the A2 and B2 emissions scenarios of the CGCM2 global climate model. Relative to the last decade of the 20th century, decadal total carbon emissions from fire increase by 2.5–4.4 times by 2091–2100, depending on the climate scenario and assumptions about CO₂ fertilization. Larger fire emissions occur with warmer climates or if CO₂ fertilization is assumed to occur. Despite the increases in fire emissions, our simulations indicate that boreal North America will be a carbon sink over the 21st century if CO₂ fertilization is assumed to occur in the future. In contrast, simulations excluding CO₂ fertilization over the same period indicate that the region will change to a carbon source to the atmosphere, with the source being 2.1 times greater under the warmer A2 scenario than the B2 scenario. To improve estimates of wildfire on terrestrial carbon dynamics in boreal North America, future studies should incorporate the role of dynamic vegetation to represent more accurately post‐fire successional processes, incorporate fire severity parameters that change in time and space, account for human influences through increased fire suppression, and integrate the role of other disturbances and their interactions with future fire regime.     

锐齿栎水力结构和生长对降雨减少的响应

为探究气候变化背景下降雨减少对森林的影响,2013年在宝天曼锐齿栎天然次生林原位建立了3块降水减少(截雨)样地,研究降雨减少对锐齿栎水碳关系和生长的影响。结果表明:降雨减少后锐齿栎枝条水势显著低于对照,最低水势为(-1.36±0.11)MPa,但锐齿栎木质部栓塞88%的水势值为-3.19MPa,叶片气孔关闭时的水势值为-2.5MPa,故降雨减少在这一地区没有对锐齿栎水力结构造成严重的干扰。降雨减少后,锐齿栎的叶片、韧皮部和木质部的总非结构性碳浓度与对照没有显著差异。木质部导管密度和叶片气孔密度变大,而导管直径和气孔长度变小。在天气较为干旱时,降雨减少处理的锐齿栎气孔导度日变化呈"双峰"曲线,而在湿润天气时呈"单峰"曲线且中午峰值显著大于对照。降雨减少处理的锐齿栎木材密度、Huber值、比叶面积和胸径生长与对照没有显著差异。降雨减少后锐齿栎树木没有遭受水力失衡或碳饥饿的危害,生长也没有受到显著影响,但是水力输导系统发生了适应性调节。     

基于碳排放约束的北京市社区生态效率评价

在“双碳目标”的背景下,社区作为生态文明建设的基本单元,其碳排放核算及生态效率评估尤为重要。基于家庭消费视角,采用碳排放系数法和消费者生活方式法核算社区居民碳排放,并运用超效率DEA模型评估社区生态效率,最后通过计量分析识别生态效率影响因素。研究结果显示：(1)社区居民人均碳排放的评估结果呈现出商品房社区(528.85kgCO₂/月)>单位社区(475.66kgCO₂/月)>传统社区(368.33kgCO₂/月)的关系;(2)生态效率的评估结果呈现出传统社区(111.04%)>商品房社区(108.78%)>单位社区(105.70%)的关系;(3)社区管理工作参与意愿、家庭光照条件会对社区生态效率产生积极影响;此外,年龄结构(中青年人口占比)对商品房社区的生态效率有消极影响,受教育程度的提升则会提高生态效率。进一步提出针对三类社区特点的转型发展策略,为全国不同类型社区生态转型和绿色低碳发展提供参考范式和决策支持。     

Response of vegetation and soil carbon accumulation rate for China’s mature forest on climate change

Aims
This study aims to evaluate the impacts of future climate change on vegetation and soil carbon accumulation rate in China’s forests.
Methods
The vegetation and soil carbon storage were predicted by the atmosphere-vegetation interaction model (AVIM2) based on B2 climate change scenario during the period of 1981-2040. This study focused on mature forests in China and the forested area maintained constant over the study period. The carbon accumulation rate in year t is defined as the carbon storage of year t minus that of year t-1.
Important findings
Under B2 climate change scenario, mean air temperature in China’s forested area was projected to rise from 7.8 °C in 1981 to 9.0 °C in 2040. The total vegetation carbon storage was then estimated to increase from 8.56 Pg C in 1981 to 9.79 Pg C in 2040, meanwhile total vegetation carbon accumulation rate was estimated to fluctuate between -0.054-0.076 Pg C·a^-1, with the average of 0.022 Pg C·a^-1. The total soil carbon storage was estimated to increase from 30.2 Pg C in 1981 to 30.72 Pg C in 2040, and total soil carbon accumulation rate was estimated to vary in the range of -0.035-0.072 Pg C·a^-1, with the mean of 0.010 Pg C·a^-1. The response of vegetation and soil carbon accumulation rate to climate change had significant spatial difference in China although the two time series did not show significant trend over the study period. Our results also showed warming was not in favor of forest carbon accumulation, so in the northeastern and southeastern forested area, especially in the Changbai Mountain, with highest temperature increase in the future, the vegetation and soil carbon accumulation rate were estimated to decrease greatly. However, in the southern of southwestern forested area and other forested area, with relatively less temperature increase, the vegetation and soil carbon accumulation rate was estimated to increase in the future.     

中国成熟林植被和土壤固碳速率对气候变化的响应

基于B2气候变化情景数据, 利用大气-植被相互作用模式AVIM2, 模拟预测了1981-2040年中国成熟林植被和土壤固碳速率的时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明, 中国森林区域平均气温从1981年的7.8 ℃增加到2040年的9.0 ℃, 森林区域降水量略有增加。成熟林植被碳总量从8.56 Pg C增加到9.7 Pg C, 植被固碳速率在-0.054-0.076 Pg C·a^-1之间波动, 平均值为0.022 Pg C·a^-1。成熟林土壤碳总量从30.2 Pg C增加到30.72 Pg C, 土壤固碳速率在-0.035-0.072 Pg C·a^-1之间波动, 平均值为0.010 Pg C·a^-1。虽然研究时段内中国植被和土壤固碳总量均没有显著变化趋势, 但区域植被和土壤固碳速率对气候变化的响应具有显著空间差异。未来在气温增幅较大的东北和东南林区, 特别是在东北的长白山林区, 森林植被和土壤固碳速率将大大降低; 而在气温增幅不大的西南林区南部和其他林区, 植被和土壤固碳速率将提高。统计结果表明未来气候变暖不利于成熟林固碳。     

利用微藻固定CO2实现碳减排的研究进展

CO2减排是目前社会经济发展所面临的重大环境问题之一,如何高效、绿色地进行减排已成为各国科研工作者关注与研究的热点。利用微藻技术进行减排符合碳循环规律,显示出很好的应用前景。本文结合笔者近年在利用微藻技术进行碳减排方面的研究工作,从固定CO2的微藻选育、微藻的培养、微藻减排在光生物反应器方面的开发以及CO2减排与污水深度处理及高价值生物质生产的耦合等4个方面对近些年来国内外在利用微藻技术实现CO2减排方面的研究情况进行了归纳与评述,并对前景进行了展望。     

城市温室气体排放清单编制研究进展

温室气体排放清单是目前最常用的城市碳排放核算方法,有助于在大尺度上了解城市不同行业或部门的温室气体排放情况.然而,中国城市温室气体清单研究刚刚起步,研究成果还不多,尚缺乏系统、规范的城市温室气体研究方法和指标体系.概述了城市温室气体排放清单的主要参考编制方法,介绍了国内外城市温室气体清单的编制情况,对目前城市温室气体清单编制的特点进行了分析,总结了城市温室气体清单与国家温室气体清单在关键排放源、编制模式、方法体系等方面的差异;在此基础上结合我国城市实际,对适合中国城市的温室气体清单编制方法进行了探索,并针对清单编制过程中存在的具体问题提出了建议;最后对未来城市温室气体清单的发展趋势进行了展望,以期为中国温室气体清单编制及研究提供借鉴.