修正碳赤字视阈下京津冀县域生态补偿时空格局及其驱动因素

[目的]建立兼顾区域本底差异的生态补偿模型,进一步明确京津冀生态补偿时空分异格局及其主导驱动因子,为政府部门制定环境保护与宏观经济政策提供参考。[方法]基于修正碳赤字,利用模型构建、空间相关性分析与地理探测器技术等方法构建了合理的生态补偿框架,分析和研究了2007—2020年的京津冀县域生态补偿的时空变异格局、空间自相关性、驱动因子排序和交互作用等内容。[结果]①京津冀县域2007—2020年碳排放量呈现“先增后减”的变化趋势,碳吸收量大体呈现持续增加的变化趋势。②修正前的京津冀县域碳赤字呈现东、南、西部高,而北部较低的U形格局,而修正后的碳赤字由于兼顾了区域间本底差异,在时空分布上更加均匀。③生态补偿额度冷点区域基本分布在京津冀东北部,热点区域分布在京津冀西南部,两者之间存在个别冷热点区域,整体呈现热点区域向东北方向移动,冷点显著区域向西南方向移动的趋势。④不同年份内影响生态补偿额变化的主要因子不同,2007,2012,2017和2020年这4a中影响京津冀县域生态补偿变化的主导影响因子分别为第三产业产值、财政收入、第二产业产值和人均生产总值;不同年份导致生态补偿变化的因素交互影响力不同,交互作用表现出先互相减弱后互相增强的反复效应。[结论]兼顾区域本底差异的生态补偿模型,对京津冀生态补偿时空分异格局及其主导驱动因子的分析具有一定的公平性,可为政府部门制定环境保护与宏观经济政策提供更精准的指导和建议。

晋西北柠条长期种植对根系分布及土壤水碳的影响

[目的]探究晋西北不同种植年限人工柠条深层土壤水碳和根系的相互作用,为黄土丘陵区人工植被恢复提供一定的理论基础。[方法]以不同种植年限(20,40,60 a)柠条林为研究对象,对0—300 cm土层水分、有机碳和根系特征参数进行测定,分析了三者的相互关系。[结果](1)相较于荒草地,柠条长期种植(大于40 a),降低了剖面土壤水分含量,但增加了剖面土壤有机碳含量。土壤水分亏缺现象主要集中在0—60,200—300 cm土层中,而有机碳含量主要分布在0—60 cm土层中。柠条种植显著增加了0—60 cm剖面根系特征参数,其根系生物量占0—300 cm土层的50%。(2)在0—60 cm土层,有机碳与土壤水分显著负相关(p<0.01),与根体积密度显著正相关(p<0.05);在60—200 cm土层,土壤水分与有机碳、根表面积密度和根体积密度显著负相关(p<0.05);在200—300 cm土层,土壤水分与根系参数均显著正相关(p<0.05)。多元回归和通径分析结果表明根体积密度和土壤水分是影响有机碳的主要因素,较高的根体积密度和较低的土壤水分有助于增加土壤有机碳。[结论]晋西北黄土丘陵区长期种植柠条后,对表层根系特征参数的增加促进了土壤有机碳积累,但加剧了表层土壤水分消耗,并促使根系向深层生长以适应水分条件。在区域进行植被建设时有必要综合考虑植被种植年限和土层深度对土壤水分、有机碳和根系特征的综合影响。

绿色低碳视域下长江经济带耕地生态外溢价值评估及时空变化分析

为推进长江经济带耕地保护和绿色低碳发展,利用当量因子法、环境成本法等测算耕地生态服务价值和负外部性价值,结合耕地生态足迹和生态承载力,将长江经济带11省(直辖市)划分为盈余区、平衡区与赤字区,对耕地生态外溢价值进行评估,并分析时空变化特征。结果显示:(1)2011-2021年长江经济带耕地生态价值总量呈上升趋势,由3670.37亿元上涨至4661.55亿元,耕地生态外溢价值缓慢上升,由1353.82亿元上涨至1970.77亿元。(2)长江经济带耕地资源整体处于盈余状态,耕地生态价值总体呈现出“东低西高”的态势,四川省耕地生态价值和盈余量最高,上海市耕地生态价值最低。(3)2011-2021年间,浙江省和上海市处于耕地生态赤字区,四川省处于耕地生态高盈余区,重庆市和贵州省处于耕地生态平衡状态,江西省、安徽省和江苏省耕地生态盈亏无显著变化,云南省和湖北省耕地生态盈余水平有所上升,湖南省耕地生态盈余水平有所下降。基于此,长江经济带各省(直辖市)应充分利用自身资源和优势,制定和实施适应性的耕地保护策略,推动耕地资源的可持续利用,为实现长江经济带的生态优先、绿色低碳发展目标做出贡献。

区域碳减排合作的微分博弈与多情景模拟研究

基于多元利益主体视角,建立由碳盈余政府、碳赤字政府和碳排放企业组成的区域碳减排动态微分博弈模型,探究多元利益主体的策略均衡解,比较分析有成本分担和无成本分担两种决策背景下多元利益主体策略选择、努力水平和社会福利的变化情况,构建了系统动力学模型进行多情景模拟仿真.结果表明:(1)成本分担政策下各利益主体的减排努力水平、收益水平、社会福利水平均有提升;(2)多元利益主体的减排策略选择之间会产生交互影响,受到各主体成本收益关系的影响;并且合作收益的变化还受到购买比例和奖励比例的影响;(3)边际收益的增加将提升减排积极性,减排效率衰减系数和减排成本与努力水平负相关;(4)社会福利、边际收益和碳减排量对碳赤字政府和碳排放企业的努力水平有较大影响;(5)碳赤字政府碳排放购买比例对碳盈余政府减排努力水平影响较大;(6)碳赤字政府减排奖励比例、企业社会声誉和区域碳减排外部性影响对碳排放企业减排努力水平有重要影响.

珠江口盆地二氧化碳地质封存条件及源汇匹配性分析

当今全球气候突变,极端天气频发,温室气体过量排放造成的温室效应是其形成原因之一。我国正值经济转型,又受限于能源结构,继续大量使用化石能源是不可避免的。通过收集有关珠江口盆地的公开地质资料,与前人所提出的E级和D级碳封存适宜性评价指标对比,得知珠江口盆地具有巨大的碳封存潜力和较高的适宜性。分析了粤港澳琼四地区碳排放情况及变化趋势,认为四地区碳排放源与珠江口盆地碳封存区构成良好的源汇匹配关系,在珠江口盆地实施碳封存,不仅可以使四地区达成碳中和,而且可以使盆地内油气田开发最大效益化。因此,对珠江口盆地碳封存地质条件及源汇匹配性的研究具有重要意义。

东北三省碳源/汇和碳盈亏时空分布与影响因素

碳循环是影响气候变化的关键环节。利用改进的CASA模型对东北三省2000—2020年间自然碳源\汇进行了估算;通过增加真实碳排放量对估算过程的约束,改进了夜间灯光数据和碳排放拟合方法,探究了区域碳源碳汇和碳盈亏的时空分布和影响因素。结果显示:(1)净生态系统生产力在时间上呈现波动上升趋势,空间上黑龙江省自然碳汇总量最高(164.61 Tg C/a),约占东北三省的60%;(2)能源消费碳排放总量呈现先上升,再下降,近年趋于稳定的时间变化趋势,空间上以辽宁省年均碳排放量增速最快,增速约为6.95 Tg C/a;(3)2005年为东北三省整体从碳盈余转变为碳亏损的转折点,近年来亏损速率有所下降;(4)东北三省碳盈亏与自然因素呈正相关,与人口规模、地区生产总值、碳排放强度、产业结构呈现负相关关系。辽宁省能源消费总量的攀升使能源结构的下降未能扭转其碳亏损的局面,并使其碳盈亏与能源结构呈现正相关关系;黑龙江省和吉林省农业人口流失较快一定程度上导致了城市化水平与碳盈亏呈现正相关关系。(5)东北三省均应降低碳排放强度,黑龙江省和吉林省应调整能源结构,辽宁省应调整产业结构。研究结果可为东北三省“双碳目标”的实现提供理论依据。

中国海洋渔业碳平衡状态及影响因素研究

低碳是海洋循环经济实现的重要途径,实现海洋渔业的碳平衡是海洋传统经济转变的重要发展方式。本文通过对2013—2022年全国及沿海9省(区)的海洋捕捞碳排放量与碳汇量测算,在此基础上分析了全国及沿海9省(区)的碳平衡状态,并利用灰色关联度分析碳平衡状态影响因素的关联度。结果表明除2020年-2022年山东省的碳平衡状态为盈余外,其他均为碳赤字状态。对于碳平衡状态的影响因素,总体来看全国与沿海9省(区)关联度较大的是海洋捕捞产量、捕捞人员数量和海水养殖面积。最后从加快渔船的升级改造与更新淘汰、调整捕捞的作业方式、提高海水养殖贝藻类的养殖规模以及加快渔业专业合作组织的建立和加速推广渔业碳汇交易提出相关对策建议,以期尽快地实现海洋渔业的碳平衡。

经济集聚对碳赤字的影响研究——基于互联网发展有调节的中介效应分析

为探寻在互联网发展推动下,经济集聚对碳赤字的影响及传导机制,基于2003—2020年中国275个城市的面板数据,采用双固定空间杜宾模型及有调节的中介效应模型进行实证分析。研究结果表明,经济集聚对本地及周边地区的碳赤字呈现显著倒U形影响,但现阶段研究样本仍位于倒U形左侧。机制分析表明,互联网发展在经济集聚直接影响碳赤字以及通过创新效应间接影响碳赤字的路径中发挥显著的调节作用,从而有效降低碳赤字,但互联网发展对经济集聚影响实质性创新和策略性创新的调节作用表现出明显的异质性。

江苏省旅游业碳足迹与碳承载力动态对比分析

基于碳足迹理论,提出旅游碳承载力的概念和测算方法,利用旅游碳足迹和旅游碳承载力模型,计算对比江苏省15年来的旅游碳足迹、旅游碳承载力,深入认识江苏旅游业碳排放与碳固定的平衡状况及动态变化。研究表明：从2000—2015年,江苏总旅游碳足迹和人均旅游碳足迹呈现快速增长趋势,旅游业碳足迹总量由487.3万吨增加到9 033.4万吨,人均旅游碳足迹由66.3 kg增加到145.1 kg。同时,江苏总旅游碳承载力缓慢增长,人均旅游碳承载力则持续下降。总旅游碳承载力由564.2万吨增长到1 981.0万吨。人均旅游碳承载力由76.7kg下降到31.8kg。因此,江苏总旅游碳足迹的增长幅度远远大于总旅游承载力,生态压力日趋严峻。提高江苏旅游业的碳排效率,增加植物碳汇任重道远。

不同肥料配合施用土壤有机碳盈亏分布

几种施肥处理的田间试验结果表明：连续四年不施肥，土壤有机碳亏缺主要来自松结态有机无机复合体及缩合程度较低的腐殖质。因此，四年间土壤供肥能力明显降低。仅施化肥保持高产，土壤有机碳亏缺不多，亏损主要来自稳结态和紧结态腐殖质，由于残体“自然归还”的补偿，松结态碳尚有盈余，因此，对土壤复合体和供肥性能的不良影响较轻。有机肥与化肥配合施用，土壤有机碳均呈盈余平衡。土粪与化肥配合，盈余碳几乎在松结态与稳结态及紧结态复合体之间均衡分配，增加有机碳未能明显提高腐殖质的活性；在一定数量的化肥配合下施稻革或稻草加土粪，有机碳积累主要形成富啡酸并分配在松结态复合体中，因而可以促进土壤有机质周转并能改善土壤供肥性能。

中国旅游业碳均衡区域差异及其影响因素

碳均衡分析是新时期旅游业绿色、低碳发展的重要研究方向之一。立足"源-汇"视角,运用旅游碳赤字测度模型和Theil指数研究了2008-2017年中国旅游业碳均衡状态及其区域差异,并基于K-means cluster和典范对应分析方法探究了各省域碳均衡分布与影响因子之间的关系。结果表明:研究期内中国旅游业碳排放远高于碳承载力,导致旅游碳赤字均值由515万t上升至1358万t,旅游业发展始终处于碳失衡状态;Theil指数的结果进一步反映了旅游碳赤字存在区域差异性,这种差异主要源于地带内差异,而地带内差异主要是由东部和西部地带内的差异引起的;各省域可以分为旅游业碳排放最低型、旅游碳承载力最高型、旅游碳赤字较高型、旅游碳赤字最高型四类;结合K-means cluster和典范对应分析的结果可以识别出影响碳均衡状态的正负向因子,并为实现各区域旅游业碳均衡指明了差异化的发展路径。

基于生态足迹模型的南京市旅游可持续发展评估及对策研究

基于生态足迹模型,结合旅游者的生态消费及结构特征,将旅游生态足迹引入区域旅游可持续发展评估,根据旅游交通、餐饮、住宿、购物、游览等旅游生态足迹子模型,详细计算与分析了南京市2010年的旅游生态足迹。结果表明:(1)南京市旅游生态足迹结构中,交通生态足迹最大,人均达到0.018 6hm2,旅游交通的生态消耗最大。(2)南京市旅游业目前处于生态赤字状态,人均生态赤字为0.231 8hm2。(3)南京市单位旅游生态足迹产值很高,为每公顷8 621美元,其中旅游游览生态足迹的效益最高,娱乐次之,旅游交通生态足迹效益最低。(4)南京必须立即着手调整旅游产业内部结构,大力推动低碳旅游发展,开发有特色的旅游商品,提高旅游购物消费,在保证生态资源可持续利用的同时保持旅游经济快速发展。

绿洲调亏灌溉春小麦农田生态化学计量特征

用配对样本t检验对绿洲不同调亏灌溉下春小麦收获时土壤C∶N和C∶P生态化学计量比年际间差异及土壤碳平衡进行了分析研究,结果表明：小麦收获时不同调亏灌溉处理0~20cm、20~40cm和0~40cm土层C∶N2008年比2007年分别显著降低19.0%~37.3%、11.8%~27.9%和17.1%~32.8%,而C∶P则显著增加31.9%~62.4%、16.5%~79.1%和33.6%~68.8%。两年试验表明,拔节期轻、中度水分调亏,孕穗~抽穗期轻度调亏或丰水处理,而灌浆~生理成熟期中、重度调亏的处理RDI2和RDI5C∶N和C∶P生态化学计量比高于其他处理。两年试验后,不同土层调亏灌溉处理及对照土壤有机碳均增高,其中0~20cm土层增幅为1.31~2.35t（C）·hm-2,20~40cm土层为2.00~4.58t（C）·hm-2,0~40cm土层为2.18~3.07t（C）·hm-2。

外源NO供体对水分亏缺下玉米叶片碳同化关键酶及抗氧化系统的影响

为了探讨外源NO供体(硝普钠,SNP)对水分亏缺下玉米叶片碳同化关键酶及抗氧化系统的影响及其调控机制,在20%PEG-6000模拟水分亏缺胁迫下,研究了SNP对玉米品种驻玉309幼苗叶片光合碳同化核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)和Rubisco活化酶(RCA)活性及其基因表达、抗氧化酶活性及其同工酶谱变化的影响。结果表明,在水分亏缺胁迫下,SNP显著上调玉米叶片rbc L、rbc S、rcaβ基因的相对表达量,尤其是叶片rbc S基因的相对表达量增加1.86倍,叶片Rubisco、RCA活性分别提高32.7%和14.67%;叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及其同工酶谱带的宽度和亮度显著增强,而ROS积累量明显降低。说明在PEG水分亏缺胁迫下,SNP能显著提升玉米幼苗叶片光合碳同化能力及抗氧化酶活性,降低ROS积累及其对细胞膜造成的损伤,提高玉米的抗干旱性。

考虑历史排放赤字的电力初始碳排放权公理化公平分配方法

公平性是电力碳排放权无偿分配的首要问题,而如何考虑历史排放赤字的影响往往是分配是否公平的焦点之一。为此,建立了基于Shapley值的历史排放赤字分摊模型,解决了历史排放赤字在减排年份的分摊问题,并对分配模型进行了公理化处理。根据"谁引起、谁负责"的原则,建立了历史排放赤字在各机组间的分摊模型,解决了历史排放赤字对不同机组排放求偿权的削减问题。进一步地,通过分配方法的一致性约束,建立了考虑历史排放赤字的初始碳排放权分配模型。此外,通过对自主参与分配机制下博弈行为的研究,证明了博弈均衡的存在性,并给出了考虑历史排放赤字分配模型的匿名性、有效性和单位选择无关性的证明,对公平排序性进行了讨论。最后,通过电力碳排放权分配的算例表明,所提方法可满足公平分配的基本要求,且易为各方所接受。

宜宾市土地利用碳排放效应的时空演变

碳排放和土地利用变化之间密切相关,土地利用是造成全球碳排放总量迅猛增长的重要原因之一.本研究采用2000—2010年宜宾市土地利用数据与能源消费数据,通过构建碳排放模型,对研究区11年来土地利用的碳排放进行了定量分析.结果表明:1)2000—2010年宜宾市碳排放总量呈逐年递增的趋势,碳排放总量由2000年的185.559 9万t增长至了2010年的490.823 2万t,增长率高达165%;建设用地是最主要的碳源,而林地为最重要的碳汇.2)据中国造林成本的价格估算,宜宾市在研究期内需要年均拿出1.5%~2.6%的生产总值来支付碳失衡所导致的生态补偿量.3)宜宾市各区县的碳排放强度在研究期内呈现出"先增后减"和"持续增长"两种不同的变化类型.4)宜宾市各区县的碳汇、碳源及碳排放总量空间格局差异显著,碳源和碳排放总量表现出以"翠屏区为中心,向两侧递减"的格局,而碳汇能力较强的区县则主要位于西北部和南部山区地带.

中国对外贸易绿色发展的挑战和应对

中国对外贸易蓬勃发展的同时也带来了严重的生态环境问题。资源环境逆差日益严重,碳泄漏引发的国际争议越来越激烈。从"十一五"开始中国尝试建立绿色贸易政策体系,但面临诸多挑战,不仅与"促出口,保增长"政策产生强烈冲突,更是在国际上频频引发贸易摩擦。结合国外发达国家实施绿色贸易政策的经验,对中国对外贸易的绿色发展提出如下建议:战略上必须要避免落入"环境比较优势"陷阱,警惕高能耗产业转移的"锁定效应",要对贸易政策进行环境影响评价;在战术上要恰当利用WTO环境例外规则,构建针对出口的绿色贸易壁垒,积极主动地协调贸易发展与环境保护的关系。

水分亏缺对小麦穗部维管束系统发育的影响

采用盆栽试验及石蜡显微切片观察方法,研究了水分亏缺对两个基因型冬小麦生育后期穗部维管束系统解剖结构及生长发育的影响,分析了穗部显微结构与同化物滞留的关系。结果表明:在正常供水及水分亏缺下,"西农979"和"普冰143"两个小麦品种开花期靠近穗轴节片处新形成的维管束呈扇形分布,远离穗轴节片处呈椭圆形及其他形状分布。穗轴节片处新增加的维管束与原有维管束之间的细胞倍增,形成厚壁组织;随着穗的发育,原穗轴中的部分维管束与穗轴节片处新形成的维管束延伸至颖壳和小穗轴,尔后向上分支延伸至第1朵小花的外稃、浆片、内稃及后续各小花。水分亏缺下由穗基部到顶部穗轴大、小维管束数目及横截面积等维管束参数下降幅度较大,可能是同化物在非籽粒器官颖壳和穗轴中滞留的原因之一。水分亏缺下两个小麦品种穗粒重下降,非籽粒器官生物量明显增加,旱地品种"普冰143"表现更为突出。

4种杂交杨对土壤水分变化的生态学响应

以田间持水量的100%(T1,对照)、70%(T2)、50%(T3)和30%(T4)为4个水分处理梯度,比较研究了4种不同品系的杂交杨(Populus)——15-29(P.trichocarpa×P.deltoids)、DN-2(P.deltoids×P.nigra)、DN-14274(P.deltoids×P.nigra)和R-270(P.deltoids×P.nigra)在不同水分处理和不同处理阶段对水分亏缺的反应。结果表明,4种杂交杨品系对水分亏缺较敏感,都通过关闭气孔、降低叶面积以有效地调节水分的散失,降低光合速率、蒸腾、水势,增加水分利用效率,改变生物量的分配等一系列生理适应机制以及形态策略,来应对不同程度的水分亏缺,只是不同品系的适应程度不同。在生物量分配上,R-270主要降低叶干重,而其它3个品系的叶、茎和根干重全部降低;随着水分亏缺的加重,15-29和R-270的根冠比增加,根部获得更多的同化物分配,从而有利于水分的吸收,增加其抗旱性。DN-2的碳同位素组成δ13与水分利用效率呈显著正相关(r=0.631,p<0.01)。而R-270的δ13与水分利用效率呈负相关,但不显著,只有在处理T4下呈显著负相关(r=-0.732,p<0.01),表明土壤水分影响了碳同位素的分馏,不同品系相反的结果表明同位素分馏的遗传变异。与T3和T4相比,T1和T2处理的苗木具有较高的生物量、叶面积、光合速率、蒸腾、水势以及气孔导度,说明4个杂交杨品系在充足或适当的灌溉条件下具有较高的生产力。在T3和T4处理下,4个品系表现出不同的生存策略,但生产力均较低,因此在干旱胁迫下很难形成高生产力。与DN-2和DN-14274相比,15-29和R-270对水分胁迫表现出更强的适应性反应,具有较强的抗旱性,可用作防护林品种。

中国农业贸易的碳减排效应研究

通过构建环境投入产出模型,采用WIOD数据计算1995—2011年中国农业贸易净出口隐含碳与碳减排指数,考察中国农业贸易的碳减排效应,并基于贸易逆差的视角分析未来农业贸易的碳减排趋势。研究表明:中国农业贸易从隐含碳净出口地位转向净进口地位,表明农业贸易有利于降低国内碳排放水平;与不存在贸易往来相比,中国在1995—2011年通过开展农业贸易可以降低农业29.14%的CO2排放量,但减排效应呈现减弱趋势;中国农业贸易未来仍将存在碳减排效应,且减排作用也将保持在较高水平,有利于缓解工业贸易增长带来的污染加剧问题。