京津冀地区贸易隐含污染转移特点及其政策启示

基于投入产出模型方法,计算了京津冀地区贸易隐含污染转移量,分析了京津冀地区贸易隐含污染转移的特点。结果显示:在京津冀地区,河北在大量向京、津两地供给消费产品的同时,也间接为京、津承担了规模巨大的污染排放;河北在京津冀地区贸易中是污染减排的最大受损方,北京则是最大受益方。京津冀地区应加快推进产业优化升级,构建均衡互补的区域产业分工体系;强化区域污染防治机制;共同出资合理补偿河北淘汰落后产能带来的经济损失。     

县域尺度的京津冀都市圈CO2排放时空演变特征

二氧化碳排放具有阶段性空间分布特征,研究其区域特征和格局演变可为减排提供重要的依据和方向.利用1990~2009年京津冀都市圈128个县级区域的二氧化碳排放量数据,运用比较统计地图和空间自相关分析方法对都市圈的二氧化碳排放的空间格局和空间依赖性进行研究.结果表明,京津冀都市圈二氧化碳排放量逐年增加,2002年之后的平均增速是2002年之前的1.8倍.各市二氧化碳排放增长趋势不一,呈三类变化趋势.都市圈二氧化碳排放格局呈现较明显的分层聚集现象,全局Moran指数先由1.44降低至1998年的0.09后缓慢回升至0.10,二氧化碳排放高值区域空间分布由"双中心"发展至"四中心",低值区域变化较小.局部空间自相关性则呈现了4种类型的变化:大部分区域基本保持不变或减弱,唐山等地增强,天津部分区域和宣化县转变.高值中心和低值区域的空间自相关演变过程并不相同,在制定减排规划时需要因地制宜,适当考虑周边区域的相互作用.空间格局和空间自相关关系的探讨对于认识京津冀都市圈二氧化碳排放的空间规律和制定减排战略规划具有重要意义,也为都市圈低碳发展研究提供了基础.     

京津冀及周边地区区域贸易隐含二氧化硫排放

京津冀及周边地区(包括北京、天津、河北、山东、山西和河南)是我国大气污染重点控制区域,厘清这一地区内部各省各行业之间贸易隐含污染物排放是加强区域产业协作、推进区域大气污染联防联控的重要前提.本研究以二氧化硫(SO_2)为对象,结合自下而上排放清单与中国多区域投入产出(MRIO)模型,估算了2012年京津冀及周边地区各省(直辖市)和各行业之间的贸易隐含污染排放,并基于产业链分析了区域贸易对重点行业SO_2的排放贡献,识别了主导排放的区域贸易产业链.研究结果表明,在京津冀及周边地区六省市之间,河北和山西是主要隐含排放输出区域,北京和天津是主要的隐含排放输入区域.京津冀及周边地区SO_2排放主要来源于能源动力行业、金属冶炼和制品制造业、非金属矿物制品和化学工业,而装备制造业、建筑业和服务业是拉动四类重点行业SO_2排放的主要产业.进一步分析六省市内部排放与区域产业链之间的关系发现,山西省是主要的能源消费SO_2排放输出区域;河北省是主要的金属冶炼和金属制品隐含排放输出区域;河北和河南是主要的非金属矿物制品隐含排放输出区域;山西是主要的石化与化工隐含排放输出区域.以上结果有助于理解京津冀及周边地区大气污染排放与产业结构的关系,为制定区域环境管理政策,优化区域产业结构提供支撑.     

基于环境投入产出的多视角全球二氧化硫排放

国际贸易的迅速发展是贸易隐含污染物排放转移的主要驱动因素,排放转移的出现将排放责任的研究从生产者视角贡献逐渐引向了消费者视角贡献.合理的排放责任界定成为区域减排的重要参考.本研究利用多区域环境投入产出模型,以当前社会广泛关注的大气污染物二氧化硫为载体,详细分析了2007年全球各地区基于生产者视角、生产链末端视角、消费者视角、考量区域减排努力的改进的消费者视角的大气污染物排放贡献,并对各个视角下的区域排放进行比较和分析.结果表明:西欧、北美、日澳新等地区生产者、生产链末端、消费者视角的排放依次升高,而南亚、东亚地区的排放依次减小.大量的二氧化硫排放从西欧、北美随着国际贸易供应链转移到东亚地区.全球各地区二氧化硫排放强度的差异和全球贸易导致的生产格局的变化均为排放转移的原因.本研究是贸易引致环境问题研究的重要补充,为区域乃至全球从贸易角度降低区域大气污染问题提供了科学依据.     

基于系统动力学的中国碳减排路径模拟

通过分析二氧化碳排放影响因素之间作用关系与碳减排的主要路径,构建二氧化碳排放系统动力学模型。在此基础上,通过调控供给侧经济增长速度、能源结构和产业结构要素,预测四种不同情景方案对二氧化碳排放的影响,以进一步探讨二氧化碳排放主要部门减排贡献。结果表明：四种方案的二氧化碳净排放量增长趋势逐年变缓,在二氧化碳净排放量达到峰值后,调整经济增速、改善能源结构和优化产业结构继续为碳减排发挥积极作用,相比于经济增速和产业结构调整,能源结构改善的减排贡献度更高。在综合调控经济增速、能源结构和产业结构的方案下,中国二氧化碳净排放量2024年将达到高峰值104.45亿t,2058年实现碳中和,这与现实情况更加吻合。未来若能抓住经济、能源、产业低碳转型的良好机遇,并进一步加强各部门的减排努力,中国二氧化碳净排放量有望2025年前达峰,2060年前实现碳中和。     

区域贸易隐含碳排放和SO_2排放的投入产出分析——以江苏为例

区域碳排放责任划分和污染治理必须考虑空间转移问题,才能制定公平可行的减排和治理方案。中国区域产业结构和消费模式不同,区域间贸易往来密切,需要对贸易品中隐含的碳排放和污染排放进行估算。论文采用多区域投入产出模型,计算了江苏基于生产者角度和消费者角度的碳排放和SO_2排放,对各部门贸易中隐含的碳排放和SO_2排放进行了估算,并对隐含碳排放和SO_2排放流入最高的4个部门和最终需求中碳排放和SO_2排放的流入来源进行了分析,结果发现江苏属于碳排放和SO_2排放净流入区域,净流入碳排放17.87 Mt C,净流入SO_2排放9.05×104t。金属冶炼及压延加工业、化学工业、电力和热力的生产和供应业以及建筑业输入贸易中隐含的碳排放和SO_2排放都较大,未来江苏产业结构调整面临较大压力。     

京津冀农业源氨排放对PM2.5的影响

根据收集的京津冀区域农业氨排放源活动水平数据,使用排放因子法建立了2014年京津冀地区农业氨排放清单.结果表明,2014年京津冀地区农业源氨排放总量为1750695t,平均排放强度为8.09t/km²;河北省、北京市和天津市农业氨排放量分别为1594087t、58822t和97786t.;猪和蛋鸡是畜禽养殖业中氨排放的主要来源,分别占31.29%和26.07%.模拟结果表明,农业氨减排使京津冀地区PM_2.5的年均浓度下降12.04μg/m³,下降比例约为18.36%,4月份和7月份农业氨减排对PM_2.5的影响较大,而1月份影响较低;农业氨减排使无机盐（硫酸盐+铵盐+硝酸盐）的年均浓度下降10.00μg/m³,年均浓度下降比例为41.84%,对硝酸盐的影响最大,铵盐次之,硫酸盐最小.     

我国城市二氧化碳和大气汞排放特征及协同控制潜力研究——基于生产和消费的视角

面对全球气候变化和区域性空气污染的双重压力,中国作为全球最大的二氧化碳(CO₂)和大气汞排放国,亟需实现CO₂和大气汞的排放控制.考虑到CO₂和大气汞排放的潜在同源性,探究其内在的协同潜力、识别协同减排潜力较高的典型城市和行业能为我国新发展阶段减污降碳、协同增效提供重要支撑.鉴于此,本文以化石能源为切入点,通过编制我国城市层面CO₂和大气汞排放清单,构建2015年城市尺度多区域投入产出模型,并进一步采用相关系数评估生产端和消费端CO₂和大气汞的协同控制潜力.结果表明,生产端城市和部门层面CO₂和大气汞排放具有一定的协同控制潜力,其相关系数分别为0.836和0.799.其中,鄂尔多斯市等地的电力、热力的生产和供应业协同控制潜力良好.消费端城市和行业层面CO₂和大气汞排放具有较高的协同控制潜力,其相关系数分别为0.929和0.971.其中,重庆市等地的建筑业较为典型.区域间贸易相关的CO₂和大气汞排放净转移也存在协同...     

基于生态网络分析的京津冀城市群隐含碳代谢强度研究

针对当前城市群发展中所映射出的高碳排放现状,选取京津冀城市群作为研究对象,构建区域及产业部门两个层面的网络模型.结果发现,在区域层面,北京、天津、河北隐含碳排放量均呈稳步增加趋势,其中,北京受减排政策影响隐含碳排放量增长幅度较小且排放强度最小,而河北作为城市群主要工业生产区,排放量及排放强度依然居高不下.在产业部门层面,部门隐含碳排放量中金属冶炼及压延加工业和电力、热力生产及供应业处在前列,而前者主要受到产业趋同效应影响,后者揭示北京对外调电依赖程度愈发明显而河北作为燃煤发电地区碳排放量增长迅速.对比两层面结果,发现二者变化趋势保持一致,且城市群内产业结构趋同性依然较为明显,服务行业因其所具有的较低排放强度及较高竞争力,在地区经济发展中地位可进一步提升.本研究从“代谢”视角出发,探究经济条件约束下城市群区域及产业部门碳减排责任,整合生态网络分析方法探究隐含碳排放强度表征下的系统结构和功能特征,可为城市群实现“减碳”目标提供科学依据.     

基于城市大气环境荷载指数的大气污染排放变率估算

基于地面气象观测资料计算大气自净能力指数ASI,和环境监测站的实测PM_2.5浓度数据,利用城市大气环境荷载指数研究分析了2个时段单位人口的污染物排放率的变化,以及2013年9月~2019年2月京津冀及周边主要城市气象条件和减排措施对空气污染物浓度变化的作用.结果显示：秋冬季节污染物的削减力度明显大于春夏季.2014年秋冬季有74.5%城市实现减排,区域平均减排12.6%,减排初见成效;2017年和2018年秋冬季,京津冀及周边地区持续大幅减排,其中京津冀区域相对基准年分别减排54.0%和47.7%.长治市在2014~2017年秋冬季排放率均高于基准年,直至2018年冬季始实现减排27.6%;石家庄市排放率变化幅度波动较大,2016年冬季相比2014年冬季增加68.2%,今后区域污染物防控需要重点关注以上2个城市.城市大气环境荷载指数能够客观定量反映出典型减排时段的排放率变化方向和幅度,是一种评估气象条件和排放控制措施二者对污染物浓度变化各自作用的简单有效方法.     

基于1 km网格的天津市二氧化碳排放研究

中国城市建制及地理边界特征使得国际城市CO2排放的关键问题在中国难以深入研究.例如,城市排放占比,城市与周边区域排放差异等.本文基于天津市CO2排放的1 km网格,分析天津市CO2排放的空间特征,探讨天津市不同城市范围的CO2排放水平,并与纽约市进行对比分析.结果显示,2007年天津市市域内CO2排放总量为12599万吨,人均排放11.30 t.天津市市域CO2排放的空间格局是从中心6个城区向外单位网格排放量逐渐降低.CO2排放在空间上具有显著的正空间自相关性,中心6个城区、滨海新区及郊区县中心镇的CO2排放对其周边区域CO2排放影响显著,天津市狭义城市人均CO2排放量为4.71 t,低于纽约市的6.33t;狭义城市范围1排放占总排放的比例为69.26％,略高于纽约市的59.70％.以狭义城市为城市范围时,天津城市及周边区域人均CO2排放的空间特征与发达国家城市的排放特征研究结论一致,都是从城区—郊区—周边区域,人均排放水平逐渐升高;在此范围下,天津城市CO2排放仅占全市域的14.00％.     

京津冀污染物跨界输送通量模拟

发展了关键影响因子加权人为源分配方法(WKIF),增添了依赖于气象条件和下垫面类型的生物源,动态更新了气象场和浓度场的边界条件.然后利用WRF-CAMx模式定量给出了四季北京、天津和河北大气边界层中PM2.5、O3、CO、SO2、NO2和NO跨界输送通量和北京净输入或输出通量.结果表明WKIF方法合理反映了中小城市人为源的空间分布特征,模式重要输入参量、初值与边界条件的改进显著改善了WRF-CAMx模式对京津冀地区6个观测站点近地面NOx、O3和PM2.5浓度的模拟.北京向天津冬、春季主要通过西北方向,夏、秋季主要经过偏西方向输入NO、NO2、SO2、CO、O3、PM2.5,输送通量夏季均最小,冬季均最大,且四季北京向天津输入的CO、O3、PM2.5通量显著高于NO、NO2、SO2通量.河北的污染物冬、春季主要通过西北方向,夏季主要经由偏南方向,秋季主要途径偏西方向进入北京;四季北京向河北输入NO和NO2,但跨界输送通量小于20t·d-1;四季河北向北京输入的CO、O3、PM2.5通量远高于北京向河北输送的NO、NO2通量,明显大于北京向河北输送的SO2通量,且河北向北京输入CO、O3、PM2.5通量夏季均最小,冬季均最大;四季北京大气边界层中NO、NO2、SO2最大净输出通量小于50t.d-1,CO、O3、PM2.5净输入或输出通量分别为111～2309、567～6244、715～1778t·d-1.这些定量结果为京津冀区域污染源调控对策的制定提供了科学依据.     

中国水泥碳排放测算的影响因素分析与不确定度计算

作为水泥生产大国和CO_2排放大户,中国水泥行业的CO_2排放在国际上受到越来越广泛的重视,然而不同的研究结果之间存在不同程度的差异.为了定量研究中国水泥碳排放测算的影响因素,对碳排放因子的测算、运营边界的界定及水泥熟料或水泥成品的产量这3个影响因素做了详细分析,并对碳排放因子的不确定度做了定量计算.结果发现,影响中国水泥碳排放测算的最主要因素是碳排放因子,而该因素又与生产工艺、燃料和熟料水泥比等密切相关.本研究结果比IPCC、EDGAR、CDIAC和WBCSD/CSI等研究结果均低,并且差异逐年显著,以水泥碳排放来自碳酸盐分解的部分为例,2000年相差约65 Mt,而2012年差值接近450 Mt.计算表明,中国水泥碳排放不确定度为12%~22%.因此,水泥碳排放测算的影响因素较多,在计算中国水泥碳排放量时不可照搬国外研究的参数.     

Estimation of carbon dioxide flux and source partitioning over Beijing, China

The magnitude and partitioning of carbon dioxide emission from the urban area in Beijing, China was estimated based on a statistical approach. Results showed that the urban surface is a net source of CO2 to atmosphere. The main sources of CO2 are vehicles, which accounted for 75.5% and 38.9% of CO2 emission in summer and winter, respectively. At midday in summer, the CO2 uptake of-0.034 mg/（m^2.sec） indicated that vegetation is an important sink of CO2 in summer. Comparison between the annual emission rates of CO2 from the statistical approach and that directly measured by the eddy covariance technique implies that a bottom-up emission approach is a viable means to estimate CO2 emission in an urban area.     

北方典型设施菜地土壤CO2排放特征

为研究我国北方典型设施菜地的土壤CO₂排放特征及其影响因素,通过原位监测手段,研究山东省寿光市农田转变为不同种植年限（6、12 a）设施菜地及设施菜地荒废12 a后土壤CO₂排放规律及影响因素.结果表明:①种植6 a设施菜地较农田具有较高的土壤CO₂排放量,可能是由于设施菜地种植过程中大量施加有机肥造成的,并且设施菜地土壤温度及含水率较高,增加了土壤蔗糖酶活性,加剧土壤CO₂排放.②当种植年限超过10 a,设施菜地施肥量减少,降低了土壤微生物可利用底物的供应.因此,种植12 a设施菜地土壤CO₂排放量降至农田水平.③种植6 a设施菜地土壤的w（DOC）（DOC表示水溶性有机碳）比农田较高.④土壤CO₂排放年内分配不均匀,表现为农田及荒废设施菜地土壤CO₂排放主要集中在5—8月,其排放量占全年的75.09%、87.02%,峰值出现在7月.种植6 a设施菜地土壤CO₂排放主要集中在5—8月和11月—翌年2月,两阶段排放量分别占全年的48.48%、42.34%,峰值分别出现在7月、12月.研究显示,农田转变为设施菜地短期（种植6 a）内可显著促进土壤CO₂排放及DOC的输出,但随着种植年限延长至12 a,土壤CO₂排放降至农田水平.      

中国服务业CO2排放的时空特征与EKC检验

采用IPCC温室气体排放清单中CO₂排放因子与估算方法,核算了1995—2012年中国30个省区(不含港澳台地区和西藏自治区数据,全文同)服务业的CO₂排放量,并对30个省区服务业人均CO₂排放量的时空特征进行分析;利用基于面板数据的EKC模型检验中国及其三大经济带服务业增长与CO₂排放之间的关系. 结果表明:在考察期内,中国服务业人均CO₂排放量从0.16 t升至0.77 t,服务业人均增加值从1 621.04元增至9 991.95元;服务业人均CO₂排放量排在前列的省区大都位于东部地区;东部和中部地区人均CO₂排放量与服务业人均增加值之间呈线性正相关,人均服务业增加值每增加1个单位,人均CO₂排放量将分别增加1.02和1.16个单位;西部地区人均CO₂排放量与服务业人均增加值之间呈单调递增关系. 在此基础上,提出差别化的碳减排对策:①东部地区应通过技术改进和优化产业结构、能源消费结构来降低CO₂排放,并成为中国服务业节能减排的“领头羊”;②中、西部地区应在保持服务业经济适当增速的前提下,将提高能源利用效率和降低能源强度作为减排重点.      

广东省CO2排放变化的社会经济影响因素

作为我国经济最为发达的省份之一,广东省社会经济可持续发展面临CO₂排放量增长的挑战.从多角度分析广东省CO₂排放变化的社会经济影响因素,有助于其实现低碳发展.基于投入产出模型,从生产、需求和供应角度分析1987—2015年广东省CO₂排放量的变化;此外,采用结构分解分析方法,从需求和供应角度量化广东省各种社会经济因素对CO₂排放变化的相对贡献.结果表明:①与生产端相比,需求侧和供给侧的研究有助于识别不同的关键行业,如建筑业（需求侧）、金融和保险业（供给侧）.②降低碳排放强度是减少广东省CO₂排放的主要因素,而人均最终需求水平和人均初始投入增加是推动广东省CO₂排放增加的主要因素.③生产结构、最终需求结构和初始投入结构变化导致CO₂排放量略有增加,表明广东省具有较大的通过调整结构性因素减排CO₂的潜力.综上,建议除了生产端CO₂减排措施外,广东省还应采取需求侧和供给侧相关措施,如优化消费行为、产品分配行为和初始投入结构等.      

Emissions and Atmospheric CO2 Stabilization: Long-Term Limits and Paths

The objective of stabilization of greenhouse gas concentrations is often envisioned as a monotonic approach to higher constant concentrations. For CO₂ to approach a constant concentration over a finite time, CO₂ emissions must peak and then gradually approach zero over 1,000+ years, regardless of the concentration level. While this intellectual architecture has proved useful, we suggest consideration of a broader range of scenarios, including ones in which net emissions decline to zero over a finite period of time resulting in a maximum CO₂ concentration followed by a long-term decline to a lower level. Carbon cycle model results illustrate these scenarios.     

Two-step accelerated mineral carbonation and decomposition analysis for the reduction of CO2 emission in the eco-industrial parks

Carbon dioxide（CO2） emissions are a leading contributor to the negative effects of global warming. Globally, research has focused on effective means of reducing and mitigating CO2 emissions. In this study, we examined the efficacy of eco-industrial parks（EIPs） and accelerated mineral carbonation techniques in reducing CO2 emissions in South Korea.First, we used Logarithmic Mean Divisia Index（LMDI） analysis to determine the trends in carbon production and mitigation at the existing EIPs. We found that, although CO2 was generated as byproducts and wastes of production at these EIPs, improved energy intensity effects occurred at all EIPs, and we strongly believe that EIPs are a strong alternative to traditional industrial complexes for reducing net carbon emissions. We also examined the optimal conditions for using accelerated mineral carbonation to dispose of hazardous fly ash produced through the incineration of municipal solid wastes at these EIPs. We determined that this technique most efficiently sequestered CO2 when micro-bubbling, low flow rate inlet gas, and ammonia additives were employed.     

新安江水库二氧化碳排放的时空变化特征

新安江水库是我国华东地区最大的水库,面积580 km2,平均深度30 m,水库水体处于中贫营养状态.为了研究新安江水库中CO_2排放的时空变化特征,2014年12月至2015年12月采用静态浮箱法收集水库表面以分子扩散方式排放的CO_2,使用气相色谱仪分析CO_2浓度.结果表明,新安江水库CO_2排放通量从上游入库河流[(120.39±135.41)mg·(m~2·h)~(-1)]至库区主体[(36.65~61.94)mg·(m~2·h)~(-1)]呈下降趋势,而大坝下游河流中CO_2排放通量[(1 535.00±1 447.46)mg·(m~2·h)~(-1)]显著增加,约分别是上游入库河流和库区主体的13倍和25~42倍.但随着与大坝距离增加,大坝下游河流中CO_2排放通量显著下降,如7 km处的CO_2排放通量仅为出库水体处的20%.在库区主体中,CO_2排放通量具有明显的季节变化:CO_2排放通量在秋、冬季时为正值,最大值出现在冬季(12月或1月),说明此时库区表层水体是CO_2排放源;而CO_2排放通量在春、夏季为负值,最小值出现在春季(3、4或5月),说明此时库区表层水体是CO_2吸收汇,这可能与春、夏季时水体中藻类繁殖有关.所以,在调查水库表面CO_2排放时,应对水库的上游入库河流、库区主体和坝下河流进行全面长期的观测,才能避免低估水库中CO_2排放总量.