中国食物链氮素资源流动特征分析

活化氮引起的资源环境问题成为国际关注的热点。研究利用养分流动方法,利用模型量化氮素流动特征的指标,阐明我国食物链氮素流动特征。结果表明：随着GDP增长,在食物消费拉动下,2005年人均化肥、饲料、食物氮素消费量分别为1980年的2.1、2.2和1.3倍,养活一个中国人的资源代价在增加。中国食物链氮素库存量和流量大幅增长,1980年到2005年农田氮素总流量从2104×10⁴t增加到4355×10⁴t,动物生产体系氮素流量从745×10⁴t提高到2255×10⁴t,家庭消费系统氮素流量从313×10⁴t增加到436×10⁴t。然而,2005年食物链氮素生产效率仅为9%,废弃物循环率下降。与此同时,食物链氮素流动排放造成巨大的环境压力,2005年食物链系统进入环境的氮素为4 288×104 t,是1980年的2.4倍。     

四川省非道路移动源大气污染物排放清单研究

根据调查收集到的2015年四川省工程机械、农业机械、铁路机车、船舶和民航飞机的保有量、活动水平等数据,采用"排放因子法"计算了非道路移动源大气污染物排放量,分析了2015四川省非道路移动源的尾气污染排放特征,并建立了3km×3km的网格化排放清单.结果表明,2015年四川省非道路移动源排放的PM₁₀为1.38×10⁴t,PM_2.5为1.25×10⁴t,NO_x为1.83×10⁵t,THC为2.98×10⁴t,CO为1.21×10⁵t.工程机械对污染物的贡献率相对较高,占比达到70%;其次为农业机械,对NO_x和PM的贡献占比分别达到15%.工程机械和农业机械的排放主要集中在夏季和秋季,而飞机、铁路机车和船舶的时间变化较不明显;而从空间分布来看,高排放源主要分布于成都平原地区和川南地区.     

中美商品贸易的碳排放转移研究

中美两国均为温室气体排放大国,且双边贸易额巨大。由于两国在基础设施、技术、能源综合效率和资源禀赋上存在差异,使得中美商品贸易中存在碳排放转移。论文采用投入产出法的思想,结合经济、能源与贸易三系统,建立了基于国际商品贸易的碳排放转移模型,并分别测算了1997年与2002年中美商品贸易中各相应部门的碳排放转移量。研究表明：①1997年与2002年,基于中美商品贸易的中国部门载碳量分别达到4010.13×10⁴t碳与5056.21×10⁴t碳,依次占中国相应部门载碳总量的6.61%与8.33%;而美国部门载碳量仅为290.65×10⁴t碳与335.61×10⁴t碳,相继仅占美国部门载碳总量的0.53%与0.66%;②1997年与2002年,中美商品贸易的碳转移总量依次达3719.75×10⁴t碳与4719.60×10⁴t碳,化学工业、金属冶炼及其压延加工业是主要的碳转移部门;③1997年与2002年,通过国际商品贸易,美国分别有相当于其相应部门碳排放总量的6.77%与9.32%的碳被泄露到了中国,中国为美国的碳减排做出了很大的潜在贡献,美国等发达国家应该为中国等发展中国家提供切实有效的气候与环境友好型技术援助。     

京津冀大气污染传输通道城市燃煤大气污染减排潜力

以京津冀大气污染传输通道城市为研究对象,建立了燃煤电厂、燃煤锅炉、农村散煤三大污染源主要大气污染物排放计算方法,以2015年为基准年,梳理现有燃煤污染减排政策措施,对2017年“2+26”城市燃煤污染源SO₂、NOx、PM、PM₁₀、PM_2.5的减排潜力进行了分析.结果表明：实施燃煤电厂超低排放改造、燃煤锅炉淘汰或改造、散煤改电（气）等措施后,“2+26”城市2017年燃煤SO₂、NOx、PM、PM₁₀、PM_2.5排放量分别达到87×10⁴t、56×10⁴t、64×10⁴t、45×10⁴t、32×10⁴t,预计比2015年分别减少44%、48%、33%、32%、30%.燃煤电厂、燃煤锅炉、农村散煤替代各项污染物减排比例分别在55%~70%、31%~38%、18%~21%,未来农村散煤治理的减排潜力还较大.从各城市情况来看,多数城市燃煤SO₂、NO_x减排主要来自燃煤电厂超低排放改造;保定、廊坊等城市燃煤颗粒物减排量较大,得益于散煤治理工作的大力推进.     

京津冀及周边地区水泥工业大气污染控制分析

以京津冀及周边地区水泥工业为研究对象,基于产排污系数法,建立了水泥工业主要大气污染物排放计算方法,对2016年该地区水泥工业主要大气污染物排放控制水平进行了分析.结果表明：京津冀及周边地区2016年水泥工业SO₂、NO_x、PM（有组织）排放量分别达到3.2×10⁴t、23.9×10⁴t、9.7×10⁴t,较2015年分别减少24.1%、18.2%、27.2%,各项污染物大幅下降.水泥工业PM无组织排放量占PM总排放量的45.4%,仍需要采取集中收集的方式加强治理.山东、河南是水泥工业SO₂、NO_x、PM、PM₁₀、PM_2.5重点排放来源,应通过化解过剩产能降低污染排放.从各工艺来看,新型干法工艺应考虑采用高效脱氮脱硫技术、协同处置技术、高效大型袋式除尘技术等新技术,进一步降低各项污染物的排放量;粉磨站也需进一步提高污染治理水平.     

中国菌糠露天焚烧污染物排放时空分布特征

基于我国2000~2017年食用菌年产量数据,采用排放因子法估算了菌糠露天焚烧的污染物排放量,利用Mann-Kendall法和聚类分析法分析了排放量的时空分布特征,使用回归分析法预测了污染物的排放趋势.结果表明：（1）2000~2017年全国菌糠露天焚烧污染物排放量持续上升,PM_2.5、CO₂、CO、CH₄、NMVOCs、PAHs、NO_x、SO₂累积排放量分别为1.40×10⁶,3.48×10⁸,1.99×10⁷,8.43×10⁵,2.08×10⁶,3.00×10⁴,6.34×10⁵,8.29×10⁴t;（2）污染物排放量较高的省区包括山东、黑龙江、浙江、湖南、江苏、福建和河南,排放量较低的省区包括贵州、宁夏、天津、北京、新疆、重庆、甘肃;（3）预计2021年菌糠焚烧污染物总排放量高达4.25×10⁷t,其对生物质焚烧污染物总排放量的贡献率约为19.82%.我国菌糠露天焚烧污染物排放规模较大,应予以重点关注.     

中国生物质能源的定量评价及其地理分布

利用已有统计资料和数据,定量估算了中国生物质能源的数量,并对其地理分布格局进行了探讨。研究表明:①2004年中国生物质资源实物蕴藏量为:秸秆7.28×10⁸t,主要分布在河南、山东、黑龙江、吉林、四川等省;畜粪39.26×10⁸t,主要分布在河南、山东、四川、河北、湖南等省;林木生物质21.75×10⁸t,主要分布在西藏、四川、云南、黑龙江、内蒙古等省区;城市垃圾1.55×10⁸t,主要分布在广东、山东、黑龙江、湖北、江苏等省;废水482.4×10⁸t,主要分布在广东、江苏、浙江、山东、河南等省;②2004年中国生物质能实物总蕴藏潜力为35.11×10⁸tce,前五位依次为四川、云南、黑龙江、河南和内蒙古;其中理论可获得量为4.6×10⁸tce,前五位为四川、黑龙江、云南、西藏和内蒙古。可获得量中秸秆、薪柴和畜粪所占比例分别达38.9%、36.0%和22.14%;③中国生物质能分布不均,省际差异较大。按农村人口计算,人均理论可获得生物质能最大的西藏自治区达14.17tce,最小的浙江省仅0.15tce。而生物质能蕴藏潜力分布在一定程度上与常规一次能源蕴藏潜力分布呈现互补状态,则更加突出了在一次能源蕴藏量较低的地区开发利用生物质能的巨大潜力。     

基于化肥生产的硫资源流动规律研究

选择硫资源消耗最大的化肥生产过程为载体,应用自然资源流动的理论,结合不同化肥品种的生产对硫资源的流动规律及其时空变化进行了定量研究。结果表明,我国化肥生产中硫资源总转入率只有56%,有322×10⁴t硫转入磷石膏而流失。不同化肥品种转入率差别很大,磷酸二铵、磷酸一铵和重钙等高浓度磷肥中硫的转入率均不足7%,三元复合肥中硫的转入率为38%,过磷酸钙、硫酸钾、硫酸铵等品种中硫的转入率接近100%。高浓度磷肥产量与硫的转入率呈显著负相关,高低浓度磷肥的比例与硫的转入率呈极显著负相关。从1990～2002年,我国硫的总转入率从95.8%下降到57.6%。2002年,全国年产磷肥2×10⁴t(以P_{2O5计)以上的省份硫的转入率变幅为12.9%～99.7%。这些结果都表明,化肥品种结构对我国硫资源的转化起到决定性作用。因此,在制定我国化肥品种结构调整规划时应当考虑硫资源的合理利用问题。}     

陕西省天然源挥发性有机物排放清单及时空分布特征研究

基于Guenther提出的天然源性有机化合物(BVOCs)公式计算模型,利用高精度土地利用遥感资料,模拟估算了2000—2020年陕西省107个区县BVOCs的排放量、排放组成及时空分布规律.测算结果显示,陕西省近20年来BVOCs排放量呈上升趋势,总排放量从101.17×10⁴ t·a^-1上升至111.43×10⁴ t·a^-1.近20年陕西省年平均BVOCs排放量为106.01×10⁴ t·a^-1,其中,异戊二烯排放量为31.65×10⁴ t·a^-1,占比为29.86%;单萜烯排放量为35.61×10⁴ t·a^-1,占比为33.60%;其他VOCs排放量为38.75×10⁴ t·a^-1,占比为36.54%.BVOCs排放总量存在季节性变化,呈夏季高、冬季低的规律,夏、冬两季排放量分别为69.0×10⁴、...     

干旱化与土地利用变化对中国北方草地与农牧交错带耕地自然生产潜力的综合影响评价研究

气候和土地利用变化通过不同的方式影响耕地的自然生产潜力,目前在时空尺度上定量分析典型生态边缘区气候干旱和土地利用变化对耕地自然生产潜力综合影响的研究还比较薄弱。论文首先采用桑斯维特纪念模型(Thornthwaite-Memorial Model)对北方草地与农牧交错带地区耕地自然生产潜力进行了计算。然后结合气象数据,分析了干旱化对研究区耕地自然生产潜力的影响。又在遥感数据生成的1990,1995和2000年1km土地利用/覆盖数据基础上,分析了土地利用变化对耕地自然生产潜力的影响。结果发现1970～2006年研究区总体上呈现出较强的变干趋势,但波动明显,干旱导致耕地自然生产潜力在1990～1995年和1995～2000年分别减少了约16.61×10⁶t和19.55×10⁶t。1990～1995年和1995～2000年耕地增加率分别为2.64%和2.55%,在此基础上,耕地自然生产潜力分别增加了5.36×10⁶t和4.48×10⁶t。从整个研究区尺度来看,1990～1995年和1995～2000年耕地自然生产潜力分别减少了了约11.24×10⁶t和15.08×10⁶t。从基于气象站点的泰森多边形尺度来看,研究区的西北区域,主要包括陕西、宁夏和甘肃部分地区,耕地自然生产潜力对于气候变化比较敏感,而包括河北、山西部分地区在内的研究区华北南部区域和内蒙古主要受到土地利用变化的影响。     

基于二污普数据果菜茶畜禽粪污氮承载评估

为评估我国各省份果菜茶种植对当地畜禽粪污承载消纳能力,基于各省份果菜茶产量数据与第二次全国污染源普查结果分别核算了畜禽粪肥氮需求量和供给量,以粪肥替代化肥比率为0.4和0.5两种情景评估了各省份果菜茶种植粪肥氮承载消纳情况.结果表明:①全国果菜茶种植氮素平均需求量为358.7 kg/hm2,畜禽养殖业粪肥氮素产生量为463.3×104 t,供给量为277.97×104 t.果菜茶单位种植面积粪肥氮素供给量全国平均值为126.37 kg/hm2.②粪肥替代化肥比率为0.4时,全国果菜茶单位种植面积粪肥氮养分需求量为143.5 kg/hm2,各省份粪肥氮养分承载压力系数在0.21~2.99之间,平均值为0.78.③粪肥替代化肥比率为0.5时,全国果菜茶单位种植面积粪肥氮养分需求量为179 kg/hm2,各省份粪肥氮养分承载压力系数在0.17~2.39之间,平均值为0.63.研究显示,粪肥替代化肥比率在0.4和0.5条件下,全国大部分省份畜禽粪肥氮养分提供量未超过本区域果菜茶种植的肥料所需.各省份畜禽养殖业可提供的粪污全部用于区域内果菜茶作物施肥,全国有22个省份粪肥替代化肥的比率在0.4之内.      

中国水泥行业通过CCUS技术的减排潜力评估

中国水泥行业面临巨大的碳达峰与碳中和压力.CO₂捕集利用与封存（CCUS）技术是能够实现化石资源低碳利用的碳减排技术.在中国水泥企业数据基础上,采用全流程CCUS系统模型（ITEAM-CCUS）评估CCUS的碳减排潜力对水泥企业碳中和非常重要.模型从源汇匹配距离、捕集率、CCUS技术和技术水平这4个方面设置了10种情景,完成了水泥行业的企业筛选、场地筛选、CCUS技术经济评估和源汇匹配,初步回答了水泥企业结合CCUS的封存场地、减排规模、成本范围和优先项目分布等关键问题.在250 km匹配距离、85%净捕集率、CO₂-EWR技术和当前技术水平情景,44%的水泥企业可以利用CO₂强化地下水开采（CO₂-EWR）技术开展碳减排,累计年碳减排量为6.25亿t,平准化成本为290~1838元·t^-1;具有全流程CO₂-EWR早期示范优势的地区为新疆、内蒙古、宁夏、河南和河北等.水泥企业开展全流程CCUS项目技术可行,可以实现大规模CO₂减排,低成本项目具有早期示范机会.研究结果可为水泥行业低碳发展和CCUS商业化部署提供定量参考.     

中国煤炭供应行业格局优化及排放

随着中国经济发展进入新常态,煤炭行业正在发生巨大的变化。为降低中国未来煤炭供应行业总成本,在收集和分析行业现有格局及相关政策的基础上,研究优化未来中国煤炭产、运格局;并通过分析各地区煤炭供应行业的各个环节,最终核算出碳排放系数,再利用这些系数对优化格局下的煤炭活动产生的碳排放进行测算。结果显示：（1）在现有格局的基础上,在资源和政策的约束下,中国煤炭开发将不断集中化,山西、陕西、内蒙古、宁夏、甘肃、新疆的开发规模不断扩大,到2030年占全国总生产比例将近88%,比2015年提高17%;（2）煤炭调运压力先增后减,新疆、西南、东北等地区铁路运力不足,需不同程度地扩能;（3）2020年煤炭供应行业总排放约6.41亿t CO₂当量,单位供应排放比2015年降低8.75%,2030年总排放约5.26亿t CO₂当量,单位供应排放比2015年降低15.34%。在此基础上具体分析各地区煤炭生产、运输及排放情况,并提出了中国煤炭产业发展的相关对策建议,为煤炭行业相关决策和碳减排工作提供一定的支撑。     

中国农业和农村污染的清单分析与空间特征识别

利用清单分析方法计算了中国337个地级市(不包括香港、澳门和台湾)的农业和农村污染CODCr,总氮(TN)和总磷(TP)的产生量、排放量和排放强度,分析了其空间分布特征.结果表明,2003年中国农业和农村污染CODCr,TN和TP的产生量分别为66317,5312,1294万t,排放量分别为404.2,547.7,66.1万t,排放强度分别为10.0,13.6,1.6kg/hm².农业生产发展是造成区域环境压力的主要原因,畜禽养殖污染和化肥应成为农业和农村污染控制的重点;农村生活污染对COD_Cr,TN和TP的贡献较小,且其污染会随着城市化和农村基础设施的改善减少.长江三角洲地区和东南沿海地区是中国农业和农村污染的主要高强区,应通过提高资源利用效率对该地区进行重点控制.     

四川省大气固定污染源排放清单及特征

根据收集到的四川省电厂、工业及民用部门的活动水平数据,采用合理的估算方法和排放因子,建立了四川省2010年大气固定污染源排放清单.结果表明:12010年四川省固定源共排放SO₂ 84.1万t、NO_x 44.9万t、CO 318.8万t、PM₁₀ 44.1万t、PM_2.5 25.5万t、VOC 17.9万t;2电厂和工业过程是固定源排放的主要贡献源;3燃煤是固定燃烧排放的主要贡献源,煤矸石、焦炭、天然气对污染物的贡献也不容忽视,水泥、钢铁、轻工业制造是本地区主要的工业过程排放源;4宜宾、成都及攀枝花是固定源污染物的主要贡献城市,约占四川省总排放量的20%~40%;5电厂、能源工业燃烧清单的不确定性主要来自排放因子,而工业过程涉及排放源种类繁多且复杂,排放测试研究较少,不确定性较高.     

中国水稻收获环节的损失有多高?——基于5省6地的实验调查

受资源禀赋的约束,减少粮食产后损失日益成为增加粮食供给、保障粮食安全的重要措施之一。论文采取实地测量的方法,在全国5省6地开展田间实验和调查访谈,考察了水稻收获环节的损失情况。结果显示：各实验地块水稻收获环节的损失率为1.18%~6.55%。其中,水稻联合收获的损失率显著高于分段收获,先进机型收获的损失率低于普通机型,田地湿度、倒伏程度与水稻收获环节的损失率正相关。结合水稻优势区域的分布推算,全国水稻收获环节的损失率为3.02%。减损的情景模拟表明,当全国水稻收获环节的损失率下降到2.76%（根据农业部《水稻机械化生产技术指导意见》测算）,可节约稻谷54万t,可供439万人消费1 a,相当于节约耕地7.84万hm²,化肥2.61万t（折纯）。     

《大气污染防治行动计划》实施对经济与环境的潜在影响

基于全产业链视角,采用资源环境投入产出模型,定量化模拟了在现有产业技术条件下国家《大气污染防治行动计划》(下称《计划》项目)实施对社会经济和资源环境的潜在影响. 结果表明,《计划》项目实施:①将拉动我国GDP累计增加20 570×108元,非农就业岗位累计增加260×104个,起到刺激经济发展、促进社会就业等作用;②将直接带动环保装备制造、建筑安装、综合技术服务、锅炉技术改造以及新能源汽车等相关行业的发展,同时通过产业链关联间接带动金属冶炼压延加工业,化学工业(不含塑料和橡胶,下同),非金属矿物制品业,电力、热力的生产和供应业等传统高耗能、高污染产业的发展;③将累计新增SO₂、NO_x、烟粉尘排放量分别为121.3×104、96.0×104和60.7×104 t,年均新增排放量相当于预期减排能力的3.8%、2.2%、2.2%,主要集中于电力、热力的生产和供应业,金属冶炼压延加工业,非金属矿物制品业,化学工业以及石油加工炼焦核燃料加工业等5个行业;④将累计新增煤炭、水资源消耗量分别为1.6×108和108.2×108 t,二者的年均新增消耗量相当于2010年消耗量的1.05%和0.36%,主要集中于电力、热力的生产和供应业及金属冶炼压延加工业. 未来应加快环保产业发展,不断优化产业结构,进一步提高火电、钢铁等国民经济基础性行业污染治理效率和资源使用效率,从产品供给角度减少大气治理活动对环境的影响.      

中国、美国、摩洛哥磷矿资源优势及开发战略比较分析

从资源保护和优化利用的角度出发,比较了中国、美国、摩洛哥三国磷矿石的储量、品位、重金属含量、矿产集中度、运输距离等,发现摩洛哥磷矿资源具有极强的优势,而美国资源也要优于中国。在比较了矿产开发规模、回采率、产量、成本、可利用年度等指标后,发现美国与摩洛哥各有优劣,而中国明显落后。根据磷肥生产量估算,2003年中国磷矿实际消耗量达到10558×10⁴t标矿。根据现有开采水平和消费量估算,世界磷矿可以满足100年内的需求,但是中国P2O5≥30%的富矿资源仅能利用到2014年,提高回采率可能会达到2022年。中国磷矿资源开发策略欠佳,浪费严重、经济效益低下,导致远景供应堪忧。针对以上问题,提出了我国磷矿资源合理利用的若干建议。     

2010~2015年我国水泥工业NOx排放清单及排放特征

基于我国2011~2015年水泥企业逐条生产线基础信息、活动水平及控制技术等数据,建立了水泥工业NO_x排放量计算方法和动态排放数据库.利用该方法,计算了2011~2015年逐条水泥生产线NO_x排放量,分析了2010~2015年我国水泥工业NO_x排放特征.结果表明,我国水泥工业NO_x排放量变化范围为168~199万t,自2010年的169万t增加到2012年的199万t,达到排放峰值,随后逐年下降,到2015年与2010年基本持平.水泥工业NO_x排放的地区分布不均衡,2015年安徽、四川、河南、湖南、云南、山东是排放量最大的省份,占全国排放总量的40%,上海、内蒙、山西、新疆、湖南、云南、四川是单位熟料NO_x排放强度最大的省份.从生产线规模来看,规模≥ 4000 t·d^-1的熟料生产线产量占比和NO_x排放量占比均最大,分别为68.5%和66.5%,单位熟料NO_x平均排放强度最低.水泥生产工艺结构的转变及水泥工业降氮脱硝工作的开展是影响水泥工业大气NO_x排放特征的主要因素.     

干旱区旅游业用水供需适配性评价模型及应用——以中国新疆为例

干旱区旅游业在促进区域社会经济发展的同时,也加剧了地区的水资源供需矛盾。针对中国干旱区水资源禀赋及旅游产业的特点,提出干旱区旅游业用水供需适配性评价模型。按照旅游业产值对地区生产总值贡献率、旅游业从业人员占地区就业人员比例、地区水资源禀赋约束等指标,构建综合测算干旱区旅游业用水供给量测算模型;从旅游“食、住、行、游、娱、购”全要素视角,建立由餐饮水足迹、住宿水足迹、能源水足迹、游览水足迹、购物水足迹等账户组成的旅游业用水需求量测算模型;针对“供给”与“需求”水量的数量关系,利用组合分析方法,构建旅游业用水供需适配性程度指数评价模型,并设定评价阈值,测算干旱区旅游业用水供给与需求适配性程度的评价等级。实证分析了新疆2025年旅游业用水供需适配性程度,得出结论：为使旅游业用水维持在“供需基本平衡”或“供需平衡”的状态,新疆旅游业规模最高发展速度应在15%以内,同时新疆政府必须保持社会用水量年均节水率在0.95%及以上;而如某年发生突发性事件,则其之后年份的旅游业规模发展速度可放宽至20%。