基于能源代谢分析的南昌市能源消费碳排放综合生态效率研究

有关能源消费的代谢机理及生态效率研究是当前生态经济研究领域中的重点和难点,也是政府决策部门、相关行业及人群关注的热点。基于能源代谢分析理念,构建了基于相对变量的城市能源消费碳排放综合生态效率度量模型,对2000—2013年南昌市能源消费结构、碳排放量及其生态效率进行了测算与分析。结果表明:(1)南昌市在2000—2013年,能源消费量和碳排放量整体上呈"N"型曲线上升的一致性变化特征,主要经历了快速增长、短暂下降、恢复平稳增长3个阶段,且煤炭是南昌市能源消费和碳排放的主要来源,短时期内难以改变;(2)南昌市的能源消费效率和碳排放效率整体上在不断优化;(3)南昌市能源消费碳排放综合生态效率经历了较大的波动变化,整体上的生态效率分值并不高;仍需要加大节能减排力度,全面优化南昌市能源消费结构。     

城市物质代谢的生态效率——以深圳市为例

城市可持续发展研究的关键是城市物质代谢通量及其效率研究,但物质代谢通量仅能反映代谢速率,而其生态效率则能反映支持社会经济发展的物质代谢能力。从工业、生活的源头循环(减少原生资源的消耗)和末端循环(减少污染物的产生)角度,构建城市物质代谢生态效率的度量模型,并依据中国城市化发展进程,选定深圳市作为研究区,核算城市水、能量和废物代谢通量以及代谢的生态效率。结果表明:随着深圳市社会经济的快速发展,水、能源和废物代谢通量呈现出增长势头,但代谢的生态效率不断提高。1998～2004年间,GDP增长2.7倍,城市水和电的代谢通量分别增长1.5倍和3.0倍;工业增加值增长3.7倍,工业水、电、能源和废物的代谢通量分别增长1.9、3.5、2.7倍和2.0倍;常住人口增长1.5倍,居民水和电的代谢通量分别增长1.8倍和1.7倍;资源效率提高1.8倍,环境效率提高3.7倍,生态效率提高2.3倍。虽然深圳市物质代谢的生态效率在提高,但是随着物质资源的日益稀缺,物质代谢的生态效率仍需进一步提高,而提高城市物质代谢生态效率的关键是资源效率和环境效率的协同发展,以及逐步构建废物资源化的循环链条。     

基于生命周期视角的产业资源生态管理效益分析——以虚拟共生网络系统为例

资源流代谢失调是造成产业生态环境问题的主要原因之一,对其实施基于共生网络的生态管理是解决问题的一项重要的举措。运用全生命周期的思想构建了产业资源共生网络及其管理框架,并运用全生命周期评价的方法,借助生命周期评价软件GaBi4,分别选取EI99 (Eco-Indicator 99)、CML2001 EP评价体系,以武汉市造纸产业为例,通过设计合理的资源流网络关系及中水、废纸和污泥利用共生路径构建虚拟造纸产业共生网络,对比分析了共生设计系统与原有共生系统的各生态环境影响。并运用市场价值法对共生设计系统的经济效益进行了分析。结果表明:共生设计系统总的环境影响、生态系统质量、人体健康、资源损耗值的环境影响分值分别为1166.445、814.509、148.893、203.045,比原有系统分别减少23.91%、19.15%、46.56%、22.26%;其中富营养化、气候变化的影响分别比原有系统降低56.25%、16.62%。同时共生设计系统通过污水、废纸及污泥的回用,在不考虑市场波动的情况下,可获得1018-7252万元的经济效益。可见,通过构建共生网络的生态管理是提高资源利用效率的有效手段之一,在一定条件下可取得明显的环境和经济效益。     

生态产业共生系统仿真研究

通过ABM方法研究生态产业共生系统,利用STARLOGO软件平台,并结合案例分析生态产业共生系统的宏观规律。研究结果表明,(1)对于规模相当的不同的生态产业共生系统,在资源输入一定情况下,直接利用输入资源的企业总规模大于对系统内废弃物再利用的企业总规模是有利于系统稳定的:(2)对于特定的生态产业共生系统,系统稳定性对系统参数改变时的敏感性是不一样的,其中对污染物产出指标最敏感,对污染物产生量与系统产出的比例关系其次,对资源输入指标最不敏感;(3)系统时间序列稳定性的变化主要由节点处企业Ⅱ的不稳定性导致。     

基于Super-SBM模型的中国省域城市工业用地生态效率时空演变及影响因素研究

研究城市工业用地生态效率能够准确认识当前城市工业用地可持续发展水平,对节约和集约用地具有重要意义。以省域为单位,运用Super-SBM模型测算2000—2016年中国30个省(市、区)城市工业用地生态效率,分析其时空演变特征,并运用面板数据模型对其影响因素进行实证分析。结果表明:(1) 2000—2016年中国城市工业用地生态效率总体呈下降趋势,总体下降5.81%,年均下降0.35%,其过程呈现"先下降后上升"两阶段变化特征;(2)工业用地生态效率均值相对无效率城市远多于相对有效率城市,生态效率均值最高的是海南,其次为北京和上海,排在最后三位的是四川、江西、山西;(3)生态效率有效的省(市、区)个数先大幅度减少后小幅度增多,有效区域由东部地区、西北、东北地区向东南地区、东北经济发达沿海地区、西北地区、华北地区转移;(4) 2000—2016年城市工业用地生态效率均值按从大到小排序依次为华南地区、华北地区、华东地区、西北地区、东北地区、西南地区和华中地区,区域间城市工业用地生态效率存在较为显著的差异,且随着城市工业的发展区域差异呈增大趋势;(5)环境管制力度、工业行业集聚程度、工业对外开放水平对城市工业用地生态效率起显著正向促进作用,而经济发展水平、土地市场化水平、工业行业产权结构、土地使用成本对城市工业用地生态效率则起显著负向阻碍作用,工业能源消费结构、工业产业结构对城市工业用地生态效率影响不大。从研究数据与指标选取的局限性以及未来研究的重点方向等方面进行了探讨。     

基于绿色GDP和生态足迹的江西省生态效率动态变化研究

生态效率是循环经济与可持续发展的有效测度,其测度方法一直是相关研究领域的热点和难点。鉴于绿色GDP能反映出剔除资源损耗和生态环境影响的国民经济净收益,生态足迹则更能全面地衡量经济发展中消耗的各种物质、能源以及带来的环境影响,基于WBCSD提出的生态效率定义及核算方法,创新性地从绿色GDP和生态足迹的视角改进生态效率度量模型,并以江西省为研究对象,对其2000—2015年间的生态效率变化轨迹及成因进行衡量与分析。结果表明:(1)2000—2015年江西省单位面积生态足迹的绿色GDP即生态效率总体呈上升趋势,15年来提升了4.57倍,与此同时,绿色GDP、生态足迹也呈上升趋势,但绿色GDP的增速明显高于生态足迹的增速;(2)江西省绿色GDP占总的GDP的比例处于不规则波动状态,平均为84.61%,其中自然资源损耗价值、环境退化损失价值和资源环境改善效益也呈不规则波动,三者皆呈现出先上升后下降的趋势,其中自然资源损耗对绿色GDP的影响较为显著;(3)江西省生态足迹不断增加,总生态足迹15年来增加了83.6%,年平均增长率为4.26%,从生态足迹构成来看,各土地利用类型生态足迹均呈波动上升趋势,其中牧草地足迹增长最为显著;(4)江西省生态足迹的主要类型是牧草地足迹、耕地足迹和化石能源用地足迹,其中牧草地足迹比重最大,并且保持波动上升趋势,其次是耕地和化石能源用地足迹,但两者比重均呈小幅下降趋势。从生态效率度量模型的创新性、适应性和生态效率的提高途径等方面进行了详细的探讨。     

基于生态效率的江西省循环经济发展模式

循环经济发展模式的研究是当今可持续发展研究及政府相关决策的核心内容,生态效率则是循环经济的合适测度,它是资源能源效率和环境效率的综合表征指标。基于生态效率度量模型和循环经济发展模式的判别模型,以江西省为例,分析其在2000-2010年间循环经济发展模式的变化轨迹。结果表明:(1) 能源消耗与经济发展表现出同步增长的趋势;(2) 各种资源和环境效率均有所上升,其环境效率总体上大于资源效率,按效率增加快慢的排序为:固体废弃物排放效率 > 建设用地效率 > COD排放效率 > 水资源效率 > SO₂排放效率 > 能源效率;(3) 江西省循环经济发展走的是一条由传统线性经济模式到末端治理模式再到循环经济模式的发展道路,符合环境库兹尼茨曲线发展规律,即无害化→减量化→资源化。对研究方法的创新性进行了谨慎的探讨,对区域循环经济发展所应注意的问题提出的建议。     

“双碳”目标下东北三省水-能源纽带关系及网络特征分析

厘清水-能源联动关系,优化水-能源消费结构是实现“碳达峰、碳中和”的首要途径。构建区域资源-经济投入产出模型,以2017年为基准年对东北三省水资源和能源消耗进行测算,并通过展布虚拟水-能源足迹的空间转移变化,分析部门资源流通状况,在此基础上耦合多源数据构建水-能源系统生态网络分析模型,探究水-能源网络耦合特征。结果显示：(1)2017年东北三省直接水资源消费总量为561.97亿m~3,能源隐含水总量为30.48亿m~3,水资源隐含能消费量为699.25万tce,直接能源消费量为40579.95万tce,虚拟水足迹为474.13亿m~3,虚拟能源足迹为54668.6万tce;(2)虚拟水足迹部门转移变化为：辽宁省最大输入路径为食品制造及烟草加工业-农业,吉林省和黑龙江省输入路径则相反;虚拟能源部门转移变化中最大流通部门分别为：建筑业-第三产业/金属冶炼及制品业、采选业-化学工业。(3)水-能源网络循环率均低于40‰,竞争关系是水-能源网络效用矩阵关系中主流关系;在三省中,吉林省水-能源网络的协作性最优,生态网络处于更为稳定的状态之中;水-能源网络耦合后,各省虚拟资源网络共生指数呈现不同程...     

产业生态系统资源代谢分析方法

产业生态系统是由企业群、资源及环境组成的社会-经济-环境复合生态系统。资源代谢是其功能运行的重要保障。资源代谢在时间和空间尺度上的耗竭及阻滞是造成严重生态环境问题的主要原因。根据生态学原理,运用物质流分析手段解析了产业生态系统的物质流、能流及资金流结构,构建了产业生态系统资源代谢分析模型,提出了资源输入-使用-输出-循环共生四方面的资源代谢分析指标体系和基于模糊综合分析的资源代谢问题树分析方法。在此基础上提出了基于循环共生网络结构模型的生态管理模式。以期为产业资源的生态管理提供方法支撑。     

国外旅游生态效率优化与管理

旅游生态效率概念采用定量化方法对旅游业经济、环境影响进行分析,成为旅游业可持续发展评价的重要工具。基于可持续理论的旅游生态效率优化管理方案不断涌现,相关利益主体应用较多的有环境管理系统、旅游生态标签、清洁生产理念、旅游生态效率中心、21世纪地方议程等。在旅游企业日常运营中积极推动生态效率优化管理,是贯彻绿色发展理念,提高目的地旅游经济、环境绩效的一种新思路。从可持续背景下旅游生态效率优化模型入手,系统化分析了国外旅游生态效率优化管理方案的内容与特征。其中,环境管理系统在目的地层面为旅游生态效率优化设计了一套评估管理流程,旅游生态标签为目的地生态效率水平提供了可视化标志符号,21世纪地方议程为旅游可持续发展提供一致性整合方案,清洁生产理念是一种基于生态效率优化的长期战略,旅游生态效率中心作为非营利性机构有利于中小企业获得较好的环境绩效表现。国外旅游生态效率优化管理方案特征明显、设计合理、管理科学,对我国目的地旅游生态效率优化提升具有重要的借鉴作用。     

Risk Analysis and Carbon Footprint Assessments of the Paper Industry in China

China is the largest paper producer and consumer in the world. However, China's paper industry is inefficient in its consumption of natural resources. Whereas the proportion of wood pulp used by the paper industry in developed countries is up to 63%, the corresponding figure for China is only 23%, leading to high energy and water consumption and severe environmental pollution. This article presents a systematic risk analysis using life cycle assessment and carbon footprint calculation associated with China's straw-pulp and wood-pulp paper industries. Risk prevention measures are proposed based on the results of this analysis. The study has important ramifications for the sustainable development of China's paper industry.     

辽宁省能源消费和碳排放与经济增长的关系

在广泛收集资料的基础上,对辽宁省的能源利用效率、能源消费强度与经济增长的关系进行探索,其目的为辽宁省的节能与CO2减排及经济的快速发展提供科学依据。结果表明:辽宁整体单位GDP能耗高出全国水平52%—70%,第二产业单位GDP能耗是第三产业的5.67—8.41倍,第一产业的7.2—9.0倍;辽宁能源利用率只有全国平均水平的60%左右,第二产业能源利用效率只有第一产业的11.89%,第三产业的12.60%;GDP年增长速率大于能源消费量年增长速率,能源投入增加促进了国民生产总值的提高,但是经济增长并不是完全依赖能源消费的增长;能源消费量与经济增长的关系,呈现出"N型"曲线特征,随着GDP的增加,能源消费量出现反复上升和下降过程,辽宁省能源消费和经济增长关系没有达到长期的均衡性,尚处于非平衡的发展阶段。     

Environmental Assessment of Wood‐Based Biofuel Production and Consumption Scenarios in Norway

In Norway, the boreal forest offers a considerable resource base, and emerging technologies may soon make it commercially viable to convert these resources into low‐carbon biofuels. Decision makers are required to make informed decisions about the environmental implications of wood biofuels today that will affect the medium‐ and long‐term development of a wood‐based biofuels industry in Norway. We first assess the national forest‐derived resource base for use in biofuel production. A set of biomass conversion technologies is then chosen and evaluated for scenarios addressing biofuel production and consumption by select industry sectors. We then apply an environmentally extended, mixed‐unit, two‐region input?output model to quantify the global warming mitigation and fossil fuel displacement potentials of two biofuel production and consumption scenarios in Norway up to 2050. We find that a growing resource base, when used to produce advanced biofuels, results in cumulative global warming mitigation potentials of between 58 and 83 megatonnes of carbon dioxide equivalents avoided (Mt‐CO₂‐eq.‐avoided) in Norway, depending on the biofuel scenario. In recent years, however, the domestic pulp and paper industry—due to increasing exposure to international competition, capacity reductions, and increasing production costs—has been in decline. In the face of a declining domestic pulp and paper industry, imported pulp and paper products are required to maintain the demand for these goods and thus the greenhouse gas (GHG) emissions of the exporting region embodied in Norway's pulp and paper imports reduce the systemwide benefit in terms of avoided greenhouse gas emissions by 27%.     

特大型城市生态文明建设评价指标体系及应用——以武汉市为例

特大型城市是我国社会、经济、文化和人口的中心,也是我国资源环境问题最为突出的地方之一。由于特大型城市与中小城市资源环境问题存在差异,特大型城市之间生态环境问题和生态文明建设的状态也存在相似之处,建立反映特大型城市资源环境问题特征的生态文明评价指标体系,依据评价结论,指导特大型生态文明建设十分必要。以服务于特大型城市生态文明建设为目标,在对特大型城市发展状态和特大型城市资源环境问题与社会经济发展突出矛盾分析的基础上,建立了包括有生态环境健康度、资源环境消耗强度、面源污染治理效率和居民生活宜居度等4个方面,共20个指标的特大型城市生态文明评价指标体系,并以各个指标对应的国家标准、政策和规划要求,以及相关研究确立的指标发展目标为依据,对武汉市2006—2011年生态文明建设完成情况进行了评价。依据评价结果,指出武汉市要从以下方面加强生态文明建设:一要控制空气中可吸入颗粒物含量,降低大气中硫化物含量,控制污水排放规模和噪音污染,循环利用废水资源;二要实施总量和强度"双控"政策,显著降低单位GDP的能耗、废气排放量和工业固体排放量;三要提高城市生活污水和生活垃圾的治理能力,循环利用可再生的城市生活"矿产";四要提高森林覆盖率和建城区绿化率,降低人口密度,解决城市住房和交通拥挤问题。     

Urban Metabolism in China Achieving Dematerialization and Decarbonization in Suzhou

Urban metabolism is a critical component of urban sustainability. On the basis of the driving force?pressure?state?response (DPSR) model and using material flow analysis, this article proposes a framework for sustainable urban management and policy assessment. A case study city in China, Suzhou, illustrates this framework. The results show that resource consumption (excluding water), water consumption, and waste generation (excluding carbon dioxide) in Suzhou after implementation of proposed policies will be 14% lower than 2005 levels, 4.5% higher, and 28.9% higher, respectively, in 2015. Carbon dioxide (CO₂) emissions in Suzhou will increase by 71.0% in 2015 over 2005 levels, whereas carbon intensity (CO₂ emissions per unit of gross domestic product) will decrease by 44.9%. Future pollution control in Suzhou should pay more attention to pollution from vehicles. In addition, goals for relative dematerialization of energy and decarbonization in Suzhou will be achieved before absolute ones are. In the short term, the urban metabolism of Suzhou in 2015 may meet corresponding urban objectives. In the longer term, however, reducing the city's resource demand and waste generation will pose challenges for the sustainability of Suzhou.     

基于水源涵养参照系的中国生态系统水源涵养功能优劣评估

为解决水源涵养优劣评估结果空间可比性差的问题,在拟合1990—2018年中国生态系统水源涵养动态数据基础上,构建基于参照系的水源涵养功能优劣等级评估方法体系,从全国和分区尺度揭示中国生态系统水源涵养功能优劣格局与演变规律,阐明该方法的优越性。结果表明：(1)2015年中国全国生态系统水源涵养功能以差级别占主导,约占总面积的44.8%,主要分布于西北、青藏高原、华北平原和东北平原。1990—2018年中国生态系统水源涵养功能中等级面积极显著降低,差等级面积显著增加,其余类型呈波动变化。(2)各气候区生态系统水源涵养优劣等级构成因气候、生态系统构成等差异而不同,一般为气候区愈湿润,其优良等级比重愈高。1990—2018年,共有10个气候区的优、良、中、低或差等级面积发生了显著变化,主要为优、良、中等级以显著降低为主,差等级全显著增加。(3)与其他方法相比,基于参照系的生态系统水源涵养功能优劣评估法因引入分区分类评估思想,评估结果更科学,空间可比性显著提高。     

Resource Use and Waste Generation by the Tourism Industry on the Big Island of Hawaii

A survey of the tourism industry on the island of Hawaii (the Big Island) in the state of Hawaii in the United States was conducted to collect baseline information on major resources (energy, food, and water consumption) and waste generation from five tourism sectors: accommodations, food and beverages (restaurants), golf courses, tourism services (tours), and rental cars. The questionnaire was developed and 50 establishments from the target sectors participated in this survey. Resource consumption and waste generation were calculated by the number of establishments, employees, and visitors. Using these factors and island‐wide statistics (the number of establishments, job counts, and visitors), this study estimated the current status of island‐wide water, food, and energy consumption and waste generation by these five sectors of the tourism industry. The estimate shows that the tourism sectors surveyed for this study account for 21.7% of the island's total energy consumption, 44.7% of the island‐wide water consumption, and 10.7% of the island‐wide waste generation. Using a per guest emission factor (such as per employee, guest room, and seat) provided in this study, the owners and managers of tourism establishments can calculate a baseline for each resource input and output. This is essential information to improve the industry's efficiency and result in economic savings.     

长江经济带典型锌冶炼园区不同固废处置模式生态效率研究

我国铜铅锌有色冶炼固废种类多、存量大,富含多种环境毒害元素如镉铬汞砷等,而目前固废末端处置方式单一,对其所含的大量铜铅锌银镍等有价金属组分也未能有效分离,固废污染防控与高效资源化利用问题突出,已成为制约产业绿色可持续发展的关键因素。以长江经济带典型铜铅锌综合冶炼基地为例,设置直接处理(情景1)、内部循环(情景2)和协同利用(情景3)三种锌冶炼固废处置情景模式,结合物质投入产出法、层次分析法与熵值法,构建资源能耗、环境风险、物质循环与经济效益的多维生态效率指标核算方法体系,对三种情景模式开展生态效率综合评估分析。结果表明,情景3因加强了锌冶炼固废在铜、铅冶炼系统间的协同转化,其生态效率综合评价指数最高,为0.2246,较情景1和情景2分别高出313.6%和25.5%;从资源能耗角度来看,情景2单位产品能耗最高,达0.3086;而从物质循环和经济效益角度来看,情景3固废综合利用率最高,达97.6%,铜铅锌三种有价金属回收率达97.2%,利润总额达48131.3万元;但在环境风险方面,尽管情景3固废中重金属污染排放减少1470.4 t/a,但废气中铅砷镉汞等重金属污染排放却比情景1增加了3倍...     

供给侧改革视角下中国省域生态产品有效供给及影响因素

生态产品是事关人类生命健康、经济社会建设的世界性稀缺产品.为了更好地分析生态产品有效供给问题,找出生态产品有效供给的规模效率的变化规律,本研究利用2004—2015年的面板数据,以劳动力、资本、能源和技术为投入变量,以GDP、生态产品和非期望产出为产出变量,运用SBM-Undesirable模型和泰尔指数对我国生态产品有效供给的规模效率及其差异性进行测算,并运用Tobit模型进一步对其影响因素进行实证分析.结果表明: 我国生态产品供给规模效率在2011年以前呈下降趋势,以2012年为转折点呈现上升态势,但地区间仍有较大差距.全国及各地区生态产品有效供给效率的影响因素不尽相同,从全国总体情况看,经济发展水平、产业结构(第二产业增加值占GDP比重)、科技投入、金融资本投入(环境污染治理占GDP比重)、能源消费结构(煤炭消费量占能源消费总量比重)和农业面源污染的影响为负,而生态空间及外贸结构的影响为正;在东部地区,产业结构、科技投入、金融资本、能源消费结构和农业面源污染的影响为负,经济发展水平、生态空间及外贸结构的影响为正;在东北地区,经济发展水平、农业面源污染和外贸结构的影响为负,产业结构、科技投入、能源消费结构和生态空间的影响为正;在中部地区,经济发展水平、科技投入、金融资本、能源消费结构、农业面源污染和生态空间的影响为负,产业结构和外贸结构的影响为正;在西部地区,产业结构、能源消费结构和农业面源污染的影响为负,经济发展水平、科技投入、金融资本、生态空间及外贸结构的影响为正.在进一步对以上实证测算进行理论分析的基础上,从供给侧改革的角度提出有效提高生态产品供给规模效率的政策启示,包括注重转变经济发展方式、优化生态系统结构和遵循生态法则进行整体治理等.