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• 2010年, 1卷, 第2期
  刊出日期：2010-06-30

    

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  中国陆地生态系统的碳储量及其空间格局

  YU Guirui, LI Xuanran, WANG Qiufeng, LI Shenggong

  2010, 1(2): 97-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.02.001

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  地球系统的碳库变化和碳循环过程机制是气候变化成因分析、变化趋势预测、减缓和适应对策的科学基础，受到科技界和国际社会的广泛关注。从20世纪80年代中后期开始，中国学者就开展了陆地生态系统碳循环研究工作，并且在许多研究领域都取得了可喜的进展。本文在回顾中国的陆地生态系统碳循环研究发展历程基础上，重点评述陆地生态系统的碳储量及其空间格局方面的研究成果，评价有关研究的不确定性以及亟待解决的重要科学问题。分析表明，中国的陆地生态系统碳循环研究经过了陆地生态系统碳循环的前期研究、区域尺度生态系统碳循环综合研究、生态系统碳循环过程对环境变化适应性实验研究，以及生态系统碳-氮-水耦合循环及其区域调控管理研究4个主要发展阶段。大多的研究表明，中国陆地生态系统碳储量及其空间格局是温度和降水控制的。全国土壤、森林和草地植被储存约为97.95 —118.93PgC；自20世纪70年代中期以来，我国的植树造林和林业管理、草地保护、农作制度改革和保护性耕作等措施发挥了重要的固碳功能，但是各种方法评估的结果仍然存在较大不确定性。今后的研究重点工作是建立天地空一体化碳储量和碳汇动态监测体系、开展生态系统碳-氮-水耦合循环及其区域调控管理的前瞻性研究，定量评价中国区域生态系统的碳收支状况和增汇潜力，评估各种典型生态系统增汇技术的经济效益，为国家尺度的温室气体管理和碳交易机制与政策体系的建立提供可报告、可度量和可核查的科学数据和技术支持。
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  生物质能源生产的生态环境影响

  John W.Bickham, Mark A.Thomas

  2010, 1(2): 110-116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.02.002

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  生物质能源生产是能源发展领域的重大挑战，在解决新的替代能源中扮演着重要角色。本文着重论述了美国生物能源生产的生态环境问题。从经济、环境和战略方面考虑，生物能源有望提高国家安全，因而受政策驱动的美国生物能源生产技术备受注目。尽管生物能源具有诸多潜在效益，但是在北美，生物原料供应、高强度经营的土地上农药使用及其对陆地野生动物的潜在影响等令人担忧，我们分析了其中的原因。通常认为，未来生物能源的环境、经济效应是正面的；然而，谨慎地审视和发展生物能源经济以保护生态系统的可持续性显得至关重要。
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  实现纤维素生物质能源的可持续发展

  Randall W.Gentry, Gary S.Sayler, 庄杰

  2010, 1(2): 117-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.02.003

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  生物质是一种丰富易得的清洁能源，具有大幅减少温室气体排放的潜力。与以玉米及其他谷物为原料的生物质能源生产技术相比，由于纤维生物能源生产消耗的化石能源较少（化石能源与碳的比值低）而备受关注。然而，生物燃料生产系统并非简单，受到多种因素的影响，如能量供应、农村的经济发展水平、土地和生态系统的保护、温室气体减排的可能性以及社会培训等。本文简要综述生物质能源开发的经济与环境影响。根据区域气候和生态条件，不同地区具有各自的生物质种类或能源作物的优化组合。在不久的将来，生物质能源开发的生物技术所面临的挑战包括：生物质形成与细胞壁分解过程的认识与操控，生物质预处理技术，糖产量高的植物变种的选育，用于纤维素降解的酶和微生物的大规模筛选与选育等。除强调生物质能源开发的环境安全和公共健康的重要性之外，生物质能开发还需要解决生命周期评价（LCA）、可持续性的标准和指标的建立等问题。
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  利用物质投入价值产出模型分析生态经济系统的物质流

  XU Ming

  2010, 1(2): 123-134. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.02.004

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  利用经济投入产出表所提供的经济数据以及物质流分析所提供的社会代谢数据，建立了物质投入价值产出(PIMO)模型对生态经济系统的代谢进行量化分析。该模型基于一系列经济部门的物质平衡方程，可以较为方便地对生态经济系统的物质代谢进行模拟和分析。以中国为例，本文对该模型的建立和使用进行了演示，各类经济活动对生态经济系统代谢的影响得到了量化。
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  中国能源管治透视

  Philip Andrews-Speed

  2010, 1(2): 135-144. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.02.005

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  本文分析了中国能源管理体制，揭示了可能影响中国未来能源部门演变趋势的诸多主要特征。一方面，中国能源管理的嵌入式体制是植根于中国四千多年的悠久历史和发源于中国农田水利制度；另一方面，现有的体制环境分析表明：上述深深固化的价值观影响着政府架构和法律体系的运作，也为能源部门的决策和实施提供了指导框架。当今世界，无论中国国内还是国外所发生的各种事件共同决定了能源在国家政府的政策行动中地位高低，以此同时，政府也观察世界各国并寻找新的策略，应对能源领域中各种新的或旧的挑战。
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  中国能否实现2020年的二氧化碳减排目标？

  石敏俊, 李娜, 周晟吕, 袁永娜, 马国霞

  2010, 1(2): 145-154. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.02.006

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  本文基于动态CGE模型构建了一个能源-经济-环境模型，对2020年的CO₂减排的潜力和政策选择进行了模拟。结果显示，碳税和投资调整是减缓CO₂排放增长的有效政策手段，但它们对GDP会产生负面影响。加快技术进步可以同时促进减排和经济增长。在高技术进步+中碳税，以及低技术进步+中碳税+中投资调整的情景下，中国2020年的CO₂排放量将达到92.7-95.5亿t，CO2排放强度将为1.38-1.43t 万元^-1。根据中国政府提出的2020年的减排目标，中国CO₂排放强度需要由2005年的2.41t 万元^-1降到2020年的1.45t 万元^-1（2007年不变价表示）。但要实现这40%的减排目标并非易事，因为在正常的技术进步条件下再提高能源效率需要更多的投资来进行设备更新和技术改造。另外，未来的能源供给约束对CO₂减排也会产生深刻的影响。未来中国应该大力发展低碳技术，国际社会应该支持中国发展低碳技术。
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  中美商品贸易的碳排放转移研究

  余慧超, 王礼茂

  2010, 1(2): 155-163. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.02.007

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  中美两国均为温室气体排放大国，且双边贸易额巨大。由于两国在基础设施、技术、装备水平、能源综合效率和资源禀赋上存在差异，使得通过中美商品贸易，美国将大量的碳排放转移到了中国。本文采用投入产出分析方法，结合经济、能源与贸易3个系统，建立了基于国际商品贸易的碳排放转移模型，并分别测算了1997与2002年中美商品贸易中各相应部门的碳排放转移量。研究表明：（1） 1997与2002年，基于中美商品贸易的中国产业部门通过出口转移到美国的载碳量分别达到4010.13×10⁴ 与5056.21×10⁴ t C，分别占中国相应产业部门载碳总量的6.61％与8.33％；而美国产业部门出口到中国商品的载碳量仅为290.65×104与335.61×10⁴ t C，相应的仅占美国产业部门载碳总量的0.53％与0.66％；（2）1997与2002年，中美商品贸易的碳转移总量分别达3719.75×10⁴与4719.60×10⁴ t C，其中化学工业、金属冶炼及其压延加工业是主要的碳转移部门。（3）1997与2002年，通过国际商品贸易，美国分别有相当于其相应部门碳排放总量的6.77％与9.32％的碳被泄露到了中国，中国为美国的碳减排做出了很大的潜在贡献，因此，美国等发达国家应该为中国等发展中国家提供切实有效的气候与环境友好型技术援助。
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  专题报告

  中国陆上天然气资源的经济效用影响因素研究

  穆献中, 冯孝刚

  2010, 1(2): 164-168. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.02.008

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  本文研究了中国陆上天然气经济效用的地质及相关影响因素。主要研究结论如下：天然气勘探开发成本主要与气田(藏)的深度及储盖层的岩性参数相关，开采成本主要受自然地理因素以及相应储层物性参数影响，而气田(藏)丰度、有效厚度、孔隙度、渗透率和气藏类型是影响天然气产量的主要因素。基于上述研究结论，建立了针对投资成本、价格因素和气田经济价值的千米井深日产量计算公式和区域判断标准。根据判别标准，本文分析了中国不同区域且具有指标意义的天然气田(藏)的经济效用，并针对中国天然气产业经济发展提出了相应的结论和建议。
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  中国环境库兹涅茨曲线与环境—经济空间格局 ——基于全国省级面板数据的协整分析

  董锁成, 李飞, 李泽红, 金贤锋

  2010, 1(2): 169-176. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.02.009

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  基于中国1985~2007年30个省级行政区环境污染与经济增长面板数据，运用面板协整工具和动态最小二乘法（DOLS）对环境库兹涅茨曲线进行了实证检验。结果显示我国工业废气污染、工业废水污染和工业固体废弃物污染变量与经济增长变量之间存在长期协整关系，且变量间均呈现出显著的倒U形环境库兹涅茨曲线关系，而EKC转折点并没有出现在过低的水平上；其后基于检验结果探讨了我国环境—经济空间格局，部分东部发达省区已经越过或接近3种污染物EKC的转折点，然而我国大部分的中西部省区并未越过EKC转折点甚至距离较远。目前我国仍面临巨大的环境压力，在减排方面需要花费巨大的经济成本。我国环境经济政策的制定应根据各种不同情况因地因时制宜。
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  专题报告

  不同通风方式和加过磷酸钙处理反应器堆肥温室气体排放综合评价

  刘金山, 谢祖彬, 刘钢, 张佳宝, 卑其成, 黄平, 孙会峰, 许燕萍, 朱建国, 唐昊冶

  2010, 1(2): 177-185. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.02.010

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  堆肥可以杀灭病原菌、抑制杂草、缓慢释放养分、改良土壤、保持水分，是农业可持续发展的重要措施。堆肥过程中释放出大量温室气体尤其是甲烷，对全球环境变化产生重要影响。本研究通过量化比较不同堆肥方式下温室气体排放规律和排放量，以期实现减少堆肥堆制过程中温室气体排放的堆放方式。采用静态箱法研究了强制通风加过磷酸钙、强制通风不加过磷酸钙、翻堆通风加过磷酸钙、翻堆通风不加过磷酸钙四种处理的温室气体排放量。76天堆肥结束时，翻堆处理总有机碳降解51%-55%，强制通风降解大约44%。翻堆加过磷酸钙和不加过磷酸钙处理的甲烷排放量分别为15.35和15.27 g Mg^-1堆料，高于强制通风处理排放量（加过磷酸钙和不加过磷酸钙处理分别为7.76 g Mg^-1堆料和3.22 g Mg^-1堆料）。在N₂O排放量上，强制通风处理小于0.1%初始含氮量，翻堆处理约为0.1%初始氮。通风和翻堆过程中能量消耗分别相当于3.27、 3.4、12.29和11.89 kg CO₂-C Mg^-1 堆料。过磷酸钙对温室气体排放影响很小，可能是大量秸秆作为堆肥填充料的加入保持了肥堆的高孔隙度和良好的通风条件。因此虽然强制通风堆肥可以节省空间且操作方便 ，在大规模集约化处理畜禽粪便时广泛应用，但翻堆通风由于其低建设成本和低温室气体排放量，以及较高的有机质分解效率，更适宜在我国农村采用。
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  专题报告

  新安江模型在高寒无资料地区的水文过程模拟

  舒畅, 刘苏峡, 莫兴国, 王昆, 郑超磊, 张守红

  2010, 1(2): 186-192. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.02.011

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  由于冰雪的存在及缺乏地面观测站点资料，高寒地区的水文模拟研究一直面临很大的困难。遥感数据能够提供大范围时空尺度上的地面信息对无资料地区有很大帮助。MODIS数据具有较高的时空分辨率深受人们关注。本文以长江上游泥曲流域为例，探求将MODIS遥感数据与地面气温数据相结合对新安江模型径流模拟的帮助，方法步骤如下：(1)建立MODIS雪覆盖面积与流域周围站气温关系，获取气温阈值；(2)依据气温阈值判别降水形式并计算融雪水当量；(3)将雨雪分离后的降水信息输入新安江模型模拟径流，并与新安江模拟结果（未考虑雨雪分离）和实测径流进行比较。研究结果显示改进方案（考虑雨雪分离）模拟效果更好，将有助于提高新安江模型在高寒无资料地区的径流模拟精度，为高寒无资料地区水资源管理及生态需水研究提供帮助。