松嫩平原不同秸秆还田方式下农田温室气体排放及碳足迹估算

明确松嫩平原不同秸秆还田方式下的温室气体排放和碳足迹特征,对于制订本地区固碳减排策略、发展低碳农业和保障农业可持续发展具有积极作用。该研究基于松嫩平原黑土秸秆还田定位试验,在大豆-玉米-玉米典型轮作模式下,2013—2015 年监测不同秸秆还田方式下(秸秆不还田旋耕 CK、秸秆深施还田 DSR、秸秆覆盖免耕 SC)农田 N₂O 和 CH₄ 排放变化,利用生命周期法估算农资投入和田间操作引起的直接或间接碳排放量,分析碳足迹特征。结果表明,在松嫩平原大豆-玉米-玉米轮作模式下,秸秆深施还田和秸秆覆盖免耕不影响土壤 N₂O 和 CH₄ 排放。土壤温室气体排放、氮肥生产、磷肥生产和田间耕作是影响农田碳足迹的主要贡献因子,占农田碳足迹总量的 90%左右。2013—2015 年秸秆覆盖免耕处理农田碳足迹最低,较秸秆不还田旋耕和秸秆深施还田处理分别降低 4.5%和 5.1%,原因是秸秆覆盖免耕措施减少机械燃油产生的碳排放。秸秆深施还田和秸秆覆盖免耕处理可以提高大豆和玉米产量,平均分别增产 5.1%和 5.5%。综...     

农村户用沼气项目的碳减排效益核算——以湖北省恩施州为例

对现有的碳减排计算模型加以改进,对于关键参数的取值大部分参考我国学者的研究成果,以湖北省恩施州为例,从甲烷利用直接减排、化石能源替代减排、甲烷泄漏碳排放和甲烷燃烧碳排放4个方面,综合核算2000-2010年农村户用沼气项目的碳减排效益.结果表明,每口沼气池的碳减排量为1.10～1.29 t·a-1,碳减排量受沼气池规格(饲养生猪数量和类型)和地区气温变化等因素影响,每口沼气池的间接碳减排量(1.07 t·a-1)是直接碳减排量(0.22 t·a-1)的4.9倍.2000-2010年恩施州年碳减排效益整体随新建沼气池数量的增加而增加,碳减排量由2000年的3.97万t·a-1上升到2010年的70.93万t·a-1；2000-2010年恩施州户用沼气项目处理畜禽粪便导致的直接碳减排总量为157.44万t,沼气替代燃煤导致的间接碳减排总量为361.82万t,甲烷燃烧导致的碳排放量为13.12万t,甲烷泄漏导致的碳排放量为89.94万t,碳减排总效益为416.20万t.     

农业机械化对我国农业碳排放效率的影响——基于Super-SBM-Tobit模型

随着“双碳”目标的提出,碳减排成为农业发展的重要任务,为了从农业机械化视角助力中国农业低碳发展,探究其对我国农业碳排放效率的影响,基于2011—2020年中国31个省(市、自治区)的农业生产相关面板数据,综合运用Super-SBM模型和Tobit模型测算中国省域农业的碳排放效率,并重点分析了农业机械化水平对农业碳排放效率的影响。研究结果表明：2011—2020年中国的农业碳排放效率均值为0.925,平均年增长率为2.744%,整体农业碳排放效率稳步提高,但仍存在较大的提升空间,且各地区间存在较大差异;农业机械化水平在1%的显著性水平上与农业碳排放效率呈现正相关关系,提高农业机械化发展水平、推动农业生产发展与节能减排协同增效,是中国新时期新常态下奔向“双碳”目标的必由之路。基于上述结论,从科技创新、因地制宜、政策支持和农业机械化服务组织搭建4个角度提出建议。     

2011-2020年汾渭平原农田生态系统碳足迹的时空格局演变

农田是重要的温室气体排放源,同时也是陆地生态系统的重要碳汇。充分认识我国重要粮食生产基地——汾渭平原的碳库潜力,深入了解汾渭平原农业活动的碳排放特征,可为汾渭平原产业结构调整和区域可持续发展提供基础信息。通过收集2011-2020年汾渭平原农田生态系统农业投入要素及作物产量数据,解析了汾渭平原农田生态系统的碳源/碳汇及碳足迹时空变化及影响因素,核算了汾渭平原农田生态系统的碳生态盈余/赤字。2011-2020年,汾渭平原碳排放总量从3.78×10⁶ t先升高至4.16×10⁶ t后逐步下降到3.72×10⁶ t,单位播种面积碳排放呈上升趋势,最高达0.880 t·hm^-2,两者均呈现西部高于东部、中心高于边缘的分布格局,而化肥使用是碳排放的主要因素(碳排放总量年均贡献率达58.8%),其所贡献的碳排放量与总碳排放量的变化趋势大体一致。汾渭平原碳吸收总量从2.48×10⁷ t先升高到2.69×10⁷ t后下降至2.38×10⁷ t,空间分...     

湖南省农地利用碳排放与农业经济关系研究

基于化肥、农药、农膜、灌溉、翻耕和柴油6类农地利用碳排放源,测算了1999—2014年湖南省农地利用碳排放量和碳排放强度。在此基础上,分析得出1999—2014年湖南省农地利用碳排放与农业经济间的脱钩弹性关系,进一步利用环境库兹涅茨(environmental Kuznets curve,EKC)模型对农地利用碳排放与农业经济关系进行验证。结果表明:(1) 1999—2014年,湖南省农地利用碳排放与农业经济的脱钩关系表现为扩张负脱钩、弱脱钩和弱负脱钩3种状态,农地利用碳排放与农业经济的脱钩弹性指数变化呈现"快速增长—快速下降—平稳增长"的阶段性演进特征;(2)湖南省农地利用碳排放与农业经济的关系呈对数函数曲线,农地利用碳排放量、碳排放强度均随着农业经济增长而连续增长,在研究期内未出现下降拐点;(3)湖南省现阶段农业经济增长方式仍然以粗放型为主,存在着农业生产要素投入未能充分有效利用、农业生产对环境影响较大的问题。     

区域种养平衡估算与养殖场种养结合意愿影响因素分析:基于江苏省的实证研究

种养结合是实现畜禽粪便资源化利用、防控畜禽养殖污染和减少农田化肥施用的重要途径。2001—2013年江苏全省及各地市普遍存在农田氮磷盈余现象,氮磷盈余强度总体上呈现先上升后下降的阶段性特征,苏北各地市氮磷盈余强度普遍高于苏南、苏中地区,化肥过量投入是农田氮磷盈余的主要驱动因素。与2001年相比,2013年全省及多数地市氮磷盈余强度下降幅度较大,全省农田氮磷平衡状况正在改观。运用Logistic模型研究养殖场种养结合意愿的影响因素,发现养殖场是否获得过养殖环保政策补贴、环保部门的监管压力、养殖规模和配套土地面积等因素对养殖场种养结合意愿具有显著正向影响。     

中国农牧业碳排放时空变化及预测

基于主要粮食作物、农资投入和牲畜数据,对中国31个省市自治区1997—2016年农牧业碳排放进行测算;采用变动指数、重心模型和标准差椭圆分析其时空变化特征;以趋势外推、灰色预测和差分整合移动平均自回归(ARIMA)模型为基础,利用标准差优选组合模型预测2017—2022年农牧业碳排放状况。结果表明:1997—2016年农业大环境向好,多省碳排放增加,重心向西北移动,主体区域在胡焕庸线右侧。但多省牧业碳排放降低,重心在河南境内摆动,主体区域扩大并向东南—西北扭转;农业碳排放高值区向东北三省和黄淮海转移,牧业碳排放高值区集中于传统区域和中部地区;组合模型预测优于单一模型,到2022年农业碳排放延续历史趋势但年均增速降低,牧业碳排放达到1. 13×10~8t,年均增速提高。     

经济增长与农业碳排放关系的实证研究

研究首先基于农业投入与生产视角的6个主要方面碳源,测算了1993-2008年我国农业生产活动所导致的碳排放量,分析发现我国农业碳排放总量和强度分别年均增长率为4.08%、2.38%,但环比增速总体上处于阶段性下降态势。化肥、农药、农膜、农用柴油、灌溉、翻耕等导致碳排放年均递增率分别为3.45%、4.65%、7.20%、4.77%、1.22%、0.38%。进一步综合运用协整理论及误差修正模型,实证我国经济增长与农业碳排放之间的关系。结果表明：我国经济增长与农业碳排放总强度,以及经济增长与化肥、农药、农膜、农用柴油、翻耕等5类碳源导致的碳排放强度之间存在协整关系,且人均GDP每增加1%,农业碳排放总强度与化肥、农药、农膜、农用柴油、翻耕等碳源的碳排放强度分别增加1.72%、1.61%、1.18%、0.40%、2.48%和1.31%。最后,据此提出相关政策建议。     

粮食主产区种植业碳功能测算与时空变化规律研究

根据生命周期评价思想与碳足迹原理,以8种农作物排放的CO_2、CH_4与N_2O为对象,利用1991—2016年粮食主产区农业投入产出省级数据,测算了种植业的碳足迹。结果显示:(1)主产区碳排放总量增加38.08%,各排放源占比由大到小排序依次为水稻种植(36.76%)、农业投入(33.42%)、秸秆燃烧(17.94%)和农田氮肥施用(11.88%);(2)碳汇量增长54.28%,薯类和棉花的碳汇量逐年减少,其他农作物逐年增加,且水稻、小麦、玉米的年均碳汇量远大于其他作物;(3)碳汇以水稻为主的有江西、湖南、湖北、江苏、四川、安徽,以小麦为主的有河南、山东,以玉米为主的有黑龙江、辽宁、吉林、内蒙古、河北;(4)碳足迹(净碳排放量)表现出随时间推移先增加后降低的倒"U"型特征,1991—2016年共增长12.17%。实证结果为农业碳减排的方向与思路提供了参考。     

不同灌溉方式冬小麦农田生态系统碳平衡研究

全球气候变暖趋势明显,陆地生态系统碳循环的研究成为目前的研究热点,而农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,由于农田生态系统是受人类强烈调节与控制的复合系统,其碳循环受各类农作措施的影响极大。新疆地处干旱区,水分条件是农田碳循环的最重要限制因子。为此,分析不同灌溉方式对冬小麦（Triticum aestivuml）农田生态系统碳平衡的影响,从而提出有利于新疆冬小麦生产的固碳减排的灌溉方式。试验于2012—2013年在伊宁县科技示范园冬小麦试验田进行,选择伊农18冬小麦品种为供试材料,确定滴灌和漫灌为两个试验主因子并设置小区。试验自冬小麦返青开始至完全成熟结束,期间平均每7天采1次样,其中用典型样株法采集小麦植株,分根、茎、叶等不同器官单独烘干测定植株固碳量;用静态钠石灰吸收法测定冬小麦土壤呼吸;收集整理已发表国内外文献中的各类碳排放参数确定本研究中所需参数;采用王小彬的碳平衡计算方法分析不同灌溉方式农田生态系统碳平衡,据此对滴灌和漫灌两种灌溉方式的冬麦农田作物生物量固碳、土壤碳排放量和作物生产过程中物质投入的间接碳排放量,以及两种灌溉方式下冬麦农田生态系统净碳值进行分析。试验结果表明：滴灌条件下冬麦农田生态系统小麦的固碳量、土壤碳排放总量分别比漫灌小麦的高出15.38%和11.43%,冬小麦穗是差异形成的主要原因;而农业生产资料排碳总量比漫灌少排3.88%;但无论是滴灌还是漫灌,耗电碳排放量均占农业生产资料碳排放总量的59%以上,是农业生产资料碳排放的第一大来源。两种灌溉方式下冬小麦田生态系统的净碳值均呈现出固碳并存在显著差异（p〈0.01）,且滴灌冬麦农田生态系统净碳值比漫灌高25.39%。因此,新疆冬小麦生产中采用滴灌方式更有利于农田生态系统的固碳,     

基于LEAP模型和KAYA模型的主城区碳达峰预测及不确定性分析

CO₂排放是城市碳达峰预测研究的重要内容,准确核算碳排放对实现城市产业绿色转型发展与碳中和具有重要意义。主城区产业以生活功能、生产研发和服务业为主,缺乏独立的主城区能源消费统计,导致碳排放核查存在空白。为此,以南京某市辖区为研究对象,结合2011—2020年南京市能源统计数据,从碳排放影响因素和终端能源消费计算2个方面分析市辖区碳排放特征,并采用Kaya碳排放恒等式和LEAP模型,设置不同的情景,预测未来碳排放趋势和达峰时间。结果表明：2011—2020年研究区能源消费从108.99万增长至222.02万t(以标准煤计),CO₂排放量仍处于快速增长期,2020年碳排放量相比2011年增长82.27%,但能耗强度由0.324下降到0.200 t·万元^-1,化石燃料使用占比逐渐减少,用电量增加。2020年研究区碳排放强度为0.337 t·万元^-1,低于南京市平均水平(0.75 t·万元^-1)。积极推动低碳转型发展,研究区可实现2030年前碳达峰的目标。人均生产总值和能源强度是影响主...     

基于LMDI模型的陕西省能源消费碳排放压力解耦分析

依据2001—2011年陕西省能源消费数据,测算并分析了陕西省碳排放量及碳排放压力。采用对数平均迪氏指数分解法(LMDI)建立陕西省碳压力解耦分解模型,并运用扩展Kaya恒等式分析能源排放强度、能源结构、能源效率、经济效应和环境效应5种因素对陕西省碳排放造成的环境压力的影响。结果表明,2011年陕西省能源消费碳排放总量比2001年上升248%,碳排放所造成的环境压力增长141.76%。经济效应对碳排放压力增长有推动作用。对碳排放压力有抑制作用的2个因素为能源效率和环境效应。提高能源利用效率和增加森林覆盖率是降低陕西省碳排放压力的主要手段。     

广东省农业面源污染时空变化及其防控对策

利用2009和2019年广东省农业统计年鉴数据,以广东珠三角、粤东、粤西和粤北为基本单元,选取农田化肥施用量、畜禽养殖粪便排放量构建农业面源污染核算清单,对广东4区域农业面源污染变化进行对比分析。结果表明:种养业结构调整是引起农业面源污染时空变化的主要原因。从2008—2018年,全省各区粮食作物播种面积下降、经济作物和其他作物种植面积增加;禽畜养殖量(以生猪养殖为例)珠三角、粤东养殖量缩减,粤西、粤北养殖量扩增。农业面源污染排放强度随之发生变化,2018年全省排放强度上升为687.45kg·hm~(-2),比2008年增加21.04kg·hm~(-2),其中珠三角、粤东有不同程度的下降,粤西、粤北有不同程度的上升;由农田施肥引起的TN排放强度除粤西上升外,其他区均下降,而TP排放强度各区均上升;由养殖业排放引起的COD、TN、TP排放强度,珠三角、粤东下降,而粤西、粤北则相应上升。因此,广东应结合各区农业实际,立足农业面源污染源头控制,排放过程拦截。应采取如下的措施:(1)加强主要农作物施肥技术研究,提高肥料利用效率;(2)以高标准农田建设为契机,提升农业机械化水平,推广应用节水灌溉和水肥一体化等农业先进技术;(3)深入开展禽畜粪污土地承载力研究,提高禽畜粪污资源化利用效率等防控对策。     

泸州市农业碳收支时空变化及公平性评价

根据泸州市空间面板数据,分别采用参数估算法及IPCC清单估算法估算该市2006—2015年农业生产碳收支状况,并用生态承载系数及经济效率系数进行区域农业碳排放公平性评价。结果表明:(1)2006—2015年该市农业碳吸收量由166. 47×10~7kg增长到188. 38×10~7kg,水稻碳吸收占比最大。农业碳吸收强度由2006年的8×10~3kg·hm~(-2)上升到2015年的8. 96×10~3kg·hm~(-2),其中龙马潭区叙永县明显减弱,而泸县和合江县显著增强。(2)研究期该市农业碳排放量由144. 02×10~7kg减少到127. 71×10~7kg,其中牲畜养殖是最大排放源。农业碳排放强度由2006年的6. 92×10~3kg·hm~(-2)下降到2015年的6. 07×10~3kg·hm~(-2),其中龙马潭区、纳溪区、叙永县和古蔺县明显减弱,而泸县显著增强。(3)农业碳排放生态承载力从大到小依次为江阳龙马潭泸县合江纳溪古蔺叙永;农业经济效率从大到小依次为龙马潭江阳泸县合江纳溪古蔺叙永。(4)农业碳排放公平性聚类分析结果显示,该市北部平原地区在一定程度上分担了其他地区的农业碳减排压力,南部山区农业碳排放则加重了该市农业碳减排压力。     

新疆农业现代化进程中的碳排放效应

利用1995—2015年的统计数据,运用排放系数法、格兰杰检验和协整检验对新疆农业现代化进程中的碳排放效应进行研究。结果表明:(1)新疆农业现代化进程中的碳排放总量、农业化学化碳排放量、农业机械化碳排放量、农业水利化碳排放量均呈明显上升态势,而碳排放强度呈波动下降特征;(2)农业碳排放结构发生了显著变化,碳排放结构由以农业机械化碳排放为主向以农业化学化碳排放为主转变;(3)新疆各地州(市)的农业碳排放量空间分异明显,喀什地区、昌吉州和伊犁州直等人口较多、耕地资源丰富和种植业发展较好的地州农业碳排放量规模较大;(4)农业经济增长是导致农业碳排放量上升的驱动因素,而且存在长期稳定的关系。为此,要顺利推进新疆农业现代化进程,必须协调好经济发展与农业碳排放的关系,走低碳农业发展道路。     

基于Boston矩阵的江苏省秸秆焚烧压力-状态-响应评价

构建了江苏省农作物秸秆露天焚烧引起雾霾污染的压力-状态-响应(PSR)模型,运用Boston矩阵方法分析江苏省13个地级市2010-2012年的农作物秸秆露天焚烧压力、状态和响应3个指标,研究表明,江苏省秸秆禁烧工作成效显著,占半数城市秸秆焚烧减排压力仍较大,多数城市在秸秆资源综合利用方面还存在较大提升空间.南京市需重点关注农作物秸秆的综合利用,提高秸秆综合利用水平;苏南地区秸秆利用率较高,资源利用的提升空间有限,需继续推行秸秆禁烧政策;苏中地区秸秆资源利用途径单一,拓宽资源利用渠道是工作重点;苏北地区秸秆焚烧污染现实压力较大,严格的秸秆禁烧政策与资源的综合利用需同时并进.     

长江经济带种植业碳排放时空特征及驱动因素研究

基于2001—2017年长江经济带种植业产值、有效灌溉面积以及种植业物资投入等统计数据,采用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)碳排系数法对长江经济带种植业碳排放量进行测算,揭示该区域种植业碳排放时空特征,并利用对数平均权重的迪氏分解(LMDI)模型分析该区域种植业碳排放的驱动因素。研究结果表明:(1)长江经济带种植业碳排放量整体上得到有效控制且呈逐渐下降趋势;各省市种植业碳排放量及碳排放强度存在较大差异;种植业碳源以化肥为主,其占比超过50%,且化肥、农药和翻耕的投入比重呈下降趋势。(2)农业经济水平是该区域种植业碳排放增加最主要的驱动因素;农业生产效率是种植业碳排放减少的最主要驱动因素;农业生产结构整体上对种植业碳排放起促进作用,农业劳动力规模整体上对种植业碳排放起抑制作用。针对上述研究结论,从因地制宜、突出重点、科技导向、优化结构等方面提出了相关政策建议,以实现长江经济带农业低碳、绿色、协调的高质量发展。     

中国农田固碳减排发展现状及其战略对策

自20世纪80年代以来,农田固碳减排的动态变化日益成为全球的研究热点,它对于正确评价农业产业对全球气候变化的影响具有重要的理论意义。采取农业分区的方法,将我国划分为4个不同的农业区,并从区域植被覆盖、地理气候、品种、土壤性质、种植制度和施肥情况等方面,综合分析了各区域农田固碳减排的基本现状。通过对我国农田固碳减排的各个影响因素进行系统阐述,探明了耕作措施、水田种植面积、秸秆还田、施肥情况、轮作制度、土地利用方式和农田生态系统等是影响我国农田固碳减排的主要关键因素。同时,针对目前我国农田固碳减排的基本状况,提出了适合我国农田固碳减排的主要对策。文章认为,应从加强农田碳循环和土壤碳汇效应、合理调整农田土地利用结构、加强农田管理技术体系创新、加强农田生物固碳减排技术研究和注重降低农业生产温室气体的排放等方面开展系统研究,从而进一步增强农田的土壤固碳能力和减少温室气体的排放,达到我国农田固碳减排的最终目的。     

“碳达峰”视角下的碳排放大国的历史排放量及碳强度研究

人类活动导致的全球增温可能在某个时间点突破临界值,“碳达峰、碳中和”目标的实现意义重大。碳排放大国的碳排放状况对“双碳”目标的达成具有举足轻重的作用。本研究依托国际权威机构数据,梳理了碳排放大国能源利用和工业过程中二氧化碳排放的时空格局,为实现全球“碳达峰”提供实证性依据。研究表明：1)1850—2019年,全球二氧化碳排放量累计1 690.445 Gt,其中,近30年的排放量为860.116 6 Gt,超过了之前140年(1850—1989年)的排放量。得益于可再生能源的发展,2012—2019年,同比增长率为-0.355%～1.839%,相对于2019年,2022年碳排放量增长了1.939%。2)从历史角度看,1850年以来,累计排放量超过30 Gt的国家有10个,占全球排放量的70.18%。美国碳排放总量占全球累计排放量的26%,几乎是中国的2倍,而且,其72.63%的碳排放量集中于2000年之前,而中国68.80%的碳排放量集中在近20年。1960年以来,美国和加拿大的人均碳排放量全球最高,分别为15.99～24.16 t、10.50～18.44 t,是全球平均的3.41～5....     

江苏省设区市尺度的碳排放核算及影响因素研究

本文利用联合国政府间气候变化专门委员会(intergovernmental panel on climate change,IPCC)清单法核算了江苏省13个设区市1999—2020年的碳排放量,并利用可拓展随机性环境影响评估模型(stochastic impacts by regression on population,affluence,and technology;STIRPAT)分析经济、人口、能源强度和能源结构对碳排放的影响。各设区市的碳排放存在较大差异,淮安的年均碳排放量(3.00×10⁷t CO₂)处于中游水平,苏州具有最大的年均碳排放量,约为淮安的5倍。2020年,宿迁、常州和盐城的碳排放量同比增加,其他城市的碳排放量同比下降或者零增长,其中,淮安、扬州、泰州、南通和徐州的碳排放量持续下降。STIRPAT模型拟合结果表明：(1)碳排放与人口的关系具有地区差异,苏南城市的人口与碳排放均为显著正相关,南通、徐州和泰州则为显著负相关;(2)人均GDP、第二产业占比、能源强度(单位GDP能耗)以及能源结构(原煤占一次能源消费比重)与...