緒論:寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇溫室氣體的主要來源范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。
[中圖分類號]F127;F326.3;X196 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1674-6848(2015)03-0026-11
[作者簡介]王智鵬(1991― ),男,江西上饒人,江西財(cái)經(jīng)大學(xué)鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)研究院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)管理碩士研究生,主要從事農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究;孔凡斌(1967― ),男,江西九江人,江西省社會(huì)科學(xué)院副院長、研究員,江西財(cái)經(jīng)大學(xué)二級教授,博士研究生導(dǎo)師,博士后合作導(dǎo)師,主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)、資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)和農(nóng)林經(jīng)濟(jì)研究(江西南昌 330077);潘丹(1986― ),女,江西宜春人,江西財(cái)經(jīng)大學(xué)在站博士后,主要從事環(huán)境經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究(江西南昌 330032)。
[基金項(xiàng)目]國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目“大湖地區(qū)畜禽養(yǎng)殖污染形成機(jī)理及管控政策研究――以鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)為例”(71303099)、江西省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地(2014年)規(guī)劃項(xiàng)目“完善我省農(nóng)村環(huán)境污染治理制度研究”(14SKJD20)和江西省社會(huì)科學(xué)研究規(guī)劃項(xiàng)目“鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)畜禽養(yǎng)殖污染治理生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制研究”(13YJ50)的階段性成果。
Title: The Spatial-temporal Changes of Greenhouse Gases Emissions in Jiangxi’s Graziery Sector ― Base on Life Cycle Analysis(LCA)Method
By: Wang Zhipeng, Kong Fanbin & Pan Dan
Abstract: This study considers six important factors of graziery sector,including feed grain plantation, transportation and processing of feed grain, livestock enteric fermentation, manure management system, energy consumption of livestock and poultry breeding, and slaughter and processing of livestock products with the Life Cycle Analysis(LCA)method to estimate and analyze the spatial-temporal changes of greenhouse gases emissions of graziery sector during 1990 to 2013 in Jiangxi. The results show that:(1)the total amount of the CO2 emissions was on the rise from 1990 to 2013, especially for factors of feed grain plantation, transportation and processing of feed grain, energy consumption of livestock and poultry breeding, slaughter and processing of livestock products;(2)feed grain plantation, livestock enteric fermentation and manure management system are the main sources of greenhouse gases emissions where non-ruminant livestock greenhouse gases emission ratio is higher than ruminant livestock;(3)the spatial analysis of the CO2 emissions indicates that emissions from Yichun, Ji'an and Ganzhou outweigh all other regions in Jiangxi.
Key words: graziery sector; life cycle; spatial-temporal changes; greenhouse gases
一、引言
江西省是全國畜牧產(chǎn)業(yè)養(yǎng)殖的大省,畜牧業(yè)已成為江西農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和農(nóng)民就業(yè)增收的主要渠道,然而,日趨嚴(yán)峻的畜牧產(chǎn)業(yè)溫室氣體排放形勢給江西省的環(huán)境和氣候變化帶來巨大挑戰(zhàn)。畜牧產(chǎn)業(yè)所排放的CO2、CH4、N2O已經(jīng)成為全球溫室氣體排放的主要來源之一,溫室氣體排放對環(huán)境的影響已然成為重點(diǎn)關(guān)注的問題①。據(jù)統(tǒng)計(jì),畜牧產(chǎn)業(yè)排放CO2、CH4、N2O氣體已經(jīng)占到人類活動(dòng)所排放總量的9%、65%和37%,其溫室氣體排放當(dāng)量總量占農(nóng)業(yè)溫室氣體排放總量和人類活動(dòng)溫室氣體排放總量的57%和18%②。加強(qiáng)江西省畜牧產(chǎn)業(yè)溫室氣體排放研究,對于降低區(qū)域畜牧產(chǎn)業(yè)溫室氣體排放、應(yīng)對氣候變化、引領(lǐng)江西畜牧產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展,具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。通過測算溫室氣體排放總量和對空間格局變化的把握,能夠更有針對性和可操作性地進(jìn)行溫室氣體減排目標(biāo)和政策的制定。
目前,國內(nèi)已有學(xué)者對我國畜禽溫室氣體排放進(jìn)行了測算。徐興英等人估算了江蘇省2000―2009年畜禽溫室氣體排放量,研究表明,畜禽腸道發(fā)酵是重要甲烷排放來源,占畜禽甲烷排放總量的 61.06%;糞便管理甲烷排放是畜禽溫室氣體的另一重要來源,占甲烷排放總量的 38.94%;腸道發(fā)酵羊的甲烷排放量最大,糞便管理中溫室氣體排放生豬排放貢獻(xiàn)最大,前者主要是由排放系數(shù)決定,后者取決于飼養(yǎng)量③。范敏等人計(jì)算了江西省2004―2011年各地區(qū)在不同時(shí)間段的生豬養(yǎng)殖溫室氣體排放特征,并對影響生豬養(yǎng)殖溫室氣體排放的因素進(jìn)行了簡要介紹④。劉月仙等運(yùn)用IPCC分析了北京地區(qū)1978―2009年間畜禽溫室氣體排放特征,研究表明,牲畜腸道發(fā)酵產(chǎn)生的CH4比重最大,年平均排放量為0.4TgCO2-eq,排放貢獻(xiàn)最大的是牛,占腸道發(fā)酵甲烷排放總量的54%;牲畜糞便排放的CH4平均值為0.2TgCO2-eq,牲畜糞便排放的N2O平均值為0.3TgCO2-eq,畜禽糞便管理排放的CH4和N2O主要來自豬的排放,其貢獻(xiàn)率分別為73%和 46%⑤。孟祥海等運(yùn)用生命周期評價(jià)方法,測算和分析1990―2011年中國及2011年國內(nèi)各地區(qū)畜牧業(yè)溫室氣體排放特征。研究表明:反芻家畜的CO2當(dāng)量排放量占55.25%,非反芻畜禽占44.75%。2011年西部地區(qū)畜牧業(yè)全生命周期CO2當(dāng)量排放量所占比重最大,并且西部地區(qū)的排放強(qiáng)度最高;農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)全生命周期CO2當(dāng)量排放量占63.88%,牧區(qū)占14.07%,但牧區(qū)的排放強(qiáng)度最高,農(nóng)區(qū)最低⑥。程瓊儀等運(yùn)用LCA方法對江西省高安縣某肉牛育肥場污染物排放量進(jìn)行估算,把化肥生產(chǎn)、農(nóng)作物種植、飼料運(yùn)輸、肉牛生產(chǎn)和糞便處理作為系統(tǒng)邊界⑦。
當(dāng)前,我國對畜禽CH4氣體排放和N2O氣體排放研究較多,對畜牧產(chǎn)業(yè)整個(gè)生命周期和省域、市域尺度的研究較少,而且這些研究多在全國尺度或畜牧產(chǎn)業(yè)的單個(gè)類別或畜牧產(chǎn)業(yè)某個(gè)環(huán)節(jié)的溫室氣體測算。生命周期評價(jià)(Life Cycle Assessment,LCA)是一個(gè)從“搖籃到墳?zāi)埂钡娜^程評價(jià),匯總和評估一個(gè)產(chǎn)品體系在其整個(gè)生命周期的所有投入及產(chǎn)出對環(huán)境造成潛在影響的方法,生命周期評價(jià)為畜牧產(chǎn)業(yè)提供了一種從系統(tǒng)的角度來分析問題的思路和評估的標(biāo)準(zhǔn)和方法①。為此,本文以市域?yàn)榛狙芯繂挝唬\(yùn)用1990―2013年江西省畜禽養(yǎng)殖數(shù)據(jù),采用IPCC(2006)國家溫室氣體排放指南,測算和分析江西省及11個(gè)設(shè)區(qū)市生命周期溫室氣體排放總量和排放時(shí)空特征,為江西省制定溫室氣體減排政策,實(shí)現(xiàn)江西省畜牧產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展和推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)江西樣板工程提供理論依據(jù)。
二、數(shù)據(jù)來源與研究方法
江西省及11個(gè)設(shè)區(qū)市畜禽養(yǎng)殖數(shù)據(jù)主要來源于1991―2014年《江西統(tǒng)計(jì)年鑒》,部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于《中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》和《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》。本文基于生命周期方法和江西省畜牧產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn),借鑒聯(lián)合國糧農(nóng)組織溫室氣體排放量評估框架《IPCC 2006年國家溫室氣體清單指南》,建立畜牧產(chǎn)業(yè)溫室氣體排放量的評估方法。運(yùn)用此方法,選取飼料糧種植、飼料糧運(yùn)輸和加工、畜禽腸道發(fā)酵、畜禽飼養(yǎng)環(huán)節(jié)耗能、糞便管理系統(tǒng)和畜禽產(chǎn)品屠宰加工六大環(huán)節(jié)為研究系統(tǒng)邊界,如圖1所示;采用1990―2013年江西省11個(gè)設(shè)區(qū)市面板數(shù)據(jù)測算歷年江西省及各設(shè)區(qū)市畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期排放量,進(jìn)一步系統(tǒng)分析江西省畜牧產(chǎn)業(yè)溫室氣體排放的時(shí)間變化、結(jié)構(gòu)特征和空間格局。本文主要借鑒胡向東、孟祥海等②的計(jì)算方法,生命周期過程中GHG排放系數(shù)的確定優(yōu)先參照國內(nèi)資料以及來自于IPCC準(zhǔn)則溫室氣體排放系數(shù)等資料,如表1所示。
在畜牧產(chǎn)業(yè)整個(gè)生命周期過程中產(chǎn)生的溫室氣體主要包括CO2、CH4、和N2O,各種溫室氣體的排放量依據(jù)其相應(yīng)的全球升溫潛能值轉(zhuǎn)化為CO2當(dāng)量(CO2-eq)計(jì)算③。為便于分析畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期的排放特征,按六大環(huán)節(jié)分類進(jìn)行計(jì)算。畜禽統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括年末頭數(shù)和年出欄數(shù)兩部分,畜禽在養(yǎng)殖中會(huì)有繁殖和屠宰過程,會(huì)引起一個(gè)年度內(nèi)飼養(yǎng)數(shù)量的變化。為保證計(jì)算的嚴(yán)謹(jǐn),故采用以下方式對畜禽年度內(nèi)平均飼養(yǎng)量進(jìn)行估算,再根據(jù)各類畜禽的平均飼養(yǎng)量估算其產(chǎn)生的溫室氣體量:(1)當(dāng)畜禽生產(chǎn)周期大于或等于1a時(shí),畜禽的年平均飼養(yǎng)量采用年末頭數(shù)計(jì)算;(2)當(dāng)畜禽生產(chǎn)周期小于1a時(shí),畜禽的年平均飼養(yǎng)量采用年出欄數(shù)據(jù)計(jì)算得出。其公式為:
■(1)
式中:APP表示畜禽年平均飼養(yǎng)量,頭(只);Nend表示畜禽年末頭數(shù),頭(只);Dayalive表示畜禽平均飼養(yǎng)周期,天。
(一)飼料糧種植產(chǎn)生的CO2排放
畜禽飼料包括精飼料和粗飼料,精飼料主要成分是玉米、小麥、豆粕、麩皮和礦物質(zhì)等,粗飼料主要是泔水,青菜瓜果秸稈和剩菜剩飯等。在本文中,粗飼料屬于廢棄物,豆粕、麩皮是經(jīng)過第一次處理后的副產(chǎn)品,礦物質(zhì)所占分量過少,都不予計(jì)算畜牧業(yè)飼料糧種植溫室氣體排放。在飼料糧種植過程中,所需的農(nóng)藥、化肥、農(nóng)業(yè)灌溉、土地翻耕以及機(jī)械耗能等活動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生溫室氣體,故歸類為畜牧產(chǎn)業(yè)間接溫室氣體排放計(jì)算其中。所以,飼料糧種植產(chǎn)生的CO2排放量公式如下所示:
■(2)
式中:EGF表示飼料加工過程中產(chǎn)生的CO2排放量;i表示畜禽產(chǎn)品,包括牛肉、牛奶、羊肉、豬肉、禽肉、禽蛋;Qi表示i類畜禽產(chǎn)品的年產(chǎn)量,噸;ti表示i類畜禽單位產(chǎn)品耗糧系數(shù),kg/kg;pj表示i類畜禽飼料配方中j類糧食所占比重,包括玉米、小麥、大豆,其中:牛的精飼料中玉米占37%,豆粕類占26%;羊的精飼料中玉米占62.61%,豆粕類占12.89%;豬精飼料中玉米占56.15%,小麥占18%;禽類精飼料中玉米占57%,豆粕類占17%,小麥占5%;EFjA表示j類飼料糧運(yùn)輸加工過程中的CO2排放系數(shù),t/t。
(二)飼料糧運(yùn)輸加工產(chǎn)生的CO2排放
在種植收獲玉米、大豆、小麥等作物后,經(jīng)過曬干、篩選、運(yùn)輸、碾碎、配料、混合等加工制成飼料。在此過程過,所消耗的能源也計(jì)算入間接溫室氣體排放中。飼料糧運(yùn)輸加工過程產(chǎn)生的CO2公式如下所示:
■(3)
式中:ESM表示飼料糧運(yùn)輸加工過程中產(chǎn)生的CO2排放量;Qi表示i類畜禽產(chǎn)品的年產(chǎn)量;ti表示單位畜禽產(chǎn)品耗糧系數(shù),kg/kg;pj表示i類畜禽飼料配方中j類糧食所占比重,包括玉米、小麥、大豆;EFjB表示j類飼料糧運(yùn)輸加工過程中的CO2排放系數(shù),t/t。
(三)畜禽腸道發(fā)酵產(chǎn)生的CH4排放
在養(yǎng)殖過程中,禽類腸道屬于無氧條件,產(chǎn)生CH4氣體。牛、羊?qū)儆诜雌c牧禽,其瘤胃是產(chǎn)生CH4的主要來源。豬和禽類屬于非反芻畜禽,其中豬是單胃產(chǎn)生的CH4較少,而禽類腸道產(chǎn)生的CH4極微,本文不予考慮。畜禽腸道發(fā)酵產(chǎn)生的CH4排放量公式如下所示:
■(4)
式中:EMT表示畜禽腸道發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳排放當(dāng)量(CO2-eq);i表示畜禽養(yǎng)殖類別,包括牛、羊、禽類、生豬;APPi表示i類畜禽年平均飼養(yǎng)量;EFiD表示i類畜禽糞腸道發(fā)酵CH4排放系數(shù),kg/(頭?a);GWPCH4表示CH4全球升溫潛能值。
(四)糞便管理系統(tǒng)產(chǎn)生的CH4排放
在禽類糞便管理系統(tǒng)中,產(chǎn)生的CH4排放量取決于糞便的排放量以及糞便厭氧條件的降解比例。糞便在厭氧條件下產(chǎn)生CH4,在其管理和儲(chǔ)存過程中都會(huì)釋放CH4。當(dāng)養(yǎng)殖場將大量糞便排放進(jìn)化糞池、糞坑或沼氣池等儲(chǔ)存系統(tǒng)下,便會(huì)形成厭氧條件,從而產(chǎn)生大量CH4。糞便管理系統(tǒng)產(chǎn)生的CH4排放量如下所示:
■(5)
式中:EGC表示畜禽糞便管理系統(tǒng)產(chǎn)生的二氧化碳排放當(dāng)量(CO2-eq);APPi表示i類畜禽年平均飼養(yǎng)量;EFiF表示i類畜禽糞便管理系統(tǒng)CH4排放系數(shù),kg/(頭?a);GWPCH4表示CH4全球升溫潛能值。
(五)糞便管理系統(tǒng)產(chǎn)生的N2O排放
在畜禽糞便管理系統(tǒng)中,當(dāng)糞便在管理和儲(chǔ)存時(shí)為有氧條件下產(chǎn)生N2O氣體。糞便中所含的氮元素經(jīng)過相關(guān)的硝化和反硝化作用,將糞便中的蛋白質(zhì)所含的氮反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2O氣體。糞便管理系統(tǒng)產(chǎn)生的N2O排放量公式如下所示:
■(6)
式中:EGD表示畜禽糞便管理系統(tǒng)產(chǎn)生的二氧化碳排放當(dāng)量(CO2-eq);APPi表示i類畜禽年平均飼養(yǎng)量;EFiG表示i類畜禽糞便管理系統(tǒng)N2O排放系數(shù),kg/(頭?a);GWPN2O表示N2O全球升溫潛能值。
(六)畜禽飼養(yǎng)環(huán)節(jié)的CO2排放
在畜禽飼養(yǎng)過程中,生產(chǎn)照明、欄舍防寒保暖、通風(fēng)散熱、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)等環(huán)節(jié),所需要消耗的電能、煤等能源,也會(huì)直接或間接產(chǎn)生溫室氣體的排放。畜禽飼養(yǎng)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的CO2排放量如下所示:
■
■(7)
式中:EGE表示畜禽飼養(yǎng)環(huán)節(jié)耗能產(chǎn)生的CO2排放量;NAPAi表示i類畜禽年生產(chǎn)總量;Cie表示i類畜禽每只(頭)在一個(gè)飼養(yǎng)周期所消耗的用電支出,元/頭;pricee表示畜禽養(yǎng)殖的用電單價(jià),元/(KW?h);EFe表示電能消耗的CO2排放系數(shù),t CO2/(MW?h);Cic表示i類畜禽每只(頭)在一個(gè)飼養(yǎng)周期所消耗的用煤支出,元/頭;pricec表示畜禽養(yǎng)殖的用煤單價(jià),元/t;EFc表示煤燃燒的CO2排放系數(shù),t/t。
(七)畜禽屠宰加工產(chǎn)生的CO2排放
活的畜禽從養(yǎng)殖場經(jīng)過運(yùn)輸?shù)酵涝讖S,然后經(jīng)過屠宰、分類加工制成畜禽產(chǎn)品,如:肉制品、奶制品和蛋等。這些過程中所需的能耗也要計(jì)算入間接溫室氣體排放中去,所以畜禽屠宰加工溫室氣體產(chǎn)生的CO2排放公式如下所示:
■(8)
式中:ESF表示畜禽屠宰加工產(chǎn)生的CO2排放量;Qi表示i類畜禽產(chǎn)品年產(chǎn)量,其中包括豬肉、羊肉、禽肉、牛肉、牛奶、禽蛋;KJj表示單位畜牧產(chǎn)品屠宰加工耗能,KJ/kg;en表示每度電的熱值,MJ/(KW?h);EFe表示電能消耗的CO2排放系數(shù),t CO2 /(MW?h)。
(八)排放總量計(jì)算
綜上所計(jì)算,江西省畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期溫室氣體排放計(jì)算的公式如下所示:
■
■
■
(9)
式中:ETotal表示畜牧業(yè)生命周期溫室氣體的排放總量;EGF表示飼料糧運(yùn)輸加工產(chǎn)生的CO2排放量;ESM表示飼料糧運(yùn)輸加工產(chǎn)生的CO2排放量;EMT表示畜禽腸道發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳當(dāng)量(CO2-eq)排放量;ECD表示糞便管理系統(tǒng)產(chǎn)生的二氧化碳當(dāng)量(CO2-eq)排放量;EGE表示畜禽飼養(yǎng)環(huán)節(jié)的CO2排放量;ESF表示畜禽屠宰加工產(chǎn)生的CO2排放量。
三、結(jié)果分析
(一)江西省畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期溫室氣體排放時(shí)間變化分析
1990―2013年江西省畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期CO2當(dāng)量排放量及排放強(qiáng)度如表2、圖2所示。從中可以發(fā)現(xiàn):1990-2013年江西省畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期及各個(gè)環(huán)節(jié)的CO2當(dāng)量排放量均呈上升趨勢而同時(shí)期畜牧產(chǎn)業(yè)CO2當(dāng)量排放強(qiáng)度呈波動(dòng)下降趨勢;江西省畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期CO2當(dāng)量排放量可以分為三個(gè)階段:1990―1997年為第一階段,1998―2002年為第二階段,2003―2013年為第三階段。在第一階段,CO2當(dāng)量排放總量(ETotal)從1990年974.12萬噸增長到1997年1548.13萬噸,呈上升趨勢;第二階段,CO2當(dāng)量排放總量(ETotal)從1998年1464.18萬噸下降到2002年1346.17萬噸,呈下降趨勢;第三階段,CO2當(dāng)量排放總量(ETotal)從2003年1369.68萬噸增長到2013年1782.41萬噸,呈上升趨勢。
江西省畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期CO2當(dāng)量排放總量(ETotal)年均增長率為2.66%,飼料糧種植(EGF)、飼料糧運(yùn)輸加工(ESM)、畜禽腸道發(fā)酵(EMT)、糞便管理系統(tǒng)(ECD)、飼養(yǎng)環(huán)節(jié)能耗(EGE)和畜禽屠宰加工(ESF)各環(huán)節(jié)CO2當(dāng)量排放量年均增長率分別為4.82%、5.53%、0.33%、2.6%、5.36%和5.07%,其中EMT和ECD的年均增長率明顯低于EGF、ESM、EGE和ESF的年均增長率。從江西省畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期溫室氣體排放各環(huán)節(jié)的增長速度可以發(fā)現(xiàn),飼料糧種植、飼料糧運(yùn)輸加工、飼養(yǎng)環(huán)節(jié)耗能、畜禽產(chǎn)品屠宰加工的增速明顯高于畜禽腸道發(fā)酵和糞便管理系統(tǒng)環(huán)節(jié)的溫室氣體排放量增速。反映出江西省畜牧產(chǎn)業(yè)由家庭散養(yǎng)模式向規(guī)模化模式轉(zhuǎn)變,由以農(nóng)戶廢棄食物為主向高投入、高能量、高蛋白為特征的集約化、商品化生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。
(二)江西省畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期溫室氣體排放結(jié)構(gòu)特征分析
分別用EGF、ESM、EMT、ECD、EGE和ESF表示江西省畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期六大環(huán)節(jié)CO2當(dāng)量排放量占總排放量的比例。如表3所示,在1990―2013年的24年間,EGF、ESM、EGE和ESP呈現(xiàn)上升趨勢,年均增長率分別為2.11%、2.66%、2.63%和2.35%。EMT和ECD呈現(xiàn)下降的趨勢,年均增長率分別為-2.27%和-0.06%,但ESM和ESF所占比例分別低于1%和0.04%。在CO2當(dāng)量排放總量所占比例中,飼料糧種植、畜禽腸道發(fā)酵和糞便管理系統(tǒng)三大環(huán)節(jié)所占比例遠(yuǎn)高于飼料糧運(yùn)輸加工、畜禽飼養(yǎng)環(huán)節(jié)耗能和畜禽產(chǎn)品屠宰加工三大環(huán)節(jié),這表明飼料糧種植、畜禽腸道發(fā)酵和糞便管理系統(tǒng)三大環(huán)節(jié)是溫室氣體排放的主要來源。
根據(jù)1990―2013年江西省畜牧產(chǎn)業(yè)各畜禽類別CO2當(dāng)量排放量占總排放量的比例(見表4)分析:24年間,江西省生豬、牛、羊和禽類的CO2當(dāng)量排放比例變化幅度相對平緩。生豬和禽類呈上升趨勢,牛呈下降趨勢,羊呈先上升后下降的趨勢;牛、羊、生豬和禽類的CO2當(dāng)量排放量占江西省畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期排放總量的平均比例分別為44.13%、1.03%、42.28%和12.56%,生豬和牛養(yǎng)殖占CO2當(dāng)量排放總量主導(dǎo)地位。反芻畜禽(牛、羊)總排放量占45.16%,非反芻畜禽(生豬、禽類)總排放量占54.84%。
(三)江西省畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期溫室氣體排放空間格局分析
1990―2013年共24年,江西省11個(gè)設(shè)區(qū)市畜牧產(chǎn)業(yè)生命周期CO2當(dāng)量排放量的空間格局如圖3所示。圖形結(jié)果顯示:江西省生命周期CO2當(dāng)量排放量空間聚集特征明顯,主要年份CO2當(dāng)量排放量高的排放區(qū)主要集中在宜春市、吉安市和贛州市。以1990年為例,江西省11個(gè)設(shè)區(qū)市CO2當(dāng)量排放總量相對較少,CO2當(dāng)量排放量前三位為宜春市、吉安市和贛州市,CO2當(dāng)量排放總量均在150萬噸以上。這與這三個(gè)市是傳統(tǒng)的畜牧業(yè)大市有關(guān),生豬和牛的飼養(yǎng)數(shù)量占據(jù)全省的前三。低CO2當(dāng)量排放區(qū)主要集中在贛中北部,包括6個(gè)設(shè)區(qū)市,分別為南昌市、景德鎮(zhèn)市、萍鄉(xiāng)市、九江市、新余市和鷹潭市,其排放總量都低于80萬噸。2000年,宜春市、吉安市和贛州市的CO2當(dāng)量排放總量進(jìn)一步提升,達(dá)到200萬―300萬噸,南昌市和九江市的CO2當(dāng)量排放總量也提升明顯,與撫州市、上饒市CO2當(dāng)量排放總量一起達(dá)到80萬―150萬噸。景德鎮(zhèn)市、萍鄉(xiāng)市、新余市和鷹潭市排放總量變化不大,仍然低于80萬噸。2010年,贛州市的CO2當(dāng)量排放總量繼續(xù)呈上升趨勢,CO2當(dāng)量排放總量達(dá)到300萬―350萬噸。南昌市和撫州市的CO2當(dāng)量排放總量也呈明顯的上升趨勢,CO2當(dāng)量排放總量達(dá)到150萬―200萬噸。景德鎮(zhèn)市、萍鄉(xiāng)市、新余市和鷹潭市依舊維持低排放水平。2013年,吉安市和宜春市的CO2當(dāng)量排放總量增加明顯,與贛州市一起達(dá)到300萬―350萬噸。上饒市的CO2當(dāng)量排放總量增加明顯,與撫州市、上饒市的CO2當(dāng)量排放總量一起達(dá)到150萬―200萬噸。從1990―2013年的24年間,景德鎮(zhèn)市、萍鄉(xiāng)市、新余市和鷹潭市的CO2當(dāng)量排放總量基本維持在一個(gè)較低的水平。宜春市、吉安市和贛州市的CO2當(dāng)量排放總量上升趨勢最為明顯,且增量最大。南昌市、撫州市、上饒市和九江市的CO2當(dāng)量排放總量上升趨勢也較為明顯。
他認(rèn)為,建立于2004年的“可再生能源和能源效率合作伙伴關(guān)系計(jì)劃”作為國際機(jī)制,僅關(guān)注工業(yè)領(lǐng)域的能源效率,過于商業(yè)化,忽視了廣大發(fā)展中國家為減少農(nóng)村生活能源消費(fèi)、溫室氣體排放做出的巨大努力,這是該國際機(jī)制不夠公正的具體表現(xiàn)――沒有把一切有利于提高能源效率、減少溫室氣體排放的努力,全部覆蓋在“可再生能源和能源效率合作伙伴關(guān)系計(jì)劃”的支持范圍。
殷仲儀指出,在討論減排目標(biāo)時(shí),不能忘記歷史排放,工業(yè)革命以來,發(fā)達(dá)國家一直是溫室氣體的主要排放者,而發(fā)展中國家的歷史排放很少;更不能對發(fā)達(dá)國家直到今天仍然是溫室氣體主要來源的客觀事實(shí)視而不見;中長期減排目標(biāo)應(yīng)該是“人均目標(biāo)”而不是“國家總量目標(biāo)”。
他警告說,如果僅僅把提高能源效率和“促進(jìn)可再生能源開發(fā)利用作為唯一目標(biāo),忽視促進(jìn)發(fā)展中國家的發(fā)展這個(gè)重要目標(biāo),將很難讓發(fā)展中國家積極主動(dòng)地參與國際社會(huì)減少溫室氣體排放、共同應(yīng)對氣候變換的國際行動(dòng)。
根據(jù)UNDP今年年初的《人類發(fā)展報(bào)告2007―2008》,中國作為最大的發(fā)展中國家,雖然能源效率比較低,但人均溫室氣體排放只有美國的18%,日本的39%。德國和英國的39.3%,印度的人均溫室氣體排放更低。
因此,國際社會(huì)不能忽視中國等發(fā)展中國家為此付出的巨大努力。殷仲儀介紹說,中國以減少溫室氣體排放為國標(biāo)積極開發(fā)可再生能源已經(jīng)取得顯著成就。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2006年中國可再生能源開發(fā)利用總量接近2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,約為當(dāng)年全國一次能源消費(fèi)總量的7.5%。
中國正在形成加快可再生能源開發(fā)的政治社會(huì)氛圍。中國各級政府已經(jīng)逐步認(rèn)識到,開發(fā)利用可再生能源是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑;充足、安全、清潔的能源供應(yīng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的基本保障:從根本上解決能源問題,除大力提高能源效率外,加快開發(fā)利用可再生能源是重要的戰(zhàn)略選擇;同時(shí),快速發(fā)展的可再生能源行業(yè)屬于高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,已成為中國新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
1990年至2005年間,只有4個(gè)發(fā)達(dá)國家溫室氣體排放量呈下降趨勢,分別是法國、德國、英國和瑞典,而很多發(fā)達(dá)國家的溫室氣體排放量有增無減,一路攀高:美國溫室氣體排放量上升16.3%,澳大利亞上升幅度高達(dá)25.6%,加拿大上升幅度為25%。而人口眾多的中國,自1990年以來,溫室氣體排放量上升25.3%。如按人口比例計(jì)算,中國溫室氣體排放量仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于西方發(fā)達(dá)國家。
關(guān)鍵詞 低碳城市;溫室氣體清單;碳排放;秦皇島
以變暖為主要特征的氣候變化已成為世界各國共同面臨的嚴(yán)重危機(jī)和挑戰(zhàn)。為應(yīng)對全球變暖帶來的危害,世界各國開展了長期的研究與實(shí)踐。2003年英國首先提出低碳理念,此后低碳發(fā)展模式在各國不斷深入應(yīng)用,逐漸成為一種新的可持續(xù)發(fā)展模式。從嚴(yán)格意義上來說,低碳指的是較低的二氧化碳排放。溫室氣體中最主要的一種氣體是二氧化碳,此外還有甲烷、氧化亞氮、六氟化硫、氫氟碳化物和全氟化碳(《京都議定書》規(guī)定),IPCC 2006以及國家應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作中心牽頭組織編寫的《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》也均以上述6種溫室氣體進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在低碳城市創(chuàng)建中,很多城市只是將二氧化碳排放作為統(tǒng)計(jì)項(xiàng)。本文以上述6種溫室氣體作為低碳城市創(chuàng)建中需要重點(diǎn)關(guān)注和減少排放的對象來展開討論,提出基于溫室氣體清單的低碳城市管理策略。
當(dāng)前,低碳相關(guān)的研究除“低碳城市”外,還有“低碳經(jīng)濟(jì)”、“低碳生活”、“低碳旅游”、“低碳農(nóng)業(yè)”、“低碳建筑”、“低碳金融”、“低碳社區(qū)”等。然而一個(gè)城市的發(fā)展包含了經(jīng)濟(jì)、生活、建筑等各個(gè)方面,單從“低碳經(jīng)濟(jì)”、“低碳農(nóng)業(yè)”、“低碳社區(qū)”中任何單個(gè)方面都無法實(shí)現(xiàn)低碳城市的成功創(chuàng)建。低碳城市的管理也不能東一榔頭西一棒子,僅僅靠某方面的宣傳來開展低碳城市的創(chuàng)建。低碳城市創(chuàng)建過程中的城市管理,應(yīng)該在摸清各個(gè)管理部門管轄范圍內(nèi)溫室氣體排放來源的前提下“對癥下藥”,各個(gè)政府部門分工負(fù)責(zé)、協(xié)調(diào)合作,用一種高效率的低碳城市管理策略來開展低碳城市的創(chuàng)建和管理。
城市溫室氣體排放源及對應(yīng)管理部門分析
本文根據(jù)IPCC 2006和《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》,結(jié)合秦皇島市實(shí)際狀況,總結(jié)分析了城市不同管理部門管轄范圍涉及的溫室氣體排放情況,如表1、續(xù)表1所示。其中涉及以下11個(gè)城市管理部門:工業(yè)、電力、交通、油氣田管理、煤炭工業(yè)管理、城建、居民、商業(yè)、林業(yè)、城管和環(huán)境保護(hù)部門。涉及的溫室氣體排放源主要包括化石燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)過程、煤炭開采逃逸、油氣系統(tǒng)逃逸、生物質(zhì)燃料燃燒、森林采伐或毀林排放、城市固體廢棄物和廢水處理排放7個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)。需要說明的是,雖然農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)也排放了大量的溫室氣體,但因本文重點(diǎn)討論城市區(qū)域的低碳城市管理,暫不涉及農(nóng)村區(qū)域溫室氣體排放問題。
城市不同管理部門管理策略分析
當(dāng)前我國的低碳城市創(chuàng)建工作和溫室氣體清單的編制工作,多由城市的發(fā)展和改革等相關(guān)部門牽頭組織實(shí)施。政府部門可在宏觀層面上,通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),減少能源消耗;調(diào)整能源結(jié)構(gòu),加大綠色能源比重等措施來實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展。本文重點(diǎn)從城市溫室氣體清單的角度出發(fā),將低碳城市建設(shè)細(xì)化到各城市管理部門,研究在城市現(xiàn)狀下,如何開展低碳城市的創(chuàng)建和管理。
工業(yè)部門
根據(jù)1994年氣候變化初始國家信息通報(bào),我國工業(yè)活動(dòng)引起的直接二氧化碳排放量占全社會(huì)各活動(dòng)排放總量的90%以上,工業(yè)部門的低碳管理,是低碳城市創(chuàng)建和管理中的重頭戲。工業(yè)活動(dòng)溫室氣體排放主要包括兩個(gè)方面:一是化石燃料的燃燒引起的溫室氣體排放,約占90%,其排放量主要受燃料類型、消耗量、碳含量以及燃燒的充分性等因素影響:二是工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的排放,包括水泥生產(chǎn)、石灰生產(chǎn)、鋼鐵生產(chǎn)、電石生產(chǎn)、己二酸生產(chǎn)、硝酸生產(chǎn)、鋁生產(chǎn)、鎂生產(chǎn)、電力設(shè)備生產(chǎn)、半導(dǎo)體生產(chǎn)、HCFC-22生產(chǎn)、HFC生產(chǎn)等,其排放量與工藝過程緊密相關(guān)。
相對于發(fā)達(dá)國家來說,現(xiàn)階段我國工業(yè)部門的能源消耗總量和能源強(qiáng)度均處于較高水平,能源利用效率仍有較大的提升空問和潛力。對于工業(yè)部門,在不影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)的前提下實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排,應(yīng)主要依靠技術(shù)進(jìn)步,制定能源技術(shù)政策,引導(dǎo)工業(yè)行業(yè)降低單位產(chǎn)品能耗,使用清潔、可持續(xù)能源系統(tǒng);優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)工藝,減少工藝過程溫室氣體排放量;大力發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和低碳產(chǎn)業(yè),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與調(diào)整。
從手段上,工業(yè)部門可聯(lián)合相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)和科研院所,開展提高化石燃料利用率、提高燃燒充分性、尋求低碳燃料替代解決方案等方面研究,開展節(jié)能減排典型示范,通過行業(yè)指導(dǎo)加強(qiáng)管理,進(jìn)而減少和控制溫室氣體的排放量。
交通部門
交通運(yùn)輸業(yè)的特性決定了其能源結(jié)構(gòu)以汽油、柴油和燃料油為主,這些化石燃料在燃燒過程中產(chǎn)生溫室氣體。其中主要來源為公路運(yùn)輸,影響因素有機(jī)動(dòng)車保有量、機(jī)動(dòng)車年運(yùn)行公里數(shù)和機(jī)動(dòng)車百公里油耗。
交通部門的低碳城市管理是一項(xiàng)綜合的系統(tǒng)工程,需要從人、貨、車、路等不同影響因素全面采取措施,構(gòu)建長效機(jī)制。第一,從人的角度,交通部門需要聯(lián)合居民生活部門,加強(qiáng)節(jié)能減排宣傳,提高市民的節(jié)能意識,多多選用現(xiàn)代通訊手段辦公,減少出行頻數(shù),通過制定實(shí)施相關(guān)經(jīng)濟(jì)政策,提高私家車使用成本,引導(dǎo)居民更多地選擇低碳出行方式。第二,從貨的角度,細(xì)化貨運(yùn)市場,實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)專業(yè)化規(guī)范化,提高裝卸效率、減少貨損貨差、保證運(yùn)輸質(zhì)量。第三,從車的角度,大力發(fā)展公共交通,使用節(jié)能型交通運(yùn)輸工具。第四,從路的角度,加強(qiáng)綜合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè),推進(jìn)節(jié)能型運(yùn)輸方式發(fā)展,提高運(yùn)輸中轉(zhuǎn)效率,實(shí)現(xiàn)無縫銜接。
就手段方面而言,交通部門需要完善并落實(shí)低碳交通相關(guān)法規(guī),加強(qiáng)低碳城市和低碳交通宣傳,強(qiáng)化企事業(yè)單位用車低碳節(jié)能監(jiān)管,科學(xué)規(guī)劃交通路網(wǎng)。
電力部門
中國電力行業(yè)的溫室氣體排放量遠(yuǎn)超發(fā)達(dá)國家和全球平均水平,在溫室氣體減排上有巨大潛力。電力行業(yè)的溫室氣體排放主要由火力發(fā)電廠燃煤產(chǎn)生,其排放量與火電裝機(jī)需發(fā)電量、燃料利用率等因素有關(guān)。
目前我國的電力能源結(jié)構(gòu)還是以煤電為主,所以電力部門的低碳城市管理,在積極尋求清潔發(fā)電技術(shù)、提高非化石能源裝機(jī)容量之外,還是要以煤電的高效化和清潔化作為低碳管理的重點(diǎn)。比如以超臨界、超超臨界為代表的高效發(fā)電技術(shù),以增壓流化床聯(lián)合循環(huán)、熱電聯(lián)產(chǎn)等為代表的清潔發(fā)電技術(shù),以及碳捕獲與埋存技術(shù)等。以超臨界、超超臨界機(jī)組為例,目前平均供電煤耗為315克/千瓦時(shí),比全國平均供電煤耗低30克/千瓦時(shí)。碳捕獲和封存技術(shù)可以有效地降低電廠的碳排放強(qiáng)度,滿足低碳排放的要求。
煤炭工業(yè)管理部門和油氣田管理部門
煤炭工業(yè)和油氣田工業(yè)溫室氣體排放主要由化石燃料燃燒和開采逃逸引起。煤炭工業(yè)管理部門和油氣田管理部門要積極推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整,淘汰落后產(chǎn)能和工藝;優(yōu)化生產(chǎn)布局,強(qiáng)化工序節(jié)能。另外,非常重要的一點(diǎn)是管理部門要充分重視科技創(chuàng)新,建立創(chuàng)新發(fā)展的政策和激勵(lì)機(jī)制,促進(jìn)節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新,通過優(yōu)化工藝減少化石燃料燃燒量。
對于煤炭開采加工引起的甲烷逃逸量,主要與甲烷的利用量有關(guān)。煤炭工業(yè)管理部門的低碳城市管理,應(yīng)重視煤炭工業(yè)管理水平,重點(diǎn)關(guān)注煤礦瓦斯的綜合利用,減少逃逸量。
對于油氣田系統(tǒng)的甲烷逃逸,油氣田管理部門應(yīng)優(yōu)化油氣田開采工藝,優(yōu)化油氣系統(tǒng),減少逃逸量。
城建部門
城建部門的溫室氣體排放主要由城市熱力供應(yīng)、建筑業(yè)的化石燃料燃燒,以及市政基礎(chǔ)設(shè)施用能引起。城市熱力方面,應(yīng)從提高燃料利用率,尋求清潔供暖技術(shù)、提高建筑物保溫性能等方面著手。
伴隨著我國當(dāng)前快速發(fā)展的城鎮(zhèn)化進(jìn)程,建筑領(lǐng)域的能耗和溫室氣體排放也在快速增長。從相關(guān)建筑材料生產(chǎn)到建筑竣工使用,即使不考慮建筑運(yùn)行能耗,建筑業(yè)總能耗占社會(huì)能耗的比例也較大。在建筑業(yè)方面,城建部門應(yīng)以建筑節(jié)能減排為重點(diǎn),堅(jiān)持節(jié)能減排與科技創(chuàng)新相結(jié)合,發(fā)展綠色建筑,從而減少建筑業(yè)溫室氣體排放量。
市政設(shè)施用能方面,城建部門應(yīng)重點(diǎn)考慮低碳節(jié)能設(shè)施建設(shè),比如節(jié)能公共照明等方面。
居民生活部門
居民生活的溫室氣體排放源包含居民烹飪爐灶化石燃料燃燒、居民用車化石燃料燃燒,以及居民生活用能等。溫室氣體的排放量與居民的消費(fèi)水平、環(huán)保意識有關(guān)。居民生活部門的低碳城市管理,應(yīng)該重點(diǎn)加大宣傳力度,引導(dǎo)居民選用低碳節(jié)能家電及灶具,節(jié)約用能,低碳出行,以減少溫室氣體的排放。
商業(yè)部門
商業(yè)活動(dòng)的溫室氣體排放源主要為服務(wù)業(yè)中的化石燃料燃燒(含用車)、生物質(zhì)燃料燃燒(如木炭燒烤),以及商業(yè)用電方面。商業(yè)部門的低碳城市管理應(yīng)依靠政府及相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)、商家以及消費(fèi)者三方的力量共同推動(dòng)商業(yè)部門的溫室氣體減排。商業(yè)部門通過健全法律法規(guī),加強(qiáng)監(jiān)管,推廣清潔能源,加大宣傳教育,推動(dòng)商家間溫室氣體減排借鑒,推行低碳認(rèn)證等方式實(shí)現(xiàn)商業(yè)活動(dòng)的溫室氣體減排。
林業(yè)部門
林業(yè)包含溫室氣體的排放和溫室氣體的吸收。森林砍伐或毀林引起林木燃燒產(chǎn)生二氧化碳,同時(shí)減少森林面積引起溫室氣體的吸收減少。林業(yè)部門的溫室氣體管理應(yīng)該從增加森林和綠化面積,減少森林砍伐和毀林方面著手。
城管部門
城管部門管理范圍內(nèi)的溫室氣體排放主要由生活垃圾填埋、生活垃圾焚燒、醫(yī)療廢物焚燒、生活污水處理等方面產(chǎn)生。城管部門的低碳城市管理,應(yīng)從加強(qiáng)生活垃圾填埋場管理,綜合利用填埋場填埋氣;大力推動(dòng)廢物焚燒發(fā)電并并人國家電網(wǎng);推動(dòng)污水處理甲烷回收利用等方面著手。
環(huán)境保護(hù)部門
在溫室氣體清單中,涉及環(huán)境保護(hù)部門的溫室氣體排放主要是危險(xiǎn)廢物焚燒和工業(yè)廢水處理。環(huán)境保護(hù)部門的低碳城市管理,應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注農(nóng)副食品加工業(yè)、食品制造業(yè)(包括酒業(yè)生產(chǎn))、飲料制造業(yè)、造紙及紙制品業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)等厭氧處理工業(yè)廢水產(chǎn)生的甲烷回收及利用,以減少溫室氣體的排放量。
同時(shí),環(huán)境保護(hù)部門作為對環(huán)境保護(hù)監(jiān)督管理的主管部門,勢必肩負(fù)著協(xié)同以上多個(gè)政府管理部門開展溫室氣體減排工作的重要使命。環(huán)境保護(hù)部門應(yīng)該加強(qiáng)對以上各個(gè)管理部門管轄范圍的各種溫室氣體減排任務(wù)的監(jiān)督指導(dǎo),使各個(gè)管理部門間形成合力,共同促進(jìn)城市溫室氣體減排,完成低碳城市的成功創(chuàng)建與有效管理。結(jié)語
低碳城市是我國城市化必須經(jīng)歷的一個(gè)過程,是決定中長期經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展成效的重要因素。創(chuàng)建低碳城市,把低碳理念融人經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市建設(shè)和人民生活之中,有助于提高資源利用效率,建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì),減緩氣候變化。創(chuàng)建低碳城市需要重視和發(fā)揮城市各個(gè)管理部門的重要作用,舉城市政府和部門之合力,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,宣傳和普及低碳理念,減少溫室氣體排放量,減緩氣候變暖。
主要
參考文獻(xiàn)
[1]IPCC. 2006 IPCC Guidelines forNational Greenhouse Gas Inventories[R].2006.
[2]國家發(fā)展改革委應(yīng)對氣候變化司等,省級溫室氣體清單編制指南(試行)[R].2011.
[3]國家發(fā)展改革委員會(huì),中華人民共和國氣候變化初始國家信息通報(bào)[EB/OL].2004-11-19. nc. ccchina. gov. cn/web/Newslnfo. asp?Newsld=336
[4]劉紅光,劉衛(wèi)東,中國工業(yè)燃燒能源導(dǎo)致碳排放的因素分解[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2009, 28(2): 285-292.
[5]劉長信.中國工業(yè)化進(jìn)程中的碳排放:影響因素、減排潛力及預(yù)測[D].大連:東北財(cái)經(jīng)大學(xué),2010:43.
[6]狄鵬.西安市交通低碳化路徑選擇研究[D].西安:長安大學(xué),2013:38-42.
中圖分類號S168文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1002-2104(2016)07-0093-08doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2016.07.012
20世紀(jì)90年代以來,全球氣候變化成為人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展所面臨的重大挑戰(zhàn),畜禽溫室氣體排放日益受到社會(huì)各界的關(guān)注。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)2006年的報(bào)告顯示,每年由牛、羊、馬、駱駝、豬和家禽排放溫室氣體的CO2當(dāng)量占全球排放量的18%[1]。而世界觀察研究所2009年的報(bào)告指出,全球牲畜及其副產(chǎn)品排放溫室氣體的CO2當(dāng)量約占全球總排放量的51%[2],幾乎是FAO估算量的3倍。可見,畜禽已成為重要的溫室氣體排放源,而畜禽溫室氣體主要源于動(dòng)物腸道CH4排放、動(dòng)物糞便處理過程中產(chǎn)生的CH4和N2O[3],從動(dòng)物類型來看,反芻動(dòng)物產(chǎn)生的溫室氣體排放最多,其次為豬,最少的是雞[4]。
國內(nèi)外學(xué)者對畜禽溫室氣體排放量的測算及其影響因素進(jìn)行了大量研究。在畜禽溫室氣體排放測算方面,董紅敏[5]等采用OECD的測算方法對中國三個(gè)時(shí)點(diǎn)(1980年、1985年、1990年)的反芻類動(dòng)物CH4排放量進(jìn)行了估算;FAO[1]利用IPCC的方法和系數(shù),估算了中國2004年主要畜禽的溫室氣體排放量;Zhou[6]等測算了中國1949-2003年畜禽的溫室氣體排放量;胡向東[7]等測算了中國2000-2007年以及各省區(qū)2007年畜禽溫室氣體排放量,結(jié)果表明,2000-2007年中國畜禽溫室氣體排放量總體呈下降趨勢,各省區(qū)畜禽溫室氣體排放量呈現(xiàn)區(qū)域集點(diǎn);閔繼勝[8]等測算了中國1991-2008年以及各省份畜牧業(yè)溫室氣體排放量,結(jié)果表明,1991年以來,中國畜牧CH4和N2O排放量均呈先升后降的趨勢;尚杰[9]等測算了1993-2011年中國畜禽溫室氣體排放量,結(jié)果表明,中國畜禽的CH4排放量整體呈波動(dòng)上升趨勢,N2O排放量持續(xù)增加。在畜禽溫室氣體排放的影響因素方面,譚秋成[10]研究表明,由于技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)效率的提高,單位肉類和牛奶排放的溫室氣體均有大幅度下降;陳瑤[11]等研究表明,經(jīng)濟(jì)因素是影響我國畜牧業(yè)溫室氣體排放的最大因素,短期內(nèi)效率因素是我國畜牧業(yè)低碳化發(fā)展的最主要誘因,而從長期來看勞動(dòng)力因素是我國畜牧業(yè)低碳化發(fā)展的最主要因素;尚杰[9]等研究表明,動(dòng)物腸道發(fā)酵CH4、N2O排放的影響因素主要取決于動(dòng)物種類、飼料特性、飼養(yǎng)方式和糞便管理方式等。
以上研究取得了有價(jià)值的結(jié)論,為本文深入研究提供了重要的參考數(shù)據(jù)和研究方法。但存在以下可以改進(jìn)之處:一是研究對象大多側(cè)重于國家層面畜禽溫室氣體排放量的測算,全面把握中國畜禽溫室氣體排放變化規(guī)律,不僅從總體上刻畫其演變特征,更要分析區(qū)域差異;二是關(guān)于畜禽溫室氣體排放成因研究未及深入展開,考慮到畜禽溫室氣體排放的區(qū)域差異性,有必要對各地區(qū)畜禽溫室氣體排放的影響因素進(jìn)行分析,以便找到進(jìn)一步降低畜禽溫室氣體排放的方向和對策。基于此,本文測算分析了1991-2013年中國畜禽溫室氣體時(shí)空變化規(guī)律,并運(yùn)用LMDI模型從溫室氣體排放強(qiáng)度、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)水平和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力等方面進(jìn)行因素分解,揭示畜禽溫室氣體排放時(shí)空變化的成因。
陳蘇等:中國畜禽溫室氣體排放時(shí)空變化及影響因素研究中國人口?資源與環(huán)境2016年第7期1研究方法及數(shù)據(jù)來源
1.1畜禽溫室氣體排放量的測算方法
畜禽溫室氣體排放主要包括畜禽胃腸道內(nèi)發(fā)酵的CH4、畜禽糞便處理產(chǎn)生的CH4和N2O和畜禽飼養(yǎng)過程中對化石能源等消耗產(chǎn)生的CO2[12]。鑒于畜禽生產(chǎn)過程中化石能源消耗相關(guān)數(shù)據(jù)的缺乏,本文選取牛、羊、馬、騾、驢、駱駝、生豬、家禽和兔等動(dòng)物作為研究對象,測算中國及各省(區(qū)、市)畜禽溫室氣體排放量,其具體的測算方法如下:
式中,C、CCH4和CN2O分別為畜禽溫室氣體排放量、CH4和N2O排放量;21和310分別為CH4和N2O轉(zhuǎn)化為CO2當(dāng)量的轉(zhuǎn)化系數(shù);Ni表示第i種畜禽的平均飼養(yǎng)量;αi和βi表示第i種畜禽的CH4和N2O排放因子。由于畜禽飼養(yǎng)周期不同,需要對畜禽年平均飼養(yǎng)量進(jìn)行調(diào)整,參考胡向東[7]的計(jì)算方法。當(dāng)出欄率大于或等于1時(shí),畜禽年平均飼養(yǎng)量用出欄量除以365再乘以其生命周期,主要有生豬、家禽和兔,生命周期分別為200天[7]、55天[13]和105天[7];當(dāng)出欄率小于1時(shí),畜禽年平均飼養(yǎng)量用本年末的存欄量表示,為消除單個(gè)時(shí)間點(diǎn)的影響,采取畜禽上年年末存欄量和本年末存欄量的平均數(shù)表示。借鑒已有研究關(guān)于各畜禽的溫室氣體排放系數(shù),CH4排放系數(shù)來源于2006年IPCC國家間溫室氣體排放指南[14],N2O排放系數(shù)來源于胡向東[7],具體的排放系數(shù)見表1。
1.2畜禽溫室氣體排放影響因素的LMDI分解
因素分解方法作為研究事物變化特征及其作用機(jī)理的一種分析框架,在環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中得到廣泛的應(yīng)用。通行的分解方法主要有兩類,一類是指數(shù)分解方法(Index Decomposition Analysis,IDA),另一類是結(jié)構(gòu)分解方法(Structural Decomposition Analysis,SDA)。SDA方法利用投入產(chǎn)出表,以消費(fèi)系數(shù)矩陣為基礎(chǔ),對數(shù)據(jù)要求較高;而IDA方法只需部門加總數(shù)據(jù),適合分解含有較少因素的、包含時(shí)間序列數(shù)據(jù)的模型。IDA方法包括Laspeyres指數(shù)分解與Divisia指數(shù)分解等,但兩者分解不徹底,存在分解剩余項(xiàng),Ang[15]等在綜合比較了各種IDA方法基礎(chǔ)上,提出了對數(shù)平均迪氏指數(shù)法(Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI),該方法最大特點(diǎn)在于不會(huì)產(chǎn)生分解剩余項(xiàng),且允許數(shù)據(jù)中包含零值。因此,本文選用LMDI從溫室氣體排放強(qiáng)度、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)水平和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力等方面量化分解影響畜禽溫室氣體排放的因素[16]。結(jié)合現(xiàn)有研究成果,將畜禽溫室氣體排放分解為:
C=CLS×LSAGRI×AGRIP×P(2)
式(2)中,C為畜禽溫室氣體排放量,LS為畜牧業(yè)產(chǎn)值,AGRI為農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值,P為農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的數(shù)量。對各個(gè)分解因素進(jìn)行定義,定義EI=C/LS為畜禽溫室氣體排放強(qiáng)度,即畜禽溫室氣體排放量與畜牧業(yè)產(chǎn)值之比;定義CI=LS/AGRI為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),即畜牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值比重;定義SI=AGRI/P為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)水平,即農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的人均農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值。則(2)式可進(jìn)一步表述為:
C=EI×CI×SI×P(3)
由于LMDI的“乘積分解”和“加和分解”最終結(jié)果一致,而后者能較為清晰的分解出影響因素,因此,本文采用
放系數(shù)腸道發(fā)酵1.0068.0051.4018.0010.0046.005.000.254-糞便管理3.5016.001.501.640.901.920.160.080.02N2O
排放系數(shù)糞便管理0.531.001.371.391.391.390.330.020.02注:非奶牛取黃牛和水牛的平均值;羊取山羊和綿羊的平均數(shù);家禽取雞、鴨、鵝和火雞的平均數(shù)。“加和分解”的方法(詳細(xì)推導(dǎo)過程可參閱Ang[17]etc):
ΔC=Ct-C0=ΔEI+ΔCI+ΔSI+ΔP(4)
式(4)中,C0為基期畜禽溫室氣體排放總量,Ct為T期溫室氣體排放總量,ΔC為畜禽溫室氣體排放總量變化。這種變化可分解為:ΔEI表示單位畜牧業(yè)產(chǎn)值排放溫室氣體變化,即強(qiáng)度效應(yīng);ΔCI表示單位農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值的畜牧業(yè)產(chǎn)值變化,即結(jié)構(gòu)效應(yīng);ΔSI表示人均農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值變化,即經(jīng)濟(jì)效應(yīng);ΔP表示農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力變化,即勞動(dòng)力效應(yīng)。由此,畜禽溫室氣體變化直接受制于4種因素的變化。其具體表達(dá)式分別為:
若ΔEI、ΔCI、ΔSI和ΔP的系數(shù)為正值,說明該效應(yīng)對畜禽溫室氣體排放起到促進(jìn)作用,反之,則起到抑制作用。
1.3數(shù)據(jù)來源及整理
本文以生豬、牛、馬、騾、驢、駱駝、羊、兔和家禽為研究對象,選取30個(gè)省(區(qū)、市)(其中重慶市數(shù)據(jù)合并到四川省數(shù)據(jù)內(nèi))畜禽的出欄量、存欄量、畜牧業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值以及農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力數(shù)量等數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)來自于《中國農(nóng)業(yè)年鑒》、《中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國畜牧業(yè)年鑒》。考慮到產(chǎn)值不具有縱向可比性,因此本文中的畜牧業(yè)產(chǎn)值和農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值以1990年為基準(zhǔn)年,換算為可比的實(shí)際產(chǎn)值。
2結(jié)果分析
2.1中國畜禽溫室氣體排放時(shí)序變化
2.1.1畜禽溫室氣體排放的階段變化
依據(jù)畜禽溫室氣體排放測算公式、各個(gè)畜禽溫室氣體排放系數(shù)和畜禽的出欄、存欄相關(guān)數(shù)據(jù),量化測算了中國1991-2013年的畜禽溫室氣體排放情況,并將其轉(zhuǎn)化為CO2當(dāng)量(圖1)。圖1表明,1991-2013年畜禽溫室氣體排放大致分為3個(gè)階段,在此基礎(chǔ)上,各階段溫室氣體排放總量變化及各效應(yīng)的影響程度見表2。
第一階段(1991-1996年),畜禽溫室氣體排放量快速上升。由1991年的2 746.82萬t上升到1996年的3 746.16萬t,增加了999.34萬t。該時(shí)期經(jīng)濟(jì)效應(yīng)是促進(jìn)溫室氣體排放最主要推動(dòng)力為2 254.88萬t;其他對溫室氣體排放起到抑制作用,其中強(qiáng)度效應(yīng)抑制作用最大,為-939.47萬t,其次是勞動(dòng)力效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng),分別為圖11991-2013年中國畜禽溫室氣體排放
總量變化趨勢
第二階段(1997-2006年),畜禽溫室氣體排放量穩(wěn)定上升。受金融危機(jī)、通貨緊縮等因素影響,1997年畜禽平均飼養(yǎng)量較上一年大幅度下降,強(qiáng)度效應(yīng)抑制作用為-451.53萬t,經(jīng)濟(jì)效應(yīng)抑制作用為-202.35萬t,實(shí)現(xiàn)了492.17萬t畜禽溫室氣體的減排,隨后逐年增加,到2006年畜禽溫室氣體排放總量達(dá)到峰值,為4 228.50萬t,增加了482.34萬t(需要說明的是:這里峰值出現(xiàn)的時(shí)間與胡向東等測算的結(jié)果不同,主要原因是后者2006年畜禽數(shù)據(jù)根據(jù)第二次農(nóng)業(yè)普查結(jié)果進(jìn)行了調(diào)整,而本文畜禽數(shù)據(jù)來源于《中國農(nóng)業(yè)年鑒》,以保證數(shù)據(jù)來源的統(tǒng)一性)。該時(shí)期經(jīng)濟(jì)效應(yīng)對溫室氣體排放促進(jìn)作用最大,為801.21萬t,其次是強(qiáng)度效應(yīng),為171.18萬t。勞動(dòng)力效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)對溫室氣體排放起到不同程度的抑制作用,分別為-329.14萬t和-160.91萬t。
第三階段(2007-2013年),畜禽溫室氣體排放總量呈波動(dòng)下降趨勢。受飼養(yǎng)周期、飼料成本上漲、畜禽疫病(豬藍(lán)耳病)及南方冰雪災(zāi)害等多種因素影響,2007年和2008年散戶平均飼養(yǎng)量顯著下降,強(qiáng)度效應(yīng)抑制作用顯著,分別為-845.23萬t和-731.03萬t,實(shí)現(xiàn)了830.70萬t畜禽溫室氣體的減排。隨后國家出臺了一系列支持畜禽轉(zhuǎn)型發(fā)展的政策,中國畜禽發(fā)展方式在逐年轉(zhuǎn)變,到2013年畜禽溫室氣體排放總量為3 542.48萬t,減少了686.02萬t。該時(shí)期強(qiáng)度效應(yīng)對溫室氣體排放抑制作用最大,為-1 933.07萬t,其次是勞動(dòng)力效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng),分別為-255.96萬t和-133.83萬t;而經(jīng)濟(jì)效應(yīng)促進(jìn)作用顯著,為1 636.84萬t。
總體來看,1991-2013年,經(jīng)濟(jì)效應(yīng)對畜禽溫室氣體排放促進(jìn)作用最大,為4 692.93萬t;而強(qiáng)度效應(yīng)抑制作用最大,為-2 701.36萬t,其次是勞動(dòng)力效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng),分別為-771.85萬t和-424.06萬t。
度呈顯著的波動(dòng)性(見圖2)。從強(qiáng)度效應(yīng)累計(jì)貢獻(xiàn)值演變趨勢來看,該效應(yīng)對抑制畜禽溫室氣體排放的貢獻(xiàn)呈倒“U”,且近幾年其抑制作用呈增強(qiáng)趨勢。1991-1997年,在國家宏觀調(diào)控和環(huán)境治理影響下,強(qiáng)度效應(yīng)抑制作用不斷加強(qiáng),累計(jì)減少了1 391.00萬t溫室氣體;1998-2006年,受國際環(huán)境、高致病性禽流感以及國內(nèi)農(nóng)業(yè)政策支持乏力等因素影響,規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖進(jìn)程緩慢[18],強(qiáng)度效應(yīng)抑制作用放緩;2007-2013年,隨著畜禽業(yè)以散養(yǎng)模式為主向現(xiàn)代養(yǎng)殖模式(專業(yè)戶模式和規(guī)模化模式)轉(zhuǎn)變,畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖推進(jìn)為溫室氣體排放的實(shí)施提供可能[7],強(qiáng)度效應(yīng)抑制作用呈增強(qiáng)趨勢,該時(shí)期累計(jì)實(shí)現(xiàn)1 933.07萬t畜禽溫室氣體的減排,占其總效應(yīng)的281%。
勞動(dòng)力效應(yīng)是僅次于強(qiáng)度效應(yīng),是抑制畜禽溫室氣體排放的另一重要因素。該效應(yīng)累計(jì)貢獻(xiàn)值呈波動(dòng)下降趨勢,抑制作用越來越明顯。隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的深入推進(jìn),農(nóng)業(yè)比較效益顯著降低,農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力不斷轉(zhuǎn)移到非農(nóng)產(chǎn)業(yè),農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力減少導(dǎo)致散養(yǎng)戶大量退出,為畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖提供可能;此外,伴隨著畜禽養(yǎng)殖的規(guī)模化發(fā)展和管理模式的不斷創(chuàng)新,對從事畜禽勞動(dòng)力的素質(zhì)有更高要求,進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)移更多的畜禽從業(yè)勞動(dòng)力,單位勞動(dòng)力產(chǎn)出大大增加,促進(jìn)了畜禽溫室氣體的減排。1991-2013年,勞動(dòng)力效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了771.85萬t畜禽溫室氣體的減排。
結(jié)構(gòu)效應(yīng)累計(jì)貢獻(xiàn)大致呈現(xiàn)低水平徘徊再高水平徘徊再波動(dòng)下降階段性特征,對畜禽溫室氣體排放的抑制作用也越來越明顯。1991-1997年,結(jié)構(gòu)效應(yīng)對畜禽溫室氣體排放累計(jì)貢獻(xiàn)處于低水平,年均累計(jì)貢獻(xiàn)為-54.35萬t;1998-2003年,1998年發(fā)生的長江全流域特大洪災(zāi),西南地區(qū)、長江中下游地區(qū)畜禽養(yǎng)殖遭受巨大破壞,全國畜牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值較1997年下降了2.28%,結(jié)構(gòu)效應(yīng)累計(jì)凈貢獻(xiàn)為-290萬t,隨后幾年受農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響,畜禽發(fā)展緩慢,結(jié)構(gòu)效應(yīng)累計(jì)貢獻(xiàn)處于較高水平,年均為-269.24萬t;2004-2013年,結(jié)構(gòu)效應(yīng)的抑制作用越來越明顯,但波動(dòng)性較大。主要是因?yàn)椋皇前殡S著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,畜牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值由2004年2471%下降到2013年22.10%,下降了2.61%;二是城鎮(zhèn)居民日益增長的畜禽產(chǎn)品消費(fèi),畜牧業(yè)在農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位進(jìn)一步提升。在這雙重影響下,該時(shí)期結(jié)構(gòu)效應(yīng)的抑制作用波動(dòng)較大。
經(jīng)濟(jì)效應(yīng)累計(jì)貢獻(xiàn)總體上經(jīng)歷了先快速上升再緩慢下降再逐步上升的變化趨勢。1991-1996年,市場化改革取得重大進(jìn)步,農(nóng)業(yè)得到了快速發(fā)展,經(jīng)濟(jì)效應(yīng)累計(jì)貢獻(xiàn)快速上升,增加了2 254.88萬t畜禽溫室氣體;1997-2000年,受亞洲金融危機(jī)、通貨緊縮及自然災(zāi)害等因素影響,農(nóng)業(yè)發(fā)展外部環(huán)境不佳,經(jīng)濟(jì)效應(yīng)累計(jì)貢獻(xiàn)緩慢下降,減少了502.53萬t畜禽溫室氣體。2001-2013年,經(jīng)濟(jì)效應(yīng)累計(jì)貢獻(xiàn)逐步上升,基本呈指數(shù)增長的趨勢,增加了 2 940.57萬t畜禽溫室氣體。主要是因?yàn)椋S著經(jīng)濟(jì)增長和人均收入穩(wěn)定提高,城鄉(xiāng)居民膳食結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,對動(dòng)物性食品的消費(fèi)需求不斷增加,從而帶動(dòng)畜牧業(yè)的發(fā)展,畜禽溫室氣體排放不斷增加。由此可見,未來一段時(shí)間內(nèi),伴隨經(jīng)濟(jì)繼續(xù)平穩(wěn)發(fā)展和城鄉(xiāng)居民收入倍增計(jì)劃的實(shí)施并得到實(shí)現(xiàn),經(jīng)濟(jì)效應(yīng)依然是導(dǎo)致畜禽溫室氣體排放的最主要因素。
2.2中國畜禽溫室氣體排放的空間分異
2.2.1畜禽溫室氣體排放的空間比較
由于中國各省(區(qū)、市)資源稟賦差異及畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)不同,畜禽溫室氣體排放呈現(xiàn)不同的空間差異,受篇幅限制,本文只列出部分年份畜禽溫室氣體排放位居前10位的省(區(qū)、市)(表3)。
從表3可以看出,1991-2013年,畜禽溫室氣體排放大省(區(qū)、市)沒有顯著變化,排名前10位省(區(qū)、市)畜禽溫室氣體排放量占全國排放總量的比重約為57%-60%,說明中國畜禽溫室氣體排放的區(qū)域集中度較高。其中,四川和河南一直占據(jù)中國畜禽溫室氣體排放前三名,對畜禽溫室氣體排放貢獻(xiàn)最大。山東、云南和內(nèi)蒙古等省(區(qū)、市)的畜禽溫室氣體排放也一直靠前。
2.2.2畜禽溫室氣體排放各效應(yīng)的空間差異
從1991-2013年中國省域強(qiáng)度效應(yīng)來看(表4),除天津強(qiáng)度效應(yīng)對畜禽溫室氣體排放起促進(jìn)作用外,各省(區(qū)、市)均起到抑制作用。其中,四川、青海和云南規(guī)模化養(yǎng)殖處于發(fā)展階段[18],強(qiáng)度效應(yīng)提升空間大,從而表現(xiàn)出對畜禽溫室氣體排放抑制作用顯著,分別為-279.56萬 t、-221.94萬 t和-212.59萬 t。除北京、上海、海南和寧夏因行政區(qū)劃原因,強(qiáng)度效應(yīng)對畜禽溫室氣體排放抑制作用較小外,遼寧、吉林和黑龍江規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖程度較高,但缺少對規(guī)模化養(yǎng)殖的畜禽排泄物處理設(shè)施的改進(jìn)[18],強(qiáng)度效應(yīng)的抑制作用較小,分別為-17.98萬 t、-25.38萬 t和-27.87萬 t;剩余20個(gè)省(區(qū)、市)強(qiáng)度效應(yīng)對畜禽溫室氣體排放抑制作用介于-200~-30萬 t之間。
從結(jié)構(gòu)效應(yīng)來看,山東、四川和黑龍江屬于糧食主產(chǎn)區(qū),隨著國家出臺了一系列促進(jìn)糧食生產(chǎn)的政策,畜牧業(yè)占農(nóng)業(yè)比重不斷下降,分別下降了43.77%、22.51%和
從經(jīng)濟(jì)效應(yīng)來看,各省(區(qū)、市)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)對畜禽溫室氣體排放均起到促進(jìn)作用,但作用強(qiáng)度有差異。四川、河南、內(nèi)蒙古、山東、云南、湖南和河北畜禽溫室氣體排放位居全國前10位(見表3),屬于畜牧業(yè)大省,但畜禽養(yǎng)殖方式仍以傳統(tǒng)成分占主導(dǎo),高投入、高排放發(fā)展模式依舊普遍存在,經(jīng)濟(jì)效應(yīng)促進(jìn)作用較大,分別為612.98萬 t、313.64萬 t、271.28萬 t、269.47萬 t、234.54萬 t、220.69萬 t和220.20萬 t;而天津、上海和北京經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對較高,但土地面積小,用于養(yǎng)殖空間有限,畜禽養(yǎng)殖方式向集約化、標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)變[12] ,經(jīng)濟(jì)效應(yīng)促進(jìn)作用較小,分別為10.18萬 t、11.88萬 t和13.97萬 t;海南促進(jìn)作用也較小,為1289萬 t;剩余19個(gè)省(區(qū)、市)對畜禽溫室氣體排放促進(jìn)作用介于60-200萬 t之間。
從勞動(dòng)力效應(yīng)來看,新疆、黑龍江和內(nèi)蒙古作為全國畜禽產(chǎn)品的主要來源地,畜禽產(chǎn)品又是勞動(dòng)密集型產(chǎn)品,為滿足日益增加的畜禽產(chǎn)品需求,勞動(dòng)力投入不斷增加,分別增加了172.84萬人、182.7萬人和49.92萬人,勞動(dòng)力效應(yīng)對畜禽溫室氣體排放促進(jìn)作用顯著,分別為7291萬 t、3113萬 t和1882萬 t;、云南、海南、遼寧、吉林和山西對畜禽溫室氣體排放促進(jìn)作用介于0-10萬 t之間。四川、湖北、江蘇和山東經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高,非農(nóng)就業(yè)機(jī)會(huì)多,畜禽養(yǎng)殖比較效益低,勞動(dòng)力大量流出,造成散養(yǎng)戶空欄或轉(zhuǎn)產(chǎn),為規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖提供了可能,勞動(dòng)力效應(yīng)抑制作用顯著,分別為-17055萬 t、-5610萬 t、-5294萬 t和-4686萬 t;剩余17個(gè)省(區(qū)、市)對畜禽溫室氣體排放抑制作用介于-40-0萬 t之間。
3結(jié)論與討論
本文基于LMDI模型系統(tǒng)分析了1991-2013年中國畜禽溫室氣體排放時(shí)空變化及其因素貢獻(xiàn),揭示了強(qiáng)度效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和勞動(dòng)力效應(yīng)對畜禽溫室氣體總效應(yīng)的貢獻(xiàn),并識別了不同時(shí)段以及省域畜禽溫室氣體排放量變化的顯著性貢獻(xiàn)因素。結(jié)果表明:
(1)從時(shí)間維度來看,1991-2013年,中國畜禽溫室氣體排放經(jīng)歷了先快速上升后穩(wěn)定上升再波動(dòng)下降的變化特征,總體呈上升趨勢。經(jīng)濟(jì)效應(yīng)對畜禽溫室氣體排放表41991-2013年中國省域畜禽溫室氣體排放影響因素分解
效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)。期間,經(jīng)濟(jì)效應(yīng)促進(jìn)作用的累計(jì)貢獻(xiàn)呈指數(shù)增長,而強(qiáng)度效應(yīng)抑制作用的累計(jì)貢獻(xiàn)呈倒“U”,是近幾年畜禽溫室氣體增長趨勢有所減緩的主要原因,勞動(dòng)力效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)抑制作用不斷加強(qiáng)。
(2)從空間維度來看,中國畜禽溫室氣體排放的區(qū)域集中度較高,四川、河南、山東、云南和內(nèi)蒙古等省(區(qū)、市)畜禽溫室氣體排放一直位居全國前列。省域各效應(yīng)作用方向和程度差異顯著,四川、青海和云南強(qiáng)度效應(yīng)抑制作用較大,遼寧、吉林和黑龍江抑制作用較小;山東、四川和黑龍江結(jié)構(gòu)效應(yīng)抑制作用顯著,新疆和青海促進(jìn)作用明顯;四川、河南、內(nèi)蒙古、山東、云南、湖南和河北經(jīng)濟(jì)效應(yīng)促進(jìn)作用較大,天津、上海、海南和北京促進(jìn)作用較小;四川、湖北、江蘇和山東勞動(dòng)力效應(yīng)抑制作用顯著,新疆、黑龍江和內(nèi)蒙古促進(jìn)作用明顯。
強(qiáng)度效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和勞動(dòng)力效應(yīng)空間上的疊加,形成了畜禽溫室氣體排放總效應(yīng)的空間差異。未來中國畜禽溫室氣體減排的空間發(fā)展策略有以下幾點(diǎn):①四川、青海和云南等省(區(qū)、市)提高畜禽養(yǎng)殖的規(guī)模化、集約化和標(biāo)準(zhǔn)化,在減少散戶養(yǎng)殖方式同時(shí)降低單位畜禽溫室氣體排放水平,有效提升畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)出效率;遼寧、吉林和黑龍江等省(區(qū)、市)應(yīng)制定特定性綜合措施,強(qiáng)化畜禽糞便清潔處理技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。②新疆、青海、云南、陜西和江西等省(區(qū)、市)應(yīng)充分發(fā)揮資源稟賦優(yōu)勢,優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),實(shí)行農(nóng)牧業(yè)有機(jī)結(jié)合型畜牧業(yè)。③四川、河南、內(nèi)蒙古、山東、云南、湖南和河北等省(區(qū)、市)要切實(shí)轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,加快推進(jìn)低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益三者統(tǒng)籌兼顧,促進(jìn)畜牧經(jīng)濟(jì)與氣候資源環(huán)境的全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。④新疆、黑龍江和內(nèi)蒙古等省(區(qū)、市)草地資源豐富、奶牛業(yè)較為發(fā)達(dá),因此,積極發(fā)展飼料加工業(yè)和牛奶加工業(yè),推動(dòng)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移。
參考文獻(xiàn)(References)
[1]FAO. Livestock long shadow[R]. 2006: 97-110.
[2]GOODLAND R, ANHANG J. Livestock and climate change[J]. World watch, 2009, 22(6): 10-19.
[3]OLESEN J E, SCHELDE K, WEISKE A. Modelling greenhouse gas emissions from european conventional and organic dairy farms[J]. Agrriculture, ecosystems and environment, 2006, 112: 207-220.
[4]IPCC. Greenhouse gas inventory reference manual: Revised 1996 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories[R]. 1996.
[5]董紅敏, 林而達(dá), 楊其長. 中國反芻動(dòng)物甲烷排放量的初步估算及減緩技術(shù)[J]. 農(nóng)村生態(tài)環(huán)境, 1995, 11(3):4-7.[DONG Hongmin, LIN Erda, YANG Qichang. Methane emitted from ruminants in China and mitigation technologies[J]. Rural ecoenvironment, 1995, 11(3):4-7.]
[6]ZHOU J B, JIANG M M, CHEN G Q. Estimation of methane and nitrous oxide emission from livestock and poltey in China during 1949-2003[J]. Energy policy, 2007, 35:3759-3767.
[7]胡向東, 王濟(jì)民. 中國畜禽溫室氣體排放量估算[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2010, 26(10):247-252.[HU Xiangdong, WANG Jimin. Estimation of livestock greenhouse gases discharge in China[J]. Transactions of the CSAE, 2010, 26(10): 247-252.]
[8]閔繼勝, 胡浩. 中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)溫室氣體排放量的測算[J]. 中國人口?資源與環(huán)境, 2012, 22(7): 21-27.[MIN Jisheng, HU Hao. Caculation of greenhouse gases emission from agricultural production in China[J]. China population, resources and environment, 2012, 22(7): 21-27.]
[9]尚杰, 楊果, 于法穩(wěn). 中國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量測算及影響因素研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2015, 23(3): 354-364.[SHANG Jie, YANG Guo, YU Fawen. Agricultural greenhouse gases emissions and influencing factors in China[J]. Chinese journal of ecoagriculture, 2015, 23(3): 354-364.]
[10]譚秋成. 中國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放: 現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)[J]. 中國人口?資源與環(huán)境, 2011, 21(10): 69-75.[TAN Qiucheng. Greenhouse gas emission in Chinas agriculture: situation and challenge[J]. China population, resources and environment, 2011, 21(10): 69-75.]
[11]陳瑤, 尚杰. 中國畜牧業(yè)脫鉤分析及影響因素研究[J]. 中國人口?資源與環(huán)境, 2014, 24(3): 101-107.[CHEN Yao, SHANG Jie. Disconnect analysis and influence factors of animal husbandry in China[J]. China population, resources and environment, 2014, 24(3): 101-107.]
[12]劉月仙, 劉娟, 吳文良. 北京地區(qū)畜禽溫室氣體排放的時(shí)空變化特征[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2013, 21(7): 891-897.[LIU Yuexian, LIU Juan, WU Wenlang. Spatiotemporal dynamics of greenhouse gases emissions from livestock and poultry in Beijing Area during 1978-2009[J]. Chinese journal of ecoagriculture, 2013, 21(7): 891-897.]
[13]劉培芳, 陳振樓, 許世遠(yuǎn),等. 長江三角洲城郊畜禽糞便的污染負(fù)荷及其防治對策[J]. 長江流域資源與環(huán)境, 2002, 11(5):456-460.[LIU Peifang, CHEN Zhenlou, XU Shiyuan, et al. Waste loading and treatment strategies on the excreta of domestic animals in the Yangtze Delta[J]. Resources and environment in the Yangtze Basin, 2002, 11(5):456-460.]
[14]IPCC. IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories Volume 4: agriculture, forestry and other land use[R]. Geneva, Switzerland: IPCC, 2006.
[15]ANG B W, LIU F L. A new energy decomposition method: perfect in decomposition and consistent in aggregation[J]. Energy, 2001, 26: 537-548.
調(diào)查結(jié)果:
造成大氣污染的途徑主要是工業(yè)生產(chǎn)與交通工具排放的廢氣和塵埃,工業(yè)生產(chǎn)排放出的塵埃顆粒物還吸附了許多有毒有害的物質(zhì)。這些污染物在大氣中還會(huì)發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng),生成更多的污染物,形成二次污染。二氧化硫是大氣污染物中最普遍的一種,它在大氣中通過反應(yīng)可形成硫酸煙霧,甚至形成酸雨。氮氧化合物、一氧化碳和碳?xì)浠衔镆彩谴髿庵谐R姷奈廴疚铮鼈冊陉柟庀拢l(fā)生光化學(xué)反應(yīng),可形成光化學(xué)煙霧。
在干靜的大氣中,痕量氣體的組成是微不足道的。但是在一定范圍的大氣中,出現(xiàn)了原來沒有的微量物質(zhì),可能對人、動(dòng)物、植物及物品、材料產(chǎn)生危害。當(dāng)大氣中污染物質(zhì)的濃度達(dá)到有害程度,以至破壞生態(tài)系統(tǒng)和人類正常生存和發(fā)展的條件,對人或物造成危害的現(xiàn)象叫做大氣污染。造成大氣污染的原因,既有自然因素又有人為因素,尤其是人為因素,如工業(yè)廢氣、燃燒、汽車尾氣和核爆炸等。隨著人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和生產(chǎn)的迅速發(fā)展,在大量消耗能源的同時(shí),也將大量的廢氣、煙塵物質(zhì)排入大氣,嚴(yán)重影響了大氣環(huán)境的質(zhì)量,特別是在人口稠密的城市和工業(yè)區(qū)域。大氣污染的來源很多,如:日益增多的汽車是城市大氣污染的主要來源;北京的冬日由于燃煤取暖造成大氣污染;化工廠往往會(huì)散發(fā)出很濃的刺激性氣味對人體危害嚴(yán)重;灰色煙塵主要來自水泥廠、石灰生產(chǎn)廠;黑色煙塵里含有大量焦油、碳黑,主要來自燃煤、燃石油工業(yè);采礦爆破是大氣中粉塵的一個(gè)人為來源。中國的北京和美國芝加哥市的城市污染狀況都很嚴(yán)重。
燃料中含有各種復(fù)雜的成分,在燃燒后產(chǎn)生各種有害物質(zhì),即使不含雜質(zhì)的燃料達(dá)到完全燃燒,也要產(chǎn)生水和二氧化碳,正因?yàn)槿剂先紵勾髿庵械亩趸紳舛炔粩嘣黾樱茐牧俗匀唤缍趸嫉钠胶猓瑥亩l(fā)“溫室效應(yīng)”,使地球氣溫上升。
中圖分類號:X321文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1003-4161(2008)03-0055-04
人為來源的溫室氣體排放是當(dāng)前觀測到的全球變暖現(xiàn)象最主要的驅(qū)動(dòng)因素[1],溫室氣體減排是目前最重要的氣候變化減緩舉措,也是國際社會(huì)最廣泛認(rèn)同的氣候變化減緩行動(dòng)。但在溫室氣體減排目標(biāo)、溫室氣體減排義務(wù)分配等具體問題上,國際社會(huì)也存在巨大的分歧。溫室氣體的排放主要來自工業(yè)活動(dòng)和土地利用變化,其中尤以發(fā)達(dá)國家工業(yè)化發(fā)展所產(chǎn)生的貢獻(xiàn)最大,在過去150余年間,發(fā)達(dá)國家排放的溫室氣體占全球溫室氣體排放總量的75.3%。溫室氣體減排意味著對社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的約束,對歷史排放少的發(fā)展中國家而言更是意味著生存和發(fā)展機(jī)會(huì)的減少。
溫室氣體減排是重要的環(huán)境與發(fā)展問題,對發(fā)展中國家而言最重要的是協(xié)調(diào)減緩氣候變化與保持社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展之間的巨大矛盾。發(fā)展中國家如此,發(fā)展中國家中的欠發(fā)達(dá)地區(qū)更是如此。目前發(fā)展中國家中欠發(fā)達(dá)地區(qū)的溫室氣體排放與參與氣候變化行動(dòng)的可行性的系統(tǒng)研究還未展開,而這些地區(qū)可能是發(fā)展需求最迫切、減排空間很大、減排壓力也很大的特殊區(qū)域。本文以甘肅省為例,從脆弱的生態(tài)環(huán)境、巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求、艱巨的溫室氣體減排任務(wù)等角度著眼,分析欠發(fā)達(dá)地區(qū)溫室氣體排放的特征,為欠發(fā)達(dá)地區(qū)制定面向未來的氣候政策、參與國際和國家的氣候變化減緩行動(dòng)提供參考。
1.甘肅省的氣候變化挑戰(zhàn)
甘肅省地處西北干旱―半干旱區(qū),生態(tài)系統(tǒng)脆弱,自然生存環(huán)境相對惡劣,氣候變化潛在威脅較大;社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平總體較低,不能滿足當(dāng)?shù)鼐用癯掷m(xù)增長的物質(zhì)和文化生活需求;作為我國老工業(yè)基地,甘肅省具有突出的工業(yè)發(fā)展與溫室氣體減排的矛盾,高排放產(chǎn)業(yè)比重較高,溫室氣體排放強(qiáng)度較高,但繼續(xù)加快發(fā)展的需求較強(qiáng)。由于自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件的約束,甘肅省在適應(yīng)氣候變化和減緩氣候行動(dòng)方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
1.1 氣候變暖趨勢明顯
受全球氣候變暖的影響,近40年來,甘肅的氣候存在明顯變暖的趨勢。20世紀(jì)90年代是甘肅近40年中最溫暖的時(shí)期,多數(shù)年份偏高0.4℃以上,特別是1997年以來,年平均氣溫偏高都在1.0℃以上,明顯高于全國和全球平均值。1998年最高,達(dá)1.6℃,其中蘭州市偏高2.1℃,為1932年建站以來的最高值。冬季增溫最為明顯,百年平均偏高1.0℃,1998~1999年的冬季是歷史上有氣象觀測記錄以來最暖的冬季,全省大部分地方氣溫偏高都在2.0℃以上,其中蘭州、武威、西峰等地超過了3.0℃。
1.2 降水量下降,干旱事件頻發(fā)
從1961~2000年,甘肅省平均降水量下降接近20%,特別是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來,干旱頻繁發(fā)生。近50年來,全省共發(fā)生嚴(yán)重干旱13次,而90年代就出現(xiàn)了6次。近100年中(1901~2000年),20世紀(jì)20年代和90年代是甘肅省曾發(fā)生的兩個(gè)最為嚴(yán)重的干旱時(shí)段,而90年代的干旱,其持續(xù)時(shí)間、嚴(yán)重程度、出現(xiàn)范圍都超過了20年代。
1.3 極端惡劣天氣頻繁出現(xiàn)
甘肅每年發(fā)生沙塵暴的頻率總體呈現(xiàn)增加趨勢,目前,甘肅省區(qū)域性沙塵暴過程平均每年21次左右,其強(qiáng)沙塵暴過程1次左右,強(qiáng)沙塵暴過程3次左右,一般沙塵暴過程17次左右。近幾十年來,甘肅省暴雨次數(shù)明顯增多,實(shí)測和調(diào)查24h的點(diǎn)暴雨量超過200mm的特大暴雨發(fā)生過15次,冰雹、霜凍天氣也呈現(xiàn)增多趨勢。
1.4 土地沙漠化形勢嚴(yán)峻,可利用耕地面積減少
甘肅省土地沙化面積已達(dá)4 800km2,其中河西為4 100km2,占總沙化面積的85%;強(qiáng)烈發(fā)展的沙化土地2 270km2,嚴(yán)重沙化土地1 820km2,棄耕農(nóng)田1 270km2。另外,白銀市北部、華池縣西北部、環(huán)縣北部也有沙化現(xiàn)象和沙化發(fā)展趨勢。
1.5 植被退化,生物多樣性損失迅速由于干旱、過牧和毀草開荒等原因,造成草原、綠洲退化。全省草場退化面積
71 300km2,占全省可利用草場面積的52%。其中,重度草原退化面積22 300km2,中度退化面積19 700km2,輕度退化面積29 300km2。草場退化面積占草場面積河西為40.39%,黃土高原為91.8%,甘南高原為10%,祁連山為18.8%,隴南為19.2%。雖然最近幾年以來退耕還林措施成效顯著,但在一些森林覆蓋區(qū)域,生物多樣性降低趨勢仍不容樂觀。
1.6 社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平較低,氣候變化潛在風(fēng)險(xiǎn)巨大
甘肅省近年來社會(huì)發(fā)展保持了較快的增長速度,社會(huì)經(jīng)濟(jì)總體狀況得到較大改善。但在全國持續(xù)快速增長的過程中,與東部地區(qū)社會(huì)發(fā)展的差距仍在拉大,社會(huì)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展總于全國后列,社會(huì)各領(lǐng)域發(fā)展不平衡的問題及影響社會(huì)持續(xù)穩(wěn)定協(xié)調(diào)發(fā)展的因素仍然較多,環(huán)境與發(fā)展矛盾日益突出,社會(huì)保障和抵御風(fēng)險(xiǎn)的水平較低[2]。這些問題也是欠發(fā)達(dá)地區(qū)的共性問題。
另外,甘肅省的內(nèi)陸湖泊萎縮、冰川后退、降水變率增大等變化事實(shí)也不容樂觀,這些已經(jīng)或即將為甘肅省脆弱的生態(tài)和社會(huì)系統(tǒng)帶來更大的潛在威脅。
2.甘肅省溫室氣體排放量評估
當(dāng)前全球轟轟烈烈開展的溫室氣體減排談判、減排活動(dòng)以及排放貿(mào)易等行動(dòng),強(qiáng)烈依賴于對各種時(shí)空尺度人為溫室氣體排放量的精確評估,這是討論、分配各國政府承擔(dān)溫室氣體減緩義務(wù)的基礎(chǔ),也是衡量溫室氣體排放效率、公平發(fā)展機(jī)會(huì)的重要依據(jù)。
溫室氣體的排放既受自然因素的影響,也受人類活動(dòng)的影響,其評估既涉及基礎(chǔ)科學(xué)研究,又與技術(shù)和應(yīng)用科學(xué)密不可分。在進(jìn)行一般性的溫室氣體排放評估時(shí),國際上廣泛采用化石燃料燃燒排放的溫室氣體量為溫室氣體排放量的代用指標(biāo)。本文主要利用政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)的參考方法對甘肅省的溫室氣體排放量進(jìn)行了評估,以獲得甘肅省等欠發(fā)達(dá)地區(qū)溫室氣體排放的特征信息。
鑒于我國溫室氣體排放相關(guān)數(shù)據(jù)的規(guī)范不同、數(shù)據(jù)支持程度差異等實(shí)際情況,本文參考相關(guān)文獻(xiàn)[3-8]中的數(shù)據(jù)對部分燃料類型和計(jì)算系數(shù)進(jìn)行了適應(yīng)性的修訂,并據(jù)此對甘肅省2005年的溫室氣體排放情況進(jìn)行了評估和比較分析。
根據(jù)計(jì)算,甘肅省2005年的溫室氣體排放總量為79 897.96KtCO2,其中,來自石油的排放是11 401.22 Kt CO2,煤炭的排放是66 657.03 Kt CO2,天然氣的排放是1 839.72 Kt CO2。甘肅省溫室氣體排放主要來自于煤炭消費(fèi),煤炭產(chǎn)生的溫室氣體排放量占甘肅省溫室氣體排放總量的83.43%。
為了獲得有關(guān)甘肅省溫室氣體排放的特征和規(guī)律信息,本文按照同一方法對甘肅省2004年溫室氣體排放情況、以及與甘肅省在經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度具有顯著差異的上海市和全國在2005年的溫室氣體排放情況進(jìn)行了評估(表1);基于獲得的溫室氣體排放數(shù)據(jù),結(jié)合GDP和人口數(shù)據(jù),本文也對甘肅省、上海市和全國的單位GDP排放量和人均排放量等指標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算(表2)。
3.甘肅省溫室氣體排放的特征分析
3.1 煤炭消費(fèi)對甘肅省溫室氣體排放貢獻(xiàn)巨大
通過比較甘肅省、上海市和全國各種來源的溫室氣體排放量發(fā)現(xiàn),甘肅省溫室氣體排放量中煤炭消費(fèi)的貢獻(xiàn)為83.43%,這一比例要高于中國平均77.63%的排放水平,遠(yuǎn)高于上海市56.15%的排放水平(圖1)。與此相呼應(yīng),石油消費(fèi)對甘肅省溫室氣體排放的貢獻(xiàn)僅為14.27%,低于全國平均水平20.42%和上海的41.48%。但甘肅省由于區(qū)位的相對優(yōu)勢,來自天然氣消費(fèi)排放的溫室氣體比例要高于全國1.95%的排放水平,與上海2.37%的排放水平基本持平。來自煤炭消費(fèi)的排放量對甘肅省溫室氣體排放貢獻(xiàn)最大,這成為甘肅省與全國平均水平和上海市顯著不同的排放特征,這表明甘肅省的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)具有以煤炭為主的特點(diǎn)。
3.2 甘肅省單位GDP排放量遙遙領(lǐng)先
根據(jù)甘肅省、上海市和中國2005年的國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)數(shù)據(jù),可以計(jì)算獲得2005年單位GDP排放數(shù)據(jù)(表2)。甘肅省2005年單位GDP溫室氣體排放量為4.13t/萬元人民幣,是上海單位GDP排放量的2.51倍,是全國平均水平的1.66倍。但與世界平均水平相比,甘肅和上海的數(shù)據(jù)均高于全球單位GDP排放量,其中,甘肅省是世界平均水平的4.54倍,上海是世界平均水平的1.81倍。(圖2)反映了甘肅省與其他地區(qū)在單位GDP排放上的差異。我國作為發(fā)展中國家,溫室氣體排放總量與多數(shù)的發(fā)達(dá)國家相比,存在產(chǎn)業(yè)分工差異、能源結(jié)構(gòu)不盡合理、單位能耗產(chǎn)值較低等現(xiàn)實(shí)情況,這導(dǎo)致我國單位GDP排放量高于世界平均水平。處于發(fā)展中國家欠發(fā)達(dá)地區(qū)的甘肅省,單位GDP高排放的特征更為突出,造成這一局面,既有歷史的原因,也有現(xiàn)實(shí)的原因。
3.3 甘肅省人均排放量處于較低水平
溫室氣體排放情況反映了社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的水平,在目前限制溫室氣體排放的國際背景下,溫室氣體排放空間更是被看做一種有限的資源。人均排放量可以反映各地區(qū)總體的社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平和享受溫室氣體排放權(quán)的情況。2005年世界人均溫室氣體排放量為4.22 tCO2/人,同期,中國的人均排放量為3.48 t/人,上海為8.49t/人,而甘肅省僅為3.08t/人。甘肅人均排放量分別是中國的88.52%、上海的36.28%、世界的72.99%(圖3)。這些指標(biāo)說明甘肅省人均排放量處于較低的水平,所享受的以工業(yè)文明為代表的現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)福利較少。
3.4 甘肅省溫室氣體排放情況總體向好的方向發(fā)展
在注意到甘肅省相對全國和作為發(fā)達(dá)地區(qū)代表的上海市的比較形勢不容樂觀的同時(shí),本文也注意到甘肅省所發(fā)生的一些好的變化趨勢。相對2004年,甘肅省在2005年溫室氣體排放量增加了3 970.13Kt CO2,但增長率僅為5.23%,這相對過去幾年中超過10%的GDP增長率來說,是一個(gè)相對較低的排放水平。就排放結(jié)構(gòu)來看,甘肅省在2005年來自煤炭的排放貢獻(xiàn)為83.43%,而2004年煤炭的貢獻(xiàn)率為83.98%,來自煤炭的排放貢獻(xiàn)有所降低,與之相呼應(yīng),石油和天然氣的消費(fèi)比例略有上升。這些數(shù)據(jù)表明甘肅省的能源效率和能源結(jié)構(gòu)總體在向更高效和更清潔的方向發(fā)展。
4.結(jié)論與建議
本文在修訂、發(fā)展政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)溫室氣體評估方法的基礎(chǔ)上,對甘肅省的溫室氣體排放量進(jìn)行了評估和比較分析。總體而言,甘肅省的溫室氣體排放具有:煤炭消費(fèi)貢獻(xiàn)大、單位GDP排放量高、人均排放量低的特點(diǎn),但隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)逐步向好的方向發(fā)展,甘肅省來自煤炭的排放貢獻(xiàn)和單位GDP排放量正在降低。
本文參照國際通行方案、結(jié)合中國和案例區(qū)域的數(shù)據(jù)情況,對溫室氣體排放評估方法進(jìn)行了適應(yīng)性的修訂,基于修訂方法所提出的評估結(jié)果具有較高的可信度。但由于數(shù)據(jù)和調(diào)查的局限性,本文在非能源利用的燃料消費(fèi)量、過境加油量、固碳產(chǎn)品轉(zhuǎn)移等數(shù)據(jù)的獲得和計(jì)算上具有一定的誤差,但本文的工作旨在尋找作為欠發(fā)達(dá)地區(qū)代表的甘肅省溫室氣體排放的總體特征和規(guī)律,這些誤差不足以對評估結(jié)果和比較結(jié)論產(chǎn)生較大影響。
通過評估和比較分析甘肅省溫室氣體排放的特征,可以為欠發(fā)達(dá)地區(qū)參與國際和國家的溫室氣體減排行動(dòng)提供決策參考。具體建議:
①欠發(fā)達(dá)地區(qū)需要增進(jìn)對氣候變化的科學(xué)事實(shí)和潛在威脅的了解,提高適應(yīng)能力,加強(qiáng)減緩舉措,增強(qiáng)應(yīng)對氣候變化的綜合能力;②利用溫室氣體排放環(huán)境相對寬松的時(shí)期,逐步實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,提高應(yīng)對未來低排放發(fā)展模式的應(yīng)對能力;③將溫室氣體減排與生物固碳等工作相結(jié)合,發(fā)展有特色的欠發(fā)達(dá)地區(qū)的減排模式;④將溫室氣體減排義務(wù)的承擔(dān)與國家的政策扶持、補(bǔ)償機(jī)制、資金投入相結(jié)合,徹底改善欠發(fā)達(dá)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況;⑤鼓勵(lì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)與發(fā)達(dá)地區(qū)在溫室氣體減排工作中的合作,實(shí)現(xiàn)資源、效益、經(jīng)驗(yàn)和減排空間的共享;⑥加強(qiáng)可再生能源的開發(fā)工作,逐步增加可再生能源、新能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例;⑦發(fā)展、轉(zhuǎn)化先進(jìn)的低碳排放、碳捕獲與封存的先進(jìn)技術(shù),減少發(fā)展過程的累積排放,實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展;⑧發(fā)展欠發(fā)達(dá)地區(qū)有關(guān)氣候變化的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)評估、保險(xiǎn)、預(yù)防、預(yù)報(bào)和救助能力,建立可以積極防御氣候變化的社會(huì)保障體系。
基金項(xiàng)目:國家科技支撐計(jì)劃“全球環(huán)境變化人文因素的檢測與分析技術(shù)研究”(2007BAC03A11-01)、中國科學(xué)院2005年“西部之光”項(xiàng)目“甘肅省利用清潔發(fā)展機(jī)制的對策與實(shí)現(xiàn)途徑研究”和甘肅省重大科技專項(xiàng)“甘肅省清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目開發(fā)”(編號:2GS063-A74-014-01)聯(lián)合資助。
參考文獻(xiàn):
[1] IPCC. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Summary for Policymakers[EB/OL]. ipcc.ch. 2007.
[2] 甘肅省統(tǒng)計(jì)信息網(wǎng).甘肅省社會(huì)發(fā)展水平綜合評價(jià)報(bào)告[EB/OL]. gs.stats.省略/doc/ShowArticle.asp?ArticleID=507
[3] 中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局編.2006年中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒[M].統(tǒng)計(jì)出版社:2006.
[4] 中國氣候變化國別研究組.中國氣候變化國別研究[M].清華大學(xué)出版社.2000.
[5] 中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局編.2005年中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒[M].統(tǒng)計(jì)出版社,2005.
中圖分類號:TU984文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一 氣候變化和可持續(xù)發(fā)展
全球氣候變化是指在氣候長期平均狀況基礎(chǔ)上,由于人類活動(dòng)大量排放溫室氣體而疊加的變化。氣候本身的自然波動(dòng)則稱為氣候變異。近百年來,地球氣候正經(jīng)歷一次以全球變暖為主要特征的顯著變化。有證據(jù)表明大氣溫室效應(yīng)的加強(qiáng)是造成全球變暖的主要原因。大氣中的水汽和二氧化碳等氣體可以透過太陽短波輻射使地球表面升溫,但阻擋地球表面向宇宙空間發(fā)射長波輻射從而使大氣增溫。由于二氧化碳等氣體的這一作用與溫室的作用類似, 故稱之為“溫室效應(yīng)”,二氧化碳等氣體則被稱為“溫室氣體”。
現(xiàn)有科學(xué)研究普遍認(rèn)為,人類活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體(尤其是二氧化碳)過度集中排放到大氣層中被大量積累。而這些溫室氣體被認(rèn)為能夠引起全球變暖。全球變暖已是一個(gè)不爭的事實(shí)。冰川消融加速,北半球的積雪面積在急劇減少,海平面也在上升。氣候變化的原因除了自然因素外,同人類的活動(dòng),特別是工業(yè)生產(chǎn)中大量使用化石燃料以及土地利用結(jié)構(gòu)而改變釋放二氧化碳的程度密切相關(guān)。氣候變化已嚴(yán)重威脅到人類的可持續(xù)發(fā)展,成為國際社會(huì)普遍關(guān)注的重大全球性問題。為應(yīng)對全球氣候變化的重大挑戰(zhàn),避免災(zāi)難性的氣候變化,人們對低碳經(jīng)濟(jì)和低碳城市的關(guān)注與行動(dòng)也日趨強(qiáng)烈。
二 城市化過程與碳排放
城市活動(dòng)是溫室氣體主要來源之一。同時(shí),城市也成為了受氣候變化影響最大的地區(qū)之一。因此,減少城市溫室氣體排放已成為應(yīng)對氣候變化的核心議題。因此,城市需要在承擔(dān)經(jīng)濟(jì)聚集與增長、保持市民生活處于較高水平的前提下,需積極減少溫室氣體排放,主動(dòng)承擔(dān)碳減排責(zé)任,并成為碳減排責(zé)任的主要作用體。特別是那些資源型城市的減排潛力巨大,應(yīng)積極成為國際溫室氣體減排的“生力軍”。基于全球氣候變化、促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展,世界各國對于城市建設(shè)以低碳經(jīng)濟(jì)為主調(diào)以應(yīng)對全球變暖的共識以及承擔(dān)溫室氣體減排任務(wù)日顯迫切。城市經(jīng)濟(jì)向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型已成為發(fā)展趨勢,也是保持城市可持續(xù)發(fā)展的必由之路。低碳城市和低碳經(jīng)濟(jì)正是在此背景下開始被人們提出,并已成為城市研究問題研究的熱點(diǎn)。
盡管城市化進(jìn)程在一定時(shí)期內(nèi)不可能人為減緩,但是,城市化進(jìn)程也為我們提供了節(jié)能減排、建設(shè)低碳城市的良好機(jī)遇。因?yàn)槌鞘惺枪I(yè)節(jié)能的主要載體,城市化有利于能源的集約使用、節(jié)能技術(shù)的推廣和能源利用效率的提高。城市在經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)中的比重較大,其在碳減排和應(yīng)對氣候變化方面的作用十分明顯。而在不同經(jīng)濟(jì)增長方式、能源政策和生活方式下,能源消費(fèi)有不同的特征。通過改變經(jīng)濟(jì)增長方式、制定以節(jié)能為向?qū)У姆e極能源政策以及提倡節(jié)能生活方式,尤其是調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu),可以提高城市的能源效率、使能源結(jié)構(gòu)更趨清潔,形成以能源利用效率提高、能源節(jié)約和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樘攸c(diǎn),以低碳經(jīng)濟(jì)為核心,以建設(shè)低碳城市為目標(biāo)的一種城市可持續(xù)發(fā)展道路, 從而有效降低城市溫室氣體的排放。
三 低碳城市發(fā)展模式
低碳城市是指城市經(jīng)濟(jì)以低碳產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)模式,市民以低碳生活為理念和行為特征, 政府以低碳社會(huì)為建設(shè)藍(lán)圖的城市。其目的,一方面是通過自身低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展和低碳社會(huì)建設(shè),保持能源的低消耗和二氧化碳的低排放;另一方面是通過大力推進(jìn)以新能源設(shè)備制造為主導(dǎo)的“降碳產(chǎn)業(yè)”的發(fā)展, 為全球二氧化碳的減排作出貢獻(xiàn)。基于全球氣候變暖和碳減排提出的低碳城市, 其主要內(nèi)涵包括;1.以低碳經(jīng)濟(jì)作為城市經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)發(fā)展模式,在自身取得發(fā)展的同時(shí)為全球碳減排作出貢獻(xiàn);2.強(qiáng)調(diào)政府的主導(dǎo)地位,構(gòu)建低碳社會(huì);3.體現(xiàn)人類生存觀念的根本性轉(zhuǎn)變,倡導(dǎo)低碳生活方式;4.以保證人民生活水平提高和社會(huì)發(fā)展不斷完善為前提,不排除社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展,低碳城市不但使自身復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)取得協(xié)調(diào)發(fā)展,還為全球減緩生態(tài)系統(tǒng)的破壞作出貢獻(xiàn)。低碳城市的實(shí)質(zhì)是一種城市發(fā)展模式,涉及到全社會(huì)生存和發(fā)展理念的根本轉(zhuǎn)變,其發(fā)展是一個(gè)既緊迫又長遠(yuǎn)的過程,適合于所有城市根據(jù)自身特點(diǎn)的發(fā)展。
四 低碳城市與城市規(guī)劃
城市規(guī)劃對于城市發(fā)展有長期的、結(jié)構(gòu)性的作用。城市的物質(zhì)環(huán)境一旦建立起來就很難改變, 并對人們的社會(huì)生活和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
低碳城市規(guī)劃是低碳城市發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一, 應(yīng)當(dāng)以現(xiàn)行城市規(guī)劃體系為基礎(chǔ), 圍繞應(yīng)對氣候變化和碳減排, 逐步構(gòu)建低碳城市規(guī)劃體系。
基本框架包括;
1.規(guī)劃理論創(chuàng)新。將能源消耗和溫室氣體排放作為限制性要素,創(chuàng)新研究低碳城市系統(tǒng)構(gòu)建、大城市地區(qū)規(guī)劃編制技術(shù)、城市總體規(guī)劃低碳編制技術(shù)、詳細(xì)規(guī)劃與城市設(shè)計(jì)低碳編制技術(shù)。
2.專項(xiàng)研究。重點(diǎn)研究低碳城市生活模式、低碳城市產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)、低碳城市能源系統(tǒng)規(guī)劃、低碳城市交通與物流系統(tǒng)規(guī)劃、低碳城市擴(kuò)大碳匯系統(tǒng)等。
3.規(guī)劃方法。研究用城市規(guī)劃和設(shè)計(jì)手段降低城市碳排放的技術(shù)方法,包括城市空間低碳優(yōu)化布局方法、整合交通規(guī)劃方法、低碳城市更新方法、低碳化社區(qū)設(shè)計(jì)方法等。
4.指標(biāo)體系。在國家城市規(guī)劃技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上增加低碳城市規(guī)劃技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
5制度建設(shè)。包括具有低碳目標(biāo)的不同城市規(guī)劃中決策保障制度、低碳城市規(guī)劃的政策框架、低碳規(guī)劃理念的制度執(zhí)行效力等。
6實(shí)施機(jī)制。包括低碳城市規(guī)劃決策機(jī)制、低碳城市規(guī)劃的實(shí)施過程評估、低碳城市規(guī)劃的綜合績效評估等。
五 結(jié)語
進(jìn)入21世紀(jì),世界的目光都聚集到全球氣候變化。全球氣候變化已成為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的主要障礙之一,全球沒有人能夠置身于氣候變化的挑戰(zhàn)之外,氣候變化已經(jīng)把人類首次凝聚起來應(yīng)對共同的敵人。在經(jīng)濟(jì)和城市化快速發(fā)展的過程中,積極參與全球應(yīng)對氣候變化行動(dòng),但不可能人為地減緩經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程,應(yīng)當(dāng)把發(fā)展過程作為節(jié)能減排的機(jī)遇,在發(fā)展中推行低碳經(jīng)濟(jì),構(gòu)建低碳社會(huì),發(fā)展低碳城市。城市規(guī)劃作為調(diào)配土地、資源和社會(huì)關(guān)系的重要公共政策,應(yīng)當(dāng)及時(shí)轉(zhuǎn)變理念,改進(jìn)規(guī)劃方法,為應(yīng)對全球氣候變化和低碳城市發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
收稿日期:2011-06-10
作者簡介:謝傳寧(1956―),男,江蘇南京人,博士,主要從事大氣環(huán)境生態(tài)與經(jīng)濟(jì)研究工作。
中圖分類號:X171.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-9944(2011)07-0187-04
1引言
《濕地公約》對濕地的定義是指天然或人工的、永久性或暫時(shí)性的沼澤地、泥炭地或水域,蓄有靜止或流動(dòng)、淡水、微咸或咸水水體,包括低潮時(shí)水深不超過6m的海域,包括與濕地毗鄰的河濱和海岸地區(qū),以及位于濕地內(nèi)的島嶼或低潮時(shí)水深超過6m深的海域。在世界自然資源保護(hù)聯(lián)盟、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和世界自然基金會(huì)共同編制的世界自然保護(hù)大綱中,濕地與森林、海洋并稱為全球3大生態(tài)系統(tǒng),具有涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、調(diào)蓄洪水、調(diào)節(jié)氣候和維護(hù)生物多樣性等重要生態(tài)功能。因此,濕地又被稱為“地球之腎”。
根據(jù)千年生態(tài)系統(tǒng)評估報(bào)告,濕地生態(tài)系統(tǒng)不僅為人類提供各種產(chǎn)品,而且在維系生命支持系統(tǒng)和自然系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡方面起著不可替代的重要作用。濕地內(nèi)豐富的植物群落,能夠吸收大量的CO2氣體,并放出O2,濕地中的一些植物還具有吸收空氣中有害氣體的功能,能有效調(diào)節(jié)大氣組分。但同時(shí)也必須注意到,濕地生境也會(huì)排放出甲烷、氨氣等溫室氣體。濕地與全球氣候變化之間的關(guān)系可簡要概括為以下3個(gè)方面,全球氣候變化對濕地的物質(zhì)循環(huán)、能量循環(huán)及濕地動(dòng)植物等產(chǎn)生重大影響,將有可能改變濕地分布、濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和一系列生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能;濕地生態(tài)系統(tǒng)可構(gòu)筑一道防御自然災(zāi)害的屏障,提高應(yīng)對全球氣候變化消極影響的能力,如抵御風(fēng)暴潮、洪災(zāi)、旱災(zāi)等,特別是海岸帶濕地,由紅樹林等構(gòu)成的防護(hù)林帶,可有效保護(hù)海岸帶和當(dāng)?shù)鼐用竦陌踩槐Wo(hù)濕地可有效減少溫室氣體排放、促進(jìn)生物碳匯和固定CO2。但這一功能深受濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的影響。如果人為影響導(dǎo)致濕地退化,濕地將成為溫室氣體的凈排放者,即通常所稱的“源”――“匯”轉(zhuǎn)化。
2氣候變化的原因與全球氣候變化
引起氣候變化的原因是因?yàn)榇髿庵袦厥覛怏w的增加。大氣的99%由78%的氮?dú)夂?1%的O2組成。它們對氣候調(diào)節(jié)基本沒有直接的作用。在剩下的1%的大氣中有一小部分的氣體(包括CO2、甲烷、一氧化二氮、臭氧、水蒸汽、鹵烴等)被稱為溫室氣體。這些氣體能夠使地球保持溫暖。太陽輻射穿過大氣,大部分被地表吸收,并使之升溫。一部分被大氣和地表反射。同時(shí)地表發(fā)射紅外線,一部分穿過大氣層,一部分被溫室氣體分子吸收,再發(fā)射。這一過程使地球表面和接近地表的大氣保持溫暖。如果沒有溫室氣體,地球會(huì)比現(xiàn)在低30℃。
但是人類的活動(dòng)產(chǎn)生了過多的溫室氣體,導(dǎo)致全球氣候變暖。政府間氣候變化調(diào)查組(IPCC)在1996年關(guān)于氣候變化的陳述是:“具有可辨別的人類對氣候的影響”,而2001年陳述則改變?yōu)椋骸白罱?0年來觀察到的變暖現(xiàn)象很可能是由于人類活動(dòng)造成的”。可見對“人類活動(dòng)是造成氣候變化的原因”這一認(rèn)識越來越肯定。溫室氣體增加的原因主要是,由于人類燃燒燃料如煤、石油和天然氣等產(chǎn)生CO2和森林遭到破壞降低了植被吸收CO2能力所致。這些原因已經(jīng)為人們所公認(rèn)和接受。
最新的研究還發(fā)現(xiàn),森林大火可能也是造成溫室氣體增加的重要原因之一。美國的研究人員發(fā)現(xiàn):發(fā)生于1997年、1998年干旱期間的森林大火是造成大氣中過量甲烷、CO2和CO的主要原因,這超過了先前預(yù)測的在此期間燃燒燃料和其他原因所產(chǎn)生的這些氣體的量。結(jié)合使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)建立的氣候模式,他們發(fā)現(xiàn)過量排放的溫室氣體中有60%來自于東南亞,30%來自中、南美洲,10%來自于歐洲、亞洲和北美洲的森林繁茂地區(qū)。排放量的增加與印度尼西亞、中美洲、亞馬遜的部分地區(qū)、北部和南部非洲以及北美洲、歐洲和亞洲的干旱引起的森林大火有關(guān)。這次干旱是由厄爾尼諾的南部震蕩、太平洋洋流的周期性逆轉(zhuǎn)引起的,致使全球氣候陷入混亂之中。
全球溫度在過去300年上升超過了0.7℃,因此氣候變化已經(jīng)發(fā)生。20世紀(jì)溫度增加了0.5℃。最嚴(yán)重的變暖發(fā)生在1910~1940年間和1976年至今。
最近1 000年內(nèi),20世紀(jì)90年代是最溫暖的,5個(gè)最溫暖的年度有4個(gè)發(fā)生在90年代。1998年是1861年有記錄以來全球最溫暖的一年。1995年是225年以來炎熱天數(shù)最多的一年,超過20℃的天數(shù)為26d。而冷天的數(shù)量(平均溫度低于0℃)則從20世紀(jì)以前的每年15~20d,減少到最近幾年每年大約10d。
北半球的冰雪覆蓋量自1960年以來減少了大約10%,山脈冰川在20世紀(jì)期間明顯退縮,北極的冰雪厚度在過去的40年間已經(jīng)喪失了近40%。
氣候變化導(dǎo)致全球海平面在過去100年中平均上升了0.1~0.2m。20世紀(jì),平均每年上升1~2mm,預(yù)計(jì)1999~2100年,上升0.09~0.88m,比20世紀(jì)高2~4倍。世界大部分地區(qū)降雨明顯增加,北半球的中高海拔區(qū)每10年增加0.5%~1%,嚴(yán)重降雨事件發(fā)生率增加了2%~4%。亞洲和非洲過去幾十年旱災(zāi)的頻率和嚴(yán)重程度都一直在增加。
濕地生態(tài)系統(tǒng)對氣候的變化較為敏感,氣候變化會(huì)影響濕地水文,生物地球化學(xué)過程,植物群落及濕地生態(tài)功能等。
3氣候變化與濕地生態(tài)系統(tǒng)
3.1濕地生態(tài)系統(tǒng)的功能
大氣中CO2等溫室氣體濃度的增高是導(dǎo)致全球氣候變暖的主要原因,2007年政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第4次氣候變化評估報(bào)告指出,自1750年以來,由于人類活動(dòng)的影響,全球大氣CO2、甲烷和氧化亞氮等溫室氣體濃度顯著增加。人類活動(dòng)是導(dǎo)致氣候變化的主要原因,全球大氣CO2濃度的增加主要來源于化石燃料使用和土地利用變化(如濕地圍墾等),甲烷和氧化亞氮濃度的變化主要來自于農(nóng)業(yè)。近250年來,地球大氣中CO2濃度值從工業(yè)化前的約280×10-6增加到2005年的379×10-6,甲烷濃度值從工業(yè)化前的約715ppb,增加到2005年的1774ppb,氧化亞氮濃度從工業(yè)化前的約270ppb,增加到2005年的319ppb。濕地是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最重要的碳庫之一,保護(hù)濕地可以減少溫室氣體排放,減緩氣候變化的速度和強(qiáng)度。濕地中植物種類豐富,植被茂密,植物通過光合作用使無機(jī)碳(大氣中的CO2)轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)碳。濕地中含有大量未被分解的有機(jī)碳,它們在濕地中不斷積累。濕地是陸地上碳素積累速度最快的自然生態(tài)系統(tǒng)。濕地是陸地上巨大的有機(jī)碳儲(chǔ)庫。盡管全球濕地面積僅占陸地面積的4%~6%,碳儲(chǔ)量約為300~600Gt(1Gt10 t),占陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)存總量的12%~24%。如果這些碳全部釋放到大氣中,則大氣CO2的濃度將增加約200×10-6,全球平均氣溫將因此升高0.8~2.5℃。我國科學(xué)家對上海崇明東灘濕地的研究表明,東灘濕地蘆葦群落的年固碳能力可達(dá)(1.63±0.39)kg?m-2,是全國陸地植被平均固碳能力的2.3~4.9倍(平均3.3倍)和全球植被平均固碳能力的2.7~5.9倍(平均4.0倍)。3、濕地生態(tài)系統(tǒng)對洪澇、干旱等極端氣候事件具有調(diào)節(jié)功能,能夠減緩氣候變化帶來的不利影響。鄱陽湖濕地是長江中游最大的天然水量調(diào)節(jié)器,起著調(diào)蓄洪峰、減輕洪水災(zāi)害的作用。據(jù)研究,上游河流注入鄱陽湖的最大流量的多年平均值為30 400m /s,而湖口相應(yīng)出流的最大流量多年平均為15 700m /s,洪水流量平均被削減14 700m /s,削減百分比為48.3%。如果沒有鄱陽湖的調(diào)蓄,長江中下游的洪水災(zāi)害將更為頻繁和嚴(yán)重。4、人類對濕地的破壞會(huì)增加溫室氣體排放,減弱濕地的調(diào)節(jié)功能并對人類未來產(chǎn)生不利影響?濕地的圍墾使?jié)竦氐膬?chǔ)碳能力大大降低,甚至成為碳源。科學(xué)家對我國三江平原等濕地的研究表明,在積水條件下,濕地是CO2的匯。當(dāng)濕地被疏干圍墾后,土壤中有機(jī)物分解速率大于積累速率,濕地變?yōu)镃O2的源。濕地植物從大氣中獲取大量CO2。有機(jī)質(zhì)的不完全分解導(dǎo)致濕地中碳物質(zhì)的積累。氣候變暖或降水減少都可加速濕地有機(jī)質(zhì)的分解速率,可能促使它們成為大氣的碳源。在1950年至2000年間,我國天然紅樹林濕地面積減少約73%,珊瑚礁濕地約80%被破壞。濱海濕地的圍墾和改造利用,不僅使?jié)竦厣锸チ藯⒌?而且導(dǎo)致海岸侵蝕、海水入侵等自然災(zāi)害的增加。
3.2氣候變化對濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的影響
濕地破壞及甲烷等溫室氣體的產(chǎn)生使得溫室效應(yīng)更加嚴(yán)重,全球氣溫也隨之升高,而溫度升高致使的水的蒸騰及生物活動(dòng)的改變,進(jìn)一步讓大氣結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,CO2在水中的溶解度達(dá)到飽和時(shí)也將排入大氣。緊接著,濕地面積因蒸騰作用縮小,碳匯作用減弱的同時(shí)將“保存”數(shù)十年甚至數(shù)百年的碳排入空氣,加劇了溫室效應(yīng)的發(fā)生,海平面上升將進(jìn)一步影響整個(gè)地球生態(tài)系統(tǒng)的平衡。
4濕地保護(hù)存在的問題
近年來,我國政府和社會(huì)各界對濕地保護(hù)給予了越來越多的關(guān)注。部分地區(qū)探索出了現(xiàn)階段濕地保護(hù)的成功模式。例如上海崇明東灘濕地的恢復(fù)性建設(shè)和杭州西溪國家濕地公園保護(hù)與利用的“雙贏”之路。
(1)不合理和過度用水使我國濕地供水能力受到嚴(yán)重影響。西北、華北局部地區(qū)已經(jīng)顯現(xiàn)濕地水質(zhì)堿化、湖泊萎縮等現(xiàn)象,西部的瑪納斯湖、羅布泊、居延海等濕地因此遭到破壞甚至消失。
(2)濕地污染問題。濕地周邊農(nóng)田大量使用化肥、農(nóng)藥、除草劑等化學(xué)產(chǎn)品,導(dǎo)致濕地水質(zhì)惡化。我國湖泊、河流濕地水環(huán)境問題整體上令人擔(dān)憂,不僅影響周邊社區(qū)老百姓的生活與健康,也對濕地生物物種的生存造成重大威脅。
(3)濕地面積銳減。濕地圍墾工程、工業(yè)用地等不合理建設(shè)項(xiàng)目占用了天然濕地,直接造成了我國的天然濕地面積銳減、功能下降。我國天然濕地在過去50年間減少了近50%。典型的有長江中下游平原、三江平原、沿海灘涂濕地的濕地圍墾。
(4)生物多樣性下降問題。對濕地生物資源的掠奪性開發(fā)、濕地面積的縮小,都使得濕地生物多樣性面臨嚴(yán)重威脅。
我國盡管在總面積上看是世界濕地大國,但濕地占國土面積的比例僅3.77%,不到全球平均水平8%~9%的一半。作為經(jīng)濟(jì)體量最大、經(jīng)濟(jì)增長最快的發(fā)展中國家,如何充分發(fā)揮濕地的多種用途和生態(tài)服務(wù)功能,為國家的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn),相關(guān)工作任重道遠(yuǎn)。加強(qiáng)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè),恢復(fù)流域濕地生態(tài)系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)和功能,加強(qiáng)濕地與氣候變化關(guān)系的研究。采取行動(dòng),恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,提高濕地生態(tài)系統(tǒng)的回彈力與抵抗力,提高濕地自然保護(hù)區(qū)應(yīng)對全球氣候變化的能力。氣候變化導(dǎo)致濕地破碎加劇,間接引發(fā)自然災(zāi)害,包括我國洪澇、干旱、沙塵暴、荒漠化等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生,這與許多濕地消失和退化密切相關(guān)。
5保護(hù)濕地與生物多樣性,積極應(yīng)對全球氣候變化
濕地是地球上生物多樣性最豐富、生產(chǎn)力最高的自然生態(tài)系統(tǒng)之一,被譽(yù)為“物種基因庫”。據(jù)估計(jì),全球40%以上的物種生活在淡水濕地中。在我國3 620萬hm 自然濕地中,生存著高等植物2 276種、獸類31種、鳥類271種、爬行類122種、兩棲類300種、魚類1 000多種。這些物種和種質(zhì)基因資源對維護(hù)地球生物多樣性具有重要意義。
保護(hù)濕地,維護(hù)生物多樣性,應(yīng)對氣候變化,是林業(yè)肩負(fù)的重大歷史使命。濕地生態(tài)系統(tǒng)是“地球之腎”,生物多樣性是地球的“免疫系統(tǒng)”,它們對保持陸地生態(tài)系統(tǒng)的整體功能起著中樞和杠桿作用,無論損害和破壞哪一個(gè)系統(tǒng),都會(huì)影響地球的生態(tài)平衡,影響地球的健康長壽,危及人類生存的根基。
(1)全國濕地保護(hù)網(wǎng)絡(luò)體系初步形成。目前,全國共建立濕地類型自然保護(hù)區(qū)550多處、國家濕地公園100處、國際重要濕地37處,全國約50%的天然濕地和一大批瀕危重點(diǎn)保護(hù)物種得到了較為有效的保護(hù)。濕地保護(hù)管理體系逐步健全。我國先后于2005年、2007年分別批準(zhǔn)成立了中華人民共和國國際濕地公約履約辦公室(國家林業(yè)局濕地保護(hù)管理中心)、國家履行濕地公約委員會(huì),14個(gè)省區(qū)市成立了專門的濕地保護(hù)管理機(jī)構(gòu)。中國濕地博物館于2009年建成并對社會(huì)開放。政策措施不斷完善。2000年,國務(wù)院17個(gè)部門聯(lián)合頒布了《中國濕地保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃》。2004年,國務(wù)院辦公廳發(fā)出《關(guān)于加強(qiáng)濕地保護(hù)管理的通知》,要求各級政府將濕地保護(hù)作為改善生態(tài)的重要任務(wù)來抓。2005年,國務(wù)院批準(zhǔn)了《全國濕地保護(hù)工程實(shí)施規(guī)劃》,計(jì)劃總投資90億元,實(shí)施項(xiàng)目400多個(gè)。2006年工程啟動(dòng)以來,中央累計(jì)投資11億元,實(shí)施濕地保護(hù)項(xiàng)目100多個(gè)。
(2)國際履約與國際合作取得重要成果。2005年以來我國連續(xù)當(dāng)選為濕地公約常委會(huì)成員國。2008年召開的第10屆締約方大會(huì)對中國的濕地保護(hù)給予了高度評價(jià),認(rèn)為中國已成為發(fā)展中國家開展自然生態(tài)保護(hù)的典范。由于在濕地保護(hù)方面做出的突出貢獻(xiàn),我國先后獲得世界自然基金會(huì)頒發(fā)的“獻(xiàn)給地球的禮物”、濕地國際頒發(fā)的“全球濕地保護(hù)與合理利用杰出成就獎(jiǎng)”等濕地保護(hù)國際獎(jiǎng)項(xiàng)。
6結(jié)語
雖然我們在濕地保護(hù)方面取得了積極進(jìn)展,但濕地生態(tài)系統(tǒng)仍然面臨著很多威脅。濕地是一種多功能的生態(tài)系統(tǒng),濕地面積減少、功能退化的趨勢仍然沒有得到根本遏制;水土流失未得到有效治理,很多河流、湖泊、沼澤水體污染和水質(zhì)惡化依然嚴(yán)重;生物多樣性銳減,一些瀕危野生動(dòng)植物種受到嚴(yán)重威脅甚至面臨滅絕的危險(xiǎn);全球氣候變暖,2011年上半年長江中下游6省出現(xiàn)了50年罕見的旱情,湖泊干枯、河流斷流、農(nóng)田干裂,也給濕地和生物多樣性保護(hù)帶來巨大威脅和挑戰(zhàn)。
沒有濕地的健康,就沒有人類的安全;失去生物多樣性,就失去了人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。希望全社會(huì)共同努力,為保護(hù)濕地和生物多樣性、應(yīng)對全球氣候變化,為發(fā)展現(xiàn)代林業(yè)、建設(shè)生態(tài)文明、推動(dòng)科學(xué)發(fā)展,做出新的更大貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1] 劉紅玉,呂憲國,張世奎.濕地景觀變化過程與累積環(huán)境效應(yīng)研究進(jìn)展[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2003,22(1):60~70.
[2] 宋長春.濕地生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)[J].濕地科學(xué),2003,1(2):122~127.
[3] 姜魯光.氣候變化與濕地生態(tài)系統(tǒng)[J].地理科學(xué),2006(5):17~18.
[4] 鄧侃.中國濕地保護(hù)[R].北京:國家林業(yè)局濕地保護(hù)管理中心,2006.
Analysis of the Relationship between Climate Change and Wetland Ecosystem
Xie Chuanning
事實(shí)上,我國的城市發(fā)展在很大程度上重蹈了美國等發(fā)達(dá)國家城市化初期的覆轍,城市規(guī)模急劇向外蔓延擴(kuò)張,經(jīng)濟(jì)發(fā)展過分依賴于化石能源消耗。近二十多年來,我國的城市化進(jìn)程加快,城市規(guī)模擴(kuò)大,城市人口增加,而且城市人均能源消費(fèi)為農(nóng)村人均能源消費(fèi)的3倍左右,因此城市人口的快速增長必將推動(dòng)城市能源消費(fèi)量的增長。另外,由于中國城市長期以來走的是發(fā)達(dá)國家工業(yè)早期的“高能耗、高污染”的粗放型發(fā)展道路,能源利用效率十分低下。我國單位GDP的能耗是日本的11.5倍,美國的4.3倍,德國和法國的7.7倍。與發(fā)達(dá)國家相比,我國單位GDP廢水排放量要高出4倍,單位工業(yè)產(chǎn)值產(chǎn)生的固體廢棄物高達(dá)10倍以上。隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,城市化進(jìn)程加快,我國的能源消費(fèi)和溫室氣體排放增長迅速,近年來人均排放已經(jīng)高出世界人均水平,排放總量在2008年開始超過美國,成為全球第一大排放國。國際社會(huì)對我國溫室氣體強(qiáng)制減排的呼聲越來越高。
作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的發(fā)展中國家,我國高度重視氣候變化問題。2006年6月中國了《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》,2008年10月又了《中國應(yīng)對氣候變化的政策與行動(dòng)》白皮書。2009年9月22日,在聯(lián)合國氣候變化峰會(huì)開幕式上,發(fā)表了題為《攜手應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)》的重要講話,明確表示“中國將進(jìn)一步堅(jiān)定不移地為應(yīng)對氣候變化做出切實(shí)努力”,同時(shí)強(qiáng)調(diào)中國將進(jìn)一步采取有力措施應(yīng)對氣候變化。2009年11月25 日,國務(wù)院常務(wù)會(huì)議決定:“到2020年我國單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%,作為約束性指標(biāo)納入‘十二五’及其后的國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中長期規(guī)劃,并制定相應(yīng)的國內(nèi)統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測、考核辦法加以落實(shí)。”我國已將低碳發(fā)展作為國家發(fā)展的重要方向和目標(biāo)之一,目前正在采取一系列積極措施來促進(jìn)低碳發(fā)展,減少二氧化碳等溫室氣體排放,與世界其他負(fù)責(zé)任的國家一道,為應(yīng)對全球氣候變化作出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
城市是溫室氣體的主要排放源,也是減少溫室氣體排放的關(guān)鍵。在氣候變化和能源安全帶來的威脅中,日益凸顯的城市問題呼喚新的城市治理模式。低碳城市為城市發(fā)展提供了新的契機(jī)。作為一種全新的城市發(fā)展理念和模式,低碳城市以更低的能源消耗、更少的溫室氣體排放來支撐更高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,實(shí)現(xiàn)城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。英國是低碳城市建設(shè)的先行者。目前,世界上已有越來越多的城市開始探索低碳城市建設(shè)。丹麥的哥本哈根、荷蘭的海牙、德國的弗賴堡、瑞典的斯德哥爾摩等城市在低碳城市規(guī)劃與實(shí)踐方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。目前我國低碳城市建設(shè)尚處于探索階段,政府在構(gòu)建兩型社會(huì)、推廣清潔生產(chǎn)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)踐生態(tài)文明等方面開展了大量的工作,為低碳城市建設(shè)打下了一定的基礎(chǔ)。2008年1月,世界自然基金會(huì)啟動(dòng)了“中國低碳城市發(fā)展項(xiàng)目”,保定和上海入選首批試點(diǎn)城市。保定是國內(nèi)第一個(gè)提出綜合性低碳城市發(fā)展規(guī)劃的城市。上海東灘生態(tài)城和臨港新城、中新天津生態(tài)城、唐山曹妃甸生態(tài)城以及深圳光明新城是現(xiàn)階段國內(nèi)低碳城市建設(shè)的焦點(diǎn)。此外,南昌、武漢、長沙、德州、沈陽、珠海、吉林、廈門、杭州、貴陽、無錫、重慶也通過制定和出臺低碳城市發(fā)展規(guī)劃等方式提出建設(shè)低碳城市的目標(biāo)。
低碳城市建設(shè)是節(jié)能減排和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要載體,將引領(lǐng)未來城市建設(shè)的新趨勢。建設(shè)低碳城市,在城市空間范圍內(nèi)適應(yīng)和減緩氣候變化是我國未來城市發(fā)展的重點(diǎn)。我國正處于工業(yè)化和城市化高速發(fā)展的階段,如何推動(dòng)城市發(fā)展模式的低碳轉(zhuǎn)型,讓城市走上低碳發(fā)展之路,這具有極大的挑戰(zhàn)性。筆者認(rèn)為,為了更好地推進(jìn)我國低碳城市建設(shè),關(guān)鍵是在于:
一是調(diào)整城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。我國是一個(gè)發(fā)展中國家,經(jīng)濟(jì)發(fā)展是改善民生和維持穩(wěn)定的根本保證。低碳發(fā)展將經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和環(huán)境保護(hù)置于同等地位來綜合考慮,絕不是以犧牲經(jīng)濟(jì)發(fā)展來換取溫室氣體減排的。我們不能為了實(shí)現(xiàn)低碳,停止發(fā)展或低速發(fā)展,這種選擇無疑是自殺性的,必將影響到民生改善和社會(huì)穩(wěn)定。但是,又不能以高能耗、高污染為代價(jià)來推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。低碳城市建設(shè)就是要在城市發(fā)展中同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與低碳排放。為此,我們應(yīng)加快城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級,嚴(yán)格限制鋼鐵、火電、水泥、造紙、重化工等“高耗能、高排放”產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,逐步關(guān)停并轉(zhuǎn)許多高能耗、高污染的中小企業(yè),加快淘汰落后產(chǎn)能,開發(fā)可持續(xù)農(nóng)業(yè)和林業(yè)、可再生能源、資源回收和利用等城市新興行業(yè),做大做強(qiáng)高技術(shù)產(chǎn)業(yè),促進(jìn)旅游、金融、物流等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展,使節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)成為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長點(diǎn),努力形成“低投入、低消耗、低排放、高效率”的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式。
二是轉(zhuǎn)變城市交通方式。交通是城市溫室氣體排放的主要來源之一。目前,占世界上所有機(jī)動(dòng)車輛數(shù)量的80%以上的轎車(小汽車),已經(jīng)成為城市交通的主體。轎車以消耗石油等化石燃料為主,排放了大量的溫室氣體。改革開放以后,轎車開始進(jìn)入中國的城市家庭。由于“鼓勵(lì)私人轎車進(jìn)入家庭”政策的推動(dòng),城市公共交通的相對滯后, 以及攀比炫耀、追求享受等消費(fèi)觀念的蔓延,我國城市居民對轎車的需求不斷上升,2009年我國汽車產(chǎn)銷量位居世界第一。因此,為了有效地削減城市道路交通的能源需求和溫室氣體排放,必須根本改變以轎車為主的交通方式,大力發(fā)展低碳、環(huán)保、高效的城市交通,如建立和完善以公交、輕軌、地鐵、自行車、步行為主的交通體系,實(shí)施公交優(yōu)先的方針,大力發(fā)展公共交通和軌道交通,限制和減少私人轎車的使用;推動(dòng)政府公車改革,減少公車消費(fèi);建設(shè)緊湊的城區(qū)格局,使市民的步行或自行車出行更為方便,減少對轎車的過度依賴;推廣使用低排量汽車、電動(dòng)汽車和新能源汽車等。
近年來,全球氣溫普遍升高,全球變暖的大趨勢仍未有所緩解。全球自然災(zāi)害頻發(fā),極端氣候增多:冬天暴雪多發(fā),夏天干旱、雨水分布不均,兩季極端氣溫更是不斷刷新歷史紀(jì)錄。而在我國,近兩年全年降水偏多,旱澇災(zāi)害交替發(fā)生,全年氣溫偏高,季節(jié)偏晚,高溫日數(shù)創(chuàng)歷史新高。極端高溫和強(qiáng)降水事件發(fā)生之頻繁、強(qiáng)度之強(qiáng)、范圍之廣,歷史罕見。溫室效應(yīng)對發(fā)電有什么影響呢?極端氣候的增多,對發(fā)電又有什么影響呢?筆者在下面文章中進(jìn)行了簡單的探討。
一、氣候變暖對于風(fēng)力發(fā)電的影響
隨著科技的進(jìn)步,工業(yè)生產(chǎn)以及交通工具排放的二氧化碳越來越多,溫室氣體吸收特定頻率的紅外輻射,溫室氣體會(huì)重新將一些沒發(fā)散出去的能量輻射回地球表面和低層大氣,大氣層中溫室氣體增加,意味著能發(fā)散出去的熱量減少,地球因此變得更溫暖。自從19世紀(jì)工業(yè)時(shí)代開始,大氣中二氧化碳濃度從280ppm上升到380ppm。目前,溫室氣體的排放軌跡接近于聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)的最差情況。如果人類還不采取相應(yīng)措施,到2100年二氧化碳濃度可能達(dá)到1000ppm,甚至更高。
溫室氣體的排量與風(fēng)能發(fā)電也存在著密切的關(guān)系。當(dāng)大氣中二氧化碳含量增多,那么風(fēng)速會(huì)減小,風(fēng)功率也隨之變小。筆者想通過一個(gè)公式來更加清楚的說明風(fēng)速與風(fēng)功率的關(guān)系,風(fēng)功率(y)與風(fēng)速(x)的統(tǒng)計(jì)關(guān)系為:
y=5.4932x2 + 66.53x-159.38
從公式我們可以清楚看到風(fēng)速與風(fēng)功率成正比關(guān)系。作為新興的低碳環(huán)保清潔發(fā)電能源,風(fēng)能取之不盡,用之不竭,有著廣闊的前景。但是,全球變暖大環(huán)境下導(dǎo)致的風(fēng)速變慢,必然使得風(fēng)力發(fā)電量有所減少。據(jù)文獻(xiàn)估計(jì)廣東沿海10m高處風(fēng)力發(fā)電可能裝機(jī)容量為600萬kw。可是由于二氧化碳含量增加,導(dǎo)致氣候變暖,造成風(fēng)能減少。Xu Ming等分析中國305個(gè)氣象站測風(fēng)資料的出:1969-2000年,年平均風(fēng)速下降28%。圖1給出了1980-2008年年沿海五個(gè)島嶼海島站觀測的平均風(fēng)速變化趨勢圖。從圖表我們可以看出,風(fēng)速的下降對風(fēng)能發(fā)電的能力也會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步阻礙。
圖1
說明:X軸表示年份;Y軸表示風(fēng)速(m.s2);大川島(H215m);大萬山(H702m);云澳(H272m);東山(56.2m);遮浪(H19m)。
二、極端溫度對發(fā)電的影響
近幾年,我國夏天經(jīng)常有超高溫出現(xiàn),冬天很多地區(qū)都會(huì)出現(xiàn)特大暴雪和極為寒冷的天氣。這種極端氣溫對電網(wǎng)、電桿的抗寒耐熱能力有了新的要求。冰雪災(zāi)害的增多會(huì)導(dǎo)致更多的冰閃、導(dǎo)線斷線、地線斷線、倒塔等故障。在2008年初,我國南方遇到了百年一遇的冰雪災(zāi)害,持續(xù)的冰凍和低溫導(dǎo)致多起斷線、冰閃事故,直接經(jīng)濟(jì)損失超過300億元。
我國夏天的高溫天氣頻發(fā),冬天低溫天氣增多,會(huì)有越來越多居民,尤其是沒有供暖的南方居民選擇冬天開空調(diào)制熱風(fēng),所以,夏季冬季兩季生活用電需求會(huì)大大增多。而我國南方的電廠主要以水利發(fā)電為主,冬季又是枯水期,發(fā)電量小,發(fā)電能力受到了限制,會(huì)產(chǎn)生供不應(yīng)求的狀況。
三、霧霾天氣--火電的發(fā)展何去何從
2012年,華北地區(qū)連續(xù)多日出現(xiàn)霧霾天氣,當(dāng)?shù)鼐用窨嗖豢把浴lF霾天氣給人們的身體健康造成了巨大危害,霾吸入人體內(nèi)對呼吸道有害,嚴(yán)重可以致人死亡。在這段時(shí)間,各大醫(yī)院接待患有肺部疾病人大大增多。同時(shí),霧霾天氣也給居民的日常生活都帶來了諸多不便,比如,開車出行受阻、飛機(jī)晚點(diǎn)等。霧霾天氣的成因一方面是全球變暖導(dǎo)致的空氣不流通,還有一個(gè)重要的原因就是大量廢棄污染物的排出。據(jù)國際能源署2002統(tǒng)計(jì),在二氧化碳排放濃度貢獻(xiàn)中,火力發(fā)電占到了40%。由此可見,氣候變暖與發(fā)電也存在緊密的聯(lián)系。而且在我國,火力發(fā)電仍然是發(fā)電的主要途徑。那么在綠色發(fā)電的大環(huán)境下,火電廠自身應(yīng)該選擇怎樣的發(fā)展道路呢?
四、極端氣候下發(fā)電企業(yè)的解決途徑
我國不僅是能源消耗大國,也是CO2排放大國,據(jù)統(tǒng)計(jì),我國GDP占全世界GDP的10%,能源消耗占全世界能源消耗的20%,溫室氣體排放占世界溫室氣體的25%。電力行業(yè),尤其是火力發(fā)電廠,是排放CO2主要來源,而我國火力發(fā)電廠比例占到了70%。這些數(shù)據(jù)都可以說明綠色電力、新能源發(fā)電是我國電力未來發(fā)展的道路。針對氣候變化對發(fā)電的影響,筆者提出以下幾點(diǎn)解決途徑:
(1)全球CO2 排放量的增加,導(dǎo)致氣候變暖,出現(xiàn)霧霾天氣等等,這也間接阻礙了風(fēng)力發(fā)電的前景,那么對于發(fā)電企業(yè)來說,關(guān)鍵問題就是怎樣減少CO2氣體的排放。筆者認(rèn)為有效的途徑是在未來合理的期限內(nèi),首先,火電廠采取“上大壓下”政策,即采用大發(fā)電機(jī)組,關(guān)停小發(fā)電機(jī)組,盡快取代小電廠,發(fā)揮、發(fā)展超臨界機(jī)組,從而降低煤耗和CO2排放。其次,逐步啟動(dòng)新能源發(fā)電,代替火力發(fā)電。新能源不僅包括了核能、風(fēng)能、太陽能,還包括了垃圾焚燒、糞便焚燒等等。
值得我們注意的是,全球變暖導(dǎo)致的海平面上升,是一把雙刃劍,就發(fā)電而言,海平面上升,海水動(dòng)能增大,利用海水動(dòng)能發(fā)電進(jìn)一步成為可能。2012年數(shù)據(jù)顯示,我國風(fēng)電并網(wǎng)達(dá)到了6038千瓦,局世界首位,同時(shí)我國也是太陽能發(fā)電大國,雖然生物發(fā)電在我國發(fā)展還是較為緩慢,但是我國可以先采取生物質(zhì)和煤餛燒發(fā)電,這樣既可以應(yīng)用原有設(shè)施發(fā)電,又可以降低生物質(zhì)發(fā)電投資和運(yùn)行費(fèi)用,最重要是可以降低溫室氣體的排放。所以,新能源發(fā)電在我國發(fā)展有廣闊的前景。
(2)面對極端氣候增多、自然災(zāi)害頻發(fā)的大環(huán)境下,電力行業(yè)應(yīng)該怎么做呢?筆者認(rèn)為電力行業(yè)應(yīng)該發(fā)展智能電網(wǎng),加強(qiáng)危機(jī)調(diào)度。特別是面臨極端氣候,更加需要采取相應(yīng)的智能危機(jī)調(diào)度措施來進(jìn)行預(yù)防和校正。
危機(jī)調(diào)度是適用于危機(jī)發(fā)生前、危機(jī)發(fā)生中、危機(jī)后恢復(fù)各個(gè)階段,著眼于危機(jī)預(yù)防,側(cè)重于對危機(jī)發(fā)生時(shí)的控制,以及危機(jī)結(jié)束后對系統(tǒng)的恢復(fù)。危機(jī)調(diào)度包括六個(gè)方面主要內(nèi)容:風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測、危機(jī)組織、預(yù)案編制、演習(xí)演練、調(diào)度實(shí)施和評估反饋,通過對自然災(zāi)害對電網(wǎng)損壞程度和范圍的預(yù)測,建立有明確分工的、可以針對不同情況作出不同的、相應(yīng)的組織機(jī)構(gòu),確保好人員落實(shí)和工具落實(shí),按照方案進(jìn)行演練,最后進(jìn)行可行性評估。這樣,當(dāng)電網(wǎng)遭到自然或者人為的危機(jī)時(shí),可以迅速做出反應(yīng),把損失降到最小。
(3)在低溫天氣越來越多的南方冬季,我國南方地區(qū)面臨著電力需求的增多、枯水期電力供應(yīng)不足的窘境,筆者認(rèn)為的有效解決途徑是:在以水利發(fā)電為主的同時(shí),風(fēng)力發(fā)電、核發(fā)電都是重要輔助途徑,如果技術(shù)達(dá)到要求,糞便焚燒發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電也作為調(diào)峰調(diào)頻時(shí)期的輔助發(fā)電。
五、結(jié)論
在全球變暖的大趨勢下,我們應(yīng)該逐漸減少火力發(fā)電廠,在現(xiàn)有階段,實(shí)施“以大壓小”、發(fā)展臨界機(jī)組,盡可能減少煤耗和溫室氣體排放。與此同時(shí)發(fā)展風(fēng)力、核能、太陽能以及生物能發(fā)電;在極端氣候增多的大環(huán)境下,我們應(yīng)該不斷發(fā)展、完善智能電網(wǎng)和危機(jī)調(diào)度系統(tǒng),減少氣候和自然災(zāi)難帶給電網(wǎng)的損失,這樣,才能更好保證電網(wǎng)的穩(wěn)定、保證社會(huì)的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]侯靜梅,陳為華,華樺,華棟,陳皓勇.極端氣候影響與智能電網(wǎng)研究[C].分散式發(fā)電與智能電網(wǎng)技術(shù)研討會(huì)論文集,2010(11).
[2]鄭兆勇,湯超蓮,陳特固,蔡兵,鄧松.氣候變暖對廣東海島風(fēng)能發(fā)電影響的初步分析[J].海洋開發(fā)與管理,2011(1).
[3]毛健雄.氣候變化對潔凈煤發(fā)電技術(shù)的挑戰(zhàn)[J].2009中國電力論壇論文集,2009.
[4]黃輝.廣東省發(fā)電發(fā)展淺析[J].電力需求側(cè)管理,2009(11).
[5]Klaus R.G Hein,Advanced High Efficient Coal Fired Power Plants,34th International Technical Conference on Clean Coal&Fuel Systems[C].Florida May 31.June4,2009.
2010年,城市集中了全球50%以上的人口,到2050年,這一比例會(huì)達(dá)到70%[4]。城市占地球表面不到1%,卻消耗世界約75%的能源。城市是人口、建筑、交通、工業(yè)、物流的集中地,也是能源消耗的高強(qiáng)度地區(qū)(見圖1),因此必然成為溫室氣體排放的熱點(diǎn)和重點(diǎn)地區(qū)。大城市氣候領(lǐng)導(dǎo)集團(tuán)(C40)的研究報(bào)告認(rèn)為,城市排放了世界80%的人為溫室氣體,盡管這一結(jié)論存在一定爭議(IEA認(rèn)為約為71%[1]),但是城市溫室氣體直接排放和受城市地區(qū)消費(fèi)引發(fā)的間接排放總量無疑是非常巨大的。
全球城市化進(jìn)程對全球溫室氣體排放有著顯著影響。圖2顯示了全球排放和城市化率的關(guān)系,兩者之間有很強(qiáng)的正相關(guān)性。UN-HABITAT認(rèn)為全球溫室氣體排放增長和城市化快速進(jìn)程的一致并非耦合,而是有著深刻的聯(lián)系,城市聚集了大量人口,經(jīng)濟(jì)活動(dòng)強(qiáng)度大,能源利用量大,因而城市發(fā)展對全球溫室氣體排放有著強(qiáng)勁的驅(qū)動(dòng)[4]。O'Neill等人[5]研究認(rèn)為城市化仍然會(huì)顯著影響未來全球排放。一些發(fā)展中國家,特別是中國和印度,城市人口增長可能導(dǎo)致高達(dá)25%的排放量。這在很大程度上是由于城市勞動(dòng)力的高生產(chǎn)力和高消耗偏好導(dǎo)致了高的溫室氣體排放。
2 城市溫室氣體清單研究綜述
城市尺度上溫室氣體清單研究始于20世紀(jì)90年代,由于西方發(fā)達(dá)國家城市自治性很強(qiáng),所以城市在碳減排方面非常活躍,清單編制越來越受到重視,并且成為城市積極應(yīng)對氣候變化和低碳發(fā)展的關(guān)鍵步驟。溫室氣體清單對于城市有如下作用:①準(zhǔn)確掌握城市能源利用中的低效和不足,發(fā)現(xiàn)節(jié)能和碳減排空間;②明確自身城市在國際、國內(nèi)城市低碳經(jīng)濟(jì)中的定位和優(yōu)劣勢,確定今后低碳重點(diǎn)發(fā)展方向;③制訂清晰、明確的低碳城市路線圖,確保城市實(shí)現(xiàn)碳減排的可測量、可報(bào)告和可核查(MRV);④積極開展教育宣傳,引導(dǎo)城市公眾和溫室氣體排放涉及者認(rèn)識自身活動(dòng)對于城市溫室氣體的貢獻(xiàn),提高低碳意識。
圖1 2005年世界能源消耗和溫室氣體排放(城市和非城市)[1]
Fig.1 World energy consumption and carbon emission in 2005(urban and non-urban)
注:圖中柱體代表各類能源占總能源消費(fèi)比例,點(diǎn)代表城市的各類能源利用的溫室氣體排放。
圖2 世界排放和城市化(1965-2009年)[6-7]
Fig.2 World emission and urbanization(1965-2009)
早期城市溫室氣體清單方法都是沿用政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)國家清單方法,此后逐漸出現(xiàn)了專門研究城市溫室氣體清單的組織和機(jī)構(gòu)。全球地方環(huán)境理事會(huì)(ICLEI)探索并建立了適合城市特色的溫室氣體清單編制體系和方法,經(jīng)過不斷完善,當(dāng)前已經(jīng)被國際上的城市廣為接受,成為主流城市溫室氣體清單編制方法,但其主要是針對企業(yè)層次的,因而涉及溫室氣體排放鏈條很長,在城市尺度上很難操作。C40組織選擇典型城市作為案例,研究其溫室氣體清單,并且選擇典型的部門、行業(yè)進(jìn)行深入研究,提出具有可操作性的政策和措施,分析措施的有效性。C40在建筑、交通等領(lǐng)域溫室氣體清單及減排方面具有很多成功經(jīng)驗(yàn),逐漸成為全球范圍研究城市氣候變化和溫室氣體的重要組織。中國北京、上海、香港等城市先后參加了2005年和2007年C40峰會(huì)。
不少研究者也對城市溫室氣體清單進(jìn)行了研究和探索。以Kennedy為首的研究團(tuán)隊(duì)提出城市與外界物質(zhì)、能量交換較大而需要采用獨(dú)立的清單體系[10-11]。Kennedy的城市溫室氣體清單體系較為完整,不僅包括ICLEI建議的范圍,而且包括水運(yùn)和航空排放(這部分涉及大量的跨境排放)(見圖3),同時(shí)對城市道路交通的跨境排放問題提出了解決方案。此外,該清單體系還包括燃料的上游排放(即燃料生產(chǎn)導(dǎo)致排放)。Kennedy選擇了10個(gè)典型城市進(jìn)行實(shí)證分析,認(rèn)為氣候、資源可獲取程度、電力、城市設(shè)計(jì)、廢棄物處理等都對城市溫室氣體排放有著顯著影響;城市的地理位置對其溫室氣體排放有著至關(guān)重要的作用[12]。Dhakal研究了東京、首爾、北京、上海的溫室氣體排放,采用的清單方法包括外調(diào)電力和采暖因素,和ICLEI的方法一致。研究發(fā)現(xiàn)4個(gè)城市的人均能源利用都有趨同表現(xiàn)(1990-1998年),約1.3t-1.6t標(biāo)準(zhǔn)油/人,但是北京和上海的人均CO[,2]排放量卻明顯高于東京和首爾[13]。Glaeser等采用了類似ICLEI的方法體系,核算美國66個(gè)大城市溫室氣體排放,發(fā)現(xiàn)城市汽油消費(fèi)量和城市人口大小的對數(shù)有較強(qiáng)的線性相關(guān)性;家庭天然氣消費(fèi)量(采暖為主)和1月份溫度有較顯善的線性相關(guān)性;家庭用電量和7月份溫度有較顯著的線性相關(guān) 性。溫室氣體排放量和土地利用政策之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性,許多地區(qū)建立嚴(yán)格的政策限制一些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使得排放朝向高碳排放地區(qū)聚集。城市排放水平明顯低于城市郊區(qū),城市—郊區(qū)之間的碳排放差異在老城市例如紐約更加明顯[14]。Norman等認(rèn)為城市溫室氣體清單還應(yīng)該包括建筑材料使用等全生命周期的排放,發(fā)現(xiàn)城市交通是最重要的減排溫室氣體方向,而建筑是降低能耗的重要方向。同時(shí),疏松型城區(qū)的人均能源消耗和溫室氣體排放是密集型城區(qū)的2.0-2.5倍[15]。
Ramaswami等人提出了混合型生命周期碳足跡清單體系,并對城市與周邊的跨界交通(道路和航空)的溫室氣體排放分配問題做出了詳細(xì)論述。
Dodman等對ICLEI的清單方法提出異議,尤其對電力和供熱的歸屬問題提出異議,并且提出了不同的清單方法,其結(jié)果是全球城市溫室氣體排放還不到人為排放的一半,許多城市人均排放量低于其國家人均排放量。
從上述學(xué)者的研究可以看出,對于城市碳排放問題,不同的研究方法,研究結(jié)果相差很大,尤其城市是一個(gè)高度開放的實(shí)體,其與外界的能源、物品交換強(qiáng)度很大,因而對于城市排放的不同界定,會(huì)導(dǎo)致城市排放水平的很大差異。對比當(dāng)前國際城市主要采用的方法體系(見圖3),總體趨勢是,絕大部分城市在核算自身溫室氣體排放時(shí),都考慮外部電力和熱力供應(yīng)所導(dǎo)致的溫室氣體排放,即世界地方環(huán)境理事會(huì)(The International Council for Local Environmental Initiatives,ICLEI)提出的主要考慮尺度1+尺度2+外部垃圾填埋的溫室氣體排放。全球已經(jīng)有68個(gè)國家的1 200個(gè)城市采用ICLEI方法編制了城市溫室氣體清單。許多研究基于這種清單方法提出了較為系統(tǒng)的城市碳預(yù)算方案[20]。
圖3 城市溫室氣體清單體系范圍比較[8-10]
Fig.3 Comparison of measures for city greenhouse gases inventory
中國城市溫室氣體清單研究起步較早,但發(fā)展緩慢。1994年,中國與加拿大政府開展了北京市溫室氣體排放清單研究,并較為全面地核算了北京市1991年溫室氣體排放清單[21],但此后一直缺乏城市清單的研究文獻(xiàn)。近幾年城市清單研究逐漸增加,蔡博峰等人初步提出了城市溫室氣體清單研究方法,并且針對重點(diǎn)排放領(lǐng)域推薦了排放因子[22]。張晚成等人利用城市清單體系核算了上海排放[23]。陳操操等人對城市溫室氣體清單方法做了較為詳細(xì)的評價(jià)和總結(jié),并且對比了城市清單和國家清單的異同[24]。蔡博峰探討了中國城市溫室氣體清單研究存在的不足和困難,并提出了初步建議[25]。
3 城市溫室氣體清單研究特點(diǎn)
城市溫室氣體清單相比國家溫室氣體清單而言,從編制模式、覆蓋領(lǐng)域和針對性等方面都具有自身特色,這些特色也意味著國家清單方法體系(IPCC方法學(xué)指南)并不能適用城市溫室氣體清單編制的需要。
城市溫室氣體清單方法學(xué)早期借鑒了大量國家溫室氣體清單編制的方法,盡管后期在清單基礎(chǔ)方法學(xué)、排放因子等方面很難有突破和創(chuàng)新,但在原則、技術(shù)路線和方法體系上卻體現(xiàn)了城市的自身特點(diǎn)。當(dāng)前,城市溫室氣體清單方法學(xué)和國家溫室氣體清單方法學(xué)的差異主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)。在編制模式上,由于城市和外界有著大量的能量和物質(zhì)交流,城市往往采用消費(fèi)模式,區(qū)別于國家清單的生產(chǎn)模式。國際城市清單中往往包括了由于外調(diào)電力和供暖帶來的間接排放,即發(fā)生在城市地理邊界以外生產(chǎn)城市用電和熱力的溫室氣體排放。在覆蓋范圍上,城市清單往往比較簡單,特別是發(fā)達(dá)國家城市,幾乎沒有農(nóng)業(yè)問題,工業(yè)比例也很小,所以能源供應(yīng)、建筑和交通以及廢棄物處理往往是城市清單的主要內(nèi)容。在針對性和靈活性方面,城市溫室氣體清單編制靈活、針對性強(qiáng)。國家溫室氣體清單編制的一個(gè)重要目的是為國家宏觀制定減排政策提出科學(xué)支持和國際溫室氣體排放對比與談判,因而國家清單相對比較規(guī)范和嚴(yán)格。而城市清單為了提高針對性,往往在組織結(jié)構(gòu)上更加靈活。其提出的政策直接到技術(shù)層面,可核查性、可測量性和可報(bào)告性都很強(qiáng),其溫室氣體減排的實(shí)現(xiàn)依賴于城市公眾的參與和監(jiān)督[25]。但城市清單的靈活性某種意義上影響了國際城市之間溫室氣體排放的可對比性。
4 國內(nèi)城市溫室氣體清單研究的不足
中國當(dāng)前的低碳城市發(fā)展很快,但城市溫室氣體排放清單研究卻相對滯后,主要是存在著兩個(gè)核心問題。其一,城市排放清單方法體系不完善,其中邊界、范圍等關(guān)鍵問題尚未解決。絕大部分城市尚未編制較為全面的城市溫室氣體排放清單。許多城市依然沿用IPCC的方法核算溫室氣體排放,而IPCC方法不適用于城市尺度已經(jīng)是國際共識。此外,發(fā)達(dá)國家城市排放清單都包括尺度1和尺度2水平,而我國當(dāng)前已經(jīng)編制的城市清單基本相當(dāng)于尺度1水平,城市清單內(nèi)容相比國際規(guī)范有較多殘缺。由于核算方法的混亂,導(dǎo)致中國同一城市出現(xiàn)多種溫室氣體排放量,極不利于科學(xué)研究和政府決策。其二,無法核算真正城市意義的溫室氣體排放水平。中國城市和西方國家城市有較大差別,后者是專為城市而設(shè)立的一種建制類型,同行政區(qū)劃并無必然聯(lián)系。它突出了人口聚集點(diǎn)的概念,核心部分是城市建成區(qū)。而中國城市是一種行政區(qū)劃建制,包含大量的農(nóng)村、林地等非城市建設(shè)用地。因而中國城市更類似一種區(qū)域概念。對中國城市的特征,Montgomery也提出其不同于西方城市,并且建議將以建成區(qū)為核心的地區(qū)作為城 市加以重點(diǎn)研究[26]。這種城市排放清單很大程度上失去了城市特色,變?yōu)榕c省/區(qū)域排放清單性質(zhì)一致,因而無法有效支持中國低碳城市的積極發(fā)展。同時(shí)也使得中國城市溫室氣體排放水平很難直接與發(fā)達(dá)國家城市排放做直接比較,也不利于最大限度地借鑒西方城市低碳化發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)。發(fā)達(dá)國家估算的城市溫室氣體排放占國家排放比例約在70%-80%,而在我國當(dāng)前的情況,城市溫室氣體排放總量等于全國排放總量,城市這一極為重要的低碳發(fā)展因素?zé)o法突出其應(yīng)有特色。
中國城市溫室氣體排放清單的不足嚴(yán)重制約了我國低碳城市發(fā)展,甚至可能誤導(dǎo)城市低碳發(fā)展方向。研究解決上述兩個(gè)中國城市碳排放清單核心問題,有利于規(guī)范我國城市溫室氣體排放核算方法,準(zhǔn)確把握我國真正城市意義的溫室氣體排放水平和特征,澄清城市溫室氣體排放的一些誤區(qū)和錯(cuò)誤觀點(diǎn),并為低碳城市發(fā)展和政府決策奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí),清晰、明確的城市溫室氣體排放清單方法體系,便于城市之間以及城市自身時(shí)序上的比較分析,支持政府出臺有效的政策措施,并建立相應(yīng)的核查機(jī)制。
5 中國城市溫室氣體清單編制方法
鑒于中國城市溫室氣體清單存在的問題和不足,以及當(dāng)前的研究現(xiàn)狀,本研究提出中國城市溫室氣體清單編制方法,以供研究者和決策者參考。方法介紹側(cè)重城市清單的特色內(nèi)容,排放因子等技術(shù)要素與IPCC一致,所以不作介紹。
5.1 清單邊界
中國城市清單邊界問題是城市清單體系中較為重要的一個(gè)問題。主要原因是中國城市地理邊界不明確。西方城市的核心和主要部分是城市建成區(qū),其強(qiáng)調(diào)的是城市自治,而不是行政區(qū)劃等級。由于中國城市的特殊性,本文提出狹義城市的清單邊界,以區(qū)別于我國當(dāng)前城市市域范圍(城市行政區(qū)域)的清單。狹義城市是指包括城市建成區(qū)90%面積的最小市轄區(qū)/縣范圍。許多研究城市的學(xué)者把市轄區(qū)作為狹義城市的概念,但縣升區(qū)的參考標(biāo)準(zhǔn)主要是整體經(jīng)濟(jì)水平,因而會(huì)把一些經(jīng)濟(jì)體量很大的農(nóng)業(yè)縣包括進(jìn)來,例如北京市懷柔、平谷、門頭溝、房山等區(qū),其包括了大量的農(nóng)村地區(qū)和非城市建成區(qū)。所以依據(jù)市轄區(qū)很容易高估狹義城市的面積。事實(shí)上,城市建成區(qū)是城市的最佳表征,然而城市建成區(qū)同城市行政區(qū)劃并不完全重合,導(dǎo)致數(shù)據(jù)口徑無法統(tǒng)一,難以完成數(shù)據(jù)收集和積累。
中國城市溫室氣體清單體系中,可以同時(shí)核算城市市域范圍內(nèi)(城市行政區(qū)域)的溫室氣體排放,和狹義城市溫室氣體排放。我國地級以上城市基本都有較為完整的市域范圍內(nèi)的公開統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),因而可以支持城市市域排放清單的編制。著重考慮狹義城市溫室氣體清單,可以突出城市意義和特色,真正指導(dǎo)中國城市低碳發(fā)展,同時(shí)也提高中國城市與西方城市溫室氣體清單的可比性,有利于中國最大限度地借鑒西方城市低碳化發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)。
排放源的歸屬問題在西方城市比較顯著,因?yàn)槲鞣匠鞘兄械乃饺斯净蛘呤撬饺巳牍晒菊紦?jù)絕大多數(shù)。因而西方城市處理排放源歸屬問題往往分為運(yùn)行控制(Operational Control)和金融控制(Financial Control)兩類。運(yùn)行控制是受市政府各項(xiàng)政策法規(guī)直接管理的,但其經(jīng)營和財(cái)務(wù)關(guān)系未必完全受當(dāng)?shù)厥姓刂啤6鹑诳刂品蠂H財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),即對于一個(gè)排放源實(shí)體具有完全的金融管理權(quán)利。中國城市溫室氣體清單可以以行政管轄為邊界,即相當(dāng)于西方城市的運(yùn)行控制,符合我國城市對企業(yè)的管理和統(tǒng)計(jì)口徑。此外,由于西方城市的行政自治和民主管理的特點(diǎn),城市溫室氣體清單都分為全市排放清單(Citywide Inventory)和政府排放清單(Government Inventory),后者屬于前者,但單獨(dú)列出。政府排放清單主要包括政府部門的用電、采暖、用水、交通、廢棄物等,之所以單獨(dú)列出,是因?yàn)槿泻驼块T減排的措施有很大不同。對于政府部門的溫室氣體排放,完全可以采取強(qiáng)制手段進(jìn)行減排,而對于城市水平的排放,政府只能通過政策鼓勵(lì)或者財(cái)稅刺激等市場方法,要想采取強(qiáng)制手段,必須通過地方立法,其操作和實(shí)施都較為困難[25]。這一點(diǎn)和我國倡導(dǎo)和實(shí)施的綠色政府比較相近,可以充分借鑒。
5.2 清單范圍
清單范圍是指清單所包括的溫室氣體排放過程,主要指本地排放和異地排放,即直接排放過程(本地排放)和間接排放過程(異地排放)。具體可分為三個(gè)尺度(見圖3)。①尺度1:所有直接排放過程,主要是指發(fā)生在清單地理邊界內(nèi)的溫室氣體排放過程。②尺度2:由于電力、供熱的購買和外調(diào)發(fā)生的間接排放過程。以用電為例,大部分城市的電力依靠購買或外調(diào),所以并不直接產(chǎn)生溫室氣體排放,但可能所購電力來自火力發(fā)電,而火力發(fā)電產(chǎn)生溫室氣體,所以這部分溫室氣體算為城市間接排放。③尺度3:未被尺度2包括的其他所有間接排放。這一尺度所包括的范圍很廣,包括城市從外部購買的燃料、建材、機(jī)械設(shè)備、食物、水資源、衣物等等,生產(chǎn)和運(yùn)輸這些原材料和商品都會(huì)排放溫室氣體[25]。
建議中國城市溫室氣體清單需要同時(shí)包括尺度1和尺度2,暫不考慮尺度3排放。這樣中國城市編制清單相當(dāng)于采用了生產(chǎn)+消費(fèi)的混合模式,即在核算清單時(shí),首先核算城市直接排放(生產(chǎn)模式),然后將外調(diào)電力和供暖導(dǎo)致的溫室氣體排放計(jì)入城市本身排放(消費(fèi)模式)。國際上絕大部分城市都是采用這一“混合”模式編制溫室氣體清單。
6 案例對比研究
選擇北京市和紐約市,基于前文所述的城市溫室氣體清單原則和方法體系,對比分析兩個(gè)城市的溫室氣體排放特征。根據(jù)前面所述的狹義城市,北京市包括城市建成區(qū)90%面積的區(qū)/縣共6個(gè),分別為東城區(qū)、西城區(qū)、海淀區(qū)、朝陽區(qū)、石景山區(qū)和豐臺區(qū)。
本研究對比了2個(gè)城市的排放水平。北京市市域的碳排放清單可以基于能源統(tǒng)計(jì)年鑒核算,但狹義城市的碳排放清單卻缺乏數(shù)據(jù)支持,沒有公開出版的北京市各區(qū)縣的能源利用情況。因此,只能采用其他數(shù)據(jù)途徑。歐盟和荷蘭環(huán)保局聯(lián)合開發(fā)了全球0.1°×0.1°(中緯度地區(qū)約10km)溫室氣體排放空間網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫,當(dāng)前已經(jīng)更新至EDGAR version 4.1版本(2005年),該數(shù)據(jù)庫是迄今為止全球水平上空間精度最高的溫室氣體排放數(shù)據(jù)庫。EDGAR排放源數(shù)據(jù)主要來源于IEA的排放點(diǎn)源數(shù)據(jù)庫,比較全面地核算了區(qū)域空間排放信息,非常有利于我們利用該數(shù)據(jù)計(jì)算狹義城市直接排放水平。因此,基于EDGAR數(shù)據(jù)庫,直接核算北京市2005年狹義城市的直接(尺度1)碳排放量為4 473萬t。然而北京市 狹義城市間接(尺度2)排放量的估算較為困難,只能基于北京市市域直接排放和間接排放的比例來推算。
根據(jù)中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒[27]、北京市統(tǒng)計(jì)年鑒[28]和IPCC排放因子[29],2005年北京市域排放量為1.413億t,其中直接排放1.012億t,間接排放(電力調(diào)入量為357.69億KWh時(shí),2005年無熱力輸入)0.401億t,間接排放占直接排放的39.62%。其中,外調(diào)電力排放因子取值為1.1208 t /MWh,該值來源于國家2007中國區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子中的華北區(qū)域電網(wǎng)電量邊際排放因子OM(其計(jì)算數(shù)據(jù)基于2004-2006年《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》)。根據(jù)北京市市域間接排放和直接排放的比例關(guān)系,以及北京狹義城市直接排放量,可以推算北京市狹義城市的間接(尺度2)碳排放量為1 772萬t。北京市和紐約市的溫室氣體排放對比見表1。