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.     

干旱区大型养殖场CDM项目开发与温室气体减排量估算

根据<联合国气候变化框架公约>的相关规定,运用联合国清洁发展机制(CDM)执行理事会批准的ACM0010方法学,对新疆某大型畜禽养殖场沼气工程项目中粪污处理所产生的温室气体减排量进行分析和计算得到,该养殖场年CO2减排当量为114274 t·a-1,通过在国际碳市场出售经核证的温室气体减排当量,使其能够获得约1100万元人民币的额外收益,从而提高企业内部收益率,增强企业参与CDM项目的积极性,也为我国干旱区大中型养殖场发展沼气工程、参与CDM项目合作提供参考.     

陕西省淳化县农户生活垃圾处理方案的比选与分析

通过问卷调查和现场勘查对陕西省淳化县农村生活垃圾污染及处理现状进行分析,采用层次分析法对户用沼气池、户用堆肥池和小型焚烧炉3种主要处理方案进行经济效益、能源效益和资源环境效益的综合评价,结果表明户用沼气池的综合效益最高.选用成本效益分析、财务现金流分析和敏感度分析方法着重对户用沼气池推广的优势因素和限制因素进一步分析,结果表明,当农户有足够的资金、土地资本和垃圾产量时,应采用沼气池,同时应重视对沼气建设技术人员和维护管理沼气池农户的技术培训,以求保证建池质量;当农户资金、土地资本和垃圾产量有限时,也可以采用户用堆肥池,同时要注意堆肥池规格的设计,以求达到最高的综合效益.     

秸秆基建筑保温材料的节能减排分析

计算了秸秆基建筑保温材料的年节能量,并与等量秸秆用作燃料释放的热量进行对比;估算了秸秆基建筑保温材料的CO2减排量;对秸秆基建筑保温材料和发泡聚苯乙烯(EPS)材料生产过程的能耗、CO2排放量和经济性进行对比分析。结果表明,秸秆用于建筑保温在采暖期节能约可高达51 MJ.kg-1.a-1,明显高于其直接用作燃料所释放的热量(7.1~16.7 MJ.kg-1)。若中国北方农村有10万户居民应用特定的秸秆基建筑保温材料,10a的CO2减排量将达到1 600万t以上。在达到相同保温效果情况下,秸秆基材料生产过程中的总能耗和CO2排放量均低于EPS材料,经济性也优于EPS材料。因此,宜在中国北方农村地区大力推广秸秆基建筑保温材料。     

鹞落坪自然保护区非使用价值的评估

选择鹞落坪自然保护区所在省份安徽省及其相邻省份江苏省,采用支付意愿法进行了支付意愿的问卷调查,对该保护区的非使用价值作定量评估。评估结果表明,鹞落坪自然保护区的非使用价值为198039.4万元·a-1,其中存在价值为106941.3万元·a-1,遗产价值为59411.8万元·a-1,选择价值为31686.3万元·a-1;江苏省和安徽省样本的平均支付意愿值(WTP)分别为42.0和14 4元·a-1;社会经济各因素与样本的支付意愿率及WTP之间的相关性在不同地区调查的结果有较大差异;对评估结果的敏感性分析显示,本次调查存在年龄和收入敏感性,存在教育程度不敏感性。     

气候变化对西南亚高山区流域碳水平衡的影响模拟

为了揭示气候变化对西南亚高山区流域碳水平衡的影响,应用生物物理/动态植被模式SSi B4/TRIFFID与流域水文模型TOPMODEL的耦合模式SSi B4T/TRIFFID进行西南亚高山区的梭磨河流域不同气候情景下[背景条件(控制试验)、增温2℃(T+2)、增温5℃+增雨40%(T+5,(1+40%) P)]植被与碳水平衡的动态模拟。控制试验结果显示,流域蒸散在流域为苔原灌木覆盖时达到最大而径流深最小;T+5,(1+40%) P试验流域蒸散在流域为森林覆盖时达到最大而径流深最小。随着温度增加,由于森林、苔原灌木和C3草地3种植被类型中森林蒸散增加幅度最大,导致森林从控制试验的增加径流量变为减小径流量。从控制试验到T+5,(1+40%) P试验,森林蒸散从388.1 mm·a-1增加到802.9 mm·a-1,径流深从298.0 mm·a-1减小到157.9 mm·a-1,径流系数从0.43减小到0.16;森林净初级生产力NPP从1 025.5 g·m-2·a-1增加到1 199.5 g·m-2·a-1,净生态系统生产力NEP从476.8g·m-2·a-1增加到650.8g·m-2·a-1。NPP和NEP增加幅度低于蒸散增加的幅度,表征碳水耦合关系的水分利用效率WUE随温度增加而明显减小。WUE和森林-径流关系随海拔高度变化,西南山区气候的垂直地带性分布控制了水分利用效率和森林-径流关系的空间变化。     

山东省主要类型土壤重金属的径流迁移系数研究

本研究借助于GIS的空间分析功能求得研究区域的坡度等影响土壤流失的因素,采用修正的土壤流失计算模型(RUSLE),探讨研究区域耕地土壤侵蚀量。结果表明,土壤侵蚀量分别是长清的褐土为6128t·km-2·a-1,商河的潮土为2659t·km-2·a-1,泰安的潮棕壤为5147t·km-2·a-1。采用合适的计算公式,在土壤中重金属为中等浓度时,褐土各重金属的径流迁移系数除Zn为2.73%外,其余均为2.72%,潮土除Pb为1.18%外,其余均为1.19%,潮棕壤Cu和Pb为2.29%,Zn和Cd为2.30%。     

云南思茅松碳汇造林项目减排量、经济价值及其敏感性分析

基于碳汇造林项目方法学和改进的项目减排量经济价值评价模型,以云南省思茅松碳汇造林项目为例,从经济学视角对碳汇造林项目的减排量及其经济价值进行了核算和评估,并就其经济价值的敏感性进行实证检验。结果表明:(1)在当前技术条件下,云南省思茅松碳汇造林项目减排效应明显;其中,单位面积年均和20年累计碳减排量分别为7.0 t?hm~(-2)和140.9t?hm~(-2),而项目面积为55 766 t和1 115 317 t;(2)在当前市场条件下,碳汇造林项目减排量交易可提高项目业主的经济收益,但单位面积经济价值低;具体而言,项目面积年均和累计碳减排量贴现值分别为42.3万元和846.3万元,而单位面积仅为0.005万元和0.104万元;(3)从不同价值量评价指标看,在较长的运行周期内,林业碳汇项目减排量的经济价值不仅对碳减排强度变化反应敏感,而且对碳价格、贴现利率等市场环境变化敏感。为充分发挥林业活动的减排效应,政府部门应引导林地规模有限的林农合作开发林业碳汇项目,探索适合农户参与的林业碳汇项目合作开发模式;而项目业主不仅要加强碳汇造林技术的研究,加强森林经营管理,还要提高对碳市场价格波动及其驱动因素的关注度和警惕性,并预防森林火灾导致的碳排放。     

广东省梅州市农地畜禽粪便环境风险评价

采用排泄系数估算法计算2008年梅州市各县(区)各类畜禽的粪便产生量,并计算农地畜禽粪便最大负荷量,运用农地畜禽粪便承载预警值对该市畜禽养殖进行环境风险评价.结果表明,2008年梅州市畜禽产生的污染物量为:粪324.60万t,尿液180.02万t,BOD519.36万t,COD 19.91万t,NH3-N2.423万t.梅州市农地畜禽粪便承载量平均为23.07t·hm-2·a-1,畜禽粪便承载预警值平均为0.51,总体预警级别为Ⅱ级,对环境"稍有影响",但不同地区间存在差异,丰顺县预警值最高,平远县相对较低,平远县畜禽养殖尚有较大的发展空间.     

三江源区植被固定CO2释放O2功能评价

植被在固定CO2释放O2和大气与陆地生态系统碳循环中起着十分重要的作用,是区域和全球环境变化的主要反馈和调节系统,具有重要的生态功能,体现出生态服务价值。根据三江源区多次科考调查及相关资料,计算各种植被类型的净初级生长量,进而根据光合作用方程式、造林成本法、碳税法和工业制氧法估算其固定CO2和释放O2的物质量及其价值量。结果表明:三江源区植被年净初级生长量为8.67×107t·a-1,固定CO21.41×108t·a-1,释放O21.04×108t·a-1。根据造林成本法和碳税法估算出三江源区植被固定CO2的价值为2.8926×1010元·a-1。利用造林成本法和工业制氧法估算出释放O2的价值为3.9157×1010元·a-1。三江源区植被固定CO2释放O2物质量和价值量中,草甸贡献率最高,其次是落叶灌丛、沼泽和草原。本研究对地处青藏高原腹地、生态系统脆弱且空气稀薄的江河源区的生态系统结构和功能的研究具有重要意义。     

川西高山森林生态系统林下生物量及其随林窗的变化特征

作为森林生态系统的重要组成部分,林下植被及其残体的分布受到林冠层的影响,但迄今有关林窗对林下植被和残体生物量的影响尚无研究报道.于2013 年8 月2 日至20 日,以海拔3 600 m 的川西岷江冷杉原始林林下植被为研究对象,根据区域内的坡向和林分组成等因素设置3 个100 m×100 m 的典型样地,调查其生物量及其随林窗的变化特征.在每个样地内选择3 个大林窗,在林窗、林缘和林下分别设置3 个20 m×20 m 的样方,调查粗木质残体长度或高度、大小头直径、枯立木记录胸径、腐烂等级等;在林窗、林缘和林下分别设置3 个5 m×5 m 的样方,采用“收获法”收集样方内直径在2.5-10 cm之间的细木质残体和灌木生物量;在林窗、林缘和林下分别设置3 个1 m×1 m 的样方来调查凋落物储量和草本生物量;在1m×1 m 的样方内随机选择1 个20 cm×20 cm 的小样方来调查地被植物生物量.结果表明,（1）川西高山森林生态系统总生物量为72.75 t·hm^-2,其中林下生物量为67.92 t·hm^-2,占生态系统生物量的95.17%.活体植被以灌木为主,其生物量为9.81t·hm^-2;残体部分以粗木质残体为主,其储量为53.00 t·hm^-2;（2）林窗对灌木、草本、地被植物的影响各不相同,且不同物种的灌木生物量表现出不同的分布规律;草本生物量表现出明显的“边缘效应”,在林缘显著高于林下;林窗和林缘的地被植物生物量相对较低;（3）粗木质残体储量从林下到林窗呈现减小的趋势,但总体储量仍然较大,林窗和林缘的细木质残体储量高于林下.这些结果为认识高山森林生态系统林下生物量及其格局,以及林窗在森林生态系统的重要作用提供了基础理论依据.     

安徽六安市表层土壤有机碳的空间分布及尺度变异分析

利用第2次全国土壤普查所获得的8 236个实测样本资料,分析了安徽六安市不同空间尺度水平表土有机碳含量及其变异.结果表明,供试市域表土有机碳含量在不同空间尺度水平存在明显差异,总体范围4.58～60.38 g·kg-1,其变化基本符合正态分布.空间变异性表现为县级尺度最大,而乡镇尺度、市域尺度相对较小,说明空间尺度对表层土壤有机碳含量及其估算有重要影响.在不同土地利用类型中,表土有机碳含量均为非耕地土壤[(13.99±2.19)g·kg-1]＞水田土壤[(10.39±1.58)g·kg-1]＞旱地土壤[(8.44±0.92)g·kg-1],其中非耕地土壤的空间变异性最大,变异系数达45.15%,水田土壤变异系数最小,为17.19%.在不同的地貌类型上表土有机碳平均含量表现为山地＞丘陵＞岗地＞平原,变异系数表现为丘陵＞山地＞平原＞岗地,显示出人类扰动对表土有机碳含量的明显影响.     

云南高原不同林分类型枯落物储量及持水特性

在退化山地生态系统的恢复过程中,枯落物是联系植被和土壤物质循环与能量流动的重要中间环节,且发挥着重要的水文生态功能。以云南高原退化山地头塘小流域人工林地为研究地点,通过对5种主要林分类型人工林标准地林下枯落物归还量、贮量和土壤持水能力和过程的定量测定,比较分析了不同林分林下枯落物的水文生态功能。结果表明,(1)5种林分类型枯落物归还量为1 785.69~3 869.42 kg·hm-2·a-1;枯落物层总蓄积量为4.68~12.0 t·hm-2,枯落物归还量和贮量都表现出从针阔混交林到针叶林到阔叶林逐渐降低的总体趋势。(2)最大持水量为11.49~41.02 t·hm-2;有效拦蓄量为9.92~41.71 t·hm-2。(3)初始1 h内不同林分类型不同层次枯落物持水量均迅速增大,半分解层枯落物浸泡8 h已基本达到饱和,而未分解层10h基本达到饱和,持水量与浸泡时间呈明显对数关系。(4)枯落物在浸水的0.5 h内吸水速率最大,2 h后速率明显减缓。枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系。综合分析得出,华山松(P.armandi)+云南松(P.yunnanensis)+马桑(Coriaria nepalensis)混交林枯落物持水量最大,涵养水源的能力最强,其水文生态效应是5种林分类型中最好的。     

四川省水土保持生态保护红线划定方法研究

划定"生态保护红线"是中国重要的环保战略之一,如何科学划定生态保护红线仍是一个新的课题,特别是在省域尺度上基于生态系统服务功能合理划定生态红线,是当前亟待解决的问题。该研究以四川省为研究对象,从水土保持生态功能角度,利用四川省全域多源遥感数据、气象站点数据及太阳辐射站点等数据,运用GIS技术、RUSLE模型和土壤保持功能分级评价方法,对四川水土保持生态保护红线进行划定。结果表明,四川生态红线区内水土保持量在35000t·km~(-2)·a~(-1)以上,红线区总面积64 938km~2,占四川国土总面积13.61%。四川生态红线区的分布较集中,主要分布于川西南山区和四川盆周山地区,尤以地处川西南山区的雅安和乐山两地分布最集中。四川水土保持生态红线区与植被覆盖度高的常绿阔叶林区分布范围基本一致。该研究所采用的水土保持生态红线划定方法合理可行,研究成果对于中国其他省份生态红线的划定工作具有重要的参考价值。     

利用~(137)Cs示踪技术与土壤化学物质研究滇池流域土壤侵蚀

核素示踪技术研究作为一种新的土壤侵蚀研究方法,已经在土壤侵蚀研究中获得了极大应用,并在土壤侵蚀的沉积、侵蚀、运移研究上取得许多成果.采用放射性核素作为土壤示踪剂,可以很好的进行流域尺度的范围研究,且可靠性比较高,省时省力.云贵高原在处于我国的西南地区,是我国南方水土流失严重的地区之一.该地区缺乏较长时间的资料积累,仅通过短时间的测定,无法准确估算中长期(约50 a)的平均土壤侵蚀速率.文章应用137Cs示踪技术,并结合土壤有机碳、全氮等土壤化学物质,首次研究了云南省滇池流域土壤侵蚀的强度分异规律.1)山坡不同部位的土壤侵蚀速率大小顺序是:坡中部>坡下部>坡上部,坡位是影响土壤侵蚀的重要因素.2)土壤利用方式上看,非耕地(林地和撂荒地)的侵蚀速率小于耕地的侵蚀速率.同一种土地利用方式下,由于耕作措施与耕作方法的差异,也会直接影响到土壤侵蚀的速率大小.3)从土壤侵蚀模数来看,区域整体上属于轻度侵蚀.土壤平均侵蚀速率为1280.2 t·km-2·a-1,其中耕地的平均土壤侵蚀速率为1672.8 t·km-2·a-1,非耕地土壤平均侵蚀模数为1161.2 t·km-2·a-1.4)虽然是轻度侵蚀,但是随着土壤侵蚀的进行,土壤有机碳、氮等的流失,造成土地退化较为严重,这给当地的生态环境带来直接的危害:滇池土壤淤积,土壤中的有机质、化肥等物质也直接随土壤流入滇池,会导致水体富营养化和水质变差.     

热带花岗岩海岛的化学风化及其环境效应——以东澳岛为例

通过对珠江口花岗岩海岛-东澳岛小流域水体离子的实测分析,揭示海岛小流域的离子来源与贡献量,获得在相对封闭环境下的热带海岛地区花岗岩小流域的化学风化速率及过程对大气CO2的年消耗量.研究表明,东澳岛溪水总体为弱碱性,总溶解固体均值为68.14 mg·L-1,远低于世界河流均值,非汛期溶解固体和电导率均高于汛期.溪水离子组成以Cl-、溶解Si、Na+以及HCO-3为主,体现了海盐沉降和硅酸盐岩化学风化过程对溪水化学组成的共同影响.东澳岛岩石化学风化速率和CO2消耗通量分别为1.09×104kg·km-2·a-1和1.12×105mol·km-2·a-1,均低于世界河流均值,主要是由于花岗岩抗风化能力较强所致.广东省热带花岗岩海岛年碳汇消耗CO2约5218 t,因此保护海岛表层土壤和生态环境对海岛的碳汇作用具有重要意义.     

连续年龄序列桉树人工林碳库

随着桉树人工林栽培面积的扩大,桉树人工林对生物多样性与土壤过程的影响,引发学术界的广泛讨论,更值得关注是的短论轮伐期桉树人工林对森林碳汇增加的贡献缺乏定量化的评估。因此,要合理评价桉树人工林对于生态系统碳吸存的影响,开展野外定位研究十分必要。正是基于这种考虑,项目组对闽南山区连续年龄序列(2a、3a、4a、5a、6a)的尾巨桉人工林碳库进行了分析,以空间替代时间的方法探讨了桉树人工林生长发育过程中的碳库动态,以期对桉树人工林可持续发展提供理论指导。研究结果显示:连续年龄序列桉树人工林生态系统碳库总量分别为152.88、199.97、241.67、221.94和210.95t·hm-2,表现为先期随年龄增加而增加,4年生后则出现下降趋势。其中乔木层C储量次为20.49、32.57、41.86、49.84和83.16 t·hm-2,占总贮量的13.54%～30.09%;林下植被C贮量分别为2.24、2.97、2.46、1.76和4.01 t·hm-2,占3.39%～9.74%;地被物C贮量分别为1.76、2.49、1.44、2.19和6.43 t·hm-2,占0.60%～3.05%;土壤C贮量所占比例最大(56.96%～84.17%),且主要分布在0-40 cm土层。各年龄段桉树人工林生态系统净初级生产力分别为22.86、26.07、32.64、32.71和46.69 t·hm-2.a-1,年固C量分别为10.37、11.72、14.98、15.02和21.51 t·hm-2.a-1,表现为固碳能力随林龄的增大而增大。由此可见,大力发展集约经营的桉树人工林,是解决大气中CO2浓度升高,缓解温室效应潜在的重要途径之一。     

不同林分密度对尾巨桉生物产量及生产力的影响研究

对湘南低山丘岗区密度为600、900和1200株·hm-2的6年生尾巨桉丰产示范林进行了生物量及生产力的测定分析.结果表明:单株生物量随密度的增加而明显减小,低密度林分是高密度林分的4.36倍;林分生物量随密度的增加而减小,低密度林分比高密度林分高出48.26t·hm-2.年均净生物量分别达到14.86,11.42,6.82t·hm-2·a-1.林分各组分的生物量随密度的增大而减小,并出现W干>W根>W枝的规律.林分结构以低密度林分合理,叶面积指数最高,干材生物量达60%以上.在湘南低山丘岗区发展潜力大,可作为短周期纸浆材林培育首选树种.     

广州南沙海岸防护林群落的生态效应初步研究

采用群落生态学和植物化学监测的研究方法,对广州市南沙海岸滩头近6 a生防护林群落的生物量、高温胁迫光合特征、NPP及吸储C、N、S、Pb、Cd、Cu、Hg的生态效应进行了定位观测研究,结果表明：海岸6种防护林群落的生物量的平均达到10.7 t.hm-2、NPP达到2.5 t·hm-2·a-1、生长要素表现为速生性生长特征。各种海防林群落的年均吸储空间CO2、NO2、SO2质量分别为4.2 t.hm-2、27.1 kg·hm-2和3.4 kg·hm-2,吸储Pb、Cd、Cu分别为13.2、4.4、0.1 g·hm-2,其生态环境功能已经初步凸显,可有效地减少这些元素在地表和土壤积累、迁移或随地表径流输出至生活环境的危害,对于海岸环境区域是非常有益的。雨季高温（气温t≥35.5℃）胁迫下,海岸路网林群落的优势种群净光合速率日均达到9.8μmol·m-2·s-1且乡土树种高于引进树种,高山榕（Ficus altissima）的日最高净光合速率达到14.3μmol·m-2·s-1,较羊蹄甲（Bauhinia blakeana）高0.4μmol·m-2·s-1、较塞楝（Kaya senegaiensis）高2.2μmol·m-2·s-1,优势树种适宜海岸滩头立地、高温胁迫的光合生理特点,是其速生长的原因之一。     

祁连山北坡亚高山草地退耕还林草混合植被对土壤碳氮磷的影响

土壤有机碳、氮素和磷素是生态系统中极其重要的生态因子,土地利用变化将会引起土壤中碳、氮、磷等元素含量的变化。以祁连山北坡亚高山草地区域内三种利用方式（自由放牧天然草地、开垦20年的燕麦（Avena nuda）耕地、退耕8年的还林草混合植被）的土壤为研究对象,通过采集0~30 cm的土壤,分析土壤的理化性质得到土壤碳、氮、磷的含量,再将其转换为土壤碳、氮、磷储量,分析三种利用方式下土壤碳、氮、磷储量的差异以及影响土壤碳、氮、磷生态化学计量比的因子,旨在探讨退耕还林草工程对该地区土壤养分的影响。结果表明,3个样地的土壤碳、氮、磷储量差异显著（P〈0.05）,天然草地的有机碳、全氮储量（72.17、6.80 t·hm-2）显著高于退耕还林草地的（66.75、4.96 t·hm-2）和燕麦耕地的（36.61、3.61 t·hm-2）。这是因为,其一,比较而言天然草地受干扰小。其二,对于退耕还林草地和燕麦耕地来说,由于刈割获取地上部分,可能使得从土壤中获取的有机碳和氮素大于归还的。全磷储量则表现为燕麦耕地的（2.51 t·hm-2）显著高于天然草地的（2.17 t·hm-2）和退耕还林草地的（1.96 t·hm-2）。这是因为燕麦耕地中化肥的施用使得磷元素富集起来,所以其储量较高。与天然草地相比,耕种20年的燕麦地0-30 cm的有机碳和全氮储量分别低了35.56、3.19 t·hm-2,年平均减少速率分别为1.78、0.16 t·hm-2·a-1。与燕麦耕地相比,退耕8年的还林草地土壤有机碳和全氮储量显著升高了30.14、1.35 t·hm-2,年平均增加速率分别为3.77、0.17 t·hm-2·a-1。退耕8年的还林草地轻组有机碳比例（10.93%）显著高于天然草地（9.72%）和燕麦耕地（8.61%）。土壤含水量、容重和微生物量碳氮是影响土壤碳、氮、磷生态化学计量的重要因子。总结认为,退耕还林草混合植被对土壤碳、氮、磷库具有重要?