城市能源利用碳足迹分析——以厦门市为例

城市能源利用碳足迹分析综合考虑直接与间接碳排放,对于深度分析碳排放的本质过程、制定科学全面的碳减排计划具有重要意义。以厦门市为研究案例,应用碳足迹的混合分析方法,对厦门市2009年能源利用碳足迹进行了分析,除了包括传统研究中的城市能源终端利用产生的直接碳排放,还计算了跨界交通和城市主要消耗物质的内含能引起的间接碳排放。研究结果表明:(1)城市边界内的工业、交通、商业等部门的能源消耗产生的直接碳排放(即层次1和层次2)只占到总碳足迹的64%,而一直被忽略的跨界交通和城市主要消耗物质的内含能引起的间接碳排放(层次3)占到36%;(2)在直接碳排放中,工业部门的碳排放贡献率最大,占到直接碳排放的55%,其中化工行业带来的碳排放占到工业部门的25%;(3)在间接碳排放中,跨界交通引起的碳排放占间接碳排放的27%,其中长途道路运输贡献率最大,占跨界交通碳排放的38%;主要材料内含能碳排放占间接碳排的73%,其中燃料的内含能碳排放占总内含能的份额最大,达51%。;(4)从人均碳足迹角度比较,厦门市人均碳足迹和丹佛市的人均直接碳排(层次1+层次2)分别为5.74 t CO2e/人、18.9 t CO2e/人,包含3个层次的人均碳足迹分别为9.01 tCO2e/人、25.3 t CO2e/人,其中跨界交通引起的碳排放均占总碳足迹的10%左右,主要材料的内含能引起的碳排放分别占到总碳足迹的26%、15%;通过国内外典型城市不同层次碳足迹比较可见厦门还是相对低碳的,但有个显著的特点是主要消耗物质的内含碳排放比例较高,这在一定程度上说明了发展中国家城市消耗更多的基础材料,进一步证明了传统核算中忽略的第3层次碳排放核算与管理的重要性。     

Applying the Ocean Health Index framework to the city level: A case study of Xiamen,China

The Ocean Health Index (OHI), which provides a new insight into the assessment of ocean ecosystems, has attracted wide attention recently since it was proposed in 2012. It has been applied to assess the oceans at the global, national and regional levels. However, the application of the OHI framework at the city level has not been reported yet. In this study, the feasibility of applying the OHI framework to assess the health status of the oceans at the city level was explored by a case study in Xiamen of China (Xiamen OHI). Xiamen OHI aims at assessing the current status of ocean health in the Xiamen City, but not comparing to other regional or international OHI cases. Large adjustments including setting goals, parameters and reference points were undertaken to customize the OHI framework to the city scale in Xiamen. The results showed the overall score for Xiamen OHI was 52 out of 100, ranging from 28 to 96 across different goals. Goals related to ecological factors including Clean Waters, Coastal Storage, Coastal Protection received very low scores; on the contrary, goals related to social and economic factors including Tourism and Recreation, Sense of Place and Coastal Livelihoods and Economies were scored high. The case study of Xiamen OHI indicates the feasibility of the application of the OHI framework at the city level after necessary adjustments, and the results can also direct to effective ocean health improvement in the future. This study thus contributes to promote the application of OHI framework at the local levels.     

面向低碳城市建设的建筑运行能耗驱动机理研究进展

城市快速扩张的同时,不断增大的建筑存量、建筑运行能耗及相应的碳排放成为制约城市可持续发展的重要因素.为实现节能降耗,有必要对建筑能耗碳排放的驱动机理进行深入探究.已有研究从不同角度对建筑运行能耗碳排放的影响要素和驱动机理进行了分析论证,但仍缺乏系统综述从而难以为建筑节能降耗提供全面指导.本文基于社会-经济-自然复合...     

食物源CNP的城市代谢特征——以厦门市为例

基于元素流分析原理,将食物源碳氮磷3种元素在城市系统中的代谢特征进行耦合分析,追踪以"食物消费"、"废物处置"、"人体代谢"为主要环节的食物碳氮磷代谢过程,发掘其中共同的代谢环节,明晰3种元素代谢路径、代谢通量及其影响因素的差异,并对厦门市1991—2010年食物源碳氮磷城市代谢进行案例分析。结果表明,食物源碳氮磷城市代谢中通量最大的代谢路径是"食物—食物摄入—人体粪尿—未还田粪尿—污水处理—污泥—污泥填埋—土壤";食物源碳氮磷城市代谢主要引起土壤和水体的环境负荷加重;厨余垃圾中碳氮磷占食物源的比例分别为13.7%、32.2%、70.3%,在整个代谢过程中具有最大的减量管理潜力。提出优化代谢过程、减少碳氮磷环境负荷的若干对策建议,包括增大食物的有效食用比例、资源化利用污泥和厨余垃圾等。     

最大可允许填海面积模拟——厦门西海域案例研究

填海造地在解决海岸带地区发展空间短缺问题的同时,严重损害了人类赖以生存和发展的海洋与海岸带生态系统。如何控制大规模填海造地是我国面临的重大课题。构建了估算海湾最大可允许填海造地面积的分析框架和模型。填海造地的各种收益和成本,包括环境和生态成本被系统性地量化并嵌入到框架和模型之中。模型的估算结果可以为实施控制填海造地的约束机制提供科技支撑。利用建立的框架和模型对厦门西海域模拟的结果显示:当贴现率为4.5%时,厦门西海域最大可允许填海面积是89.44 hm2,其面积至少应该保持在44.52 km2;即便是使用8%的高贴现率,最大可允许填海面积也只占规划填海面积的35.83%;如果采用更加重视环境与生态效益的低贴现率2%,则厦门西海域最大可允许填海面积是0。     

城市家庭能耗直接碳排放影响因素——以厦门岛区为例

在全球城市化迅速推进的过程中,城市碳排放已经成为影响全球变化不可忽视的一部分,同时也成为制约城市可持续发展重要因素之一。家庭能耗碳排放是城市碳排放的一个组成部分,分析它的各种影响因素对于控制它对局域乃至全球气候变化的负面影响具有重要的意义。以厦门岛区为例,通过社会问卷设计和调查,应用数理统计方法对最终收回的340份有效问卷进行城市家庭能耗的影响因子分析,结果表明,2007年厦门岛区平均家庭能耗直接碳排放量为1218.2kg/(户.a),电力消耗直接碳排放是厦门岛区主要的家庭能耗直接碳排放方式,电力消耗直接碳排放量是瓶装液化石油气与代用天然气使用直接碳排放总量的近5倍。通过单因素方差分析与多元逐步回归方程得到,与住区自然环境与家庭耗能倾向相比,家庭社会情况是影响家庭能耗直接碳排放最为重要的因子,其对家庭能耗直接碳排放变化的解释能力为17.9%。通过主成分分析得到,家庭住宅面积对家庭能耗直接碳排放的影响最为显著,家庭住宅面积对公共因子的贡献率达到了0.829。研究旨在为城市节能减排和可持续发展提供第一手资料、为城市住区形态的合理设计和规划提供科学依据。     

港湾快速城市化地区景观生态安全评价——以厦门市为例

以压力-状态-响应(PSR)为概念框架构建厦门景观生态安全评价指标体系,以TM遥感影像为基础数据元,对可空间插值指标进行格网采样空间插值,对不可空间插值指标进行专家赋值,采用RS和GIS相结合的技术,通过空间叠加得到厦门市2003年和2006年的景观生态安全综合指数,以揭示厦门市区域景观生态安全的空间分布规律.研究结果表明:(1) 2003年厦门景观生态安全度平均值为0.586,处于中等安全水平,2006年平均值为0.650,处于中高安全水平,区域景观生态安全度整体水平在小幅度提高;(2) 各行政分区2006年较2003年数值均有所提高,2003年其安全度自高向低排序依次是同安>翔安>思明>海沧=集美>厦门海域>湖里,2006年其安全度自高向低排序依次是同安>思明>海沧=翔安>集美>湖里>厦门海域;(3) 景观变化压力指数2006年较2003年有所提升,但是景观生态安全调控力度也在加大,缓解了城市化过程对区域景观生态安全的压力和影响.     

基于分形理论的乡村聚落景观空间特征及演变——以厦门市为例

空间结构和空间形态共同构成乡村聚落景观空间特征,对二者的科学分析是乡村土地利用格局优化的基础.本研究采用分形理论,从全市与分乡镇两个尺度上对厦门市乡村聚落景观空间结构的特征和演变进行定量分析,并提出空间格局优化的相应对策.结果表明: 厦门市乡村聚落景观空间结构与形态的分形特征明显.在全市尺度上,聚集维数、交通网络直通度和空间形态维数随时间变化而增大,而空间关联维数持续减少;乡村聚落景观空间结构呈多中心聚集态分布,交通网络通达性变好,空间结构自组织不断优化,而乡村聚落景观空间形态日趋复杂,空间呈扩展的趋势.在分乡镇尺度上,乡村聚落景观空间特征差异显著,空间结构松散、通达性较弱等问题存在于部分乡镇.未来需加强交通等基础设施投入和中心村建设,提高乡村聚落内部各要素的关联度,促使其空间结构优化.本研究结果为优化乡村聚落空间布局、科学编制乡村土地利用规划提供了有力的技术手段和理论支撑.     

树轮稳定碳同位素分析的采样方法——以天目山柳杉为例

树轮稳定碳同位素在重建气候和环境方面得到了越来越多的应用,可是采样的方法却是多种多样,限制和影响了不同结果之间的比较。究竟在几个方位采样,在什么方位采样,既经济方便又能比较好的反映一棵树的稳定碳同位素变化过程与趋势,还没有确切的答案。研究利用来自天目山的两个柳杉树盘的多方位的和整轮的碳同位素测试数据（共计642个）,通过不同方位和不同方位组合的平均碳同位素序列与整轮碳同位素序列的关系的多角度的考查、分析发现,并不是采样的方位数越多越好,选择2～4个方位采样合并分析树轮稳定碳同位素,既经济方便又能比较好的反映一棵树的δ^13C变化过程与趋势。在两个或者3个方位采样时,方位之间呈钝角关系时,其代表性最好。4个方位采样时,一般使用的“十字交叉法”并不是最好的选择,建议采样的方位之间尽可能多的成钝角关系。如果条件限制只能采集一个方位的样品,采集向阳一侧的树芯,其代表性最好。     

基于小尺度的高寒牧区碳排放估算——以甘南州合作市为例

碳排放是目前国内外研究的热点问题。纵观碳排放计算,关键涉及到两个环节:一是研究尺度的选择,二是评估参数(即碳排放/吸收系数)的确定。高寒牧区还必须充分考虑牲畜碳排放。以甘南州合作市为例,将研究尺度缩小到41个行政村,并采用最新的土地二调数据,对土地利用碳排放和碳汇、生活和牲畜碳排放进行了系统地测算。结果表明:(1)从土地利用的角度考察,合作市总碳排放表征为"碳亏"态势。总碳排放量为24374.82 t/a,其中土地利用碳排放量为4908.21 t/a,牲畜代谢碳排放量为3703.94 t/a,城乡居民生活碳排放量为15762.67 t/a。而碳汇量仅为1949.74 t/a,"碳亏"量为22425.08 t/a。(2)牲畜是高寒牧区呼吸碳排放的主体,其碳排量为3703.94t/a,其中牛是碳排放的主体,其碳排量占90%以上。(3)城乡居民生活碳排量为15762.67t/a,城镇明显高于农村,生存型碳排放强度高于发展型碳排放强度。(4)碳排放局分布势面与碳汇分布局势面基本呈反向分布态势,但总的碳排放格局取决于碳排放而非碳汇,空间分布表现为从城区—半农半牧区—纯牧区逐级递减的趋势。     

包含哑变量的黑龙江省落叶松人工林碳储量预测模型系统

利用2005—2010年两期黑龙江省落叶松人工林固定监测样地数据,分析黑龙江省落叶松人工林各林分变量因子之间的关系,建立地位级指数曲线模型和林分密度指数模型,采用两步最小二乘的方法建立预测包含林分平均断面积和林分碳储量的联立方程组,将以上所构建的模型统称为黑龙江省落叶松人工林碳储量预测模型系统.同时将龄组和区域作为哑变量加入到预测模型中.结果表明: 模型系统中除地位级指数曲线模型之外,剩余模型的确定系数(R²)均大于0.98,均方根误差均小于4,而加入哑变量的模型R²有所增加,均方根误差均小于3,说明模型稳定性较好,预估参数较为精确.各模型的平均相对误差均小于2%,大部分模型平均相对误差绝对值小于15%,模型精度均在95%以上,研究结果可以对黑龙江省不同区域和龄组的落叶松人工林林分平均树高进行精确拟合.根据地位级指数曲线模型和联立方程组的拟合参数进行分析,当调查样地在同一区域时,林分年龄越大,林分平均树高、林分平均断面积和林分碳储量越大,符合实际生长规律;而在林分年龄相同、区域不同时,不同区域林分平均树高由大到小的排列顺序为: 平原地区、小兴安岭南坡地区、张广才岭东坡地区、完达山地区、张广才岭西坡地区、小兴安岭北坡地区.不同区域林分断面积和林分碳储量由多到少的排列顺序为: 张广才岭东坡地区、小兴安岭北坡地区、张广才岭西坡地区、小兴安岭南坡地区、完达山地区、平原地区.     

农地利用碳强度及可持续性动态变化——以山东省平度市为例

以中国东部山东省平度市为案例区,通过识别重要的农地利用碳排放源和构建碳排放测算体系,包括农用化学物质投入间接碳排放、耗能碳排放、氮肥施用后导致的土壤直接N_2O释放、秸秆燃烧碳排放和牲畜养殖CH_4和N_2O排放,测算了1995—2013年农地利用的碳排放量;结合农产品产值分析了农地利用碳强度变化特征,结合农作物碳吸收分析了农地利用的碳可持续指数的变化规律。研究得出:(1)1995—2013年平度年均碳排放量的次序是:农资投入22.50万t牲畜养殖17.41万t秸秆燃烧6.62万t,其中秸秆燃烧碳排放呈逐年增加态势,而农资投入和畜牧养殖均呈逐年减少趋势。(2)平度农地利用碳强度变化结果表明,农产品产值增加速度超过农地利用碳排放速度,单位产值碳排放已从1995年的1.24 t/元降至2013年的0.35 t/元。(3)碳可持续性指数变化特征表明,平度农地利用过程中碳吸收大于碳排放,且碳可持续性指数以年均7.12%速率增长,故平度农作物生产期的碳吸收能够完全消纳农地利用过程中所产生碳排放。该研究不仅为中小尺度以及我国东部区域的农地利用碳排放及可持续发展提供科学依据,而且有益于推进我国农业的碳减排,并为国际全球环境变化人文因素计划中LUCC、碳循环等重大问题的研究提供基本素材。     

A new screening method to identify inhibitors of the Lol (localization of lipoproteins) system, a novel antibacterial target

As the Lol system, which is involved in localization of lipoproteins, is essential for Escherichia coli growth and widely conserved among gram-negative bacteria, it is considered to be a promising target for the development of anti-gram-negative bacterial agents. However, no high-throughput screening method has so far been developed to screen for Lol system inhibitors. By combining three assay systems (anucleate cell blue assay, Lpp assay, and LolA-dependent release inhibition assay) and a drug susceptibility test, we have successfully developed a new screening method for identification of compounds that inhibit the Lol system. Using this new screening method, we screened 23,600 in-house chemical compounds and found 2 Lol system inhibitors. We therefore conclude that our new screening method can efficiently identify new antibacterial agents that target the Lol system.     

The glands of Tamarix aphylla: a system for salt recretion or for carbon concentration?

During periods of high atmospheric humidity, twigs of Tamarix aphylla (L.) Karst. become covered by an alkaline solution. The pH of that solution fluctuates between 8.0 – 8.5 in the dark and 10.5 during the light hours. Such a solution, produced by the glands, constitutes an efficient trap for atmospheric CO₂. Upon the periodic drop in pH, much of the preabsorbed carbon may gradually be released from the solution. This enriches the immediate surroundings of the twigs with CO₂ for prolonged periods of time. The expected concentrations of CO₂, at the boundary layer between the atmosphere and the surfaces of the twigs, are over 1 000 ppm. As net photosynthesis of T. aphylla reaches maximal rates only at CO₂ concentrations of above 500 ppm, the plants may benefit from this extra source of carbon and may exploit it for maximal assimilation during the early morning hours. Thus, the "salt glands'of Tamarix , which are liable for the production of the alkaline recretum, may serve a triple purpose: (a) removal of excess salts out of the twigs, (b) provision of a cover of hygroscopic solutes that moistens the twigs and shortens the duration of transpiration, and (c) providing the plants with an environment enriched in CO₂.     

长期植稻年限序列水稻土团聚体有机碳分布特征

通过开展有机质物理分组试验,研究了杭州湾南岸不同植稻年限序列水稻土有机碳含量的粒级分布变化特征.结果表明: 各植稻年限耕层水稻土中,土壤团聚体主要分布在微团聚体(<0.25 mm)中,其中大微团聚体(0.053～0.25 mm)随着植稻年限的增加而减少;在微团聚体(0.053~0.25 mm,<0.053 mm)中,有机碳含量随着植稻年限的增加而增加,在0.053～2 mm粒径范围内,各粒级有机碳占总有机碳比例随着粒级的减小而增加,有机碳主要集中在大微团聚体(0.053～0.25 mm)中;随着种植年限的增加,颗粒有机碳含量减少.栽培年限长的水稻土比栽培年限短的水稻土碳封存量大,早期开垦的水稻土仍有很大的固碳潜力.     

丽江市家庭能耗碳排放特征及影响因素

现代社会中人类活动对碳排放的影响日益显著.家庭作为人类社会的基本单元,其消费活动产生的碳排放是全社会碳排放的重要组成部分.通过对丽江市农村和市区家庭生活用能的调查数据进行分析,发现农村家庭生活用能以木柴为主,沼气和电为辅;市区家庭的生活用能以电为主,其次是液化气和蜂窝煤.从碳排放构成来看,农村地区木柴消费为家庭能源碳排放的主要来源,占总碳排的83.6％;市区电力消费为家庭能源碳排放的主要来源,占总碳排的88.4％.农村地区家庭的碳排放远高于市区家庭,主要原因是木柴的碳排放因子(1.87 kg CO2/kg)远高于电能的边际排放因子(0.7134 kg CO2·kW-1·h-1).从各影响因素与家庭主要能源消费碳排放的回归结果来看,在农村地区,家庭规模、家庭收入、教育水平均对家庭木柴消费碳排放有显著的影响,但影响方向和程度有一定的差别;在市区,年龄结构、教育水平、家庭规模、住房面积均会不同程度增加家庭电能消费碳排放.建议政府在完善“家电下乡”政策、增加农村家庭收入、加强农村居民教育等方面加大投入力度,以减少丽江市整体的家庭能耗碳排放.     

海绵城市规划及景观生态学启示——以盘锦市辽东湾新区为例

随着我国城市面积不断扩张,我国许多城市面临着水资源短缺、地下水储量不足、水质污染和内涝的问题.针对这些城市水环境问题,我国2015年提出“海绵城市”建设.本文以辽宁省盘锦市辽东湾新区为例,依据《海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建(试行)》,通过对典型区进行下垫面及各地块用地类型分析,结合研究区地形、水文、降雨强度等因素,选取低影响开发(LID)措施对研究区海绵城市规划进行设计.结果表明: 研究区达到整体目标控制率(年径流总量控制率大于75%)时,下沉式绿地率为1%～31%,下沉式绿地总面积达13.73 km²;透水铺装率为1%～13%,透水铺装总面积达2.29 km².本研究能够为海绵城市规划设计提供案例,对景观格局与过程研究也提供了新的思路和方法.     

不同施肥对水稻土作物碳同化与土壤碳固定的影响——以太湖地区黄泥土肥料长期试验为例

肥料施用对农田土壤生产力及土壤碳循环的影响是农业与陆地生态系统碳循环及全球变化研究的重要科学问题。以太湖地区黄泥土的长期肥料定位试验为例,研究不同施肥处理对水稻土-作物系统作物碳同化及土壤碳固定的影响。所研究的肥料施用处理包括不施肥(NF)、单施化肥(CF)、化肥与秸秆配施(CFS)以及化肥与猪粪配施(CFM) 4个处理,始于1987年,一直实行稻-油轮作,实行少耕。连续观测水稻和油菜的产量,并于2004年和2005年分别采集了土壤剖面样品和耕作层（0～5cm和5～15cm）土壤,测定土壤总有机碳含量。研究表明,不同施肥处理对水稻产量有显著影响,尤其以配施有机无机肥处理水稻产量显著最高且最为稳定,而对油菜产量的影响不明显。施肥显著提高了耕层土壤碳密度,而对全土碳密度没有显著影响。施肥处理的固碳速率介于0.1～0.4t/(hm^２•a), 配施有机肥处理显著高于单施化肥处理。相关分析表明,土壤固碳速率与作物根茬+有机肥源碳的总碳输入量呈显著的对数关系。这提示土壤有机碳积累主要与作物产量有关,而并非依变于有机肥源碳输入。因此,与作物产量直接关联的作物碳输入的增加是土壤中碳固定提高的重要途径。施入N素对水稻碳同化和土壤碳固定的效应均为化肥配施有机肥处理显著高于单施化肥处理,这揭示化肥配施有机肥是提高与稳定稻田生产力和促进土壤固碳和温室气体减排的双赢措施。当然,不同施肥下上述效应的差异可能与土壤-作物系统中碳分配和土壤生物碳利用的差异有关。     

农田生态系统碳足迹时空变化——以河南省为例

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,起着碳源和碳汇的双重作用,对维持整个生态系统碳平衡具有重要意义.本文基于ArcGIS 10.1、SPSS 20.0、Sigmaplot 12.5等分析平台,以农田生态系统为研究对象,构建农田生态系统碳足迹模型,分析2005—2014年河南省农田生态系统碳排放、碳吸收和碳足迹及三者之间的关系.结果表明: 2005—2014年,研究区碳排放年平均增长率为2.7%,其中因化肥施用引起的碳排放量占总碳排放量的比例最高,占66.2%,且化肥的使用强度为890.38 kg·hm^-2,远高于发达国家公认的安全警戒线225 kg·hm^-2.河南省农田生态系统的碳总储量整体呈逐年上升趋势,其中,小麦的碳吸收比例最高,占总吸收量的60%,水稻的碳吸收增速最快,为7.9%.河南省农田生态系统存在碳生态盈余,且农田生态系统碳足迹总体呈现不断增加趋势,农田生态系统碳足迹占同期生产性土地面积(耕地)的平均比例为5.7%.研究区碳排放、碳吸收、碳足迹的空间变化较为一致,均呈现东南多、西北少的空间分布规律,且地区差异及变化幅度差异较大是三者的最主要外部特征.     

城市住宅区碳源汇的空间分异规律、影响机制及管理对策——以关中地区为例

城市住宅区作为城市生态系统重要的组成单元,其碳源汇对城市生态系统碳循环和碳平衡产生重要影响.本文采取案例分析、文献查阅、问卷调查等多种方法,获取关中地区城市住宅区CO₂排放(碳源)与吸收(碳汇)数据,并分析其来源及空间分布情况.结果表明: 关中地区住宅区建材生产和改造更新过程CO₂排放量最大;且建材类的CO₂排放量远大于日常生活资料,仅有40%～52%碳排放发生在住宅区,其余发生在外围,呈现出碳源距离的空间波动性、成分的空间差异性以及圈层与分区分布.仅有9%～17%的碳排放可在住宅区内被吸收,外部空间被动承担大量碳汇功能,并显现为分层递变和空间分异.最后提出了碳源、碳汇空间管理技术和干预对策.