基于投入视角的农业碳排放与经济增长的脱钩效应分析——以河南省为例

基于农业生产中的6个方面测算了河南省1993—2014年的农业碳排放量和排放强度。22年来河南省农业碳排放总量由1993年的495.12万t增加到2014年的1 704.13万t,年均增长6.12%,总体上呈"高速—低速—高速—低速"四阶段演化特征,农业碳排放强度从1993年的720.60kg/hm~2增加到2014年的2 080.23kg/hm~2,年均增长5.28%。河南省农业碳排放总量与经济发展呈典型的倒"U"型曲线关系,且开始出现拐点,但不明显。农业碳排放总量的组成结构随时间变化,从平均占比情况来看碳排放组成依次为农村用电、化肥、农膜、农药、农用柴油和翻耕。运用Tapio脱钩模型计算了河南省农业碳排放的脱钩弹性系数,结果显示,2004年前农业碳排放与农业经济发展的脱钩关系呈现弱脱钩、扩张负脱钩、扩张连接和强负脱钩4种弹性特征并存,2004年后以弱脱钩为主导,占比81.82%,说明近年来河南省在农业碳减排方面取得了一定成效,未来河南省还须采取措施,从根本上实现农业碳排放与农业经济增长脱钩。     

基于碳收支核算的郑州市碳排放压力分析及预测

区域碳收支核算是全球气候变化研究的关键内容。城市碳收支核算不仅有助于建立区域碳平衡分析的理论框架,而且对于区域温室气体清单编制及低碳发展模式的选择也具有十分重要的意义。以郑州市为例,在对碳收支及碳排放压力进行核算分析的基础上,采用线性回归方法和最小二乘法对郑州市2030年的碳排放进行了预测研究,并提出了郑州市低碳城市发展的政策建议。主要结论如下:(1)郑州市碳收支呈明显不匹配现象,碳排放总量及其增速明显超过了碳吸收。其中,能源活动和农作物分别是主要的碳源和碳汇途径,两者各占碳排放/吸收比重的80%以上;(2)郑州市碳排放强度呈下降趋势。这表明,随着节能减排和区域发展模式的转型,区域碳排放效率明显提升;但总体而言,郑州市经济增长与碳排放的关系处于弱脱钩状态,经济发展仍然依赖于能源消耗及碳排放增长;(3)预测发现,2030年碳排放量虽比2012年大幅度增长,但碳排放效率逐渐提升,预期碳排放增长率不断下降。     

烟草与丛枝菌根真菌的共生效应研究进展

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌是陆地生态系统中广泛存在的一类专性共生土壤微生物,是根系土壤区域中重要的功能菌群之一.AM真菌可侵染植物根系形成丛枝菌根共生体,改变植物根系形态和改善营养状况,从而提高宿主植物的生长发育、产量、质量和抗逆性.目前从烟草根系土壤分离报道的AM真菌已达13属5...     

基于碳均衡视角的湖南省碳排放与碳吸收时空差异分析

以中部典型省份湖南省为例,采用湖南省及14个地级市的煤炭、石油、天然气等能源消耗、水泥产量数据以及林地、草地等土地利用数据,基于碳均衡视角,利用碳排放、碳吸收、净排放测算模型,估算并模拟分析湖南省碳排放与碳吸收的时空差异。结果表明:(1)2000-2009年,湖南省碳排放总量年均增加523.98×104 t,其中,化石燃料燃烧碳排放占湖南省碳排放总量的比例长期稳定在85%以上,是最主要碳源;(2)2009年断面数据表明,湖南省碳排放总量存在明显的区域差异,其中,岳阳、娄底、郴州、衡阳、长沙、湘潭6市属高碳区,常德、益阳与株洲3市属中碳区,邵阳、怀化、永州、张家界与吉首5市属低碳区;(3)2003-2009年,湖南省碳吸收量呈现出小幅增长趋势,导致湖南省净排放迅速增加,由2003年的2 608.01×104 t增加到2009年的6 554.62×104 t,7年净排放累计为35 086.11×104 t;(4)2005年断面数据表明,湖南省碳吸收也存在明显的区域差异,其中怀化、永州、郴州与邵阳4市属高值区,衡阳、常德、株洲、张家界、长沙、岳阳及益阳7市属中值区,娄底、湘潭与吉首3市属低值区;(5)2003-2009年,湖南省碳排放与碳吸收之间未达到均衡状态,净排放由2003年的2 608.01×104 t增加到2009年的6 554.62×104 t。     

快速城市化地区土地利用变化的生态环境效应——以杭州市中心城区为例

[目的]评价和分析杭州中心城区1995—2014年土地利用变化的生态环境综合效应,为土地利用管理和城市生态环境治理提供依据。[方法]基于杭州市中心城区1995,2000,2005,2010和2014年5期TM影像数据,获取不同时段土地利用变化数据,并利用生态系统价值评估、碳排放核算和景观格局指数等分析方法。[结果]近20a来,杭州市生态系统服务总价值从1995年的32.43亿元下降至2014年的23.96亿元,共减少26%,占同期GDP比重从5.86%下降至0.56%;土地利用净碳排放从1995年的4.26×10t增加至2014年的1.51×107 t,碳吸收从7.22×105 t下降至6.49×105 t,2014年碳排放的社会成本已高达145亿元;生态服务低价值区主要以中部为中心向周围蔓延,土地利用生态景观分析结果显示破碎化程度降低,连通性提高趋势,但多样性锐减。[结论]研究区内林地和水体面积减少,建设用地增加是生态系统服务总价值减少的主要原因。建设用地碳排放急剧增加和林地的碳吸收锐减是土地利用净碳排放增加的主要原因。研究区土地利用变化引起的生态景观格局变化明显,生态服务价值空间分布不均。     

河南省农业生产碳汇的演变趋势及其集聚特征分析

农业生产具有碳排放和碳吸收的双重属性,针对当前农业生产碳汇研究系统边界模糊不清、中观尺度研究成果少、核算项目缺失统一性和完整性等问题,本文在全面核算2000—2015年河南省传统农业碳排放和碳吸收的基础上,分析了该省农业生产碳汇的演变趋势,并利用基尼系数和洛伦兹曲线研究其空间集聚特征。研究结果表明,河南省农业生产系统表现碳汇特征,其碳汇量整体呈现逐渐增长趋势,至2015年全省农业生产碳汇量为3 235.11万t,相当于当年能源消费碳排放量的22.53%,因此农业生产对于减缓温室效应等方面具有一定的作用。河南省农业生产碳汇量增长的主要原因在于随着农业现代化的不断推进和农业生产能力的不断提高,其农业生产碳吸收能力快于碳排放增长速度。自然因素是河南省农业碳排放的主要方面,至2015年自然因素产生的碳排放占河南省农业生产碳排放总量的70.15%;而人工农资投入碳排放增长率相对较快,是全省碳排放量增长的主要原因,2000—2015年全省人工农资投入碳排放量年均增长率为3.27%,是其自然因素碳排放年均增长率的3.85倍。河南省各地农业生产碳汇在地域空间上表现增长的普遍性、相对稳定性和较显著集聚性特征,呈现显著的南北和东西差异,东部和北部农业地区碳汇数值相对较高,而南部和西部农业碳汇数值对较低。     

农户农业生产的碳排放及其影响因素——以湖北省部分地区为例

[目的] 对农户农业生产碳排放及影响因素进行研究,以便全面理性地认识农业碳排放的问题,促进农业低碳、可持续发展。[方法] 选取湖北省武汉市黄陂、江夏区和鄂州市为研究区域,研究农户农业生产碳排放现状,测算农业生产碳排放,分析农业生产碳排放的结构特征,最后运用半对数回归模型分析碳排放强度的影响因素。[结果] ①在作物结构方面,种植水稻的碳排放总量最大,而莲藕的碳排放强度最大;②在碳排放来源方面,化肥是引起碳排放的主要原因,其次是人工投入;③在碳排放强度的影响因素方面,农户的年龄、务农年限、年均农业收入比例、耕地面积、土地质量、是否参加农业技术培训以及是否为村干部对农业生产碳排放强度具有显著的负向影响。[结论] 农业低碳发展应重视科学技术,提升农业生产补贴,提倡适度规模种植,加强农户农地保护意识以及农业技术培训等。     

不同有机培肥模式下双季稻田碳汇效应与收益评估

本研究基于1981年开展的有机肥长期定位试验,研究了不同有机肥种类、用量和施用方式对稻田生态系统碳排放、系统碳固定与净碳汇的影响,并对各处理经济效益进行了比较,为实现农业低碳、高值、高效生产提供理论参考。本研究所选取的有机肥处理包括:不施肥对照(CK);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M1);早稻施用两倍绿肥紫云英30 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M2);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2和猪粪15 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M3);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2+晚稻施用猪粪15 t·hm-2和冬季稻草覆盖4 500 kg·hm-2(M4);长期施用化肥(NPK)等5个处理。每5年于晚稻收获后采集土样测定土壤有机碳含量,并测定每年的早晚季水稻产量与生物量,用于估算系统收益与碳收支(5年平均)。结果表明:与不施肥对照相比,各施肥处理水稻产量均显著提高(P0.05),增幅为30.88%~96.52%,且随着施肥年限的增加,M4处理增产作用最大。长期施用有机肥显著提高红壤稻田土壤固碳能力,且有机肥用量增加系统土壤固碳能力增强,M2、M3、M4处理土壤固碳量显著高于M1、NPK和CK处理;稻田植株固碳量也显著提高(P0.05),M4和M3最高,双季稻植株固碳量为6.76~8.83 t(C)·hm~(-2)·a~(-1)。长期施用有机肥下稻田系统净碳汇显著增加,与对照相比施肥处理(M1、M2、M3、M4、NPK)系统净碳汇增加1.43~3.93 t(C)·hm~(-2)·a~(-1),系统碳汇效应显著(P0.05)。同一处理不同施肥年限由生产活动所引起的碳排放量保持不变,系统净碳汇量差异主要表现在系统固碳量上,其变化趋势与水稻产量变化趋势基本一致。长期施用有机肥显著降低了化肥投入,稻田生态系统经济效益显著增加(P0.05),并以M4处理最高,达25 683.7$·hm~(-2)·a~(-1)。综上结果表明:长期施用有机肥显著提高双季稻田碳汇效应与经济效益(P0.05),绿肥紫云英与猪粪和秸秆配施稻田生态系统碳汇效益与经济效益较单施绿肥紫云英优势明显。     

耕地生产潜力计算中土壤效应系数的评估——以陕西省洛川县为例

估算土壤效应系数是耕地生产潜力计算模型中一个亟待解决的问题。该文尝试性地以层次分析法（AHP）进行土壤效应系数的测度,使土壤肥力对作物产量的影响得以定量表示,并且指出了不同土壤环境下,作物产量的差异程度。     

县域土地利用变化的碳排放效应——以山西省洪洞县为例

[目的]为了分析土地利用变化对碳排放的影响,以洪洞县为例,研究分析县域尺度上土地利用变化的碳排放效应。[方法]选取2000,2010和2013年山西省洪洞县遥感影像,通过解译遥感影像,最终获得洪洞县的土地利用数据。采用碳排放估算模型,估算了洪洞县13a不同土地利用变化导致的碳排放效应。[结果]2000—2013年洪洞县的碳排放量呈现逐年增长的趋势,期间净碳排放放量共增加了6.12×105t。作为主要碳源汇——建设用地和林地,二者的面积不断增长,但建设用地带来的碳排放远超过林地所能吸收的量。洪洞县各个乡镇在这13a中的净碳排放空间差异变化明显。[结论]优化县域土地利用结构,能够有效地减轻碳排放问题。     

基于低碳经济的山东省德州市农田生态系统碳汇估算

依据2001-2010年农作物产量、耕地面积及农业投入等数据,对山东省德州市农田生态系统的碳汇进行了估算,并分析了其变化情况.结果表明,德州市2001-2010年农田生态系统的碳吸收总量呈增加的趋势,且2004年以来增加的趋势较明显;小麦、玉米作为主要的粮食作物,碳吸收量明显高于其他农作物,棉花作为主要经济作物,吸收量不高;2001-2010年,由于德州市发展生态、高效、优质农作物,碳排放呈现先增后减的变化;不同县市由于农业发展方向和发展特色的差异,具有不同的碳排放;在这3种途径的碳排放过程中,化肥施用过程中碳排放所占的比例较大,且呈减少的趋势;2001-2010年德州市碳吸收量为6.35×107t,碳排放总量为4.53×106 t,碳吸收量远远大于碳排放量,说明德州市农田生态系统具有较强的碳汇功能.     

山东省农业净碳汇时空演化特征分析

基于农地利用、水稻种植、畜禽养殖、秸秆焚烧4大方面25类主要碳源和17类主要农作物碳汇,测算了山东省2000—2015年及全省17个地级市2000年、2007年、2015年的农业碳排放量和碳汇量,在此基础上计算出农业净碳汇量和净碳汇强度,并对其时空演化特征进行分析。结果表明,2000—2015年间山东省农业净碳汇总量和净碳汇强度均呈上升趋势,分别增长33.05%和39.14%,农业发展的碳效应以碳汇为主,减排增汇效果明显;农业净碳汇量区域差异明显且随时间的变化呈扩大趋势,存在净碳汇量持续增长型、波动增长型、波动下降型和持续下降型4种类型区;农业净碳汇强度区域差异较明显,亦随时间变化呈扩大趋势,存在净碳汇强度持续增长型和波动下降型2种类型区;基于空间分布特征,将各地级市净碳汇量和净碳汇强度分别划分为低、较低、中、较高和高5个等级区,2000—2015年间净碳低汇区空间分布格局相对稳定,其他4个等级区发生了较大幅度的变化,净碳高汇区向鲁西地区集中,净碳较高汇区向鲁东南地区分布;净碳汇强度空间分布格局发生了较大幅度的变化,净碳汇高强度区由鲁中向鲁西和鲁西南地区扩展,净碳汇较高强度区由鲁中向鲁东南地区扩展。     

基于土地利用变化的安徽省陆地碳排放时空特征及效应

土地利用变化是区域碳排放变化的主要驱动力,揭示土地利用变化对碳排放影响对于碳排放政策的制定具有指导意义。然而,经济快速发展区域中土地利用变化对碳排放影响研究仍有限。以安徽省为对象,基于2000—2020年的土地利用变化数据,从碳源/汇角度评估了安徽省净碳排放,分析了碳排放时空特点,从碳足迹、生态承载力和生态赤字3个方面阐明了安徽省碳排放效应。结果表明:(1)从2000—2020年,安徽省土地利用净碳排放表现为增加趋势,年均增加503.92万t,林地是碳排放的主要碳汇,但其碳汇总量年际变化不大,建设用地是碳排放增加的主要碳源,其年均增加511.37万t;(2)2000—2020年,碳源变化主要分布在安徽省中北部平原地区,碳汇变化主要分布于西南高山和丘陵地区,且安徽中北部地区是碳排放强度随时间变化的最大热点区;(3)由碳源/碳汇变化引起的碳排放效应中,生态承载力2000—2020年变化不大,但碳足迹和生态赤字表现为增加趋势,年均增加率分别为6.2%和8.7%。因此,安徽省中北部平原地区为碳减排重点控制区域,降低建设用地及增加林地面积可有效调节该地区碳排放效应。     

陕西省能源消费碳排放及脱钩分析

根据IPCC碳排放计算方法计算了陕西省1980—2010年的能源消费碳排放量,系统分析了陕西省能源消费碳排放总量、碳排放结构以及不同产业和工业不同部门碳排放的变化,并应用脱钩理论探讨陕西省经济增长与能源碳排放的脱钩关系及程度。结果表明:1980—2011年,陕西省碳排放总量及煤炭消费引起的碳排放量呈现波动上升的“N”型曲线特征,石油和天然气消费引起的碳排放呈逐年递增趋势,碳排放主要来自于煤炭消费;工业部门是碳排放的主要部门,工业部门中重工业和电力、燃气及水的生产和供应业排放量最大,比重分别为48%和37%,采掘业次之,所占比重为11%,轻工业所占比重最小,约为4%,通过工业内不同行业的比较发现,电力、热力的生产和供应业、化学原料及化学制品制造业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、石油开采和天然气开采业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、煤炭开采和洗选业和有色金属冶炼及压延加工业是陕西省碳排放主要来源,2005年和2010年8大行业碳排放量占工业碳排放总量的92.56%和95.11%;1980—2011年间除1981年和1997—2000年为强脱钩,1982年和2001—2003年为扩张性负脱钩外,其余时期经济与能源碳排放均呈现弱脱钩状态,能源效率的提高是目前实现弱脱钩的主要原因,但其未能抵消经济发展对能源需求的增长幅度,未来一定时期内弱脱钩发展趋势仍将持续。     

四川省广元市不同土地利用类型的碳排放效应研究

利用土地利用变化及能源消耗资料,采用直接碳排放系数法,对四川省广元市近20a的不同土地利用类型的碳排放效应进行了估算。结果表明,在土地利用变化的影响下,该区域碳排放量明显增加,从1990年的2.11×107 t增长到2010年的3.98×107 t,增长幅度为88.9%;建设用地是主要的碳源,碳排放量从1990年的2.73×107 t迅速增长到2010年的4.91×107 t,其碳排放量占总碳排放量的99%以上,平均年增长速度为1.09×106 t;林地作为最大的碳汇,20a间有所增长,但水域、草地、未利用地碳汇效益不明显;从碳排放的空间格局来看,市中心区利州区的碳排放量最大,年平均碳排放量1.60×107 t。依据相关研究结果,提出了减少广元市碳排放量的相关建议。     

伊犁河谷农田生态系统生产力水平对碳源汇的影响

[目的]分析伊犁河谷农田生态系统碳源汇的变化趋势及农田生态系统碳源汇的影响因素,为农业产业结构调整和农业生产固碳减排提供科学依据。[方法]以2004—2013年伊犁河谷农作物产量、播种面积、农业投入等相关统计数据为依据,采用碳转化系数的方法对伊犁河谷农田生态系统主要碳源汇进行测算。[结果](1)近10a来,伊犁河谷农田生态系统碳吸收总量由2004年的2.32×106 t升到2013年的4.48×106 t,平均增长率为7.57%,单位播种面积碳吸收量也由2004年的7.54t/hm2上升到2013年9.27t/hm2,提高了0.23倍。碳吸收量与水稻、小麦、玉米、蔬菜总产量呈极显著相关与胡麻总产量呈显著负相关。(2)碳排放总量由2004年的2.24×105 t增加到2013年的4.02×105t,10a间增加了0.80倍。对农田生态系统碳排放总量贡献最大的因素为柴油和化肥投入。(3)近10a间,净碳吸收总量由2004年的2.10×106 t增至2013年的4.07×106 t,单位播种面积净碳吸收量由2004年的6.81t/hm2上升至2013年的8.44t/hm2,年均增速2.41%。[结论]在伊犁河谷农业生产的高投入、高产出的模式下,其农田生态系统表现为碳汇系统。     

陕西省碳排放影响因素及其区域分异特征

根据1996-2010年陕西省终端能源消费数据及2010年各市区单位GDP能耗数据,对陕西省碳排放量进行了核算,并基于Kaya恒等式,利用对数平均Divisia指数分解模型对陕西省碳排放的影响因素进行了分解分析。结果表明:(1) 陕西省碳排放总量、人均碳排放量在1996-2000年均为小幅度下降,此后大幅度增加,而碳排放强度总体呈现出下降趋势。从能源消费碳排放比例来看,煤炭消费碳排放量占绝对比重(70.47%)。(2) 陕西省各市区碳排放总量与碳排放强度表现出明显的区域分异特征。陕西省的碳排放总量关中最高,陕北次之,陕南最小;地级市区中:西安市、榆林市和渭南市排放量超过5.00×10⁶ t,杨凌区的碳排放量仅有7.21×10⁴ t;渭南市和榆林市碳排放强度较高,而商洛市和杨凌区碳排放强度较低。(3) 经济产出、产业结构及人口规模对陕西省碳排放量的增加表现为正效应,能源结构和能源强度对陕西省碳排放量的增加表现为负效应。其中经济增长是陕西省碳排放量增加的决定因素,而能源强度降低是碳排放量减少的决定因素。     

基于LUCC的四川省主体功能区碳排放与生态补偿研究

土地利用/土地覆被变化（LUCC）影响下的碳排放充分体现人类活动对生态环境的扰动程度,由此切入的碳收支与补偿研究对区域低碳经济与平衡发展具有重要意义。本文以2005年和2015年四川省土地利用数据为基础,参考IPCC假定构建碳排放模型,借助GIS平台运用数学模型对四川省5个主体功能区碳排放及碳补偿率进行测度与分析,采用造林成本法和碳税率法对生态补偿标准进行测算。结果表明：1）研究期内四川省各主体功能区土地利用与主体功能区规划相符并按其功能定位优化发展。重点开发区域耕地占绝对优势,建设用地面积的总量和增量最大;重点生态功能区林地、草地占比最大。2）研究期内各主体功能区的总碳排放量大幅度增加。重点开发区域碳源量、总碳排放量及其增量均居首位;重点生态功能区碳吸收的能力减弱。3）各主体功能区建设用地碳排放强度远大于总碳排放强度,研究期内各主体功能区总碳排放强度均增加,建设用地碳排放强度则有增有减。国家层面重点开发区域总碳排放强度最大,建设用地碳排放强度很小。4）生态发展区碳补偿率高,经济发达区低。国家层面限制开发区域（重点生态功能区）碳吸收补偿系数最高。5）碳源区应对作为碳汇区的甘孜藏族自治州按固碳价格进行生态补偿。碳排放量与各主体功能区功能定位高度相关,生态补偿标准大致从成都平原向四周递减,限制开发区域生态补偿标准偏低。基于碳排放的生态补偿标准建立横向财政转移支付政策,有利于四川省节能减排和平衡发展。     

山东省现代生态农业展望

山东省是我国农产品出口第一大省,粮食生产第二大省.本文从粮食增长潜力、现代粮食产业发展、现代农业概况及发展潜力、农产品出口的优势、现代生态农业展望、现代农业科技观光旅游业对近年来山东省现代农业的发展状况进行总结与分析,并论述了山东省现代农业发展所面临的挑战,以期为带动我国其他地区现代农业快速发展提供经验和信息.