上海碳源碳匯結(jié)構(gòu)變化及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究.pdf

1、城市盡管占地球表面積較少，卻是全球碳循環(huán)的重要驅(qū)動(dòng)力，因此城市碳源碳匯及其管理研究是全球碳計(jì)劃的重要議題之一。本文是在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《上海碳源碳匯變化及多目標(biāo)預(yù)測(cè)模型研究》的基礎(chǔ)上完成的，初步構(gòu)建了城市主要碳源碳匯的研究框架，并以上海市為例，通過(guò)野外調(diào)查和采樣、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料分析、GIS處理等方法的綜合，研究了上海主要碳源碳匯的變化，并分析了其驅(qū)動(dòng)機(jī)制，進(jìn)而預(yù)測(cè)了2020年上海的碳排放，提出了城市碳管理的策略。本項(xiàng)研究不僅為全球

2、碳循環(huán)研究提供了城市區(qū)域的研究框架和方法，而且可為城市碳減排/增匯措施提供科學(xué)依據(jù)。主要得到以下幾個(gè)方面的結(jié)論：
　　 (1)上海市1994～2006年能源消費(fèi)碳排放（“能源消費(fèi)碳排放”以下簡(jiǎn)稱“碳排放”）由2877萬(wàn)tC增長(zhǎng)到5164萬(wàn)tC，碳排放強(qiáng)度則由1994年的2.51tC/萬(wàn)元下降到2006年的1.07tC/萬(wàn)元(GDP為1990年不變價(jià))，年均下降率為5.3％，但2001年以來(lái)，下降率減慢，只有2.6％。2005年上

3、海碳排放約為全國(guó)的3.5％，碳排放強(qiáng)度約為全國(guó)平均水平的69％，但與能源利用效率較高的發(fā)達(dá)國(guó)家相比要高，分別比英國(guó)、德國(guó)和日本的碳排放強(qiáng)度高46％、27％和30％。
　　 (2)清潔電力和天然氣的使用比例上升優(yōu)化了上海的能源結(jié)構(gòu)，但與發(fā)達(dá)國(guó)家的能源結(jié)構(gòu)相比，低碳能源在上海市能源消費(fèi)中所占比例太低。電力在終端能源消費(fèi)中的份額越來(lái)越高，且大部分電力來(lái)源于火力發(fā)電，而火電的碳排放系數(shù)高于其他化石燃料，因此清潔電力的發(fā)展至關(guān)重要。三次產(chǎn)

4、業(yè)中第二產(chǎn)業(yè)的碳排放量最多，但所占比重逐年下降，由1994年的80％下降到2006年的62％。交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展使得油類能源消費(fèi)量快速上升，從而使得第三產(chǎn)業(yè)成為碳排放增長(zhǎng)速度最快的部門，2006年在碳排放總量中的比例達(dá)到29％。但因第三產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度低于第二產(chǎn)業(yè)，所以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整使得總體碳排放強(qiáng)度下降。但2002年后第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重有所上升，這也是上海碳排放強(qiáng)度2002年以來(lái)下降速率減慢的原因。
　　 (3)上海市60％以上的碳排

5、放來(lái)自工業(yè)。在影響1996～2007年工業(yè)碳排放的因素中，產(chǎn)值增長(zhǎng)是碳排放增加的主要?jiǎng)恿?，能源?qiáng)度下降、能源結(jié)構(gòu)和工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整則是減緩碳排放的動(dòng)力，其中能源強(qiáng)度的下降對(duì)降低工業(yè)碳排放的貢獻(xiàn)為90％。能源結(jié)構(gòu)的影響因行業(yè)而異，電力在終端能源消費(fèi)中的份額增加是導(dǎo)致多個(gè)行業(yè)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整增加碳排放的原因。重工業(yè)是上海的支柱行業(yè)，80％的工業(yè)產(chǎn)值來(lái)源于重工業(yè)；同時(shí)，也是主要的碳排放行業(yè)，89％的工業(yè)碳排放來(lái)源于重工業(yè)，特別是黑色金屬冶煉及壓延加工

6、業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、石油加工、煉焦、及核燃料加工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、電力、蒸汽、熱水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)等五大主要行業(yè)。這五個(gè)行業(yè)的碳排放占重工業(yè)的85％，而產(chǎn)值比重不到30％。因此，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是降低工業(yè)碳排放的主要途徑。
　　 (4)隨著上海人口規(guī)模的擴(kuò)大，居民出行的交通碳排放成為碳排放增加的重要來(lái)源。本文以私家車、公交車、出租車和軌道交通等四種交通工具為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)四種交通方式的碳排放都呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)，2006年居民

7、出行的交通碳排放達(dá)到135萬(wàn)tC，比2002年增加71％。私家車數(shù)量激增是造成居民出行碳排放增加的主要原因，2006年私家車的碳排放量約等于其他三種公共交通的排放量之和。私家車的碳排放2002年占居民出行碳排放的22％，2006年上升到48％。從人均碳排放看，2006年軌道交通人均碳排放0.013kgC/人次，公交車為0.12kgC/人次，出租車為0.31kgC/人次。
　　 (5)基于第六次全國(guó)森林資源清查資料和調(diào)查研究資料，

8、研究認(rèn)為上海2003年陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯為29.6萬(wàn)tC。其中植被碳匯占85％，其余15％是園林綠地土壤碳匯，農(nóng)田土壤沒(méi)有碳匯作用。從碳源碳匯結(jié)構(gòu)分析，2003年陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯只相當(dāng)于同期碳排放的0.7％?？紤]到森林面積和園林綠地面積的增加，估算認(rèn)為2006年陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯約為同期碳排放的0.8％。由此可見(jiàn)，陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯對(duì)碳排放的抵消作用很弱。
　　 (6)上海森林的齡級(jí)以幼齡林為主，隨著齡級(jí)增加碳儲(chǔ)量是逐漸上升的，因此

9、，上海森林還有很大的碳儲(chǔ)存潛力。
　　 (7)在上海各種土地利用類型中，水稻田有機(jī)碳含量較第二次土壤普查有所上升，但水稻田面積不斷減少，水稻田轉(zhuǎn)變?yōu)椴说睾统鞘杏玫匾约傲值氐倪^(guò)程，會(huì)導(dǎo)致土壤有機(jī)碳含量下降，土壤表現(xiàn)為碳源。農(nóng)地造林后，在短期內(nèi)土壤有機(jī)碳含量是下降的，上海林地多為城市綠化提供樹(shù)苗，輪伐期短，土壤有機(jī)碳得不到積累，所以土壤沒(méi)有碳匯作用。
　　 (8)就園林綠地土壤本身來(lái)講，2003年0～30cm土層的碳匯為44

10、868tC/a，單位面積園林綠地土壤的碳匯是1.84tC/ha·a。但就整個(gè)城市化過(guò)程來(lái)講，園林綠地土壤增加的碳庫(kù)不能抵消因城市化減少的土壤碳庫(kù)。雖然綠化覆蓋率不斷增長(zhǎng)，但城市化仍使土壤碳庫(kù)遭到損失。
　　 (9)依據(jù)中國(guó)、美國(guó)、歐盟和日本在哥本哈根氣候變化大會(huì)上提出的碳減排指標(biāo)預(yù)測(cè)了上海2020年的碳排放。按照中國(guó)的碳減排指標(biāo)，上海2020年碳排放將為7386萬(wàn)tC，比2005年增加54％。在其他指標(biāo)下，上海2020年碳排放量

11、將分別比2005年下降17％、18％和22.5％。如果2020年上海碳排放維持2005年的水平，則其碳排放強(qiáng)度需要下降64％。
　　 (10)如果實(shí)現(xiàn)中國(guó)的減排指標(biāo)，上海2020年生活消費(fèi)的碳排放將占碳排放總量的8.4％，人均生活消費(fèi)碳排放將為0.25tc/人。三次產(chǎn)業(yè)的碳排放強(qiáng)度需要分別比2005年下降24％、45％和20％，其產(chǎn)值比重分別為0.3％、21.7％、78％。如果實(shí)現(xiàn)日本的減排指標(biāo)，上海2020年人均生活消費(fèi)的碳排