中国黑碳气溶胶排放量及其空间分布

基于国家统计数据、国内最新实测排放因子数据和更符合中国实际情况的机动车排放因子模型计算了中国大陆(不包含港澳台地区)2008年黑碳气溶胶排放清单,并建立0.5°×0.5°的黑碳排放空间分布图.2008年中国大陆黑碳排放总量为160.494×104t.其中工业源和居民生活消费源是最主要的贡献者,分别为69.503×104和63.602×104t,占总量的82.9%;交通运输黑碳排放量为19.463×104t,贡献了总量的12.1%;但不同省市各行业源贡献比例差异显著,可分为工业源贡献区、居民生活源贡献区、工业源和居民生活源共同贡献区,以及交通源贡献区.从能源类型看,黑碳主要来源于煤炭和生物燃料燃烧,分别占51.0%和32.2%.黑碳排放空间分布不均匀,呈东高西低的趋势,与区域经济发展情况和农村人口密度一致;其中高排放量地区以全国总面积的5.7%贡献了总排放量的41.2%,山西、河北、山东、河南以及四川等地具有较高的排放量.     

人为排放所引起大气CO_2浓度变化的卫星遥感观测评估

人为排放是引起大气CO_2浓度升高的主要原因,由大气CO_2卫星遥感观测获取全球和区域大气CO_2浓度的变化已被认为是评估区域人为排放的有效手段之一.为了深入定量分析区域人为碳排放对大气CO_2浓度变化的贡献,本研究利用由温室气体观测卫星(GOSAT)获取的近5年(2010~2014年)大气CO_2柱浓度数据,以同纬度带高人为排放区域的中国京津冀和美国东部城市密集区为研究对象区,结合位温气象数据和人为碳排放清单数据圈定出对比背景区,通过分析比较人为排放区与背景区的CO_2浓度差值,评估人为排放对大气CO_2浓度增量变化的影响.分析结果显示,近5年中国京津冀和美国东部城市密集区的大气CO_2浓度比背景区分别显示平均1.8和2.0 ppm的升高;且冬季均高于其他季节,分别为2.4±0.6和2.8±0.8 ppm.进一步分析月变化特征时发现中国京津冀地区2014年11月亚太经合组织会议(APEC)期间大气CO_2浓度异常低于前期3.2 ppm,反映了会议期间政府实施的减排控制效果.论文研究结果表明CO_2卫星观测能够从区域大气CO_2浓度的变化定量评估人为排放的影响,作为有效手段之一辅助于区域人为排放控制效果的评估.     

青藏农村生活能源结构及一次PM2.5排放估算

在我国农村地区,生物质和煤炭等固体燃料被广泛地用于居民生活炊事和取暖等活动,对区域空气质量、室内空气和居民健康产生危害.本研究基于在青藏农村地区开展的能源消耗实地调研,分析了两地农村居民生活能源消费结构,测算了农村生活燃烧源一次细颗粒物的排放量.研究表明,在西藏和青海农村家庭的炊事活动中,27%和8%的时间用气或电,而大部分时间仍使用固体燃料.西藏地区农村生活能源消费中,薪柴和畜粪消耗量分别占44%和53%.在青海省农村地区,薪柴和畜粪的消耗量占比分别是17%和37%.西藏和青海农村居民生活能源消费总量388.22万t(380.41万t～396.11万t)和428.27万t(327.86万t～530.60万t).炊事和取暖消耗燃料总量几乎相当.在市级层面,就某一种燃料而言,其消耗量与人口并没有显著的相关关系(P0.05),但是居民生活燃料总消耗量与人口数之间有非常显著的正相关关系(r=0.993, P0.001),反映出户均能源消费量基本相近.根据调查的能源消耗量,初步测算的青海和西藏地区农村居民生活源排放的一次PM_(2.5)分别是3.21万t(四分位区间为3.19万t～3.34万t)和4.27万t(3.31万t～5.37万t).     

西北地区居民生活碳排放结构及其影响因素

为揭示西北地区居民家庭生活碳排放现状与规律, 基于家庭生活碳排放相关数据的调查, 综合利用《IPCC国家温室气体清单指南(2006)》、《中国温室气体清单研究》、投入产出分析方法和生命周期评价方法, 对西北地区居民家庭生活碳排放情况进行了评估分析. 研究发现: 西北地区人均生活碳排放只有2.05 tCO₂/(人 年); 生活碳排放主要来源于煤炭、电力和食品消费, 化石燃料消费所产生的直接碳排放占39.29%, 电力等家庭消费活动所产生的间接碳排放占60.71%; 生活碳排放主要受地理环境、家庭规模、经济收入、年龄结构等因素影响, 不同省区和城乡人口之间的排放量存在一定差别.     

低碳生活的非线性规划

文章首先在查找资料的基础上充分认识低碳生活,给出了低碳生活的定义,并给出一组关于各项生活行为的单位消耗量的碳排放量指标和消费支出的数据.随后建立了以最低碳排放量为目标的非线性规划模型.考虑到在减少碳排放的同时要兼顾生活质量的保证,利用模糊方法建立各类消费支出的生活质量模糊隶属函数,保证生活质量不低于人均生活质量水平.通过优化求解,得到一组满足要求的各项生活行为的需求值.最后,在分析结果的基础上提出了家庭日常生活减少碳排放量的措施,为指导低碳生活的发展提出一些建议.     

低碳生活的非线性规划

文章首先在查找资料的基础上充分认识低碳生活,给出了低碳生活的定义,并给出一组关于各项生活行为的单位消耗量的碳排放量指标和消费支出的数据。随后建立了以最低碳排放量为目标的非线性规划模型。考虑到在减少碳排放的同时要兼顾生活质量的保证,利用模糊方法建立各类消费支出的生活质量模糊隶属函数,保证生活质量不低于人均生活质量水平。通过优化求解,得到一组满足要求的各项生活行为的需求值。最后,在分析结果的基础上提出了家庭日常生活减少碳排放量的措施,为指导低碳生活的发展提出一些建议。     

间歇性内陆水域是重要的碳源

内陆水域包括河流、溪水和湖泊、水库以及水池,会部分出现暂时性或者季节性甚至年际性的干旱,称之为间歇性内陆水域.随着极端气候事件频发、人类活动加剧和土地利用变化等原因,其面积不断增加.然而,内陆水域CO_2排放研究基本集中在常流水域,对于间歇性水域的CO_2排放研究较少,国内目前还未展开相关的工作.本文综述了现今所知的包括河流溪水和湖泊水库以及水池在内的间歇性内陆水域在干旱和再浸润时CO_2排放,讨论这两个阶段CO_2释放通量的控制因素和作用机理.间歇性内陆水域在干旱时沉积物暴露接触到更多氧气,有机质分解作用增强;分解速率除受温度和湿度控制外,还受上覆植被的影响,存在时空差异性.再浸润时发生类似土壤中"桦木效应",间歇性内陆水域CO_2释放浓度迅速增加, CO_2排放通量受沉积物理化性质和温湿度影响.最后估算间歇性内陆水域CO_2排放量为每年0.51 Pg C,约占全球内陆水域CO_2(未计间歇性内陆水域)排放量的1/4,是全球内陆水域重要的碳源.因此,计算全球内陆水域的CO_2排放量时,应该把间歇性内水域考虑进去,这将有助于更全面系统地了解区域和全球碳循环.     

人类居住条件的极致--世界居住条件调查日的思考

说到居住条件,大家更容易和住宅面积联系起来. 欧美的一些发达国家在20世纪90年代的户均居住面积为:瑞典72 m2,英国97.9 m2,法国86.4 m2,日本92 m2,美国1 77.5 m2,前苏联72.4 m2,而我国现在的城市户均居住面积仅仅为65 m2.在20世纪80年代,我国的人均居住面积只有3.6 m2,而现在的人均建筑面积已经达到21 m2.一些乡村的土坯房,已经被别墅式的砖瓦房取代;内蒙古的游牧民族,也已经在定居的草场盖起了幢幢小楼;生活在城市里的人们,随着城市规划带来的拆迁,生活也发生了翻天覆地的变化.     

我国典型区域二氧化碳和细颗粒物精细化协同减排路径

随着碳达峰、碳中和目标的提出,我国环境保护进入减污降碳协同治理新阶段.目前研究主要探寻空气质量政策或气候政策对二氧化碳和细颗粒物的减排效益.而从二氧化碳和细颗粒物排放终端能源消费重点行业、主要能源以及主导因素等角度出发,来探究我国典型区域协同减排路径精细化方法的研究则鲜见报道.本研究基于2000～2020年我国京津冀、长江三角洲、珠江三角洲典型区域能源消耗数据,首先探明了3个典型区域二氧化碳和细颗粒物终端能源消费的重点排放行业均为工业;并进一步甄别了终端能源消费重点行业中PM_2.5排放主要能源为煤类能源,而CO₂排放主要能源由煤类能源逐渐转向煤、气类能源,但煤类仍为主导地位;随后使用因素分解模型解析了能源强度、技术进步等主导因素对单位国内生产总值的二氧化碳以及细颗粒物的影响效应;最终利用能源-环境核算预测模型,基于上述研究识别的终端能源消费重点行业、主要能源以及主导因素进行情景分析,旨在判断典型区域不同情景下碳达峰情况,进而寻找协同减排最优路径.结果发现,“技术进步”因素在前期减排效果最好;“能效提升”因素的减排效果在长时期碳污协同减排将起到...     

蜗居变大厦——城镇住宅建设50年回顾

建国50年以来,我国的住宅建设取得了巨大的成就。建国初期,我国城镇人均居住面积为4.5平方米/人,50年后的今天,在城镇总人口增长了将近6倍的情况下,我国城镇人均居住面积仍然达到了9平方米/人左右。在经济发展和住房改革的有力推动下,人民的居住标准还在不断提高;新技术的广泛应用使住宅建设更加适应现代的生活模式;对生态环境的重视促使着人居环境的进一步完善。当然,和社会发展的其他方面一样,50年的住宅建设道路也是曲折的。     

中国水泥生产过程碳排放因子测算与评估

从科学问题、研究方案以及基于水泥生产线抽样调查所获得的测算与评估结果三个方面对中国科学院战略性先导碳专项课题"水泥生产过程排放"的研究工作进行了系统性的总结.自2011年下半年至2015年,完成了全国22个省区水泥生产线的野外抽样,取得了359条生产线的活动水平数据,并采用"生产线-省市区-国家"三级集成方案,分区域、分工艺、分规模构建了中国水泥生产碳排放因子核算体系.通过对工艺排放因子、燃料排放因子、电力排放因子、直接排放因子及分工艺的熟料、水泥综合排放因子共10个指标的分析测算,判断得到国内外研究对中国水泥生产碳排放因子的估计与计算结果存在一定偏差:其中,工艺排放和水泥熟料比上分别存在1.4%~3.4%和12%~32%的高估;燃料排放则存在-27.63%~+6.25%的偏差.分析了全部采样测试的排放因子不确定性并探讨了国际上对中国水泥生产碳排放测算结果高估的原因,总结了目前国内外测算方法中存在的问题及解决方案,提出了水泥生产未来的节能潜力及方向,并认为未来工作重点将是跟踪既有调查企业的动态变化,反演中国水泥生产的历史碳排放,同时开展与国际相关机构的沟通与交流,确保中国的研究成果更具科学性和准确性,从而为中国参与气候变化谈判提供科学依据,并使国家在环境外交中掌握更大的主动权.     

超级杂交稻研究进展

1996年农业部正式立项中国超级稻育种计划,以期为满足我国日益增长的粮食需求目标服务.其中,一季中稻相继设置了4期产量目标:10.5,12.0,13.5和15.0 t/hm~2.1997年,袁隆平提出"形态改良与杂种优势利用相结合"的杂交水稻超高产育种技术路线,成为中国超级杂交稻育种的灵魂思想.在该技术路线指引下,各个时期的超级杂交稻育种目标陆续实现.其中,先锋品种两优培九于2000年实现第1期超级杂交稻产量目标,累计推广超过700万公顷;第2期超级杂交稻产量目标于2004年实现,其代表品种Y两优1号自2010年以来即成为我国年推广面积最大的杂交水稻品种,累计推广已达400万公顷;2011年,Y两优2号百亩连片平均亩产达926.6 kg(13.9 t/hm~2),实现了第3期超级杂交稻单产13.5 t/hm~2的目标;2014年,第4期超级杂交稻代表品种Y两优900创造百亩连片平均亩产1026.7 kg(15.4 t/hm~2)的高产新纪录,两倍于中国水稻的平均产量.迄今为止,国家农业部已认定了125个超级稻品种,累计推广面积达7000万公顷.然而,随着人口不断增加、耕地面积显著减少以及环境的持续恶化,进一步提高水稻产量潜力以及在不同生态环境下的多抗性和适应性仍然是超级杂交稻育种的主要挑战.我们认为,形态改良与杂种优势利用相结合并辅以分子设计育种技术,将是下一阶段超级杂交稻育种寻求突破的最有效途径.     

中国区域农田秸秆露天焚烧排放量的估算

算了中国区域农田秸秆露天焚烧排放的各种污染物的量. 由于秸秆被大量露天焚烧, 已在中国一些地区引起了严重的环境问题. 根据有关政府部门对2000～2003年全国粮食作物和经济作物产量的县级统计资料, 结合谷草比, 估算的秸秆年产生量约6亿吨/年, 其中水稻、小麦、玉米秸秆共占76%左右. 依据农村生活水平等基础资料, 得到了秸秆被露天焚烧比例的县级数据, 估算出了被焚烧的总量, 约1.4亿吨/年. 结合采用了公开发表文献和试验得到的排放因子, 估算了秸秆露天焚烧PM, SO₂, NO_x, NH₃, CH₄, BC, OC, VOC, CO, CO₂的排放总量和地区排放量. 其中的一些污染物排放量, 如BC, VOC, OC, CO, CO₂, 对全国总排放量的贡献已经非常明显. 以2003年PM的排放为例, 用0.2°×0.2°的网格图显示了排放的地区分布. 结果表明, 排放在地区间的分布极不均衡, 单位面积排放量较高的地区主要来自东部地区、东北地区, 从东北至华东呈带状分布. 最后, 给出了估算排放量的误差分析.     

我国燃煤电厂砷的大气排放量初步估算

研究了不同燃烧条件下我国燃煤电厂砷的大气排放量, 采集和分析了高温和中、低温燃煤电厂的原煤、底灰、飞灰的砷含量, 对我国每年动力煤砷的排放量和排放率进行了初步分析和估算. 结果表明: 高温燃煤电厂燃烧1 t含砷5 mg/kg左右的烟煤, 排放到大气中的砷为0.40 g左右, 其排放率为7.70%左右; 中、低温燃煤电厂燃烧1t含砷5 mg/kg左右的烟煤, 排放到大气中的砷为0.15 g左右, 其排放率为2.97%左右. 中国火电厂动力用煤每年约6×10⁸ t左右, 主要为华北区和西北区的石炭~二叠纪的动力煤, 以含砷量为5 mg/kg左右计算, 则火电厂动力煤燃烧每年向大气排放砷约195.0 t左右. 煤中的砷在燃烧过程中大部分都可释放出来, 但燃煤释放出来的大多数砷又可被飞灰俘获, 燃煤电厂除尘设备在除尘过程中捕获了飞灰及飞灰俘获的砷, 从而减少了燃煤中砷向大气的排放量; 此外, 在研究燃煤电厂煤中砷的实际排放量和排放规律时, 以干法除尘电厂的飞灰计算更科学些. 湿法除尘过程中, 高温燃煤电厂燃煤飞灰中的砷约20%溶解到沉淀池的水中, 而中、低温燃煤电厂飞灰中的砷约有70%溶解到沉淀池的水中, 因此, 这是另一个不可忽视的环境砷的污染源. 实验室条件下, 煤灰化过程中砷的排放率高于燃煤电厂燃煤砷的实际排放率.     

不同土地利用下的岩溶作用强度及其碳汇效应

不同土地利用下的岩溶作用研究不仅关系到区域岩溶碳汇估算, 也关系到岩溶区陆地碳源/汇的准确评估. 利用标准溶蚀试片法研究了2 个典型岩溶动力系统内3 个岩溶泉小流域不同土地利用下的土下溶蚀速率. 结果表明, 不同土地利用下的土下溶蚀速率差异较明显, 耕地、灌丛、次生林、草地、原始林平均值分别为4.02, 7.0, 40.0, 20.0 和63.5 t km^-2 a^-1. 因此, 在进行区域尺度岩溶作用碳汇估算时, 除了考虑气候、水文、地质等条件外, 还必须考虑土地利用类型的差异. 植被的正向演替对岩溶碳汇有显著的促进作用, 原始林地土下岩溶作用碳汇量是次生林地的3 倍, 灌丛的9 倍, 也就是说, 从耕地或灌丛演化到次生林地, 由岩溶作用产生的碳汇可提高5.71~7.02 t km^-2 a^-1, 若演化到原始林地则达24.86~26.17 t km^-2 a^-1. 岩溶区地表森林系统的增汇过程发生的同时, 地下也同步发生着类似的增汇过程.     

一个新的RICE簇模型及其对全球减排方案的分析

针对全球经济一体化的现实,以拉姆齐函数公平为标准,发展了RICE和MRICES模型,得到一个适合全球经济一体化结构的新型气候经济学集成评估模型,MRICES-2012模型.在此模型基础上,模拟研究了既适合全球减排行动又符合发展中国家利益的减排方案,比较分析了总量减排方案的国际公平性.研究结果表明,到2100年人均累积二氧化碳排放相等的减排方案不可实现,人均碳排放相等的减排方案可以实现但不够公平.因此,研究建议了一个新的可行的能够保障各国利益又能达到哥本哈根共识的全球总量减排方案:从2020年开始总量减排,至2050年,美国的碳排放量比1990年总量减少80%;日本的碳排放量比1990年总量减少70%;欧盟和其他发达国家2050年碳排放量比1990年降低80%;高发展水平国家2050年碳排放量比1990年降低50%;以上各国至2100年的碳排放保持2050年的总量水平;中国从2030年开始总量减排,2050年的碳排放量比2005年总量减少15%,2100年比2005年总量减少25%;中发展水平国家至2100年,保持在2020年的碳排放总量;低发展水平国家既不参加强度减排也不参与总量减排.     

我国发展面临能源与环境的双重约束分析及对策思考

<正>改革开放40年来,我国经济和社会发展取得了举世瞩目的成就,但经济社会高速发展与能源资源供给和生态环境的矛盾日益突出.随着能源生产与消费革命的推进,需要根据中国自身能源禀赋特征精准制定符合国情的能源战略,确保国家制定的宏伟发展目标所需求能源的有效供给和安全,保障经济社会可持续发展,满足人民日益增长的美好生活需要.中国是世界上能源消费大国和碳排放大国,面临着能源安全、环境污染、生态损伤、气候变化等诸多挑战.但中国在能源结构优化、能源供给与消费侧精准配置、能效提升、节能减排、能源技术创新等方面有着巨大的发展空间和潜力,这将是解决中国未来宏伟发展目标与能源支撑不足的尖锐矛盾和问题的关键.     

珠江三角洲城市群城市碳排放动态模拟与碳达峰

城市是减缓气候变化和实现碳达峰与碳中和目标的关键主体,开展城市碳排放多情景研究与碳达峰研究能为城市碳达峰行动方案的制定提供科学依据.本文基于蒙特卡罗法,为模拟碳排放不确定性演化和愈发注重城市碳减排,调整了不同时间段和不同碳排放情景的概率,同时结合多情景分析、Mann-Kendall趋势检验、Theil-Sen’s趋势斜率估计等方法,动态模拟2021～2035年珠江三角洲(以下简称珠三角)城市群的碳排放量并分析了2006～2035年碳排放的演化路径、碳达峰与碳减排潜力,丰富了后新冠肺炎疫情时期城市碳排放的相关情景研究.结果表明:(1)动态模拟显示珠三角城市群于2020年显著碳达峰, 2035年碳排放量减少至24885万～27006万t,碳强度较2006年降低84.18%～85.21%;相较于基准情景,动态模拟下珠三角城市群2021～2035年累计碳减排潜力为-8168万～12825万t,碳减排潜力有66.79%的概率为正,即较基准情景进一步减排,其中2744万t的概率最大;(2)深圳、珠海、惠州和东莞属于倒“U”型演化的碳达峰类城市,均不晚于2020年碳达峰, 2006～2035年特别是...     

新型冠状病毒肺炎疫情对中国2020年碳排放的影响

中国的二氧化碳减排工作一直承受着国际社会的压力.新型冠状病毒肺炎疫情(COVID-19,简称"新冠疫情")对全球碳排放产生了显著影响.准确估算新冠疫情对中国二氧化碳排放量及其排放趋势的影响,对评估中国对全球变化的贡献有重要意义.本研究系统构建了基于活动数据的中国省级日碳排放数据库,对涵盖了化石燃料燃烧和水泥生产造成的所有人为源二氧化碳排放进行定量化的动态评估.本研究发现中国各省的碳排放在新冠疫情期间受到不同程度的影响.江苏、湖北和浙江三省的碳排放受疫情影响最严重,其碳排放减少量分别占总排放减少量的19.4%、17.0%和12.5%.青海省和西藏自治区受疫情的影响最小.从排放部门方面看,电力部门是多数省份减排量的主要贡献源,对于湖北、重庆、青海和福建等省份,工业部门是碳减排的主要贡献源.对于北京、天津这样的大城市以及四川和黑龙江两省,新冠疫情对交通部门的减排作用最显著.从疫情对碳排放的时间影响看,江苏省的碳排放在2020年1和2月份下降最多, 3月份之后,湖北省的碳排放减少量最为突出.而宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区、福建省、陕西省和云南省受疫情影响较小的地区3月份的碳排放已经率先恢复到2019年同期水平.进入4月份,除湖北省的碳排放相比2019年同期下降4.9 Mt二氧化碳外,其他省份均接近或已经恢复到2019年同期水平.     

纵向岭谷区生态承载力的时空动态及驱动因子研究

纵向岭谷区(LRGR)是中国生物多样性保护的关键地区,该区资源富集、环境复杂、生态脆弱,区域生态系统的安全水平和生态承载能力差异较大,生态系统受到的扰动和变化显著,分析生态承载力时空动态及其驱动因子对区域生态管理具有重要意义.以纵向岭谷区核心区各县(市)为研究对象,在GIS的支持下,从市级和县域两个尺度上研究区域生态承载力的时空动态变化;进而利用主成分分析法(PCA),辨识区域生态承载力空间分异的驱动因子.结果表明:纵向岭谷区各地州人均生态足迹、人均生态承载力与生态安全水平地区差异显著;区域生态承载力随时间呈下降趋势,空间分布格局由北部、南部向中部递减;驱动力分析表明,人均生态承载力受社会经济发展和人口增长因素影响较大,主要驱动力为国内生产总值、人口等指标,驱动力的空间变异决定了生态承载力时空动态.