城市碳中和措施的边际减排成本分析--以北京市为例

城市是碳中和的主阵地,随着“双碳”目标的提出,将鼓励更多的减排技术和政策在城市低碳转型中发挥作用.基于此,本研究运用边际减排成本方法,以北京市为例,结合北京市低碳政策推广情况,对具体减排技术的减排潜力和减排成本进行分析,绘制了具有35项减排措施的北京市边际减排成本曲线,识别出有较高经济性的优先减排措施,为北京市实现碳中和目标提供技术措施优先级排序和实施路径建议.研究表明:1)筛选出的电力部门、交通部门、建筑部门减排技术的减排潜力分别为14.96亿、7.66亿、2.55亿t.平均碳边际减排成本为485.12元·t^(−1),电力部门、交通部门、建筑部门的平均减排成本为154.56、417.56、688.28元·t^(−1);北京市应大力推广电力减排措施,保证北京市碳排放进入快速下降通道;2)在35项减排措施中,11项的减排措施的边际减排成本为负,成本有效的CO_(2)减排潜力为39967万t,占39.15%;减排初期应大力推广电动出租车、电动公交车和电动轻型货车、照明节能等负成本措施;3)高边际减排成本措施的减排潜力较大,但不具有成本优势,实施难度大,为促进此类减排技术的扩散,政府可以采取一定程度的补贴或激励政策确保减排投资收益的稳定性,降低减排投资风险.

北京市城乡节能节水政策中长期耦合效果分析

本文基于长期能源可替代规划系统模型(LEAP)与水资源评价和规划模型(WEAP)建立了城市的能水耦合模型,设立情景分析探讨北京市未来不同措施下城乡的节能/节水以及其耦合效果,并对结果进行敏感性分析。模型结果表明,未来北京市能源消费总量将逐年缓慢增长;按预测的供水能力则不会出现供需短缺。“十三五”期间节水政策的总节能量为1.003×10^6 tce,节能政策的节水量达到2.76×10^8 m^3。居民生活、服务业、建筑业、传统制造业的能源需求值与水需求值具有较好的相关性,是重要的能水耦合部门。对于不同情景不同时期的节能/节水效果而言,产业结构优化政策在短期可表现出较好的节能潜力;农业部门的灌溉技术革新与种植结构优化情景,在短期具有较好的节能与节水效果。对于能水节约的协同效应,其在服务业与工业部门节能情景中较明显;对于同一个部门的政策,调控用能强度的情景能水协同节约效应较明显。

黄河流域近十五年生态系统服务价值变化特征及影响因素研究

黄河流域生态系统服务变化的定量评估有利于考核流域生态综合治理效果。本研究构建了基于能值的生态系统服务价值核算方法体系,核算了黄河流域2000—2015年省级及地市级尺度生态系统服务价值变化及导致变化的原因。结果表明:①近15年,黄河流域生态状况有明显好转,除河南和山东外,增幅主要集中在黄河流域的中上游(7%~27%),增幅最大的为甘肃;②黄河流域的117个地级市(地区、自治州、盟)中,有77个地级市(地区、自治州、盟)生态系统服务价值有不同增幅(0.46%~210%);③黄河流域“源”“过程”“汇”区位不同保护重点不同,要根据其所提供生态服务的能力及改善情况动态制定分区分类保护策略;④近15年的林地面积增加对所提供的服务提升效果明显,湿地(湖泊、沼泽地)的减少变成黄河流域上、中、下游省份服务下降的最大驱动因素。本研究能够为黄河流域生态治理及城市绿色发展提供基础性依据。

灰水足迹研究进展与方法学改进

灰水足迹是水足迹的重要组成部分,定义为稀释污染物所需的水量。灰水足迹作为水污染的体积量化指标,已得到国际学术界广泛应用。然而,由于底层数据缺乏和方法体系限制,灰水足迹研究尚无法为实践管理提供有效支持。本文剖析了灰水足迹评价的必要性及相关概念内涵,从灰水足迹核算方法及适用范围、演化机制、基于灰水足迹的虚拟水流动路径解析等方面综述其研究进展。在此基础上,分析当前灰水足迹核算方法的局限性并提出改进思路。同时,为实现灰水足迹深度应用,进一步阐述未来研究的重点方向,包括构建高时空分辨率灰水足迹数据库、基于实体—虚拟灰水耦合流动格局推动生态补偿机制和推进灰水足迹标签制度以消费侧选择引导生产侧绿色转型。

热带雨林类国家公园水生态系统服务价值核算方法综述

热带雨林类国家公园的“水库”价值对国家具有重要战略意义。但由于热带雨林类国家公园水生态系统服务受益主体复杂、生态效益与核算边界多元,其价值核算方法仍存在诸多挑战,使得建立在其准确计量基础上的热带雨林类国家公园保护与修复难以有效开展,阻碍了国家公园水生态产品价值实现及国家生态文明试验区建设进程。基于此,首先厘清现有研究中热带雨林类国家公园水生态系统服务的多元受益主体、多尺度生态效益、多边界评估框架,综述现有研究中热带雨林类国家公园水生态系统服务价值核算方法,并总结其优势与挑战,进一步结合热带雨林类国家公园水生态系统服务形成机制指出其对核算研究的启示。可为后续热带雨林类国家公园水生态系统服务价值核算、水生态系统管理与保护等提供理论与方法支撑。

生态系统服务功能非货币量核算研究

区别于价值量核算方法,基于生态热力学的环境核算方法从物质计量角度开展环境核算,以期打破大多数以人类为中心框架下的经济学方法,而新的方法框架进一步关注对人类及生态有益的生态服务的价值,即不忽视自然界提供的无关人类的相关服务功能。综述了基于生态热力学的环境核算理论基础,从禀赋价值视角重新解读了社会经济系统,从更深层次明确了"当前的"自然资产和生态服务实际是生态系统对资源使用的一种努力和结果,其"过去的"生态过程经历了长时间"试错和优化"。以美国森林生态服务功能案例研究展现了基于生态热力学的生态服务功能核算方法与基于支付意愿的市场价值核算方法与异同,并提出了使用能值方法进行生态系统服务功能核算的六大步骤。最后,针对近期能值方法的改进,给出四点发展展望:1)能值基准的不断更新夯实了生态系统服务功能非价值量核算的基础;2)已有大量能值分析在生态资产和生态服务功能应用案例可为今后的研究提供方法参照和比较的可能;3)生态服务功能价值量和非价值量的差异的根源在于从人类中心论到生态中心论的环境伦理观的转移;4)从生态热力学的视角研究生态服务功能为从能量的角度提出环境税确立了可能性。本研究建议采用双重核算方法,即类似于金融会计中使用的方法一样,用能量来记录环境负债,并建立一个货币化的资产负债表说明经济情况及环境对经济生产的贡献。

流域尺度下多城市环境风险网络传递机制及管理政策效果仿真

流域管理机构对流域内城市采取的环境管理政策及实施效果将会在不同程度上影响流域整体的环境状况,并将间接影响流域的社会经济和发展水平。本文从定量模拟以及长时间序列政策模型模拟角度探讨相关流域环境管理政策的动态效果。基于Netlogo建模平台对淮河流域的环境风险传递过程进行了仿真,考虑在不同情况(基本情况、流域管理机构污染治理能力不同、响应态度不同以及采取强制性政策强度不同)下流域整体的环境状况以及流域管理机构对于环境风险传递过程的影响。本研究对当前所施行的“河长制”等相关政策在一定程度上进行评估,研究结果可以检验相关管理措施的环境风险,为现有政策的施行强度及未来政策的进一步改善和推动提供了定量化的效果预测及方向指导。

生态银行运行机制与本土化改造研究:案例实证

美国湿地缓解银行的信用核算方法和标准尚未统一,跨区域交易造成了一定的障碍。文章按照湿地缓解银行的信用核算方法(借贷法)与全新提出的“生态元”方法,对广东省湖泊的生态信用进行核算并对其适用性进行了对比研究。“生态元”是一种基于禀赋价值(能值)的生态核算方法,反映了山水林田湖草各种生态系统的热力学驱动本质,具有本源性、可加和性和代币属性,是生态世界的货币。研究发现:(1)借贷法是一种基于专家经验进行等级打分的半定量化方法,主观性较高,且仅统计生态系统服务中改善水质、水文调节和生境这三种服务;(2)“生态元”方法是定量化方法,所涵盖的生态系统服务类型更多,在客观性、准确性、动态监测、可推广方面更具有优势;(3)“生态元”方法的核算成本较低,可提供跨尺度、跨类型的生态系统服务核算;(4)“生态元”作为生态产品交易的代币,与区块链的结合是未来的发展趋势。未来生态银行的建设与发展,可基于“生态元”推进产权制度改革、构建多元可持续的生态治理资金渠道以及提供相关的政策配套保障。

生态产品市场化定价的理论基础:(2)经济学基础

生态产品的价格除了要反映出生态学所体现的内在价值量,还应体现出其外部性和供求关系,因此,在定价过程中必不可少的是厘清相关的经济学理论。文章首先从经济学发展的维度出发,梳理了不同经济学阶段对生态产品价值理解的变化趋势,以及这种趋势对生态产品定价的影响。指出如果基于外部性和产权理论将生态产品作为一个整体来考虑,可能导致定价与实际情况不符。然而新技术的出现和“暴露生态学”等关于生态受益的研究为打破这种“整体化”定价提供了潜在支持,使得生态产品分类化、市场化及定价成为可能。基于经济学理论梳理和实证分析,文章从方法学创新、定价过程中需要规避的问题、定价后的监管机制等方面对未来生态产品的市场化定价提出展望。

基于ARMA模型的水环境承载力超载预警研究

基于自回归滑动平均(auto regressive moving average,ARMA)模型建立了水环境承载力超载预警模型,应用2001—2014年的全国水环境数据,对2015—2017年的水环境承载力超载状态进行了预警研究。结果表明:2016年水环境承载力超载状态综合指数为1. 39,可能出现警情,主要是由于水环境容量承载率超载造成的,建议采取增加污水治理设备数、减少COD和氨氮排放量等措施以预防警情的发生。

生态银行运行机制与本土化改造研究:文献综述

生态系统服务的市场交易是“绿水青山”向“金山银山”转化的桥梁。文章总结国内外生态银行的运行机制与经验,通过对比美国湿地缓解银行和中国的森林生态银行,进而探讨现存的生态补偿市场化机制问题,以及未来中国在进一步开展生态补偿市场化的前景。研究表明:(1)美国湿地缓解银行所交易的湿地信用,其核算方法尚未得到普遍认可,存在核算内容未涵盖所有生态系统服务类型、核算标准不统一的问题,对跨区域交易造成了一定的障碍;(2)美国湿地缓解银行的各参与方权责清晰明确,市场需求成熟,而我国的生态银行还处于初期探索阶段,存在金融属性不强,社会资本和公众参与的程度不高等问题;(3)我国生态银行建设需要规避目前国际上生态银行存在的生态资源过度私有化、商品化、同质化风险,以及避免保护市场而非环境的风险;(4)在实践中,国内外的生态补偿市场化中由于缺乏统一的核算方法,使跨区域生态补偿方式难以在大范围、多层级内推广,也难以在长周期内有效的监管和预测。实现生态补偿的市场化亟需探索出一套全面、系统、可监测、能推广的生态系统服务的核算体系。

海绵小区蓝绿基础设施的生态效益综合评估与应用潜力分析

为促进和完善蓝绿基础设施和海绵小区建设的评价体系,本研究基于能值分析和实地调研方法,针对森林类、湿地类、草地类、特殊类等4种蓝绿基础设施类型构建生态-经济-社会综合评价体系,并在全国选择7个城市20个小区进行实证,探究蓝绿基础设施的空间异质性和各类设施在不同地区的应用潜力。该方法可为海绵小区的评估提供新的思路和参考依据。

生态产品市场化定价的理论基础:(1)生态学基础

生态产品价值实现是践行生态文明的重要组成,也是“两山”转换的关键。虽然已有多种将生态产品内在价值转化为经济效益的途径,但缺乏对支撑生态产品合理化定价的环境伦理、生态学和经济学理论的系统化梳理和反思。文章梳理了生态价值概念随着人类对自然从顺应、利用到重视的变化过程,阐述了理论的升级和价值观的转变,重点探讨了生态产品定价的两个重要争议:(1)定价是否属于“人类中心主义”的范畴;(2)市场化定价可能会对生态价值观产生怎样的冲击。研究发现:在既关注了生态产品为人类提供的“直接价值”,又以充分保护和重视其“内在价值”为目的范式下,生态产品市场化定价已脱离了纯粹的人类中心主义;但将生态产品融入资本市场后,仍需要警惕可能出现的价值观担忧,以及重视生态产品与其他产品相比的非线性、不可逆、产权特殊等属性,还要平衡好生态产品使用价值和非使用价值的关系等。

构建嵌套于城市碳账户下的可计算城乡家庭碳账户框架

家庭作为社会最小单元,是消费端的主要参与主体。在消费端基础上确立碳排放责任,有助于厘清基于利益相关者降低碳排放的动力机制。目前个人碳普惠管理实践过程中仍存在消费引发的碳排放边界难以说清、个人负碳市场交易逻辑复杂、个人减排逻辑道义纠结、缺乏稳定的管理体系等问题。若以家庭端作为制度安排和市场交易的基础,建立城乡家庭碳账户就是核心基石。本研究目标为初步构建家庭碳账户框架,明确其账户范围、边界、计算方法和与城市碳账户和个人碳捕获衔接的可扩展逻辑。综述了现有个人碳账户和家庭碳账户的研究现状,基于我国碳排放管理特色,构建城乡家庭碳账户体系,包含资产、权益、负债三大子账户,确定了家庭碳账户核算边界、抽样方式和计算方法。并进一步解释了城乡家庭碳账户与城市碳账户的链接嵌套逻辑,设计了城乡家庭碳账户参与城市碳配额管理的方式,以及区别了城乡家庭碳账户与个人碳普惠。从账户的角度出发,将家庭碳账户与碳市场相结合,“有形的手”碳配额市场与“无形的手”碳减排权益市场相结合,共同为家庭消费端碳减排提供了新的思路,并在一定程度避免了不同核算边界下的责任重叠问题,易于与我国碳管理体系衔接。本文提出的城乡家庭碳账户可作为适应中国碳管理特色的精细化深度减排的重要工具,对以家庭为单元的碳排放额度分配、减排及交易,深度推进碳普惠的激励机制设计,调动城市多级嵌套的碳减体系等具有基础支撑作用。

气候变化和土地利用变化驱动下的生物多样性系统分析新框架

尽管目前已有大量关于生物多样性评估的研究,但同时考虑生物多样性多维评估、多驱动因素对生物多样性变化的影响评估及生物多样性变化中长期动态模拟预测等研究仍相对缺乏,这会引起对生物多样性不同维度变化水平的片面理解,导致生物多样性保护工程管理决策失误。基于此,综述现有生物多样性评估维度、驱动因素及历史评估的研究进展,并基于现有研究存在的局限性提出生物多样性多维评估方法与人地耦合系统下生物多样性模拟模型构建思路,基于此提出气候变化和土地利用变化驱动下的生物多样性系统分析新框架。该框架包括:①生物多样性“潜力-贡献-重要性”多维评估理论与方法构建;②人地耦合系统下生物多样性模拟模型构建;③人地耦合系统下生物多样性预测及生物多样性保护工程效果仿真与管理。该框架可为生物多样性保护工程管理及可持续开展提供科学建议。

生态产品价值实现机制的理论基础:热力学,景感学,经济学与区块链

当前,生态产品价值实现探索实践中面临生态系统服务度量难、核算难、货币化难、交易难等基础性难题,导致生态产品价值核算体系不统一、生态产品市场交易机制不完善、各类生态产品交易平台不规范、绿色金融滞后、绿色发展市场化激励机制不足等问题。本文从最关键的生态产品价值理论出发,梳理生态产品价值实现困境的根源和理论基础,并尝试提出可能的多元核算方法与热力学、景感学、经济学相结合的实践解决路径,形成不同单位的统一核算标的物。通过探索利用区块链、大数据等科技赋能生态产品价值实现,提出构建生态资产加密数字货币化的可能性,并进一步形成不同生态产品的价格形成机制、成本监审制度和价格调整机制,完善生态产品市场交易机制,建立统一的生态产品交易平台,促进绿色金融发展,推动自然资源管理能力现代化。

生态系统服务价值非货币量核算:理论框架与方法学

1997年两个开创性的著作,即Gretchen Daily主编的Nature’s Services:Societal Dependence on Natural Ecosystems一书及同年Robert Costanza在Nature上发表的The Value of the World’s Ecosystem Services and Natural Capital,引发了关于生态资本和生态系统服务、政策等研究的热潮。中国近几年来也将生态文明建设提到了前所未有的高度,并提出了一系列以生态系统服务价值核算为前提的制度和措施。基于此,本研究首先综述了现有生态系统服务分类体系及其存在的不足,剖析了现有核算生态系统服务价值的两类方法,即货币量方法和非货币量方法的核心差异点与可能的融合点,构建了基于能值分析方法和融合货币量核算方法的非货币量生态系统服务功能的新的核算框架,包括:(1)重新分类了生态系统服务价值,即直接价值(增加NPP、固碳释氧、增加土壤、补给地下水/涵养水源、提供水源水电和农产品等)、间接价值(净化大气、水、土壤、人畜排泄物和减少水土流失/侵蚀等)和存在价值(调节气候、调蓄水量、调节径流、旅游休闲、文化教育、维持生物多样性等)三大类;(2)确立了各类生态系统服务价值的核算方法体系;(3)厘清了核算中的加和原则等,以避免重复计算。该理论和方法学是解决现有生态系统服务价值核算方法不足的尝试和完整的方法论构建。

生态系统服务的三元价值理论及在大尺度生态补偿上的应用探讨

传统的生态系统服务价值评估方法在生态补偿具体实践中仍存在一些困境。本研究提出生态系统服务功能的三元价值理论,通过能值方法剥离纯自然贡献带来的服务价值、自然贡献和人类投入共同作用形成的服务价值及基于人类偏好的存在价值这三类价值,通过自然贡献可以确定生态补偿的理论基线,而人工投入(基于人类投入绩效的支付)和存在价值(基于偏好的支付)可对基线进行二级修正,进一步提出了利用三元价值理论系统解决"生态系统服务—受益区—补偿方式—补偿标准—受偿主体"问题的生态补偿路径。

城市生态承载力理论与提升逻辑:历史性、关联性与非线性

城市可持续发展如何与城市生态承载力相协调,关系到城市自身的命运,也关系到其周边地区能否顺利实现高质量、可持续发展的目标.本研究重新梳理了生态承载力的概念与发展迷思,从系统组成、承载对象、承载供给与需求的特点、环境影响及支撑的理论基础等方面整理了生态承载力的内核,以及与资源、环境承载力和其他复合承载力的差异性.基于现有的生态承载力评价方法,提出了生态承载力提升的非线性特征及与资源、环境承载力之间的关联关系框架.研究发现,在通过政府决策提升生态承载力时,需要充分考虑其在横向(部门)和纵向(跨尺度)方面的协调性问题.

基于能值的海洋生态系统服务核算方法构建及应用

采用能值分析方法,基于非货币量的生态系统服务价值评估框架,构建海洋生态系统服务分类体系以及服务价值核算方法,对2012年中国海洋生态系统服务价值进行了计算与分析,以期为政府进行海洋资源规划管理提供参考。2012年我国13个沿海省市及地区按海洋生态系统服务价值从大到小排序,依次为:广东、山东、台湾、福建、海南(不包含三沙市)、辽宁、浙江、江苏、上海、广西、河北、天津、三沙市(仅考虑珊瑚礁和海草床)。本研究包含的7类海洋生态系统按单位面积服务价值从大到小排列,依次为:红树林、盐沼、滩涂、河口、海草床、温水珊瑚礁、12海里水域。这说明与近海水域相比,滨海湿地生态系统单位面积服务价值更大,保护现有的滨海湿地生态系统或扩大滨海湿地的面积有利于提高海洋生态系统服务价值。增加生物量、固碳释氧服务和自然发电潜力服务为中国沿海各省市的主要生态系统服务类型,其贡献占比超过70%。