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碳循環(huán)的定義范文第1篇

一、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

1.生態(tài)系統(tǒng)定義：由生物群落與它的無(wú)機(jī)環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體，最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈(是指地球上的全部生物及其無(wú)機(jī)環(huán)境的總和)。

2.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的成分和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)(食物鏈和食物網(wǎng))

3.生態(tài)系統(tǒng)的成分包括(1)非生物的物質(zhì)和能量(無(wú)機(jī)環(huán)境);(2)生產(chǎn)者：自養(yǎng)生物，主要是綠色植物;(3)消費(fèi)者：異養(yǎng)生物，絕大多數(shù)動(dòng)物，(營(yíng)腐生的動(dòng)物是分解者);(4)分解者：異養(yǎng)生物，能將動(dòng)植物尸體或糞便為食的生物(細(xì)菌、真菌、腐生生物)。注意：植物并非都是生產(chǎn)者，如菟絲子是寄生植物，它是消費(fèi)者;動(dòng)物也并非都是消費(fèi)者，如蚯蚓是分解者;細(xì)菌也并非都是分解者，硝化細(xì)菌是生產(chǎn)者，寄生細(xì)菌是消費(fèi)者。

4.食物鏈中只有生產(chǎn)者和消費(fèi)者，其起點(diǎn)是生產(chǎn)者植物;第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)是生產(chǎn)者;初級(jí)消費(fèi)者是植食性動(dòng)物。

5.食物網(wǎng)：許多食物鏈彼此相互交錯(cuò)連接成的復(fù)雜營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，就是食物網(wǎng)。

二、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

1、定義：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。

a、能量來(lái)源：太陽(yáng)能。輸入：通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用，將光能轉(zhuǎn)化成為化學(xué)能。輸入生態(tài)系統(tǒng)總能量是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量。

b、傳遞途徑：沿食物鏈、食物網(wǎng)，

c、散失：通過(guò)呼吸作用以熱能形式散失的。

d、過(guò)程：能量來(lái)源 (上一營(yíng)養(yǎng)級(jí))，能量去向(呼吸作用、未利用、分解者分解作用、傳給下一營(yíng)養(yǎng)級(jí))。

e、特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)、逐級(jí)遞減(能量金字塔中底層為第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，生產(chǎn)者能量最多 )，能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率：10%～20%(不可以提高也不可以降低)

2.研究能量流動(dòng)的意義：

①可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃，設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用

②可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?/p>

三、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

1、定義：組成生物體的c、h、o、n、p、s等元素，都不斷進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落回到無(wú)機(jī)環(huán)境的循環(huán)過(guò)程。又稱生物地球化學(xué)循環(huán)。

2、特點(diǎn)：具有全球性、循環(huán)性

3、舉例：碳循環(huán)

①碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中的存在形式：co2和碳酸鹽

②碳在生物體中的存在形式：有機(jī)物 碳在生物之間的傳遞形式：有機(jī)物

③碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間循環(huán)形式：co2

④碳從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落的途徑主要是光合作用(還有化能合成作用)，從生物群落回到無(wú)機(jī)環(huán)境的途徑有呼吸作用、微生物的分解作用、化學(xué)燃料的燃燒。

四、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞

1.信息種類

a.物理信息：通過(guò)物理過(guò)程傳遞的信息，如光、聲、溫度、濕度、磁力等可來(lái)源于無(wú)機(jī)環(huán)境，也可來(lái)自于生物。

b.化學(xué)信息：通過(guò)信息素傳遞的信息，如，植物產(chǎn)生的生物堿、有機(jī)酸;動(dòng)物的性外激素

c.行為信息：通過(guò)動(dòng)物的特殊行為傳遞信息的，對(duì)于同種或異種生物都可以傳遞。(孔雀開(kāi)屏、蜜蜂跳舞、求偶炫耀)

2.范圍：在種內(nèi)、種間及生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間

3.信息傳遞作用：生命活動(dòng)的正常進(jìn)行離不開(kāi)信息作用，生物種群的繁衍也離不開(kāi)信息傳遞。信息還能調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

4.應(yīng)用：a.提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。如：模仿動(dòng)物信息吸引昆蟲(chóng)傳粉，光照使雞多下蛋

b.對(duì)有害動(dòng)物進(jìn)行控制，生物防治害蟲(chóng)，用不同聲音誘捕和驅(qū)趕動(dòng)物

注：物質(zhì)循環(huán)是在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物之間，不能在生物與生物間循環(huán)。

5.能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)之間的異同

不同點(diǎn)：在物質(zhì)循環(huán)中，物質(zhì)是被循環(huán)利用的;能量在流經(jīng)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)，是逐級(jí)遞減的，而且是單向流動(dòng)的，而不是循環(huán)流動(dòng)

聯(lián)系： ①兩者同時(shí)進(jìn)行，彼此相互依存，不可分割

②能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移、釋放，都離不開(kāi)物質(zhì)的合成和分解等過(guò)程

③物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng);能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返。

6.生態(tài)系統(tǒng)的基本功能：能量流動(dòng)(生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力)、物質(zhì)循環(huán)(生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ))和信息傳遞(決定能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài))。

五、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

1、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念：生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力。包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身結(jié)構(gòu)與功能保持原狀的能力，叫做抵抗力穩(wěn)定性。生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的能力，叫做抵抗力穩(wěn)定性。

2、生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，而且自我調(diào)節(jié)能力是有限的。一般來(lái)說(shuō)，生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性越高，恢復(fù)力穩(wěn)定性越低。負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，它是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。

3、提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法：

碳循環(huán)的定義范文第2篇

關(guān)鍵詞： 甘肅省；草地NPP；CASA模型

中圖分類號(hào)： S 812文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

文章編號(hào)： 1009-5500（2012）04-0008-08

植被凈初級(jí)生產(chǎn)力（NPP）是指植物在單位時(shí)間、單位面積由光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)總量中扣除自養(yǎng)呼吸后剩余部分[1，2]。NPP作為陸地碳循環(huán)的重要部分，不僅反映了植物群落在自然環(huán)境條件下的生產(chǎn)能力，而且是判定碳匯以及調(diào)節(jié)生態(tài)過(guò)程的主要因子[2]，開(kāi)展NPP研究具有十分重要的意義[3，4]。因無(wú)法直接、全面的測(cè)量大區(qū)域或全球尺度的NPP，利用模型估算成為重要的手段[4，5]。如李秀芬等[6]采用光能利用率模型，反演了黑龍江省森林NPP，谷曉平等[7]利用大氣-植被相互作用模型（AVIM2）模擬了西南地區(qū)植被凈初級(jí)生產(chǎn)力[7]，樸世龍等[8]、陳福軍等[9]分別應(yīng)用CASA模型估算了中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP，陳斌等[10]利用C-Fix模型估算了2003年中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)NPP，并對(duì)其空間格局進(jìn)行分析。

隨著遙感技術(shù)發(fā)展，衛(wèi)星數(shù)據(jù)模型已經(jīng)成為評(píng)估陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP最有力手段[11]。在眾多模型中，基于遙感數(shù)據(jù)的光能利用率模型―CASA（Camegie-Ames-Stanford Approach）模型以資源平衡為理論基礎(chǔ)，能較好地模擬區(qū)域尺度NPP的空間分布及變化，被廣泛應(yīng)用于各種尺度的NPP監(jiān)測(cè)[12]。劉勇洪等[13]利用CASA模型估算了2007年華北植被NPP，并對(duì)其時(shí)空格局進(jìn)行了分析。高清竹等[14]在應(yīng)用CASA模型模擬藏北地區(qū)草地NPP時(shí)空變化時(shí)指出，其NPP呈有規(guī)律性的水平地帶分布[14]。朱文泉等[15]基于CASA模型，并以2002年的中國(guó)內(nèi)蒙古為例，研究了植被凈初級(jí)生產(chǎn)力及其時(shí)空分布。

草地生態(tài)系統(tǒng)是我國(guó)最重要的陸地生態(tài)系統(tǒng)類型之一，在全球碳循環(huán)和氣候調(diào)節(jié)中占據(jù)很重要的位置。開(kāi)展草地NPP研究，可為合理開(kāi)發(fā)、利用草地資源提供科學(xué)依據(jù)。陳斌等[10]基于CASA模型估測(cè)了內(nèi)蒙古典型草原1982～2002年植被凈初級(jí)生產(chǎn)力。李剛等[11]利用改進(jìn)的CASA模型，計(jì)算了2003年內(nèi)蒙古草地生長(zhǎng)季的生產(chǎn)力。韋莉等[16]利用溫度和地面水汽壓差影響的遙感模型，估算了2003年黃土高原地區(qū)草地凈初級(jí)生產(chǎn)力。王鶯等[17]、楊東輝等[18]分別以CASA模型為基礎(chǔ)，對(duì)甘南草地NPP進(jìn)行遙感模擬。以上研究大多集中在內(nèi)蒙古、東北、青藏高原、黃土高原、甘肅的甘南等地區(qū)或整個(gè)中國(guó)區(qū)域，對(duì)甘肅省草地NPP研究較少，筆者利用氣象資料和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，在CASA模型的基礎(chǔ)上，修正了部分參數(shù)，估算了2005年甘肅省草地NPP并分析了其時(shí)空分布格局及影響因子。旨在為甘肅省草地資源的可持續(xù)發(fā)展利用、草地生態(tài)環(huán)境的改善和保護(hù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

甘肅地處黃河上游黃土高原、內(nèi)蒙古與青藏高原交匯地區(qū)，位于E 92°13′～108°46′，N 32°31′～42°57′，東西長(zhǎng)為1 655 km，南北寬為530 km。面積約4.54×105km2，地形復(fù)雜狹長(zhǎng)，由山地、高原、平川、河谷、沙漠、戈壁交錯(cuò)分布，地勢(shì)自西南向東北傾斜。甘肅深居內(nèi)陸，具有明顯的溫帶大陸性季風(fēng)氣候。氣候類型十分復(fù)雜，大致由隴南的北亞熱帶與暖溫帶濕潤(rùn)區(qū)，漸向隴中暖溫帶半濕潤(rùn)與溫帶半干旱區(qū)，河西溫帶、暖溫帶干旱區(qū)及祁連山地高寒半干旱、半濕潤(rùn)區(qū)，甘南高寒濕潤(rùn)區(qū)過(guò)渡。年均溫在0～16 ℃，溫差較大。年降水量在36.6～734.9 mm，從東南向西北遞減，降水集中在6～8月。甘肅光能資源豐富，年日照時(shí)數(shù)1 700～3 300 h。全省無(wú)霜期在48～228 d[19]。甘肅省是草原資源大省，天然草原面積1 790萬(wàn)hm2，主要分布在青藏高原東部的甘南州、祁連山、阿爾金山山地及河西走廊和蒙甘寧西部的風(fēng)沙沿線[20]。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

1.2.1 NDVI數(shù)據(jù) 遙感數(shù)據(jù)為美國(guó)宇航局/中分辨率成像輻射計(jì)（NASA/MODIS）數(shù)據(jù)，來(lái)自于NASA對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)（https：//wist.echo.nasa.gov/api/）。

使用2005年甘肅及周邊地區(qū)1 km分辨率植被指數(shù)產(chǎn)品MOD13A3，下載的原始影像為HDF格式，應(yīng)用MODISTOOL工具轉(zhuǎn)換為Tif格式，在ArcGIS中對(duì)多幅影像進(jìn)行拼接，利用甘肅省行政區(qū)域數(shù)據(jù)裁切、利用GIS平臺(tái)中的（Resample）重采樣為90 m×90 m分辨率的NDVI數(shù)據(jù)。將投影系統(tǒng)定義為UTM，橢球體為WGS-84，投影帶為47帶。

1.2.2 氣象數(shù)據(jù) 氣象數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)。包括2005年甘肅省41個(gè)氣象站點(diǎn)的月平均溫度（℃）和月降水量（mm），以及甘肅及周邊15個(gè)臺(tái)站的月太陽(yáng)輻射（MJ/m2）。

在ArcGIS 9.3平臺(tái)上，利用優(yōu)化的插值方法-“AMMRR”，并加入坡度、坡向因子，將月均溫、月降水量、月太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)插值成空間分辨率為90 m的柵格數(shù)據(jù)。投影與遙感數(shù)據(jù)相同。

1.2.3 DEM數(shù)據(jù) 數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）來(lái)源于國(guó)際農(nóng)業(yè)研究磋商小組下設(shè)的空間信息組織（CGIAR-CSI）（圖1）。

圖1 甘肅省氣象站點(diǎn)分布

數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)拼接、裁剪等預(yù)處理后，在ArcMap平臺(tái)上提取甘肅省90 m分辨率的經(jīng)緯度、坡度、坡向柵格數(shù)據(jù)。地形要素的劃分見(jiàn)表1。

1.2.4 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)由農(nóng)業(yè)部草原監(jiān)理中心提供，數(shù)據(jù)觀測(cè)時(shí)間是2005年7月的草地地上生物量（風(fēng)干重）數(shù)據(jù)。利用其和樸世龍等[22]確定的我國(guó)草地植被地下與地上生物量比例系數(shù)轉(zhuǎn)換為NPP實(shí)測(cè)值[23]，在轉(zhuǎn)化為碳單位時(shí)乘以0.475的系數(shù)[24]。

1.3 模型構(gòu)建

Potter等[24]1993年建立的光能利用模型-CASA模型，提出理想狀態(tài)下植被存在最大光能利用率，不同植被類型的月值為0.389 gC/MJ。實(shí)際上，不同植被類型的光能利用率存在很大差異[26]，根據(jù)不同的植被類型對(duì)光能利用率進(jìn)行修正能夠提高模型的估算精度[27]。

草地NPP主要由草地植被所吸收的光合有效輻射（APAR）與光能利用率（ε）兩個(gè)變量確定，其公式如下：

NPP（x，t）=APAR（x，t）×ε（x，t）=SOL×FPAR（x，t）×0.5×ε（x，t）（1）

式中，APAR（x，t）表示空間位置x上的植被在t時(shí)間內(nèi)所吸收的光合有效輻射；ε（x，t）為實(shí)際光能利用率；SOL（x，t） 表示太陽(yáng)總輻射量（MJ/m2）；常數(shù)0.5為植被所能利用太陽(yáng)有效輻射（波長(zhǎng)為0.38～0.71 um）占太陽(yáng)總輻射的比例；FPAR（x，t）為植被層對(duì)入射光合有效輻射（PAR）的吸收比例，它取決于植被類型和植被覆蓋狀況； ε（x，t）表示實(shí)際光能利用率，主要受溫度和水分的影響，具體算法詳見(jiàn)文獻(xiàn)[24]。

由于不同的植被類型月最大光能利用率W εmax的取值不同，依據(jù)Running等對(duì)草地的模擬結(jié)果，最大光能利用率為0.608 gC/MJ[28]。

由于模型中Wε（x，t）為水分脅迫系數(shù)較復(fù)雜，數(shù)據(jù)獲取難度大，因此將模型中的實(shí)際蒸散量（EET）和可能蒸散量（PET）進(jìn)行改進(jìn)。

EET可由周廣勝和張新時(shí)建立的區(qū)域?qū)嶋H蒸散模型求取，公式如下[29]。

1.4 草地NPP估算

在GIS中利用空間分析的建模工具（Map Algebra），編寫CASA模型相關(guān)運(yùn)算程序，然后輸入氣象柵格數(shù)據(jù)和處理好的NDVI數(shù)據(jù)，得到2005年甘肅省NPP圖，然后與草地資源調(diào)查圖疊加，得出2005年甘肅省草地NPP圖。

1.5 模型驗(yàn)證

對(duì)區(qū)域NPP模型的驗(yàn)證，一般采用兩種方法：一是與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，二是與其他模型的模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。研究選用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

2 結(jié)果與分析

2.1 模型的驗(yàn)證

將2005年甘肅各地7月的32組實(shí)測(cè)草地生物量數(shù)據(jù)，利用公式轉(zhuǎn)換成草地NPP值，與CASA模擬的NPP數(shù)據(jù)進(jìn)行比較驗(yàn)證（圖2）。

模擬值與實(shí)測(cè)值之間的相關(guān)性達(dá)到顯著水平（R2=0.81，P

圖2 甘肅省草地NPP模擬值與實(shí)測(cè)值的比較

2.2 甘肅省草地NPP的空間分布

根據(jù)估算結(jié)果（圖3），2005年甘肅省草地NPP最高值790.56 g/（m2?a），年均值139.15 g/（m2?a），總量為3.76×1013g/（m2?a）。

NPP空間分布格局與水熱條件的分布規(guī)律緊密相關(guān)。甘肅草地NPP空間分布特征是由西南向東北逐漸減少，其中NPP的高值區(qū)集中在甘南高原，低值區(qū)分布在北山山地（圖3）。

甘南高原受來(lái)自孟加拉灣西南季風(fēng)氣候的影響，降水充沛，且太陽(yáng)輻射充足，土壤肥沃[31]。草地類型以高寒草甸類、山地草甸類、沼澤類為主，NPP在400～800 g/m2?a，多集中在500～600 g/（m2?a）。

隴南屬東亞季風(fēng)氣候區(qū)，區(qū)內(nèi)氣候復(fù)雜多樣，分布獨(dú)特。由東南向西北，依次從亞熱帶濕潤(rùn)氣候向暖溫帶濕潤(rùn)氣候、溫帶半濕潤(rùn)氣候和高寒陰濕氣候過(guò)渡[18]。主要為山地草甸類、暖性灌草叢類、暖性草叢類草地，NPP在400～600 g/m2?a，這個(gè)地區(qū)草地面積分布不大，呈星狀分布。

隴中黃土高原地處黃土高原西部、甘肅省中東部，屬溫帶半干旱半濕潤(rùn)區(qū)，是我國(guó)干旱氣候區(qū)和濕潤(rùn)區(qū)之間的重要過(guò)渡帶。草地類型為溫性草甸草原類、暖性灌草叢類、溫性草原類，草地NPP分布緯度地帶性明顯，從西北到東南部NPP在0～400 g/（m2?a）。

祁連山地位于中緯度北溫帶，屬于大陸性高寒半濕潤(rùn)山地氣候[33]。東部主要是高寒草甸類、山地草甸類草地，NPP大多集中在300～400 g/（m2?a）。西部主要是高寒荒漠類、高寒草原類、低地草甸類草地，NPP在0～200 g/（m2?a）。河西走廊屬干旱半干旱氣候，草地類型主要有溫性草原類、低地草甸類、溫性荒漠類、溫性草原化荒漠類、溫性荒漠草原類，NPP在0～400 g/（m2?a）。

北山山地、河西走廊西部地區(qū)，氣候極端干旱，降水稀少，蒸發(fā)量大大超過(guò)降水量，植被稀疏[34]。北山山地主要是溫性荒漠類和低地草甸類草地，植被覆蓋率極低，有些地區(qū)甚至寸草不生，NPP大多在0～50 g/（m2?a）。

甘肅多沙漠、戈壁和土地，植被覆蓋低，NPP較低[35]。Odum將生態(tài)系統(tǒng)總生產(chǎn)力劃分為4個(gè)等級(jí)：最低[

碳循環(huán)的定義范文第3篇

關(guān)鍵詞:低碳經(jīng)濟(jì) 風(fēng)險(xiǎn)投資 分析 預(yù)測(cè) 

 

一、引言 

“低碳產(chǎn)業(yè)”是以低能耗低污染為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)。在全球氣候變化的背景下,“低碳經(jīng)濟(jì)”、“低碳技術(shù)”日益受到世界各國(guó)的關(guān)注。低碳技術(shù)涉及電力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部門以及可再生能源及新能源、煤的清潔高效利用、油氣資源和煤層氣的勘探開(kāi)發(fā)、二氧化碳捕獲與埋存等。正是因?yàn)椤暗吞籍a(chǎn)業(yè)”的可持續(xù)性優(yōu)勢(shì),走向低碳化時(shí)代是大勢(shì)所趨。一直以來(lái),人類對(duì)碳基能源的依賴,導(dǎo)致co2排放過(guò)度,帶來(lái)溫室效應(yīng),對(duì)全球環(huán)境、經(jīng)濟(jì),乃至人類社會(huì)都產(chǎn)生巨大影響,嚴(yán)重危及人類生存,這比經(jīng)濟(jì)危機(jī)更為可怕。解決世界氣候和環(huán)境問(wèn)題,低碳化是一條根本途徑,也是人類發(fā)展的必由之路。2007年12月3日,在印尼巴厘島舉行的聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)為全球進(jìn)一步邁向低碳經(jīng)濟(jì)起到了積極的作用,繼此之后,“低碳產(chǎn)業(yè)”在世界范圍內(nèi)開(kāi)始普及,低碳行業(yè)的公司企業(yè)也像雨后春筍般涌現(xiàn),不少投資者見(jiàn)其發(fā)展迅猛頻頻將手中的資金投向該行業(yè),其中不乏大型的機(jī)構(gòu)投資者。 

二、低碳經(jīng)濟(jì)模式研究文獻(xiàn)綜述 

在《低碳經(jīng)濟(jì)的若干思考》一文中作者闡釋了低碳經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵和發(fā)展的必要性、可能性以及發(fā)展勢(shì)態(tài)。并指出近年來(lái)我國(guó)在調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)約能源、提高能效、淘汰落后產(chǎn)能、發(fā)展可再生能源上取得了顯著的成果。在對(duì)我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展確實(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析后,作者提出了中國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的相關(guān)措施。 

什么是低碳經(jīng)濟(jì),為什么要發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),我國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)條件如何,怎樣發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。《低碳經(jīng)濟(jì)研究綜述》一文就中國(guó)如何既遵循經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與氣候保護(hù)的一般規(guī)律,順應(yīng)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的潮流和趨勢(shì),同時(shí)立足于中國(guó)的基本國(guó)情和國(guó)家利益,尋求長(zhǎng)期和短期利益的均衡的角度對(duì)中國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了分析,旨在引導(dǎo)中國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)邁入科學(xué)發(fā)展的軌道。 

同樣是對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的研究,《低碳經(jīng)濟(jì)與環(huán)境金融創(chuàng)新》一文跳出了低碳經(jīng)濟(jì)本身,將低碳經(jīng)濟(jì)與環(huán)境金融聯(lián)系起來(lái),從環(huán)境金融的角度,總結(jié)了國(guó)內(nèi)外研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),探討了環(huán)境金融創(chuàng)新的各種途徑,并針對(duì)我國(guó)實(shí)際存在的問(wèn)題提出了一些建議。作者就低碳經(jīng)濟(jì)的背景下如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境金融的創(chuàng)新提出了一些見(jiàn)解,對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)和環(huán)境金融的相互促進(jìn)做出了貢獻(xiàn)。 

在《中國(guó)的低碳經(jīng)濟(jì)選擇和碳金融發(fā)展問(wèn)題研究》一文中,作者提出低碳經(jīng)濟(jì)是中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇,金融是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的核心,面對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的要求,我國(guó)必須盡快構(gòu)建與低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的碳金融體系,包括金融市場(chǎng)體系,碳金融組織服務(wù)體系和碳金融政策支持體系幾大方面。作者支持目前中國(guó)碳金融的發(fā)展只能說(shuō)是初露萌芽,發(fā)展相對(duì)滯后并存在諸多問(wèn)題。 

對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行研究和綜述后,低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是大勢(shì)所趨,但如何科學(xué)地發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),如何將低碳經(jīng)濟(jì)同其他行業(yè)合理的結(jié)合,如何引導(dǎo)投資者正確地投資于低碳行業(yè),這些都是亟待解決的問(wèn)題。本文研究的是低碳行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)投資,通過(guò)對(duì)目前低碳行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)投資的分析及預(yù)測(cè),希望能科學(xué)地引導(dǎo)低碳行業(yè)的發(fā)展。 

三、低碳經(jīng)濟(jì)模式下的風(fēng)險(xiǎn)投資現(xiàn)狀分析 

“低碳經(jīng)濟(jì)”提出的大背景,是全球氣候變暖對(duì)人類生存和發(fā)展的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。隨著全球人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷增長(zhǎng),能源使用帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題及其誘因不斷地為人們所認(rèn)識(shí),不止是煙霧、光化學(xué)煙霧和酸雨等的危害,大氣中二氧化碳濃度升高帶來(lái)的全球氣候變化也已被確認(rèn)為不爭(zhēng)的事實(shí)。 

“低碳經(jīng)濟(jì)”是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式,是人類社會(huì)繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進(jìn)步。是國(guó)際社會(huì)應(yīng)對(duì)人類大量消耗化學(xué)能源、大量排放二氧化碳和二氧化硫引起全球氣候?yàn)?zāi)害性變化而提出的能源品種轉(zhuǎn)換新概念,實(shí)質(zhì)是解決提高能源利用效率和清潔能源結(jié)構(gòu)問(wèn)題,核心是能源技術(shù)創(chuàng)新和人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。低碳經(jīng)濟(jì)定義的延伸還含有降低重化工業(yè)比重,提高現(xiàn)代服務(wù)業(yè)權(quán)重的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整

升級(jí)的內(nèi)容;其宗旨是發(fā)展以低能耗、低污染、低排放為基本特征的經(jīng)濟(jì),降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的影響,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中人為排放二氧化碳與自然界吸收二氧化碳的動(dòng)態(tài)平衡,維持地球生物圈的碳元素平衡,減緩氣候變暖的進(jìn)程,保護(hù)臭氧層不致蝕缺。廣義的低碳技術(shù)除包括對(duì)核、水、風(fēng)、太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用之外,還涵蓋生物質(zhì)能、煤的清潔高效利用、油氣資源和煤層氣的勘探開(kāi)發(fā)、二氧化碳捕獲與埋存等領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的有效控制溫室氣體排放的新技術(shù),它涉及電力、交通、建筑、冶金、化工、石化、汽車等多個(gè)產(chǎn)業(yè)部門。 

當(dāng)前世界面臨的一個(gè)最大的環(huán)境問(wèn)題就是全球氣候變暖,而其原因正是以二氧化碳為主的溫室氣體的大量排放。現(xiàn)在人們已充分認(rèn)識(shí)到這個(gè)問(wèn)題,并且已開(kāi)始減少二氧化碳排放的進(jìn)程。工業(yè)正是二氧化碳排放的一個(gè)重要來(lái)源。而想要減少工業(yè)排放二氧化碳,發(fā)展低碳行業(yè)無(wú)疑是一種解決之道。低碳行業(yè)泛指任何以低碳排放或者致力于減少碳排放為特征的行業(yè),如可再生能源發(fā)電、核能、能源管理、水處理和垃圾處理企業(yè)。這個(gè)行業(yè)是符合保護(hù)自然的規(guī)律的,因此具有很光明的前途。在2009年的金融危機(jī)中,低碳行業(yè)產(chǎn)值不降反升,表明這個(gè)行業(yè)正是一個(gè)很有潛力的行業(yè)。

哥本哈根會(huì)議雖然未能達(dá)成成果,但低碳環(huán)保風(fēng)潮已經(jīng)在風(fēng)投之間勁吹。正如前面對(duì)低碳行業(yè)的分析,低碳經(jīng)濟(jì)以“低能耗、低排放、低污染”為主要特征,以此為中心衍生出較多的投資主線,主要包括:節(jié)能、減排、清潔能源領(lǐng)域。中國(guó)現(xiàn)在很多新的產(chǎn)業(yè)都跟這些領(lǐng)域有關(guān)。而事實(shí)上,越來(lái)越多的企業(yè)也將發(fā)展方向往這些領(lǐng)域方面靠攏。經(jīng)歷了金融危機(jī)后的風(fēng)險(xiǎn)投資再度熱了起來(lái);而比風(fēng)投更熱的,則是低碳經(jīng)濟(jì)。根據(jù)中國(guó)風(fēng)險(xiǎn)投資研究院(cvcri)對(duì)556家風(fēng)投機(jī)構(gòu)的調(diào)查顯示,2009年vc對(duì)能源環(huán)保領(lǐng)域共投資了35億元;vc投資的項(xiàng)目中,每10元錢中就有1.1元投向了能源環(huán)保領(lǐng)域。在很多的風(fēng)投機(jī)構(gòu)看來(lái),節(jié)能環(huán)保、新能源等既屬于產(chǎn)業(yè)政策扶植范疇、又對(duì)經(jīng)濟(jì)周期不敏感,這種低碳行業(yè)特殊的特性也是迎來(lái)風(fēng)投廣泛關(guān)注的原因。 

歷時(shí)3個(gè)月、訪問(wèn)了556家風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)構(gòu)后,民建中央下屬的中國(guó)風(fēng)險(xiǎn)投資研究院(cvcri)得出結(jié)論:2009年中國(guó)vc/pe市場(chǎng)募資、投資規(guī)模均逐步回升,迎來(lái)了復(fù)蘇和發(fā)展。cvcri指出,由于經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和創(chuàng)業(yè)板的推出,2009年下半年的投資熱情增加。上半年投資案例數(shù)為229個(gè),占總案例數(shù)的38.10%,投資總額為120億元,占全年投資總額的40.43%;而下半年的投資案例數(shù)為372個(gè),明顯高于上半年,投資金額也占到了全年投資總額的59.57%。另一個(gè)可以觀察到的現(xiàn)象便是低碳能源環(huán)保行業(yè)的崛起。據(jù)cvcri數(shù)據(jù),2009年風(fēng)投對(duì)能源環(huán)保的投資項(xiàng)目數(shù)為99項(xiàng),總金額為34.99億元;僅次于狹義it行業(yè)的135項(xiàng)和43.29億元,成為繼傳統(tǒng)行業(yè)、狹義it行業(yè)之后的第三受寵行業(yè)。另外更加值得關(guān)注的就是556家風(fēng)投機(jī)構(gòu)將能源環(huán)保行業(yè)評(píng)為了最具投資價(jià)值行業(yè)。其次是醫(yī)藥保健和消費(fèi)服務(wù)行業(yè);而傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、狹義it則甚至沒(méi)有進(jìn)入前十名。2009年度風(fēng)險(xiǎn)投資總額為315.34億元。除此之外,不少風(fēng)司也對(duì)低碳行業(yè)發(fā)表了自己的看法,其中中國(guó)風(fēng)險(xiǎn)投資有限公司總裁王一軍表示低碳經(jīng)濟(jì)是大勢(shì)所趨,而核心則在于節(jié)能減排和發(fā)展新能源。以我國(guó)過(guò)去走的粗放型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式來(lái)看,節(jié)能減排在技術(shù)、推廣等領(lǐng)域都有很大的發(fā)展空間。而中國(guó)對(duì)石油的需求日益增長(zhǎng)也在驅(qū)使著新能源的發(fā)展。 

對(duì)于“兩高六新”的公司,即具有成長(zhǎng)性高、科技含量高、新經(jīng)濟(jì)、新服務(wù)、新農(nóng)業(yè)、新材料、新能源和新商業(yè)模式的公司,是風(fēng)投關(guān)注的重點(diǎn),而這些特點(diǎn)也是低碳行業(yè)所具備的。基于上述對(duì)低碳行業(yè)前景的分析,對(duì)于低碳行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)投資無(wú)疑成為了一個(gè)熱點(diǎn)話題。但凡是投資都存在著風(fēng)險(xiǎn),眾多的投資者在投資低碳行業(yè)之前也會(huì)對(duì)該行業(yè)的眾多上市公司進(jìn)行綜合評(píng)估,通過(guò)行業(yè)數(shù)據(jù)和公司相關(guān)的各方面指標(biāo)選出最具發(fā)展?jié)摿陀芰Φ墓具M(jìn)行投資。 

在對(duì)低碳行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)投資概況進(jìn)行綜述之后,從投資價(jià)值的角度將低碳行業(yè)和其他行業(yè)進(jìn)行比較,圖2是2009年統(tǒng)計(jì)的最具投資價(jià)值行業(yè)分布情況,從中我們不難看出低碳能源和環(huán)保列居首位。 

四、低碳經(jīng)濟(jì)模式下的風(fēng)險(xiǎn)投資前景預(yù)測(cè) 

前面通過(guò)對(duì)低碳行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)投資數(shù)據(jù)和圖表的分析,低碳經(jīng)濟(jì)模式由于其得天獨(dú)厚的可持續(xù)發(fā)展?jié)摿κ艿搅送顿Y者們的青睞。風(fēng)險(xiǎn)投資是眾多投資方式的一種,風(fēng)險(xiǎn)投資不僅僅是一種簡(jiǎn)單的權(quán)益投資,投資者們?yōu)榱双@得公司上市和退出時(shí)的高額收益,還要為初創(chuàng)期的公司提供技術(shù)支持。前面說(shuō)到了低碳經(jīng)濟(jì)模式的可持續(xù)性發(fā)展優(yōu)勢(shì),這一點(diǎn)是風(fēng)險(xiǎn)投資決策時(shí)的一個(gè)主要決策因素。所以,在后金融危機(jī)時(shí)代,將會(huì)有越來(lái)越多的風(fēng)險(xiǎn)投資者涉足低碳領(lǐng)域,既促進(jìn)了低碳行業(yè)的高速發(fā)展和繁榮,同時(shí)也為風(fēng)險(xiǎn)投資者提供了一片全新的投資領(lǐng)域。由于低碳經(jīng)濟(jì)是一種綠色經(jīng)濟(jì),不僅促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,同時(shí)也為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展做出了貢獻(xiàn),所以,在今后幾年中政府必將會(huì)持續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)在我國(guó)的發(fā)展,這些政策也將為投資者的資金進(jìn)入低碳領(lǐng)域敞開(kāi)了大門。綜上所述,在未來(lái)幾年里,風(fēng)險(xiǎn)投資與低碳經(jīng)濟(jì)模式的結(jié)合將是投資領(lǐng)域一道亮麗的風(fēng)景線。 

[基金項(xiàng)目:江蘇省社科基金項(xiàng)目(08eya002)] 

 

參考文獻(xiàn): 

1.馮之浚,周榮,張倩.低碳經(jīng)濟(jì)的若干思考[j].中國(guó)軟科學(xué),2009(12) 

2.王仕軍.低碳經(jīng)濟(jì)研究綜述[j].開(kāi)放導(dǎo)報(bào),2009(5) 

3.任衛(wèi)峰.低碳經(jīng)濟(jì)與環(huán)境金融創(chuàng)新[j].上海經(jīng)濟(jì)研究,2008(3) 

碳循環(huán)的定義范文第4篇

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)土地管理學(xué)院，武漢 430070）

摘要：采用武漢市1996－2010年的土地利用變更數(shù)據(jù)、能源數(shù)據(jù)以及相關(guān)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，通過(guò)構(gòu)建碳排放、碳足跡模型，測(cè)算近15年來(lái)武漢市土地利用的碳排放量和碳足跡，并分析其碳排放量、碳足跡的變化及影響因素。結(jié)果表明，武漢市建設(shè)用地碳排放量占碳排放總量的98％以上，在1996－2010年處于逐年增加的狀態(tài)，2010年已達(dá)到1996年的1．4倍；武漢市的總碳足跡和人均碳足跡也在逐年增加，碳赤字較為嚴(yán)重。碳排放總量的不斷增加主要是由武漢市建設(shè)用地不斷擴(kuò)大以及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式和能源結(jié)構(gòu)不合理造成。為此，武漢市不僅要控制建設(shè)用地的擴(kuò)張，同時(shí)還應(yīng)改變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞 ：碳排放；碳足跡；建設(shè)用地；能源結(jié)構(gòu)；武漢市

中圖分類號(hào)：F301．24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439－8114（2015）02－0313-05

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.02.015

氣候變暖是全世界公認(rèn)的環(huán)境問(wèn)題，造成氣候變暖的原因主要是溫室氣體排放量的大幅增加。2005年2月16日《京都議定書》正式生效，給CO2排放量居世界第二位的中國(guó)帶來(lái)了嚴(yán)峻和現(xiàn)實(shí)的壓力與挑戰(zhàn)［1］，掀起學(xué)術(shù)界有關(guān)碳排放研究的熱潮。有學(xué)者對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放的關(guān)系進(jìn)行了研究。彭佳雯等［2］利用脫鉤模型探討了中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源碳排放的脫鉤關(guān)系及程度；杜婷婷等［3］則以庫(kù)茨涅茲環(huán)境曲線及衍生曲線為依據(jù)，對(duì)中國(guó)CO2排放量與人均收入增長(zhǎng)時(shí)序資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)擬合得出中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與CO2排放的函數(shù)關(guān)系。也有學(xué)者對(duì)土地利用類型轉(zhuǎn)變引起的碳排放效應(yīng)變化進(jìn)行了研究。如蘇雅麗等［4］對(duì)陜西省土地利用變化的碳排放效益進(jìn)行了研究。對(duì)于土地利用碳排放影響因素的研究也有了一定的成果，主要是利用指數(shù)分解法對(duì)影響土地利用碳排放效應(yīng)的因素進(jìn)行分解分析，如蔣金荷［5］運(yùn)用對(duì)數(shù)平均Divisia指數(shù)法（LMDI法）定量分析了中國(guó)1995－2007年碳排放的影響因素及貢獻(xiàn)率。對(duì)于碳足跡的研究，趙榮欽等［6］計(jì)算和分析了江蘇省不同土地利用方式能源消費(fèi)碳排放與碳足跡。還有其他學(xué)者通過(guò)碳足跡計(jì)算模型，從碳足跡核算和碳足跡評(píng)價(jià)的角度進(jìn)行了有意的探討［7－9］。研究不同土地利用方式的碳排放效應(yīng)，有助于從土地利用調(diào)控的角度控制碳排放。本研究以武漢市為例，分析武漢市土地利用碳排放和碳足跡，探討武漢市碳排放變化的影響因素，為武漢市調(diào)控土地利用以減少碳排放提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)武漢市構(gòu)建“兩型社會(huì)”具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究區(qū)域概況

武漢市位于中國(guó)的中部地區(qū)、江漢平原的東部，地處東經(jīng)113°41′－115°05′，北緯29°58′－31°22′。地形以平原為主，擁有豐富的自然資源。截至2010年，全市土地面積為8 494．41 km2，農(nóng)用地面積為4 270．45 km2，其中耕地面積為3 174．05 km2，林地面積為975．81 km2， 建設(shè)用地1 596．51 km2，未利用地面積2 627．45 km2。本年全市國(guó)民生產(chǎn)總值達(dá)到6 762．20億元，同比增長(zhǎng)12．5％，位居15個(gè)副省級(jí)城市第五位。第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)分別為198．70億、3 254．02億、3 303．48億元，比重為2．94％、48．12％、48．94％。人均GDP為68 286．24元，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入23 738．09元，農(nóng)村居民人均純收入9 813．59元。全市全年社會(huì)消費(fèi)品零售總額達(dá)2 959．04億元。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

2．1 碳排放測(cè)算模型

根據(jù)李穎等［10］、蘇雅麗等［4］的研究，本研究基于各種用地類型的碳排放／碳吸收系數(shù)計(jì)算碳排放量，主要涉及耕地、林地、草地、建設(shè)用地。其中建設(shè)用地具有碳源效應(yīng)，耕地上的農(nóng)作物雖然能夠吸收二氧化碳，但是在很短的時(shí)間內(nèi)又會(huì)被分解釋放到空氣中，因此將耕地視為碳源［11］，林地和草地為碳匯。

碳排放測(cè)算公式［10］：

CL＝∑Si·Qi （1）

其中，CL為碳排放總量；Si為第i種土地利用類型的面積；Qi為第i種土地利用類型的碳排放（吸收）系數(shù)，吸收為負(fù)，其中耕地、林地、草地的碳排放系數(shù)分別為0．422、－0．644、－0．02 tC／hm2［12］。

建設(shè)用地的碳排放主要通過(guò)計(jì)算其建設(shè)過(guò)程消耗能源所產(chǎn)生的碳排放間接得到。這里的能源主要是指煤炭、石油和天然氣。

建設(shè)用地碳排放估算公式［10］：

CP＝∑ni＝∑Mi·Qi （2）

其中，CP為碳排放量；ni為第i種能源的碳排放量；Mi為第i種能源消耗標(biāo)準(zhǔn)煤；Qi為第i種能源的碳排放系數(shù)，其中煤、石油、天然氣的碳排放系數(shù)分別為0．747 6 tC／t標(biāo)準(zhǔn)煤、0．582 5 tC／t標(biāo)準(zhǔn)煤、0．443 4 tC／t標(biāo)準(zhǔn)煤［12］。

2．2 不同土地利用類型的碳足跡

碳足跡是指吸收碳排放所需的生產(chǎn)性土地（植被）面積，即碳排放的生態(tài)足跡［13］。凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力即NEP是指1 hm2植被一年的碳吸收量，用來(lái)反映植被的固碳能力［13］，采用NEP指標(biāo)反映不同植被的碳吸收量，并以此計(jì)算出消納碳排放所需的生產(chǎn)性土地的面積（碳足跡）。森林和草原是主要的陸地生態(tài)系統(tǒng)，因此本文主要考察這兩種植被類型的碳吸收［13］。根據(jù)趙榮欽等［6］、謝鴻宇等［13］的方法，首先計(jì)算出化石能源碳排放量，再根據(jù)森林和草地的碳吸收量計(jì)算出各自的碳吸收比例，最后由各自的NEP計(jì)算出吸收化石能源消耗碳排放所需的森林和草地的面積。化石能源碳足跡計(jì)算公式為：

其中，A為總的化石能源碳足跡，Ai為第i類能源的碳足跡，Ci為第i種能源的消耗量（萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤），Qi為第i種能源的碳排放系數(shù)，Perf與Perf分別為森林與草原吸收碳的比例；NEPerf與NEPerf分別為森林和草地的凈積累量。吸收1 t的CO2所需的相應(yīng)生產(chǎn)用地土地面積計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

2．3 數(shù)據(jù)來(lái)源

能源數(shù)據(jù)與經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于《武漢市統(tǒng)計(jì)年鑒（1996－2010）》，武漢市土地利用結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來(lái)源于武漢國(guó)土資源和規(guī)劃局。

3 結(jié)果與分析

3．1 武漢市碳排放量

根據(jù)公式（1）、（2）和《武漢市統(tǒng)計(jì)年鑒》所查詢的武漢市能源消耗量，以及武漢市歷年土地變更數(shù)據(jù)，計(jì)算武漢市1996－2010年的碳排放量見(jiàn)表2。

從不同土地利用類型的碳排放量來(lái)看（表2），建設(shè)用地的碳排放量占碳排放總量的98％以上， 由此可以說(shuō)明建設(shè)用地為主要的碳源。同時(shí)可以看到，武漢市的建設(shè)用地碳排放量增加較快， 1996到2010年間，武漢市建設(shè)用地碳排放量增加了1 091．6萬(wàn)t，增幅為88．58％，碳排放總量也增加了87．21％。通過(guò)SPSS 19對(duì)建設(shè)用地面積與碳排放總量進(jìn)行雙側(cè)檢驗(yàn)，結(jié)果表明，在0．01水平下顯著相關(guān)，可見(jiàn)武漢市的碳排放總量與建設(shè)用地的碳排放量走勢(shì)保持同步。

在建設(shè)用地面積增加的同時(shí)，耕地面積在不斷減少，但是耕地面積的減少對(duì)碳排放總量并沒(méi)有起到明顯的影響，原因可能有兩個(gè)方面，一是耕地的碳排放量相對(duì)于建設(shè)用地來(lái)講數(shù)量太小，最高也只占碳源排放總量的1．6％；二是耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地不僅沒(méi)有降低碳排放量，反而會(huì)增加碳排放量。

另一方面，武漢市的碳吸收總量也在不斷增加，1996到2010年間增加了2．09萬(wàn)t，增幅為49．76％，其中占碳匯吸收比例較小的草地碳吸收量在逐年下降，但是林地的碳吸收量占總吸收量的90％以上，甚至有些年份達(dá)到了99％以上，且林地面積在不斷擴(kuò)大，林地的固碳量在增加，從而使得武漢市碳吸收量15年間不斷增加。

3．2 武漢市建設(shè)用地碳足跡分析

由公式（3）計(jì)算武漢市1996－2010年的能源消耗碳足跡間接得到建設(shè)用地碳足跡，如表3所示。由表3中可以看出，武漢市的建設(shè)用地碳足跡逐年增加，在此期間，雖然武漢市的林地與草地的總面積有所增加，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足總碳足跡的增加速度，同時(shí)人均碳足跡由0．63 hm2增加為0．74 hm2，由此表明武漢市的生態(tài)系統(tǒng)不足以彌補(bǔ)能源消費(fèi)的碳足跡。不同能源的碳足跡表明，煤炭的消費(fèi)是引起總碳足跡增加的主要原因。表3也表明，森林的碳吸收能力比草地要強(qiáng)，碳足跡以森林為主。

3．3 影響因素分析

3．3．1 土地利用結(jié)構(gòu) 不同的土地利用結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放量與碳吸收量都會(huì)產(chǎn)生影響。1996－2010年武漢市土地利用結(jié)構(gòu)變化見(jiàn)表4。由表4可以看出，武漢市的林地面積不斷增加，草地面積在減少，但是由于林地是主要的碳匯，因此武漢市的碳匯量隨林地面積的增加而增加。耕地面積在減少，建設(shè)用地面積不斷增加，且增加速度較快，一部分面積的增加是由于耕地的非農(nóng)化，即耕地轉(zhuǎn)為了建設(shè)用地，而建設(shè)用地是主要碳源，因此，武漢市的碳排放量隨建設(shè)用地面積增加而增加。

3．3．2 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式 現(xiàn)有的研究表明［10］，國(guó)家工業(yè)化，能源消費(fèi)碳排放是最主要的排放類型，可占二氧化碳排放的90％以上。從上述武漢市碳排放量測(cè)算結(jié)果來(lái)看，能源碳排放占碳排放總量的98％以上。由此，應(yīng)分析經(jīng)濟(jì)發(fā)展中能源消費(fèi)帶來(lái)的碳排放變化。

碳排放強(qiáng)度是碳排放量與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的比值，是衡量溫室氣體排放的指標(biāo)，可以作為發(fā)展中國(guó)家承認(rèn)和反映其對(duì)減緩氣候變化的貢獻(xiàn)指標(biāo)［14］。計(jì)算可知，1996－2010年武漢市碳排放強(qiáng)度總體上呈下降趨勢(shì)，由1996年的1．88 t／萬(wàn)元下降到2010年的0．53 t／萬(wàn)元，下降了71．81％，年平均下降4.79％。根據(jù)何建坤等［14］的研究，要實(shí)現(xiàn)二氧化碳的絕對(duì)減排，碳排放強(qiáng)度的下降率要大于GDP的增長(zhǎng)率。而武漢市1996－2010年碳排放強(qiáng)度下降率遠(yuǎn)小于14．54％的GDP增長(zhǎng)率，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)碳減排。

經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)既需要資本的投入，也需要土地、能源等物資投入，若經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)使得土地、能源等物資消耗加劇，碳排放量加大，則資源利用效率降低，對(duì)環(huán)境的不利影響加劇，顯然這種經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式不可取。為評(píng)判經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)碳排放變化的影響，可選用能源碳排放系數(shù)，即能源碳排放增長(zhǎng)速度與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的比值來(lái)反映經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)碳排放的影響，其與能源消費(fèi)彈性系數(shù)具有同樣的測(cè)量意義［15］。已有研究表明，發(fā)展中國(guó)家能源消費(fèi)彈性系數(shù)一般都大于或接近于1，而發(fā)達(dá)國(guó)家則小于或接近0．5［15］。其值越大，說(shuō)明能源碳排放增長(zhǎng)快于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度。計(jì)算發(fā)現(xiàn)，武漢市能源碳排放系數(shù)達(dá)到了0．76，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0．5。由此說(shuō)明，武漢市的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)促進(jìn)了碳排放量的增加。

3．3．3 能源結(jié)構(gòu) 不同的能源其碳排放系數(shù)不同，三大能源中，煤炭的碳排放系數(shù)最大，天然氣最小，石油居中。因此，煤炭的消耗量越大，則能源碳排放量越大。根據(jù)公式（2）可測(cè)算各種能源碳排放量，并得出三大能源碳排放量趨勢(shì)圖（見(jiàn)圖1）。由于各能源的碳排放量與能源消費(fèi)量之間呈正比，因此，能源碳排放量的趨勢(shì)與能源消費(fèi)量的趨勢(shì)一致。由圖1可知，石油和天然氣的消費(fèi)量在1996－2010年間較為平穩(wěn)，煤炭的消費(fèi)量在1996－2002年間保持穩(wěn)定，2002－2006年快速上升，2006－2009出現(xiàn)微小下降，2010年又開(kāi)始上升，與武漢市碳源排放總量變化走勢(shì)一致，煤炭消耗量占總能源的67％以上。可以看出，武漢市是以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)。

平均碳排放系數(shù)是指能源碳排放總量與能源消耗總量的比值，其變化能夠反映能源結(jié)構(gòu)變動(dòng)對(duì)碳排放量的影響。當(dāng)?shù)吞寄茉幢壤脑黾訒r(shí)，平均碳排放系數(shù)將會(huì)變小。從圖1來(lái)看，武漢市1996－2010年的平均碳排放系數(shù)較為平穩(wěn)，在0．707~0．717之間浮動(dòng)。以上分析表明，武漢市能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理。

3．3．4 碳足跡影響因素分析 武漢市能源消耗總量在15年間由1 790．13萬(wàn)t增長(zhǎng)到了3 352．96萬(wàn)t，與此同時(shí)，其碳足跡也由328．13萬(wàn)hm2增長(zhǎng)到了618．78萬(wàn)hm2。能源消耗總量與碳足跡走勢(shì)圖（圖2）表明，碳足跡隨著能源消耗總量的變動(dòng)而變動(dòng)，兩者呈現(xiàn)出高度一致的走勢(shì)。

采用回歸分析可以定量分析能源消耗總量與碳足跡的關(guān)系。本文以95％的置信度通過(guò)有關(guān)檢驗(yàn)，其相關(guān)性如表5所示，能源消耗量與碳足跡的相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0．999 5，說(shuō)明碳足跡受能源消耗總量影響較大。

4 小結(jié)與討論

1）建設(shè)用地是主要的碳源，其碳排放量占總碳排放總量的98％以上。建設(shè)用地面積的增加是武漢碳排放量增加的一個(gè)重要原因。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，建設(shè)“兩型社會(huì)”，武漢需控制建設(shè)用地面積的不斷擴(kuò)大。同時(shí)，提高土地利用集約度，通過(guò)集約利用緩解建設(shè)用地供求矛盾，實(shí)現(xiàn)低碳集約利用。

2）武漢市的總碳足跡和人均碳足跡在不斷增加，雖然武漢市的林地與草地的總面積有所增加，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足總碳足跡的增加速度，表明武漢市碳赤字較為嚴(yán)重。其中，森林碳足跡和煤炭碳足跡為碳足跡的主要“碳匯”和“碳源”，煤炭的消耗是引起總碳足跡增加的主要原因。因此，增強(qiáng)生產(chǎn)性土地，特別是森林的固碳能力，改善能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，減少煤炭消費(fèi)量，提高石油、天然氣等能源的消費(fèi)比例，可以較好地降低碳排放水平。

3）1996－2010年，武漢市碳排放量總體上升。主要原因除了建設(shè)用地面積不斷增加外，還受經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式與能源結(jié)構(gòu)的影響。較高的能源碳排放系數(shù)反映出武漢市目前的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式不利于低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。建立低碳的能源體系，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)社會(huì)的關(guān)鍵。

4）通過(guò)土地利用變化以及能源消費(fèi)量的變化分析了武漢市的碳排放以及碳足跡的變化，但是在計(jì)算能源消費(fèi)碳排放時(shí)，因數(shù)據(jù)的限制，僅考慮了化石能源消費(fèi)所帶來(lái)的碳排放，未計(jì)算農(nóng)村生物質(zhì)能燃燒帶來(lái)的碳排放。同時(shí)，由于目前對(duì)碳足跡的概念和計(jì)算邊界缺乏統(tǒng)一的定義，計(jì)算數(shù)據(jù)獲取難度較大，碳足跡的研究需要進(jìn)一步深入探討與完善。

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