经济发展与污染排放的空间错位分析

经济增长必然带来污染物的排放,但从空间上看,由于各地区在技术水平、产业结构、污染治理等方面的差异,经济总量与污染物排放量并非完全地呈正比例关系,两者存在不完全协同、匹配的现象（即空间错位）。为定量分析省域尺度上经济总量与污染排放的空间错位现象,分别以GDP和SO2排放量代表经济发展和污染物排放量,借鉴城市地理学中错位概念构建了空间错位指数模型,并分析不同要素对空间错位的影响。结果表明：2000-2010年,（1）中国 SO2排放量总体呈现先上升后下降的趋势,由2000年的1965.8×104 t增长至2006年的2588.7×104 t,至2010年降至2182.9×104 t;（2）中国经济增长与SO2排放量之间存在一定程度的空间错位现象,空间错位指数在0.25左右;（3）分阶段看,2000-2007年的错位现象有所扩大,而2007-2010年的错位现象缩小;（4）广东、贵州、山西、江苏、浙江、内蒙古等少数省份经济增长与污染排放的不匹配是造成空间错位的主要原因;（5）SO2排放量的变化缩小了空间错位现象,而2000-2006年经济的不均衡增长加剧了空间错位现象,2006-2010年经济增长则缩小了空间错位现象。研究结果对于调整区域经济结构、降低污染物排放具有一定的借鉴意义。     

福建省农业源甲烷排放估算及其特征分析

农业领域的稻田和畜禽养殖是温室气体甲烷（CH4）的重要排放源,估算省级农业源甲烷的排放量,并分析其排放特征,对进一步提出符合福建省实际情况、在技术经济上可行的减排措施有重要意义。本研究基于福建省农业活动水平数据,根据IPCC国家温室气体排放清单编制指南,估算了1991-2010年福建省农业源CH4排放量。结果表明：（1）1991-1995、1996-2000、2001-2005、2006-2010年间福建省农业源CH4年平均排放量分别为46.50×104、44.38×104、37.87×104、33.12×104 t,呈降低趋势。其中,稻田CH4排放的贡献较大,4个时期年平均排放量分别为31.11×104、29.49×104、22.16×104、18.80×104 t,占全省农业源CH4排放总量的56.76%~66.90%;而反刍动物肠道发酵和畜禽粪便管理的CH4排放量在20年间的变化不明显,分别为6.27×104~10.31×104 t和4.95×104~7.20×104 t。（2）2010年,福建省农业源CH4排放高值区主要分布在龙岩市、南平市和三明市,占全省农业源CH4排放总量的51%;稻田CH4排放的高值区主要分布在南平市、三明市和龙岩市,占全省稻田CH4排放总量的56%,应优先考虑削减这些地区的稻田CH4排放;畜禽CH4排放的高值区主要分布在龙岩市、漳州市和泉州市,占全省畜禽CH4排放总量的52%,应优先考虑削减这些地区的畜禽CH4排放。近20年福建省农业源CH4排放量呈下降趋势,主要是由于水稻播种面积的逐年减少,未来农业源 CH4排放下降速度可能会放慢,因此控制水稻 CH4排放的重点应放在灌溉管理、施肥管理、稻谷品种选择等方面;而控制畜禽 CH4排放的关键是优化畜牧业结构,大力推进规模养殖,使畜禽品种、饲养技术和畜禽排泄物处理设施得到改进,提升单位畜禽饲养量的畜产品产出量,进而减少温室气体排放。研究结果可为决策者有针对性地制定福建农业CH4排放控制政策和对策措施,降低农业源CH4排放量提供基础资料。     

种植不同冬季作物对稻田甲烷、氧化亚氮排放和土壤微生物的影响

研究双季稻收获后填闲种植不同冬季作物在其生长季节内甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的排放特征,对合理利用冬闲稻田、发展冬季作物生产及合理评价不同种植模式具有重要意义。采用静态箱-气相色谱法对冬季免耕直播黑麦草、紫云英和冬闲的双季稻田中CH4和N2O排放及其相关微生物数量变化进行了分析。在冬季作物生长期,不同冬季作物稻田CH4和N2O排放通量均显著高于对照（冬闲）,CH4和N2O排放通量均表现为免耕直播黑麦草〉免耕直播紫云英〉冬闲;免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田CH4排放量分别为2.28和1.07 g·m^-2,分别比对照增加241.92%和60.63%;N2O排放量分别为0.59和0.48 g·m^-2,分别比对照增加71.93%和40.06%;各处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌及反硝化细菌的数量变化范围分别为0.33×10^2 163.37×10^2 cfu·g^-1、11.05×10^3~245.68×10^3 cfu·g^-1、3.21×10^3~178.26×10^3 cfu·g^-1和10.47×10^5~198.88×10^5 cfu·g-1,免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量均显著高于冬闲,其中免耕直播黑麦草处理稻田土壤的产甲烷细菌、甲烷氧化细菌和硝化细菌数量显著高于免耕直播紫云英处理,而免耕直播紫云英处理稻田土壤反硝化细菌的数量则显著高于免耕直播黑麦草处理。研究结果显示,种植不同冬季作物能促进稻田生态系统中CH4和N2O的排放,而这两种气体的排放量与稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化菌、硝化细菌和反硝化细菌数量变化密切相关。     

重点源大气砷铅污染排放模型及特征

在我国的非常规性污染物质中,大气重金属砷、铅已越来越多地被关注和重视。文章综述了国内外人为源对大气中重金属排放的贡献,结果显示中国是全球人为活动向大气排放重金属最多的国家之一,燃煤和有色金属冶炼行业在相当长的时间内都将是最主要且最为重要的人为排放源。通过系统调研燃煤及有色金属冶炼业资源及产业布局状况,构建目前我国大气重金属相关清单模型,进行了我国重点源大气砷、铅排放清单分析,结果表明：（1）2000-2008年我国燃煤大气砷、铅排放量共为93733t,年均增长率为7．93％,2004-2008年有色金属冶炼业大气砷、铅排放量共为18836t,年均增长率为15．2％;（2）2000-2008年各经济部门中电力部门燃煤大气砷、铅放量始终最高,占燃煤大气排放总量的44．6％-57．1％,且呈逐年升高的趋势;（3）2000-2008年各省区中山西、河北、河南和湖南省是大气砷、铅的排放大户。其中,燃煤大气砷、铅排放量主要集中在人口密集、工业集中、经济发展速度较快的北部和中东部省区,包括山西、山东、河北、河南和江苏五省,占全国燃煤排放总量的39．1％,有色金属冶炼大气砷、铅排放量主要集中在我国有色金属工业较为发达的河南及湖南省,占全国有色金属冶炼业排放总量的47．3％。可以看出,我国需要高度重视大气重金属砷、铅的污染防治,加强排放控制基础能力建设,加快建立适合中国的大气砷、铅污染防治技术政策体系。     

SO4^2-／TiO2表面的酸性对其光催化性能的影响

采用Na2CO3溶液将SO4^2-／TiO2表面的SO4^2-洗脱下来,用热重（TG）、NH3程序升温脱附（NH3-TPD）和吡啶吸附的红外光谱等手段,分析洗脱前后SO4^2-／TiO2表面的酸量和酸类型的变化;在相同晶型、结晶度和吸光特性条件下,考察了SO4^2-／TiO2表面的酸性对Cr（VI）光催化还原效率的影响．结果表明：SO4^2-／TiO2表面同时存在Lewis酸位和Bronsted酸位,通过Na2CO3溶液降低SO4^2-／TiO2表面的酸量并去除Bronsted酸位后,其对Cr（Ⅵ）的光催化活性显著降低．     

基于MODIS GPP/NPP数据的三江源地区草地生态系统碳储量及碳汇量时空变化研究

陆地生态系统碳循环研究是全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,准确地评估陆地生态系统碳储量和碳汇量是估算未来大气 CO2浓度,预测气候变化及其对陆地生态系统影响的关键。已有相关研究多集中于对区域生态系统碳储量和碳汇量的量的估算,而缺乏针对时间尺度上的变化过程的分析,以及对变化特征空间差异性的分析。本研究基于MODIS NPP数据,结合土地利用数据及土壤有机碳密度分布数据,对三江源地区2000─2010年草地生态系统碳储量时空变化特征进行了分析,同时,基于MODIS GPP数据及China FLUX和America FLUX数据,建立草地生态系统呼吸估算模型,对其碳汇量的时空变化特征进行了分析,以期明确该地区的碳储存能力及其变化过程,为该区域草地生态系统保护和管理提供科学依据。研究结果表明：（1）三江源地区草地生态系统总碳储量为53.38×108 t,平均碳密度为14.94 kg·m-2（以C计）。土壤和植被碳储量分别为53.07×108 t和0.31×108 t,平均碳密度分别为14.85 kg·m-2和86.77 g·m-2。（2）近10多年来,三江源地区草地生态系统多年平均碳汇量为0.4×108 t,单位面积平均碳汇量为86.80 g·m-2·a-1（以C计）,表明该地区草地生态体统是一个碳汇。（3）2000年以来,三江源地区草地生态系统总碳储量及总碳汇量均呈波动增加趋势,碳汇功能有所增强。（4）三江源地区草地生态系统碳储量及碳汇量的空间分布格局及其变化趋势的空间分布均呈现明显的空间差异性。（5）MODIS GPP/NPP数据能够支撑较大尺度草地生态系统碳储量及碳汇量格局与变化趋势分析,较传统方法更为便捷高效。     

中国快速城镇化的边际环境污染效应变化实证分析

通过建立模型并实际测算城镇化每增长1个百分点引起的污染物产排放变化量,来分析我国城镇化发展的边际环境污染效应。结果显示,我国城镇化发展与环境污染之间的矛盾仍十分突出,1996-2009年期间,城镇化每增长1个百分点带来的城镇生活污水排放量、COD产生量、NH3-N产生量、NOx排放量、CO2排放量、城镇生活垃圾产生量仍呈上升趋势。由于近年来城镇污水处理率明显提升,城镇化每增长1个百分点带来的COD和NH3-N排放量由＂十五＂的增加逐步转为＂十一五＂的减少;由于城镇生活用煤的减少,城镇化每增长1个百分点带来的SO2排放量在＂十五＂＂十一五＂期间都呈减少趋势。为减少环境污染,我国应选择有中国特色的城镇化发展道路,合理把握城镇化发展速度和节奏,促进城镇与环境协调发展。     

中国主要大气污染物的时空分布特征研究

应用统计学和GIS对2014年3月─2015年2月期间190个监测城市的NO2、PM10、PM2.5和SO2的监测数据进行时空特征分布分析,结果表明,中国大气污染主要来源于采暖排放、机动车排放、工业排放与风沙天气。各污染物呈明显的区域性分布。污染物浓度总体趋势是北方地区高于南方地区。河北南部以及山东东部等重工业密集且人口密度大的地区污染较为严重。而中西部及东南部等工业发展相对落后人口较为稀少的地区污染较轻。PM10污染呈明显的季节变化,采暖期PM10主要来源于燃煤排放和机动车尾气排放,非采暖期受风沙天气影响显著,且在春、秋的风沙时期保持较高的值。采暖期PM2.5、SO2和NO2的浓度上升明显,其中SO2受到采暖期的影响最为显著。NO2主要来源于工业排放以及汽车尾气排放,因而工业布局密集且交通发达的城市污染较为严重。采暖期与非采暖期NO2、PM10、PM2.5和SO2的浓度对比变化显著,采暖期燃煤对空气质量的影响巨大。     

施肥对稻田甲烷与氧化亚氮排放的影响

大气温室气体浓度的升高引起太阳辐射加强,导致全球变暖已成为不争的事实。农田是温室气体排放的重要来源之一,采用静态箱-气相色谱法探讨不同氮肥类型与施氮水平对华南稻田甲烷（CH4）与氧化亚氮（N2O）排放的影响。试验共设置5个处理,每处理3次重复,分别（以N计）为U6（90 kg·hm-2）,U10（150 kg·hm-2）,U12（180 kg·hm-2）,SR10（150 kg·hm-2,缓释肥）,CR10（150 kg·hm-2,控释肥）。各处理磷钾肥用量一致,分别为45 kg·hm-2（以P2O5计）和127.5 kg·hm-2（以K2O计）。研究结果表明：稻田CH4与N2O排放量随氮肥用量的增加呈增加趋势。晚稻CH4排放呈单峰型,其峰值出现在水稻移栽后16~23 d,N2O排放并未出现明显的排放峰。CH4累积排放主要发生在返青-分蘖初期和分蘖盛期-幼穗分化期两个时段,而N2O的累积排放主要集中在灌浆-成熟期（U6处理除外）。不同氮肥类型处理CH4季节排放总量与平均排放量表现为：处理SR10〉处理U10〉处理CR10,其中,控释肥处理甲烷排放总量较常规尿素处理减少了11.3%;而N2O季节排放总量与平均排放量表现为：处理CR10〉处理U10〉处理SR10。综上,初步认为氮肥的施用能够促进CH4与N2O的释放,缓释肥处理能有效减少稻田N2O的排放,而控释尿素处理能明显降低稻田CH4气体的排放,且稻田CH4与N2O的排放存在一定的互为消长关系,因此如何平衡稻田甲烷与氧化亚氮释放,使稻田增温潜势最小化是下一步研究的重点和方向。     

山东省循环经济建设的生态效率测度

构建山东省循环经济建设的生态效率评价指标体系,对山东省的生态效率进行测度,并探讨经济发展与环境压力的脱钩/复钩关系.结果表明,2000-2010年,山东省GDP呈快速增长趋势,年均增长率达13.08％,各自然输入要素中用水总量、SO2和COD排放量呈下降趋势.各类自然输入要素的生态效率总体呈逐步提高趋势,其中COD排放、SO2排放和用水总量的生态效率年均增长率分别达18.59％、14.85％和14.13％,这3个指标处于强脱钩状态,其他指标均处于弱脱钩状态.总体而言,经济增长与环境保护的矛盾有所缓解,但能源的大量投入导致碳排放压力仍较大.     

烟台市生态经济系统的能值分析

利用能值分析方法分析了2013年烟台市生态经济系统的能值流动状况,并提出了相应的能值利用调控对策。2013年烟台市生态经济系统的能值总用量为2.630×1023 sej,人均能值用量为4.044×10^16 sej,能值自给率为22.6%,能值密度为19.14×10^12sej/m^2,能值货币比率为2.848×10^12sej/,电力能值占能值总用量的比例为5.6%,由可更新资源及其产品支持的人口承载力为16.19×10^4人,由可更新资源及其产品、进口产品及技术共同支持的人口承载量为518.6×10^4人,能值可持续指标值为4.986。将上述计算结果与其它国家和地区进行比较表明：虽然目前烟台市经济较发达,能值利用效率和人民生活水平较高,生态经济系统的能值使用总体上符合区域可持续发展的要求,但系统能值自给率较低,生态环境比较脆弱,经济增长对外部输入的能源和资源依赖性较强。据此,提出了调整产业结构、转变经济增长方式、加强电力资源开发、发展科学教育事业等能值利用的调控对策。     

中国能源消费导致的CO2排放量的差异特征分析

运用一种不产生残差的方法——对数平均迪氏指数法LMDI(logarithmicmeanDivisiaindex),对中国部分省份、区域能源消费导致的二氧化碳排放量进行了分解分析。将二氧化碳排放总量的变化分解成五个主要影响因素,即化石燃料的排放系数、能源消费结构、能源强度、人均GDP和人口总数。研究表明我国各省(地区)的二氧化碳排放量在1996年后呈现零(或负)增长趋势,主要影响因素是能源强度的提高;各省(地区)的二氧化碳排放量地区差异显著。因此,要在全国实现二氧化碳排放量的总体减排,应从提高能源利用效率,调整产业结构,消除地区发展的不平衡,逐步改善能源消费结构等方面考虑。     

1975年以来黑河中游地区土地利用／覆被变化时空演变

以西北干旱区重要的内陆河——黑河中游地区为研究区域,采用1975、1987、1992、2001和2010年遥感影像为基础数据,选取土地利用变化幅度、动态度和土地利用强度指数3个指标,并结合转移矩阵,采用相关性分析和主成分分析方法,对该地区近35a来的土地利用／覆被变化及其驱动力进行综合分析。结果表明,1975--2010年,研究区耕地和城乡居民工矿用地所占比例持续上升,分别由14．14％和1．52％增加到19．74％和1．98％;草地和水域面积则分别减少3．87×10^4和0．41×10^4hm2。各土地利用类型中以耕地的土地利用变化强度指数最高,达0．1604％,草地次之。研究区土地利用类型间主要转移方向为：草地转化为耕地和未利用地,未利用地转化为耕地和草地,林地与草地问相互转化。导致黑河中游地区土地利用发生上述变化的主要驱动力为社会经济因素。     

不同相对分子质量PBS基共聚物的降解产物对土壤微生物的影响研究

以陕西花园土为供试土样,采用室内模拟实验,在土壤中加入一定量的聚丁二酸丁二醇酯（PBS）,研究不同数均相对分子质量的PBS（Mn分别为3.46×103、8.13×103、1.60×104、3.50×104）对土壤呼吸强度,微生物（细菌（bacteria）、真菌（fungi）、放线菌（actinomycetes））数量的影响,以此来探讨PBS降解产物对土壤微生物生理特性的影响。研究结果表明：①相对分子质量为3.46×103和8.13×103的PBS在其质量分数较低时有利于土壤呼吸强度的增加,有利于细菌的生长,最大增长幅度达到40%,在其质量分数较高时有利于真菌生长,最大增长幅度达到500%。②相对分子质量为1.60×104和3.00×104的PBS随着PBS质量分数的升高,对土壤呼吸强度和微生物数量的促进作用相应增加,对土壤呼吸强度的提高幅度最大达11.6%,对真菌的提高幅度达178%。     

中国工业烟尘排放状况研究

烟尘是工业最主要的污染气体排放之一,它不仅威胁人体健康,还严重破坏区域环境。为了研究分析2001—2009年中国工业烟尘排放的发展趋势及其影响因素,并有针对性地提出工业烟尘减排的建议与对策,文章首先根据中国工业的经济与环境数据,描述分析了2001—2009年工业烟尘排放的发展趋势,再利用对数平均迪氏指数法（LMDI）将工业烟尘排放的影响因素分解为规模效应、结构效应、技术效应和治理效应4个子因素。通过对比分析各子因素的影响程度和发展变化情况,得出规模效应是工业烟尘排放的重要来源,技术效应和治理效应是工业烟尘减排的主要动力,而结构效应是未来烟尘减排的重要方向等结论。文章根据各工业子行业的烟尘产生与排放量,建议将化工及金属行业,水热电气供应业作为目前工业烟尘减排中的重点行业,这两个行业的烟尘产生量与排放量之和均达到工业烟尘产生量与排放量的80%以上。通过对比各影响因素对各工业子行业的影响程度,指出各子行业烟尘减排的主要方向与存在的障碍。     

中国城市工业污染强度与经济增长耦合关系

利用幂函数模型对中国46个重点城市1993-2006年人均GDP和7项工业污染强度指标进行曲线拟合,用于描述和分析我国城市经济发展与工业污染强度的耦合状态,经模型推导提出了“效率弹性系数”,作为度量城市经济与工业污染控制协调发展程度的指标。拟合统计结果显示,中国城市工业污染强度与经济增长的关系曲线形状有明显的幂函数特征。样本城市在“曲线簇”中的位置能揭示“后发优势”以及经济-环境耦合水平优劣的信息。对样本城市效率弹性系数的统计分析证明,该系数可以作为城市经济环境管理的决策依据。     

Technological influences and abatement strategies for industrial sulphur dioxide in China

Industrial SO₂ is the most important air pollutant in China. This paper outlines the technological impacts on industrial SO₂ emissions in China in terms of: amount, intensity, structure of energy consumption and structure of energy-intensive industries. It shows that industrial SO₂ emissions have linear growth alongside increases in energy consumption, particularly the rise in coal consumption. The contribution of technological factors to decreases in the intensity of energy consumption is 25%, while the structural factor is 75%. The power industry accounts for 52.6% of total industrial SO₂. Optimisation of the structure of energy consumption can reduce SO₂ emissions by 1.98 million tonnes per year. We propose the following technological strategies for industrial SO₂ abatement: adjustment of the system and structure of thermal power generating units, acceleration of flue gas desulphurisation projects, transformation of industrial structures, development of eco-industries and a reduction in energy consumption per unit product. In addition, an effective way to abate industrial SO₂ emissions is to promote governance strategies to stricly enforce SO₂ emission standards, conduct emission trading, and formulate incentives for encouraging cleaner production and clean energy development.     

村级养殖种植园区碳素物质流分析——以北京市平谷区西柏店村为例

将西柏店村畜禽养殖规模折合为1.5万头猪场当量污染负荷,并将整个园区生产工艺分为养殖、废弃物处理和种植3个阶段,不考虑隐藏流的情况下,以1年为系统边界,通过数据调查、已有资料研究和小区种植试验,采用物质流分析方法分析了西柏店村养殖种植园区在整个生产工艺的碳素流动,以期为村级养殖种植园区大力发展低碳经济提供新的方法和视角,为村级区域循环经济及可持续发展提供减少环境压力解决方案的科学依据。通过园区养殖种植过程的C素分析表明,养殖阶段年输入C素总量为112.52×10^4 kg,其中猪身总固碳量为40.04×10^4 kg,粪碳和尿碳总量为49.29×10^4 kg,以CO2形式代谢排出的C为23.19×10^4 kg。废弃物处理阶段输入的碳主要为粪碳和尿碳,其总量为49.29×10^4 kg,其中9.79×10^4 kg尿碳直接进入种植阶段,39.50×10^4 kg粪碳进入沼气站处理,沼气转化出的碳为11.02×10^4 kg,其中CH4为8.43×10^4 kg,CO2为2.59×10^4 kg,养殖污水中通过CH4排放再加上其他途径释放的碳约有23.66×10^4 kg,占粪碳量的59.89%。进入种植阶段的碳素主要为尿碳、沼渣和沼液的碳素,合计为14.61×10^4 kg,假设该村43 hm^2耕地能全部施用沼肥,不计其他作物种植,1季玉米种植土壤可库存有机碳为60.50×10^4 kg,为进入种植阶段碳素14.61×10^4 kg的4倍,还可增加植物有机碳27.31×10^4 kg。由C素流动分析可知,西柏店村具有可容纳该村养殖废弃物的环境容量,有较好实现养殖废弃物循环利用的条件,但需大力加强畜禽废弃物的管理和处理,提高园区养殖废弃物循环利用效率。     

Analysis of driving forces behind diversified carbon dioxide emission patterns in regions of the mainland of China

China has large regional disparities in carbon dioxide CO₂ emissions with economic development among its 31 provincial mainland regions. This paper investigates these disparities in CO₂ emission patterns and identifies the factors underlying the differences. Results show that the 30 study China's mainland provinces (Tibet not included) can be divided into seven groups with three typical CO₂ emission patterns. Index decomposition results indicate that changes in economic development, the industrial sector, and technology contribute far more to increased CO₂ emissions than do population, energy structure, and other sectors. Close inspection reveals that different industry structures and technology contribute greatly to the differences observed in CO₂ emissions between provinces with similar economic output. This study highlights the importance of region-specific industrial structure adjustment policies, especially for regions transitioning to heavy industry and for those still in the primary stages of industrialization. The potential application of a domestic carbon emissions trading system, to encourage regional investment in updated technology, is also discussed.     

基于LMDI的中国二氧化硫排放区域变化的因素分解

运用LMDI方法将中国SO2排放变化分解为规模效应、区域经济结构效应、能源强度效应、能源结构效应、产污系数效应和污染治理效应六个因素,并进行了东、中、西和东北四个地区的差异分解分析。结果表明：规模效应是造成各地区SO2排放增加的最重要原因,不同地区不同时段SO2排放的减排因素不同。1999―2003年间,东部、中部地区能源结构和产污系数的减排效应显著,西部、东北地区能源强度和产污系数效应突出;2003―2006年间,东中西部污染治理和产污系数减排效应明显,东北地区能源效率减排贡献大;2006―2009年间,东部、中部的污染治理和能源效率减排贡献突出,西部的产污系数效应和污染治理作用显著,东北的产污系数和能源强度效应突出。建议按照不同地区结合实际情况实行灵活的减排政策。