减少温室气体的措施范文

导语：如何才能写好一篇减少温室气体的措施，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【摘要】

通过对污水处理系统的有机物转化过程的追踪，确定了污水处理系统温室气体的直接排放源为污水处理过程有机物的降解。根据污水处理系统的温室气体排放与回收的实际情况，将污水处理系统中的温室气体排放分类具体到五类，分别为：物质类温室气体排放、能耗类温室气体排放、物耗类温室气体排放、碳汇类温室气体回收及资源类温室气体回收。分别对每类温室气体的排放及回收路径进行分析，得出了各类温室气体的排放及回收关键因素。

【关键词】

污水处理；温室气体

一、国内外污水处理系统碳排放现状

城镇污水处理行业是我国现代化进程中不可或缺的一部分，它承担着城镇污水处理和减排的重要作用，但是在运行过程中仍然不可避免会产生温室气体。我国目前已建成污水处理厂3136座，处理能力达10575万立方米/日，污水处理厂年电耗超过80亿KWh，并逐年呈2.7%的趋势增加。污水处理厂是削减COD最主要的手段，因此污水处理过程也产生了大量的碳排放。

碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称。温室气体中最主要的气体是二氧化碳，因此用碳（Carbon）一词作为代表。本文中的所提到的碳排放都指温室气体排放。城镇污水处理系统是一个不容忽视的较大的温室气体分散排放源，且城镇水处理系统中的温室气体排放是一个复杂的过程，都来自于一些分散的排放源。就污染物去除过程而言，主要有CO2、CH4和N2O的排放，对能量供给及物质消耗过程来说，能量及药品的生产与运输会引起CO2排放。

本章将采用污水处理系统过程碳追踪与碳平衡相结合的方法，研究城镇污水处理系统的碳循环与转化规律；并结合碳排放与碳减排，将污水处理系统的温室气体排放分为五类，针对每类温室气体排放，分析其温室气体排放或回收的路径，提出核算城镇污水处理系统碳排放的构成要素与关键指标，可以为建立城镇污水处理系统碳核算方法提供理论依据。

二、污水处理系统温室气体排放源清单的建立

大多学者将污水处理系统中温室气体的排放分为两类，一类是直接排放，指污水处理过程中在现场直接向大气中排放的CO2、CH4和N2O；另一类是间接排放，指污水处理所消耗的能量和物料的生产过程中在其生产场地及运输过程引起的温室气体排放。

由于目前温室气体减排工作已经在污水处理行业开展起来，在建立温室气体排放清单时，应将温室气体的减排量也纳入温室气体核算。目前，国际上主要从以下两个方面着手努力以控制大气中CO2等温室气体浓度的持续升高：一是减少温室气体排放，具体通过降低能耗、提高能效以及能源替代等途径来实现；二是通过生物措施增加温室气体吸收、固定，主要借助造林、再造林等措施来实现。

根据温室气体的排放途径及减排方式，将污水处理系统中温室气体的主要排放源分为五类：物质类温室气体排放，即污水处理系统中，由于有机物转化等直接引起的温室气体排放；能耗类温室气体排放，即污水处理系统中的总能耗，在生产过程中引起的温室气体排放；药耗类温室气体排放，即污水处理系统中的药品消耗，在其制作和运输过程中引起的温室气体排放；资源类温室气体回收，即由于污水处理系统的资源回收利用或者资源的节约，间接减少的温室气体排放；碳汇类温室气体回收，即污水处理系统中的污水生态处理工艺中，由于其主体植物生物固碳而引起的温室气体的回收。

其中，物质类温室气体排放主要来源于：污水生物处理过程有机物的好氧分解、污水生物处理过程微生物内源呼吸代谢、投加的外加碳源分解、污水生物处理过程有机物厌氧消化、生物处理过程的硝化反硝化、污泥厌氧消化、污泥好氧消化及污泥处置等有机物转化过程。能耗类温室气体排放主要来源于污水运输、污水提升、曝气及其它能源消耗。物耗类温室气体排放主要来源于污水处理系统中投加的消毒剂、外加碳源、混凝剂及其它药品的消耗。资源类温室气体回收主要来源于污水处理厂回收利用沼气抵消的部分能源消耗，污水处理系统的源头节水及尾水回用，实现了污水处理系统的低碳运行，可以减轻污水处理厂的处理负荷，并降低污水处理系统中市政污水运输及处理部分的能耗，间接减少了温室气体的排放。碳汇类温室气体回收主要来源于污水处理系统中稳定塘、人工湿地等污水生态处理工艺中，主体植物由于生物作用对温室气体的回收及固定。

三、污水处理系统温室气体排放路径及关键因素

矿物燃料燃烧的能源活动为CO2的主要排放源。矿物燃料在燃烧过程中，其中的大部分碳直接氧化成CO2。另有一部分碳虽然以CH、CH4和其它非甲烷碳氢化合物形式而排入大气，但一般经过8~10年的时间就能在大气中氧化成CO2。还有一部分碳则以机械不完全燃烧的形式损失掉。则能源的生产与利用是大气污染的主要产生源。

追溯到能源的产生环节，污水处理系统的所有能源消耗都会间接引起温室气体的排放，包括污水运输的能耗、污水处理的能耗及污泥处理处置的能耗。

其中污水处理的流程主要为提升格栅沉砂池初沉池生物处理池二沉池消毒，该过程有多处的能源消耗，总结如下：

①泵房

污水在运输到污水处理厂必须经过提升环节，泵房提升是耗能过程，其电耗一般占全厂电耗的15%~25%。

②格栅

栅渣的机械粉碎处理是耗能过程。

③沉砂池

能量消耗的主要是砂水分离器和吸砂机，以及曝气沉砂池的曝气系统，多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统。

④初沉池

主要的能耗设备是排泥装置，比如链带式刮泥机，刮泥撇渣机，吸泥泵等。

⑤曝气系统

污水处理的好氧生物处理过程，需要进行曝气，曝气设施是好氧处理工艺中能耗最多的部分，是污水处理单元的能耗大户。鼓风曝气系统动力消耗量一般占全厂总电耗的40%~50%。

⑥二次沉淀池

能耗主要是用在污泥的抽吸和污水表面漂浮物的去除上，能耗相对较低。污泥处理处置的主要流程为浓缩消化脱水最终处置，该过程也将有大量的能源消耗，总结如下：

①污泥浓缩

污泥浓缩工艺主要有重力浓缩、气浮浓缩和机械浓缩等，其主要目的是缩小污泥的体积，为污泥进一步处理做好准备。目前常用的为重力浓缩，其运行费用低，动力消耗小。

②污泥消化

污泥消化工艺主要有厌氧消化和好氧消化。厌氧消化是指利用厌氧微生物的作用，在无氧和一定的温度条件下，使部分有机物进行分解生成沼气等产物，达到稳定的目的。好氧消化是指利用剩余污泥的自身氧化作用，类似于活性污泥法，采用较长的污泥泥龄。目前应用较多的仍是厌氧消化，污泥消化过程中要保持一定的温度来满足微生物的正常生长，在冬季需要消耗大量的热能。

③污泥脱水

污泥脱水采用的方法主要有干化和机械脱水，其主要目的是进一步缩小污泥的体积。污泥干化通常采用自然干化和机械加热干化，自然干化需要较大的占地面积和管网等，前期投资较高；机械加热干化需要消耗大量的电能。机械脱水是通过加药然后经过机械设备脱水，其主要目的是最大程度地降低污泥重量，缩小污泥体积。污泥脱水过程中也消耗了大量的药剂和电能。据统计，在污泥处理阶段，污泥脱水的实际使用功率占总使用功率的89%，是主要能耗单元。

④污泥输送

污泥最终处置或利用时，都需要对污泥进行短距离或长距离的输送。污泥输送有管道输送及卡车输送两种方式，两种输送方式都需耗能，能耗大小主要取决于输送的距离。

⑤污泥处置

污泥处置主要采用污泥填埋、焚烧及土地利用等方式，因处置方式的不同，其能耗也不同能耗较大的处置方式是污泥焚烧。由于能耗的产生环节会间接引起温室气体的排放，则能耗类温室气体排放的关键因素是污水处理系统的总能耗量。

四、总结

通过对污水处理系统的有机物转化过程的追踪，可以界定污水处理系统温室气体的直接排放源为污水处理过程中有机物的降解与转化，再分别对污水处理中各过程有机碳及有机氮的转化过程进行追踪，建立质量平衡式，明确了污水处理过程中有机碳的生物降解过程及有机氮的硝化反硝化过程为温室气体的直接排放源。

根据污水处理系统的温室气体排放与碳减排的实际情况，将污水处理系统中由于植物碳汇及降低能耗所引起的温室气体减排也纳入到温室气体清单范围内，将污水处理系统中的温室气体排放分类具体到五类，分别为：物质类温室气体排放、能耗类温室气体排放、物耗类温室气体排放、碳汇类温室气体回收及资源类温室气体回收。

参考文献：

［1］高广生.气候变化的本质与应对策略［J］.今日国土，2012（5）：2427

［2］黄耀.中国的温室气体排放、减排措施与对策［J］.第四纪研究，2006，26（6）：722732

［3］Bates，B.C.， Z.W.Kundzewicz， S.Wu， et al.编辑.气候变化与水［M］.政府间气候变化专门委员会的技术报告，IPCC秘书处，日内瓦，2008

篇2

关键词：秸秆还田；免耕；固碳；净排放；成本

中图分类号：S345文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）05-0034-04

正确的农田管理措施能提高土壤质量和作物产量，改善环境，促进可持续发展。耕地为种子萌发、定植和生长提供合适的土壤环境条件，但是频繁耕地会降低土壤质量[1]。随着生活水平的提高，秸秆作为燃料的用量减少，而且运输成本高等，这些因素使农户选择焚烧或废弃秸秆，我国每年废弃焚烧秸秆总量约2.15亿吨[2]。焚烧将秸秆固定的碳重新释放并产生N2O等气体，危害生态环境和土壤质量[3]。

保护性耕作能减少对土壤的扰动，形式包括不翻耕、少耕、深松、覆盖耕作、免耕等[4]。许多研究证明秸秆还田能增加土壤养分[5]、提高有机碳含量[6]和改善作物品质[7]。少免耕减少团聚体破坏，秸秆促进团聚体的形成，团聚体的增加能保护有机物不被分解[8]。保护性耕作减少耕作次数和强度，降低燃料的消耗和温室气体排放。

山东省是中国重要的农业生产基地之一，主要种植模式是小麦―玉米一年两熟，目前保护性耕作已经推广了6亿公顷。由于滕州和兖州尚处于玉米秸秆还田和少免耕推广阶段，新旧技术同时存在，因此通过该调查可以研究保护性耕作技术对土壤固碳、温室气体排放和经济成本的影响。

1材料与方法

1.1调查区域和调查方法

滕州市处于鲁中南山区的西南麓延伸地带，属于黄淮平原，兖州市处于山东泰沂蒙山前冲积平原。两地都属于暖温带半湿润季风型大陆性气候，年均温13.6℃，四季冷热分明。年均降水量分别为733 mm和773.1mm，集中在夏秋季，雨热同季，全年无霜期210～240天。两地的土壤类型主要为褐土、潮土和砂姜黑土。

本研究采用的保护性耕作数据来自入户问卷调查，调查时间为2011年10月。滕州和兖州随机选取3个乡镇，每个乡镇随机选取3个自然村，有效问卷总数32份，其中滕州15份，兖州17份。

本研究中半量还田指还田量50%～70%，全量还田指还田量≥90%，传统耕地指1次翻耕+2次旋耕或2～3次旋耕，免耕指一次性完成播种行旋耕、施基肥、播种、起畦等作业[9]。

1.2计算方法

不同保护性耕作措施下的温室气体排放和减排，采用的方法和公式来自Lu等（2009， 2010）[6，10]。固碳速率考虑免耕的固碳效应、秸秆还田的固碳效应以及还田的替代氮肥的效应，因为氮肥生产导致温室气体排放，因此秸秆还田减少氮肥用量同时促进减排。温室气体排放考虑耕地的燃油消耗、秸秆焚烧不完全释放产生CH4和N2O。

1.2.1固碳速率①免耕条件下的固碳速率：SCSRNT=157 kgC/（hm2・a），其它耕作方式设定为零。

②秸秆还田的固碳速率：根据公式（1）计算：SCSRs=0.0406∑（PiriRi）+181.9（1）

式中SCSRs：秸秆还田的固碳速率，单位kgC/（hm2・a）；P：作物产量，单位kg/（hm2・a），i代表小麦或玉米（下同）；系数r：草谷比，小麦1.366，玉米2[11]；R：作物秸秆还田比例。

③秸秆还田的氮肥替代减排效应：

MNS=∑（ePiriRiFNiDMFi）（2）

式中MNS：氮肥替代减排效应，kgCe/（hm2・a）；e为氮肥生产的排放系数，为1.748 kgCe/（hm2・a）[13]；P、r、R和i代表意义与公式（1）相同；FN：秸秆的干物质含氮量，小麦为0.65%，玉米0.92%；DMF：干物质含量，小麦为0.85，玉米0.78。

根据公式（3）计算土壤总固碳速率SCSR，单位为kgCe/（hm2・a）：

SCSR=SCSRNT+SCSRs+MNS （3）

1.2.2温室气体排放本研究将玉米秸秆分为还田和焚烧两种用途。由于旱地吸收和氧化CH4[13]，而且秸秆干物质的含N量不到1%[10]，因此本研究不考虑还田对CH4和N2O产生的影响。

①耕地温室气体排放：根据Lu等（2010）[10]，每次翻耕或旋耕消耗燃油所产生的温室气体排放为15.57 kgCe/（hm2・a），根据耕地次数计算温室气体排放ED[kgCe/（hm2・a）]。

②秸秆焚烧温室气体排放：本研究根据公式（4）计算100年为尺度的全球增温趋势，将秸秆不完全焚烧产生的CH4和N2O折算为CO2-C当量并求和：

EB=（0.005FC×16112×25+0.007FN×44128×298）×Pr（1-R）×DMF（4）

式中EB：玉米秸秆焚烧的温室气体排放，单位为kgCe/（hm2・a）；FC、FN：玉米秸秆的干物质含碳量和含氮量，分别为44.4%和0.92%；P、r、R和DMF代表意义与公式（1）、（2）相同。

耕地和秸秆焚烧发生的总碳泄漏通过公式（5）计算：

EM=ED+EB（5）

保护性耕作产生的温室气体净排放通过公式（6）进行计算：

NMR=SCSR-EM（6）

式中NMR、SCSR、EM分别指净减排、土壤总固碳速率、温室气体排放，单位均为kgCe/（hm2・a）。

1.2.3经济成本本研究中的经济成本指保护性耕作措施下小麦耕种成本，单位为CNY/（hm2・a）。由于玉米秸秆还田导致耕地次数增加，因此成本也增加，但采取免耕播种的方式，一次性完成播种行旋耕、施基肥、播种、起畦等作业，耕种成本下降。

2结果与分析

2.1保护性耕作现状

通过调查发现，滕州和兖州的小麦秸秆全部还田，玉米秸秆在兖州的所有调查农户中全量还田，滕州67%农户进行还田，而且还田量不同（表1）。与不还田农户相比，还田农户的耕地次数增加，以便把粉碎秸秆彻底翻到土壤里面。由于技术推广，兖州有24%农户采用免耕措施。

2.2净减排效应

保护性耕作措施中，秸秆还田和免耕都能促进土壤固碳（图1）。滕州只还田小麦秸秆的方式，固碳速率达到503 kgC/（hm2・a）；还田量增加导致固碳速率增大，当玉米秸秆全量还田，固碳速率增加了100%。由于产量差异不大，因此在不同地区或不同耕地方式下，秸秆全量还田下的固碳速率没有差异。兖州少量农户采取免耕的方式，固碳速率增加了157 kgC/（hm2・a）。秸秆还田的氮肥替代减排作用的变化趋势与固碳效应相同，在只有小麦秸秆还田条件下，替代减排效应为76 kgCe/（hm2・a），当玉米秸秆也全量还田时，替代减排效应大约为240 kgCe/（hm2・a）。

温室气体排放主要来自于秸秆焚烧和耕地燃油消耗（图1）。玉米秸秆全部焚烧的情况下，温室气体排放约866 kgCe/（hm2・a），随着还田量的增加和焚烧减少，温室气体排放减少。秸秆还田导致耕地次数增加，每增加一次耕地，排放量大约增加15.57 kgCe/（hm2・a）。由于传统耕地一般为2～3次，因此排放范围一般是30～45 kgCe/（hm2・a）。免耕则减少了这部分温室气体排放。

在小麦秸秆全还田、玉米秸秆全部焚烧情况下，温室气体排放量为318 kgCe/（hm2・a）。当玉米秸秆一半还田一半焚烧时，土壤由源变为汇，固定温室气体622 kgCe/（hm2・a）。当玉米秸秆全量还田，吸收固定的温室气体净减排比半量还田增加了1倍。当全量还田结合免耕措施可以吸收温室气体1 459 kgCe/（hm2・a）。

传耕不还：传统耕地+秸秆不还田；传耕半还：传统耕地+秸秆半量还田；传统全还：传统耕地+秸秆全量还田；免耕全还：免耕+秸秆全量还田；此处还田指玉米秸秆还田情况，小麦秸秆在所有农户全量还田。下图同。

2.3经济成本

保护性耕作措施中不同耕地方式导致耕地成本发生变化。随着秸秆还田量的增加，耕地次数增加，成本也上升（图2）。在传统耕地条件下，玉米秸秆不还田时，小麦耕种成本为1 110 CNY/（hm2・a）。滕州半量还田和全量还田时的成本分别增加8%和34%。兖州农户采取免耕全还措施时，与当地采取传耕全还的农户相比，成本下降了32%，为1 050 CNY/（hm2・a）。

3结论与讨论

滕州和兖州的保护性耕作主要模式是小麦秸秆还田免耕直播玉米（100%），次之是玉米秸秆还田耕地播种小麦（72%），采用玉米秸秆还田免耕播种小麦的农户最少（13%），这与汤秋香等

图2滕州和兖州不同保护性耕作措施下的耕种成本

（2008）[14]对华北平原的调查结果一致。保护性耕作要求秸秆还田并减少对土壤扰动，然而调查发现为了减少秸秆还田对播种质量和种子萌芽的影响，农户增加耕地次数和强度，这表明只有保证作物产量才能促进少免耕的推广[15]。

保护性耕作的目标在于减少作业次数，提高养分含量和节约经济成本[18]。本研究两地区秸秆还田促进耕地次数和强度的增加，这导致耕地成本增大，违背了保护性耕作的原则。因此在保证产量的基础上，可以激励农户采取秸秆还田结合少免耕的保护性耕作模式[19]。

合适的保护性耕作能促进土壤固碳，减少温室气体排放[16]。秸秆还田能直接提高土壤有机碳和养分的含量[5]，秸秆含有氮素可替代化学氮肥，这样就减少了氮肥生产的温室气体排放[11]。免耕一方面通过减少土壤扰动和微生物的分解，发挥固碳作用[1]，另一方面减少了燃料的消耗，意味着减少了燃油的温室气体的排放[17]。

本研究表明，在玉米秸秆全部焚烧和进行传统耕地条件下，农田表现是温室气体的排放源。而在全量还田结合免耕条件下，农田可以吸收固定温室气体1 459 kgCe/（hm2・a），而且成本降低了32%，因此全量还田和免耕相互结合的保护性耕作模式是一项经济且环境友好的管理措施。

致谢：本研究在调查期间，得到了山东农业大学农学院马尚宇博士的热情帮助，特此致谢。

参考文献：

[1]Kahlon M S， Lal R， Ann-Varughese， M. Twenty two years of tillage and mulching impacts on soil physical characteristics and carbon sequestration in Central Ohio[J]. Soil and Tillage Research， 2013， 126： 151-158.

[2]农业部. 全国农作物秸秆资源调查与评价报告[J]. 农业工程技术：新能源产业， 2011（2）：2-5.

[3]曹国良， 张小曳， 王亚强，等. 中国区域农田秸秆露天焚烧排放量的估算[J]. 科学通报， 2007， 52（15）： 1826-1831.

[4]Abdalla M， Osborne B， Lanigan G， et al. Conservation tillage systems： a review of its consequences for greenhouse gas emissions [J]. Soil Use and Management， 2013， 29（2）： 199-209.

[5]韩传晓， 刘树堂， 王圣健， 等. 生物秸秆对番茄产量品质及土壤养分状况的影响[J]. 山东农业科学， 2013， 45（5）： 78-81.

[6]Lu F， Wang X， Han B， et al. Soil carbon sequestrations by nitrogen fertilizer application， straw return and no-tillage in China's cropland [J]. Global Change Biology， 2009， 15（2）： 281-305.

[7]张锋， ， 张凤云， 等. 玉米秸秆还田对不同类型小麦产量和品质的影响[J]. 山东农业科学， 2011（3）：30-32，36.

[8]Six J， Bossuyt H， Degryze S， et al.. A history of research on the link between （micro）aggregates， soil biota， and soil organic matter dynamics [J]. Soil and Tillage Research， 2004， 79（1）： 7-31.

[9]褚鹏飞， 于振文， 王东， 等. 耕作方式对小麦开花后旗叶水势与叶绿素荧光参数日变化和水分利用效率的影响[J]. 作物学报， 2012， 38（6）： 1051-1061.

[10]Lu F， Wang X， Han B， et al. Net mitigation potential of straw return to Chinese cropland： estimation with a full greenhouse gas budget model [J]. Ecological Applications， 2010， 20（3）： 634-647.

[11]李京京， 美国能源部项目专家组. 中国生物质资源可获得性评价[M]. 北京：中国环境科学出版社， 1998.

[12]逯非， 王效科， 韩冰， 等. 中国农田施用化学氮肥的固碳潜力及其有效性评价[J]. 应用生态学报， 2008， 19（10）： 2239-2250.

[13]孙善彬， 李俊， 陆佩玲， 等. 小麦植株在麦田CH4交换中的作用及光照的影响[J]. 中国生态农业学报， 2009， 17（3）： 495-499.

[14]汤秋香， 李少昆， 谢瑞芝， 等. 保护性耕作农户认知情况调查分析[J]. 作物杂志， 2008， 42（2）： 88-89.

[15]戴晓琴， 李运生， 欧阳竹. 华北平原农户对免耕种植小麦的认知及态度 [J]. 耕作与栽培， 2009（1）：53-54.

[16]Lal R. Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security [J]. Science， 2004， 304（5677）：1623-1627.

[17]West T O， Marland G. A synthesis of carbon sequestration， carbon emissions， and net carbon flux in agriculture： comparing tillage practices in the United States [J]. Agriculture， Ecosystems and Environment， 2002，91（1/2/3）：217-232.

篇3

温室气体的过量排放是导致全球气候变暖的罪魁祸首，尽管海运业排放的温室气体仅占全球总排放量的1.8%-3.5%（统计和计算方法的不同导致估计结果有所差异），但其总量却相当于德国整个国家的排放量。1990―2002 年，海运业所排放的温室气体增加28%，而且随着国际贸易的发展和海运量的增长，船舶大型化成为大趋势，航区的扩大化、航线的密集化，使这个数字还继续攀升。而据有关数据显示，中国目前的温室气体排放总量位居世界第二，仅排在美国之后；据IPCC（政府间气候变化专门委员会）的排放情况分析，未来30－50 年内，中国可能超过美国，成为世界第一排放大国。而在中国的排放总量当中，大体上有20%左右是在海上运输途中排放的。但就目前情况看来，国内外控制温室气体排放的法律体系仍然单薄，并且受技术、政治、经济等多方面因素的影响，海运业温室气体减排效果不容乐观。因此，寻求适合我国现阶段国情的减排方法对实现海运业温室气体减排，进而减缓全球气候变暖有着深远意义。

有关船舶排放温室气体的国际公约及相关要求

目前，对温室气体排放做出限制的国际公约有1992年6月制定的《联合国气候变化框架公约》、1997年通过的《京都议定书》和1997年通过的《MARPOL73/78》附则VI(即《防止船舶造成大气污染规则》)。

基于船舶排放行为的发生地难以判断等原因，以国家作为统计基础的《联合国气候变化框架公约》及其《京都议定书》无法将海运温室气体排放纳入到其减排体系中，而仅仅是要求其附件I所列的国家通过国际海事组织(IMO)限制并减少《蒙特利尔议定书》未予管制的温室气体。尽管如此，《联合国气候变化框架公约》仍然是解决国际海运温室气体排放的法律框架，而国际海事组织（IMO）则是组织实施此职责的最合适的政府间国际组织。

1997年IMO通过的《MARPOL73/78》附则VI的规定如下：

限定了船舶废气中硫氧化物（SOx）和氮氧化物（NOx）的排放；

禁止故意排放消耗臭氧的物质，包括氟代卤化烃（FCFCs）树脂和氯氟烃（CFCs）；

对船舶排放温室气体的相关设备和技术作出了要求，规定要求除2020年1月1日前允许含有氢化氯氟烃（HCFCs）的新装置以外，所有船上禁止使用含有消耗臭氧物质的新装置；

规定了港口或装卸站对液货船产生的挥发性有机化合物（VOCs）释放控制；

禁止如被污染的包装材料、多氯联苯（PCBs）等物质在船上焚烧。

此附则在2006年8月对中国正式生效，这要求中国籍国际业务的船舶必须在设备和技术上达到履约要求，但对我国的主要航运企业而言，要完全达到这些要求还存在一定难度。而且在航运污染及温室气体排放标准没有明确规定的条件下，这无论对国外远洋运输船舶还是本国运输船舶来说中国都是一个“排气桶”，这会对我国的环境带来严重的污染。

公约对我国海运业造成的影响

1、能效标准的提高对造船业的影响

船舶温室气体减排的技术性措施的本质是提高能源效率,这对造船的科技含量提出了更新、更高的要求，同时也会直接提高造船成本。目前，我国造船业正处于转型的关键时期，如果能够抓住机遇，加紧技术研发，就可能在这新一轮的洗牌中胜出；相反，则可能会对我国的造船业形成一道技术壁垒，从而削弱我国造船业的国际竞争力。

2、节能减排措施对海运竞争力的影响

对船东而言,技术性减排措施的实施意味着要以更多的投资来购置或者改装船舶；而使用岸电、缴纳碳税等手段也会增加船方的营运和管理负担,这些都有可能导致运价的提高从而削弱船舶相对于其他替代运输方式的竞争力。而且，不同船舶达到同一能效标准所要付出的成本不尽相同，因此也会造成运价竞争力的差异。由于缺少比较全面的船舶能效统计数据，所以目前很难确定我国船舶能效表现的优劣；但是，在物流管理方面，我们与发达国家还存在一定的差距，是影响我国船队运价竞争力的不利因素。

3、能效管理对海员的影响

船舶温室气体减排措施的实施也会对海员提出更高的要求。比如,气象定线、确定经济航速、船体维护保养等都需要有相应的专业知识和经验作为基础。如果IMO出台新的法律文件或者通过现有的法律文件将对船舶温室气体减排的要求作为强制性要求,那么海员还应当全面掌握新公约、规则的具体要求。此外,了解船舶节能减排相关要求的船舶设计和建造、物流、信息管理等方面的人才也是必不可少的。

我国应采取船舶温室气体减排策略

中国作为《MARPOL73/78公约》和《联合国气候变化框架公约》的缔约国，减少船舶温室气体排放量对中国履约有着相当重要的意义。但必须承认，中国是一个发展中国家，当前的优先目标是经济与社会发展，在现阶段，中国海运需要一个与经济社会发展相适应的温室气体排放空间。在实现履约减排和发展社会经济中寻找一个平衡点，从公平与发展潜力的角度，制定一些有关我国船舶温室气体排放需求和减缓气候变化的政策，对海运业的可持续发展有着深刻的意义。笔者根据我国实际情况，提出以下应对措施，为我国海运业实现温室气体减排提供参考。

1、建立温室气体排放额交易机制

温室气体排放额交易机制是一个以市场为基础的交易机制，旨在实现减排的前提下，使减排成本较低的船舶所有人和减排成本较高的船舶所有人通过平等交易，达到互利互惠的目的。交易机制内容如下：根据《联合国气候变化框架公约》中的减排目标和我国温室气体年度限定排放量，计算出我国年度总限制排放量，然后根据特定的计算方法，由海事管理部门在各船舶所有人（或船舶经营人）之间分配排放额度。这种额度除了在分配中取得外，还可以通过船方之间的交易取得。减排成本较低的船舶所有人（或船舶经营人）可以通过加强管理、限制航速等手段将排放量控制在所分配到的额度之内，并可把多余额度作为商品出售，同时从自身的排放额度中扣减相应的转让额度。相反，减排成本较高的船舶所有人（或船舶经营人）可以以低于自身减排成本的价格购买排放信用额，以满足其超出所分配到的温室气体排放额度。当这种机制在海运业中发展得较为成熟时，可以将此机制推广到其他行业，例如、航空业、铁路运输业、制造业等，使各行业根据自身特点达到减排和获利效果最优的目标。

2、设立温室气体排放基金

我国船舶温室气体排放基金的款项可以由港务费、吨税、引航费、拖船费、停泊费、系解缆费等拨出。该基金用于奖励提高能源效率，促进船舶航速降低和在港效率提高的所有新造船舶和现有船舶；同时，该基金允许通过从国际和国内交易市场购买排放额度，将船舶超出其总量限制的排放量抵消掉。还可以通过将基金投入到植树造林、保护生态资源等清洁发展项目中，以实现我国在《联合国气候变化框架公约》中做出的承诺。

3、完善国内温室气体排放的法律体系

参照《MARPOL73/78公约》所规定的相关标准和要求，通过调查国内油品运输中温室气体排放的实际情况，实施环境安全评估，并制订相应的排放标准，以适应IMO规则要求及各国海事部门的检查。同时建立严格的环保技术标准和产品包装要求，完善检验、论证和审批程序，实施环境标志等，逐步建立与国际接轨的法律体系，防止因法律体系的不健全而削弱本国海运贸易的竞争力。在完善法律体系的基础上，及时跟踪规范的研发动态，掌握规则的实施和检查趋势，主动提高应对能力。要加强防污法规的宣传教育，制定相关制度，帮助船员了解防污最新要求。

4、积极开展技术研发,增强IMO谈判话语主动权

积极参与研究 IMO 提出的各种技术、营运和基于市场的减排措施，特别是可能的强制性减排措施，评估其对经营的影响。及时将自身面临的问题反馈给我国温室气体减排应对机制研究小组，为中国政府代表团出席国际海事组织会议准备相关提案。

研究强制性新船 CO2设计指数的有关具体细节，评估其对新造船舶的性能要求，为将来的投资购买船舶，做好技术准备。

积极开展现有船舶温室气体减排试点工作，搜集相关的能效数据为将来应对减排积累经验。

5、制定船舶燃料消耗量限值标准和建立准入退出机制

按照法律规定，交通运输部负责组织制定营运船舶燃料消耗量限值标准及相关配套措施和实施方案。该标准必须充分考虑IMO关于船舶二氧化碳排放指数等方面的要求。通过在典型水域开展营运船舶燃料消耗量准入与退出试点，建立营运船舶燃料消耗检测体系，建立经济补偿机制，促进船厂切实强化节能技术进步和创新，加强对高耗能营运船舶进入运输市场的源头控制，今后不符合标准的船舶退出市场或者不得用于营运。

结论

篇4

关键词 户用沼气池；温室气体；农村能源；气候变化

中图分类号 TK6，X511 文献标识码 A 文章编号1002-2104（2008）03-0048-06

自工业革命以来，化石燃料的使用和土地利用变化使得大气中二氧化碳等温室气体浓度显著 增加，迫使人类开始采取行动减少温室气体排放。作为《京都议定书》的签约国之一，中国 积极应对气候变化，公布了《中国应对气候变化国家方案》，提出要改善能源结构，发展可 再生能源，并明确指出要大力加强农村沼气建设和城市垃圾填埋气回收利用以控制温室气体 排放。

发展农村沼气，不仅可以解决农村能源短缺问题、改善农业生态环境和农村卫生面貌、促进 农村经济发展，而且在减少温室气体排放方面也具有重要作用。由于沼气具有较高的热值， 并能替代煤炭、石油、天然气等化石能源及薪材、秸秆等生物质能源，可减少温室气体排放 ［1,2］。此外，农村户用沼气池通过集中管理人和牲畜的粪便，进行厌氧消化处理 ，从而避免温室气体尤其是甲烷的排放［3,4］。

本文从沼气利用能缓解农村能源短缺问题及减少温室气体排放两个方面出发，利用1991以来 中国农村利用沼气的数据，分析其在农村能源可持续发展和温室气体减排中的作用。

1 农村沼气建设成就

中国农村家庭能源消费约占国家一次性能源消费的16.7%, 广大农村地区由于难以获得商品 性能源, 农村居民66. 7%以上的生活用能依靠传统的生物质能［5］。沼气是一种可 再生能源，在中国广大农村地区得到推广，作为农村炊事、照明等生活用能，成为农村居民 重要的非商品性能源。

我国农村沼气建设起步于20世纪70年代，初期阶段主要是解决农村地区严重的能源短缺问题 ［6］。80年代中后期，为满足广大农民对清洁、方便和低成本能源的需求，沼气 建设以燃料 改进和优质化能源开发为主要目标。进入90年代，沼气技术与农业生产技术紧密结合，形成 了以南方“猪-沼-果”和北方“四位一体”为代表的能源生态模式，随着国家“生态家园 工程”和“能源环境工程”的开展，沼气建设在保护植被资源、农业废弃物污染防治和资源 高效利用等方面发挥重要作用。2002年以来，随着国家“小型公益设施补助资金农村能源项 目”和国债沼气建设项目的实施，农村沼气建设标志着进入了一个新的发展阶段。2005年中 央安排10亿元国债资金继续实施农村沼气国债项目，并将沼气建设与改圈、改厕、改厨相结 合，将沼气技术与高效生态农业技术相结合，改变农民传统的生产和生活方式，形成良性循 环。

2 计算方法

2.1 沼气利用节约的能源量计算

刘?宇等：农村沼气开发与温室气体减排 2008年 第3期首先计算历年生产的沼气能源量，即：以1991年到2005年中 国农村户用沼气建设所产生的沼气量数据为基础，根据沼气的平均低位发热量（20 908 kJ/ m3）、折标煤系数（0.714 kg coal-e/m3）、沼气密度(1.22 kg/m3)依次换算成沼气 的热值、标煤当量、沼气质量。

其次，根据历年农村生活能源消费结构计算出不同能源所占比重，然后由第一步所得 的沼气 能源量按照每年的能源结构比例分配到不同能源，得到每年沼气所替代的能源量。由此可以 分析农村沼气利用对于减少煤炭、油品、秸秆、薪柴、电力等能源的消费情况。

具体来说，以2005年为例，沼气产气量为65.0亿m3，其热值、标煤当量、沼气质量分别为 135 902 TJ、4.64×106 t标煤、7.93×106 t。而根据农村生活能源消费结构，可以计 算出如果没有这部分沼气，农村将消耗更多的其它能源，也就是说，2005年沼气利用节约的 能源量为：秸秆(44 928 TJ)、薪柴(32 057 TJ) 、煤炭(43 839 TJ)、电力(10 220 TJ ) 、成品油(2 834 TJ)、液化石油气(1 279 TJ)、天然气(57.32 TJ)、煤气(38.26 TJ)。

2.2 温室气体减排量计算

沼气使用在节约能源消费的同时，还能够减少温室气体的排放。其一，煤炭、秸秆、薪柴等 农村普遍使用的生活能源的排放因子大于甲烷（沼气的主要成分），因此同样热量的能源消 耗，使用沼气所排放的温室气体较少，如果沼气能替代煤炭等高排放潜力的能源，自然 达 到减少温室气体排放量的效果，减少的这部分温室气体量为ERES（Emission Reductio n from Energy Substitution）；其二，在农村利用沼气过程中，往往通过“一池三改” 实现了人 与牲畜粪便的集中管理，利用其在厌氧环境下产生的沼气，从而避免了分散或露天管理粪便 而逸散到大气中的甲烷，减少的这部分温室气体（主要是甲烷）为ERMM（Emission Reduct ion from Manure Management）。此外，沼气作为生活能源燃烧也会释放出二氧化碳等温 室 气体，这部分温室气体本文称为EBC(Emission from Biogas Combustion)。扣除EBC之后的 ERES与ERMM总和即为沼气利用净减少的温室气体排放量。

ERES的计算参考IPCC推荐的方法，即能源利用导致的温室气体的排放量由能源利用量(FS)及 其排放因子(EF)决定［7,8］：

ERESGHG，fuel=FSfuel×EFGHG，fuel（1）

ERES的计算关键在于排放因子的合理选取，由于不同国家和地区农村生活能源利用效率、炉 灶结构、农民生活习惯不同，因此IPCC推荐的默认值针对不同国家可能会产生较大误差，必 须采用本国甚至本地区的排放因子。Zhang J et al 公布了中国家庭炉灶温室气体的排放因 子 ，通过实验分析了不同能源使用过程中排放的温室气体［9］，本文计算以他们确定 的排 放因子为主，此外，还搜集了其他一些国别的温室气体排放因子［10,11,12］及 2006年国家发改委(NDRC)公布的《关于确定中国电网基准线排放因子的公告》。

由于不同作者提供的排放因子单位不一致，有的是以燃烧的能源量（g gas/kg）为单位，有 的是以消耗的能源热量（kg gas/TJ）,在后者的计算中需要考虑到炉灶的能源利用效率问题 ，因此排放因子需要乘以能源利用效率得到单位能源排放的实际温室气体的量。

农村粪便主要排放的温室气体是甲烷，因此在粪便管理减少的排放量(ERMM)的估算中 ，N2O的排放量可以忽略。农村户用沼气池的原料以人畜粪便为绝大部分，因此，本文以如下公式计算粪便管理过程中甲烷的排放量［8］,具体指标可参看 IPCC报告：

其中，1991-1999年农村每户平均养猪数从2000年中国统计年鉴数据获得，由于每年平均每 户有沼气池的农民家庭养猪数基本不变，故其它年份采用1991-1999年的平均值。对于MCF的 取值，根据中国所处的纬度及其气候特征，采用温带的最低值，农村采用的粪便管理方式一 般是液体/泥浆或者是粪池储存，因此采用IPCC 2006提供的数据MCF=27%［8］。由于 两种管理方式的MCF值相同，可以视为MS全部由一种管理系统，即MS＝1。

此外，沼气的使用过程仍然会排放温室气体，主要的来源是作为生活能源提供者甲烷的燃 烧 会产生二氧化碳和甲烷（由于氧化亚氮的排放量极少本文没有计算），计算方法与ERES的计 算公式相同，由沼气燃烧量与其对应得排放因子决定（见公式1）。

以2005年为例，在各种能源节约量已知的基础上，根据每种能源对应的排放因子（表2）， 并 结合其燃烧效率与低位发热值，利用公式(1)可以计算出CO2、CH4、N2O三种温室气体 的减排量，汇总可知ERES为：秸秆3 801.97 Gg、薪柴2 909.08 Gg、煤炭4 939.55 Gg、成 品油 213.77 Gg、液化石油气78.84 Gg、天然气3.88 Gg、煤气1.62 Gg、电力2 461.54 Gg， 合计2005年沼气利用因节约能源而减少14 410.25 Gg温室气体排放。

采用同样的计算方法，可知2005年沼气燃烧释放出5 931.64 Gg CO2与4.19 Gg二氧化 碳当量的CH4，共计5 835.83 Gg温室气体。

此外，利用公式(2)与公式(3)可计算出2005年1 700万拥有沼气池的农户由于粪便管理而减 少的温室气体为3 063.53 Gg，其中猪粪管理减少2 296.18 Gg CO2-eq CH4，人的粪便 管 理减排767.35 Gg CO2-eq CH4。因此，由以上2005年的ERES、ERMM及EBC数据可以计算 出全年净减少温室气体量（NER）为11 537Gg。

沼气池使用过程中，由于管道的老化和操作失误等原因，有可能会有甲烷的泄漏问题，如果 有详细的数据需要进一步考虑这个问题。不过这部分泄漏量非常少，农户为了 提 高沼气的利用率，会经常检查管道的密闭性，减少泄漏的可能性，因此计算时沼气泄漏量可 以忽略不计。

3 沼气利用效果分析

3.1 沼气利用节约的能源量

15年来，农村户用沼气产气量总计达398亿m3，提供能源量832 749TJ，由1991年 的23 251 TJ增加到2005年的135 902 TJ，年均供能55 517TJ，约占农村生活用能的0.4 8%。

由图1知，15年来，沼气利用节约的能源主要是秸秆273 199.24 TJ、煤炭270 292.99 TJ、薪柴19 7 492. 66 TJ、电力61 370.13 TJ、成品油17 619.04 TJ，其他能源节约量较少。秸秆、煤炭 、薪材、 电力的年平均替代量为18 213 TJ、18 020 TJ、13 166 TJ、4 091 TJ，而对于其它农 村生活用 能源，沼气的替代作用不明显。总体而言，由于沼气建设的推广，沼气产气量增加，使得沼 气在农村生活用能的比重逐渐增大。

3.2 沼气利用减少的温室气体排放量

3.2.1 能源替代减少排放量(ERES)

1991-2005年15年中沼气利用减少的温室气体共计88 064.02 Gg（千吨）二氧化碳当量，其 中 ，各种替代的能源减排量分别为：秸秆23 119.30 Gg，薪材17 921 Gg, 煤炭30 455.46Gg，油 品1 328.87 Gg, 沼气181.51 Gg, LPG494.58 Gg，NG24.42 Gg，煤气9.59 Gg，电力14709.89 Gg 。可见，煤炭的减排量最大，其次为秸秆、薪材、电力。每年沼气替代能源减排量由1991年 的2 467.24 Gg增加到了2005年的14 410.25 Gg，增长了484.06％。

由于煤炭在农村生活用能中的比重大，加上其二氧化碳的排放因子也大，导致其减排量最大 。秸秆的二氧化碳排放因子虽然小于煤炭，但是其消费量大，而且甲烷和氧化亚氮的排放系 数都大于煤炭，使得它的减排量也加大，居第二位。薪材和电力的减排量随后，而其它能 源在农村生活用能中份额很少，故其减排量比重不大。[KH+5mmD]注：N2O为7.24～42.32 Gg二氧化碳当量，相对于CO2和CH4，数值太小 ，图中显示不明显。[KH+2.5mmD]从ERES不同温室气体的组成来看，CO2占绝大部分，15年间CO2减排量为84 243.94Gg，占总 排放量的95.66％，CH4减排量为3 560.01 Gg（4.04％），N2O的减排量最少，为26 0.08 Gg，只相当于总减排量的0.30%（图2）。

据《中国应对气候变化国家方案》公布，1994年中国温室气体排放总量为40.6亿 t二氧 化碳当量(4 060 000 Gg)，2004年排放总量约为61亿t二氧化碳当量(6 100 000 Gg)。本文数据表明， 在ERES中，1994年农村户用沼气建设避免了2 976.54 Gg温室气体排放，约占全国总排放量 的 0.07%，2004年沼气利用减少排放量为14 410.25 Gg，减排比重达到全国的0.24%，也就 是说 ，随着农村沼气的推广，节约的农村生活能源不断增加，减少的温室气体在全国总排放量的 比重越来越大，1994至2004年11年间增长了两倍多。

3.2.2 粪便管理减少排放量(ERMM)

由于将粪便集中在沼气池中处理，15年间总共避免了13 409.24 Gg二氧化碳当量的甲烷 直 接排放到空中，ERMM由1991年的383.05 Gg增加到2005年的1 932.00 Gg，平均每年减排 量为894 Gg CO2-eq（图3）

3.2.3 沼气利用过程排放量(EBC)

沼气在农民生活使用过程仍然会排放温室气体，主要是二氧化碳和少部分甲烷，氧化亚氮的 排放量很小，可以忽略不计。由表3可知，沼气燃烧过程排放的主要为二氧化碳，随着沼气 产气量的增加，排放量逐渐增大，2005年达到了5 931.64 Gg，而甲烷当年的排放量仅仅为4 .19 Gg，为二氧化碳排放量的0.07％。总共的温室气体排放量在这15年间为36 372.25 Gg 。

3.2.4 净减排量(NER)

净排放量为能源替代减排量与粪便管理减排量之和减去沼气利用排放量的值，由图4可见，1 9 98年以前净减排量增速较缓，1998年到2001年增加幅度加大，2001年以后迅速增加，达到了 2005年的11 537.94 Gg，年均净减排量为4 877.17 Gg，十五年总共减排量为73 157.59 Gg 。单位沼气产量的年平均净减排量为1.88 kg/m3，变化范围为1.76-2.11 kg/m3（图4）。 从绝对值来看，ERES最大，EBC其次，ERMM最小。以往的文献一般仅仅考虑了ERES［1,1 3］, 但实际上，ERMM

仍然不能忽略，其对净排放量的贡献约为21.42％（18.52％～28.44％）， 由此说明，如果仅仅考虑沼气的利用 能减少温室气体排放量只是由于能替代煤炭、石 油、天然气、秸秆、薪材等燃烧的排放是不够的，将会产生较大的误差。

与全国现有的两个总排放量数据对比来看，1994年沼气利用净减少温室气体2692.16Gg，2004年为9906.12 Gg，分别占当年全国总排放量的0.07%与0.16%，表明仅农村 户用沼气建设这 一项内容就能减少全国0.07%～0.16%的温室气体，充分显示了沼气开发在保护农村生态环境 、遏制全球气候变化的重要作用。

3.2.5 各省市自治区沼气利用中的温室气体减排量根据各省市区的农村生活能源消费量和户用沼气总产气量，按照同样的计算方 法计算出各省 市自治区1991-2002年的沼气利用导致的温室气体减排量（由于缺少2003-2005年的各地 农村生活能源消费量故只计算到了2002年）。

1991-2002年，全国各省市总净减排量为38 623.35 Gg，其中，四川、湖南、广西、湖 北、云 南、江西、江苏等省区减排量均超过了2 000 Gg，特别是四川省一支独秀，总减排量高达10 268.44 Gg，占全国总减排量的26.59％。受气候条件制约，、新疆、黑龙江、青海、内 蒙古等地的沼气开发很少，历年减排量之和都在24Gg以下(图5)。图5 1991-2002年各省市区净减排量

Fig.5 Net GHG emission reductions in China from 1991 to 2002 4 温室气体减排前景分析

2005年，农村户用沼气建设沼气总产气量达到了65亿m3，拥有沼气池的农户达1 700多万 ，为农民提供了135 902 TJ，即相当于4.64×106 t标准煤的热量，部分的满足了农 村对于优 质燃料日益迫切的需求，适应了富裕起来的农民从满足人的“生存需求”向“享受需求”转 变的形势［14］。根据王效华等人在江苏和安徽农村调查的结果，由于能源利用效率 的提高，建设了沼气池的农户家庭耗能要比没有沼气池的农户家庭耗能少40％以上［15 ］，按照2005年沼气提供的能量为4.64×106 t标准煤计算，如果不利用沼气的话，这 1 700万户农民需要使用6.50×106 t其它能源来替代沼气。

“十一五”期间，中国通过实施生态家园富民行动，将在500个县(场)建设10 000个资源良 性循环的生态新村。根据中国农村沼气建设发展规划，到2010年，全国农村户用沼气达到4000万户，适宜农户普及率达到28.4%，到2020年力争使适宜农户普及率达到70%，基本普及 农村沼气。《规划》实施后，将有效提高农村优质能源的用能水平，使5 000多万农户使用 清洁燃料的比重达到80%以上，受益人口超过2亿。

由前文分析可知，单位沼气产量的年平均净减排量约为1.88 kg/m3，随着沼气建设和管理 技术的提高，户均产气量将会逐渐增加，取保守值2005年的390 m3/户，则2010年农村户 用 沼气总产气量将达到156亿 m3，温室气体净减排量将达到29 328 Gg，2020年户用沼气将 会到385亿m3，减排的温室气体将达到72 380 Gg。

5 结 论

农村沼气开发能提供清洁的非商品能源，节约煤炭、石油等化石燃料和秸秆、薪柴等低效率 生物质能的使用，缓解农村能源短缺困境，保护农村生态环境和保证农业可持续发展。在全 球气候变化形势越来越严峻的情况下，沼气开发还成为减少温室气体排放的一种途径。但是 ，目前的农村沼气普及率还不够（2005年为12%），需要多方面筹集资金，加大技术推广力 度和对农民扶持力度，以农村沼气建设为纽带，积极开展生态家园富民行动，并站在应对气 候变化的国家高度，促进户用沼气技术的发展，控制温室气体排放，不断提高应对气候变化 的能力，为保护全球气候做出新的贡献。（编辑：徐天祥）

参考文献(References)

［1］Zhang P D G Jia et al. Contribution to Emission Reduction ofCO2 and SO2 by Household Biogas Construction in Rural China ［J］. Renewableand Sustainable Energy Reviews, 2007, 11 (8):1903～1912.

［2］Bhattacharya S C , Thomas JM et al. Greenhouse Gas Emissions and the M i tigation Potential of Using Animal Wastes in Asia ［J］. Energy, 1997, 22(11): 1 079～1085.

［3］MontenyG J ,Bannink A et al. Greenhouse Gas Abatement Strategies for A animal Husbandry ［J］. Agriculture Ecosystems & Environment, 2006, 112(2～3):163～170.

［4］Hou J, Xie Y et al. Greenhouse Gas Emissions from Livestock Waste: C hina Evaluation［J］. International Congress Series, 2006, 1293: 29～32.

［5］王效华, 冯祯民. 中国农村生物质能源消费及其对环境的影响［J］. 南京农业大学学 报, 2004, 27(1) :108～110.［Wang Xiaohua, Feng Zhenmin. Biofuel Use and Its En vi ronmental Problems in Rural Areas of China［J］.Journal of Nanjing AgriculturalUniversity, 2004, 27(1):108～110.］

［6］方炎. 我国农村沼气建设发展战略研究［A］. 王锡吾. 农村沼气发展与农村小康建设 研讨会论文选编［C］, 2003.［Fang Yan. The Development Stratagem for Rural BiogasConstruction［A］. Wang Xiwu. Analects of Rural Biogas Development and Rural We ll-off Construction Proseminar［C］, 2003.］

［7］IPCC. Second Assessment on Climate Change［M］. Cambridge UK: Cambridge Un iversity Press,1996.

［8］IPCC. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories ［R］, I GES, Japan, 2006.

［9］Zhang J,Smith K R et al. Greenhouse Gases and Other Airborne Pollutantsfrom Household Stoves in China: a Database for Emission Factors［J］. Atmospher ic Environment, 2000, 34(26): 4537～4549.

［10］IPCC. Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas In ventories［R］. Bracknell, 1997.

［11］Bhattacharya S C S. Abdul P et al. Emissions from Biomass EnergyUse in Some Selected Asian Countries［J］. Energy, 2000, 25(2): 169～188.

［12］Bhattacharya S C , S Abdul P. Low Greenhouse Gas Biomass Options for Cooki ng in the Developing Countries ［J］. Biomass and Bioenergy, 2002, 22(4): 305～ 317.

［13］Purohit P ,Kandpal T C. Techno-economics of Biogas-based Water Pumpingin India: An attempt to internalize CO2 Emissions Mitigation and Other Economi c Benefits［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2007, 11(6): 1208～1 226.

［14］Yan L,Min Q et al. Energy Consumption and BioEnergy Developmentin Rural Areas of China［J］. Resources Science, 2005, 27(1): 8～14.

［15］Wang X,Di C et al. The Influence of Using Biogas Digesters on Fam ily E nergy Consumption and Its Economic Benefit in Rural Areas-Comparative Study Betw e en Lianshui and Guichi in China ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews,2007, 11(5): 1018～1024.

Rural Biogas Development and Greenhouse Gas Emission Mitigation

LIU Yu1，2 KUANG Yaoqiu1 HUANG Ningsheng1

(1.Key Laboratory of Marginal Sea Geology, Guangzhou Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences, Guangzhou

Guangdong 510640, China; 2.GraduateUniversity of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

篇5

关键词：碳污染;防治标准;清洁能源

中图分类号：F416.2 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2016）01-0108-02

鉴于气候变化已经对人类的健康和经济发展构成了风险，2014年6月2日，美国联邦环保局提出了清洁能源计划，将保持一个可负担的、可靠的能源制度，同时削减污染，保护美国人民的健康和环境。

一、美国清洁能源计划概述

（一）清洁能源计划的价值

就全国范围而言，清洁能源计划将帮助美国削减来自于电厂区域的碳污染，比2005年下降30%。电厂是美国最大的碳污染排放源，大约占到国内所有温室气体排放总量的三分之一。而清洁能源计划则可帮助美国在2030年削减导致雾霾的污染超过25%，可以在2030年产生价值估计达550亿美元到930亿美元的气候和健康利益，包括避免2 700个人到6 600个人过早死亡，以及140 000到150 000例儿童哮喘病发作。

削减电厂的碳污染，不仅能提高公众健康，保护环境，而且可以提供可靠和可负担的能源，促进更加清洁的能源技术发展，诸如天然气、核能、可更新能源和清洁煤技术。毫无疑问，清洁能源计划将使得美国电力系统产生更少的污染，减少能源浪费，提高能源利用效率，使得美国人在2030年少交电费大约8%，同时，这项计划能够使美国具有发展经济和保持竞争优势所需要的全部能源，还可使美国企业在全球以一种更加有效、更加可持续的方式制造和消费能源的运动中保持领先优势。

（二）清洁能源计划的核心――电厂碳污染标准

1.新建电厂碳污染标准。新建电厂的碳污染标准分为两部分，一个是对化石燃料驱动的蒸汽发电机组，即发电锅炉和整体煤气化联合循环发电机系统;另一个是对天然气驱动的固定燃烧涡轮发电系统。分成两个标准，说明对蒸汽发电机组和固定涡轮发电机组分别确定最佳排放削减系统。对蒸汽发电机组，基于部分执行了碳捕获和碳储存作为最佳排放削减系统而设定碳污染标准，拟议的排放限值是1 100磅CO2/兆瓦时。对天然气驱动的固定燃烧涡轮机，基于现代的、有效的天然气联合循环技术作为最佳排放削减系统。拟议的排放限值分为两种，对较大排放源是1 000磅CO2/兆瓦时，对较小排放源是1 100磅CO2/兆瓦时。

2.改建和重建电厂的碳污染标准。改建和重建电厂的碳污染标准分为四部分，第一个是对改建的化石燃料驱动的蒸汽发电机组，即发电锅炉和整体煤气化联合循环发电机系统;第二个是对改建的天然气驱动的固定燃烧涡轮发电系统;第三个是对重建的化石燃料驱动的发电锅炉和整体煤气化联合循环发电机系统;第四个是对重建的天然气驱动的固定燃烧涡轮发电机组。按照清洁空气法第111（b）的规定，这些标准反映出可通过应用最佳排放削减系统实现的排放限制程度。

（三）清洁能源计划的主要技术和政策工具

技术工具主要有：（1）促使化石燃料电厂更有效的技术;（2）在有过剩生产能力的地方更多地使用低排放的天然气联合循环发电技术;（3）更多地使用零排放和低排放的能源，诸如可更新能源技术和核能技术;（4）通过提高电力使用效率而降低电力需求的技术。

政策工具主要有：（1）确定电厂绩效标准，每个电厂必须达到设定的排放强度;（2）可更新能源组合标准，电力公司必须设定一定比例的可更新能源电力;（3）能效资源标准，电力公司必须在达到目标年之前削减一定量的需求;（4）脱钩政策，通过使税收和利润脱钩的政策降低电力公司生产更多电力的动机;（5）电力回馈政策，给付使用太阳能的住宅所有者一定报酬，鼓励其将多余的电力返回给电网;（6）限额和交易政策，逐渐减少碳配额的数量，电厂让予的碳配额数量必须，每个电厂的排放量成比例;（7）碳税政策，对碳排放行为征税;（8）电网运营商缴纳碳费政策，根据由哪些电厂运营决定给电网运营商增加一个碳价格;（9）家用电器能效标准，要求销售的新家用电器必须满足设定的能耗标准;（10）商业建筑和住宅法典，要求新建房屋要考虑节电措施。

二、我国碳污染防治存在的问题

（一）我国碳污染防治立法缺位

目前关于气候变化的立法主要有国家发展改革委联合国家认监委的《低碳产品认证管理暂行办法》，用以规范低碳产品认证活动;国家发展改革委制定了《单位国内生产总值二氧化碳排放降低目标责任考核评估办法》，用以对各地单位国内生产总值二氧化碳排放降低目标完成情况进行考核，对落实各项任务和措施进行评估。专门针对温室气体的控制政策主要以国务院“通知”“工作方案”和发改委颁布的“指南”为主要形式，通知、工作方案和指南本身可视为规范性文件，但规定内容过于简单，过于概括化，过于笼统，且不具有法律法规应有的强制力。

（二）没有确定碳污染防治的理念

当前我国有温室气体排放的概念，却没有“碳污染”的概念，且我国当前的温室气体排放控制对象过于狭窄，仅仅针对重点企事业单位，即温室气体排放量达到比较大的规模才要求报告温室气体排放，且报告排放量仍然是自愿性的，也没有规定具体的限排指标。同时，由于我国的国家环境空气质量标准并没有把二氧化碳等温室气体列为大气污染物，在号称史上最严的《火电厂大气污染物排放标准》中，针对的主要是二氧化硫、氮氧化物以及烟尘等污染物，却不包括二氧化碳等温室气体。

（三）碳污染防治缺乏明确限定标准

我国的温室气体控制显然还停留在缺乏执行力的初级阶段，虽然规定了发电行业等十大重点企事业单位，以及能源重点行业，但却没有明确具体的限定标准，只是规定了一个总体目标，也没有可操作性强的限制排放的实施方法。以《中国石油天然气生产企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》为例，该指南旨在帮助石油天然气生产企业准确核算和规范报告温室气体排放量，科学制定温室气体排放控制行动方案及对策，同时也为主管部门建立并实施重点企业温室气体报告制度奠定基础。该指南规定了核算边界和核算方法，以及报告温室气体排放的内容，却没有规定限制排放的具体数值。由此可见，我国对温室气体控制仍然停留在准备阶段，还没有进入实际控制阶段。

三、加强我国碳污染防治的若干建议

（一）确定“碳污染”理念，促进公众参与

温室气体不同于大多数空气污染物，它可以在环境中存在很长时间，从几十年到数千年不等，取决于具体的温室气体种类，因此越早对温室气体采取控制措施越有利于降低碳污染。碳污染的理念并非自然形成的，美国是通过联邦最高法院在2007年审理的马萨诸塞州等诉美国联邦环保局一案中确立了“温室气体也属于清洁空气法界定的空气污染物范围”。

我国目前尚未确定二氧化碳属于大气污染物，在2012年颁布的最新国家环境空气质量标准中也没有规定二氧化碳的排放限值，更没有相应的司法案例，这不利于二氧化碳的减排控制，应尽早确定二氧化碳的“大气污染物”身份。同时，应明确温室气体排放控制政策需要集合公众智慧来制定，政策制定和立法机关的认识不足以构建完善的制度，还需要公众广泛和深度参与来贯彻落实，应在政策制定之前明确公众参与的作用和价值，并在政策制定中促进公众广泛有效参与，在最终形成的政策中采纳公众合理建议。

（二）构建操作性强的碳污染防治立法和政策支持体系

温室气体控制必须坚持“立法先行”原则。对由于能源转型而产生的碳污染控制，必须依靠立法的权威性和强制性才能有效实施。而我国尚无专门针对碳污染防治的法律、法规或规章，现有温室气体控制有关的规范性文件基本上都是停留在无强制性、无执行标准、无执行程序的自愿执行层次。温室气体长期存在于环境中的特点决定了对温室气体的控制应有相当的前瞻性，主要是从政策、立法方面保证控制得以实施和持续，在技术方面保证控制的有效性。

我国应该以应对气候变化为目的，通过制定专门的碳污染防治立法或行政法规来治理碳污染。碳污染治理，不仅是中国履行气候变化的国际义务，也会给我国发展清洁能源提供良好契机和动力、压力。我国可以从交通领域开始，建立机动车碳污染防治法律制度，确立机动车燃料效率标准，确立操作性强、可实施的政策体系扶持新能源机动车发展，尤其是形成与使用新能源机动车相配套服务设施的政策支持，降低机动车碳排放强度。同时，对二氧化碳排放最大的电厂制定碳污染防治法规，按照现有发电技术水平分类确定碳污染排放控制标准，并分别采用相应的排放削减技术。

（三）发展碳污染防治技术，形成产学研科技创新机制

篇6

关键词：绿色化学工程技术；意义；应用

近几年来，随着化工技术的不断发展，化学工程取得了重要的进步，但与此同时也产生了很严重的环境污染问题，进而使得化学学科的发展受到了一定的限制作用。为了很好地改善污染的问题，越来越多的人开始采用绿色化学工程技术，绿色化学工程技术的应用不仅减少了温室气体的排放，更有利于生态环境的优化，最重要的是，很好地推动了我国经济的发展与进步。由此可见，探讨绿色化学工程技术应用的具有重要意义[1]。

1应用绿色化学工程技术的意义

1.1有效减少温室气体的排放

近几年来，随着国民经济条件的改善，越来越多的人都拥有了私家车，马路上车的数量越来越多，车辆增加，车尾气的排放量自然增加，空气污染变得严重，进而产生了大量的温室气体，导致气候变暖、冰川融化，还会引发臭氧空洞，造成气候异常，进而使得我国的生活环境变得越来越差。而近几年来，绿色化学科技的一项重点研究内容就是将对生态环境没有污染的一些能源转化为可利用的资源。如太阳能、风能、生物能以及地热等。首先，这些新能源的使用可以节省现有的能源的消耗，其次，这些能源的使用可以减轻一定的费用，最重要的是，可以减少空气中温室气体的排放，进而起到保护环境的作用[2]。

1.2推动国民经济的可持续发展

经济的发展是无限的，但是自然资源是有限的。倘若一味地开采以及使用自然资源，那么便会出现自然资源匮乏的现象，“物以稀为贵”，自然资源枯竭，资源的价格自然会上涨，导致经济的发展受到一定的抑制作用。另外，随着化工污染的加剧，化工产业的发展也逐渐受到了影响，且部分产业的进出口也受到影响，进而导致国民经济得不到提升，发展受到抑制。

2绿色化学工程技术的应用探讨

2.1在海水淡化的过程中应用绿色化学工程

水是人类社会活动的起源，也是人类生活的基本，没有水，人类将很难生存，由此可见，水对于人类的生存的重要性，但是近几年来，随着工业污染的加重以及农业生产的发展，我国的水资源呈现严重匮乏的现象，为了得到很多的水资源，我们开始采取淡化海水的措施，而绿色化学工程技术在淡化海水的过程中扮演了很重要的角色。所谓的淡化海水，主要指的就是去除海水中的盐水，得到淡水，传统的环境下，很多人采用通过酸碱换去除盐水，得到淡水的方法，这种方法虽然也可以实现海水的淡化，但是同样会带来另一种污染，进而使得环境污染情况加剧[3]。

2.2绿色化学工程技术在涂料生产中的应用

在中国，除了汽车尾气的排放会严重污染空气以外，涂料的制作也会产生很多污染，进而给环境带来一定的影响。另外，在制作涂料的过程中，也会产生很多的废料，这些废料流入水中，一样会给水带来污染，且这些水一旦被人们所使用，将会引发很严重的后果，轻者产生健康问题，重者可能直接引发癌症。绿色科技逐渐应用于许多工厂进行开发绿色产品。通过对工艺设备进行改造和优化，降低VOC，优化配置、清洁生产、使得污染最大限度降低。随着无机矿物涂料、固体涂料、乳胶漆等绿色涂料的诞生，涂料生产正向着科技含量高、无毒无污染、产品更优的方向发展[4]。

3结束语

综上所述，我们可以发现，绿色化学工程技术的使用不仅可以降低空气中温室气体的排放，还可以促进经济的提升，希望在与之对应的一系列的生产措施的建议下，无论是海水的淡化还是涂料的生产都能够得到有效地改变，降低对环境的污染，提升对于绿色化学工程技术的有效利用，促进我国化学工程技术的可持续发展。

参考文献

[1]王鉴，柳荣伟，陈侠玲.绿色化学推动分离工程技术的进步——绿色分离工程[J].化工科技，2008，（1）：57-60.

[2]赵华成.绿色化学及其绿色系统工程技术与环境友好[J].化学教育，2007，（6）：6-10.

[3]朱明乔，谢方友，吴廷华.绿色化学与技术在化学工业中的应用[J].化工生产与技术，2002，（4）：27-30；51-52.

篇7

一、掌握企业的碳足迹现状

1.测量数据，确定排放类型，世界资源研究所（WRI）和世界可持续发展工商理事会（WBCSD）联合制定的《温室气体盘查议定书--公司会计与报告标准》，该议定书将排放分成3大类：第一类，直接排放，指企业所属的排放源所产生的排放，一般有现场生产、矿物燃料直接燃烧以及发电厂发电过程中产生的排放。第二类，购买使用热能、蒸汽货电力所产生的间接排放，指企业能源采购、材料运输以及产品使用过程中所产生的排放。第三类，从行业上下游排放所产生的其他间接排放。

测算温室气体的排放，要全面考虑所有直接和间接排放。美国惠而浦家电公司的总排放量中，客户使用电器产品所产生的排放量就占了93%，因此，估算碳足迹要把价值链上前向和后向的排放都考虑在内。

2.详细进行信息的存储和分析工作，采用管理信息系统来监测温室气体的排放，有效管理信息的收集、存储和分析。例如，美国铝业有限公司一中央信息系统，能够有效处理遍布全球的有关生产和能源消耗的详细信息，包括4个发电厂、9个氧化铝精炼厂和26个熔炼厂。该系统采用欧盟排放交易所建议的方法计算碳排放量，每天晚上更新相关数据。每个工厂都有专门员工把每个月的能源消耗数据输入信息系统，经协调整理集成，这些信息可供公司总部及各相关人员分析使用。许多企业还把信息系统和SAP之类的绩效考核系统链接，以便把减排和财务考核结合。

3.了解企业的碳价

理解企业所面临的有关气候变化的法规问题，关键是要分析这些法规会采取什么样的减排机制。许多经济学家倾向于制定税收政策来减少碳足迹，但企业界认为限制交易或许更有效，通过市场机制来调节减排的总成本，同时并能促进技术创新。这时，企业管理者必须要清楚生产过程中的减排成本，你必须承受减排成本增加的压力，最理想的状况是，你找到降低减排成本的方法，而竞争对手则面临成本的上升，你将成为其他企业学习的榜样。这种寻找标杆的行动，目的在于解决气候问题、维护企业声誉和行业地位。标杆法可以使企业获取成为行业领导者的种种优势，这种优势能够创造诸多机会和获取社会声誉。

二、采取行动减少碳足迹

1.与业务发展相结合

把减少碳足迹的行动与业务发展相结合，不是将可持续发展的绿色战略强加到现有的经营模式上，而是要与企业的核心目标有机地整合，必须与既有的业务概念和考核机制（如净现值、投资回报率等）相统一，如改善企业生产经营管理、市场营销管理、供应链管理、资产管理、企业文化和形象等。很多企业用节能方案带来的成本下降来证明绿色战略能提高财务效益。如，加拿大安大略电力公司，减排温室气体250万吨，节能大约9500万美元；卡尔派恩公司（Calpine）通过执行工厂优化方案（Plant Optimization Program），在10个月节省2580万美元。

企业可采用情景规划技术制定绿色经营战略。壳牌石油公司运用情景规划技术，全面分析所面临的挑战、确定风险和机遇、制定投资决策、为领导团队制定共同的战略语言和处理关键的公共政策事务。在“2025年全球前景规划”中制定如下战略：增加天然气、特别是液化天然气（LNG）的生产；投资风力、太阳能、生物燃料、煤气化和实验性氢气配送系统（expermental hydrogen deliverysystem）。

2.设定总目标和阶段性目标

⑴设定总目标

某些企业是先设定减排目标，然后寻求减排方法；而另一些企业则先考虑减少碳足迹的方法，然后再设定减排目标。究竟是先设定减排目标还是先考虑减排方法，取决于管理风格。设定目标时要考虑，第一，减排目标的挑战性；第二，什么样的方法能最有效地实现企业的经营目标、降低成本和减少排放？因此，制定绿色战略目标并没有统一的标准，成功达到减少碳足迹目标的关键在于尽量的发挥想象力，促进组织内部的创新。海因里希是杜邦公司钛技术部的领导，指出：“组织需要极具挑战性目标的激励，令人振奋的目标能够促进组织突破传统的藩篱......而一个可以轻易达成的目标是无法把组织的创造性潜能激发出来的。”

企业设定减排的目标，减排时间、内容、基准年度、绝对或相对程度以及减排类型都会不同。例如，加拿大纸业公司（Catalyst Paper）设置的目标是，2020年，温室气体减排比1990年排放水平降低85%。美国惠好纸业公司，通过在生产过程中更多的使用可再生燃料，到2020年，把排放水平降低到2000年的40%以下。沃尔玛计划每年技术创新投资5亿左右美元，减少连锁店温室气体减排，最终全部使用可再生能源。杜邦公司到2015年实现，在为客户节能或减排方面的产品的销售方面，每年至少提高200亿美元的营业收入，从可再生资源获取的收入到达80亿美元，推出1000种新的安全产品或服务项目。

制定目标时，虽然一般可参照其他企业的目标，但关键是要根据实际情况。制定合理的目标可以激发企业的创新能力、提高生产效率和降低生产成本。

⑵设定阶段性目标

企业要实现气候变化的目标，从简单到复杂依次全面考虑。①低垂的果子（Low-hangingfruit，可轻易实现的目标）企业发现有些很多成本和风险都很低并容易找到的减排方案，这样一些触手可及的“低垂的果子”包括简单的节能措施、习惯行为的改变或生产过程的改进等。对非制造型企业而言，采取室内节能措施就可轻而易举的取得减排的效果。如，瑞士再保险公司采用三个步骤来降低温室气体的排放，第一步，不工作的时候，关掉热气、空调及照明。第二步，配置小型节能环保设施，诸如感应传感器、节能型日光灯、视频会议降低商务旅行产生的排放。第三步，更新公司所属的建筑设施，如更换冷却塔、发电机、隔热设备等。关键是列出备选方案，根据成本和效益评估可行性。②银弹企业通过采取某些高效的方法措施来大幅降低温室气体的排放，采用这些“银弹”措施需要进行创新和投资生产过程。美国铝业公司减排措施都涉及降低铝熔炼过程中的阳极效应系数；杜邦公司是通过两种生产分离技术来降低两种主要的温室气体氧化亚氮（N2O）和氢氟碳化物（HFC-23，生产普通制冷剂HCFC-22的副产品）的排放；英国石油公司通过减少其提炼过程中气体的排放燃烧节省100万美元，还通过减少甲烷的泄露，并出售这些没有泄露分甲烷收回改造投资。③大号银弹减少温室气体排放的重大机会并非总是容易发现的，需要分析温室气体排放的情况及其减排的机会，对习以为常的或没有予以关注的生产运营情况形成新看法。如，国际航空协会（IATA）指出，如果每一航班的航程缩短1分钟，全世界的飞机不仅可以减少温室气体的排放，还可每年累计节省10亿美元的运营和燃料成本。

3.员工的参与

员工的参与对绿色战略的成功至关重要。员工对有效制定和执行绿色战略非常重要，有效的战略能提高士气和稳定员工队伍，这两者相互促进、相辅相成。①激励行为，有些企业把有关气候和能源方面的绩效考核同员工薪酬津贴直接挂钩，另一些企业建立表彰杰出环保业绩的奖励机制，如谷歌公司向在美国的全职员工提供5000美元的津贴，让他们去购买每加仑汽油可开45公里以上的节能型汽车。②制定内部排放权交易机制。虽然无法实现成本最低、效果最佳的减排目标，但确实让员工意识到排放是有代价的。这样可以培养员工的减排意识；创建业务部门之间配置排放配额指标的机制；帮助公司在政策决策圈子建立信誉。

4.寻求非政府组织的援助

自20世纪80年代以来，环保性质的非政府组织逐渐日益完善和成熟，变得更加多元化。例如，美国环保协会20世纪80年代，非正式的口号：“把假冒伪劣产品告上法庭！”。到了21世纪口号变为：“寻找有效就绝方案”。作为社会团体，他们在商业、政治、社会环境方面产生巨大的影响力。

企业制定绿色战略时，不熟悉的方面可以通过非政府组织的渠道来获取帮助。非政府组织有一套完整的经营方法，资源充沛，能迅速灵活地找到各种方法。例如，可以获取有关科学技术或政策方面的信息，可以获取特殊专长知识，可以和其他企业分享信息，可以在宣布之前有机会测试一下公众的反应或可行性，可以帮助核实企业的减排量。

5.宣传绿色行动

宣传绿色行动所带来的利益，虽难以量化，但通过相关利益团体，如影响未来政策的投票者、进行投资决策时会考虑绿色战略的投资者、影响企业扩展或新设施安装场所面临的社区、报道企业经营活动的记者、包括购买公司产品或服务的客户等，确实有助于提高企业的声誉。例如美国通用电气公司（GE）的“绿色创想”活动，“我们的客户需要一个更加繁荣、更加洁净的未来，通过应用我们所拥有的最丰富的课再生资源--GE人无限的想象力，我们将与客户共创美好的明天。我们正使用全新的方法帮助客户解决环境问题，这就是我们的绿色创想。”获得了梦寐以求的广泛声誉。

三、改变企业发展的竞争态势

1.把绿色思维从边缘状态推进核心位置

绿色战略最终必须推进到资源配置最好的部门，必须从环保、安全部门扩展到企业的核心职能部门，逐渐成为企业战略的重点。各个企业都有独特的核心文化和核心业务领域，因此，企业会根据既有的交流沟通方式、奖罚机制、经营模式和企业文化，把绿色战略推进到主要的职能部门，诸如研发、工程、制造、营销、战略规划以及人力资源等部门。许多企业先在特定的部门进行绿色战略，商业条件成熟以后，推广到核心部门。要充分利用既有的经营框架，还要扩展既有的经营框架来解决新问题。

2.评估产品和服务所面临的风险和机遇

企业应该把绿色战略的重点放在寻求商机和提高竞争力上，如果在生产经营、产品和服务方面存在严重的碳足迹问题，预示有着潜在的商机。主要措施有维护声誉、提高竞争力、开发新产品。我们需要认识、检测和评估市场机遇。为减少碳足迹，哪种产品能够获得成功，如何确定研究的目标。我们能创造性的利用可再生能源么，能够通过绿色产品和技术改变社会行为吗。企业应该分析如何制定绿色战略来提高客户对当前和未来产品的需求，把企业的核心经营战略和减少碳足迹结合起来是最有效的绿色战略。

所有企业都不同程度地受到气候的影响，评估企业面临的风险，并决定采取哪些与气候相关的战略行动。如果你无所作为，短期内会错失许多良机，而长期来看，在企业运作和财务业绩方面都会面临更大的挑战。

3.了解法规的制定

篇8

    1材料与方法

    1.1试验设计试验在江苏省常熟市辛庄镇苏州市现代农业(水稻)示范区(31°33′N,120°37′E)进行,该区位于阳澄湖低洼湖荡平原,属亚热带湿润性季风气候,年平均气温为15.5℃,降水量为1042mm,日照2130h,太阳辐射4.94×105J?cm-2,无霜期242d,主要实行水稻-冬小麦两熟种植制度。试验开始于2007年11月冬小麦生长季,稻田土壤类型属乌栅土,试验前0~20cm耕层土壤有机质含量3.3%,全氮1.9g?kg-1,速效氮113.2mg?kg-1,速效磷7.1mg?kg-1,速效钾101.4mg?kg-1,pH6.3,土壤容重1.2g?cm-3。试验设秸秆还田(稻麦秸秆周年全量还田)和秸秆不还田(自然留茬,茬高约10cm)2个处理,3次重复,每小区面积为60(5m×12m)m2。小麦播种和水稻移栽前均采用旋耕(旋耕机旋地1遍,耕深10~12cm)翻地。麦季供试品种扬麦16号于2009年11月16日播种、2010年的6月3日收获,播种量150kg?hm-2,各处理的施肥量和施肥方法相同,氮肥(尿素,含N46.4%)、磷肥(过磷酸钙,含P2O512%)和钾肥(氯化钾,含K2O60%)用量分别为N210kg?hm-2、P2O590kg?hm-2、K2O90kg?hm-2,氮肥按基肥∶拔节肥∶孕穗肥=4∶3∶3施用,磷肥一次性基施,钾肥作基肥和拔节肥施用,每次50%。基肥的施用时间为2009年11月16日,拔节肥和孕穗肥分别为2010年的3月4日和4月5日。供试水稻品种为杂交粳稻常优1号,2010年5月25日播种,6月13日机械插秧移栽(移栽规格为行距30cm、株距13.3cm,每穴3苗),11月16日收获。氮肥、磷肥和钾肥用量分别为N240kg?hm-2、P2O5120kg?hm-2、K2O120kg?hm-2,氮肥按基肥∶分蘖肥∶长粗肥∶穗肥=3∶3∶2∶2施用,磷肥一次性基施,钾肥作基肥和长粗肥施用,每次50%,追肥分别于6月20日、7月16日、7月23日施用。水稻生长期间水分管理采用前期浅水(移栽至7月25日)、中期烤田(7月26日至8月9日)、后期干湿交替(8月10日至收获前15d)的管理模式,其他田间管理措施同一般高产大田。

    1.2CH4和N2O采集与分析于2009年11月至2010年11月冬小麦和水稻生长期间进行CH4和N2O排放的观测。CH4和N2O气体采用静态箱法测定,静态箱底横截面积为0.25m2(0.5m×0.5m),采样箱由PVC材质制成,采样箱外部包有海绵和铝箔纸,防止太阳照射导致箱内温度变化过大。每小区固定采样底座3个,底座上部有5cm深的凹槽,测定时加水密封,采样箱内顶部装有12V小风扇以充分混匀箱内气体,箱体中部安装抽气孔,采样时按0、10、20min的时间间隔用50mL注射器抽取箱内气体,来回抽动3次以完全混匀气体,抽出50mL保存于气体采样袋后迅速带回实验室分析。冬小麦生长季每周采气1次(春节假日除外),水稻自移栽后第3d起每周采气2次,烤田期间2d1次,抽穗后每周1次,采样时间在上午8:00—10:00。CH4和N2O气体浓度由经改装的Agilent7890A气相色谱测定,CH4检测器为FID,检测温度300℃,柱温60℃,载气为99.999%高纯氮气,流速30mL?min-1;N2O检测器为ECD,检测温度300℃,柱温60℃,载气为99.999%高纯氩甲烷气(95%氩气+5%甲烷),流速40mL?min-1。气体排放通量计算公式如下:式中:F为气体排放通量(mg?m-2?h-1或μg?m-2?h-1);ρ为标准状态下气体的密度(kg?m-3);h是采样箱的净高度(m);dc/dt为单位时间内采样箱内气体的浓度变化率;273为气态方程常数;T为采样过程中采样箱内的平均温度(℃)。

    1.3土壤样品采集与分析供试土样分别于2009年11月、2010年11月水稻收获后采集,环刀法测定土壤容重。在田间按蛇形采样法每小区随机采集9点,采样深度为0~20cm,土样充分混匀后拣去植物残根和石砾等,经风干、磨碎过筛,采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机碳含量。耕层土壤有机碳储量(SOC)计算公式如下:SOC=conc×ρb×A×T[17-18]式中:conc为土壤有机碳含量(g?kg-1);ρb为土壤容重(g?cm-3);A为面积(hm2);T为土壤深度,本研究为0.2m。相应的,土壤碳固定(SOCS)计算公式为:SOCS=SOC2010年11月-SOC2009年11月

    1.4农田净增温潜势的计算全球增温潜势(GWP)是用于定量衡量不同温室气体对全球变暖的相对影响,本研究中,农田净增温潜势以农田排放CH4和N2O的综合增温潜势与土壤固碳减缓全球变暖贡献的差值来表示[13]。在100a时间尺度上,单位质量CH4和N2O的GWP分别为CO2的25倍和298倍[1],农田净增温潜势GWP(kgCO2-equivalent?hm-2)计算公式如下:GWP=25×CH4+298×N2O-SOCS×44/12试验数据处理和作图采用MicrosoftExcelforWindows2007完成,试验结果均以每次测得的3次重复的平均值和标准差来表示,用SPSS11.5软件进行统计分析。

    2结果与分析

    2.1秸秆还田对甲烷排放的影响两种秸秆还田方式下小麦生长期间CH4排放通量的季节变化见图1。可以看出,麦季的CH4排放通量较低,并且多次出现负值,秸秆不还田处理的CH4排放通量在-76.0~150μgCH4?m-2?h-1之间,秸秆还田处理的CH4排放通量在-50.3~154μgCH4?m-2?h-1之间,负值的出现可能是大气扩散进入土壤的CH4被甲烷氧化菌还原的量大于土壤自身排放量。麦季CH4平均排放通量秸秆不还田处理大于秸秆还田处理,分别为20.0、16.6μgCH4?m-2?h-1(表1)。稻季CH4排放通量较高(图2),水稻移栽后土壤处于淹水状态,CH4排放通量不断增加,两个处理的CH4排放通量均呈先升高后降低的单峰排放趋势,排放峰值出现在7月5日,秸秆不还田处理的CH4排放高峰为30.3mgCH4?m-2?h-1,秸秆还田处理为131mgCH4?m-2?h-1,烤田(7月26日—8月9日)后CH4排放通量始终维持较低水平直至水稻收获。秸秆还田处理的稻季CH4平均排放通量为10.5mgCH4?m-2?h-1,明显大于秸秆不还田处理的4.13mgCH4?m-2?h-1(表1)。从CH4累积排放量来看(表1),秸秆还田和不还田处理的CH4排放主要集中在稻季,累积排放量分别占周年排放总量的100%和99%。秸秆还田和不还田处理CH4麦季累积排放量分别为0.80、0.96kgCH4?hm-2,差异达显着水平。两个处理的CH4稻季累积排放量和周年排放总量存在极显着差异,秸秆还田处理分别为394、394kgCH4?hm-2,秸秆不还田处理分别为155、156kgCH4?hm-2,秸秆还田比不还田增加CH4周年排放总量238kgCH4?hm-2,增排幅度为152%。

篇9

关键词：低碳农业；新能源；温室气体；循环农业；辽中县

中图分类号：F124.5文献标志码：A文章编号：1673-291X（2011）03-0211-03

前言

近年来，过量排放的CO2等温室气体已经严重影响了人类的生存环境，全球气候变暖已经成为世界生态恶化的首要原因。面对全球气候变暖的大环境，世界各国都纷纷提出了控制温室气体排放的具体议案。哥本哈根世界气候大会，让“低碳经济”成了2009年的岁末热词，低碳代表着一种环保、节能、清洁的新理念。中国作为世界第二大能源消费国和第二大二氧化碳排放国，非常重视全球气候大变化，并为此做出了众多重要的工作。作为一个农业大国，要从根本上控制并减少CO2的排放农业是一个不可或缺的切入口。

农业与全球气候变暖息息相关，事实上，耕地所释放出的温室气体超过全球人为温室气体排放量的30%，相当于150亿t的CO2，是温室气体的第二大重要来源，发展低碳农业是遏制全球气候变暖的必经之路。所谓低碳农业，是一种现代农业发展模式，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发利用等多种手段，尽可能地减少能源消耗，减少碳排放，实现农业生产发展与生态环境保护双赢。

一、辽中县农业现状

辽宁省辽中县位于辽宁中部城市群的中心地位，1.5小时经济圈内包括沈阳、抚顺、本溪、辽阳、营口等辽宁省的八个城市。辽中县是一个农业大县，全县有地下水优质水稻4万公顷，年产水稻35万t；玉米种植面积2.7万公顷，果树种植1.3万公顷，年产果蔬60万t，产值10亿元；林果栽培面积0.5万公顷；淡水鱼养殖约0.7万公顷，年产值12亿元；全县肉牛养殖46万头，肉猪145万头，肉种蛋鸡520万只，年产值37.7亿元。近年来，辽中县先后被评为“全国粮食先进县”、“全国渔业生产先进县”以及“全国出口肉鸡生产基地”、“全国瘦肉型猪生产基地”等。

近十年辽中县GDP总体呈上升趋势，2008年地区生产总值为144.1亿元，比2007年增长了37.6%。其中第一产业增加值为39.4亿元，增长了13.6%，第一产业的从业人员占总从业人员的52%。从2005年开始，借沈阳市建设沈西工业走廊之势，经过3年的产业结构调整，辽中县的产业结构比例关系已经由44.5∶26.5∶29调整为27.3∶51.7∶21。但从总体从业人员比例来看（见图1），农业仍然是辽中县人民的致富保证。①

二、农业生态系统对碳排放的影响

人类活动所放出的温室气体中，农业生态系统的贡献约占7%~20%，主要有CO2、CH4等。其中，土地利用变化是农业生态系统中产生温室气体的主要因素，也是目前大气中碳含量增加的第二大来源，仅次于化石燃料的燃烧。另外一些碳排放方式主要包括：因农业和畜牧业导致的森林减少；饲养反刍动物，如牛、羊等，饲料在其肠内发酵引起CH4排放；农田过量施肥；家畜粪便处理不当及秸秆燃烧等。

土壤是碳素的重要储存库和转换器，土壤中的有机物质经微生物分解，以CO2的形式释放入大气，而长期淹水的农田中经发酵作用可产生CH4，所以对于农业生态系统，最大的碳库就是土壤，其碳的排放量受到农业用地面积、农业施肥、耕作方式等因素的影响。

三、辽中县农业（畜牧业）发展中存在的问题

1.土地沙化初现。据调查，辽中县的农业生产已经基本实现机械化，特别是在耕地面积较大的河西四乡镇。这一地区过去是十年九涝，地下水位达到1.4m~1.5m，近年来，由于降雨量少，灌溉面积较大，打井较多，地下水位下降了5m多，部分地区已经出现了初级的土壤沙化，形成了沙壤土，多数地只能种花生等作物，如果不尽快改变以翻耕为主的种植结构，等到水位下降到10m，树木栽种不了，将导致荒漠化。

2.节水灌溉设施缺乏，水资源利用率低。辽中县境内有三条河流过，辽河、浑河和蒲河，由于上游都流经沈阳市，污染较为严重，所以灌溉基本用地下水。除了少数果蔬大棚采用滴灌、渗灌的灌溉方式外，辽中县种植业基本还采用传统的漫灌与淹灌。全县年均用水量约3.8亿m3，有96%都用于农业（如图2），而其中超过90%都用于农业灌溉，推广节水灌溉技术和农作物喷灌、滴灌，提高水资源利用率已成为辽中县迫在眉睫的问题。

图22008年辽中县用水量比例

3.没有形成完整的循环农业模式。辽中作为农业大县农业产业化已初具规模，建成了多个农业生产基地，如以养士堡为核心的果蔬种植基地，以茨榆坨为核心的花卉基地等。这些基地种植的粮食、蔬菜、水果等均通过了无公害农产品和绿色食品的认证，并且一些设施农业使得农民结束了以前一年一季的种植制度，变成了一年三季，增加了收入，让农民得到了实惠。但是，辽中县农业生产一直都在单一方向的链条下运行，没有形成完整的循环农业模式。首先，辽中县从事农产品加工的企业有274家，包括四大种类：稻米加工、白酒酿造、饲料加工、食品加工。这些企业虽然数量较多，但是规模大小不一，差距较大，农产品加工产生的附产品没有统一的处理方法，使很多可以重复利用的资源浪费；其次，在农业生产活动中产生的秸秆、粪便等废弃物没有充分利用。辽中县畜牧业发达，肉牛每年出栏25万头、肉猪出栏是100万头，这些牲畜每年产生的粪便除去不能回收的大约427.3万t，这些粪便有些直接被施用在田里；另外辽中县有玉米约2.7万公顷，每公顷产秸秆100公斤~167公斤，这些秸秆多数都用来直接燃烧，既浪费了资源又污染了空气。

4.畜禽粪便浪费，甲烷排放量增加。辽中县畜牧业发达，每年总产值达到37亿元左右，占农业总产值的50%以上（如图3）。这些牲畜每年产生大量排泄物，辽中县工业固废的总排放量为3.73万t，而牲畜粪便则为427.3万t，这一数量远远大于工业固废，应该适当的加以利用。粪便可以用来发酵制沼气，沼气是一种无污染可再生的燃料，供给农户取暖、做饭等，既经济又方便；牛粪风干加工后可做燃料；经过处理后还可以用作生产菌菇的基料。但由于农民认识偏差和技术手段落后大量畜禽粪便积压、浪费，有机肥被忽视，加重了畜禽养殖环境污染。

图3 第一产产值构成

5.甲烷排放量增加。畜禽养殖会释放出大量的甲烷气体，CH4是温室气体的主要成分。每分子CH4吸收红外能量是CO2的21倍，CH4对温室效应的贡献仅次于CO2 [1]。调查中得知：2008年辽中县畜禽养殖业CH4释放总量为35.9万t，其中养猪业对CH4的排放作用最大，占90%以上。这些释放出的温室气体还不能很好的控制，使得辽中县的环境压力进一步加大。

四、发展低碳农业的建议

辽中县农业总体是向着快速、健康、绿色的方向发展的，在低碳农业建设方面有着一定的基础，果蔬生产大部分达到绿色标准等，同时也存在不少问题。农药、化肥使用不当，对低碳农业的认识和宣传不到位，还存在许多误区和偏差。生态建设投入不足，不能满足发展需要；产业结构不合理，生产水平低下；农产品深加工程度不高；城镇化发展缓慢等等。

1.规划辽中县低碳农业布局。构建“种、畜、游”低碳产业群对于辽中县低碳农业发展有着重要的意义。首先这样的发展集群需要建立自己的战略发展目标，包括重点项目、节能减排目标、政策体系、交流平台等等。同时，要发挥重点示范城市的带动作用，形成科学的县域低碳农业布局。为了保证这样的低碳农业布局顺利实施，还要有相应的政策保障，包括产品种植“低碳化”制度以及奖励和问责制度等。

2.加快城镇化发展步伐。通过科学的村庄布局，按照“村容整洁”和“环境美好”的要求，将大型沼气工程与村镇规划结合到一起，把散乱的农户集中在一起，在居民区与农业产业区的交界处建设大型环保的沼气工程，处理日常生产和生活的废弃物，对于改善居民区的生活环境，节约生产资源，加快城镇化发展步伐，带动低碳农业发展都有一定的帮助。

3.加大开发和推广新能源的力度。新能源的开发与推广已成为新农村建设的必经之路，从低碳农业的角度考虑，沼气、太阳能、风能、生物质能等新能源的利用，对于减少温室气体的排放，改变现代农村生活环境将起到重要的作用。

辽中县的秸秆和畜禽粪便资源非常丰富，如果能够充分利用这些资源，用沼气这种清洁能源代替直接焚烧秸秆，不但节约资源，减少能源开支，又能防止大量焚烧秸秆产生的烟尘，改变农民平时烟熏火燎的状况。辽宁省的光照长度属于二类地区，年日照为1 328小时，而辽中县的整体光照时间要高于整个辽宁省，达到1 600多小时。太阳能是一种取之不尽用之不竭、无污染、廉价的清洁能源，用途也很广泛，如温室大棚、光伏发电、太阳能热水器等。充分发挥和利用太阳能，使其在改善农民生活质量过程中发挥作用，不仅能给农民带来实惠，还能节约大量电能。

4.争取将畜牧业做大做强。近年来，辽中县畜牧业生产规模不断扩大，为了让畜牧业向更大更强的目标发展，首先应该坚持统一饲养标准、严格质量检测、粪污低碳处理的原则，着力推进生态养殖小区规划建设。通过科学规划布局，完善基础设施建设，把分散经营的农户集中到一个区域内饲养，实行统一经营管理，严格落实标准化生产、养殖档案建立、畜禽粪污无害化处理等措施，尽快改变人畜杂居、畜禽散养、畜禽混养的落后生产模式，这样做不但对防止疾病传播，改善空气质量，减少温室气体排放有决定性的作用，同时还能够提高辽中县畜牧业的知名度，打造出辽中县的有机畜禽品牌，加速农业GDP的增长。

参考文献:

[1]范敏，甘筱青.低碳经济与江西省畜禽养殖业可持续发展[J].能源研究与管理，2009，(1):16-19.

[2]宋林.民和县农村新能源发展现状及思路[J].企业导报，2009，(5):134.

[3]翁搏琦，王义祥.论循环经济发展与低碳农业构建[J].鄱阳湖学刊，2009，(3):92-102.

[4]田利东，郑文彤.新农村建设中的能源保障和环境保护[J].黑龙江科技信息，2009，(3).

[5]低碳农业、低碳工业、低碳旅游――江西首个省级低碳经济发展纲要[J].领导决策信息，2009，(47):14-15.

[6]陈伟.推进低碳经济建设应对能源气候挑战――英国低碳转型战略计划解读[J].透视，2009，(11):72-75.

[7]任力.国外发展低碳经济的政策及启示[J].发展研究，2009，(2):23-27.

[8]洪芳柏.低碳经济与温室气体核算[J].杭州化工，2009，(1):4-6.

[9]赵其国，钱海燕.低碳经济与农业发展思考[J].生态环境学报，2009，(5).

Some Idea of the Statuses and the Development of Low-Carbon Agriculture in Liaozhong County

HUANG Yao，ZHANG Ge

（Geography Center of Liaoning Normal University，Dalian 116029，China）

篇10

关键词：湿地；温室气体；生态系统；气候变化

收稿日期：2011-06-10

作者简介：谢传宁（1956―），男,江苏南京人,博士,主要从事大气环境生态与经济研究工作。

中图分类号：X171.1文献标识码：A文章编号：1674-9944（2011）07-0187-04

1引言

《湿地公约》对湿地的定义是指天然或人工的、永久性或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域,蓄有静止或流动、淡水、微咸或咸水水体,包括低潮时水深不超过6m的海域，包括与湿地毗邻的河滨和海岸地区,以及位于湿地内的岛屿或低潮时水深超过6m深的海域。在世界自然资源保护联盟、联合国环境规划署和世界自然基金会共同编制的世界自然保护大纲中,湿地与森林、海洋并称为全球3大生态系统,具有涵养水源、净化水质、调蓄洪水、调节气候和维护生物多样性等重要生态功能。因此,湿地又被称为“地球之肾”。

根据千年生态系统评估报告,湿地生态系统不仅为人类提供各种产品,而且在维系生命支持系统和自然系统的动态平衡方面起着不可替代的重要作用。湿地内丰富的植物群落,能够吸收大量的CO2气体,并放出O2,湿地中的一些植物还具有吸收空气中有害气体的功能,能有效调节大气组分。但同时也必须注意到,湿地生境也会排放出甲烷、氨气等温室气体。湿地与全球气候变化之间的关系可简要概括为以下3个方面，全球气候变化对湿地的物质循环、能量循环及湿地动植物等产生重大影响,将有可能改变湿地分布、湿地生态系统的结构和一系列生态系统服务功能；湿地生态系统可构筑一道防御自然灾害的屏障,提高应对全球气候变化消极影响的能力,如抵御风暴潮、洪灾、旱灾等，特别是海岸带湿地,由红树林等构成的防护林带,可有效保护海岸带和当地居民的安全；保护湿地可有效减少温室气体排放、促进生物碳汇和固定CO2。但这一功能深受湿地生态系统健康状况的影响。如果人为影响导致湿地退化,湿地将成为温室气体的净排放者,即通常所称的“源”――“汇”转化。

2气候变化的原因与全球气候变化

引起气候变化的原因是因为大气中温室气体的增加。大气的99%由78%的氮气和21%的O2组成。它们对气候调节基本没有直接的作用。在剩下的1%的大气中有一小部分的气体（包括CO2、甲烷、一氧化二氮、臭氧、水蒸汽、卤烃等）被称为温室气体。这些气体能够使地球保持温暖。太阳辐射穿过大气,大部分被地表吸收,并使之升温。一部分被大气和地表反射。同时地表发射红外线,一部分穿过大气层,一部分被温室气体分子吸收,再发射。这一过程使地球表面和接近地表的大气保持温暖。如果没有温室气体,地球会比现在低30℃。

但是人类的活动产生了过多的温室气体,导致全球气候变暖。政府间气候变化调查组（IPCC）在1996年关于气候变化的陈述是：“具有可辨别的人类对气候的影响”,而2001年陈述则改变为：“最近50年来观察到的变暖现象很可能是由于人类活动造成的”。可见对“人类活动是造成气候变化的原因”这一认识越来越肯定。温室气体增加的原因主要是,由于人类燃烧燃料如煤、石油和天然气等产生CO2和森林遭到破坏降低了植被吸收CO2能力所致。这些原因已经为人们所公认和接受。

最新的研究还发现,森林大火可能也是造成温室气体增加的重要原因之一。美国的研究人员发现：发生于1997年、1998年干旱期间的森林大火是造成大气中过量甲烷、CO2和CO的主要原因,这超过了先前预测的在此期间燃烧燃料和其他原因所产生的这些气体的量。结合使用卫星数据和计算机建立的气候模式,他们发现过量排放的温室气体中有60%来自于东南亚,30%来自中、南美洲,10%来自于欧洲、亚洲和北美洲的森林繁茂地区。排放量的增加与印度尼西亚、中美洲、亚马逊的部分地区、北部和南部非洲以及北美洲、欧洲和亚洲的干旱引起的森林大火有关。这次干旱是由厄尔尼诺的南部震荡、太平洋洋流的周期性逆转引起的,致使全球气候陷入混乱之中。

全球温度在过去300年上升超过了0.7℃,因此气候变化已经发生。20世纪温度增加了0.5℃。最严重的变暖发生在1910～1940年间和1976年至今。

最近1 000年内,20世纪90年代是最温暖的,5个最温暖的年度有4个发生在90年代。1998年是1861年有记录以来全球最温暖的一年。1995年是225年以来炎热天数最多的一年,超过20℃的天数为26d。而冷天的数量（平均温度低于0℃）则从20世纪以前的每年15～20d,减少到最近几年每年大约10d。

北半球的冰雪覆盖量自1960年以来减少了大约10%,山脉冰川在20世纪期间明显退缩,北极的冰雪厚度在过去的40年间已经丧失了近40%。

气候变化导致全球海平面在过去100年中平均上升了0.1～0.2m。20世纪,平均每年上升1～2mm,预计1999～2100年,上升0.09～0.88m,比20世纪高2～4倍。世界大部分地区降雨明显增加,北半球的中高海拔区每10年增加0.5%～1%,严重降雨事件发生率增加了2%～4%。亚洲和非洲过去几十年旱灾的频率和严重程度都一直在增加。

湿地生态系统对气候的变化较为敏感,气候变化会影响湿地水文,生物地球化学过程,植物群落及湿地生态功能等。

3气候变化与湿地生态系统

3.1湿地生态系统的功能

大气中CO2等温室气体浓度的增高是导致全球气候变暖的主要原因，2007年政府间气候变化专门委员会（IPCC）第4次气候变化评估报告指出,自1750年以来,由于人类活动的影响,全球大气CO2、甲烷和氧化亚氮等温室气体浓度显著增加。人类活动是导致气候变化的主要原因,全球大气CO2浓度的增加主要来源于化石燃料使用和土地利用变化（如湿地围垦等）,甲烷和氧化亚氮浓度的变化主要来自于农业。近250年来,地球大气中CO2浓度值从工业化前的约280×10-6增加到2005年的379×10-6,甲烷浓度值从工业化前的约715ppb,增加到2005年的1774ppb,氧化亚氮浓度从工业化前的约270ppb,增加到2005年的319ppb。湿地是陆地生态系统中最重要的碳库之一,保护湿地可以减少温室气体排放,减缓气候变化的速度和强度。湿地中植物种类丰富,植被茂密,植物通过光合作用使无机碳（大气中的CO2）转变为有机碳。湿地中含有大量未被分解的有机碳,它们在湿地中不断积累。湿地是陆地上碳素积累速度最快的自然生态系统。湿地是陆地上巨大的有机碳储库。尽管全球湿地面积仅占陆地面积的4%～6%,碳储量约为300～600Gt（1Gt10 t）,占陆地生态系统碳储存总量的12%～24%。如果这些碳全部释放到大气中,则大气CO2的浓度将增加约200×10-6,全球平均气温将因此升高0.8～2.5℃。我国科学家对上海崇明东滩湿地的研究表明,东滩湿地芦苇群落的年固碳能力可达（1.63±0.39）kg・m-2,是全国陆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、湿地生态系统对洪涝、干旱等极端气候事件具有调节功能,能够减缓气候变化带来的不利影响。鄱阳湖湿地是长江中游最大的天然水量调节器,起着调蓄洪峰、减轻洪水灾害的作用。据研究,上游河流注入鄱阳湖的最大流量的多年平均值为30 400m /s,而湖口相应出流的最大流量多年平均为15 700m /s,洪水流量平均被削减14 700m /s,削减百分比为48.3%。如果没有鄱阳湖的调蓄,长江中下游的洪水灾害将更为频繁和严重。4、人类对湿地的破坏会增加温室气体排放,减弱湿地的调节功能并对人类未来产生不利影响・湿地的围垦使湿地的储碳能力大大降低,甚至成为碳源。科学家对我国三江平原等湿地的研究表明,在积水条件下,湿地是CO2的汇。当湿地被疏干围垦后,土壤中有机物分解速率大于积累速率,湿地变为CO2的源。湿地植物从大气中获取大量CO2。有机质的不完全分解导致湿地中碳物质的积累。气候变暖或降水减少都可加速湿地有机质的分解速率,可能促使它们成为大气的碳源。在1950年至2000年间,我国天然红树林湿地面积减少约73%,珊瑚礁湿地约80%被破坏。滨海湿地的围垦和改造利用,不仅使湿地生物失去了栖息地,而且导致海岸侵蚀、海水入侵等自然灾害的增加。

3.2气候变化对湿地生态系统的结构和功能的影响

湿地破坏及甲烷等温室气体的产生使得温室效应更加严重,全球气温也随之升高,而温度升高致使的水的蒸腾及生物活动的改变,进一步让大气结构发生改变,CO2在水中的溶解度达到饱和时也将排入大气。紧接着,湿地面积因蒸腾作用缩小,碳汇作用减弱的同时将“保存”数十年甚至数百年的碳排入空气,加剧了温室效应的发生,海平面上升将进一步影响整个地球生态系统的平衡。

4湿地保护存在的问题

近年来,我国政府和社会各界对湿地保护给予了越来越多的关注。部分地区探索出了现阶段湿地保护的成功模式。例如上海崇明东滩湿地的恢复性建设和杭州西溪国家湿地公园保护与利用的“双赢”之路。

（1）不合理和过度用水使我国湿地供水能力受到严重影响。西北、华北局部地区已经显现湿地水质碱化、湖泊萎缩等现象,西部的玛纳斯湖、罗布泊、居延海等湿地因此遭到破坏甚至消失。

（2）湿地污染问题。湿地周边农田大量使用化肥、农药、除草剂等化学产品,导致湿地水质恶化。我国湖泊、河流湿地水环境问题整体上令人担忧,不仅影响周边社区老百姓的生活与健康,也对湿地生物物种的生存造成重大威胁。

（3）湿地面积锐减。湿地围垦工程、工业用地等不合理建设项目占用了天然湿地,直接造成了我国的天然湿地面积锐减、功能下降。我国天然湿地在过去50年间减少了近50%。典型的有长江中下游平原、三江平原、沿海滩涂湿地的湿地围垦。

（4）生物多样性下降问题。对湿地生物资源的掠夺性开发、湿地面积的缩小,都使得湿地生物多样性面临严重威胁。

我国尽管在总面积上看是世界湿地大国,但湿地占国土面积的比例仅3.77%,不到全球平均水平8%～9%的一半。作为经济体量最大、经济增长最快的发展中国家,如何充分发挥湿地的多种用途和生态服务功能,为国家的社会经济发展做出应有的贡献,相关工作任重道远。加强生态网络建设,恢复流域湿地生态系统整体的结构和功能,加强湿地与气候变化关系的研究。采取行动,恢复湿地生态系统的结构与功能,提高湿地生态系统的回弹力与抵抗力,提高湿地自然保护区应对全球气候变化的能力。气候变化导致湿地破碎加剧,间接引发自然灾害，包括我国洪涝、干旱、沙尘暴、荒漠化等自然灾害频繁发生,这与许多湿地消失和退化密切相关。

5保护湿地与生物多样性,积极应对全球气候变化

湿地是地球上生物多样性最丰富、生产力最高的自然生态系统之一,被誉为“物种基因库”。据估计,全球40%以上的物种生活在淡水湿地中。在我国3 620万hm 自然湿地中,生存着高等植物2 276种、兽类31种、鸟类271种、爬行类122种、两栖类300种、鱼类1 000多种。这些物种和种质基因资源对维护地球生物多样性具有重要意义。

保护湿地,维护生物多样性,应对气候变化,是林业肩负的重大历史使命。湿地生态系统是“地球之肾”,生物多样性是地球的“免疫系统”,它们对保持陆地生态系统的整体功能起着中枢和杠杆作用,无论损害和破坏哪一个系统,都会影响地球的生态平衡,影响地球的健康长寿,危及人类生存的根基。

（1）全国湿地保护网络体系初步形成。目前,全国共建立湿地类型自然保护区550多处、国家湿地公园100处、国际重要湿地37处,全国约50%的天然湿地和一大批濒危重点保护物种得到了较为有效的保护。湿地保护管理体系逐步健全。我国先后于2005年、2007年分别批准成立了中华人民共和国国际湿地公约履约办公室（国家林业局湿地保护管理中心）、国家履行湿地公约委员会,14个省区市成立了专门的湿地保护管理机构。中国湿地博物馆于2009年建成并对社会开放。政策措施不断完善。2000年,国务院17个部门联合颁布了《中国湿地保护行动计划》。2004年,国务院办公厅发出《关于加强湿地保护管理的通知》,要求各级政府将湿地保护作为改善生态的重要任务来抓。2005年,国务院批准了《全国湿地保护工程实施规划》,计划总投资90亿元,实施项目400多个。2006年工程启动以来,中央累计投资11亿元,实施湿地保护项目100多个。

（2）国际履约与国际合作取得重要成果。2005年以来我国连续当选为湿地公约常委会成员国。2008年召开的第10届缔约方大会对中国的湿地保护给予了高度评价,认为中国已成为发展中国家开展自然生态保护的典范。由于在湿地保护方面做出的突出贡献,我国先后获得世界自然基金会颁发的“献给地球的礼物”、湿地国际颁发的“全球湿地保护与合理利用杰出成就奖”等湿地保护国际奖项。

6结语

虽然我们在湿地保护方面取得了积极进展,但湿地生态系统仍然面临着很多威胁。湿地是一种多功能的生态系统,湿地面积减少、功能退化的趋势仍然没有得到根本遏制;水土流失未得到有效治理,很多河流、湖泊、沼泽水体污染和水质恶化依然严重;生物多样性锐减,一些濒危野生动植物种受到严重威胁甚至面临灭绝的危险;全球气候变暖,2011年上半年长江中下游6省出现了50年罕见的旱情,湖泊干枯、河流断流、农田干裂,也给湿地和生物多样性保护带来巨大威胁和挑战。

没有湿地的健康,就没有人类的安全;失去生物多样性,就失去了人类经济社会发展的重要基础。希望全社会共同努力,为保护湿地和生物多样性、应对全球气候变化,为发展现代林业、建设生态文明、推动科学发展,做出新的更大贡献。

参考文献：

［1］ 刘红玉,吕宪国,张世奎.湿地景观变化过程与累积环境效应研究进展［J］.地理科学进展,2003,22（1）：60～70.

［2］ 宋长春.湿地生态系统对气候变化的响应［J］.湿地科学,2003,1（2）：122～127.

［3］ 姜鲁光.气候变化与湿地生态系统［J］.地理科学，2006（5）：17～18.

［4］ 邓侃.中国湿地保护［R］.北京：国家林业局湿地保护管理中心，2006.

Analysis of the Relationship between Climate Change and Wetland Ecosystem

Xie Chuanning

（Jiangsu key Laboratory of Agricultural Metcorology,NUTST,Nanjing 210044,China）