Sulphate, Nitrogen and Base Cation Budgets at 21 Forested Catchments in Canada, the United States and Europe

To assess the concern over declining base cation levels in forest soils caused by acid deposition, input-output budgets (1990s average) for sulphate (SO₄), inorganic nitrogen (NO₃-N; NH₄-N), calcium (Ca), magnesium (Mg) and potassium (K) were synthesised for 21 forested catchments from 17 regions in Canada, the United States and Europe. Trend analysis was conducted on monthly ion concentrations in deposition and runoff when more than 9 years of data were available (14 regions, 17 sites). Annual average SO₄ deposition during the 1990s ranged between 7.3 and 28.4 kg ha⁻¹ per year, and inorganic nitrogen (N) deposition was between 2.8 and 13.8 kg ha⁻¹ per year, of which 41–67% was nitrate (NO₃-N). Over the period of record, SO₄ concentration in deposition decreased in 13/14 (13 out of 14 total) regions and SO₄ in runoff decreased at 14/17 catchments. In contrast, NO₃-N concentrations in deposition decreased in only 1/14 regions, while NH₄-N concentration patterns varied; increasing at 3/14 regions and decreasing at 2/14 regions. Nitrate concentrations in runoff decreased at 4/17 catchments and increased at only 1 site, whereas runoff levels of NH₄-N increased at 5/17 catchments. Decreasing trends in deposition were also recorded for Ca, Mg, and K at many of the catchments and on an equivalent basis, accounted for up to 131% (median 22%) of the decrease in acid anion deposition. Base cation concentrations in streams generally declined over time, with significant decreases in Ca, Mg and K occurring at 8, 9 and 7 of 17 sites respectively, which accounted for up to 133% (median 48%) of the decrease in acid anion concentration. Sulphate export exceeded input at 18/21 catchments, likely due to dry deposition and/or internal sources. The majority of N in deposition (31–100%; median 94%) was retained in the catchments, although there was a tendency for greater NO₃-N leaching at sites receiving higher (<7 kg ha^-1 per year) bulk inorganic N deposition. Mass balance calculations show that export of Ca and Mg in runoff exceeds input at all 21 catchments, but K export only exceeds input at 16/21 sites. Estimates of base cation weathering were available for 18 sites. When included in the mass balance calculation, Ca, Mg and K exports exceeded inputs at 14, 10 and 2 sites respectively. Annual Ca and Mg losses represent appreciable proportions of the current exchangeable soil Ca and Mg pools, although losses at some of the sites likely occur from weathering reactions beneath the rooting zone and there is considerable uncertainty associated with mineral weathering estimates. Critical loads for sulphur (S) and N, using a critical base cation to aluminium ratio of 10 in soil solution, are currently exceeded at 7 of the 18 sites with base cation weathering estimates. Despite reductions in SO₄ and H⁺ deposition, mass balance estimates indicate that acid deposition continues to acidify soils in many regions with losses of Ca and Mg of primary concern. The U.S. Government's right to retain a non-exclusive, royalty free licence in and to any copyright is acknowledged. The Canadian Crown reserves the right to retain a non-exclusive, royalty free licence in and to any copyright.     

基于多区域投入产出(MRIO)的中国区域居民消费碳足迹分析

近年来,居民消费活动和环境的关系逐渐受到关注,而与温室气体排放相关的研究更是其中的热点.因此,本文采用“居民消费碳足迹”概念来定义特定居民消费活动所导致的直接和间接温室气体排放的总和,主要包括CO2、CH4、N2O3种温室气体;构建了基于环境扩展的多区域投入产出(Multiregional input-output,MRIO)模型的碳足迹核算方法,并以2007年中国8个区域为例对其居民消费碳足迹的数量、构成、分布及转移进行了分析.结果显示,2007年全国居民消费碳足迹总量达到31.74亿t(以CO2当量计).此外,碳足迹还呈现出区域差异明显、间接排放大于直接排放、城乡差距过大等特征.人均碳足迹方面,发展水平较高的京津、东部沿海地区明显高于相对滞后的西北、西南区域.研究还对碳足迹的区域分布和转移进行了深入探讨.结果发现,东北、京津、西北和西南区域转移收支为负,表示这些区域为其他区域承担的排放大于其他区域为其承担的排放;剩余的北部沿海、东部沿海、南部沿海和中部区域情况则正好相反.这些结果对现阶段中国制定具体区域消费政策或分配碳减排责任等具有参考价值;本研究的方法论也适用于研究其他环境因子及足迹因子与居民消费的关系.     

建筑陶瓷碳计量与优化模型研究

采用投入产出分析方法和目标规划方法,以某建陶企业为代表,建立了建筑陶瓷产业投入产出模型及低碳优化模型,利用投入产出模型计量和预估了建筑陶瓷产业关键环节碳排放和产品碳足迹;应用低碳优化模型对建筑陶瓷企业的产品计划进行了低碳优化.结果表明,建筑陶瓷企业年二氧化碳排放量达182 543.9 t,单位产品碳排放量多于国外先进水平10%以上;影响建筑陶瓷产业二氧化碳排放的关键环节为烧成和喷雾干燥过程,烧成和喷雾干燥过程排放的二氧化碳占总排放的80%以上;3种建筑陶瓷产品中,坯砖、抛光砖、釉面砖的万平米产量碳足迹依次为150.2、168.0、159.6 t.建筑陶瓷企业经低碳模型优化后可以在保证同样利润的同时降低5.4%的碳排放,也可以在保证碳排放相同的条件下使利润提高5.6%.     

需求视角的中国能源消费氮氧化物排放研究

基于经济投入产出生命周期评价(EIO-LCA)模型构建了中国1990—2010年能源消费氮氧化物完全排放矩阵,从需求的角度分析了氮氧化物排放在部门和不同需求间的分布结构,并通过情景模拟深入探讨了最终需求结构变化对氮氧化物排放的综合影响和拉动效应,以期探索中国氮氧化物减排的多元化途径.研究结果显示,1990—2010年中国氮氧化物排放总量从878万t上升到2398万t,历年来由工业部门拉动产生的氮氧化物占总量的比重高达70%左右;由最终消费拉动的氮氧化物排放比重逐年下降,资本形成和出口拉动的氮氧化物排放比重逐年上升.氮氧化物排放强度则从47.0 kg·万元-1降至6.0 kg·万元-1,其中,能源和交通部门的排放强度最高.通过情景模拟可以看出,提高最终消费比重,扩大内需有利于氮氧化物总量减排,尤其是对工业部门的减排效果显著.实现氮氧化物总量减排目标,要求在技术进步之外,积极寻求多元减排措施,以强化减排效果,突出能源和交通等重点部门的氮氧化物防治体系建设,并通过扩大内需优化最终需求结构以促进工业部门氮氧化物减排.     

中国虚拟水贸易的测算及影响因素研究

本文测算2005年、2007年与2010年3个年度中国虚拟水进出口贸易量,采用投入产出及IO-SDA等方法分解分析其变化的影响因素。研究结果显示部门间用水系数差距都非常大,直接用水系数最大的农业部门857.9 t/万元(3年平均值,下同),与直接用水系数最小的部门差距达600倍之多。完全用水系数最大的也为农业部门1 078.7 t/万元,与完全用水系数最小的部门亦达113倍。各部门的完全用水系数和直接用水系数也存在较大不同,有些部门完全用水系数和直接用水系数差距很大,如服装皮革羽绒及其制品业部门差距达115倍,食品制造及烟草加工业部门差距达618.5 t/万元;而有些部门差距非常小,如农业部门差距仅仅0.24倍,煤炭开采和洗选业部门差距仅为8.2 t/万元。虚拟水出口量和进口量分别从2005年的1 774.3亿t和1 378.7亿t增加到2010年的2 254.1亿t和1 836.5亿t,且出口量一直大于进口量。影响因素分解显示,在此期间,进出口规模的增加是虚拟水贸易量增加的主要影响因素,其中出口规模合计为103 698.8×10~6t,进口规模合计为80 401.2×10~6t。进出口贸易结构的影响在不同部门间存在较大的差异。真实用水系数和真实中间投入技术是虚拟水贸易变化的主要负向因素,其中真实用水系数对虚拟水出口与进口的影响分别为-36 793.2×10~6t和-34 668.3×10~6t,真实中间投入技术对虚拟水出口与进口的影响分别为-1 719.7×10~6t和-1 660.8×10~6t,表明在此期间用水效率和中间投入效率都得到了改善。另外,直接用水系数和中间投入技术分解出的结构效应都不明显,中间投入进口比率效应也不明显。     

整合消费与增加值视角的中国行业碳排放变动分解研究

在研究影响我国CO 2排放因素领域,基于投入产出技术的分解模型已成为主要的分析工具,现有研究多分别基于消费视角或收益视角展开分析。为全面评估各行业收益与消费对其上游、下游行业碳排放的综合影响,整合基于收益与基于消费两个视角,运用2012年与2015年我国投入产出表,构建两层嵌套式结构分解分析模型(SDA),比较分析消费规模效应、收益规模效应、行业流入、流出增加值变动效应、增加值结构变动效应等14个影响各行业碳排放变动的关键因素,并借助对消费者原则碳排放估算公式的重构,更准确地实现从增加值视角对各行业消费者原则碳排放变动的关键影响因素分析。研究发现:①研究期内,我国在总产出增长29.14%的同时碳排放量上升1.46%,各行业碳排放强度下降是主要的减排因素,其中建筑业减排贡献最大。②增排效应方面,影响从大到小依次为消费规模、收益规模、完全投入结构与完全消费结构四项效应,且前两个规模效应的影响是后两个结构效应的2倍以上,尤其建筑业消费规模效应、煤炭采选产品业收益规模效应增排较大。③消费规模扩大导致增排的原因并非行业本身生产规模扩大,而主要在于建筑业、服务业等行业规模扩张时吸收其他行业流入的增加值量增多。④收益规模扩大导致的增排效应方面,细分来说从大到小依次为劳动者报酬、生产税净额、固定资产折旧、营业盈余四项效应,且行业差异显著,如煤炭采选产品业的劳动者报酬效应,石油、炼焦产品和核燃料加工品业的生产税净额效应以及电力、热力生产和供应业的营业盈余效应增排贡献较大,而煤炭采选产品业的营业盈余效应、批发、零售业和住宿、餐饮业的生产税净额效应则减排贡献较大。     

中国西北寒旱区农牧民生活碳排放评估

围绕碳排放权开展的气候谈判愈来愈关注贫困人口与弱势群体的生存权与发展权,一方面由于受制于其薄弱的社会经济水平,贫困人口与弱势群体在气候变化实践中表现出更高的脆弱性,另一方面则因气候变化减缓与适应行动而造成的贫困人口生活成本的增加以及生活水平的下降。然而,对这些地区和人口的排放权判断主要基于国家层面和地区层面宏观数据的分析,其结果掩盖了国家和地区内部不同社会经济水平下的人口排放差异,不能准确揭示贫困人口和脆弱群体的低碳排放事实。本文基于国际碳排放评估对人口生活排放的需求,结合IPCC参考方法,利用投入产出分析模型构建了人口生活碳排放评价指标体系,并用于对甘肃、青海和宁夏干旱-高寒地区农牧民生活碳排放的样本调查和分析。评估表明,中国西北干旱—高寒区人口生活碳排放仅为1.85tCO2/人,其中用于满足基本生活需要的碳排放量达到87.25%。研究发现,生活在更冷(海拔更高)区域内的人口生活排放量更高;随着家庭收入的增长,人口生活排放量也随之上升;家庭成员数量越多,家庭的人均碳排放量就会越低。     

Income Growth, Urbanization, Changing Life Style and Energy Requirements in China

This paper aims to estimate the effects of changing life style and consumption demands driven by income growth and urbanization on increase of energy requirements in China, and es-timate the impacts of improvement in household consumption on mitigating energy requirements towards 2020, based on input-out-put analysis and scenarios simulation approach. The result shows that energy requirement per capita has increased by 159% for urban residents and 147% for rural residents from 1995 to 2004. Growth in household consumption driven by income growth and urbanization may induce a successive increase in energy require-ments in future. Per capita energy requirements of urban residents will increase by 240% during 2002-2015 and 330% during 2002-2020. Urbanization might lead to 0.75 billion ton of increment of energy requirements in 2020. About 45%-48% of total energy requirements in China might be a consequence of residents’ life styles and the economic activities to support consumption demands in 2020. Under low-carbon life style scenario, per capita energy requirements of urban residents may decline to 97% in 2015 and 92% in 2020 in contrast with baseline scenario. That implies that China needs to pay a great attention to developing green low-carbon life style in order to realize mitigation target towards 2020.     

中美贸易与污染避难所假说的实证研究——基于内含污染的视角

使用非竞争型投入产出表,在考虑中间产品产生污染的情况下,通过计算中美双边贸易的内含污染,考察对外贸易对发达国家和发展中国家环境的影响,检验污染避难所假说是否成立.本文首先构造中美两国28个制造业的总污染强度,在此基础上计算1987-2004年中美制造业贸易的贸易内含污染条件指标,并分析中美制造业贸易的进出口内含污染的部门来源.研究发现,1992年之后,所有污染物的贸易内含污染条件值都大于1,这意味着美国从中国进口的污染强度要高于中国从美国的进口污染强度,中美双边贸易中,中国环境受损、美国环境获利,污染避难所假说成立.从部门结构上看,中国出口内含污染主要来源于塑料制品、机械设备和工业化学这三个部门,进口内含污染主要来源于工业化学、机械设备和交通设备这三个部门.