河北省碳源碳汇测算及碳减排压力分析

低碳经济发展模式得到世界各国的重视,全球经济发展面临巨大的节能减排压力,碳排放已成为国内外学者的研究热点之一。在经济新常态下如何保证在经济稳健快速发展的基础上降低碳排放量,是河北省当前亟待解决的重要课题。该文基于IPCC温室气体清单的测算方法,首先,建立河北省碳源碳汇的科学核算体系,从碳源、碳汇、净碳源三方面测算了2000-2013年河北省的碳排放量,研究其历时性变化特征;其次,运用GM(1,1)灰色预测模型对河北省2014-2030年的碳排放强度进行预测;最后,分析了不同碳减排目标情景下其碳减排潜力与压力,提出碳减排管理措施,为该地区制定碳减排计划,发展低碳经济提供决策支持。研究表明:1)河北省碳源总量从2000年的32 959.21万t逐年增加到2013年的151 765.12万t,增加了360.46%,年均增长率为12.46%,能源消费是最主要碳源,工业过程碳排放增幅最大。2)同期,人均碳源、碳汇和单位面积碳源、碳汇也逐年增加,净碳源持续增加,但碳排放强度降低。3)2014-2030年,河北省碳减排压力系数均大于1,其中2016-2020年是关键的碳减排期,碳减排任务艰巨。     

共享社会经济路径下中国碳中和路径预测

科学地预测和分析不同情景下中国碳中和路径有助于碳中和目标的合理推进,但当前研究仍缺少结合碳源—汇变化趋势的综合性分析与应用国际耦合模式情景的系统性分析。本文运用WITCH综合评估模型与IBIS植被动态模型模拟了各共享社会经济路径情景下21世纪中国碳源—汇路径,对中国碳中和时间及路径进行预测分析。研究发现：① 中国碳汇逐年值存在3~4 a的周期性波动。RCP6.0气候情景下中国碳汇总量均值稳定在约0.30 Gt C/a;RCP2.6气候情景下中国碳汇总量均值呈下降趋势,到2065—2100年下降至约0.18 Gt C/a。② 中国碳排放总量受到世界经济社会发展路径与政策强度的共同影响,在中高强度减排政策下中国碳排放均在2025—2030年达峰后呈下降趋势,其中SSP1/SSP4—高强度碳减排政策情景下碳排放在2060年降至约0.30 Gt C/a并实现碳中和目标。③ 基于典型碳中和情景的路径研究,实现碳中和目标应积极促进清洁能源技术进步与应用,推进非电力能源向电力能源转变,推广生物质能源及CCS技术,并积极倡导电动汽车的发展。     

河南省碳源碳汇的时空变化研究

碳源、碳汇是影响低碳发展的重要因素,由其形成的碳盈亏是区域低碳经济发展战略及政策制定的重要依据。本文基于能源消耗数据、主要工业产品产量,参考IPCC的碳排放标准,结合其他相关研究,计算了河南省能源消耗及水泥、钢铁、合成氨生产过程中产生的碳排放;在对研究区遥感影像处理的基础上,通过归一化植被指数(NDVI),将河南省的碳汇分为耕地、林地和草地,根据各种植被的碳排放和碳吸收系数,计算了河南省的碳汇及其变化,并对碳盈亏及其空间变化进行分析。结果表明：①研究期内,河南省碳排放及人均碳排放呈上升趋势,碳排放总量及人均碳排放年均分别增长11.22%和10.72%,而且空间差异明显,豫西、豫北、豫中地区人均碳排放相对较高,而豫南、豫东南地区则相对较低。②能源消耗是河南省的主要碳源,其碳排放量呈逐年增加趋势,但所占比重在不断下降;水泥、钢铁是除能源消耗外的另一种主要的排放源,其碳排放量及所占比重则呈逐年上升趋势。③河南省碳汇主要以林地和耕地为主,草地所占比重很小;全省碳汇呈减少趋势,2005-2013年期间减少了7.40%(47.05万t),年均减少5.88万t。④河南省总体上呈现碳亏状态,研究期内碳亏呈增长趋势,且碳亏的地区数量也在增加,总的来看,豫南、豫东南、豫西地区处于碳盈或弱碳亏状态,豫中及豫北地区处于较严重的碳亏状态。⑤河南省应通过改善能源结构、调整产业结构、优化用地布局等措施,减少碳源,增加碳汇,通过区域碳补偿或生态补偿等手段鼓励碳盈地区减源增汇,为低碳发展创造良好的外部环境。     

昆明市碳源碳汇结构变化及其驱动因子研究

基于碳平衡理论,通过综合分析城市区域内主要自然生态系统的固碳功能,以及主要社会经济活动的排碳行为,构建了城市碳平衡分析模型,并以昆明市为例进行了研究。结果表明:昆明市碳收支不平衡,碳汇对碳源的抵消作用很弱;并且随着社会经济的发展这种不平衡状况在加剧,2010年,昆明市碳平衡系数为1.90,即城市释碳量是固碳量的1.90倍;碳供需余缺(释碳量-固碳量)达到1565.35×104t/a。产值增长是碳排放增加的主要动力,而能源强度下降、能源结构和产业结构调整是减缓碳排放的主要动力。     

基于土地利用变化情景的生态系统碳储量评估——以太行山淇河流域为例

区域土地利用变化是导致生态系统碳储量变化的主要原因,影响其碳源、碳汇效应,但以往结合时空尺度探讨流域未来土地利用变化对生态系统碳储量影响的研究尚不多见。以太行山淇河流域为例,分析2005-2015年土地利用变化,采用Markov-CLUE-S复合模型预测2025年自然增长、耕地保护及生态保护情景下的土地利用格局,并基于土地利用数据,运用InVEST模型的碳储量模块评估2005-2015年及未来不同情景下的生态系统碳储量。结果表明：① 2015年淇河流域生态系统碳储量和平均碳密度分别为3.16×10⁷ t和141.9 t/hm²,自2005年以来分别下降0.07×10⁷ t和2.89 t/hm²。② 2005-2015年碳密度在低海拔区域以减少为主,在高海拔区域增加区与减少区比例相当,淇河中下游地区建设用地的大肆扩张以及上游林地的退化是导致碳密度下降的主要原因。③ 2015-2025年自然增长情景下碳储量和碳密度下降仍较明显,主要是低海拔区域固碳能力的减弱;耕地保护情景减缓了碳储量和碳密度的下降幅度,主要是由于低海拔区固碳能力的增强;生态保护情景下,碳储量和碳密度显著增加,分别达到3.19×10⁷ t和143.26 t/hm²,主要发生在海拔高于1100 m的区域。生态保护情景能够增强固碳能力,但不能有效控制耕地面积的减小。因此,研究区土地利用规划可统筹考虑生态保护和耕地保护情景,既能增加碳汇,又能保障耕地质量和粮食安全。     

基于土地利用的哈尔滨市2004～2012年碳排放强度变化分析

采用2004~2012年哈尔滨市土地利用和能源消耗数据,分析了2004~2012年哈尔滨市主要土地利用方式的碳排放。结果显示:1哈尔滨市2004年碳排放量为361.451万t,2012年碳排放量增长至1 875.658万t。2建设用地为主要碳源区,其碳排放占每年碳排放总量的96.98%;林地是主要碳汇区,约占碳汇量的99.90%,其总吸收量约为每年1 523.02万t碳;3哈尔滨市碳排放强度由2004年的0.681 t/hm2上升至2012年的3.534 t/hm2,平均每年增长22.854%;4建设用地碳排放强度2008年以前呈快速增长,2008年以后为缓慢的波动增长;5预测2020年建设用地的碳排放量为3 558.264万t;碳排放总量为2 055.839万t,比2012年上涨180.181万t,年平均增长率为1.15%,增长速度较慢。     

天山北坡经济带碳排放空间差异及生态补偿研究

对新疆天山北坡经济带各市县土地利用碳排放量及碳排放强度进行分析,将天山北坡经济带各市县分为碳源区和碳汇区,并采用国际通用的造林成本法和碳税率法,对各区生态补偿标准进行了测算。结果显示:(1)天山北坡经济带总体上为碳源区,2000—2012年碳排放总量增加2 979万t,年均增长率1.1%。(2)按照碳排放强度进行分区,经济带内的主要碳源区为乌鲁木齐、克拉玛依等6个市县;主要碳汇区为乌苏、精河等5个市县;碳中和区为鄯善县、哈密等11个市县。(3)现阶段作为碳源区的乌鲁木齐市、克拉玛依市、吐鲁番市、石河子市、昌吉市、阜康市应分别提供生态补偿标准适度额为29.99亿,4.42亿,12.80亿,6.29亿,9.02亿和4.13亿元。     

农业开发对生态系统服务价值的影响——以三江平原浓江—别拉洪河中下游区域为例

利用2010年Landsat TM遥感影像以及1954年、1980年、1995年、2000年和2005年的土地利用数据,采用面向对象方法,对三江平原浓江—别拉洪河中下游区域土地覆被数据信息进行提取,分析了研究区沼泽地因农业开发而逐渐消失的过程。结果表明,1954～1980年期间,研究区沼泽地面积共减少69.66×104hm2,平均年损失率为2.44%;1980～2000年期间,沼泽地面积共减少5.66×104hm2,平均年损失率为0.75%;2000～2010年期间,沼泽地面积共减少15.67×104hm2,平均年损失率为4.67%。利用中国陆地生态系统服务单位面积价值当量,以及补充的水田生态系统服务价值,对研究区各时期生态服务价值量进行了评估,结果显示,在1954年,研究区生态系统服务总价值为950.84×108元/a,之后,由于沼泽地被大规模开垦为农田,造成研究区生态系统服务价值总量锐减,至1980年,研究区生态系统服务总价值减少为590.08×108元/a,损失了360.76×108元/a,减少幅度为37.9%。1980～2000年,研究区生态系统服务总价值变化相对较小,减少了13.84×108元/a。2000～2005年,研究区生态系统服务总值出现较快速的下降,减少了87.65×108元/a。2005～2010年期间,随着水田面积的增加、旱田面积的减少,研究区生态系统服务总价值呈上升趋势,与2005年相比,共增加了7.15×108元/a。从研究区生态系统服务类型上分析,1954～2010年间,生态系统调节服务价值损失量最大,为399.36×108元/a,其次为文化服务价值,损失量为46.24×108元/a,再次为支持服务价值,损失量为17.1×108元/a,而供给服务价值增加了7.59×108元/a,仅弥补了总损失量的1.67%。     

甘肃省农业碳排放变化及影响因素分析

随着农业现代化的发展,农业生产所导致的碳排放问题已引起人们的高度关注。基于农业生产中6个主要方面的碳源,测算了甘肃省1993-2011年的农业碳排放量以及农业碳排放强度。结果显示:甘肃省农业碳排放量整体呈上升趋势,从1993年的66.37×104t增加到2011年的207.92×104t,年平均增长率为6.67%;甘肃省农业碳排放强度也呈逐年增长态势,从1993年的182.40 kg·hm-2增加到2011年的510.93 kg·hm-2,年平均增长率为6.01%;从农业碳排放结构来看,化肥是最主要的碳排放源,其平均占比高达49.40%,其次为农膜,其平均占比为30.00%。进一步运用LMDI模型对甘肃省农业碳排放影响因素进行分析,结果显示:农业经济发展和劳动力因素对碳排放具有促进作用,与基期相比,累计实现了255.65×104t和2.45×104t的碳增量,而生产效率和产业结构因素则对碳排放有抑制作用,累计实现了114.7×104t和2.36×104t的碳减排。最后有针对性地提出了甘肃省农业低碳化发展的对策建议。     

2005-2013年中国新增造林植被生物量碳库固碳潜力分析

本文利用2005-2013年林业统计年鉴中每个省市新造林面积和遥感分类提取得到的2010年土地覆被类型,结合公开发表的各类森林生长方程和各个时期的森林存活率,估算了中国新造林在2005-2100年生物量碳库变化及其固碳潜力。结果表明：2005-2013年中国新造林面积达到4394×10⁴ hm²,在自然生长状况下,到2020年新造林蓄积量增加16.8亿m³,生物量增加1.6 Pg,生物量碳库0.76 Pg C;新造林生物量碳库在2005-2100年中将增加2.11 Pg C,相当于目前现有森林生物量碳库的25%,约是过去20年森林总碳汇的1.5倍;新造林生物量碳密度逐年增加,最高达到48.1 Mg/hm²。整合林业统计年鉴以及遥感解译的森林类型对新造林生物量固碳潜力分析,研究表明新造林具有较大的碳汇潜力,对中国现有森林碳汇平衡有重要贡献。