制造业碳减排的脱钩效应及驱动机制——一个二维分析框架

基于2000—2020年中国制造业的数据,构建二维脱钩模型测度经济增长与碳排放的脱钩状况,并运用脱钩努力模型探究脱钩的驱动机制。结果显示：1)26个行业碳排放总量从2000年的176.09×10⁷ t增长至2020年的639.21×10⁷ t, 21年间增长了3.63倍。2)26个行业共现18种二维脱钩状态,强脱钩次数占比从“十五”后半期的15.38%上升到“十三五”的40.77%,脱钩状态逐渐改善,但仍存在较大脱钩空间。3)劳动密集型行业更容易实现低经济水平-强脱钩,资本密集型行业更容易实现中经济水平-弱脱钩,技术密集型行业更容易实现低经济水平-弱脱钩。4)能源强度和产业结构的脱钩努力指数均值分别达0.686和0.031,成为推动制造业碳脱钩的关键,而能源结构的脱钩努力指数均值为-0.147,阻碍了碳脱钩进程。5)劳动密集型行业做出的脱钩努力最大,资本密集型行业次之,技术密集型行业最小。     

湖北省工业碳排放与经济发展关系的实证研究

利用2000-2012年期间省域工业碳排放和经济增长的数据,研究了湖北省工业碳排放和经济增长之间的关系,探索了湖北省工业产值和工业碳排放的EKC曲线类型,同时还基于Tapio脱钩模型对湖北省2000-2012年期间工业碳排放与经济增长进行了脱钩分析。结果显示:(1)2000-2012年期间湖北省工业碳排放和经济增长始终为逐渐增大的趋势,工业碳排放在2012年达到了32 433.4万t;而工业碳排放强度则呈现出逐渐下降的趋势,在2012降到3.33 t/万元;(2)湖北省工业碳排放和经济增长存在"N"型关系,并不是单纯的倒"U"型关系;(3)2001-2012年期间湖北省工业碳排放与经济发展之间的脱钩系数波动较大,但最常出现的状态为弱脱钩状态,脱钩系数主要在0~0.8之间,并且主要呈现为高水平的相对低碳发展趋势。     

基于土地利用变化的江苏省碳排放时空差异与碳平衡分区

以江苏省13个设区市为例,基于碳排放(CE)和碳吸收估算方法,分析2005—2020年江苏省市域碳收支和碳补偿率的时空演变特征,随后引入环境基尼系数(EGC)从经济和生态两个角度分析空间碳平衡特征。结果表明：2005—2020年,江苏省土地利用碳排放从14 210.005×10⁴ t增至23 015.325×10⁴ t,碳吸收3 039.383×10⁴ t波动上升至3 628.703×10⁴ t,总体表现为碳源;13个设区市的碳补偿率整体呈现下降趋势,碳排放量与经济发展水平处于比较协调状态,与其人口聚集协调性较高;根据碳平衡分析,将13个设区市划分为碳汇功能区、低碳保持区、经济发展区、碳强度控制区、高碳优化区5类,并建议前两个分区充分发挥生态优势,着重推进生态产品价值变现;其余分区优先推动产业低碳转型,能源绿色化发展。     

2000—2020年青海省冰川和湖泊演化特征

冰川和湖泊是气候变化的敏感指示器,研究其动态变化对揭示全球气候变化具有重要意义。基于Landsat TM/ETM+/OLI和Sentinel 2A/2B MSI遥感影像提取青海省冰川和湖泊信息,并对其近20年动态变化特征及其影响进行分析。结果表明:2020年青海省冰川数量、面积和冰储量分别为3713条、3643.40 km²和259.63 km³,面积≥1 km²的湖泊数量和面积分别为231个和14374.56 km²;2000—2020年青海省冰川数量、面积和冰储量分别减少128条、464.63 km²(-0.60%/a)和29.58 km³(-0.54%/a),面积≥1 km²的湖泊数量和面积分别增加27个和2220.09 km²(0.84%/a);青海省境内冰川自西向东呈加快减少趋势,气温上升是主要影响因素;除柴达木盆地中部和北部、唐古拉山北侧等区域外,青海省大部分区域的湖泊水域面积呈增加趋势,气候暖湿化和...     

基于脱钩指数的工业园区碳排放与经济发展关系

工业园区是工业活动的主要载体,也是碳排放的重点区域.为深入探究工业园区碳排放与经济发展的脱钩情况及其驱动力,以郑州经济技术开发区(郑州经开区)为例,运用IPCC碳排放核算方法、 Tapio脱钩模型和对数平均迪式指数分解法对园区能源消费碳排放的特征、碳排放与经济发展的脱钩关系和脱钩驱动因素进行分析.结果表明：(1)从碳排放特征看,郑州经开区能源消费碳排放以间接碳排放为主,碳排放总量呈现前期快速增长,中期增长减缓,后期负增长的趋势,碳排放强度逐年下降;(2)从脱钩情况看,2011～2016年郑州经开区碳排放总量与经济发展间的脱钩指数为1.021,处于增长连结状态,2016～2020年脱钩指数下降至0.089,转变为弱脱钩状态;(3)从驱动因素分析,2011～2016年能源碳排放系数、能源强度、产业结构和经济规模4个因素对郑州经开区碳排放脱钩均有抑制作用,2016～2020年除经济规模外均转为促进作用.研究显示,郑州经开区碳排放脱钩因素中,经济规模起主要抑制作用,能源效率起主要促进作用.研究成果可为以郑州经开区为代表的产城融合型工业园区制定相应碳减排政策和实现“双碳”目标提供参考.     

三峡库区消落带地表覆被时空变化特征研究

地表覆被变化对区域的经济、自然和生态的发展具有重要的影响,地表覆被变化时空变化特征是地表覆被变化的核心研究之一。为探讨三峡库区消落带的地表覆被时空变化特征,该研究基于2010年、2014年、2018年及2020年4期夏季高分遥感影像数据,获取地表覆被数据;利用地表覆被动态度、Flow矩阵、地形位指数及构建地表覆被结构指数等方法多角度分析研究区2010-2020年地表覆被转化情况,科学揭示库区消落带地表覆被时空变化特征。结果表明：(1)数量结构上,研究区地表覆被类型主要为水域、草地和裸地,面积共264.10 km²,占研究区总面积的75.79%;(2)时间变化上,近10年研究区耕地变化速度最小,建设用地的变化速度最大,草地主要呈流入状态;(3)空间变化上,研究区地表覆被结构呈现破碎度下降,聚集度上升趋势,同类型地表覆被分布逐渐集中;(4)地形位梯度上,2010-2020年研究区Ⅱ类地形位梯度为变化拐点,耕地减少面积最大,为9.66 km²,建设用地增加面积最多,为4.52 km²。研究结果可为三峡库区消落带的土地资源合理规...     

浙江省进出口产品隐含碳的计算及其影响因素

近年来,CO₂等温室气体的过多排放日益为世界各国所重视。文章对浙江省近年外贸中的CO₂含量进行分析研究。内涵碳的净出口量与其占全省碳排放的比值都呈现增加的势头;两个时期的进(出)口的规模变动效果全是正向;两个时期的进(出)口结构变动效果有明显差异,2005-2008年期间,出口的结构变动效果为7 201.89×10⁴ t,进口的结构变动效果综合后为-3 124.27×10⁴ t;在此阶段,中间投入变动效果有明显的改善,2002-2005年进(出)口的中间投入变动效果是40.34×10⁴ t(32.21×10⁴ t),2005-2008年阶段是-3 428.33×10⁴ t(-4 942.21×10⁴ t);单位GDP碳排放量变动效果也有明显改善,并且两个时期单位GDP碳排放量变动效果主要是由单位GDP能耗变动效果所决定;两个时期进(出)口单位能耗的碳排放量变动效果均非常小。     

长江经济带二氧化碳净排放时空演变特征及脱钩效应

研究区域CO₂净排放,对“碳中和”战略的实现具有重要意义.以长江经济带为例,在揭示1999～2018年长江经济带CO₂净排放时空演变特征的基础上,分析长江经济带不同区域社会发展与CO₂净排放的脱钩效应,以期为差异化区域产业发展和碳减排路径提供支持.结果表明：(1)1999～2012年长江经济带CO₂排放量上升了2 244.23×10⁶ t,碳汇量在研究时间段增长了148.07×10⁶ t;(2)长江经济带呈现“变绿”趋势,2013～2018年中高碳汇量区域(NPP>800 g·m^-2,以C计)面积较1999～2012年上升了23.25%;(3)长江经济带下游经济社会发展与CO₂净排放脱钩效应较强,上、中和下游强脱钩城市占长江经济带强脱钩城市的比例分别为12%、34%和54%.     

黄河流域城市群水资源利用与经济发展脱钩关系研究

黄河流域最大的矛盾是水资源短缺,如何科学揭示大尺度缺水型流域城市群水资源利用与经济发展之间的脱钩关系,是黄河生态保护和高质量发展的重大战略管理需求,也是水科学与经济学交叉学科的研究难点.本文发展了基于三维水资源生态足迹和Tapio弹性指数的耦合脱钩模型方法,辨识黄河流域城市群2010-2020年水资源生态足迹时空变化格局及其水资源可持续利用水平,从广度和深度多个维度定量揭示了黄河流域城市群水资源利用与经济发展的脱钩状态.结果表明：(1)2010-2020年黄河流域兰西城市群具有最大的水资源生态足迹广度和最小的水资源生态足迹深度,平均值分别为570.73×10⁴ hm²和1.25;宁夏沿黄城市群则具有最小的水资源生态足迹广度和最大的水资源生态足迹深度,平均值分别为2.01×10⁴ hm²和567.05.(2)黄河流域水资源可持续利用水平最强的是山东半岛城市群,相对较低的是宁夏沿黄城市群.(3)水资源生态足迹广度与GDP发生强脱钩和扩张性负脱钩的比例分别为49.68%和36.13%,水资源生态足迹深度与...     

中国秸秆资源的时空分布、利用现状与碳减排潜力

为了解中国农作物秸秆资源量近40年的变化趋势及当前的空间分布特征和主要利用方式,估算秸秆利用碳减排潜力,采用草谷比法对1981～2020年间全国农作物秸秆资源量进行了科学估算,分析了秸秆资源密度和人均资源量的时空分布特征,并估算了秸秆制备生物炭基肥的碳减排潜力.结果表明：(1) 1981～2020年我国农作物秸秆总量增长了4.39×10⁸ t,且总体呈不断增长的趋势.(2) 2020年全国作物秸秆理论资源总量约7.72×10⁸ t;水稻、小麦和玉米秸秆仍旧是主要的农作物秸秆种类,约占秸秆资源总量的84%.东北和华北地区秸秆资源量最丰富,东北地区人均资源占有量最高,约1.46 t;华北地区秸秆资源密度最高,达5.42 t·hm^-2.(3)我国农作物秸秆综合利用率逐年提高,目前主要以肥料化和饲料化利用方式为主,约占所有秸秆利用方式的77.5%.(4) 2020年我国可收集农作物秸秆资源可制备成生物炭2.04×10⁸ t,制备生物炭过程中可更新能源代替化石燃料可减少二氧化碳当量(CO_2e     

陕西省碳排放时空格局演变及其影响因素

基于DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光数据,运用探索性空间分析、冷热点分析和标准差椭圆分析等方法,估算了2000～2020年陕西省碳排放量,探讨了陕西省碳排放的时空演化特征,并构建了空间杜宾面板模型分析其影响因素.结果表明:(1)2000～2020年陕西省碳排放总量呈现持续增长趋势;碳排放分布具有显著的地域差异规律,呈现“陕北>关中>陕南”的分布态势.(2)碳排放重心向陕西东北方向移动,说明陕西东部地区和北部地区对全省碳排放量的影响作用加强;碳排放具有显著的空间正自相关性,即表现为集聚效应;碳排放的冷热点转化较为明显,热点在陕北地区扩张,冷点逐渐消失.(3)陕西省碳排放的直接正向影响因素有城镇化率、人口数量、单位GDP能耗、产业结构和经济增长,其中城镇化快速发展和人口规模扩大是陕西省碳排放持续增长的主要推动力.     

中部地区碳排放时空演变及其影响因素分析

为实现碳达峰、碳中和目标,研究我国中部地区的碳排放时空演变及其影响因素有着重要的意义.使用2012—2019年NPP-VIIRS夜光遥感数据计算中部地区的碳排放量,结合地理探测器对碳排放时空变化及其影响因子进行分析.分析结果显示：①山西省碳排放量居中部地区首位,河南省次之,安徽省碳排放量位居第三,后为湖北省和湖南省,江西省碳排放最低;②2012—2019年在中部地区碳排放量聚集程度逐年减弱,高高聚集面积从210742.9 km²减少到153999.3 km²,低低聚集面积由148249.2 km²减少到103804.0 km²;③通过地理探测器分析的结果得到：对中部地区各省份碳排放影响因子解释力较大的为经济要素：地区生产总值和第二生产总值;中部地区各省份碳排放因子解释力较高的双因子交互多为经济要素.研究显示,中部地区各个省份碳排放分布及影响因素存在一定的差异,在制定碳达峰、碳中和行动方案时应考虑到不同地区碳排放的差异,本研究为中部地区制定节能减排政策提供数据支撑.     

基于LMDI的湖南省旅游业碳排放影响因素分解

旅游业碳排放的动力演进机制与驱动效应分析是研究旅游业低碳发展的重要一环。采用投入产出法估算了2008-2014年湖南省旅游业的直接碳排放,构建LMDI指数分解模型分析了湖南省旅游业碳排放的影响因素及其驱动效应与贡献率。研究结果表明:(1)2008-2014年,湖南省旅游业直接碳排放由295.25×10~4t增长到783.14×10~4t,年均增长率为17.45%;(2)2008-2014年,由旅游能源强度、旅游收入结构、旅游消费水平、旅游人数规模与区域人口规模等因素所引起的湖南省旅游业碳排放的变动量分别是-167.91×10~4t、14.81×10~4t、41.48×10~4t、513.63×10~4t、25.18×10~4t,贡献率分别为-39.3%、3.5%、9.7%、120.2%与5.9%;(3)旅游能源强度效应是抑制湖南省旅游业碳排放增长的最主要因素;旅游人数规模效应是湖南省旅游业碳排放增加的最主要原因;旅游收入结构效应、旅游消费水平效应与区域人口规模效应对湖南省旅游业碳排放的影响呈正向,但并不是十分显著。     

基于RUSLE模型的东江源区土壤侵蚀时空变化分析

研究东江源区土壤侵蚀对于加强东江流域的生态环境保护和建设,提高粤港地区的用水安全,保证粤港地区的繁荣、稳定发展意义重大。基于1995—2020年的降雨数据、土壤数据、DEM数据和Landsat影像数据,采用RS、GIS技术以及RUSLE模型定量分析东江源区土壤侵蚀时空特征。结果表明：(1)东江源区土壤侵蚀以微度和轻度侵蚀为主,严重侵蚀区域主要分布在源区东南部,果园和矿区等的开发使得局部区域侵蚀加剧。(2)1995—2020年,土壤侵蚀程度总体有所下降,微度以上侵蚀面积共减少了10.19%,土壤侵蚀模数下降了57.75%。其中2008年土壤侵蚀模数最大,达到2397.13 t · (km² · a)^-1,2020年土壤侵蚀模数最小,为669.47 t · (km² · a)^-1。(3)近26 a以来,东江源区土壤侵蚀改善区域的面积达到16.52%,侵蚀加剧区为4.28%,以矿区侵蚀加剧情况最为明显。(4)源区内土壤侵蚀较严重区域主要发生在矿区、裸地、耕地和果园区,矿产资源的过度开采、不合理的农业耕作方...     

基于优化模拟的长株潭3+5城市群碳储量时空演变与预测

土地利用/覆被变化是导致地区生态系统碳储量变化的重要原因,探析土地利用与碳储量的时空演变规律,对区域国土空间规划与生态管理、实现“双碳”战略目标具有重要意义。通过构建GeoDetector-PLUS-InVEST模型,基于多源数据分析长株潭3+5城市群2000—2020年土地利用及碳储量时空演变特征,预测2030年不同情景下的土地利用和碳储量变化,并通过空间自相关模型分析碳储量空间分布规律。结果表明：1)经过优化模拟的模型Kappa系数、FoM系数、总体精度结果比未优化模拟的结果分别高出0.81%、1.00%、0.67%;2)2000—2020年,研究区土地利用变化表现为耕地、林地、草地和水域面积减少,建设用地和未利用地面积增加;3)2000年、2010年、2020年3期碳储量分别为31.262 4×10⁸、31.218 1×10⁸和31.089 1×10⁸ t,期间碳储量共减少17.328 7×10⁶ t;4)相比2020年,2030年自然发展情景下碳储量减少12.148 3×10⁶     

中国草地生态系统服务功能价值遥感估算研究

草地生态系统是我国陆地上面积最大的生态系统,不仅生产大量的产品,而且提供巨大的生态服务功能。利用遥感技术估算草地生态系统服务价值,具有廉价、动态、快速、范围广等优点,并可解决传统方法所不能解决的空间异质性问题。论文考虑有机物质生产、维持CO₂和O₂平衡、营养物质循环、对环境污染的净化作用、土壤侵蚀控制和涵养水源等主要服务功能,提出了一个基于净初级生产力(NPP)和植被覆盖率的草地生态系统服务价值估算方法,并介绍了从MODIS数据反演NPP和植被覆盖率的方法。对2003年我国草地生态系统服务价值的估算结果表明,我国草地生态系统总服务价值达17050.25×10⁸元,平均48.44×10⁴元/km²,是草地生产收益的19倍;不同类型的草地生态系统单位面积服务价值空间差异悬殊,从5.62×10⁴元/km²变化到99.0×10⁴元/km²以上。     

基于模糊聚类与神经网络的风蚀危险性评估研究——以内蒙古自治区为例

土地沙化和沙尘暴是中国北方农牧交错带严重的生态环境问题。在地理信息系统的支持下,论文建立风蚀自然因子栅格数据库;选取二连浩特-张家口为典型样带,综合运用模糊聚类技术、 专家知识以及神经网络技术,构建区域风蚀危险度评估模型,分析内蒙古自治区风蚀危险性空间分布格局。结果显示:综合应用模糊聚类以及神经网络技术可以有效地对风蚀危险度进行评价,内蒙古自治区风蚀危险性呈现"西高东低、 中间过渡"的总体趋势,这与该区域的自然、 气候与土地利用背景较吻合,其中,风蚀极险型区域主要分布在阿拉善高原的西北部,面积6.9×10⁴ km²;强险型土壤风蚀地区主要位于阴山山脉周围、 穿越巴丹吉林沙漠、 浑善达克沙地与锡林郭勒盟高原西北部,面积4.3×10⁴ km²;危险型风蚀区域大致位于极险和强险之间,面积是1.5×10⁵ km²;轻险型土壤风蚀区域主要位于内蒙古的中部,面积为7.5×10⁵ km²;风蚀无险型区域主要位于大兴安岭周围,面积1.4×10⁵ km²。     

宜居地球、碳中和与全球可持续城市化

人类世标志人类活动已经对地球系统产生重要影响。全球大规模城市化过程伴随碳排放快速增加和下垫面改变,对地球表层影响加剧,地球宜居性遭受破坏。碳中和是应对气候变化的国际共识、建设宜居地球的关键举措。基于多源数据对全球大规模城市化的地理格局与演化过程进行多维度刻画,对碳排放与城市化关联进行初步分析。主要结论如下：（1）全球城市化进程持续推进,城乡人口结构增长呈分化趋势,城市规模结构整体增长,规模增长的空间热点集中在东南亚以及非洲中东部等地区,越来越多的人口生活在大城市。（2）全球城镇用地显著增长,自1992年的36.4 km²增长至2018年的79.3万 km²,增长率达126.0%。同期,亚洲增长占比45.4%,是全球城镇用地扩张的主要地区。（3）伴随快速城市化全球能源碳排放迅速增长,2018年碳排放量达到376.7亿t CO₂,自1970年增长219.1亿t CO₂,其中,结构上电力部门增长占比45.8%、地区上亚洲增长占比84.3%。城市化率、人均GDP与人均碳排放关联呈分异特征,高城市化率、高收入国家间分异显著。呼吁建立跨学科的协同研究,探究“碳中和—宜居地球—可持续城市化”的关联关系,认识可持续城市化对于碳中和目标的潜力。     

安徽省会经济圈土地利用变化的碳排放效益

土地利用变化是影响碳排放的重要因素。利用1997和2007年土地利用类型数据,采用碳排放评价模型,对安徽省会经济圈碳排放效益进行评价,并估算碳排放生态补偿标准。研究结果显示:①1997-2007年间碳排放总量增加1 049.92×10⁴ t,年均增长14.4%;②2007年经济圈内地均建设用地碳排放强度和地均碳排放强度分别为1997年的2.41倍、 2.18倍,1997和2007年,碳排放强度指数值都是合肥市>巢湖市>六安市;③经济圈内各县(区)地均碳排放强度差异显著,建设用地平均碳排放强度前3位的是合肥市区、 霍山县、 金寨县;④据中国造林成本的价格估算,合肥、 巢湖、 六安3市的碳汇补偿增加量分别为:21.83×10⁸、 4.31×10⁸、 2.48×10⁸元,县域生态补偿额差异显著;⑤土地利用结构、 产业结构与碳排放量存在一定的关系。从碳排放效益和生态补偿的角度,提出减少碳排放的途径。     

1990—2013年中国东北地区湿地生态系统格局演变遥感监测分析

全球变化背景下,湿地生态系统极具敏感性和脆弱性。论文以Landsat TM/ETM+/OLI和国产环境卫星影像为数据源,重建1990、2000和2013年3期东北地区湿地生态系统分布格局;通过将东北地区划分为六大重要湿地分布区,探讨了区域天然湿地与人工湿地的分布和动态空间差异性及其驱动因素。结果表明：1990、2000、2013年东北地区湿地面积分别为11.75×10⁴、10.57×10⁴、10.41×10⁴ km²,湿地率分别为9.45%、8.50%、8.38%。湿地分布具有明显的地域特征,大兴安岭湿地区是最主要的天然湿地分布区,除水田外的人工湿地主要分布在辽河三角洲湿地区。1990—2013年东北地区湿地面积损失严重,损失面积为1.34×10⁴ km²,湿地相对损失率为11.4%,天然湿地相对损失率为14.3%,主要转化为耕地。三江平原湿地区的湿地率下降最明显,天然湿地损失面积为9 935.2 km²;松嫩平原湿地区人工湿地面积增加最明显,增加 1 141.9 km²。气候变化影响叠加人类活动干扰背景下,沼泽湿地是对全球变化响应最显著的湿地类型,损失面积为16 091.4 km²。气候要素和人文因子对湿地影响具有明显的空间差异性,人类活动的变化更加能够主导东北地区湿地面积的变化。