建筑业减污降碳动态效率研究:基于Malmquist-Luenberger指数模型

减污降碳是实现建筑业高质量可持续发展的关键。以中国30个省市为研究对象,利用Malmquist-Luenberger指数模型对建筑业减污降碳效率进行测度,分析中国四大经济区域及省域2010—2020年间建筑业减污降碳效率的时序演变特征。结果显示,研究期内各地区ML指数整体上呈现出波动上升的趋势,东部地区的技术进步指数对综合效率值的提升起到促进作用,技术水平趋于平稳发展;中部地区的技术进步指数对综合效率值贡献最大;西部地区的规模效率变化指数在研究期内出现下降趋势,纯技术效率指数是提高综合效率指数的关键;东北地区的纯技术效率变化指数和规模效率变化指数显著增加。

基于DNDC模型分析氮添加对内蒙古草甸和荒漠草地碳动态的影响

[目的]确定内蒙古不同草地类型在氮沉降背景下植物生物量碳和土壤有机碳的变化,探究DNDC模型对该区域草地碳动态模拟的适用度,对减缓气候变化和实现“双碳”目标具有重要意义。[方法]通过调查内蒙古草甸和荒漠草地对氮沉降的响应,并利用DNDC模型进行模拟验证。设置不同氮添加梯度[0,5,10,15,20,25,30 gN/(m^(2)·a)],分析了氮添加对不同草地碳库的影响,评估了DNDC模型对其模拟的差异。[结果](1)与空白对照相比,氮添加对草甸草地和荒漠草地地上生物量碳具有促进作用,平均分别增加了72.68%和66.52%,草甸草地在N_(5)处理下地下生物量碳达到最大值(240.93 gC/kg),荒漠草地则在N_(4)处理下增幅最大(129.67 gC/kg);(2)相对于对照组,氮添加对两种草地地下生物量碳没有显著影响,与地上生物量碳的响应不同,但整体而言,地下碳量表现为草甸草原>荒漠草原;(3)氮添加对两种草地土壤有机碳含量的影响均不显著,且不同氮添加处理间也没有显著性差异,总体而言,草甸草地土壤有机碳含量高于荒漠草地;(4) DNDC模型能够较好地模拟研究区草甸草地和荒漠草地的地上、地下生物量碳和土壤有机碳,模型的模拟值与实测值基本一致,决定系数R^(2)分别为0.9426,0.756 8,0.825 7,0.523 8,0.909 9,0.955 2,0.861 0,0.732 4,模型效率系数E分别为0.834 5,0.674 8,0.799 4,0.428 8,0.873 1,0.926 5,0.716 8,0.538 1,点位模拟效果整体良好,但对于生物量碳的模拟吻合程度更好,且对荒漠草原的模拟优于草甸草地。[结论]氮添加促进了不同干旱类型草地的固碳能力,DNDC模型能较好反映氮沉降对内蒙古两种类型草地的影响,因此模型可用于模拟内蒙古草地生态系统的生物量碳和土壤有机碳。

土壤有机碳动态的影响因素研究

作为陆地生态系统中最大的碳库,影响土壤碳循环因素的微小变化都可能会对全球变暖产生意想不到的结果。土壤有机碳的动态变化对全球碳循环起着重要作用,且土壤有机碳对植物生长和可持续性的土壤物理、生物和化学过程都起着一系列的控制作用。气候和土壤因素主要控制陆地生态系统的固碳潜力,为了能更好的了解土壤碳循环对气候变暖的响应机制以及预测土壤有机碳的周转模型,本文系统探讨了影响土壤有机碳动态变化的影响因素,主要包括气候因素和土壤因素。

中国森林碳动态及其对全球碳平衡的贡献

利用我国第一次 ( 1 973～ 1 976年 )至第四次 ( 1 989～ 1 993年 )森林资源清查资料 ,依据建立的不同森林类型生物量和蓄积量之间的回归方程 ,对我国近 2 0 a来森林的碳储量进行了推算。结果表明 :我国 4次森林资源清查中森林的总碳储量分别是 3 .75、4 .1 2、4 .0 6和 4 .2 0 Pg C,虽然存在一定的波动现象 ,但总体呈增加的趋势 ,自第 1次森林资源清查末期至第 4次清查结束的 1 7a间 ,我国森林共增加 0 .4 5Pg C,平均每年以 2 6.5Tg C的速率递增 ,这说明我国的森林起着一个轻微的CO2 “汇”的作用。然而 ,进一步对我国森林的平均碳密度分析发现 ,它们不仅呈逐渐下降的趋势 (分别是 3 9.1、4 3 .1、3 9.7和 3 8.7Mg C/hm2 ) ,而且也远低于世界的平均水平 ,这充分说明我国的森林质量比较差 ,幼龄林和残次林较多 ,但从另一个侧面也反映也如果对现有森林加以更好的抚育和管理 ,作为 CO2 的“汇”,我国森林还有很大的潜力。因此 ,需要指出的是虽然植树造林至关重要 ,但对现有森林的抚育管理也是不容忽视的。

互花米草入侵对长江口湿地土壤碳动态的影响

为了评价互花米草入侵对长江河口湿地土壤碳动态的影响,利用配对的试验设计在长江口崇明东滩湿地的高潮滩和低潮滩各设置1条入侵种互花米草与土著种的配对样线.结果表明,与土著植物相比,互花米草入侵显著增加了长江口湿地的植物碳库、土壤微生物碳、土壤总碳库和有机碳库,而对占土壤总碳库60%以上的无机碳库无显著影响,意味着互花米草入侵导致的土壤总碳库改变主要是通过增加土壤有机碳库来实现的.高潮滩互花米草和芦苇群落的年均土壤呼吸强度分别为(210.02±4.90),(157.79±6.39)mg/(m^2·h);低潮滩互花米草和海三棱藨草群落年均土壤CO_2排放速率分别为(157.41±5.27),(110.90±5.16)mg/(m^2·h),表明互花米草入侵显著增加长江口湿地的土壤呼吸.上述结果意味着互花米草入侵同时增加土壤碳输入和碳输出,但入侵也显著增加了土壤碳库表明入侵增加的土壤碳输入显著高于增加的土壤碳输出.本研究表明互花米草入侵可能会增强了长江河口湿地的土壤碳汇强度和固碳能力.但仍然需要长期系统的监测研究,以便全面定量评估互花米草入侵我国滨海湿地的综合生态影响.

基于LPJ-GUESS模型的鸡公山马尾松林生产力和碳动态

应用LPJ-GUESS动态植被模型,模拟未来气候变化条件下河南鸡公山地区马尾松纯林和马尾松阔叶混交林的生产力和碳动态。结果表明:在IPCC特别排放情景报告A2和B2情景下,到2100年该地区马尾松纯林和混交林的生产力和生物量都不同程度增加,土壤呼吸速率逐步升高,土壤碳储量逐步减少,生态系统碳交换量基本保持平衡。LPJ-GUESS模型可较好地拟合亚热带地区马尾松林的生长动态,未来可以在亚热带其他地区推广使用。

第二代杉木中幼林生态系统碳动态与平衡

对杉木林生物量和净生产力、碳含量进行了动态观测 ,对杉木林生态系统碳收支平衡公式进行了探讨与推算 .结果表明 :杉木不同器官中碳含量排列顺序为树皮 >树叶 >树干 >树根 >球果 >树枝 ;不同年龄枝、叶碳含量以多年生枝、叶较高 ,11年生的杉木各器官碳含量略高于 10年生的 ;同一林分中各层次的碳含量高低顺序为乔木层 >灌木层 >草本层 ;死地被物层碳含量为 43.40 % ,土壤各层次的碳含量随着土壤层次加深而减少 ;7年生至 11年生的杉木林生态系统的碳库总量为 10 6.0 1～ 14 4.2 2 t· hm- 2 ,其中植被层为 15 .37～ 35 .0 9t· hm- 2 ,凋落物层为 0 .31～ 2 .5 8t· hm- 2 ,土壤层为 88.0 6～ 10 7.73t· hm- 2 ;10年生至 11年生杉木林植被层 CO2 同化年净增量为 19.0 5～ 18.0 8t· hm- 2 ,凋落物层为 1.12～ 4.2 2 t· hm- 2 ;随着林龄的增长 ,系统 CO2 的平衡值由负值变为正值 ,杉木林生态系统 10年生以前主要向大气释放 CO2 ,10年生后则吸收固定 CO2 ,这时才具有 CO2 汇的功能 .

碳同位素自然丰度分析在土壤生态系统碳动态研究中应用

土壤是人类赖以生存的重要全球资源。陆地生态系统土壤有机碳相对微小的动态变化,都将导致整个土壤层有机碳库绝对量的巨大变化,继而引起与大气碳交换加剧,最终与全球气候变化产生交互影响。碳同位素技术对碳素在自然生态系统中的迁移动态具有很好的示踪作用,在农林生态系统转换、污染物源解析等生态学和环境科学领域中广泛应用。在自然生态系统中,原位的碳同位素自然丰度分析相比实验室培养示踪实验,具有更加真实反映自然环境下土壤碳动态变化的优势,是目前唯一可以解决土壤有机碳较长时间尺度,十年至千年尺度动力学过程的工具。随着加速质谱(AMS)检测技术的成熟,低浓度的单体化合物放射性碳同位素分析(CSRA)可以更加精准直接的反映土壤碳循环中核心成分的碳动态。这种分子水平的放射性碳同位素测定技术能够揭示出土壤碳同位素组成的异质性,为解释土壤有机碳的来源、迁移和转化等提供了新型的手段。文章简要总结了目前碳同位素自然丰度分析在土壤碳动态研究中可以解决的科学问题以及在土壤有机碳和微生物量碳动态研究中的研究进展,展望了其在开展土壤生态学研究中的前景。未来研究中需结合碳同位素自然丰度分析,在大尺度时间和空间范围内开展土壤剖面上的碳动态的研究,尤其是针对认识缺乏的深层土壤碳动态开展长期生态学实验研究。

退化草地碳动态及固碳潜力

草地是陆地生态系统中最重要的生态系统之一,在维持陆地碳平衡,减缓气候变化中起着重要作用。论述了草地退化的驱动因子及草地退化中的碳变化效应。从草地生态系统中植物生长和土壤性质2个方面分析了土壤固碳潜力与机制,并结合国内外研究动态,提出未来草地的主要研究方向。

亚热带山地土壤碳动态与吸存研究进展

简述了森林土壤有机碳的来源与损失,概述了森林经营、植被条件、自然条件、山地利用方式以及不同的环境因素等对山地土壤有机碳的影响,总结介绍了当前对土壤碳储量动态变化的研究进展,为恢复亚热带山地土壤肥力、缓解全球变暖提供基础理论依据。

土温升高对三江平原湿地系统碳动态的影响

采用改进的电缆加热法,研究了淹水和非淹水条件下土壤温度升高对湿地系统碳动态的影响。研究结果表明,试验期间,土温升高显著促进了小叶章的地上生物量,淹水和非淹水条件下较对照平均分别增长了85.12%和49.37%,而根生物量则平均分别增长了43.27%和54.39%。淹水处理在降低了小叶章的地上生物量的同时,显著促进了小叶章根生物量的积累。土温升高影响下土壤NH4-N含量呈增加趋势,其含量与地上生物量和根生物量的增长呈显著线性正相关关系。与对照相比,整个生长季,升温淹水和非淹水处理的系统CO2和CH4通量平均分别较对照增长30.55%和31.39%,并与5cm土温呈显著的指数相关关系。土温升高将主要通过增强土壤NH4-N的可利用性间接促进湿地系统生物量的积累,同时对系统CO2和CH4的释放产生直接影响,而系统碳累积与释放动态间未见显著的相互影响。

基于生物质能的芒属(Miscanthus)植物碳动态和收支研究进展

生物质能(Biomass energy)是最为广泛的可再生能源,其中多年生芒属C4植物(Miscanthus)由于具有巨大碳固定能力而成为潜力巨大的生物质能植物。中国是芒属植物芒草起源中心,但相对于欧洲国家应对能源危机和温室效应而采取的芒草研究与应用来说,仍处于起步阶段。我国长期以来传统的草地利用模式,决定了在南方草地的研究显著少于北方,近年来芒草在华南地区的运用研究集中于生态修复,对草本植物群落基于生态系统水平的CO2气体交换能力的研究仍然相当缺乏,在二氧化碳浓度持续增长及全球变暖背景下,生物质能植物及其碳汇功能的相关研究尤显重要。我国南方近6 700万hm2退化丘陵草坡急待恢复或处于恢复中,草坡地芒属植物符合生物质能植物标准,施肥少,害虫少,农药输入少,能够有效地利用光、水等自然资源。考虑到C4植物具有比C3植物更强的光合作用能力,高光能利用率C4芒属植物的碳固定能力及能源潜力值得重视,但缺乏科学的碳动态和碳收支评估。综述了国内外芒草生物量特征与生物质能潜力研究现状,重点论述芒属植物生态系统水平的碳动态和收支能力研究,探讨了系统水平更客观评估芒属碳源汇(Carbon sequestration)功能的方法,基于生物量过程的研究结果及华南地区草坡研究历史和现状,为草坡地生物质能的合理开发利用提出了相关对策,强调在我国南方开发和利用芒属植物资源具有重要能源价值和经济、环境效益。

建筑企业低碳动态营销能力构建

本文在西方学术界所提出的动态营销能力概念基础上,针对建筑行业提出了低碳动态营销能力概念,将其划分为低碳产品研发跨部门管理流程、低碳顾客关系跨部门管理流程和低碳供应链跨部门管理流程这三个维度,将环境不确定性作为调节变量首次在建筑行业研究低碳动态营销能力与市场绩效的作用关系,并以武汉市185家建筑企业为样本对其进行了实证检验。研究发现,建筑企业低碳动态营销能力对市场绩效有显著正向影响,环境不确定性在建筑企业低碳动态营销能力与市场绩效之间发挥着正向调节作用。

氮沉降对森林土壤碳动态过程的影响

本文综述了国内外关于森林土壤碳动态过程对氮沉降响应机制的研究进展,概述了大气氮沉降对土壤碳释放及其影响因子的作用机制,从土壤生物学特性、凋落物动态、土壤碳释放等方面揭示大气氮沉降对土壤碳平衡过程影响机制和机理,探讨了森林土壤碳动态过程对氮沉降响应的不确定性因素,并指出未来该领域研究重点。

间伐对亚热带马尾松人工林碳动态及碳固定经济价值的影响

森林兼具资源与环境双重属性,在调控全球碳循环、减缓气候变暖、促进社会经济可持续发展方面起着重要作用。碳交易背景下,对人工林实施间伐管理将对生态系统碳动态及碳固定经济价值产生显著的影响。为研究间伐对人工林碳动态及碳固定经济价值的影响,准确掌握人工林森林生态系统碳动态组分对间伐的响应,以亚热带马尾松(Pinus massoniana Lamb.)人工林为研究对象,于2014年12月—2016年12月开展间伐30%(密度)后生态系统碳动态组分野外观测与模拟以及在3种碳价格(1200元、150美元和34.38元)情境下碳固定经济价值评估。结果表明:间伐后森林生态系统碳汇功能显著降低,间伐后第一年甚至由碳汇转变为微弱的碳源,林下植被碳排放及伐桩呼吸碳排放升高是导致这一结果的主要原因;随后其碳汇功能迅速恢复,间伐后第二年恢复至70.0%,乔木层碳排放降低和林下植被碳排放及伐桩呼吸碳排放升高在这一过程中发挥了重要作用。间伐对森林环境因素、土壤养分、植物竞争关系等的影响,显著改变了亚热带人工马尾松林生态系统碳动态组分,并共同影响了生态系统碳动态和碳固定能力。碳价格显著影响生态系统碳固定经济价值,在上述3种碳价格情境下第一年和第二年间伐后生态系统碳固定经济价值分别减少7647.27、5869.28、219.09yuan·hm和1623.75、1246.23、46.53yuan·hm,计算间伐获得木材经济收益则可弥补因碳汇功能降低导致的碳固定经济价值损失。研究结果对于细化研究生态系统碳动态实测方法和综合评估生态系统碳固定经济价值具有重要作用,也对完善碳交易市场提出了更高的要求。

深圳市快速城市化对城市生态系统碳动态的影响研究

城市化已成为全球土地覆被变化的主要驱动因素之一。城市化及其引起的土地覆被变化对城市生态系统碳动态具有重要的影响。以快速城市化的典型区域——深圳市为例,采用遥感影像解译与实地生态调查相结合的方法,研究了1986—2015年间城市化引起的土地覆被变化对城市生态系统碳密度和碳储量的影响,旨在加深对城市生态系统碳循环的认知,为城市生态系统碳管理提供科学依据。研究结果显示,(1)研究区城市化过程中土地覆被变化的主要特征是建设用地的急剧扩张。林地、耕地、园地等在面积减少的同时,景观趋于破碎化。(2)研究区植被和土壤的碳密度呈现出明显的空间异质性。研究时段内,植被和土壤的平均碳密度分别减少了约5.1 t?hm^(-2)、11.8 t?hm^(-2)。(3)研究区城市生态系统碳储量的变化大致经历了3个阶段:城市化"初始期"以自然植被和农业用地为主的高碳储量期;城市化"加速期"建设用地快速扩张带来的城市生态系统碳储量急剧下降;城市化"稳定期"城市生态系统碳储量逐渐恢复。(4)研究时段内土地覆被变化造成研究区城市生态系统约16.8 t?hm^(-2)的碳损失,占城市生态系统碳储量的37.7%。虽然城市化总体上导致了城市生态系统碳密度和碳储量的减少,但通过适当的城市植被与土壤的碳管理措施可以使城市生态系统碳库逐渐得到恢复。

时间序列下煤矸石充填复垦耕地和林地的土壤碳动态特征

为明确复垦后土壤质量与土壤碳循环之间的内在机理,揭示时间序列下复垦土壤的碳动态特征规律,研究选取了山东邹城东滩矿区复垦3、6、9、12 a的耕地土壤和复垦3、12 a的林地土壤为研究对象,并以矿区内部未受塌陷影响的正常耕地和林地作为对照。通过实地采样并检测土壤总碳(TC)、总氮(TN)、土壤有机碳(SOC)、土壤微生物量碳(MBC)以及土壤理化性质(pH、AN、AP),探究时间序列下复垦重构土壤在耕地和林地2种不同利用方式下的土壤碳动态特征,及其与土壤理化性质的相关性关系。研究结果表明:复垦后耕地和林地利用方式下土壤有机碳含量均随复垦时间的增加而逐渐增加,复垦3 a和12 a的耕地和林地相比,耕地各土层深度下土壤有机碳含量均高于相应深度林地土壤;复垦12 a的耕地土壤0~20 cm有机碳含量已与对照无显著差异,复垦12 a的林地土壤40~60 cm能达到对照水平。各复垦年限耕地和林地土壤中总碳含量均高于对照,这与复垦土壤中较高比例的土壤无机碳含量有关。复垦后土壤微生物量碳呈持续增长的趋势,相同复垦年限的耕地和林地土壤相比,耕地土壤微生物量碳含量均显著高于林地,且增速更快;复垦9 a的耕地土壤微生物量碳含量已与对照无显著差异,复垦12 a的耕地土壤微生物量碳含量达到362.59 mg/kg已显著高于对照,复垦12 a的林地土壤微生物量碳含量达到110.94 mg/kg仍显著低于对照。复垦后耕地土壤微生物熵与其土壤微生物量碳含量的变化趋势相似,均呈现逐渐增加的规律。复垦6、9和12 a的耕地土壤微生物熵均显著高于对照;复垦3 a和12 a的林地土壤微生物熵均显著低于对照。复垦土壤SOC与MBC、TN、AN呈极显著正相关(p<0.01),与微生物熵q(MBC)、AP呈显著正相关(p<0.05),与pH呈显著负相关(p<0.05);MBC与TN、AN呈极显著正相关(p<0.01),与q(MBC)、AP呈显著正相关(p<0.05),与TC呈显著负相关(p<0.05)。pH与AN、AP均呈极显著负相关关系(p<0.01),与TN呈显著负相关性(p<0.05)。主要结论为伴随着复垦时间的持续,复垦后2种土地利用方式下土壤有机碳和微生物量碳含量均有不同程度的积累和恢复,而复垦后合理的农业耕作活动更有助于土壤质量的持续改善。

中国南方杉木人工林碳动态模拟研究

【目的】探索人工林碳动态,评估造林对陆地碳源/汇的贡献。【方法】以我国南方4省(浙江、福建、江西和湖南)杉木人工林为研究对象,基于样地调查数据和文献数据,利用碳核算模型CO2FIX模拟杉木人工林生物量、土壤和木材产品的碳动态。【结果】碳核算模型CO2FIX能够较好地对我国南方4省杉木人工林的生物量碳进行模拟,模型所选用的其他参数在研究区域具有较好的代表性和适用性。经过5个轮伐期(129年),杉木人工林在生物量、土壤和林产品中的储碳量共增加23.56t/hm2,碳储量年均增加0.23t/hm2。【结论】我国南方4省杉木人工林地在未来103年共能吸收大气CO20.23Pg,杉木人工林与其他森林生态系统一样,具有较强的碳汇功能。

基于BIOME-BGC模型的青藏高原五道梁草地生态系统碳动态模拟

青藏高原是气候变化的敏感区,草地是该地区分布最广的植被,研究草地生态系统碳动态及其变化趋势对研究碳对气候变化的影响具有重要意义。本研究使用参数本地化的BIOME-BGC模型,对1961—2015年青藏高原五道梁草地生态系统植物碳、凋落物碳、土壤碳以及总碳进行模拟,结果研究发现:(1)五道梁土壤有机碳是总碳的主要部分,占总碳固持量的95%,凋落物碳和植物碳分别为4%和1%。(2)1961—2015总碳呈微弱下降趋势,变化率为-0.018%/a;植物碳呈显著上升趋势,增长率为0.187%/a;凋落物碳呈下降趋势,但对气候变化有明显滞后性;由于变暖土壤呼吸速率增加,土壤有机碳呈下降趋势(-0.019%/a),因抵抗外界干扰能力强变幅较小。结果表明,变暖导致植被碳增加,但土壤呼吸增强导致土壤有机碳减少抵消其影响,变暖导致总碳呈减少趋势。

北方泥炭地碳动态与农业生产

北方泥炭地是重要的陆地碳库,所以探究北方泥炭地碳动态对理解和应对未来气候变化以及农业生产具有重要意义。总结了泥炭地碳动态的原理,并且在过去研究基础上讨论了气候变暖、水文条件对泥炭地碳动态的影响,认为气候变暖和泥炭地的排干将会促进北方泥炭地的碳排放。如果将来气候持续变暖、北方泥炭地继续被排干,将对农业生产产生严重威胁。