基于生态足迹模型的淮北市自然资本利用研究

流量资本和存量资本是构成自然资本的两个要素, 核算自然资本是合理利用自然资源的前提。从人均足迹广度和人均足迹深度着手, 引入生态压力指数、资本流量占用率、存量流量利用比、万元GDP生态足迹、生态系统多样性指数、生态经济系统发展能力指数和生态适度人口7个指标, 定量分析2010—2016年淮北市对资本要素的占用情况以及生态系统的发展能力。结果表明: 淮北市在7年间, 人均三维生态足迹整体呈增加趋势, 由2010年的4.17524 ha·cap–1增至2016年的5.17289 ha·cap–1; 人均生态承载力保持在0.21000 ha·cap–1左右的水平; 足迹深度由2010年的1.91949波动下降至2016年的1.75738, 足迹广度处在0.15500—0.16900 ha·cap–1之间。尽管淮北市资源利用的效率较高、发展潜力大, 但7年间一直消耗资本存量, 生态系统处极不安全状态, 土地利用极不公平, 人口数严重超标, 淮北市资源、环境与发展需求之间的矛盾巨大。促进淮北市可持续发展要求合理规划土地、开展植树造林工程、提高农业科技水平; 倡导节约型生产和消费模式、优化产业结构、加强环保宣传力度。     

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.     

有机与常规培肥模式生产水稻的碳足迹

为明确不同施肥模式对水稻生产碳足迹的影响,采取田间动态监测与室内分析相结合的方式,应用生命周期碳足迹的评价方法,研究了施用化肥(CF)、猪粪(ZM)、牛粪(NM)、鸡粪(JM)对稻田系统碳排放、碳增汇、水稻生产碳足迹及单位产量碳足迹的影响。结果表明:水稻种植过程中温室气体的排放是水稻生产碳排放的主要来源,与CF处理相比,施用有机肥可增加稻田碳排放,ZM、NM和JM处理分别增加34%、30%和65%,各处理均以稻田CO₂排放贡献最大;施用有机肥处理的环境正效应高于施用化肥处理,ZM、NM和JM处理碳增汇分别是CF处理的3.3、3.8和2.9倍,可相应抵消76%、92%和55%的碳排放;施用不同有机肥对水稻生产碳足迹影响不一,但与CF处理相比均可降低单位产量的碳足迹,ZM、NM和JM处理分别降低了55%、83%和22%。综合考虑畜禽粪污处理、肥料生产与管理以及水稻种植各环节的碳排放与稻谷产量情况,有机培肥有利于降低水稻单位产量碳足迹,其中以施用牛粪处理效果最佳。     

基于收入和消费差异的中国城镇居民碳足迹研究

随着我国城镇化的加快和人民生活水平的提高, 居民消费碳足迹越来越受到重视。综述国内外城镇居民消费碳足迹的基础上; 并以投入产出法为基础, 深入研究中国1997 年和2010 年中国城镇居民消费碳足迹的特征。结果表明: 2010 年城镇居民直接碳足迹是1997 年城镇居民的2 倍。城镇居民能源利用向着更清洁的低碳消费转变, 另一方面也会引发产业部门更大的碳排放量。与1997 年相比, 2010 年城镇居民消费随着收入水平提高, 生存型消费碳排放比例逐步下降, 发展型和享受型消费碳排放比例则逐渐升高。中等收入水平居民是未来城镇居民碳排放产生的主体, 应该根据他们的消费特征制定政策实施重点监管。     

基于生命周期评价的上海市水稻生产的碳足迹

碳足迹是指由企业、组织或个人引起的碳排放的集合。参照PAS2050规范并结合生命周期评价方法对上海市水稻生产进行了碳足迹评估。结果表明:(1)目前上海市水稻生产的碳排放为11.8114 t CO2e/hm2,折合每吨水稻生产周期的碳足迹为1.2321 t CO2e;(2)稻田温室气体排放是水稻生产最主要的碳排放源,每吨水稻生产的总排放量为0.9507 t CO2e,占水稻生产全部碳排放的77.1%,其中甲烷(CH4)又是最主要的温室气体,对稻田温室气体碳排放的贡献率高达96.6%;(3)化学肥料的施用是第二大碳排放源,每吨水稻生产的总排放量为0.2044 t CO2e,占水稻生产总碳排放的16.5%,其中N最高,排放量为0.1159 t CO2e。因此,上海低碳水稻生产的关键在降低稻田甲烷的排放,另外可通过提高氮肥利用效率,减少氮肥施用等方法减少种植过程中碳排放。     

家庭能耗与碳足迹研究进展

家庭消费是产生CO₂排放的重要来源之一。随着社会的发展,居民生活水平的提高,由家庭产生的能耗及温室气体排放比例日益增加,家庭的节能减排潜力也随之升高。开展家庭能耗和碳足迹研究,不仅可以为众多家庭提供可持续的生活和消费指导,帮助居民寻求科学有效的节能减排途径,而且对于促进低碳城市建设、缓解全球变暖和能源危机具有重要意义。该文从家庭碳足迹的概念、来源以及计算方法入手;总结了家庭能耗及碳足迹研究6个方面的主要内容:家庭能耗和碳足迹特征以及影响因素,家庭能耗及碳足迹动态变化状况,国家间或地区间家庭能耗及碳足迹对比,家庭碳足迹计算模型,家庭碳排放管理。最后展望了该领域未来的研究重点和发展方向。     

基于ESTDA模型的中国水生态足迹及水生态压力评价

基于水足迹视角,测度了中国31个省份2000-2018年的水生态足迹广度、深度及水生态压力,采用ESTDA框架对其时空动态特征进行分析。结果表明：①研究期内,中国水生态足迹总量呈波动上升态势;水生态承载力波动幅度较大,空间分布格局整体呈现自东南向西北逐渐较少的趋势。②水生态足迹广度与水生态承载力呈同步变化趋势,整体上已接近水资源可提供的流量资本上限,各省市水生态足迹深度差异较大。③研究期内,水生态压力指数小于1的区域与水生态足迹深度为1的区域相吻合,水生态压力指数大于1的区域主要分布在华北及西北地区。④LISA时间路径表明,水生态足迹广度、深度及水生态压力的整体空间格局均具有较强的稳定性;三者的局部空间结构在空间依赖方向上的稳定性依次加强;空间格局演化的空间整合性呈现水生态足迹深度 > 水生态压力 > 水生态足迹广度,空间上,水生态足迹广度正向协同增长省份主要集中于南方省份,而水生态足迹深度和水生态压力正向协同增长区则分布于华北、西北地区;各要素的空间分布格局表现出较强的路径依赖及锁定特征。     

基于碳足迹研究的中国地区工业低碳转型——以山东省为例

行业的低碳发展是工业低碳转型的目标,以工业部门为对象,应用脱钩效应和面板模型分析行业能源消费的碳足迹,对深入研究地区工业低碳转型具有重要现实意义。以山东省为例,分析工业能源消费碳足迹的1997年至2012年样本数据,将工业部门分为高耗能行业、其他行业、战略性新兴行业,展开研究,结果表明:(1)自20世纪90年末代开始节能降耗,山东省工业呈现强负"脱钩"、强"脱钩"、扩张负"脱钩"和弱"脱钩"交替发生,表明对工业节能降耗调控波动大,不利于工业部门均衡有序发展;(2)高耗能行业是能耗大户,高耗能行业与工业在绝大部分年份的脱钩状态相同,表明高耗能行业主导工业总体脱钩状态,是节能减排的主要对象;随着节能降耗的深入,相关政策趋紧,碳足迹边际成本不断升高,应关注锁定效应大的火电行业和碳足迹边际成本高的化学工业;(3)其他行业包含行业多,但总体能耗水平不高,随着节能减排的开展和行业持续发展,能耗将增加,必将承担更多的节能减排,需要关注锁定效应强的金属制品业发展,推动碳生产力系数高的食品饮料业发展;(4)战略性新兴行业碳锁定效应最弱、碳足迹边际成本最低和碳生产力系数最高,是国家大力倡导发展的行业;由于基数低,对工业碳排放态势影响极其有限,应大力推动碳锁定效应弱的新一代信息技术产业、碳足迹边际成本低的新材料行业、碳生产力系数高的节能环保业和新材料行业。     

生态足迹深度和广度:构建三维模型的新指标

追踪自然资本存量消耗与流量占用是当前可持续发展研究的核心议题.系统阐述了国际上新近提出的生态足迹三维模型的概念与计算方法,重点对足迹深度和足迹广度两个指标进行了探讨,总结了模型的主要优势,并通过引入资本流量占用率和存量流量利用比两个新指标对模型作进一步完善,在此基础上实证分析了1961-2006年的中国生态足迹.结果表明,中国自 1978年步人生态赤字时代以来,足迹深度增长了近2倍,足迹广度减少了11.84％,因自然资本流量不足导致资本存量大幅肖耗已成为社会发展常态.到2006年时,中国需要2.9倍的国土才能持续支撑其资源消费量.研究表明,三维模型分别从时空两方面表征了人类对资本存量的消耗(足迹深度)和对流量的占用(足迹广度),增强了生态足迹在不同区域、不同时期之间的可比性,并在一定程度上克服了经典模型的评估缺陷.最后指出了三维模型今后发展的主要方向.     

计算机重构石油烃降解的微生物代谢途径

目的:用计算机重构石油烃降解通路,为石油污染的生物修复提供理论依据。方法:利用KEGG反应、化合物数据提取反应等式,过滤掉所有反应中的通用化合物及小分子化合物并构建反应矩阵,然后利用广度优先搜索算法在反应矩阵中搜索降解石油烃的代谢途径。结果:计算机分别重构了256 132条链烷烃降解途径和44条环己烷降解途径,以酿酒酵母作为降解石油烃的基因工程菌为例,通过限制改构菌整合的关键酶数目,分别得到了213条不需要转入关键酶的链烷烃降解通路和6条以氧化还原酶、松柏醇脱氢酶或环己醇脱氢酶和环己酮单氧酶为关键酶的环己烷降解通路,并构建相应的降解网络图,标注每个反应的酶。结论:应用计算机重构了2种石油烃降解途径,可为利用微生物对石油污染进行生物修复提供理论依据。