减少碳排放的途径范文

时间:2023-12-22 17:50:16

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减少碳排放的途径

篇1

太湖流域农业结构现状

农业产业结构

总体现状农业是苏锡常三市的传统产业,近年来呈现出逐步衰落的态势,在地区经济中比重较小。调查显示,农业产生的生产总值仅为区域GDP的1%~3%左右。2010年,太湖流域(特指苏锡常)第一产业增加值为240.68亿元,第二产业为7999.12亿元,第三产业为5083.22亿元,三次产业结构为1.81∶60.04∶38.15。苏州市第一产业增加值为108.86亿元,第二产业为4155.54亿元,第三产业为2436.89亿元,三次产业结构为1.60∶62.00∶36.40,其中第一产业增加值占太湖流域第一产业增加值的45.23%。无锡市第一产业增加值为63.50亿元,第二产业为2546.07亿元,第三产业为1809.93亿元,三次产业结构为1.40∶57.60∶41.00,第一产业增加值占流域第一产业增加值的26.38%。常州市第一产业增加值为68.32亿元,第二产业为1297.51亿元,第三产业为836.4亿元,三次产业结构为3.10∶58.92∶37.98,第一产业增加值分别占流域第一产业增加值的28.39%(图1)。从农业产业结构来看,太湖流域苏锡常三市的种植业和渔业是支柱产业类型,其次为畜牧业、林业(表1)。具体三市均以传统种植、生态农业、水产养殖、畜禽养殖等为主,其中常州利用溧阳和金坛等丘陵地带在经济果林、花卉苗木等领域有了一定的发展,成为当地农业产业发展的重要方向。

农业产业内部结构现状

(1)种植业。太湖流域农作物主要有粮食作物、油料、棉花、麻类、糖料、药材和蔬菜瓜果。根据资料统计,太湖流域共有农作物种植面积68.207万hm2,其中苏州27.242万hm2、无锡17.613万hm2、常州23.352万hm2,分别占流域种植总面积的39.94%、25.82%和34.24%。在农作物品种上,太湖流域共有粮食作物44.416万hm2,占种植总面积的65.12%,在三市的空间分布比重为36.57∶27.32∶36.11;油料作物4.976万hm2,占7.30%,三市空间分布比重为35.57∶16.40∶48.03;蔬菜瓜类14.813万hm2,占21.72%,三市空间分布比重为52.07∶27.37∶20.56;其余棉、麻、糖、药等作物种植面积占5.86%,主要分布在苏州和常州(表2)。

(2)林果业。太湖流域林果业主要有蚕桑、茶叶和梨、橘、桃、苹果、葡萄等多种水果。从产业产值上来看,太湖流域林果业虽然不是整个流域农业产业的主要支撑,但凭借流域优越的自然水土条件,林果业成就了太湖流域一批特色产品,如无锡水蜜桃、苏州丝绸、茶叶等。根据资料统计,太湖流域共造林14245hm2、四旁植树2395万株、育苗15795hm2,年末拥有各类桑园、茶园、果园面积分别为7104hm2、15326hm2、30270hm2;全年共收获蚕茧3530t、茶叶11012t、水果299915t。在空间分布上,桑园主要分布在苏州和常州,分别占流域桑园总面积的54.24%和40.92%;茶园主要分布在无锡和常州,分别占流域茶园总面积的37.34%和48.26%;果园分布较为均衡,三市均在30%左右(表3)。

(3)畜禽养殖业。畜禽养殖是太湖流域农业产业中相对重要的产业,“十一五”期间,太湖流域畜禽养殖业发展较快,产业产值年均增长率为9.29%。根据资料统计,太湖流域畜禽养殖年产值为87.25亿元,占流域农林牧渔总产值的35%。全流域全年共出栏牛6100头、猪约290万头、羊约23万只、家禽约8698万只、兔约30万只,至年末尚存栏牛5.22万头、猪178.86万头、羊12.52万只、家禽2151.45万只、兔子6万只(表4)。

(4)水产养殖业。凭借太湖流域丰富的水资源,水产养殖是太湖流域农业的第二大支撑产业。根据资料统计,太湖流域共拥有淡水养殖面积14.393万hm2,年收获各类淡水产品53万t,会同少数海水产品共实现产值115亿元,占当年农林牧渔总产值的25.65%。在养殖品种上,整个流域淡水产品较为丰富,有青、草、鲢、鳊、鳜等多种淡水鱼和河蟹、青虾等甲壳类水产品,此外,“太湖三白”、“太湖珍珠”等水产品已成为整个流域的特色水产品。

气候变化对江苏农业产生的影响

根据江苏省气候变化中心1961—2007年全省气象观测资料综合分析,气候变化已成为客观事实。全省年平均气温每10年上升0.16~0.45℃。由北向南增加的幅度加大,苏北每10年上升0.16~0.39℃,苏中每10年上升0.19~0.45℃,苏南每10年上升0.21~0.43℃。按照二氧化碳当量计算,江苏省年温室气体排放总量约为82445.71万t,农业生产过程排放的温室气体约为43.9万t甲烷,折算为922.4万t二氧化碳当量;固体废弃物和废水处理排放温室气体总量为43.9万t甲烷,折算为921.5万t二氧化碳当量。其中,全省稻田甲烷排放量为36.2万t,动物肠道发酵甲烷排放量为6.2万t,动物粪便管理系统甲烷排放量为1.5万t。气候变化增加了农业生产的不稳定性,由于受温、光、水、气及其变化的影响,农作物的产量和品质呈不稳定变化趋势,冬季变暖将导致病虫害大暴发,极端天气气候事件还可能会给农业基础设施造成重大破坏。同时,会对生态系统造成影响,如春季气候变暖会导致湖泊蓝藻大规模暴发,影响生态系统平衡,进而影响农业生产。资料显示,太湖流域平均气温每升高1℃,农作物生育期缩短10~15d,导致产量降低。以水稻为例,双季稻区早稻平均减产约为16%~17%左右,晚稻减产平均14%~15%[4]。

太湖流域发展低碳农业对策分析

低碳农业是在农业生产、经营中排放最少的温室气体,同时获得最大收益的农业发展方式,以减缓温室气体排放为目标、以减少排放、增加碳汇和适应气候变化技术为手段,通过加强基础设施建设、产业结构调整、提高土壤有机质含量、做好病虫害防治、发展农村可再生能源等农业生产和农民生活方式转变,实现低耗能、低污染、低排放、高碳汇、高效率的农业。从理论而言,低碳农业是一种资源节约型、效益综合型和生态安全型农业,与其他农业发展实施相比,除具有生产功能、生活功能之外,还具有生态涵养功能、气候调节功能、农业碳汇功能。因此,在太湖流域经济发达地区应当大力发展低碳农业。低碳农业的实现途径分析农业既是温室气体的主要排放源,也是温室气体的吸收主体。农业如何实现由高碳向低碳的发展方式转变,如何在生产管理过程中最大限度地趋利避害,减少对资源的过度依赖,减少对气候的负面影响,减少对生态环境的面源污染,对农业的持续健康发展和应对气候变化具有重要意义[3-6]。根据调研结果以及碳的源汇理论分析[1-3],江苏太湖流域低碳农业的实现途径从宏观上可以分为减少碳排放和增加碳储备两大类途径,其中减少碳排放途径又可以分为直接减少碳排放和间接减少碳排放的2种途径,增加碳储备途径又可以分为直接增加碳储备和间接增加碳储备的2种途径;从微观上可以分为生态健康养殖途径、农用化学品替代途径、立体复合种养途径、农村清洁能源途径、废弃物循环利用途径、新型农作物育种途径、农田间歇灌溉与清洁栽培途径、节水节能途径、平衡施肥途径、提高反刍动物饲料利用率途径、污水生态净化循环利用途径、病虫害综合防治途径、植树造林生态屏障途径、草地保护性管理途径、加工与营销环节清洁生产途径、农业低碳消费途径等16种具体的实现途径。不同低碳农业模式对温室气体二氧化碳当量减排效果作为东部沿海发达地区省份,江苏省在低碳农业发展方式上进行了大胆尝试,在本省原有的循环农业、生态农业和现代农业发展模式的基础上,探索实践和发展创新了一批具有江苏特色的低碳养殖和低碳种植的低碳农业新模式,在促进农业转型升级、积极应对气候变化、减少温室气体排放上取得了一定程度的实践成效。这些低碳农业模式主要包括:生态健康养殖模式、农业面源污染物生态拦截模式、乡村生活污水生态净化模式、农业有机废弃物资源化利用模式、种养复合生态循环模式、三品生产基地模式、环湖生态农业圈模式、农用化学品替代模式等(表5)。

太湖流域低碳农业发展的政策建议

(1)强化低碳农业发展的科技创新。科技创新是低碳农业发展的源源不竭动力,也是江苏省低碳农业得以不断发展创新的原动力。一是要鼓励低碳农业关键技术的研究与创新;二是要加强低碳农业的技术集成和模式创新;三是要加大低碳农业示范点的建设与规范;四是要开展农业应对气候变化的国际合作;五是要加强低碳农业发展的金融支持研究;六是要加强低碳农业发展的政策支持研究。

(2)完善低碳农业发展的政策机制。加快研究和建立适合江苏省低碳农业发展的政策保障机制,从制度上规范和引导江苏省低碳农业的发展。一是要加快制定与低碳农业发展要求相适应的地方政策法规,建立健全相应的政策体系;二是要建立促进低碳农业发展的市场碳汇机制;三是要制定低碳农业发展的扶持政策,设立低碳农业建设财政专项扶持资金和财政贴息资金。

(3)加强低碳农业的金融支持。发展低碳农业需要本省各级政府通过多种渠道提供资金支持,同时还要建立适宜本省低碳农业发展的资金投入长效机制。一是要加大低碳农业建设项目的投入力度,支持高碳农业的低碳农业基础设施改造、基本建设项目和种植养殖方式与耕作制度调整;二是要建立低碳农业的生态补偿机制,支持因高碳农业向低碳农业发展形成的部分产量损失和经济投入;三是要通过投资、税收和价格等优惠政策引导社会、企业、农民积极投资低碳农业,发挥市场在资源配置上的作用。

(4)加强低碳农业的宣传培训。通过舆论宣传、技术引导、典型引路和示范推广,逐步推进本省低碳农业健康、快速发展。一是要利用现代宣传舆论工具,广泛开展低碳农业知识宣传,大力宣传建设发展低碳农业的重要意义;二是要通过多种途径,广泛开展低碳农业科技培训;三是要鼓励企业和农民尝试低碳农业措施,培育低碳农业建设示范企业、示范产业和示范村镇;四是要增强公众参与发展低碳农业的积极性和创造性,提高广大干部群众的认识。

篇2

一、低碳经济内涵的文献综述

虽然低碳经济的术语早在20世纪90年代后期的有关文献中就出现了,但其首次出现在官方文件是2003年2月24日由英国时任首相布莱尔发表的《我们能源的未来:创建低碳经济》的白皮书中(付加锋等,2010)。低碳经济是指通过多种途径减少碳排放,发展以低能耗、低排放、低污染为特征的经济模式,其目标是将大气温度保持在合理水平,减少子孙后代的经济社会发展成本。进一步细化,该内涵包括以下内容:

1.低碳经济中的“碳”有广义与狭义之分。广义的“碳”是指《京都议定书》所限定的六种温室气体。《京都议定书》根据温室气体对全球变暖的贡献、来源、稳定性、易监测程度,并考虑到其他国际公约的约束等情况,从而将强制减排的温室气体种类限定为:二氧化碳(CO2),甲烷(CH4),氧化亚氮(N2O),氢氟碳化物(HFCs),全氟化碳(PFCs),六氟化硫(SF6)。在这六种气体中,二氧化碳、甲烷、氧化亚氮是自然界中本来就存在的成份,但氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫则是人类活动的产物。狭义的“碳”仅指二氧化碳。在导致气候变暖的各种温室气体中,由于二氧化碳是最大“贡献者”,其贡献度高达60%(任仁,2005),因而美国能源信息管理局(EIA)、世界资源研究所(WRI)、美国橡树岭国家实验室CO2信息分析中心(CDIAC)、国际能源署(IEA)等绝大多数权威研究机构在测算温室气体排放时的测算对象都是二氧化碳的排放量。二氧化碳主要来自化石能源(煤、石油、天然气等)燃烧以及土地利用与土地覆盖变化(特别是森林被破坏)过程中有机碳的氧化引起,这一过程中,海洋和陆地生物圈并不能完全吸收由此引起的过多排放到大气中的二氧化碳,由此导致大气中的二氧化碳浓度不断增加。当前研究低碳经济时重点关注的是化石能源燃烧所产生的二氧化碳。

2“.减少碳排放”的两种途径。《京都议定书》提出了“技术减排”和“市场减排”两种减少碳排放的途径。“技术减排”就是通过清洁能源、可再生能源、新能源、碳埋存及生物碳汇等技术的创新,削减温室气体排放,该途径是长期降低碳排放的根本方法。“市场减排”则是依据“清洁发展机制”(CDM)原则,允许掌握技术优势的国家,通过对发展中国家提供技术支援,帮助降低有害物质排放,换取“二氧化碳排放权”,该途径是短期降低碳排放的变通做法。

3.低碳经济中的“低能耗”有两个要求。第一个是基本要求,即在能源消费量一定的情况下,在能源消费结构中降低化石能源所占比重。第二个是理想要求,即在达到基本要求的基础上,进一步降低能源消费总量。

4.低碳经济中的“低排放”是指降低人类活动增加导致的碳排放。地球上的碳排放源包括自然排放和人类活动增加导致的碳排放两种形式,后者被认为是使温室气体浓度逐渐上升的主要因素,因而降低碳排放主要指降低人类活动增加导致碳排放增加的部分。在正常情况下,自然界的碳排放和碳循环是平衡的。工业革命之前,大气中的二氧化碳浓度平均值约为280ppmv(1ppmv=10-6,即百万分之一体积单位),这种碳平衡形成的自然界温室效应不仅无害,而且是有益的,即在地球自身的温室效应作用下,地球具备了温度调节的功能,基本上保持在适宜人类发展的平均15℃的水平。政府间气候变化专门委员会(IPCC)在其第四次评估报告中指出:人为导致的温室气体浓度增加很可能(90%以上的可信度)是气候变暖的主要原因;另据美国国家海洋和大气管理局测算,到2008年大气中二氧化碳的浓度已达387ppmv,比工业革命之前增长了约40%,这促使全球温度不断上升。最近100年,据IPCC测算,全球气温升高了(0.74±0.18)℃,打破了生物圈中碳循环平衡和热平衡。

5.低碳经济的两个发展目标。从自然科学的视角看“,低”的目标是低排放、低升温或不升温。按照全球的尺度,1992年《联合国气候变化框架公约》规定“,低”是指应保证“将大气中温室气体浓度稳定在一个水平上,使气候系统免受危险的人为干涉”。1997年《京都议定书》又进一步明确要求,39个工业化国家在2008—2012年之间,应将温室气体排放量在1990年的基础上减少5.2%,达到2007年IPCC和2008年斯特恩报告认为的把气候变暖控制在2℃以内的目标。在这一基本共识下,有些国家根据本国的实际情况提出了自己的目标。如英国的目标是到2010年二氧化碳排放量在1990年水平上减少20%,到2050年共减少60%,届时建立低碳经济社会。从经济社会的视角看,“低”的目标是低成本。《斯特恩报告》认为,按照当前的发展模式,气候变化将造成全球经济下挫5%~10%,而贫穷国家则会超过10%。如果把环境和健康等一些额外的因素综合考虑进来,气候变化总成本的增加量相当于每人的福利削减20%,碳的社会成本将是85美元/吨二氧化碳当量。如果我们立即采取行动,到2050年,减排的经济成本大概是世界生产总值的1%左右,碳的社会成本约为25~30美元/吨二氧化碳当量,仅是当前发展模式的1/3。

二、低碳经济的四象限评价法

评价低碳经济发展水平对引导低碳经济的健康发展有很大价值(娄伟、李萌,2011),蒋金荷、吴滨(2010),鲁静(2010)对目前评价低碳经济的方法进行了评述。现有的方法主要有层次分析法(AHP)、物质流分析法(MFA)、指标值综合合成法、投入—产出(I—O)模型、宏观经济模型、可计算一般均衡(CGE)模型、动态能源优化模型、综合能源系统仿真模型、部门预测模型等,这些方法从各自研究的需要对低碳经济进行了评价。本文从经济要素的角度设计了评价低碳经济的四象限法。哥本哈根会议后,发达国家将要执行的“碳关税”、“碳标签”将全球市场带入了“低碳”竞争时代,“碳排放”如同资源、劳动力等一样被计入了企业成本,从而成为影响企业利润增或减的经济要素,因而设计评价低碳经济发展水平的方法,我们可以采用评价经济要素的基本思路:在一定的约束条件下,测算经济要素数量的多少和分析经济要素效益的高低。具体到本文,就是测算碳排放物理水平的变化和评价碳排放经济效益的高低,前者主要是为长期“如何应对变化”提供依据,后者主要是为短期“如何促进经济复苏”提供依据。四象限法是本文提出的综合评价解决低碳经济长、短期问题结合效果的一种方法。

(一)评价碳排放物理水平的方法

当前世界经济正在从高碳经济向低碳经济转型,转型过程中不同国家(地区)的不同产业碳排放的基础和特点不同,这就要求我们在遵循“环境库兹涅茨曲线(EnvironmentalKuznetscurve,EKC)”变化规律的基础上设计合理的评价方法。EKC曲线是指自20世纪60年代以来,一些学者基于质量守恒原理研究经济增长与环境变化之间关系后得出的一种倒U曲线。该曲线表明,当一个国家经济发展水平较低的时候,二氧化碳排放较少,但是随着收入的增加,二氧化碳由低趋高,环境恶化程度随经济的增长而加剧;当经济发展到达某个临界点或“拐点”后,随着收入的进一步增加,环境污染又由高趋低,其环境污染的程度逐渐减缓,环境质量逐渐得到改善。根据碳排放量变化的这一规律,我们在评价产业碳排放物理水平变化时,按照“共同但有区别”的原则评价。“共同”是指各产业都应降低碳排放量“,有区别”是指不同产业由于在不同发展阶段不同耗能导致的碳排放量不同,这种不同应区别对待,区别对待的方法就是从产业自身碳排放量动态变化的角度进行评价。为此,我们设基期本行业碳排放量为Pi0,报告期碳排放量为Pit,如果Pit/Pi0<1,我们称之为物理低碳化行业;如果Pit/Pi0≥1,我们称之为物理高碳化行业。

(二)评价碳排放经济效益的方法

低碳经济作为一种经济发展模式,其经济效益对实现该模式的可持续发展具有决定性意义,对此,《联合国气候变化框架公约》(1994)倡议:应对气候变化的政策措施应当讲求成本效益,确保以尽可能最低的费用获得全球效益。在评价碳排放经济效益时,我们设某一行业碳排放占全部产业碳排放的比重为Si,用Si来反映该行业碳排放相对量的大小。设该行业增加值占全部产业增加值的比重为Ri,用Ri反映该行业增加值相对量的大小。设Ei=Ri/Si,如果Ei≤1,表明该行业碳排放相对较多而增加值相对较少;如果Ei>1,表明该行业碳排放相对较少而增加值相对较大。设基期经济效益为Ei0,报告期经济效益为Eit,如果Eit/Ei0>1,我们称之为经济低碳化行业;如果Eit/Ei0≤1,我们称之为经济高碳化行业。

(三)四象限评价法

我们以横轴表示各行业物理碳排放水平,以纵轴表示各行业碳排放经济效益水平,以大于或小于1将座标图划分为四个象限(表1)。第Ⅰ象限的行业由于其既具有经济优势又具有物理优势,因而属于有综合优势的行业;第Ⅱ象限的行业由于其碳排放经济效益在提高而碳排放物理水平也在提高,因而属于有经济优势的行业;第Ⅲ象限的行业由于其碳排放物理水平在增加而碳排放的经济效益在降低,因而属于综合落后的行业;第Ⅳ象限的行业由于其碳排放的物理水平在减少而碳排放经济效益也在降低,因而属于发展低碳经济中有物理优势的行业。

三、应用

笔者采用低碳经济四象限评价法,对河北省两次经济普查时的30个制造业低碳经济发展水平进行了综合分析,结果如下:

(一)碳排放物理水平的评价结果

第二次经济普查与第一次经济普查相比,河北省制造业排放的二氧化碳从第一次普查时的2.84亿吨增加到第二次普查时的3.03亿吨。期间物理高碳化行业有19个,这19个行业在第二次普查时碳排放量为2.47亿吨,第一次普查时为2.22亿吨,增加了11%。物理低碳化行业有11个,这11个行业第一次普查时碳排放量为0.61亿吨,第二次普查为0.56亿吨,降低了8%。

(二)碳排放经济效益的评价结果

第二次经济普查与第一次经济普查相比,经济低碳化的行业有13个,第一次普查时这13个行业的增加值占全部制造业的25.47%,第二次普查时增加到26.97%;同期,这13个行业的碳排放量由30.27%下降到27.33%。经济高碳化的行业有17个,第一次普查时这17个行业的增加值占全部制造业的74.53%,第二次普查时下降到73.03%;同期,这17个行业的碳排放量由69.73%增加到72.67%。

篇3

欧洲航空运输业

将在2012年加入“排碳配额交易市场”

2008年12月在布鲁塞尔召开的欧洲环境峰会上,欧洲各国代表共同做出一项决议――将强制要求运输行业减少20%的能源消耗,减少20%的温室气体排放,同时增加20%的可再生能源利用率。

航空运输行业是过去几年CO2排放量增长最快的行业,到2012年,航空运输业也将加入“排碳配额交易市场”。越来越多的责任投资者们意识到,那些不能自觉参与抵抗全球变暖的企业将面临更多的经济和法律风险。在近两年的时间里,参与碳补偿的企业不断增加,这说明企业对于节能减排的意识在不断增强。一些企业已经开始寻求一种进入“排碳配额交易市场”的最优方案,这样的消息也使责任投资者们感到放心,并对投资前景保持乐观态度。

然而,在被Ernst&Young(安永会计师事务所)审查的20个公司中,只有6家公司能保证他们所提供给客户的碳补偿方案符合标准,这使他们有资格获得在《京都议定书》中规定的二氧化碳交易量。

消费者或将承担碳补偿费用

碳补偿,是现代人为减缓全球变暖所作的努力之一。利用这种方式,人们计算自己日常活动直接或间接制造的二氧化碳排放量,并计算抵消这些二氧化碳所需的经济成本,然后付款给专门企业或机构,由他们通过植树或其他环保项目抵消大气中相应的二氧化碳量。

很多专家和生态组织都认为,碳补偿的重担不应当仅仅让航空运输公司来承担,而应当让所有民众共同承担。一些学者和组织建议将碳补偿的费用以“打包”的形式结合到提供的航空运输服务当中去。为此,法国环境和能源控制署颁布了《碳补偿》,以此来规范这些“打包服务”。

“要想使‘碳补偿’成为行之有效的减排手段,首先就应当将其设定为‘强制执行’,而非‘选择执行’。”安永会计师事务所可持续发展部顾问Christophe Schmeitzky说。尽管各企业对于那些自觉支付碳补偿费用的“绿色消费者”的人数均守口如瓶,但仍有为数不多的公开调查显示:自觉自愿地为碳排放买单的消费者仅占了极少的比例。尽管有的企业已经采取“打包”形式将碳补偿费用放入产品成本中去,例如英国皇家邮政集团将碳补偿费用放到了“无地址邮件投递业务”(挨家挨户的投递服务,例如传单、广告投递)中、巴黎Verture出租车公司的车费中包含了碳补偿费用、奔驰Smart系列的车价包含了该车前5万公里的碳补偿费用,但这样的企业仅仅是凤毛麟角而已。

航空乘客碳补偿者为数不多

德国的汉莎航空公司是较早关注碳排放的企业。2007年,汉莎航空公司开始向它的乘客提供为自己的行程所消耗的CO2量进行补偿的途径。汉莎的乘客在购买机票的同时可以向“Myclinate”基金会进行捐款,这是瑞士的一个非盈利环保组织,所有捐款将被用于直接减少温室气体排放的气候环境保护项目。乘客在汉莎航空的网站首页可以看到“Myclimate”基金会的网站链接――,乘客可以在充分了解这一项目后决定是否捐款。

“乘客们都十分赞赏这一举措,但是现在进行捐款的人为数不多。毕竟,碳补偿消费还没有在全球全面推行,但是我们认为这会成为一种趋势。”汉莎航空公司服务营销副总裁Karsten Benz在接受法国《Le monde》(世界报)的专访时说。

目前,“Myclimate”基金会已经向汉莎航空提供了一种可以根据乘客行程和行李重量计算出碳补偿费用的计算器,并且为碳补偿相关问题提供咨询服务。“但是目前,是否要对旅程支付碳补偿费用还是乘客的个人选择。” Karsten Benz说。

事实上,在德国汉莎向乘客提供碳补偿服务后,欧洲一些其他的航空公司也有类似的举措。通过与环保组织合作,向乘客提供捐款途径,似乎是最简单易行的一种碳补偿方式。但是要想在碳补偿领域“脱颖而出”,必须还要采取其他举措。“我们不会停止探索的脚步,会采取更多的措施来削减二氧化碳排放量”,Karsten Benz表示,“汉莎航空正在通过购买、使用能耗更低的飞机来实现节能减排,例如空客A380和波音747-8。与过去五年相比,汉莎的每位乘客每公里的燃油消耗量已经减少了30%。另外,我们还大幅降低了飞机的载重量,并且经常对发动机进行清洁,选取更加优化的航行路线等等,这些都可以减少燃料能耗。”

“欧洲共属天空”有助减少碳排放

对于航空运输业2012年将进入“排碳配额交易市场”的决议,Karsten Benz也有自己的看法。他认为,“排碳配额交易市场”的应用范围决定了这个市场的成效。到目前为止,欧洲以外的航空公司是否会征收碳排放税还是个未知数。而那时,包括汉莎在内的欧洲航空公司则会向乘客征收这一额外的税款。那个时候,美国和亚洲之间往来的乘客很有可能会选择飞经海湾地区转机,因为那里的航空公司不会向乘客征收碳排放税。若这样的话,营业额大幅下滑的担心将成为现实,航空公司也将无力承担购买节能飞机的费用了。所以,仅通过一个地区来解决全球性的问题是不现实的。

Karsten Benz认为,对于欧洲航空运输业而言,减少排放的最行之有效的方法是建立“欧洲共属天空(即欧洲天空资源统一管制)”。目前,欧洲的天空被27个空中管制局和60多个控制中心分割控制。这样的分割导致各部门的协调成本颇高且效率低下,航空公司的航线设计无法得到最优化的统筹。根据航空委员会的统计,这一过时的制度导致航空公司每次飞行平均至少绕道49公里。因此,航空公司和乘客每年要额外负担4亿欧元的费用,并额外创造出1600万吨的二氧化碳排放量。

(文章来源/Eurosif(欧洲社会责任投资论坛)本文由Eurosif独家授权本刊发表)

新闻链接

“碳排放交易”,是用经济手段推动环保的国际通行办法,是清洁发展机制(Clean Development Mechanism,简称CDM)的核心内容。1997年开始接受签署的《京都议定书》(《联合国气候变化框架公约》下的重要议定书)是碳排放全球交易的政策驱动力。

根据《京都议定书》的约定,“发达国家”有已经核准的2008-2012年间温室气体排放量上限;同时,至2012年,温室气体平均排放量必须比1990年的水平低5.2%。受《京都议定书》的政策牵引,英国早在2002年即启动自愿排放贸易计划(UKETS),31个团体根据1998-2000年基线自愿性设定排放减量目标,包括了6种温室气体。2005年,欧盟温室气体排放交易体系(EUETS)启动,该体系覆盖欧盟25个成员国,包括近12000个燃烧过程排放二氧化碳的工业实体,遂使欧盟成为世界上最大的碳排放交易市场。

篇4

关键词: 温室气体;低碳;城市快速路;碳尺;节能减排

全球气候变暖带来冰川消失、海平面上升等一系列危机人类生存的地球环境变化,大气中温室气体浓度的升高被认为是引起全球气候变暖的因素之一,而城市化的进程无疑加速了温室气体浓度的增长。温室气体(Green House Gas),即GHG,据IPCC(2006)最新报告指出,主要包括二氧化碳(CO2),甲烷(CH4),氧化亚氮(N2O),六氟化硫(SF6),氢氟碳化物(HFCs),全氟化碳(PFCs) 和臭氧(O3)等,水汽也是一种强烈的温室气体。

随着科学家对温室效应的发现以及全球对降低温室气体排放的越发重视,由政府间气候变化专门委员会(IPCC)于2006年碳排放计算指南,重新制定了用于上述温室气体转化为二氧化碳排放量的排放系数。该转化排放系数包括直接排放系数和间接排放系数。直接排放系数适用于CO2,而间接排放系数使用于CH4和N2O,通过GWP(Global Warming Potential)转化为等效的CO2排放量,即通常表示为CO2e。例如,CH4的GWP折算值为21,N2O的GWP折算值为310。这样,温室气体的排放量可以通过排放系数转化成CO2e,而世界各国由此推行的“低碳经济”也就有了一个可以具有量化的统一指标,即二氧化碳排放当量。

城市是低碳经济发展最主要的实施平台,城市快速路在城市路网体系中占主导地位,是大流量交通的重要快速运送载体,肩负着使城市交通出行更快更有效的服务性重担。城市快速路作为城市重要基础设施之一,在低碳化城市建设中扮演着极为重要的角色,是完成城市减排目标的实施主体。目前我国大中城市快速路网的建设正进行的如火如荼,许多省会城市都在“十二五”交通规划中提出要大力发展和完善城市快速路网建设,提出建设以快速路为主体、辅以部分准快速路的快速路网体系,以缓解城市地面道路巨大的交通压力。例如,杭州市计划在“十二五”期间完成建设的快速路总长达124.8公里(含已开工未完工项目),改造提升的准快速路总长29.1公里,合计153.9公里。 深圳市也提出到“十二五”末期,将完成14条共283.3公里的城市快速路建设,所产生的二氧化碳排放当量将达到200万吨之巨,具有广阔的节能减排空间。

市政基础设施建设是碳排放行业,城市快速路的建设实施更是需要消耗大量高能源高碳密度原材料产品,在后期运营阶段直接或间接造成的温室气体排放。本文就城市快速路系统建设实施阶段中建设材料开采和制备,材料运输至施工现场并实施摊铺建设等一系列方面的温室气体排放进行分析研究,并提出控制对策。

一、城市快速路建设过程温室气体排放途径

城市快速路建设是城市温室气体排放源之一。就建设周期而言,温室气体排放的来源主要有各类建设材料生产和制备所消耗的电能和燃油,建设材料在运输过程中消耗的燃油,在建设实施过程中涉及的施工设备的燃油和电能消耗以及在道路拆除过程中消耗的燃油和电能,具体排放途径见表1。

表1城市快速路建设中温室气体(GHG)排放的主要途径

建设周期主要阶段 用途 途径描述

1 建设材料生产和制备 原材料开采和加工 开采原材料消耗能源(如柴油,电力);回收材料的再生利用产生GHG

混合料组成材料生产 各种混合料的生产过程消耗电力等能源产生GHG

2 建设材料运输 材料初级加工厂/混合料制备厂/施工现场之间的运输 运输原材料至初级加工场所;运输初级加工材料至混合料加工厂;运输各种混合料至施工现场所消耗能源产生GHG

3 建设实施 路面摊铺建设 实施路面摊铺,碾压,成型等施工过程产生GHG

路面养护/维护 路面常规养护及病害处置措施;路面预养护过程产生GHG

4 周期结束 拆除和回收利用 设施拆除和移置;路用材料的再生利用折减GHG

基于上述温室气体排放途径的分类方法,瑞典IVL环境研究所的Hakan Stripple等人建立了道路建设能耗与温室气体排放计算模型,并针对常规道路建设实施技术和施工工艺开展了一系列研究工作,总结了道路建设中典型材料和工艺的能耗与温室气体排放表,见表2。

表2快速路建设中典型材料和工艺的能耗与温室气体(GHG)排放表

材料或工艺 能耗(MJ/t) CO2e (kg/t) 数据来源

沥青混合料 4900 285 Eurobitume

乳化剂 3490 221 Eurobitume

水泥 4976 980 Athena & IVL

碎石 40 10 Colas

集料 30 2.5 Athena & IVL

钢材 25100 3540 Athena & IVL

水 10 0.3 IVL

燃油 36680 2765 IVL

热拌站 275 22 IVL

冷拌站 14 1 IVL

铣刨/回收 12 0.8 IVL

就地冷再生 15 1.13 IVL

热拌混合料摊铺 9 0.6 IVL

冷拌混合料摊铺 6 0.4 IVL

水泥混凝土摊铺 2.2 2 IVL

运输 /km 0.9 0.06 IVL

英国、美国、法国和瑞士等国也相继开发了针对道路工程全寿命周期内碳排放量的计算模型和软件,比较典型的有英国交通研究实验室(TRL)研发的asPECT计算模型,美国加州大学伯克利分校的Arpad Horvath教授联合加州路面研究中心合作开发的一款基于EXCEL的碳排放计算模型-PaLATE等,为国内外道路建设工程的低碳化实施提供了可靠的计算方法和量化依据。在工程实际应用方面,加拿大Pierre T. Dorchies等人采用表2所列的碳排放基础数据,对加拿大魁北克市一条城市快速路的建设过程中所采用的主要建设材料制备和实施技术等进行温室气体排放量的计算,具体结果见图1。

图1 主要建设材料制备和实施技术的温室气体排放

分析结果表明,在选取道路主要建设材料时,水泥混凝土制备时采用的水泥等粘结材料所产生的温室气体排放量远远超过热拌沥青混合料中所采用的沥青粘结料,因此我国大力采用和推广沥青路面,既可以提高路面行驶质量,又符合节能减排的发展趋势。

二、温室气体减排途径

城市快速路系统温室气体排放的最终目的是寻求温室气体排放的途径,建立低碳城市路建设策略。综合国外研究基础和国内道路建设现状,笔者认为低碳快速路系统构建关键是在规划理念,工艺选择和低碳实施技术的方案比选中引入“碳尺”概念,分析和探索建设期内的碳足迹,选择合理技术方案。并且,在建设材料开采、运输、拌和和实施摊铺建设中全方位采用低碳技术,削减“碳源”,增加“碳汇”,实现提高交通运输能力的同时降低能耗和碳排放量。

(一)树立低碳规划理念

城市快速路系统规划最为关键的问题是科学选择快速路类型,实际规划中应在综合考虑城市规模和整体路网布局、规划路线位置和走向、周边环境影响等因素的基础上,评估不同方案并统筹考虑社会、经济和环境效益。

(二)低碳快速路设计总体技术的应用

1.道路功能设计技术

注重采用符合生态保护、污染控制、地形维护等道路选线技术,降低道路工程对生态、环境以及资源的影响程度;应区别道路功能分级特点,合理安排机动车、非机动车与行人的通行权利,减少交通干扰,保障交通安全,提高交通效率。

快速路为城区大组团沟通和长距离交通服务,应保证机动车流连续且封闭式运营,避免沿线交通流对主线的干扰。快速路辅路为城市主、次干路网的组成部分,兼起快速路集散道路的功能。

2.路线设计技术

路线设计应符合道路交通专业规范的基本要求,且应采用以平(坡度小)、直(曲率大)、顺(适应地形)为控制要素的道路路线,尽可能降低车辆行驶能耗和尾气排放,并在土方平衡方面体现设计方案优势;路线的特殊设计除应满足特定功能指标的要求外,应充分体现低碳设计技术理念。

(1)平曲线设计应确保线形连续;

(2)纵断面设计应避免大纵坡,宜采用不超过3.0%坡度设计,特殊情况超过3.0%要求的,应进行能耗和碳排放量指标技术方案论证。

3.时空一体化分配的横断面设计技术

道路横断面设计宜采用集约布置、结构合建、机动车交通减少干扰、慢行交通保障通行、近、远期结合的时空一体化分配设计技术,充分发挥地面及其上、下部道路可通行空间的功能,在节约土地资源、降低建造和运行成本、倡导非机动化出行模式等方面体现道路工程建设的先进性。

快速路沿线根据需要设置辅路,在主城区建筑和道路网络密集时宜采用主线高架或地下的形式,地面层设置交通集散的道路。快速路主线为机动车专用,与辅路严格隔离。快速路辅路或地面道路等级为主干路或次干路,横断面设计满足主、次干路的要求。

4.以交通需求为导向的节点交叉设计技术

路网节点交叉设计应采用以满足近、远期预测交通量、符合交叉功能要求的关键设计技术,适应交通量变化的交叉型式有利于节约土地资源,适当的交叉口通行能力有利于车流快捷地通过交叉口,减少交叉口延误,减少尾气排放和降低燃油能耗。

(1)二条快速路相交应采用互通式枢纽立交形式。

(2)快速路和主干路相交应保证快速路主线连续通行,可采用一般互通式立交形式。

(三)选择功能与结构组合一体化的低碳道路建设技术

1.选择节碳工艺减少外加碳源

温拌沥青混合料技术通过降低沥青混合料拌和与摊铺温度,达到降低沥青混合料生产过程中的能耗与CO2气体及粉尘排放量的目的。由于温拌沥青混合料的拌和温度比普通热拌沥青混合料低30-50℃,因此可节约30%的能源消耗,减少20%的二氧化碳排放量。温拌沥青混合料可作为新建路面材料应用于长隧道路面施工、超薄层罩面和桥面铺装等。

2.鼓励多使用回收旧料和再生材料

废旧材料回收路用技术是指将诸如橡胶、塑料等固体废弃物通过一系列工艺加入到沥青中,经过搅拌制备成具有改性沥青特性的橡胶(塑料)沥青。橡胶(塑料)沥青可减轻“黑色污染”,作为低碳型沥青改性剂提高路用性能,减少传统高碳型SBS改性剂的使用量,并可使废旧材料循环利用,节约能源,减少二氧化碳排放。

沥青路面再生利用技术是将需要翻修或者废弃的旧沥青路面,经过翻挖、回收、破碎、筛分,再和新集料、新沥青适当配合,重新拌和成为具有良好路用性能的再生沥青混合料,用于铺筑路面面层或基层的整套工艺技术。提高沥青路面再生利用率至20%,能够节约相应数量的沥青和砂石材料,同时能有效降低处治废料的能耗,减少10%的二氧化碳排放。

3.选择高性能路面材料和长寿面路面结构,延长其使用寿命

高性能路面材料技术是指通过一系列改性工艺技术使路面材料的使用性能得到大幅度提高,如高模量沥青、高粘度沥青以及高弹性沥青等材料,可以有效提高路面在多种条件下的使用性能,减少路面病害,延长其使用寿命,从而降低路面后期的养护成本和频率,在全寿命周期内减少碳排放。长寿命路面结构又称永久型路面,通过采用全厚式沥青层或者深层高强沥青层的方法,可以基本消除传统普遍存在的结构性损坏,路面的损坏只发生在沥青路面的表层,因此只需要定期的表面铣刨、罩面修复,在使用年限内不需要进行大的结构性重建。使用长寿面路面结构,可以使道路建设在全寿命周期内节约5%的建设材料,降低能耗10%,减少10%的二氧化碳排放量。

三、结语

开展城市快速路系统建设低碳技术研究,目的是在我国加快推进城镇化建设进程,基础设施投资和建设仍处于高速发展时,在快速路网规划、设计和建设工艺技术选择方面,不仅仅关注项目的社会效益和经济效益,而应在更好层次上关注低碳技术的研发。近期应特别关注城市快速路系统碳排放指标的研究,在方案选择上注重建设材料的选择和实施建设的全过程整体性考虑;注重分析不同材料的在建设时的碳密度,在道路运营过程中的回收利用和再生率;注重分析低碳建设指标;采用碳尺进行方案比选,推动和完善我国低碳城市快速路系统的建设和发展,使城市快速路系统的建设实现低消耗、低污染、低排放的目标。

参考文献

[1]CJJ129-2009.城市快速路设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[2]BROWN S. Carbon Footprint - How does asphalt stack up. Asphalt Pavement Alliance (APA), 2011, Technical Report.

[3]STRIPPLE H. Life Cycle Assessment of Road: A Pilot Study for Inventory Analysis, 2001, Report No.B1210E[R], IVL Swedish Environmental Research Institute Ltd, Gothenburg,Sweden.

[4]SANTERO N. HORVATH A. Global Warming Potential of Pavements. Environmental, 2009, Research Letters: 4(3).

[5] TRELOAR G J. LOVE P E D. CRAWFORD R. Hybrid Life-Cycle Inventory for Road Construction and Use [J]. Journal of Construction Engineering and Management, 2004, 130(1).

[6]吕伟民,孙大权.沥青混合料设计手册[M].北京:人民交通出版社,2007.

[7]赵志宏,吕连恩,王元庆.城市快速路布局方法[J].长安大学学报:自然科学版,2006,26(4).

基金项目:上海市科学技术委员会资助课题(10PJ1431500)

篇5

关键词:生态城市;低碳生态城市;慢行系统

收稿日期:2011-07-09

作者简介:刘晓星(1986―),女,山西太原人,北京林业大学硕士研究生。

中图分类号:F512.3文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2011)08-0001-03

1 引言

长久以来,关于生态城市的概念众说纷纭,各国学者从不同的专业角度出发,所得到结论也各有倚重。我国学者也对这一概念提出了不少符合中国国情的见解,虽然表达方式不尽相同,但其核心内容是一致的,即生态城市建设需要充分考虑社会、经济、自然的相互融合,经济的发展既能满足社会的需求,又不影响整个自然的生态平衡[1]。

2 低碳生态城市的内涵

所谓低碳生态城市就是建立在人类对人与自然关系更深刻认识基础上,以降低温室气体排放为主要目的,建立高效、和谐、健康、可持续发展的人类聚居环境[2]。低碳生态城市属于生态城市的范畴,是生态城市实现过程中的初级阶段,是以“减少碳排放”为主要切入点的生态城市类型[3]。

许多定性定量的研究同样证明了碳排放量过大是实现生态城市的大敌。CO2的大量排放引起了气候的剧烈变化,研究表明,只有到2050年将大气中CO2浓度增幅控制在工业化前水平的2倍以内,才可能避免发生极端的气候变化。但是,我国的城市化速度异常惊人,而城市是高能耗、高碳排放的集中地,这就意味着减少CO2的排放要从城市入手,需要在城市规划的过程中就给予重视,从源头减少CO2的排放。因此,应寻求能够实现低污染、低排放、低能耗、高效能、高效率、高效益的城市发展模式。

从最终使用的角度看.碳排放的来源可以分为产业、居民生活和交通3个主要的组成部分[3],其中,交通工具排放的CO2约占33%。由此可见,合理进行交通规划,有效抑制交通工具排放CO2是实现低碳生态城市的有效切入点之一。

3 低碳的交通模式

避免和减少交通所造成的污染物排放,技术手段固然重要,但是技术手段无法从源头抑制污染物的产生,而且投入大、成本高,治标不治本。提倡公共交通的方法虽然略有成效,但是手段单一,如果希望得到更加显著的效果,还需要其他政策及规划手段配合使用。从规划层面上有预见性地进行道路系统规划,通过道路系统规划引导市民减少机动车的使用,提倡短距离的步行及非机动车的使用,将成为绿色健康的出行方式,是实现低碳交通的必然趋势。

3.1 慢行交通与慢行系统

慢行交通通常是指以步行或自行车等用人力为空间移动动力方式出行的交通方式,一般定义其出行速度不超过15 km/ h。慢行交通的主体为步行及自行车交通[4]。在这个机动车普及的时代,人们出行过于倚重机动车,由这样的出行方式带来的城市问题已经日益凸显:道路负荷过重而堵车、停车场紧缺、城市环境污染等。这些问题令人们开始反思,许多人对回归原始而健康的步行及自行车出行方式产生了迫切的需求。

慢行交通需要依赖独立于机动车交通的道路系统来实现,这就是在道路系统规划中希望建立的慢行系统。慢行系统由慢行空间、慢行主体和慢行行为3部分组成[4]。

3.2 慢行系统的构建

构建完整的慢行系统,引导市民采用低碳的出行方式,是实现低碳生态城市的重要途径。我国的慢行系统建设正处于初级阶段,需要更多理论支撑与实践经验参考,下面对慢行系统的构建进行几点探讨。

3.2.1 慢行系统需要具备完整的结构,形成慢行交通网络

在以往的城市规划中,在以机动车交通为优先考虑的理念的指导下,设计师们往往把重点放在机动车道路交通网络的设计上,却忽略了人性化尺度的步行交通和自行车交通,这在无形中引导市民在出行时不得不选择机动车交通,于是交通压力增大,由机动车交通带来的碳排放量增大,这样的恶性循环便无休无止。

建立完整的慢行交通网络,慢行系统首先应该满足功能需求,从居住区到商业区,从商业区到城市开放空间等,其间不能中断,要形成可达性强、布局合理的网络体系,以具备慢行核、慢行廊、慢行区的城市慢行单元彼此连接,形成覆盖整个城市的慢行系统(图1)[5],使得需要中短距离出行的市民能够无障碍地在城市中穿行,以慢行的方式到达目的地,无形中做到了零排放的出行,并不刻意并不费力,却向生态城市的目标迈出了一大步。

3.2.2 慢行系统与土地利用相结合

仅仅依附于机动车交通系统而存在的慢行系统是不完善的,不合理的。慢行系统也不能孤立存在,它依托于城市绿地、开放空间、商业区等等,要与土地利用进行合理整合,使市民在到达目的地之前可以经过城市绿地等环境优美的地方,市民在宜人的环境中出行,感受城市生态环境的改善,体会生态城市带来的福利,便会更加热情地参与到生态城市的建设中来。

3.2.3 慢行交通要与机动车交通合理衔接

慢行交通与机动车交通应该处于同一平面上,但是应该相互分离互不干扰,这样才能确保慢行者的安全与出行的方便舒适。虽然慢行系统与机动车交通系统是相对独立的两个系统,但是事物总是对立而统一的,是相互依存的。慢行交通适合于中短距离的出行,且出行速度较慢,很难满足快节奏的城市生活。因此,做好慢行系统与机动车系统的衔接工作,有助于提高慢行系统的使用率。

例如,慢行系统与重要的机动车站相连接,或与轨道交通换乘站相连接,方便市民由慢行系统进入机动车或轨道交通系统,进行长距离的出行。这样的出行模式,有助于减少短距离机动交通的使用,从而减少机动车的碳排放量,有助于低碳生态城市的实现。

3.2.4 紧凑化的城市空间及城市的多中心发展

严格控制城市物质空间结构及规模,避免城市的无序无限制扩张,有助于慢行系统的建立。加强紧凑化城市设计、城市街道空间的尺度控制及大规模发展混合功能社区,可降低出行依靠小汽车使用的可能性[6]。提倡高效复合利用土地,居民不必进行长距离出行便能满足生活所需,城市的多中心发展,避免了长距离交通的必要性,是高效复合利用土地的表现形式之一,这样的土地利用模式,可提高慢行交通的接纳程度和使用频率,围绕每一个城市中心建立慢行系统,再把各个慢行系统相连接,在整个城市范围内形成慢行网络。

慢行系统的建立和发展需要合理的城市规划进行引导,慢行行为不是为实现低碳而强迫进行的活动,而是一种通过正确引导、市民所愿意接受的便捷舒适的绿色出行方式。建立慢行系统是实现减少碳排放量的有效途径,但不是唯一途径,减少整个城市碳排放量还需要采取其他手段或措施共同配合。

3.3 其他实现低碳生态城市的途径

实现低碳的途径还有很多,例如建设生态建筑甚至生态住宅区,充分利用可再生能源,所有建筑物都朝南,以便最大限度地利用太阳能[7],建立生活污水循环系统;工业生产导致碳排放量增加,因此加快技术进步、调整产业结构在很大程度上可以抑制碳排放量的增加;控制城市人口增长,在城市规划过程中考虑城市人口承载力,研究表明:城市的规模与居民生活的碳排放量存在一定的正相关关系,随着城市规模的增大,新增人口的人均碳排放量要高于存量人口[8]。

4 结语

低碳生态城市只是实现生态城市的初级阶段,但也是最重要最难以攻克的阶段,需要政府的支持,需要规划部门的研究与探索,更需要全社会方方面面的理解与参与。在实现生态城市的探索与实践过程中,德国、英国等国家已经做出了巨大的努力并取得了令人瞩目的成绩,很多理论和经验教训是值得我们借鉴和学习的,但是由于国情不同,文化背景不同等原因,我们在学习的过程中还是需要加以辨别,提出适合中国的生态城市之路。

参考文献:

[1] 苏廷良,孙伯良.浅谈生态城市的构建[J].思施职业技术学院学报,2007(4):81~82.

[2] 刘亚平.浅谈低碳生态城市发展策略构建[J].中国科技财富,2010(6):272.

[3] 沈清基,安 超,刘昌寿.低碳生态城市的内涵、特征及规划建设的基本原理探讨[J].城市规划学刊,2010,53(5):48~57.

[4] 夏 天.城市慢行交通系统设计策略分析[J].交通信息与安全,2010,27(5):81~84.

[5] 施旭栋,孔令龙.从“车性”的城市回归“人性”的城市――基于国情的城市慢行系统建设构想[C]//中国城市规划学会.城市规划和科学发展――2009中国城市规划年会论文集.北京:中国城市规划学会,2009.

[6] 陈 飞,诸大建,许 琨.城市低碳交通发展模型、现状问题及目标策略――以上海市实证分析为例[J].城市规划学刊,2009,52(6):39~46.

[7] 陈 松.芬兰建造城市生态住宅区[J].陕西建筑,2001,19(1):22.

[8] 顾朝林,谭纵波.气候变化、碳排放与低碳城市规划研究进展[J].城市规划学刊,2009,52(3):28~45.

Analysis of Slow-vehicle system

―A Low-carbon Transportation mode to Achieve Eco-city

Liu Xiaoxing

(Beijing Forestry University,Beijing 100083,China)

篇6

关键词:碳减排;治理机制创新;利益相关者;界定与分类

中图分类号:F062.2

文献标识码:A 文章编号:16721101(2014)05001708

如何进行环境治理,减少碳排放,实现可持续发展,是我国当前亟待解决的重要问题。

从目前我国碳排放治理的实践来看,存在着企业投资动力不足,科研机构创新精神不够;政府管理部门多、杂,权利交织导致调控力下降,治理成本高;管理方式行政化,与其他利益相关者的利益冲突严重等问题。本文对碳减排利益相关者界定为对碳减排负有责任、拥有相应的权力和减排手段,对碳减排目标实现具有较大影响,与碳减排利益关系较大的组织。

这些问题表明了我国碳排放治理中政府单方治理的高成本、低效益,同时利益相关者的力量未得到有效利用。针对存在的这些问题,作者将从利益相关者共同治理角度对碳减排治理模式进行创新研究,为我国碳排放治理开辟新的途径。本文将对我国碳减排的利益相关者进行界定和分类,回答谁是利益相关者,并对其进行分类,明确其在碳减排中的角色地位。

一、文献综述

目前与碳排放利益相关者分类直接相关的研究文献尚未检索到。

碳排放方面的研究主要集中在碳排放的驱动因素及其影响程度,碳排放与经济增长、能源消费等的关系及碳排放的因素分解等方面[1-4]。学者研究认为我国碳排放增长的主要原因在于产业结构、能源结构、能源效率、人口因素、城镇化建设等方面,据此提出了调整产业结构、提高非化石能源比重、能源效率和人口素质等方面的建议[5-7]。这些丰硕的研究成果是本文进一步研究的基础。碳排放治理的文献侧重于政府单向治理,如碳减排政策的制定、取向分析和政府在碳减排中的职能等[8-11]。李欣研究认为环境治理中政府管制手段的优点是强制性高,效果明显,缺点是简单粗暴,经济效益差以及深层次的无法回避的制度缺陷[12]。学者在碳排放权市场交易机制、碳税、碳金融政策等方面也有大量研究成果[13-15]。如樊纲为代表的学者明显倾向于碳税政策[16],而国务院发展研究中心课题组则明确建议采用碳市场制度[17]。财政税收手段属于双刃剑,一方面会带来碳排放量的下降,另一方面其对能源产业、收入分配、就业、国际贸易及公平性等方面的影响难以确定[18-19]。碳排放市场交易手段在国际层面的问题是如何确定初始碳排放的国际分配及界定方面,难以达成国际共识,在国家层面其关键问题是碳排放总量控制制度及市场机制的完善问题,也难以发挥利益相关者的推动力和积极性。

碳减排政策建议从客观上来看是降低碳排放的有效途径,而政策的实施要依赖于利益相关者去执行,其实施效果取决于利益相关者群体的执行程度和积极性。同时,目前的治理模式不能发挥利益相关者的积极性和推动力量。因此,提高碳减排效果还需要研究利益相关者及其在碳减排中的角色地位、利益要求等。

利益相关者治理理论早期主要应用于公司治理的研究,近年来扩展到了生态旅游和可持续能源等领域,得到了广泛应用。本文将利益相关者理论引入碳排放治理领域,试图突破目前的碳税治理和碳排放权治理模式的研究,为我国碳排放治理研究新的途径,提供新的选择。

二、方法与数据

(一)研究方法

根据本文对我国碳减排利益相关者的界定,选择政府、生产企业、银行、碳排放权交易机构、研发机构、能源供应行业、新闻媒体、公众团体、投资者、中介机构等10个组织进行调查研究。需要说明的是,中国管理碳减排的部门有国家各级政府部门、国家及各级环保部门和各级节能减排部门,在控制碳排放事务方面他们属于互补关系和上下级关系,共同为治理碳排放任务工作。因此,在本文中中国政府管理碳排放的部门统称为政府,以下不在说明。

借鉴学者提出的“多维细分法”和“米切尔评分法”的分析思路[20-22],本文从利益相关者的合法性、权利属性和利益要求的紧急性三个维度对中国碳排放的利益相关者进行界定和分类。

根据界定与分类方法,本文编写了调查问卷,要求调查对象分别从合法性、权利属性、紧急性等三个维度对所给出的10种利益相关者与碳减排的相关程度按着从大到小进行排序,排名第一用1分表示,排名第二用2分表示,依次类推。因此,1分表示相关程度最大,2分表示相关程度第二大,依次类推,10分表示相关程度最小。

其中,合法性,表示该组织是否在法律或道德或特定的被赋予了减少碳排放的义务、责任,或承担了碳减排风险;权力属性,表示该组织是否拥有影响我国碳减排的能力、地位和相应的手段,对碳减排目标实现影响力的重要性程度;紧急性,表示该组织与碳减排的利益相关程度和实现碳减排目标的迫切性程度。

(二)数据来源

通过对调查对象的分析、选择,本次调查共计发放调查问卷750份,实际回收586份,回收率78.13%,回收的问卷中有效问卷529份,回收问卷有效率90.27%。调查对象的分布情况如表1所示。

表1 调查对象的分布情况

分类频数百分比(%)

性别男29655.95

女23344.05

年龄30岁及以下18534.97

30-40 岁16431.00

40岁以上18034.03

学历本科24345.94

硕士研究生 19436.67

博士研究生9217.39

工作行业大学417.75

研发机构499.26

政府部门6311.91

生产企业6913.04

金融业438.13

中介组织529.83

能源供应行业489.07

新闻媒体519.64

碳排放权交易机构529.83

公众团体6111.53

从调查对象的分布情况来看,调查对象性别、年龄结构分布合理,学历为本科以上层次,对碳减排能有较为准确的认识和理解,从工作行业来看分布在大学等10个行业,包含了碳减排的利益相关者行业,调查对象来源较为广泛。从调查样本数量来看,除其它行业外最少的分类变量数据大于40个,数据量可以满足统计分析的基本要求。

三、实证结果与分析

对回收的有效问卷利用SPSS16.0软件进行统计分析,包括调查数据描述性统计、配对样本T检验。

(一)描述性统计

首先,对调查结果从合法性、权利属性和紧急性三个维度进行描述性统计。三个维度的描述性统计结果分布如表2、表3和表4所示:

表2 利益相关者合法性维度上评分的描述性统计

(N)(Min)(Max)(Mean)Std D.

政府529172.155 30.703 6

生产企业529181.135 90.931 2

银行5292105.935 01.410 4

碳排放权

交易机构5291108.841 71.160 6

研发机构5292103.791 31.468 1

能源供应行业5293104.660 21.531 4

新闻媒体5291105.201 01.240 1

公众团体5291107.188 30.857 6

机构投资者5292108.233 00.988 4

中介机构5294106.730 10.703 6

注:根据调查问卷的按相关程度大小排序要求,1分表示相关程度最大,2分表示相关程度第二大,依次类推,10分表示相关程度最小。表2、表3的含义相同。

如表2所示,从碳减排的合法性维度上来看,按平均得分的大小,合法性程度从高到底依次为:生产企业、政府、研发机构、能源供应行业、新闻媒体、银行、中介机构、公众团体、机构投资者、碳排放权交易机构。

表3 利益相关者权利性维度上评分的描述性统计

(N)(Min)(Max)(Mean)Std D.

政府529151.679 60.542 2

生产企业529192.18641.088 4

银行5292105.820 42.106 1

碳排放权

交易机构529198.956 32.093 2

研发机构5291104.272 81.285 3

能源供应行业5292105.101 91.310 0

新闻媒体5291103.252 41.596 6

公众团体529187.762 11.506 1

机构投资者5291106.757 31.091 7

中介机构5294107.168 01.251 3

如表3所示,从碳减排的权利属性维度来看,权利大小从高到底依次为:政府、生产企业、新闻媒体、研发机构、能源供应行业、银行、机构投资者、中介机构、公众团体、碳排放权交易机构。

表4 利益相关者紧急性维度上评分的描述性统计

(N)(Min)(Max)(Mean)Std D.

政府529151.626 21.727 0

生产企业529192.132 01.448 2

银行5292107.077 71.655 6

碳排放权交易机构5291108.664 81.3798

研发机构5292105.193 21.580 8

能源供应行业5293104.889 30.928 8

新闻媒体5291103.786 42.269 8

公众团体5291104.089 31.462 9

机构投资者5291106.359 21.942 8

中介机构5293107.972 80.807 0

如表4所示,从碳减排的利益要求被关注的紧急性维度来看,从高到底依次为:政府、生产企业、新闻媒体、公众团体、能源供应行业、研发机构、机构投资者、银行、中介机构、碳排放权交易机构。

(二)配对样本T检验

利用配对样本T检验(Paired-Samples Test)进一步判断上述利益相关者每两个变量均值之差与0是否具有显著性差异。

合法性维度利益相关者评分均值差异的配对样本T检验结果如表5所示。

表5 合法性维度评分均值差异的配对样本T检验结果

123456789

1.政府

2.生产企业0.98**(7.77)

3.银行7.18**(7.36)6.20**(4.83)

4.碳排放权交易机构5.29*(4.32) 4.31**

(6.91)1.89(2.71)

5.研发机构5.64*

(4.25)4.66**

(7.51)1.54**

(5.35)0.35**(5.52)

6.能源供应行业4.50**

(5.40)3.52**

(8.79)2.67**

(4.77)0.78**

(5.80)1.13**

(6.37)

7.新闻媒体7.65**

(5.25)6.67**

(8.01)0.47**

(4.84)2.36**

(6.04)2.01**

(7.75)3.14

(2.09)

8.公众 团体3.73**

(6.52)2.75**

(9.24)3.45**

(8.52)1.55**

(4.72)1.90**

(8.02)0.77**

(9.70)3.91**

(8.54)

9.机构投资者5.08**

(4.48)4.10**

(4.79)2.10**

(8.25)0.21**

(5.44)0.56**

(7.38)0.57

(1.25)2.57**

(7.75)1.34**

(3.69)

10.中介机构6.17**

(4.38)5.19**

(9.15)1.00**

(4.10)0.89**

(3.82)0.54**

(5.31)1.67**

(5.87)1.47**

(4.88)2.44**

(6.15)1.10**

(8.01)

注:未加括号的数据表示某两类利益相关者在该维度上评分的均值的差,括号内的数据为配对样本T 检验值。*表示均值之差通过了95%置信度的检验,**表示均值之差通过了99%置信度的检验。均

值之差的数据下方有横线者,表示未通过检验。表6、表7含义相同。

从表5可以看出,从合法性维度来看,除个别利益相关者未通过配对样本检验外,绝大部分检验结果具有非常显著的统计意义上的差别,表明绝大部分利益相关者的排序都具有显著的统计意义上的差别。因此,合法性维度上利益相关者的评分均值可以反映其在碳减排中合法性程度的大小关系。

权利维度利益相关者评分均值差异的配对样本T检验结果如表6所示。

表6 权力维度评分均值差异的配对样本T检验结果

123456789

1.政府

2.生产企业0.89**

(4.24)

3.银行7.03**

(4.16)6.14*

(5.36)

4.碳排放权交易机构2.17**

(5.02)1.28**

(6.29)4.86**

(5.81)

5.研发机构1.79**

(4.53)0.89**

(5.22)5.25**

(4.96)0.38**

(6.20)

6.能源供应行业3.82**

(6.33)2.92**

(7.27)3.22**

(7.13)1.65**

(7.96)2.03

(1.23)

7.新闻媒体6.47**

(4.95)5.57**

(5.72)0.5**7

(6.36)4.30**

(7.81)4.68**

(7.63)2.65

(1.92)

8.公众团体0.02**

(4.26)0.92**

(5.28)7.06**

(5.94)2.19**

(5.22)1.81**

(6.73)3.84**

(5.85)6.49**

(4.24)

9.机构投资者3.97**

(6.24)3.08**

(7.22)3.06**

(7.58)1.80**

(7.91)2.18**

(6.34)0.16**

(6.21)2.50**

(6.39)4.00**

(7.03)

10.中介机构5.78**

(5.08)4.89**

(7.19)1.25**

(7.06)3.61**

(6.10)4.00**

(6.76)1.97**

(6.18)0.68**

(7.25)5.81**

(6.89)1.81**

(7.82)

从表6可以看出,从权力维度来看,仍然是绝大部分检验结果具有非常显著的统计意义上的差别,表明绝大部分利益相关者的排序都具有显著的统计意义上的差别。因此,权利维度上利益相关者的评分均值可以反映其在碳减排中权利的大小关系。

紧急性维度利益相关者评分均值差异的配对样本T检验结果如下页表7所示。

从表7可以看出,从权力维度来看,大部分检验结果具有非常显著的统计意义上的差别,表明绝大部分利益相关者的排序都具有显著的统计意义上的差别。因此,紧急性维度上利益相关者的评分均值可以反映其在碳减排中紧急性程度的大小关系。

(三)分类结果

根据各个利益相关者在三个维度上的得分均值及配对样本T检验结果,我们可以得到中国碳减排的利益相关者分类情况,如表8所示。

根据表8中的各个利益相关者的在三个维度的评分分布情况,本文对我国碳减排的利益相关者分类如下:

核心利益相关者,至少在2个维度的得分在4分以下。他们在中国减少碳排放的作用不可或缺,承担着碳减排的责任和义务,与减少碳排放具有紧密的利害联系,在碳减排活动中,有一定的利益要求和权利,在很大程度上可以决定碳减排目标的实现与否。 他们包括政府、生产企业、新闻媒体。

重要利益相关者,至少在两个维度上的得分在4分以上和6分以下。他们已经与碳减排形成了较为密切的关系,付出了专用性投资,在实践中承担者一定的风险。在正常状态下,他们一般表现为一种显性契约人,而一旦其利益要求没有得到很好的满足或受到损害时,他们可能从潜在状态变为活跃状态,从而直接影响我国碳减排目标的实现。他们包括研发机构、能源供应行业、银行。

一般利益相关者,至少在两个维度上的得分在6分以上。他们对我国碳减排目标的实现发挥辅助作用,往往被动的受到碳减排活动的影响,不能对减少碳排放直接施加影响,对实现减少碳排放目标的重要性程度较低,其实现利益要求的紧迫性也不强,他们包括中介机构、公众团体、机构投资者、碳排放权交易机构。

表7 紧急性维度评分均值差异的配对样本T检验结果

123456789

1.政府

2.生产企业1.31**

(5.04)

3.银行6.15**

(5.49)7.45

(1.08)

4.碳排放权交易机构3.74**

(5.07)5.05*

(4.51)2.40**

(8.06)

5.研发机构0.54**

(3.84)0.77**

(8.30)6.68**

(4.13)4.28**

(5.87)

6.能源供应行业3.26*

(4.95)4.56**

(3.64)2.89*

(4.33)0.49**

(5.24)3.80**

(4.86)

7.新闻媒体4.85**

(6.26)6.16**

(3.12)1.29**

(4.23)1.11**

(5.26)5.39

(1.98)1.60**

(4.24)

8.公众团体1.26**

(6.98)2.56**

(6.08)4.89**

(7.18)2.49**

(6.36)1.80**

(5.24)2.00**

(5.82)3.60**

(6.33)

9.机构投资者5.93**

(3.92)7.23**

(4.08)0.22**

(3.89)2.18**

(4.32)6.47**

(5.16)2.67**

(4.91)1.07**

(4.56)4.67

(0.12)

10.中介机构5.14**

(3.75)6.45**

(4.32)1.00*

(4.78)1.40**

(3.81)5.68**

(3.97)1.88**

(5.01)0.29**

(4.61)3.88**

(5.58)0.79

(0.69)

表8 中国碳减排利益相关者三维分类结果

评分[1,4][4,6][6,10]

合法性生产企业、政府、研发机构能源供应行业、新闻媒体、银行中介机构、公众团体、机构投资者、

碳排放权交易机构

权力性政府、生产企业、新闻媒体研发机构、能源供应行业、银行机构投资者、中介机构、公众团体、碳排放权交易机构

紧急性政府、生产企业、新闻媒体公众团体、能源供应行业、研发机构机构投资者、银行、中介机构、碳排放权交易机构

四、结论与展望

通过广泛的问卷调查和分析,本文将我国碳减排的利益相关者划分为核心利益相关者、重要利益相关者和一般利益相关者。不同的利益相关者在不同领域对我国碳减排发挥作用。

从核心利益相关者来看,控制及减少碳排放具有公共事务的性质,因此调查对象普遍认为政府在碳减排中应发挥主导作用,包括政策制定、管理机制、利益关系调节等政府均应发挥领导作用。生产企业是主要碳排放者和减少碳排放的直接执行者,因此是实现减排目标的关键。生产企业在生产中担负着加强节能环保技术开发、引进技术设备减少碳排放、提高产品的环保性能等重要作用。同时,减少碳排放在一定时期上将增加企业生产成本,提高产品价格,因此,生产企业实现减少碳排放需要外部力量的介入及资金支持。新闻媒体在碳减排中具有强大的舆论宣传优势及监督能力,被调查对象给予了厚望。政府、生产企业及新闻媒体分别在领导、执行、监督三个方面对我国实现碳减排目标中发挥核心主导作用。

从重要利益相关者来看,研发机构一方面为减少碳排放提供政策建议、决策支持,另一方面提供技术支持,提高我国能源的利用效率,从而减少碳排放。能源消费是碳排放的主要来源,能源供应行业可以通过控制能源供应的种类、数量及价格来影响能源的消费数量及种类,促使消费者加大节能投入,同时,可以开发新的绿色能源,从而减少碳排放。银行在政府的领导下通过对融资项目进行环保评价控制资金的供给和使用方向来引导节能减排行为,也在客观上承担了减排责任和风险。但目前其作用还非常有限。研发机构、能源供应行业和银行分别在技术支持、能源供给种类及数量、资金供给等方面对我国碳减排发挥重要作用。

从一般利益相关者来看,中介机构在碳减排中负责检测、检验认证、咨询策划等,可以帮助和促进碳排放交易的顺利进行,降低交易成本和费用。公众团体可以通过举办活动向社会宣传能源、气候及环境状况等,提高社会公众的节能减排的认识,也会通过一些活动向污染较大的生产企业进行抗议,对其施加压力,督促其减少碳排放。机构投资者可以为企业实现减排目标提供资金支持,但其以盈利为目标,其投资活动将以其预期盈利目标为前提。碳排放权交易机构是解决碳排放的问题的市场机制,促进具有成本效率的碳减排。现阶段由于碳排放治理是市场机制还处于起步阶段,他们能发挥的作用还非常有限或尚未发挥作用。随着市场机制的成熟和完善,这些利益相关者在碳减排中从碳检测认证、投融资、市场交易等角度对我国碳减排发挥重要的辅助作用。

明确了利益相关者在碳减排中的角色地位可以为我们构建合理的利益相关者共同治理机制,促进利益相关者在碳减排中发挥积极作用和推动力量提供指导。参考文献:

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篇7

关键词:出口贸易;碳排放效应:低碳:可持续发展

中图分类号:F752.1 文献标识码:A 文章编号:1002—0594(2013)03—0004—14

一、引言

当人类社会工业化水平较低时,碳汇资源的稀缺性往往被经济增长所掩盖,但是,随着工业化程度的不断加深,温室气体排放所引致的全球气候变化对人类社会经济发展的挑战日趋严峻。从《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》、“巴厘岛路线图”到哥本哈根、德班国际气候谈判,影响各国经济、社会与环境的一系列国际气候制度安排已趋雏形。在国际气候变化和全球经济危机的双重压力下。低碳经济在各国兴起并日益成为新兴市场国家促进社会经济可持续发展的重要力量。据国际能源机构与世界银行估测,到2025年,中国的二氧化碳排放总量可能超过美国,居世界第一位,每年碳交易量预计将超过2亿吨。因此,中国作为碳排放大国和贸易大国正将面临节能减排的巨大国际压力,如何开创一条有效应对国际气候变化的对外贸易可持续发展道路迫在眉睫。从而,与贸易相关的碳排放问题研究逐步受到主流经济学的广泛关注,毋庸置疑,积极探索国际气候变化背景下我国出口贸易的碳排放效应具有重要的理论意义与现实针对性。

二、文献述评

本文理论基础可以追溯到20世纪60-70年代经济学家们关于经济增长对环境的影响研究,随着贸易自由化纵深发展与国际气候变化的加剧,对外贸易的隐含碳排放问题受到许多专家、学者的广泛关注。从笔者系统阅读的文献可以发现,近几年来,聚焦于这一视野的研究逐渐丰富,譬如,Ferda Halicioglu(2008)研究证明土耳其对外贸易是影响其CO:排放量的原因之一;Ferda Halicioglu(2009)发现两国双边贸易的发展显著影响C02排放量的增加;Olga Gavrilova等(2010)利用全碳核算和生命周期分析方法,对奥地利畜牧业的贸易碳排放进行了研究。在国内,李秀香、张婷(2004)实证研究认为,若在贸易自由化的同时实施环境管制,中国出口贸易扩张会减少人均碳排放,反之会加剧碳排放;刘强等(2008)估算了中国46种出口贸易产品的载能量和碳排放量,结论认为由贸易所引发的能耗量和碳排放量增加不利于我国对外贸易的可持续发展;宁学敏(2009)研究发现,无论长期还是短期。出口贸易对碳排放量均存在正向影响,并进一步提出应从优化外贸结构入手探寻减排新途径;许广月、宋德勇(2010)研究表明出口贸易、经济增长与碳排放量存在协整关系,出口贸易是影响碳排放的主要因素;王海鹏(2010)发现我国高碳产品出口比重趋于下降,目前出口贸易结构有利于提高我国能源利用效率:相反,刘轶芳等(2010)的研究则认为,近十年来我国贸易结构变化并未对隐含碳排放造成有利影响;黄敏(2012)采用非竞争型投入产出模型对中国出口碳排放进行了测算和影响因素分解,结果显示出口规模是出口排放增长的主要原因。

总览国内外相关文献,笔者发现:第一,尽管不少实证研究支持出口贸易是加剧碳排放的一个不可忽视的原因,但从经济学理论逻辑而言,出口贸易究竟如何影响碳排放仍然存在很大不确定性。第二,发达国家出口贸易扩张在一定程度上加剧了碳排放,这一论点已经被许多经验研究所证实,但关于发展中国家出口贸易的碳排放效应研究尚需进一步关注和探索。第三,即便已有一些研究论及中国出口贸易的碳排放效应问题,但多数研究限于宏观视角、地区层面或个别案例的分析,基于行业差异视角的多维度研究与探索尚不多见。

鉴于此,本文拟选择对我国出口贸易具有重要贡献且相关数据较为完整的14个工业行业作为研究对象,以改进的出口贸易碳排放效应理论模型为基础,构建一个变系数固定效应计量模型,从产业规模、贸易结构、市场化程度、出口依存度多重维度,对出口贸易的碳排放效应进行实证分析与检验,以期得到一些建设性启示。

篇8

碳标签,也称碳足迹。"碳足迹"来源于一个英语单词"Carbon Footprint",碳标签(Carbon Labelling)是为了缓解气候变化,减少温室气体(Greenhouse Gases,GHG)排放,推广低碳排放技术,把商品在生产过程中所排放的温室气体排放量在产品标签上用量化的指数标示出来,以标签的形式告知消费者产品的碳信息。

工业革命以来,人类的经济文化取得了前所未有的成绩,但是人类的每一点进步都是建立在化石能源的高消耗、温室气体的高排放上的,具有高度的化石能源依赖性。众所周知,化石能源利用过程中会产生大量的温室气体,尤其是二氧化碳。世界经济发展的现状警示我们环境已经是经济发展的实质性制约因素。有消息称我国将很快出台《中国低碳产品认证管理办法》。而在国外,低碳认证已有多年的发展历史。在英国的超市内,货架上的每件商品都有一个特殊的标签,这个标签显示的是生产此种商品所消耗的二氧化碳数量。在一瓶易拉罐啤酒的外包装上,可以清楚地看到每听啤酒的碳消耗量是120克;一盒250毫升牛奶的排碳量是360克,这就是"碳标签"。目前已经有德国、英国、日本、韩国等十几个国家开展低碳产品认证,要求上市的产品上必须贴有"碳标签",即标明产品在生产、包装和销售过程中产生的二氧化碳排放量。

建立我国的碳标签法律制度可以丰富和完善我国的环境标准。同时,建立我国碳标签法律制度也具有法律、财政和实际操作上的可行性。

二、建立碳标签法律制度的可行性分析

一项具体制度的实施必须要有法律依据和操作的可行性,下面将从法律依据、财政可行性和实践操作可行性方面进行分析。

(一)建立碳标签制度的法律依据

1、我国行政许可法第十二条规定"下列事项可以设定行政许可: (一)直接涉及国家安全、公共安全、经济宏观调控、生态环境保护以及直接关系人身健康、生命财产安全等特定活动,需要按照法定条件予以批准的事项; (四)直接关系公共安全、人身健康、生命财产安全的重要设备、设施、产品、物品,需要按照技术标准、技术规范,通过检验、检测、检疫等方式进行审定的事项;"

无人会否认环境对于人类生存的公共资源属性,其对经济社会发展的意义也是毋庸多言的。所以对影响公众健康领域的产品实施碳标签法律制度完全符合行政许可法规定的实施许可的范围。

同时本法第十三条规定:本法第十二条所列事项,通过下列方式能够予以规范的,可以不设行政许可:

(1)公民、法人或者其他组织能够自主决定的;

(2)市场竞争机制能够有效调节的;

(3)行业组织或者中介机构能够自律管理的;

(4)行政机关采用事后监督等其他行政管理方式能够解决的。

鉴于环境领域企业内部成本外部化的倾向,碳标签法律制度的实施是无法通过市场自由配置和行业自律有效实施的,必须依赖强行性的法律制度,实施行政许可。

2、我国环境保护法第六条的规定" 一切单位和个人都有保护环境的义务,并有权对污染和破坏环境单位和个人进行检举和控告。"此项规定确定了在环境保护法领域上的公众参与原则,即指公众有权通过一定的程序和途径参与一切与公众环境权益相关的开发决策等活动之中,并有权受到相应的法律保护和救济,以防止决策的盲目性,使得该项决策符合广大公众的切身利益和需要。政府有保障公民参与环境决策的义务,鉴于公民和企业环境信息的不对称,实施碳标签法律制度,是保障公民参与环境决策的有效途径。

3、我国消费者权益保护法第八条规定"消费者享有知悉其购买、使用的商品或者接受的服务的真实情况的权利。消费者有权根据商品或者服务的不同情况,要求经营者提供商品的价格、产地、生产者、用途、性能、规格、等级、主要成份、生产日期、有效期限、检验合格证明、使用方法说明书、售后服务,或者服务的内容、规格、费用等有关情况。"此项规定确定了消费者的知情权,当然包括了环境知情权。当消费者选择商品的时候,碳标签标注的产品碳足迹信息将会是消费者知悉产品对环境影响的主要途径,满足其环境知情权。这将会影响消费者的理性选择,进而通过市场竞争机制促进企业的低碳选择。

(二)建立碳标签法律制度的财政可行性分析

通过实施碳税机制可以有效推进碳标签法律制度。碳税是指针对二氧化碳排放所征收的税。它以环境保护为目的,希望通过削减二氧化碳排放来减缓全球变暖。碳税通过对燃煤和石油下游的汽油、航空燃油、天然气等化石燃料产品,按其碳含量的比例征税来实现减少化石燃料消耗和二氧化碳排放。与总量控制和排放贸易等市场竞争为基础的温室气体减排机制不同,征收碳税只需要额外增加非常少的管理成本就可以实现。

(三)建立碳标签法律制度的操作可行性分析

更多地强调市场效率配置有利一面的"自由市场环境主义"(Free Market Enviromentalism)已经无法有效解决企业外部成本问题。因为它忽略了一个问题,然而又是十分重要的问题,大气是全体人类共有的资源,其产权的界定是相当困难的。所以,我们不能用产权界定的方式来代替庇古税,在控制温室气体排放问题上,碳标签有可能不是最好的但却是比较有效的方式。

庇古税较之产权界定虽然存在管理成本但不存在交易成本,更何况庇古税虽说是政府的干预,但这种干预是一种宏观干预,而非指令与控制式的干预。在中国的税制中,与环境资源直接有关的税种主要有资源税、消费税、城建税、车船使用税、固定资产投资方向税等。从理论上说,庇古税是优美的,但在具体实施中,却横阻着一道道的难题。其中,信息不对称问题应为诸多难题中的难中之难。

通过实施碳标签法律制度,以消费者的理性消费间接地促进企业进行低碳选择,进而也可以碳标签的标识使得企业和消费者进行有效和充分的产品碳信息沟通。

无论如何,在存在外部效应的情况下,市场均衡偏离帕累托最优,为达到帕累托最优,向温室气体排放者征收碳税,使外部成本内部化,不失为解决大气污染问题的重要途径之一。

参考文献:

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[3]周冯琦.上海可持续发展研究报告2009低碳经济专题研究[M].上海:学林出版社,2009.

[4]蔡林海.低碳经济 绿色革命与全球创新竞争大格局[M].经济科学出版社,2009.

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关键词:十二五规划;自愿碳减排;黄金标准;VCS;熊猫标准

中图分类号:F832 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)32-0005-03

2011年国务院常务会议通过的《“十二五”控制温室气体排放工作方案》,明确了我国控制温室气体排放的总体要求和重点任务,提出到2015年,我国单位国内生产总值二氧化碳排放要比2010年下降17%。这是中国政府首次在国家级正式文件中提出建立中国国内碳市场,表明碳交易市场建设已经进入政府工作程序。该方案还提出,我国将从自愿碳减排交易入手,探索碳排放交易市场,并加快建立温室气体排放统计核算体系。“自愿碳减排市场”也首次随着政府文件进入公众视野。

1 自愿碳减排市场综述

本文首先要提出的概念是“自愿碳减排”。自愿碳减排,英文简称VER,它是指个人或者企业自愿购买碳排放指标,以抵消自己的碳排放数额,实现零排放,也叫做碳中和。它是一种在京都议定书的清洁发展机制的减排量之外的自发的、公益的、可认证的减排信用额度。

与自愿碳减排相对应的是强制碳减排,它主要指的是《京都议定书》下定义的三种减排机制:议定书第六条所确立的联合履行(以下简称JI)、第十二条所确立的清洁发展机制(以下简称CDM)和第十七条所确立的排放贸易(以下简称ET),作为发展中国家的中国能参与的只有CDM。

自愿碳减排市场(Voluntary Carbon Market)指的是一种碳排放交易市场,由不受京都议定书(Kyoto Protocol)约束的企业、个人或团体,自发性出资,购买减排项目产生的碳减排量,用于抵偿其产生的碳足迹(Carbon Footprint),缓解其活动造成的温室效应。自愿碳减排市场最先起源于一些企业、团体或个人为自愿抵消其温室气体排放,而向减排项目的所有方(项目业主)购买减排指标的行为,它的形成伴随着京都议定书中CDM机制的发展。对项目业主而言,自愿碳减排市场为那些前期开发成本过高或其他原因而无法进入CDM开发的碳减排项目提供了开发和销售的途径;而对买家而言,自愿碳减排市场为其消除碳足迹、为其实现自身的碳中和提供了方便而且经济的途径。VER项目比CDM项目减少了部分审批的环节,节省了部分费用、时间和精力,提高了开发的成功率,降低了开发的风险,同时,减排量的交易价格也比CDM项目要低,但开发周期要短得多。

自愿碳减排市场大致分为两类:一类是自愿但受法律约束的场内交易市场(如CCX),另一类是自愿且不受法律约束的场外交易市场(OTC)。无论是场内交易还是场外交易,都需要相应的核算标准开发减排指标,进而才能进行交易。

2 温室气体排放核算体系在自愿碳减排市场的应用

与CDM项目标准不同,VER市场没有一套特定的法规和核算标准,而是一系列得到不同机构认可的多种标准,VER市场允许制定创新的实践标准,更好设计的标准可以促进VER市场更健康地发展,同时降低VER的交易成本。就世界范围来看,VER市场有许多独立的第三方标准,其中VCS(Verified Carbon Standard)、CAR(Climate Action Reserve)及Gold Standard是VER标准中的领跑者,在场外交易市场的碳排放量交易总量中分别占据58%、12%及12%的市场份额。

目前,国际及国内自愿碳减排市场活跃着以下两种常见的减排量核算标准:

2.1 黄金标准(Gold Standard)

黄金标准是由环境社会非赢利组织的一个小组制定的,适用于自愿减排项目和清洁发展机制项目,它具备完善的利益相关者程序,强调对项目所在地产生的环境和社会经济效益。

黄金标准旨在保障碳抵消质量,通过改善和扩展CDM程序加强项目双赢。黄金标准对大型项目的要求与CDM一致。不同于CDM的是:黄金标准要求小型项目也有CDM额外性的要求。

根据Gold Standard网站统计,截至2012年12月7日,中国共有123个项目申请或成功注册GS,占东道国注册项目总数(679)的18.11%;中国共签发2463171吨二氧化碳减排量,占GS签发总量(14108347吨)的17.46%;其中,中国在黄金标准下已交易2000126吨二氧化碳减排量,占GS交易总量的(12455977吨)的16.06%。

2.2 VCS 2007.1(Voluntary Carbon Standard 2007.1)

该标准由气候组织、国际排放交易协会和世界经济论坛于2006年启用。VCS旨在建立一个通用的、满足基本质量的标准,并减少管理义务和成本。其重点放在温室气体减排的特性上,并不要求项目具有额外的环境或社会效益。

根据VCS网站统计,截至2012年12月3日,中国共有230个项目成功注册VCS,占东道国注册项目总数(916)的25.1%。共有725个项目成功进行过签发,签发的二氧化碳减排量共计108230408吨。

黄金标准与VCS标准的比较请见表1:

目前,国际上类似的自愿碳减排核算标准还有很多,比如Voluntary Emission Reduction (VER)、The Voluntary Offset Standard (VOS)、Chicago Climate Exchange(CCX)、 The Climate、Community & Biodiversity Standards(CCBS)、Plan Vivo System、ISO14064-2标准、CarbonFix Standard(CFS)、Green-e Climate等,无论项目采取哪种核算标准,都可以积极地参与到自愿碳减排市场这个新兴的市场。

2011年场外自愿减排市场(OTC)减排量总交易量约为93000000吨,占全球自愿减排量交易量的约97%。同时,全球自愿减排市场中的减排量总交易量约为95000000吨,与2010年相比下降了28.5%,但成交总额增加了33%,约为5760000000

美元。

随着全球经济的动荡及2012年《京都议定书》第一承诺期结束,自愿碳减排市场活跃的两种常见的减排量核算标准下的减排量的国际交易价格与成交量也出现小幅动荡。

3 结语:建设国内自愿碳减排标准和国内碳交易市场势在必行

国内碳交易市场伴随着全球自愿碳减排市场的发展稳步前进。目前,中国主要的温室气体减排量交易平台有三个,分别为北京环境交易所、天津环境交易所及上海能源环境交易所。

除了发展市场,中国也开始进行自愿碳减排标准的研究开发工作。北京环境交易所推出的“熊猫标准”是中国作为发展中国家推出的第一个自愿减排标准,该标准依据国际市场规则,从中国作为发展中国家的基本国情出发,致力于为中国碳减排项目提供一套完整的项目开发工具和规则体系。熊猫标准着眼于关键地区农林业及其他土地利用行业减排项目的开发,并于2011年3月29日成功实现第一笔基于“熊猫标准”的碳排放交易。

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关键词 农田;温室气体;净排放;影响因素

中图分类号 X22 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2011)08-0087-08 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.08.014

进入工业革命以来,大气中CO2浓度在不断升高,全世界大多数科学家已一致认为,不断增长的CO2浓度正导致全球温度上升,并可能带来持续的负面影响[1]。地表和大气之间的反馈对气候变化起着至关重要的作用,而农业生产过程不仅改变了地表环境,而且改变了大气、土壤和生物之间的物质循环、能量流动和信息交换的强度,因此带来了一系列环境问题,如土地沙化退化、水土流失、温室气体排放增强等。近十多年来,温室气体排放增加引起的全球气候变暖成为人们普遍关注的焦点,而农业则是CO2、CH4和N2O这三种温室气体的主要排放源之一[2]。据估计,农业温室气体占全球总温室气体排放的13.5%,与交通(13.1%)所导致温室气体排放相当[3]。因此,农田温室气体排放相关研究已成为目前国际研究热点之一。

1 农田温室气体净排放的涵义

农田是温室气体的排放源,但同时也具有固碳作用,研究农田温室气体排放的重点之一就是从“净排放”的角度综合考虑其“固”与“排”的平衡。如图1所示,在农田生态系统中,作物通过光合作用吸收大气中的CO2,而根和秸秆还田后分解转化成较稳定的有机碳(SOC),将CO2固定在土壤中。因此,SOC是农田生态系统的唯一的碳库。SOC的形成和土壤呼吸是一个同时进行的过程,采用黑箱的理论方法可得出,农田土壤固碳和土壤呼吸的共同作用最终体现为SOC变化量(dSOC)。农田土壤能排放CO2、N2O和CH4,其中CO2排放来自秸秆分解及土壤呼吸,已包含于dSOC中,故不再重复计算[4],而CH4则是由有机碳通过一系列反应后转化而成,从土壤释放到大气中后其增温效应比CO2强,则须加以考虑。农田生产物资(柴油、化肥、农药等)的使用所造成的温室气体(主要为CO2、N2O和CH4)排放亦需加以考虑。

综上所述,农田温室气体净排放计算组成因素为dSOC、农田土壤N2O和CH4的排放、农田生产物资的使用所造成的温室气体(主要为CO2、N2O和CH4)排放,影响以上组成因素的农业措施主要有耕作方式、施肥、水分管理、作物品种、轮作及间套作等。当土壤固定的碳(CO2-eq)大于农田土壤N2O和CH4、农田生产物资的使用所造成的

之则为碳源。

2 农田温室气体净排放的主要影响因素

农业生产过程中采用的农业措施(如耕作、施肥、灌溉等)影响着SOC含量、农田土壤温室气体排放及物资投入量,从而影响了农田温室气体净排放结果。因此,了解其主要的影响因素具有一定的现实指导意义,具体如下。

黄坚雄等:农田温室气体净排放研究进展

中国人口•资源与环境 2011年 第8期2.1 耕作方式

2.1.1 耕作方式对农田土壤有机碳含量的影响

目前,国内外学者基本一致认为,与传统翻耕相比,以少免耕和秸秆还田为主要特征的保护性耕作能主要提高0-10 cm土层SOC含量[5-10],而对深层SOC含量影响不大[11-12]。据估计,全世界平均每公顷耕地每年释放C素为75.34 t[13],而保护性耕作则相对减少了对土壤的扰动,是减少碳损失的途径之一。在美国,Kisselle等和Johnson等的研究表明,与传统耕作相比,以少免耕和秸秆还田为主要特征的保护性耕作提高了土壤碳含量[5-6],美国能源部门的CSiTE(Carbon Sequestration in Terrestrial Ecosystems)研究协会收集了76个的农业土壤碳固定的长期定位试验的数据进行分析,结果表明从传统耕作转变免耕,0-30 cm的土壤平均每年固定337±108 kg/hm2[14]碳。在加拿大,Vanden等分析对比了西部35个少耕试验,结果表明平均每年土壤碳固定的增长量为320±150 kg/hm2 [8]碳。国内的许多研究亦表明保护性耕作能提高SOC含量,如罗珠珠等和蔡立群等的试验表明,免耕和秸秆覆盖处理可显著增加SOC含量[9-10]。但也有部分的研究的结果表明免耕和秸秆还田没有显著增加土壤碳含量[15],可能的原因是SOC变化受气候变化的影响或测定年限较短造成的[12]。总体而言,与传统耕作相比,通过少免耕和秸秆还田等措施能提高SOC含量是受到广泛认同的结论。

2.1.2 耕作方式对农田土壤温室气体排放的影响

(1)耕作方式对农田CH4排放的影响。农田CH4在厌氧条件下产生,而在有氧条件下,土壤中的甲烷氧化菌可氧化CH4并将其当作唯一的碳源和能源。甲烷氧化菌在团粒结构较好的壤土中可保护自己免受干扰[16],有利于其氧化CH4,而耕作方式对土壤团粒结构有一定的影响[17]。许多研究结果表明,与传统耕作相比,保护性耕作减少CH4的排放。如David等在玉米农田的长期耕作试验的研究结果表明免耕是CH4的汇,而深松和翻耕则为CH4的源[18]。Verlan等和Liebig等的研究亦得出类似的结果[19]。在国内,隋延婷研究表明玉米农田常规耕作处理的CH4排放通量大于免耕处理的CH4的排放通量,由于在常规耕制度下土壤受到耕作扰动,促进了分解作用,导致土壤有机质含量下降,而免耕制度下减少了对土壤的扰动,从而增加了土壤有机质的平均滞留时间,降低了CH4排放量[20]。但亦有部分研究结果表明保护性耕作增加了CH4的排放,如Rex等的研究表明在玉米大豆轮作体系中免耕比深松和翻耕排放更多的CH4[21]。总体而言,少免耕措施能基本减少CH4排放。

(2)耕作方式对农田N2O排放的影响。土壤中N2O的产生主要是在微生物的参与下,通过硝化和反硝化作用完成。目前,耕作方式对农田N2O排放的影响没有较一致的结果。郭李萍研究表明,与传统耕作相比,免耕措施和秸秆还田处理的小麦农田的N2O排放量比传统耕作低,保护性耕作减少了土壤N2O的排放[22],李琳在研究不同耕作措施对玉米农田土壤N2O排放量影响的结果中表明,不同耕作方式土壤N2O排放量大小为翻耕>免耕>旋耕[23]。国外的一些研究结果亦与以上研究结果一致,如Malhi等的研究表明传统耕作处理的N2O排放高于免耕[24]。David等在玉米农田的耕作试验结果表明N2O年排放量最大为翻耕,其次为深松,最小免耕[18]。但也有部分研究结果与上述结果不同,如Bruce等的研究表明免耕会增加N2O的排放[25]。钱美宇在小麦农田的研究表明传统耕作方式农田土壤N2O排放量较高,单纯的免耕措施会降低N2O通量,而秸杆覆盖和立地留茬处理会相对增加免耕处理的农田土壤N2O通量[26]。总体而言,少免耕措施比传统耕作更能减少农田土壤N2O的排放的研究尚存在一定的争议,可能是土壤、气候等因素导致存在差异。

2.1.3 耕作方式对物资投入的影响

农业是能源使用的主要部分,Osman等指出,能源消耗指数和农业生产力有极显著的正相关性[27]。耕作方式改变意味着化石燃料的使用亦发生改变。农业生产过程中,耕地和收获两个环节耗能最大,实践表明,采用“免耕法”或“减少耕作法”每年每公顷能节省23 kg燃料碳。日本在北海道研究认为,在少耕情况下,每公顷可节省47.51 kg油耗,相当于125.4 kgCO2的量,总的CO2释放量相比传统耕作减少15%-29%[28]。实施保护性耕作将秸秆还田,能保土保水[29-30],从而减少了养分和水分投入所造成的温室气体排放。所以,培育土壤碳库是节约能源、减少污染、培肥土壤一举多得的措施[31]。晋齐鸣等的研究指出,保护性耕作田的致病菌数量较常规农田有较大幅度提高,并随耕作年限的延长而增加[32]。Nakamoto等的研究表明旋耕增加了冬季杂草的生物量,翻耕减少了冬季和夏季杂草多样性[33]。类似的,Sakine的研究表明深松处理杂草密度最高,其次为旋耕,最小为翻耕[34]。因此,因保护性耕作导致土壤病害和草害的加重很可能会导致农药的使用量增加。总而言之,采取保护性耕作在一定程度上可减少柴油、肥料等的投入,但却可能增加农药等的投入,其对减少农田温室气体排放的贡献需综合两者的效应。

2.2 施肥

2.2.1 施肥对农田土壤有机碳含量的影响

在农田施肥管理措施中,秸秆和无机肥配施、秸秆还田、施有机肥、有机肥和无机肥的施用均能提高SOC的含量[35-36],其中,有机肥和无机肥配施的固碳潜力较大[37]。Loretta等在麦玉轮作体系中长期施用有机肥和无机肥的试验结果表明,从1972至2000年,单施无机氮肥处理的SOC均变化不明显,而有机粪肥和秸秆分别配施无机氮肥均能显著提高SOC含量[38]。Cai等在黄淮海地区开展14年定位的试验结果表明,施用NPK肥和有机肥均能提高0-20 cm土层土壤的有机碳含量。有机肥处理的SOC含量最高,为12.2 t/hm2碳,NPK处理的作物产量最高,但SOC含量却较低,为3.7 t/hm2碳,对照为1.4 t/hm2碳。因此,有机肥和无机化肥配施既能保证产量,又能提高SOC含量[37]。Purakayastha等的研究亦得出相同结论[39]。总而言之,施肥(特别是配施)能提高SOC含量的研究结果较一致。

2.2.2 施肥对农田土壤温室气体排放的影响

农田是N2O和CH4重要的排放源之一,其中农田N2O排放来自土壤硝化与反硝化作用,而施用氮肥可为其提供氮源。N2O的排放量与氮肥施用量成线性关系,随着无机氮施用的增加,N2O的产生越多[40]。项虹艳等的研究表明施氮处理对紫色土壤夏玉米N2O排放量显著高于不施氮肥处理[41]。Laura等的试验也得出了相同的结果,且有机物代替化肥能减少N2O的排放[42]。孟磊等在旱地玉米农田的研究及秦晓波等在水稻田的研究表明施有机肥处理下N2O的排放通量比施无机肥处理小[43-44],但在水稻田中施有机肥促进了CH4的排放[45]。石英尧等的研究表明随着氮肥用量的增加,稻田CH4排放量增加[46]。此外,施肥种类对温室气体排放亦有一定的影响[47]。总体而言,施肥对土壤N2O和CH4排放有影响,N2O排放主要受无机氮肥影响较大,且在一定程度上随氮肥用量的增大而增大,而CH4主要受有机物料的影响较大,可能是有机物料为CH4的产生提供了充足的碳源。

2.3 水分管理

农田土壤N2O在厌氧和好氧环境下均能产生,而CH4则是在厌氧环境下产生。水分对土壤农田透气性具有重要的调节作用,是影响农田土壤N2O和CH4排放的重要因素之一。旱地土壤含水量与土壤中的硝化作用和反硝化作用具有重要的相关性,N2O排放通量与土壤含水量显著正相关,直接影响着土壤N2O的排放[48]。Ponce等的试验指出,在一定程度上随着土壤含水量的增加,N2O的产生越多,提高含水量促进N2O的产生[49],Laura等亦得出相似的研究结果[42]。Liebig等、Metay等和郭李萍在其研究当中均指出CH4在旱地土壤表现为一个弱的碳汇[19,22],其对农田温室气体排放的贡献较小。因此,在旱田的水分管理中要提倡合理灌溉。

水稻田是一个重要的N2O和CH4的排放源,并且排放通量的时空差异明显[50]。稻田淹水下由于处于极端还原条件,淹水期间很少有N2O的排放[22],但稻田淹水制造了厌氧环境,有利于CH4的产生[51],且管理措施对其有重要影响,假如水稻生长季至少搁田一次,全球每年可减少4.1×109t的CH4排放,但搁田增加了N2O的排放[52]。Towprayoon等的研究亦得出了类似的结论[53],因此,稻田水分对减少N2O和CH4排放有相反作用,需综合进行平衡管理。

2.4 作物品种、轮作及间套作

品种对农业减排亦有重要作用。如水稻品种能影响CH4排放,由于根氧化力和泌氧能力强的水稻品种能使根际氧化还原电位上升,抑制甲烷的产生,同时又使甲烷氧化菌活动增强,促进甲烷的氧化,则产生的甲烷就减少,排放量亦会减少[54]。抗虫棉的推广亦能减少农药使用,减少了农药制造的能耗;培育抗旱作物能减少对水分的需求量,使之更能适应在逆境中生长,增加了生态系统的生物量,作物还田量增加,有利于SOC的积累。品种的改良与引进能增加生物多样性,改善了作物生态环境,可减少物资的投入[55]。因此,品种选育是减少农田温室气体排放的途径之一。

轮作、间套作在一定程度上能减少农田温室气体排放。Andreas等指出,轮作比耕作更有减排潜力,其对20年的长期定位的试验结果分析表明,玉米-玉米-苜蓿-苜蓿轮作体系土壤固碳量较大,每年固碳量为289 kg/hm2碳,而玉米-玉米-大豆-大豆轮作体系表现为碳源。与玉米连作对比,将豆科植物整合到以玉米为主的种植系统能带来多种效益,如提高产量、减少投入、固碳并减少温室气体的排放。玉米和大豆、小麦和红三叶草轮作能减少相当于1 300 kg/hm2CO2的温室气体。苜蓿与玉米轮作每年能减少至少2 000 kg/hm2CO2。豆科植物具有固氮作用,比减少氮肥使用、减少化肥生产和土壤碳固定减少温室气体排放更有显著贡献[8]。West and Post总结了美国67个长期定位试验,表明轮作使土壤平均每年增加200±120 kg/hm2碳[56]。Nzabi等的研究表明,豆科植物秸秆还田能提高SOC,但由豆科种类决定[57]。Rao等研究表明,间作使SOC减少[58]。Maren等研究表明,玉米与大豆间作系统N2O排放量显著比玉米单作少但比大豆单作多,且间作系统是比较大的CH4汇[59]。陈书涛等研究表明不同的轮作方式对N2O排放总量影响不同[60]。总体而言,作物类型对温室气体排放具有较大的差异性,部分轮作模式和间作模式对提高农田SOC含量,减少农田温室气体排放具有一定的贡献。

3 讨 论

3.1 国内外关于农田温室气体净排放研究的差异

人们在关注到固碳减排的重要性的同时,也意识到了农业生态系统具有巨大的固碳潜力。固碳指大气中的CO2转移到长期存在的碳库的过程[4,61],农田生态系统中的碳库则是土壤有机碳库。据估计,到2030年全球农业技术减排潜力大约为5.5×109-6.0×109 t CO-ep2,其中大约89%可通过土壤固碳实现[3]。然而,系统范围的界定对土壤固碳潜力计算的结果存在较大的影响。目前,国内和国外在此方面的研究取向存在着一定的差异。

国外学者关于农田温室气体排放计算的相关研究大多考虑了农业措施(如物资投入)造成的隐藏的温室气体排放[61-63],并得出了一些比较有价值的结论,如Ismail等根据肯塔基州20年的玉米氮肥长期定位试验计算结果表明,施用氮肥显著地促进了土壤碳固定,然而来自氮肥使用所排放的CO2抵消了土壤固定的碳的27%-65%。类似的,瑞士的Paustian等也指出41%土壤固定的碳被氮肥生产使用所抵消。Gregorich等则指出增长的有机碳被生产使用的氮肥抵消了62%[63]。

相较之下,国内对农田温室气体排放的研究主要集中在农田土壤的碳源碳汇范围,多数没有考虑物资投入所造成的排放。国内从“净排放”进行的相关研究较少,类似问题从近期开始得到重视,如逯非等就提出了净减排潜力(Net Mitigation Potential,NMP)[64],如伍芬琳等估算了华北平原小麦-玉米两熟地区保护性耕作的净碳排放[65],但没有考虑农田土壤N2O和CH4的排放。韩宾等从耕作方式转变的角度研究了麦玉两熟区的固碳潜力[66],亦没有考虑农田土壤N2O和CH4的排放。

综上所述,国内外关于农田温室气体排放的研究差异主要在于对温室气体排放计算范围的界定,考虑隐藏的碳排放更能体现农田温室气体的真实排放。农田温室气体净排放能真实地反应出一系列农业措施的综合效应是碳源还是碳汇,具有重要的指导意义,需加以重视。

3.2 研究展望

鉴于国内农田温室气体排放研究的重要性及不足,在未来关于农田温室气体排放计算的研究当中,需注重以下两点:一是加强各种农业措施对农田温室气体排放影响的研究。农业生态系统是一种复杂的系统,由于气候、土壤等的差异,同一研究问题得出的结论存在一定的差异,加强研究不同的农业措施对温室气体排放的影响及机制,在各个环节中调控农田温室气体排放具有重要的意义。主要包括以下内容:①综合考虑农业措施对深层SOC含量的影响条件下,研究农田土壤是否为一个碳汇。以往对其的研究主要集中在土壤表层,如保护性耕作能提高表层SOC含量,但亦得出保护性耕作对深层SOC含量影响不大[11-12],仅极少研究报道保护性耕作能提高深层SOC含量[67];②加强耕作措施和施肥对SOC增长潜力的研究[68],如由于气候及土壤环境有差异,如同一物质的玉米秸秆在中国东北地区的腐殖化系数为0.26-0.48,而在江南地区则是0.19-0.22[69],从而对SOC的累计影响较大。中国农业的区域性特点明显,了解不同区域的SOC增长潜力在该领域研究具有重要意义;③加强轮作和间套作对SOC含量及温室气体排放的影响。在国内,轮作和间套作对温室气体排放的研究较少,如陈书涛等的研究表明玉米-小麦轮作农田的N2O年度排放量比水稻-小麦轮作高[60]。Oelbermann等研究表明间作能提高SOC含量[70];④研究减少物质投入的农业措施,且主要为减少氮肥的投入。保护性耕作对减少化石能源有重要作用,但农业投入造成温室排放和农田土壤N2O排放的主要因素为氮肥生产及投入;⑤水稻田水分管理。连续淹水条件下水稻田排放的温室气体主要为CH4,而搁田可减少CH4排放,但却增加了排放N2O排放增加。因此,需要在水稻田提出适宜的水分管理制度。二是加强国内农田温室气体净排放的计算研究。国内近年来对农田温室气体的排放的计算目前,国内对净排放的研究存在不足,主要关注在SOC及农田土壤温室气体排放两方面。近年国外学者对国内学者发表文章的回应就体现了国内在该方面研究的不足[71-72]。值得一提的是,农田投入所造成的温室气体排放清单对净排放研究具有重要影响,如生产等量的纯N、P2O5和K2O,如发达国家的生产造成的温室气体排放分别约是我国的31.1%、40.5%和45.3%[14,73]。因此,排放清单研究有待进一步的加强和跟踪研究。

总之,加强该领域的研究,能在温室气体减排的角度上得出最佳的减排措施及途径,能为提出更合理的建议和制定更准确的决策提供一定的参考依据。

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Research Progress of Net Emission of Farmland Greenhouse Gases

HUANG Jianxiong CHEN Yuanquan SUI Peng GAO Wangsheng

WANG Binbin WU Xuemei XIONG Jie SHI Xuepeng SUN Ziguang

(Circular Agriculture Research Center of China Agricultural University, Beijing 100193,China)