Topsoil organic carbon mineralization and CO2 evolution of three paddy soils from South China and the temperature dependence

Carbon mineralization and its response to climatic warming have been receiving global attention for the last decade. Although the virtual influence of temperature effect is still in great debate, little is known on the mineralization of organic carbon （SOC） of paddy soils of China under warming. SOC mineralization of three major types of China＇s paddy soils is studied through laboratory incubation for 114 d under soil moisture regime of 70% water holding capacity at 20℃ and 25℃ respectively. The carbon that mineralized as CO2 evolved was measured every day in the first 32 d and every two days in the following days. Carbon mineralized during the 114 d incubation ranged from 3.51 to 9.22 mg CO2-C/gC at 20℃ and from 4.24 to 11.35 mg CO2-C/gC at 25℃ respectively; and a mineralizable C pool in the range of 0.24 to 0.59 gC/kg, varying with different soils. The whole course of C mineralization in the 114 d incubation could be divided into three stages of varying rates, representing the three subpools of the total mineralizable C： very actively mineralized C at 1-23 d, actively tnineralized C at 24--74 d and a slowly mineralized pool with low and more or less stabilized C mineralization rate at 75-114 d. The calculated Q10 values ranged from 1.0 to 2.4, varying with the soil types and N status. Neither the total SOC pool nor the labile C pool could account for the total mineralization potential of the soils studied, despite a well correlation of labile C with the shortly and actively mineralized C, which were shown in sensitive response to soil warming. However, the portion of microbial C pool and the soil C/N ratio controlled the C mineralization and the temperature dependence. Therefore, C sequestration may not result in an increase of C mineralization proportionally. The relative control of C bioavailability and microbial metabolic activity on C mineralization with respect to stabilization of sequestered C in the paddy soils of China is to be further studied.     

碳中和标准体系建设现状、实践及展望

通过对国内外现行和正在研制的碳中和相关标准进行梳理和归纳,结合碳中和实现路径中标准的运用实践,探究我国不同行业、不同领域碳中和标准体系建设现状。指出我国的碳中和标准体系建设存在着顶层设计和统筹机制不完善、政策与标准发展不协调、技术研发与标准结合不紧密等问题,提出了强化统筹规划和顶层设计、构建标准实施和监管体系、加快制定急需技术标准、建设绿色产品认证制度、构建绿色金融标准体系,以及推进国际交流与合作等标准化工作建议。     

美国征收碳关税对中国碳减排和经济的影响

本文基于全球贸易分析-能源模型(GTAP-E),采用递归动态方法,全面分析美国在2020年针对中国和印度等未实施减排限额的发展中国家实施碳关税对中国碳减排与经济的影响。研究结果表明:美国征收碳关税对我国宏观经济将造成较显著冲击,将导致中国产品贸易流向、贸易结构和生产结构出现显著调整。其中,化学橡胶及塑料制品、机器设备制造、金属冶炼加工产品等隐含碳含量高且对美国市场依赖程度高的部门出口将较大幅度下降,生产遭受较严重的负面影响;此外,与这些产业部门紧密相关的上游资源产品等部门因需求降低也将受到一定的负面影响。但是,其他产业部门则由于生产要素价格下降,生产成本降低,出口和产出将有所增长。虽然美国实施碳关税能降低中国及全球碳排放,但是作用非常有限。基于研究结果,我们提出国家需要防范美国碳关税所导致的贸易和经济风险,并特别注意美国、欧盟和日本等发达国家同时采用碳关税的综合影响。另一方面,中国可以考虑基于"避免双重征税"的原则在国内主动实施碳税,以应对碳关税的实施;同时,需要加强在不同情景下中国主动征收碳税以应对碳关税的相关研究。     

城市生态系统复合下垫面碳通量特征——以上海市奉贤大学城为例

随着城市化进程的加速和城市人口规模的增加,城市已成为最大的碳源,研究城市生态系统对大气二氧化碳的贡献成为碳循环研究的焦点问题之一。基于研究区域内土地利用现状和一年的涡动观测系统观测数据,结合地理信息技术(Arc GIS)和通量计算工具(Eddypro及ART Footprint Tool)以及碳通量足迹模型分析了上海奉贤大学城碳通量足迹特征,基于此探讨不同下垫面类型,包括以草本和木本等透水层为主的下垫面(称为自然系统),以建筑物、道路等不透水层为主的下垫面(称为社会系统)碳通量的变化特征。研究结果表明:1)在不同风向上,碳通量贡献区范围随着大气稳定度的增加而扩大。大气处于稳定条件下,非主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围1 100 m)比主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围780m)要大;当大气处于不稳定条件下时主风向和非主风向下的碳通量贡献区范围相差不大(最大范围分别为321和351m)。2)不同下垫面其源汇特征不同,以绿色植物为主的自然系统年碳通量均值为–4.1μmol/m~2/s,表现为碳汇;社会系统的年碳通量均值为8.6μmol/m~2/s,表现为碳源。3)自然系统的碳通量日变化具有较明显的季节分异,变化特征大致呈"U"型;社会系统的碳通量日变化没有明显的季节分异,变化特征大致呈"M"型。绿色植物对城市生态系统的大气二氧化碳有降低作用,结合自然和社会系统的碳通量变化特征可以为以后合理规划城市布局,建立低碳城市提供服务。     

庐山不同森林植被类型土壤碳库管理指数评价

土壤碳库管理指数(CPMI)是表征土壤碳库变化的一个重要量化指标,能够反映土壤的碳库变化和碳库质量。选取庐山8种森林植被类型土壤为研究对象,对其土壤有机碳库特征及碳库管理指数进行系统研究。结论表明:(1)土壤有机碳(SOC)主要分布于0~20 cm土层中,随着土层深度增加,不同森林植被类型下SOC含量急剧下降;在0~60 cm土层中,不同森林植被类型下SOC含量的平均值排序为:马尾松林常绿阔叶林灌丛针阔混交林常绿-落叶混交林黄山松林落叶阔叶林竹林。(2)不同森林植被类型下活性有机碳(ASOC)含量为0.24~0.57 g·kg–1,总有机碳(TOC)含量为9.72~14.74 g·kg–1,土壤碳库指数(CPI)为1.63~2.48,碳库活度(A)为0.019~0.062,碳库活度指数(AI)为0.388~1.265。不同森林植被类型下ASOC含量排序:落叶阔叶林黄山松林常绿-落叶阔叶混交林灌丛针阔混交林常绿阔叶林竹林马尾松林;不同森林植被类型下ASOC/TOC(%)排序:落叶阔叶林黄山松林常绿-落叶阔叶混交林竹林灌丛针阔混交林常绿阔叶林马尾松林;不同森林植被类型下CPMI排序为:落叶阔叶林黄山松林常绿-落叶阔叶混交林灌丛针阔混交林常绿阔叶林竹林马尾松林。     

鄱阳湖生态区长期施肥对稻田土壤碳汇效应与固碳潜力的影响

在施肥条件下确定平衡状态时,土壤有机碳含量水平对于正确评价土壤的固碳潜力和制定合理的有机物质分配措施具有重要意义。分析了前人研究的江西省有机碳储量数据并采用Jenny模型对长期不同施肥下有机碳动态数据进行模拟。结果表明,鄱阳湖生态区有机碳储量占全省的46%,以鹰潭地区最高,九江地区最低。施肥明显增强了土壤的碳汇作用,单施有机肥或有机无机肥配施（70F+30M、50F+50M、30F+70M、NPKM、NPK+S、NPK+P和NPK+C）处理的土壤有机碳含量明显高于施化肥处理,以南昌县的30F+70M、进贤县的NPKM和余江县的NPK+P处理最高,其平衡时有机碳含量和固碳潜力分别较施化肥处理提高了3061%和6115%、3017%和5496%、3826%和7479%。因此,提高鄱阳湖生态区农田有机碳密度和固碳潜力最有效方法是有机无机肥配施,其配施方式以猪粪配施化肥相对最好,配施比例以70%有机肥配施30%化肥为宜     

竹笋壳为生物膜载体的废水处理技术研究

采用室内实验装置,研究了以农业废弃物竹笋壳为反硝化碳源和生物膜载体的生物反应器对于污水中硝酸盐的去除效果,并另设以聚丙烯惰性填料球为生物膜载体的生物反应器作为对照实验。实验结果表明,以天然竹笋壳作为反硝化碳源和生物膜载体的反应器启动时间短,对污水中硝酸盐氮的去除效果较好;装置对进水DO和pH值变化有一定抗性,DO在2.0~4.0mg/L,pH值在6.8~7.2之间变化时,反应器硝酸盐的去除率变化很小,缓冲能力较强;反应器稳定性强,出水硝酸盐的去除率在80%以上。     

中国碳市场波动溢出效应研究

自2013年以来,中国已先后建立了七个区域性碳市场。研究中国碳市场之间的波动溢出效应,有助于发现在碳市场运行初期起价格引导作用的区域市场,为其它地区碳市场的发展和全国碳市场的建立提供建议。本文选择广东、湖北和深圳三个交易量最大的区域碳市场为样本,利用多元GARCH(1,1)-BEKK模型,检验其波动溢出效应。为了消除履约期的影响,本文根据履约期将样本划分为阶段一(2014年7月1日—2015年6月30日)和阶段二(2015年7月1日—2016年7月19日),分阶段进行了检验,并从市场有效性的视角解释了检验结果。波动溢出效应检验结果显示:在阶段一内,广东碳市场对湖北碳市场、湖北碳市场对深圳碳市场、深圳碳市场对广东碳市场分别存在单向的波动溢出效应;在阶段二内,只存在深圳碳市场对广东碳市场的单向波动溢出效应;在整个样本期内,只存在深圳碳市场对广东碳市场的单向波动溢出效应。基于方差比的市场有效性检验结果显示:无论是阶段一、阶段二或整个样本期,三个碳市场均没有达到弱式有效。本文进一步在多重分形检验的基础上,利用多重分形谱宽度,比较了三个碳市场的非有效性程度,结果显示:在阶段一、阶段二和整个样本期,三个碳市场有效性大小关系分别为:湖北广东深圳、深圳湖北广东、广东深圳湖北。可见,三个碳市场早期的波动溢出效应不完全符合市场有效性大小关系,而较晚期的波动溢出效应符合市场有效性大小关系,这证明了中国碳市场在阶段二相比阶段一更为成熟。本文最后对中国碳排放权交易市场的发展提出了政策建议。     

复合链式结构下中国林业碳库系统测度模型构建

温室气体上升导致的全球气候变暖问题不容忽视,增加森林碳汇和木质林产品碳储是缓解温室效应的有效途径。根据森林碳汇功能与林产品碳储功能的关联理论与模型,推导和改进包括森林子碳库、土壤子碳库及木质林产品子碳库在内的林业碳库核算模型及方法,以实现目标碳从森林碳库向木质林产品碳库的过渡与转移。基于气候变化背景下森林-林产品产业链的发展现状,构建包括森林子碳库和林产品子碳库的复合一体化林业碳库模型,使之为中国林业碳库的计量与评价提供判据。首先,对包含森林子碳库和木质林产品子碳库在内的世界林业碳库的发展现状进行探讨,归纳和比较国内外主流的关联林业碳库评估方法模型,从而对中国林业碳库模型的构建提供理论背景支持和逻辑方法支撑。其次,分析现有中国林业碳库评估存在的优势和弊端,找出适合中国林业特点的国家碳库创新评估路径,运用政府间气候变化专门委员会指定的生产法的思路,通过分析目标碳在林产品产业链生产、加工等过程中的流入和支出,提出创新中国林业碳库的模型构想并对其系统内涵进行分析。最后,赋予中国林业碳库系统模型数学表达,分析其数理结构并进行逻辑演绎,在森林子碳库和木质林产品子碳库两个复合链式体系下构建中国林业碳库系统测度模型(ForestProducts Carbon Model/FPCM)。     

欧盟碳配额现货与期货价格关系及对中国的借鉴

基于欧盟碳市场配额现货与期货的发展经验和对我国统一碳市场建设的借鉴,本文以2005-2012年欧盟碳排放权交易体系(EU ETS)欧盟配额的现货和期货价格为样本研究二者之间的关系。本文运用单位根检验(ADF检验)的方法验证现货与期货价格的序列平稳性,并在序列平稳的前提下基于协整理论研究现货价格与期货价格的长期均衡关系,反映了二者间的静态关系。但短期内这一静态关系并不成立,反而表现出一定的动态性,短期价格的变动能够真实地反映市场需求,对价格的形成起着重要作用,因而采用向量误差修正模型重点研究二者间的短期动态关系。研究表明:1碳现货价格与期货价格间有着不同程度的影响,二者存在长期均衡,但短期内受市场特定因素的影响,二者又有所偏离;2期货价格反应灵敏,偏离均衡后调整速度快于现货,而且期货的滞后期价格对现货价格影响显著,这更加突显了碳期货的价格发现作用;3期货市场涉及了投资者对市场的预期和判断,较现货交易包含了更多的投机性,价格更为灵活,波动频繁,增加了市场风险。最后,根据结论对我国碳市场建设提出一些启示和建议:针对现货与期货价格之间的动态关系,应当积极开发和利用碳期货市场,通过期货的价格发现功能形成合理碳价,同时需要增强期货市场与现货市场的透明度,实现信息的传递与分享,最终实现期货市场对现货市场的补充和完善;为规避期货价格的波动性所带来的风险,需要建立一套完善的风险防控体系,在风险可控的前提下利用期货价格对市场进行预期,及时引导市场价格,形成完善的价格机制,为全国统一碳市场建设提供价格基础。