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時(shí)間:2022-11-03 10:03:07
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇二氧化碳年中總結(jié)范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
關(guān)鍵詞植樹造林;全球氣候變暖;影響;作用;措施
1全球氣候變暖的影響
全球氣候變暖將給地球和人類帶來復(fù)雜的影響,既有正面的,也有負(fù)面的。例如,隨著全球溫度的升高,副極地地區(qū)也許將更適合人類居住;在適當(dāng)?shù)臈l件下,較高的二氧化碳濃度能夠促進(jìn)光合作用,從而使植物具有更高的固碳速率,使植物生長(zhǎng)增加,即二氧化碳的增產(chǎn)效應(yīng),這是全球變暖的正面影響。但是與正面影響相比,全球氣候變暖對(duì)人類活動(dòng)的負(fù)面影響將更為巨大和深遠(yuǎn)。例如,由于氣候變暖的影響,珠穆朗瑪峰的頂峰下降了1.3m。祁連山冰川縮減危及河西走廊:近年來,祁連山冰川融化比20個(gè)世紀(jì)70年代減少了大約10億m3,冰川局部地區(qū)的雪線正以年均2.0~2.6m的速度上升。
1.1海平面上升
過去的100年中海平面上升了14.4cm,我國(guó)上升了11.5cm。海平面升高的原因,主要是海水的熱膨脹作用,當(dāng)海洋變暖時(shí),海平面則升高。全球升溫會(huì)引起地球南北兩極的冰山融化,這也是造成海平面上升的主要原因之一。
1.2對(duì)動(dòng)植物的影響
氣候是決定生物群落分布的主要因素,氣候變化能改變一個(gè)地區(qū)不同物種的適應(yīng)性并能改變生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部不同種群的競(jìng)爭(zhēng)力。自然界的動(dòng)植物,尤其是植物群落,可能因無法適應(yīng)全球氣候變暖的速度而作適應(yīng)性轉(zhuǎn)移,從而慘遭厄運(yùn)。以往的氣候變化(如冰期)曾使許多物種消失,未來的氣候?qū)⑹挂恍┑貐^(qū)的某些物種消失,而有些物種則從氣候變暖中得到益處,其棲息地可能增加,競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和天敵也可能減少。例如,揚(yáng)子鱷只能生活在宣城、涇縣和南陵等地,如果北界線北移,揚(yáng)子鱷可能會(huì)自然絕種。
1.3對(duì)農(nóng)業(yè)的影響
一年中溫度和降水的分布是決定種植何種作物的主要因素,溫度及由溫度引起降水的變化將影響到糧食作物的產(chǎn)量和作物的分布類型。氣候的變化曾經(jīng)導(dǎo)致生物帶和生物群落空間(緯度)分布的重大變化。如公元800—1200年,北大西洋地區(qū)的平均溫度比現(xiàn)在高1℃,使玉米在挪威種植成為可能;但到了公元1500—1800年,西歐出現(xiàn)小冰川期,平均氣溫只比現(xiàn)在低1~2℃,造成了挪威50%的農(nóng)場(chǎng)棄耕,冰島的農(nóng)業(yè)耕種活動(dòng)則幾乎全部停止。除此之外,全球氣候變暖還會(huì)使高溫、熱浪、熱帶風(fēng)暴、龍卷風(fēng)等自然災(zāi)害加重。因此,全球氣溫升高后,世界糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定性和分布狀況將會(huì)有很大變化。
1.4對(duì)人類健康的影響
人類健康取決于良好的生態(tài)環(huán)境,全球氣候變暖將成為影響22世紀(jì)人類健康的一個(gè)主要因素。極端高溫將對(duì)22世紀(jì)人類健康造成極大困擾,主要體現(xiàn)為發(fā)病率和死亡率增加,尤其是瘧疾、淋巴腺絲蟲病、血吸蟲病、鉤蟲病、霍亂、腦膜炎、黑熱病、登革熱等傳染病將危及熱帶地區(qū)和國(guó)家,某些目前主要發(fā)生在熱帶地區(qū)的疾病可能隨著氣候變暖向中緯度地區(qū)傳播。
2森林在氣候變化中發(fā)揮的作用
針對(duì)導(dǎo)致氣候變化的兩大主要因素,國(guó)際社會(huì)在應(yīng)對(duì)氣候變化中,正在采取2項(xiàng)戰(zhàn)略措施:一是直接減排。即通過工業(yè)、能源領(lǐng)域的技術(shù)改造,提高能源利用效率,來減少二氧化碳等溫室氣體排放;二是間接減排。即通過以森林為主體的生物吸收大氣中的二氧化碳,將已排放到大氣中的溫室氣體吸收固定下來,以達(dá)到減少大氣中溫室氣體含量的目的[1]。在2項(xiàng)戰(zhàn)略措施中,直接減排十分重要,必須長(zhǎng)期堅(jiān)持;而通過森林來實(shí)現(xiàn)間接減排,成本低、易施行、綜合效益大,是目前應(yīng)對(duì)氣候變化最經(jīng)濟(jì)、最現(xiàn)實(shí)、最有效的重要途徑。
2.1森林是陸地上最大的儲(chǔ)碳庫
森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,因其具有吸收二氧化碳、放出氧氣的特殊功能,而被稱為“地球之肺”。森林以其巨大的生物量?jī)?chǔ)存著大量的碳,是陸地上最大的儲(chǔ)碳庫[2]。據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)估算:全球陸地生態(tài)系統(tǒng)中約儲(chǔ)存了2.48萬億t碳,其中1.15萬億t碳儲(chǔ)存在森林生態(tài)系統(tǒng)中。2000年,聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)又發(fā)表報(bào)告指出,森林面積占全球面積的27.6%,森林植被的碳儲(chǔ)量約占全球植被的77%,森林土壤的碳儲(chǔ)量約占全球土壤的39%,森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量占陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的比例為57%。
2.2森林是最經(jīng)濟(jì)有效的吸碳器
森林通過光合作用吸收二氧化碳,放出氧氣,把大氣中的二氧化碳以生物量的形式固定下來,這個(gè)過程被稱為碳匯。科學(xué)研究表明:林木每生長(zhǎng)1m3,平均吸收二氧化碳1.83t,放出氧氣1.62t。全球森林對(duì)碳的吸收和儲(chǔ)量占全球每年大氣和地表碳流動(dòng)量的90%。國(guó)內(nèi)專家研究指出,在中國(guó)種植1hm2森林,每?jī)?chǔ)存1t二氧化碳的成本約為122元人民幣,這與非碳匯措施減排每1t碳成本高達(dá)數(shù)百美元形成了鮮明反差。據(jù)專家測(cè)算:一個(gè)20萬kW機(jī)組的煤炭發(fā)電廠每年約排放87.78萬t二氧化碳,可與3.2萬hm2人工林在1年中吸收的二氧化碳當(dāng)量抵消;1駕波音777飛機(jī)從北京到上海來回旅程約4h,1d進(jìn)行1個(gè)來回,1年約排放28032t二氧化碳,可與1000hm2人工林在1年中吸收的二氧化碳當(dāng)量抵消;1輛奧迪A4汽車1年的二氧化碳排放量約為20.2t,可與0.7hm2人工林在1年中吸收的二氧化碳當(dāng)量抵消。
2.3森林固碳已經(jīng)成為緩解氣候變化的根本措施之一
恢復(fù)和保護(hù)森林作為減排的重要措施,受到了國(guó)際社會(huì)的高度重視,并被寫入了《京都議定書》。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)在2010年的第四次全球氣候變化評(píng)估報(bào)告中指出:與林業(yè)相關(guān)的措施,可在很大程度上以較低成本減少溫室氣體排放并增加碳匯,從而緩解氣候變化。目前,許多發(fā)達(dá)國(guó)家已在實(shí)行森林間接減排。如,日本承諾減排6%,其中3.9%由森林固碳間接減排,2.1%由工業(yè)直接減排。圍繞后京都議定書的國(guó)際談判,許多國(guó)家和國(guó)際組織都在積極推動(dòng)森林間接減排政策的制定,以進(jìn)一步發(fā)揮森林在應(yīng)對(duì)氣候變化中的特殊作用。
3我國(guó)傳統(tǒng)植樹造林的弊端
建國(guó)以來,我國(guó)營(yíng)造的大量人工林已成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)所需木材的主要來源,并對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境起到了重要作用。但隨著時(shí)間的推移,大面積營(yíng)造單一樹種的造林方式,逐漸顯露出弊端。
人工林在我國(guó)占有十分重要的位置,它不僅是經(jīng)濟(jì)建設(shè)所需木材的主要來源,對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境也起著重要的作用。多年來我國(guó)對(duì)營(yíng)造人工林十分重視,目前全國(guó)人工林的面積大約有4139萬hm2,其中大多數(shù)是用材林,防護(hù)林只占很少部分。總結(jié)我國(guó)幾十年來營(yíng)造人工林的作法,有些很明顯的特點(diǎn):人工林主要分布于山區(qū)和重要河流的中上游;樹種以針葉樹為主,全國(guó)人工林針葉樹占68%、闊葉樹占32%,而南方各省針葉樹的比例更大,在90%以上,而且集中連片,大面積連片種植單一樹種、品種的人工林在很多地方都可以看到。南方一些杉木產(chǎn)區(qū)縣,杉木人工林面積占森林總面積的70%~80%。有些平原地區(qū)還存在著單一無性系連片造林的狀況。這些人工林采伐后又常常更換同一樹種,造成多代連作。隨著時(shí)間的推移,我國(guó)人工林的營(yíng)造方法顯露出不少弊端,目前已造成許多不良后果。
除了病蟲害的嚴(yán)重威脅外,單一樹種和成片連作造成地力嚴(yán)重衰退,這已在杉木、桉樹、柳杉及落葉松人工林中有明顯表現(xiàn)。杉木人工林由于土壤肥力下降,2代和3代20年內(nèi)人工林損失蓄積量30~45m3/hm2。在花崗巖發(fā)育的土壤上地力衰退情況更為嚴(yán)重。天然森林的植被是復(fù)雜而多樣化的,一個(gè)山坡上可以出現(xiàn)多種森林植被類型。任何一片森林都是多樹種混交,如貴州梵凈山的栲樹林,參與構(gòu)成喬木層的就有182種,整個(gè)森林有4個(gè)層次構(gòu)成,維管束植物有407種。這種環(huán)境為多種生物提供了棲息地,也使森林具有涵養(yǎng)水源等多種功能。但現(xiàn)在單一樹種或少數(shù)幾個(gè)樹種的大面積人工林,由于生物多樣性嚴(yán)重下降,林區(qū)的生態(tài)環(huán)境惡化,森林各種功能與生產(chǎn)力得不到充分發(fā)揮,森林的適應(yīng)能力和穩(wěn)定性也大大下降。造成生態(tài)環(huán)境惡化與生物多樣性嚴(yán)重下降。
4科學(xué)植樹造林的措施
4.1營(yíng)造由多樹種組成的混交林
首先要轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊挠^念,特別是領(lǐng)導(dǎo)者的認(rèn)識(shí),科學(xué)地對(duì)待植樹造林,每個(gè)工程都要因地制宜做好規(guī)劃,適地適樹,采用多樹種營(yíng)造各種方式的混交林,逐漸恢復(fù)自然界豐富多樣的生態(tài)系統(tǒng)[3]。因經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求是多方面的,經(jīng)濟(jì)林同樣不能搞單一品種,其不能適應(yīng)多方面的需要。
4.2提高造林工程的科技含量
植樹造林是一項(xiàng)科學(xué)性很強(qiáng)的工程,不能認(rèn)為造林是簡(jiǎn)單的挖坑栽樹,高標(biāo)準(zhǔn)的造林工程,從前期規(guī)劃到選種育苗、培育養(yǎng)護(hù),每個(gè)環(huán)節(jié)都要有先進(jìn)技術(shù)和科學(xué)方法做支撐[4]。另外,還應(yīng)改進(jìn)人工林的育林方法。目前采用的高強(qiáng)度林地清理、整地等措施既不經(jīng)濟(jì),也不符合生態(tài)系統(tǒng)管理的要求,要逐漸推廣不煉山或整地造林,提倡局部撫育和割草撫育,以減少水土流失。人工林的密度應(yīng)適當(dāng)降低,使人工林形成多層結(jié)構(gòu)的森林群落,這樣才有利于人工林多種功能的發(fā)揮,提高人工林維護(hù)地力穩(wěn)定性的能力。
4.3提倡封山育林
還應(yīng)充分利用自然力發(fā)展森林,保護(hù)好現(xiàn)有的次生闊葉林。我國(guó)南北方的用材林基地,都存在著許多天然更新能力很強(qiáng)的次生闊葉林,這些次生闊葉林樹種組成多,群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜,生產(chǎn)力高,對(duì)保護(hù)物種資源有重要價(jià)值。要營(yíng)造這些森林并非易事,但如果采取保護(hù)或封山育林措施,營(yíng)林效果將會(huì)很好。
5參考文獻(xiàn)
[1]張玲.試談林業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景及植樹造林相關(guān)技術(shù)[J].科技信息,2007(11):390.
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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,人類對(duì)碳基能源的依賴,導(dǎo)致CO2排放過度,帶來溫室效應(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,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)展只能說是初露萌芽,發(fā)展相對(duì)滯后并存在諸多問題。
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題。本文研究的是低碳行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)投資,通過對(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),能源使用帶來的環(huán)境問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)、太陽能的開發(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發(fā)、二氧化碳捕獲與埋存等領(lǐng)域開發(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)問題,并且已開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)重要來源。而想要減少工業(yè)排放二氧化碳,發(fā)展低碳行業(yè)無疑是一種解決之道。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)。
農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程是全國(guó)農(nóng)業(yè)院校的基礎(chǔ)課程,也是應(yīng)用氣象專業(yè)的專業(yè)主干課程,其教學(xué)目的就是要求學(xué)生通過理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,認(rèn)識(shí)農(nóng)業(yè)生物與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程與氣象條件的相互關(guān)系和作用規(guī)律,特別是要掌握農(nóng)業(yè)生物和生產(chǎn)過程對(duì)氣象條件的定量要求,確定各種農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo),計(jì)算有關(guān)生物物理、化學(xué)過程中的重要物質(zhì)交換、能量轉(zhuǎn)化等,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1-3]。而要實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)目標(biāo),首先必須對(duì)農(nóng)業(yè)氣象課程涉及到的生物與環(huán)境之間的相互作用有深刻的認(rèn)識(shí)。
一、外界環(huán)境條件的最小因子限制性
太陽輻射是地球上一切生物的能量來源,綠色植物通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)樯锘瘜W(xué)能,形成“初始生產(chǎn)力”或“第一性生產(chǎn)力”(PrimaryProductivi-ty)。影響植物光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素不僅包括光,還有水分、環(huán)境溫度和二氧化碳濃度等,以及這些要素的組合。如果哪一種要素不適,都可能導(dǎo)致生長(zhǎng)停止。例如,在我國(guó)青藏高原高海拔地區(qū),那里的光照充足,降水豐沛,二氧化碳濃度可維持在光合作用所需水平,但是由于氣溫過低,植物組織活力很弱,甚至不能成活,因此一年中大部分季節(jié)不能進(jìn)行光合作用,也就無法發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。同樣,在世界上廣大的干旱地區(qū),光能充足,氣溫適宜,二氧化碳濃度滿足需要,但是由于降水嚴(yán)重缺乏,植物處于萎焉狀態(tài),氣孔關(guān)閉,光合作用受阻,因而也不能發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。通過這兩種極端典型的事例,說明影響生物體適宜生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境條件具有綜合的特點(diǎn),任何一種最不利的氣象條件都可能起決定性作用,并且其不利影響不能被其他任何要素所補(bǔ)償[4],這正像所謂的“水桶定律”一樣。由此進(jìn)一步說明,不同地點(diǎn)由于光照、水分和溫度條件的適宜程度不同就構(gòu)成了農(nóng)業(yè)生物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的差異,甚至構(gòu)成各地種植制度、作物類型等極大的不同。
二、農(nóng)業(yè)生物與其所處環(huán)境的系統(tǒng)性
學(xué)好農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程必須要有系統(tǒng)的觀點(diǎn),只有運(yùn)用系統(tǒng)的理論和方法才能處理好農(nóng)業(yè)生物與環(huán)境條件的關(guān)系。植物的地上器官為大氣所包圍,植物的根系扎入土壤之中,因此植物同時(shí)受大氣和土壤兩種介質(zhì)的影響,從而構(gòu)成了土壤-植物-大氣系統(tǒng)。在植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中,始終伴隨著這一系統(tǒng)中各組分之間的能量交換、物質(zhì)輸送以及信息傳輸?shù)冗^程,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目的就是要獲取最大收益時(shí)的干物質(zhì)貯存和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。例如,植物根系從土壤中吸收水分,向莖葉輸送,并通過氣孔擴(kuò)散進(jìn)入大氣中,這樣就完成了該系統(tǒng)的水分輸送過程,但是在水由液態(tài)變成氣態(tài)向外擴(kuò)散的過程中需要消耗汽化潛熱,因此同時(shí)又完成了該系統(tǒng)的部分能量交換過程。消耗的汽化潛熱能量來源于系統(tǒng)所吸收的太陽輻射,因此,太陽輻射不僅用于通過光合作用系統(tǒng)的化學(xué)能的轉(zhuǎn)化,同時(shí)還用于從輻射能到熱能的轉(zhuǎn)化,即系統(tǒng)所吸收的輻射平衡或凈輻射轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃科胶庵械母黜?xiàng)支出,包括用于植物與大氣的顯熱交換、植物蒸騰和土壤蒸發(fā)潛熱、土壤熱通量等,真正消耗于光合作用的輻射能僅占輻射平衡的很小比值,但這并不意味著光對(duì)植物生產(chǎn)不重要,只是在全球大多地區(qū),光并不明顯成為限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的環(huán)境因子。
在教學(xué)過程別要提起學(xué)生注意的是,在土壤—植物—大氣系統(tǒng)中,每一種過程,如發(fā)育過程、蒸騰過程、光合作用過程等都是系統(tǒng)中的子系統(tǒng),各子系統(tǒng)之間相互聯(lián)系、相互作用,只有正確處理好每一子系統(tǒng),才能夠處理好整個(gè)系統(tǒng)。如果對(duì)子系統(tǒng)涉及的過程認(rèn)識(shí)不清楚,那么就必然影響到對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。如植物的光合作用這一子系統(tǒng)涉及到影響水分利用效率的植物蒸騰過程、影響葉面積擴(kuò)張的干物質(zhì)分配過程等,而蒸騰過程又與土壤水分平衡過程有關(guān),因此必須有效地估計(jì)土壤水分平衡、蒸騰速率、干物質(zhì)分配等,才能較好地估計(jì)光合作用速率;而呼吸作用、養(yǎng)分吸收等子系統(tǒng)所涉及的過程也非常多,光合作用、呼吸作用、養(yǎng)分吸收等子系統(tǒng)之間又存在著密切聯(lián)系,要想獲得植物干重的增長(zhǎng)、產(chǎn)量等信息,就必須了解和掌握這些過程,因此系統(tǒng)分析和處理的方法顯得非常必要。
三、生物體與環(huán)境的互為反饋性
通常我們認(rèn)為生物體對(duì)環(huán)境的響應(yīng)是被動(dòng)的,這對(duì)剛開始接觸這門專業(yè)知識(shí)的學(xué)生來說更是有這樣的認(rèn)識(shí),其實(shí)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,并不都是這樣。植物可以通過對(duì)環(huán)境的影響形成獨(dú)特的植物微氣象(或小氣候)環(huán)境,反過來又會(huì)影響植物本身的生長(zhǎng)發(fā)育狀況。例如在郁閉的冠層中,可以形成特殊的光分布環(huán)境;由于土壤蒸發(fā)和植物蒸騰使空氣中的水汽濃度增大,因而產(chǎn)生了濕潤(rùn)的空氣;同時(shí)由于植物冠層吸收輻射的特征與其他下墊面不同,對(duì)冠層的氣溫也產(chǎn)生一定影響,這就構(gòu)成了獨(dú)有的植物微氣象。由于光的分布而影響不同高度葉片的光合作用,最終決定著群體的光合作用;由于空氣濕潤(rùn),空氣飽和差減小,從而減弱土壤蒸發(fā)和植物蒸騰;在植物冠層內(nèi)空氣中的二氧化碳濃度變化也有其特點(diǎn),夜間由于土壤和植物呼吸釋放二氧化碳,加上夜間大氣層結(jié)比較穩(wěn)定,因此冠層空氣二氧化碳濃度非常高,甚至超過500ppm;但是在白天,由于植物光合作用吸收空氣二氧化碳,使得冠層空氣中的二氧化碳濃度降低,不過,由于白天大氣垂直交換較強(qiáng),因此植被上方的二氧化碳不斷向下方補(bǔ)充,從而可以滿足植物光合作用的需要[5]。生物體與環(huán)境的互為反饋性對(duì)于溫室作物栽培來說更為有用,因?yàn)樵趲缀趺荛]的溫室環(huán)境中,植物的蒸騰使空氣濕度增大,過濕的環(huán)境對(duì)植物生長(zhǎng)不利,同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生病蟲危害,因此,這就需要進(jìn)行通風(fēng)降濕;另外,植物光合作用不斷吸收和固定溫室內(nèi)空氣二氧化碳,使溫室二氧化碳水平很低,從而降低光合作用強(qiáng)度,這時(shí)就需要考慮對(duì)溫室補(bǔ)充二氧化碳,以提高作物生產(chǎn)力。
四、農(nóng)業(yè)生物的質(zhì)變與量變對(duì)環(huán)境的依賴性
質(zhì)變與量變一直貫穿于農(nóng)業(yè)生物的整個(gè)生命活動(dòng)周期,而環(huán)境條件影響其質(zhì)的轉(zhuǎn)化和量的增減。這一特性的總結(jié)能夠讓學(xué)生從哲學(xué)的深度更好地認(rèn)識(shí)農(nóng)業(yè)生物體的生長(zhǎng)與發(fā)育如何受環(huán)境的影響。植物的一生要完成不同的發(fā)育階段,這是由植物遺傳特性和內(nèi)部矛盾決定的。從一個(gè)階段發(fā)育到另一個(gè)階段是植物性質(zhì)的變化,而某一發(fā)育階段進(jìn)程的快慢則是植物數(shù)量上的變化。植物這種量變和質(zhì)變的變化始終與環(huán)境的作用聯(lián)系在一起,如越冬作物的春化作用需要冬季一段時(shí)間的低溫經(jīng)歷,才能在以后的生長(zhǎng)階段順利進(jìn)入生殖生長(zhǎng),完成開花結(jié)實(shí)。再如短日作物需要短于一定界限的日長(zhǎng)才能開花結(jié)實(shí)。植物的發(fā)育速度也依賴于環(huán)境條件,如在一定的溫度范圍,隨溫度升高,其發(fā)育往往加快,同時(shí)日長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生一定的影響,這就表明作物要完成某一發(fā)育階段需要一段時(shí)日的溫度積累并考慮日長(zhǎng)的修正。因此,通過研究作物發(fā)育速度和溫度及日長(zhǎng)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系[6-7],就可以進(jìn)行發(fā)育期的預(yù)報(bào),從而用于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。另一方面,植物干物質(zhì)積累的速度以及最終產(chǎn)量的高低與環(huán)境條件緊密聯(lián)系在一起,如充分適宜的水分是保證植物氣孔開張,使二氧化碳擴(kuò)散進(jìn)入植物體內(nèi)進(jìn)行同化作用形成干物質(zhì)的前提條件,一旦水分不足,會(huì)產(chǎn)生植物凋萎,氣孔關(guān)閉,從而降低同化作用。光照和溫度同樣影響植物的同化作用,因此,運(yùn)用這種數(shù)量影響關(guān)系可以進(jìn)行作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)[8]。
關(guān)鍵詞 碳足跡;生命周期評(píng)價(jià);投入產(chǎn)出分析;邊界;標(biāo)準(zhǔn)
中圖分類號(hào) F205;X24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1002-2104(2010)10-0006-07 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.10.002
自19世紀(jì)工業(yè)革命以來,能源短缺、環(huán)境污染、生態(tài)破壞和氣候變化等各種環(huán)境問題逐漸顯現(xiàn),目前尤以二氧化碳等溫室氣體引起的氣候變暖問題最為嚴(yán)峻。全球變暖問題已引起了國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注,《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》、《京都議定書》以及2009年受到高度關(guān) 注的哥本哈根會(huì)議,都表明了國(guó)際社會(huì)在應(yīng)對(duì)全球變暖問題方面所進(jìn)行的不懈努力。
我國(guó)政府對(duì)于全球氣候變暖問題高度重視,國(guó)務(wù)院在2009年11月26日正式提出2020年我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的發(fā)展目標(biāo),將其作為約束性指標(biāo)納入國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃,并制定相應(yīng)的國(guó)內(nèi)統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測(cè)和考核辦法。在此背景下,我國(guó)將逐漸加大關(guān)于碳減排的研究力度,并急需合適的研究方法解決相關(guān)的碳排放量化評(píng)價(jià)問題。碳足跡是目前國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)可的用于應(yīng)對(duì)氣候變化、解決定量評(píng)價(jià)碳排放強(qiáng)度的研究方法,為此,我們開展關(guān)于碳足跡研究的文獻(xiàn)綜述,從概念、分類、標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)算和邊界確定等多角度介紹國(guó)內(nèi)外關(guān)于碳足跡研究的最新進(jìn)展,為我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化、系統(tǒng)推進(jìn)節(jié)能減排工作奠定科學(xué)理論基礎(chǔ)。
1 碳足跡的概念
“足跡”這個(gè)概念最早起源于哥倫比亞大學(xué)的Rees和Wackernagel提出的生態(tài)足跡的概念,即要維持特定人口生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需要的或者能夠吸納人類所排放的廢物的、具有生物生產(chǎn)力的土地面積[1]。碳足跡源于生態(tài)足跡的概念,最早出現(xiàn)于英國(guó),并在學(xué)界、非政府組織和新聞媒體的推動(dòng)下迅速發(fā)展起來[2]。
碳足跡雖然起源于生態(tài)足跡的概念,卻有其特有的含義[3],即考慮了全球變暖潛能(GWP)的溫室氣體排放量的一種表征[4]。關(guān)于碳足跡的概念,目前社會(huì)各界的定義各不相同。爭(zhēng)議主要有兩個(gè)方面,第一:碳足跡的研究對(duì)象是二氧化碳的排放量還是用二氧化碳當(dāng)量表示的所有溫室氣體的排放量(下文簡(jiǎn)稱為二氧化碳當(dāng)量排放量);第二:碳足跡的表征是用重量單位還是土地面積單位。
維德曼等[5]列出了碳足跡的不同定義,并對(duì)碳足跡的概念進(jìn)行了明確的界定和探討。他們將碳足跡定義為:一項(xiàng)活動(dòng)中直接和間接產(chǎn)生的二氧化碳排放量,或者產(chǎn)品的各生命周期階段累積的二氧化碳排放量,并明確指出碳足跡是對(duì)二氧化碳排放量的衡量,且用重量單位表示。哈蒙德(Hammond)在Nature上發(fā)表文章強(qiáng)調(diào)碳足跡是一個(gè)人或一項(xiàng)活動(dòng)所產(chǎn)生的“碳重量”,甚至建議稱碳足跡為“碳重量”[6]。而歐盟對(duì)碳足跡的定義是指一個(gè)產(chǎn)品或服務(wù)的整個(gè)生命周期中所排放的二氧化碳和其它溫室氣體的總量[7]。荷威奇(Hertwich)和波都(Baldo)等學(xué)者也將碳足跡定義為一個(gè)產(chǎn)品的供應(yīng)鏈或生命周期所產(chǎn)生的二氧化碳和其它溫室氣體的排放總量[8-9]。
綜合碳足跡的各種定義發(fā)現(xiàn),大多數(shù)學(xué)者都用重量單位來表征碳足跡,而以二氧化碳排放量和二氧化碳當(dāng)量排放量為研究對(duì)象的學(xué)者均不少。因此,本文認(rèn)為碳足跡概念在維德曼和敏克斯定義的基礎(chǔ)上進(jìn)一步修改比較合理,即:一項(xiàng)活動(dòng)、一個(gè)產(chǎn)品(或服務(wù))的整個(gè)生命周期、或者某一地理范圍內(nèi)直接和間接產(chǎn)生的二氧化碳排放量(或二氧化碳當(dāng)量排放量)。這里值得注意的是碳足跡的定義要合理、清晰、一致,以便保證所開展的碳足跡計(jì)算的準(zhǔn)確性和科學(xué)性[10]。
2 碳足跡分類
根據(jù)對(duì)碳足跡研究對(duì)象和研究尺度等的不同,碳足跡的分類也不盡相同。如按照研究對(duì)象不同碳足跡可分為:產(chǎn)品碳足跡、企業(yè)碳足跡和個(gè)人碳足跡;按照研究尺度不同碳足跡可分為:國(guó)家碳足跡、區(qū)域碳足跡和家庭碳足跡;按照計(jì)算邊界和范圍不同碳足跡又可分為:直接碳足跡和間接碳足跡。此外,也可以按照國(guó)際氣候變化專門委員會(huì)(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)的分類方法,按部門不同將碳足跡分為:能源部門碳足跡、工業(yè)過程和產(chǎn)品使用部門碳足跡、農(nóng)林和土地利用變化部門碳足跡、廢棄物部門碳足跡等。
產(chǎn)品碳足跡是指產(chǎn)品或服務(wù)從搖籃到墳?zāi)沟恼麄€(gè)生命周期中所產(chǎn)生的二氧化碳排放量(或二氧化碳當(dāng)量排放量)。企業(yè)碳足跡指在企業(yè)所界定的范圍內(nèi)產(chǎn)生的直接和間接二氧化碳排放量(或二氧化碳當(dāng)量排放量)。個(gè)人碳足跡是指每個(gè)人日常生活中的衣、食、住、行等所導(dǎo)致的二氧化碳排放量(或二氧化碳當(dāng)量排放量)。目前網(wǎng)絡(luò)上流行的碳足跡計(jì)算器多用來估算個(gè)人、家庭、企業(yè)和產(chǎn)品的碳足跡。安德魯斯(Andrews)經(jīng)過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)76個(gè)在線碳足跡計(jì)算器中有52個(gè)是計(jì)算個(gè)人和家庭碳足跡的,12個(gè)是計(jì)算工業(yè)碳足跡的,10個(gè)是計(jì)算企業(yè)碳足跡的,只有2個(gè)是計(jì)算產(chǎn)品碳足跡的[11]。
3 碳足跡的計(jì)算方法
碳足跡的計(jì)算方法多種多樣,包括投入產(chǎn)出法(input-output,I-O)、生命周期評(píng)價(jià)法(life cycle assessment,LCA)、《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》計(jì)算方法(下文簡(jiǎn)稱為IPCC方法)[12]、碳足跡計(jì)算器[13]等,而尤以I-O法、LCA法和IPCC法應(yīng)用較多。
3.1 投入產(chǎn)出法(I-O法)
投入產(chǎn)出法(I-O法)是由美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家瓦西里.列昂惕夫(Wassily Leontief)創(chuàng)立的,目前已經(jīng)作為一種成熟的工具,廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域。I-O法利用投入產(chǎn)出表進(jìn)行計(jì)算,通過平衡方程反映初始投入、中間投入、總投入,中間產(chǎn)品、最終產(chǎn)品、總產(chǎn)出之間的關(guān)系,反映其中各個(gè)流量之間的來源與去向,也反映了各個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)、經(jīng)濟(jì)主體之間的相互依存關(guān)系[14]。投入產(chǎn)出法將深刻復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵與簡(jiǎn)潔明了的數(shù)學(xué)表達(dá)形式完美結(jié)合,是經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分析不可替代的工具[15]。
目前已有不少學(xué)者應(yīng)用I-O法進(jìn)行碳足跡的計(jì)算。根據(jù)研究對(duì)象與周邊地區(qū)的貿(mào)易類型不同,I-O法可分為單邊投入產(chǎn)出模型(single-region input-output,SRIO)、雙邊投入產(chǎn)出模型(two-region input-output,TRIO)和多邊投入產(chǎn)出模型(multi-region input-output,MRIO)[16-18]。三種模型對(duì)應(yīng)的貿(mào)易類型如圖1所示,類型A中各個(gè)國(guó)家或區(qū)域之間是相互獨(dú)立的,不存在貿(mào)易交換;類型B中各區(qū)域之間存在單向貿(mào)易,但不存在反饋環(huán);類型C中不僅考慮了區(qū)域間的相互貿(mào)易,而且考慮了相互貿(mào)易之間的反饋環(huán)。投入產(chǎn)出法是一種自下而上的計(jì)算方法,計(jì)算過程缺少詳細(xì)的細(xì)節(jié),但模型一旦建立比較省時(shí)省力,比較適合于宏觀尺度上溫室氣體排放的計(jì)算。
3.2 生命周期評(píng)價(jià)法(LCA法)
生命周期評(píng)價(jià)法(LCA法)是評(píng)估一個(gè)產(chǎn)品、服務(wù)、過程或活動(dòng)在其整個(gè)生命周期內(nèi)所有投人及產(chǎn)出對(duì)環(huán)境造成的和潛在的影響的方法[19],是傳統(tǒng)的從“搖籃”到“墳?zāi)埂钡挠?jì)算方法。LCA法已經(jīng)納入ISO14000環(huán)境管理體系,具體包括互相聯(lián)系、不斷重復(fù)進(jìn)行的四個(gè)步驟:目的與范圍的確定、清單分析、影響評(píng)價(jià)和結(jié)果解釋。
LCA法是一種自上而下的方法,計(jì)算過程比較詳細(xì)和準(zhǔn)確,適合于微觀層面碳足跡的計(jì)算。目前其在碳排放評(píng)估方面的應(yīng)用主要集中于產(chǎn)品或服務(wù)的碳足跡計(jì)算,且已有成熟的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)供參考,如英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)頒布的面向公眾的標(biāo)準(zhǔn)(publicly available specification)PAS 2050:2008,正在制定的碳足跡標(biāo)準(zhǔn)ISO 14067。
由于LCA法和I-O法各有優(yōu)缺點(diǎn)(見表1),因此有學(xué)者提出了一種將LCA和I-O結(jié)合在一起的混合LCA法[20-21],其融合二者之長(zhǎng)以補(bǔ)其短。雖然混合LCA法已有十多年的歷史,然而幾乎沒有用于碳足跡方面的研究。
3.3 IPCC計(jì)算方法
IPCC方法是指聯(lián)合國(guó)氣候變化委員會(huì)編寫的國(guó)家溫室氣體清單指南,其提供了計(jì)算溫室氣體排放的詳細(xì)方法,并成為國(guó)際上公認(rèn)和通用的碳排放評(píng)估方法。在最新修訂版本IPCC 2006中,IPCC方法將研究區(qū)域分為能源部門、工業(yè)過程和產(chǎn)品使用部門、農(nóng)林和土地利用變化部門、廢棄物部門四大部門,其中:
(1)能源部門是指依靠能源燃燒驅(qū)動(dòng)的經(jīng)濟(jì)體部門。能源部門通常是溫室氣體排放清單中最重要的部門,一般占二氧化碳排放量的90%以上和溫室氣體總排放量的75%。
(2)工業(yè)生產(chǎn)過程和產(chǎn)品使用部門是指從工業(yè)過程、產(chǎn)品中使用溫室氣體、化石燃料碳的非能源使用(即作為原料)產(chǎn)生的溫室氣體排放。工業(yè)生產(chǎn)過程中化石燃料作為燃料使用產(chǎn)生的排放列入能源部門考核。
(3)農(nóng)林和土地利用變化部門的碳排放包括農(nóng)業(yè)活動(dòng)和林地變化等引起的溫室 氣體排放。農(nóng)業(yè)通常為碳源,主要包括稻田甲烷排放、農(nóng)田氧化亞氮排放、動(dòng)物消化道甲烷排放、動(dòng)物糞便管理中產(chǎn)生的甲烷和氧化亞氮排放。
[KG)](4)廢棄物處置部門主要估算源來自固體廢棄物處置、固體廢棄物的生物處理、廢棄物的焚化和露天燃燒、廢水處理和排放等過程中產(chǎn)生的二氧化碳、甲烷和氧化亞氮排放。
在IPCC計(jì)算方法中,針對(duì)不同的部門,碳足跡的計(jì)算方法往往不完全相同,但最簡(jiǎn)單最常用的方法是:碳排放量=活動(dòng)數(shù)據(jù)×排放因子。由于生產(chǎn)工藝、地域分布和技術(shù)水平等的差異,各國(guó)的排放因子往往不同。IPCC 給出了不同生產(chǎn)工藝和不同國(guó)家的各種缺省排放因子,在沒有相關(guān)數(shù)據(jù)的情況下可以直接采用IPCC提供的缺省排放因子。
IPCC計(jì)算方法的優(yōu)點(diǎn)是詳細(xì)、全面地考慮了幾乎所有的溫室氣體排放源,并提供了具體的排放原理和計(jì)算方法。然而其缺點(diǎn)是僅適用于研究封閉的孤島系統(tǒng)的碳足跡,是從生產(chǎn)角度計(jì)算研究區(qū)域內(nèi)的直接碳足跡,無法從消費(fèi)角度計(jì)算隱含碳排放。
3.4 碳足跡計(jì)算器
碳足跡計(jì)算器是網(wǎng)絡(luò)上很流行的碳足跡計(jì)算軟件,通常用來計(jì)算個(gè)人和家庭每日消耗能源而產(chǎn)生的二氧化碳排放量。通常利用簡(jiǎn)單的排放因子公式將電、油、氣和煤等消耗量轉(zhuǎn)化為二氧化碳的排放量,或者根據(jù)運(yùn)輸工具的類型和運(yùn)輸距離來計(jì)算相應(yīng)的二氧化碳排放量。例如保護(hù)國(guó)際中國(guó)項(xiàng)目組及美國(guó)大自然保護(hù)協(xié)會(huì)提供的碳足跡計(jì)算器,其基本計(jì)算公式為:
(1)家居用電的二氧化碳排放量(kg)=耗電度數(shù)(kWh)×0.785 kg/kWh;
(2)開車的二氧化碳排放量(kg)=油耗公升數(shù)(L)×0.785 (kg/L);
(3)乘坐飛機(jī)的二氧化碳排放量(kg):
200 km以內(nèi)的短途旅行=公里數(shù)(km)×0.275
(kg/km);200-1 000 km的中途旅行=55+0.105(kg/km)×(公里數(shù)-200); 1 000 km以上的長(zhǎng)途旅行=公里數(shù)(km)×0.139
(kg/km)。
然后按照30年冷杉吸收111 kg二氧化碳計(jì)算需要植多少棵樹來補(bǔ)償,從而將“公眾日常消費(fèi)――二氧化碳排放――碳補(bǔ)償”這一鏈條直觀而簡(jiǎn)潔地呈現(xiàn)出來[22]。
碳足跡計(jì)算器多種多樣,由于不同碳足跡計(jì)算器的復(fù)雜程度和包含的計(jì)算項(xiàng)目不同,因此結(jié)果往往差別往往很大甚至相互矛盾[13]。雖然碳足跡計(jì)算器計(jì)算結(jié)果不是很精確,但由于其操作簡(jiǎn)單,易于理解,而且使公眾可以隨時(shí)上網(wǎng)計(jì)算自己每天生活中排放的二氧化碳量,幫助每個(gè)人有意識(shí)地檢查自己日常生活中的習(xí)慣,繼而采取行動(dòng)減少二氧化碳排放。因此碳足跡計(jì)算器對(duì)于提高公眾碳足跡意識(shí)和低碳行為具有重要作用。
4 碳足跡研究概況
隨著碳足跡研究方法的日益流行,自2007年以來,研究碳足跡的相關(guān)文章層出不窮。然而,碳足跡研究主要集中在國(guó)外,國(guó)內(nèi)的研究還比較少,仍處于起步階段。
4.1 國(guó)外研究狀況
國(guó)外對(duì)碳足跡的研究比較深入,研究角度、研究對(duì)象和研究方法也多種多樣,其中國(guó)家、區(qū)域和家庭尺度上的研究較多。在國(guó)家尺度上,荷威奇(Hertwich)等利用MRIO模型從國(guó)家尺度上分別計(jì)算了盧森堡等73個(gè)國(guó)家和13個(gè)地區(qū)的碳足跡,發(fā)現(xiàn)各國(guó)碳足跡差別明顯,其中盧森堡、香港和美國(guó)分別以33.8
噸/(人•年)(t/py)、29.0 t/py和28.6 t/py的碳足跡量位居前三,馬拉維和孟加拉國(guó)等非洲國(guó)家碳足跡最低,約為
1 t/py;從全球來看,72%的碳足跡是由于家庭消費(fèi)引起的,而投資和政府消費(fèi)分別為18%和10%;發(fā)達(dá)國(guó)家碳足跡更側(cè)重于運(yùn)輸和產(chǎn)品生產(chǎn)方面,而發(fā)展中國(guó)家則更傾向于食品和服務(wù)方面[8]。
在城市尺度上,Browne等運(yùn)用碳足跡方法計(jì)算了愛爾蘭利默里克市固體廢棄物的 產(chǎn)量、處置率和回收率等對(duì)環(huán)境的影響,并通過降低廢物產(chǎn)量、增加回收率以及進(jìn)行填埋處理等因素的調(diào)整進(jìn)行預(yù)案分析,其中將填埋率降至14%的方案最優(yōu)[23]。Shimada開發(fā)了一種基于宏觀經(jīng)濟(jì)工具的區(qū)域碳足跡計(jì)算模型,并分別以滋賀縣和京都市為案例計(jì)算了區(qū)域二氧化碳排放,該方法把區(qū)域分為工業(yè)部門、商業(yè)部門、居住部門、客運(yùn)部門和貨運(yùn)部門五個(gè)部門進(jìn)行計(jì)算,為實(shí)現(xiàn)政府制定的2030年低碳目標(biāo)進(jìn)行了預(yù)案分析。
其研究結(jié)果表明:可以在實(shí)現(xiàn)2030年低碳目標(biāo)的同時(shí)保持GDP 1.6%的年增長(zhǎng)率,其中社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變化和技術(shù)措施是重要影響因素,而土地規(guī)劃、可再生資源和生活方式等相關(guān)措施的作用日益明顯。Sovacool等從交通工具、建筑和工業(yè)能源使用、農(nóng)業(yè)、廢棄物四個(gè)來源計(jì)算了北京、倫敦、紐約、墨西哥等12個(gè)城市的碳足跡,并分析了人均收入、人口密度、運(yùn)輸方式以及電力供應(yīng)四個(gè)主要因素對(duì)不同國(guó)家碳足跡的影響。
在家庭尺度上,Druckman等則利用類多邊投入產(chǎn)出(quasi-multi-regional input-output,QMRIO)模型計(jì)算了英國(guó)1990-2004年的家庭碳足跡,并從產(chǎn)品和服務(wù)中的隱含碳、家庭直接能源使用、私家車和航空四個(gè)方面探討了碳足跡情況。他們研究發(fā)現(xiàn)隱含碳所占的比例最大,能源使用次之,最后是私家車和航空,而生活需求的增多是碳排放增加的主要原因之一,不過滿足人們基本需求的基礎(chǔ)設(shè)施造成的碳排放也不可忽略[17]。Weber等利用MEIO模型研究了美國(guó)家庭的碳足跡,考慮了家庭規(guī)模、收入和支出等因素對(duì)碳足跡的影響,對(duì)教育、健康、交通、能耗、休閑娛樂、服裝、飲食等13個(gè)消費(fèi)種類進(jìn)行了探討,發(fā)現(xiàn)能耗和交通的碳排放強(qiáng)度較高,且低收入和支出家庭的碳排放主要是集中在基本需求消費(fèi)種類,且隨收支水平增加,娛樂等高級(jí)消費(fèi)種類的碳排放比重上升。
從其它角度研究碳足跡的學(xué)者也不少。Larsen等用法從消費(fèi)觀角度研究了特隆赫姆(Trondheim)市服務(wù)部門的直接碳足跡和間接碳足跡,發(fā)現(xiàn)間接碳足跡約占整個(gè)城市服務(wù)部門碳排放的93%,其中19%來自特隆赫姆市,50%來自特隆赫姆市以外的挪威其他地方,22%來自挪威以外的其他國(guó)家。Rule用法計(jì)算了地?zé)岚l(fā)電、潮汐發(fā)電、水力發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電四種可再生發(fā)電技術(shù)的碳足跡,對(duì)比發(fā)現(xiàn)潮汐發(fā)電碳足跡最低,為1.8 g CO2/kWh,其次為風(fēng)能3.0 g CO2/kWh,水力發(fā)電4.6 g CO2/kWh,而地?zé)岚l(fā)電碳足跡最大,為5.6 g CO2/kWh。Eva等研究了希臘賓館的碳足跡,探索通過采取節(jié)約能源的措施來適應(yīng)政府出臺(tái)的能源政策。
4.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)對(duì)碳足跡的研究還比較少,且研究比較淺顯,多集中于政策性和倡導(dǎo)性的范疇,鮮有深入的研究。樊瑛等提出了設(shè)定暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)的基準(zhǔn)碳排量的思想,并介紹了HVAC系統(tǒng)碳足跡的分析方法,提出了評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境影響程度的兩個(gè)指標(biāo):碳排量和單位輸出能量的碳排量。郭運(yùn)功等計(jì)算了1995-2006年上海市能源利用的總碳足跡、各能源類型和產(chǎn)業(yè)類型的碳足跡、碳足跡的產(chǎn)值和生態(tài)壓力值,并以此為基礎(chǔ),利用嶺回歸函數(shù)進(jìn)行STIRPAT模型擬合,進(jìn)一步研究經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放足跡之間的關(guān)系,最后提出適應(yīng)性的管理策略。陳紅敏對(duì)利用投入產(chǎn)出法計(jì)算隱含碳排放的框架進(jìn)行了擴(kuò)展,并利用該框架計(jì)算分析了2002年中國(guó)各部門最終消費(fèi)和使用中的隱含碳排放情況。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),建筑業(yè)是隱含碳排放最高的部門,部門分類水平的粗細(xì)對(duì)于各部門生產(chǎn)過程隱含碳排放的核算結(jié)果具有較大的影響。
綜合國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),國(guó)外碳足跡的研究比較成熟,研究角度多種多樣,既有國(guó)家和區(qū)域尺度的研究,也有家庭和特定部門的研究;既有直接碳足跡和間接碳足跡的對(duì)比研究,也有生產(chǎn)性碳足跡和消費(fèi)性碳足跡的研究。碳足跡的評(píng)估方法也多種多樣,以各種I-O法的應(yīng)用較多。然而,國(guó)內(nèi)對(duì)碳足跡的實(shí)質(zhì)性研究還較少,且研究方法和視角均比較單一,有待于進(jìn)一步的完善,從而更好地推動(dòng)我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
5 碳足跡的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
碳足跡作為一個(gè)新概念,其評(píng)估方法和邊界界定還比較模糊,迫切需要統(tǒng)一、規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)來約束。目前關(guān)于碳足跡的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)不斷推出,主要包括歐盟的溫室氣體盤查議定書、英國(guó)的PAS 2050:2008、日本的TS Q 0010和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織正在制定的ISO 14067等。
5.1 英國(guó)的(Publicly Available Specification)PAS 2050:2008標(biāo)準(zhǔn)
PAS 2050由英國(guó)的碳基金(Carbon Trust)公司①以及環(huán)境、食品和農(nóng)村事務(wù)部(Depa rtment for Environment, Food and Rural Affairs,Defra)共同發(fā)起,由英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(British Standard Institute,BSI)制定,于2008年10月底正式。PAS 2050是產(chǎn)品和服務(wù)生命周期溫室氣體排放評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),是全球第一部產(chǎn)品碳足跡標(biāo)準(zhǔn),為產(chǎn)品和服務(wù)碳足跡的評(píng)估和比較提供了一種可參考的標(biāo)準(zhǔn)化方法。PAS的宗旨是幫助企業(yè)真正了解他們的產(chǎn)品對(duì)氣候變化的影響,尋找在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和供應(yīng)等過程中降低溫室氣體排放的機(jī)會(huì),最終開發(fā)出碳足跡較小的新產(chǎn)品,能在應(yīng)對(duì)氣候變化方面發(fā)揮更大的作用[38]。
5.2 溫室氣體議定書(The Greenhouse Gas Protocol)標(biāo)準(zhǔn)
溫室氣體議定書(下文簡(jiǎn)稱為GHG議定書)由世界可持續(xù)發(fā)展商業(yè)協(xié)會(huì)(World Business Council for Sustainable Development,WBCSD)和世界資源研究院(World Resource Institute,WRI)于1998年共同發(fā)起,目的是想透過一個(gè)開放的、透明的多方利害相關(guān)者參與機(jī)制,為企業(yè)開發(fā)一套溫室氣體的國(guó)際性評(píng)估和報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)。GHG議定書于2001年10月第一版,經(jīng)修正后于2004年第二版。此標(biāo)準(zhǔn)不僅提供了企業(yè)碳足跡評(píng)估和報(bào)告標(biāo)準(zhǔn),而且提供了使用指南協(xié)助企業(yè)進(jìn)行溫室氣體管理。WBCSD和WRI還將于2010年產(chǎn)品生命周期標(biāo)準(zhǔn)。
5.3 標(biāo)準(zhǔn)仕樣書(TS)TS Q 0010標(biāo)準(zhǔn)
TS Q 0010標(biāo)準(zhǔn)由制定,于2009年4月正式,是關(guān)于產(chǎn)品碳足跡評(píng)估和標(biāo)識(shí)的一般性原則規(guī)范。此規(guī)范詳細(xì)介紹了適用范圍、引用標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品碳足跡的量化方法等。目前,此規(guī)范尚未成為正式的日本國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
5.4 ISO 14067標(biāo)準(zhǔn)
ISO 14067標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織正在制定的產(chǎn)品碳足跡標(biāo)準(zhǔn),預(yù)計(jì)將于2011年3月制定完成。此標(biāo)準(zhǔn)由兩部分組成:第一部分為量化/計(jì)算(Quantification),第二部分為溝通/標(biāo)示(Communication)。標(biāo)示部分參考ISO 14020環(huán)境標(biāo)示系列,溫室氣體盤查部分將參考ISO 14064溫室氣體系列,生命周期評(píng)估部分將參考ISO 14040生命周期評(píng)價(jià)系列。ISO 14067標(biāo)準(zhǔn)頒布后,其它碳足跡相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將終止或根據(jù)此國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正。
6 碳足跡的邊界界定
碳足跡評(píng)估邊界的界定隨研究對(duì)象和研究視角不同存在很大差異,對(duì)計(jì)算結(jié)果起著決定性作用,是計(jì)算碳足跡的前提和關(guān)鍵。GHG議定書和PAS 2050這兩個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)均將碳足跡的邊界問題作為重要一部分進(jìn)行了詳細(xì)界定。本文分別以兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為例,詳細(xì)說明碳足跡的邊界問題。
6.1 GHG議定書標(biāo)準(zhǔn)的邊界界定
GHG議定書標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)的是如何計(jì)算企業(yè)的碳足跡,其將碳足跡的邊界劃分為組織邊界和操作邊界。組織邊界可以通過權(quán)益股份額或管轄控制范圍兩種方式來確定,組織邊界確定后就可以進(jìn)行碳足跡的計(jì)算。計(jì)算時(shí)根據(jù)操作邊界的不同可以細(xì)分為三個(gè)層次(見圖2):層次1為直接溫室氣體排放,指由公司所屬的排放源直接產(chǎn)生的溫室氣體排放量,例如公司內(nèi)鍋爐、加熱爐和汽車等的燃燒排放,生產(chǎn)過程排放等;層次2為公司所購買的電力和熱力產(chǎn)生的溫室氣體的排放;層次3:其它處理過程產(chǎn)生的直接排放,如原材料的提取和生產(chǎn)、購買燃料的運(yùn)輸過程、購買的產(chǎn)品和服務(wù)的使用過程等所產(chǎn)生的排放。其中層次1為直接排放,層次2和層次3為間接排放。
6.2 PAS 2050標(biāo)準(zhǔn)的邊界界定
PAS 2050標(biāo)準(zhǔn)是計(jì)算產(chǎn)品/服務(wù)碳足跡的參考指
南,其以LCA法為基礎(chǔ),根據(jù)產(chǎn)品種類規(guī)則(Product
Category Rules,PCR)確定整個(gè)產(chǎn)品或服務(wù)的生命周期階段,分別界定了原材料、能源、生產(chǎn)資料、生產(chǎn)和服務(wù)提供、經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、使用和最終處置等九個(gè)方面的邊界。PAS2050考慮了兩種類型的邊界:企業(yè)――企業(yè)(Business-to-Business,BTB)和企業(yè)――消費(fèi)者(Business-to-Consumer,BTC)。BTC型邊界包括原材料、生產(chǎn)、分配和零售、消費(fèi)者使用、最終處置或回收五個(gè)階段,是從搖籃到墳?zāi)沟娜芷谶^程。而BTB型則僅包括原材料、生產(chǎn)、分配至另一生產(chǎn)商三個(gè)階段,不包括最終產(chǎn)品的分配和零售、消費(fèi)者使用和最終處置階段。兩種類型邊界區(qū)別見
圖3。
6.3 GHG議定書標(biāo)準(zhǔn)和PAS 2050標(biāo)準(zhǔn)邊界對(duì)比
GHG議定書標(biāo)準(zhǔn)和PAS 2050標(biāo)準(zhǔn)分別從企業(yè)角度和產(chǎn)品角度進(jìn)行碳足跡的評(píng)估,邊界界定的區(qū)別在于前者是從縱向考慮,而后者從橫向進(jìn)行界定,但二者有一定的交叉,其區(qū)別見圖4。由于兩者界定的角度不同,因此計(jì)算結(jié)果沒有可比性,甚至相差很大。例如:安德魯斯分別用GHG議定書標(biāo)準(zhǔn)和PAS 2050標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算了當(dāng)?shù)匾粋€(gè)面包生產(chǎn)公司和其產(chǎn)品的碳足跡,分別為5.56 t CO2e和1.01 t CO2e,相差5倍[11]。
7 研究展望
隨著氣候變暖問題日益嚴(yán)峻,碳足跡已不僅僅是一個(gè)流行于社會(huì)各界的新詞匯,而更將成為研究的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)。與其它概念和方法相比,碳足跡更容易吸引公眾的注意力,其可能會(huì)成為樹立消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)和增強(qiáng)產(chǎn)品環(huán)境效應(yīng)關(guān)注度的切入點(diǎn)[2]。綜上所述,我們認(rèn)為碳足跡有待于在以下幾方面進(jìn)一步研究:
(1) 新方法和新模型的涌現(xiàn)。碳足跡的計(jì)算方法多種多樣,包括I-O法、LCA法、IPCC法和碳足跡計(jì)算器等。然而每種方法都有其優(yōu)勢(shì)和不足,因此新的計(jì)算方法和模型的開發(fā)對(duì)于碳足跡的進(jìn)一步完善具有重要作用。混合LCA法既具有LCA法的詳細(xì)性、準(zhǔn)確性,又不失I-O法的完整性,是一種高級(jí)的方法。應(yīng)用混合LCA法進(jìn)行碳足跡研究無疑將是一種挑戰(zhàn)。
(2) 排放因子的區(qū)域化。IPCC法作為國(guó)際上比較通用的方法之一,得到了廣泛的認(rèn)同。然而由于其排放因子多是全球和國(guó)家尺度上的缺省值,不能準(zhǔn)確地代表某一地區(qū)的真實(shí)情況,因此進(jìn)一步完善和修正溫室氣體的排放因子,實(shí)現(xiàn)排放因子區(qū)域化是十分必要的。
(3) 邊界的科學(xué)劃分。研究目的和數(shù)據(jù)的獲取狀況決定了碳足跡的計(jì)算方法和研究邊界。合理的邊界確定可以有效避免重復(fù)計(jì)算,從而更有針對(duì)性地提出減排措施和建議。這里,購買的區(qū)域外生產(chǎn)的產(chǎn)品或服務(wù)而引起的碳足跡是否應(yīng)該列入考慮范圍,間接碳排放生命周期階段如何進(jìn)行合理的劃分和碳儲(chǔ)存等問題都是急需學(xué)界予以解決的工作。
(4) 碳足跡的科學(xué)利用。目前碳足跡的應(yīng)用還存在一些爭(zhēng)議,例如:碳足跡會(huì)不會(huì)也像“千年蟲、“薩斯” 等新詞匯一樣隨著媒體報(bào)道的逐漸減少以及公眾對(duì)其逐漸熟悉,頭上的光環(huán)也慢慢黯淡和消失。還有就是僅僅強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的碳足跡是否會(huì)誤導(dǎo)人們過分關(guān)注碳排放,而忽視產(chǎn)品可能造成的酸雨、光化學(xué)煙霧等其它環(huán)境效應(yīng)[4, 7]。因此,如何正確把握碳足跡的概念并有效運(yùn)用碳足跡方法來提出科學(xué)的減排對(duì)策、實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)、應(yīng)對(duì)氣候變暖問題,也將是碳足跡研究的重要領(lǐng)域。
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關(guān)鍵詞:碳解鎖;技術(shù)進(jìn)步;制度改革;碳稅
自從“碳解鎖”概念在2002年被西班牙學(xué)者Unruh提出后,便引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。十多年以來,隨著低碳理念的普及和低碳技術(shù)的進(jìn)步,人類探索低能耗、低排放的生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)的進(jìn)程也有了一定發(fā)展。然而“碳鎖定”效應(yīng)的存在使得低碳社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程受到巨大阻礙,并呈現(xiàn)世界性的“碳復(fù)制”趨勢(shì)。
因此,在深入了解碳鎖定形成機(jī)理基礎(chǔ)上,尋求國(guó)家或者地區(qū)碳解鎖路徑,實(shí)現(xiàn)低碳可持續(xù)發(fā)展,成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重要課題。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)碳解鎖研究主要集中在碳解鎖的內(nèi)涵及內(nèi)在機(jī)理、解鎖路徑和解鎖政策等方面。文章主體分成三個(gè)部分,第一部分為國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,主要闡述碳解鎖的內(nèi)涵及發(fā)展歷程。并對(duì)碳解鎖路徑――主要是技術(shù)進(jìn)步的解鎖路徑和制度改革的解鎖路徑進(jìn)行綜述;第二部分對(duì)當(dāng)前相關(guān)文獻(xiàn)的研究對(duì)象、理論支持和研究方法進(jìn)行整理總結(jié);第三部分是對(duì)當(dāng)前碳解鎖研究的述評(píng)和展望。
一、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
(一)碳解鎖發(fā)展歷程
碳解鎖最早由西班牙學(xué)者Unruh(2002)年最早提出,他認(rèn)為技術(shù)與制度相互強(qiáng)化形成“技術(shù)――制度綜合體”(techno-institutional complex),導(dǎo)致現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)“鎖定”在碳基能源系統(tǒng)中,因此產(chǎn)生了持續(xù)的市場(chǎng)失靈和政策失靈,阻礙了低碳技術(shù)的應(yīng)用和擴(kuò)散,盡管這些技術(shù)相對(duì)于目前主導(dǎo)技術(shù)具有環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的雙重優(yōu)勢(shì)。Unruh提出現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展應(yīng)打破碳鎖定現(xiàn)狀,實(shí)現(xiàn)“碳解鎖”,碳解鎖的實(shí)質(zhì)就是實(shí)現(xiàn)碳基技術(shù)體制的替代或者低碳化轉(zhuǎn)型。在此之后,西方學(xué)者最初以發(fā)達(dá)國(guó)家為背景,從制度、協(xié)議、技術(shù)和政策等方面對(duì)碳鎖定進(jìn)行了研究,隨后對(duì)碳鎖定的研究范圍逐步擴(kuò)展到發(fā)展中國(guó)家,主要以中國(guó)、印度等國(guó)家為代表,探討發(fā)展中國(guó)家實(shí)現(xiàn)碳解鎖的可能性和碳解鎖路徑選擇。其中主要的代表文獻(xiàn)有:Unruh(2002)從理論的角度總結(jié)出在制度和技術(shù)兩個(gè)層面實(shí)現(xiàn)碳解鎖,提出制度在低碳技術(shù)產(chǎn)生和擴(kuò)散過程中的地位至關(guān)重要,而政府政策在促進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)改變尤為重要,肯定政府在碳解鎖過程中的重要地位,Unruh還提出低碳技術(shù)最先在“縫隙市場(chǎng)”上獲得發(fā)展,培育成熟后逐漸在主流市場(chǎng)上擴(kuò)散開來。
中國(guó)學(xué)者對(duì)碳解鎖的研究開始在近幾年,主要是從技術(shù)進(jìn)步和制度角度來研究中國(guó)碳解i路徑的可能性。在技術(shù)進(jìn)步方面,主要指低碳技術(shù)和清潔能源的推廣與應(yīng)用使得碳排放量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈現(xiàn)一定程度的脫鉤狀態(tài);在制度方面,主要強(qiáng)調(diào)政府在制度中的作用,從政策制定到低碳技術(shù)系統(tǒng)形成,均肯定了政府的指導(dǎo)作用。謝來輝(2009)追溯碳鎖定概念及本身的內(nèi)涵,深刻闡述了碳鎖定和碳解鎖的內(nèi)涵和形成機(jī)理,并提出在發(fā)展中國(guó)家要更加注重國(guó)際上的技術(shù)合作,以加強(qiáng)參與和履約方面的激勵(lì)。此后,學(xué)者們開始從理論和實(shí)證兩個(gè)角度,利用不同的分析方法和經(jīng)濟(jì)模型對(duì)中國(guó)碳解鎖路徑進(jìn)行探討,探討范圍主要集中在中國(guó)GDP和二氧化碳排放量關(guān)系以及工業(yè)各行業(yè)的解鎖狀態(tài)。
(二)基于技術(shù)進(jìn)步的碳解鎖路徑
目前,技術(shù)進(jìn)步視角下的碳解鎖路徑研究越來越受到學(xué)者們的歡迎,在近些年也成為碳解鎖路徑研究中的熱點(diǎn)。Philip J. Vergragt等(2011)將碳獲得和存儲(chǔ)(CCS)作為減少二氧化碳排放組合重要元素,開發(fā)出一套標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估科技鎖定的程度,并將這些標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用到化石燃料社會(huì)技術(shù)體系(FFR),評(píng)估 CCS的碳鎖定強(qiáng)化效應(yīng),采用技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)的功能方法(TIS)評(píng)估CCS的“縫隙”優(yōu)勢(shì),從而運(yùn)用CCS和生物能源組合避免碳鎖定。Kalkuhl(2009)等以福利最大化為目標(biāo),提出對(duì)學(xué)習(xí)采用低碳技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)貼,采用歧視性的碳價(jià)政策調(diào)節(jié)成本收益,運(yùn)用細(xì)分市場(chǎng)的方式使低碳技術(shù)更加經(jīng)濟(jì)合理。
中國(guó)學(xué)者基于技術(shù)進(jìn)步的碳解鎖路徑研究中,采用了LMDI、動(dòng)態(tài)遞歸的可計(jì)算一般均衡方法、DEA等模型測(cè)定技術(shù)進(jìn)步對(duì)中國(guó)二氧化碳量排放的影響。
關(guān)于行業(yè)的碳解鎖路徑研究,孫寧(2011)采用LMDI分解分析方法定量探討了2003~2008年影響制造業(yè)30個(gè)分行業(yè)二氧化碳排放的主要因素。結(jié)果表明技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致的能源強(qiáng)度降低是使得制造業(yè)所有分行業(yè)碳排放減少的最主要因素,充分印證了技術(shù)進(jìn)步具有顯著的碳減排效應(yīng)。金培振,張亞斌(2014)基于產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)思想構(gòu)建了考慮能源效率改進(jìn)與二氧化碳減排的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模型,利用1999~2011年中國(guó)工業(yè)35 個(gè)行業(yè)面板數(shù)據(jù)探討技術(shù)進(jìn)步通過影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源效率進(jìn)而作用于二氧化碳減排的雙刃效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),技術(shù)進(jìn)步會(huì)使輕、重工業(yè)行業(yè)的二氧化碳排放強(qiáng)度向低端收斂;重工業(yè)的能源效率改進(jìn)相對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而言對(duì)二氧化碳減排的影響更強(qiáng)。周五七(2015)系統(tǒng)評(píng)估了1998~2012年中國(guó)工業(yè)各細(xì)分行業(yè)的碳排放量、碳排放強(qiáng)度以及碳排放脫鉤彈性,分析了中國(guó)工業(yè)行業(yè)碳解鎖的進(jìn)程、特征和影響因素,研究表明大多數(shù)工業(yè)行業(yè)的碳排放處于相對(duì)脫鉤狀態(tài),高排放行業(yè)的碳排放脫鉤指數(shù)高于中、低排放行業(yè),且高排放行業(yè)和低排放行業(yè)的碳排放脫鉤彈性的波動(dòng)幅度較大。提出要增強(qiáng)結(jié)構(gòu)性減排在工業(yè)碳解鎖中的作用,根據(jù)行業(yè)特征有針對(duì)性地實(shí)施節(jié)能減排以加強(qiáng)行業(yè)碳解鎖進(jìn)程。
關(guān)于能源效率的碳解鎖路徑研究,包江山(2013)基于DEA模型對(duì)我國(guó)的技術(shù)進(jìn)步水平及能源效率狀況進(jìn)行測(cè)評(píng),并應(yīng)用ARDL模型和C-D生產(chǎn)函數(shù)分析了技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源效率的正向改善作用和回彈效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),我國(guó)各區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)碳排放的影響呈現(xiàn)較大的差異性,技術(shù)效率和技術(shù)進(jìn)步的正向變動(dòng)均會(huì)改善能源效率,而技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源效率具有較大的回彈效應(yīng)。劉奕文,胡宗義(2014)借助動(dòng)態(tài)CGE模型-MCHUGE模型仿真分析了三種場(chǎng)景下能源技術(shù)變動(dòng)對(duì)我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)變量、產(chǎn)業(yè)資本收益率、產(chǎn)業(yè)發(fā)展及節(jié)能減排的影響程度。研究結(jié)果表明,能源技術(shù)變動(dòng)在短期和長(zhǎng)期中對(duì)主要宏觀經(jīng)濟(jì)變量、要素市場(chǎng)及節(jié)能減排都有較為明顯的推動(dòng)作用。
關(guān)于技術(shù)進(jìn)步視角的碳解鎖路徑研究,鮑勤(2011)將動(dòng)態(tài)遞歸的可計(jì)算一般均衡方法應(yīng)用于碳關(guān)稅征收影響的研究,模擬了13種碳關(guān)稅稅率情境下三種不同的能源節(jié)約型技術(shù)進(jìn)步增速對(duì)于碳關(guān)稅作用的影響。研究發(fā)現(xiàn),能源節(jié)約型技術(shù)進(jìn)步的存在對(duì)于我國(guó)減少碳排放和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有積極作用,但削弱了碳關(guān)稅對(duì)我國(guó)碳減排的積極作用。郭進(jìn)(2015)基于技術(shù)進(jìn)步視角,運(yùn)用投入產(chǎn)出分析方法和PLS結(jié)構(gòu)方程模型分析方法,分別對(duì)我國(guó)的碳鎖定狀況和碳解鎖技術(shù)路徑進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn),技術(shù)進(jìn)步對(duì)我國(guó)碳鎖定狀況的路徑研究系數(shù)為0.33,水平較低,其產(chǎn)生的碳解鎖效應(yīng)非常有限,但技術(shù)進(jìn)步有助于優(yōu)化我國(guó)各產(chǎn)業(yè)部門之間的投入產(chǎn)出關(guān)系,促進(jìn)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的高端化發(fā)展。擴(kuò)大低碳技術(shù)的應(yīng)用范圍,能夠使技術(shù)進(jìn)步的間接碳解鎖效應(yīng)得到良好的發(fā)揮。汪中華(2016)測(cè)算1990~2014年中國(guó)碳匯量和碳排放量,用兩者的差值作為碳超載量,構(gòu)建碳超載率與能源消耗、制度約束、技術(shù)進(jìn)步3個(gè)變量的ECM模型,進(jìn)一步探討中國(guó)碳解鎖路徑。
(三)基于制度變革的碳解鎖路徑
從制度變革的解鎖路徑來看,主要是依靠政府政策來促進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)的變革,進(jìn)而使得碳排放量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)形成脫鉤狀態(tài),最終實(shí)現(xiàn)碳解鎖。政策制度從根本上影響低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,有效的政策制度將為低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展打下良好的根基,同時(shí)也為引導(dǎo)低碳發(fā)展方式建立高效的激勵(lì)約束機(jī)制,從而樹立從深層次上影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式選擇的機(jī)制。
外學(xué)者對(duì)從制度變革層面對(duì)碳解鎖的路徑研究主要集中在環(huán)境稅、補(bǔ)貼、協(xié)議等方面。Bovenberg and Goulder(1996)為了驗(yàn)證環(huán)境激勵(lì)政策的成本是否會(huì)消除,構(gòu)建了1990~2070年的跨時(shí)期CGE模型,將環(huán)境稅收收入用在減少邊際收入稅率上。結(jié)果表明環(huán)境稅代替普通稅收將產(chǎn)生更積極效果,實(shí)證顯示中性環(huán)境稅收將征稅的負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)移到了低效率的部門,從而產(chǎn)生提高了雙重紅利。Totti K■onn■ l■、Gregory C. Unruh等(2006)提出前瞻性資源協(xié)議,提出政府是作為協(xié)調(diào)角色促進(jìn)技術(shù)選擇多樣化;實(shí)現(xiàn)技術(shù)選擇的共同愿景;社會(huì)和物理網(wǎng)絡(luò)的變化。運(yùn)用這三個(gè)目標(biāo)去分析記錄環(huán)境自愿協(xié)議經(jīng)驗(yàn)和預(yù)見性活動(dòng),并將這些工具優(yōu)點(diǎn)組合成前瞻性政策協(xié)議,增強(qiáng)政策文化合作和跨部門、跨學(xué)科的利益相關(guān)者創(chuàng)造的承諾為避免碳鎖定采取行動(dòng)。Mattauch(2013)認(rèn)為碳鎖定是由技術(shù)和政策失靈造成的,避免碳鎖定的最有效政策措施是碳稅和補(bǔ)償,通過經(jīng)濟(jì)成本利益進(jìn)行調(diào)節(jié),并且加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)于促進(jìn)低碳轉(zhuǎn)型十分關(guān)鍵。
Patrick Arthur(2014)強(qiáng)調(diào)路徑依賴和收益增加對(duì)大型公路運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的碳鎖定作用,要求在未來交通基礎(chǔ)設(shè)施中巨大改變,增加政府在交通基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)厲措施,從而打破交通行業(yè)的碳鎖定狀況。Linus Mattauch(2015)采用一般均衡模型,研究清潔部門和非清潔部門之間邊干學(xué)溢出效應(yīng)的相互作用,從而評(píng)估政策避免碳鎖定的可行性。研究指出基礎(chǔ)設(shè)施提高對(duì)促進(jìn)低碳轉(zhuǎn)型是至關(guān)重要的。
國(guó)內(nèi)學(xué)者在碳解鎖的制度選擇上,較為主流的政策研究?jī)A向于環(huán)境稅征收,主要是碳稅征收。
關(guān)于環(huán)境稅“雙重紅利”研究方面,張中祥(1996)利用遞推動(dòng)態(tài)模型分析了用二氧化碳稅來控制我國(guó)二氧化碳排放會(huì)造成的各種宏觀影響,同時(shí)利用能源技術(shù)選擇模型MARKEL來進(jìn)行二氧化碳減排技術(shù)的選擇。研究表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境改善之間存在替代,兩者不可兼得。付伯穎(2004)認(rèn)為,考慮到我國(guó)流轉(zhuǎn)稅在稅制結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位,勞動(dòng)力的供給彈性較小,征稅后會(huì)否降低產(chǎn)品或行業(yè)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等不確定方面,雖然環(huán)境稅“雙重紅利”在理論上具有很大的吸引力,然而從我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀看,環(huán)境稅的“雙重紅利”在我國(guó)的適用性卻十分有限。
關(guān)于碳稅對(duì)行業(yè)碳解鎖路徑研究方面,秘翠翠(2011)構(gòu)建了一個(gè)七部門的靜態(tài)CGE模型,分析碳稅政策的實(shí)施對(duì)煤炭、石油、電力、建筑等高污染、高耗能部門,以及對(duì)我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)總體的影響。結(jié)果表明,碳稅的征收并未對(duì)我國(guó)總體經(jīng)濟(jì)造成太大影響,但對(duì)于個(gè)別高耗能高污染的行業(yè),如煤炭開采業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)來說,影響比較明顯。 楊超,王峰(2011)基于2007年中國(guó)投入產(chǎn)出表,采用動(dòng)態(tài)碳稅調(diào)整機(jī)制構(gòu)建多目標(biāo)最優(yōu)碳稅投入產(chǎn)出模型,分析碳稅征收對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)的影響。結(jié)果顯示碳稅征收會(huì)使得所有行業(yè)成本增加,價(jià)格上升。但模型并未考慮部分行業(yè)能夠通過其他方式消化碳稅負(fù)擔(dān),結(jié)論存在誤差。于倩(2014)構(gòu)建了一個(gè)包含第一產(chǎn)業(yè)、煤炭、石油天然氣、電力、其他第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)等六個(gè)部門的CGE模型,分析了征收碳稅對(duì)上述六個(gè)部門的影響,分析了碳稅政策的實(shí)施對(duì)能源產(chǎn)業(yè)的影響,著重分析了碳稅政策的實(shí)施對(duì)電力行業(yè)的影響。結(jié)果表明碳稅政策的實(shí)施將使得電力行業(yè)成本增加,企業(yè)為減少不利影響,必定會(huì)使自己朝著高科技、清潔燃料、低碳環(huán)保的方向發(fā)展。因此碳稅政策的實(shí)施對(duì)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)優(yōu)化結(jié)構(gòu)調(diào)整有著積極推進(jìn)的作用。
關(guān)于碳稅稅率方面,劉潔(2011)根據(jù)中國(guó)各省市、自治區(qū)能源消費(fèi)量及相關(guān)系數(shù)對(duì)相關(guān)能源產(chǎn)品使用產(chǎn)生的CO2排放量進(jìn)行了核算,并根據(jù)國(guó)際實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)擬定了三種不同情景的碳稅稅率。利用1999~2007年省際面板數(shù)據(jù)定量分析了征收碳稅對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源消耗的影響。研究表明征收碳稅能夠提高能源產(chǎn)出效率,減小勞動(dòng)和資本要素收入之間的差距,同時(shí)也會(huì)降低社會(huì)總產(chǎn)出。秦昌波,王金南(2015)利用GREAT-E模型分析環(huán)境稅改革后不同稅率水平對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)、污染減排、收入水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、貿(mào)易結(jié)構(gòu)和要素需求的影響,發(fā)現(xiàn)環(huán)境稅對(duì)中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)的影響非常有限,GDP的下降在可承受的范圍之內(nèi),而環(huán)境稅對(duì)污染物的減排作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)經(jīng)濟(jì)的抑制作用,較高稅率的環(huán)境稅能夠較大幅度的減少污染物的排放。
關(guān)于碳稅政策的設(shè)計(jì)方面,段茂盛(2015)梳理了北歐國(guó)家碳稅政策的設(shè)計(jì)演變,闡明碳稅政策受到財(cái)稅政策和控制溫室氣體排放兩方面需求的影響。然而在政策設(shè)計(jì)過程中往往只能更多體現(xiàn)其中一方面的屬性,兩種政策屬性難以兼容。因此在設(shè)計(jì)碳稅時(shí)應(yīng)首先明確碳稅政策所針對(duì)的主要問題,避免一方面的需求對(duì)碳稅政策解決的主要矛盾政策的干擾。另外,由于碳稅以控制溫室氣體排放為主要目標(biāo),應(yīng)該將碳稅設(shè)置成獨(dú)立的稅目。碳稅征收對(duì)工業(yè)領(lǐng)域影響巨大,為了避免可能的政治阻力,可以采用自愿減排協(xié)議機(jī)制來加強(qiáng)政策的有效性。
(四)基于技g制度綜合體的碳解鎖路徑
楊玲萍等(2011)從碳鎖定的基本內(nèi)涵出發(fā),重點(diǎn)分析了中國(guó)在發(fā)電領(lǐng)域、汽車消費(fèi)領(lǐng)域及建筑能耗領(lǐng)域的碳鎖定狀態(tài),基于技術(shù)――制度復(fù)合體概念分析碳鎖定的原因,從技術(shù)創(chuàng)新與制度變遷的視角下提出了碳鎖定解鎖策略。李宏偉(2013)年從碳鎖定和碳解鎖的概念出發(fā),基于技術(shù)體制視角定義碳鎖定,并在此基礎(chǔ)上分析中國(guó)碳鎖定形成的機(jī)理,從理論角度提出”碳解鎖“的基本模式和治理體系。謝海生等(2016)分析碳鎖定效應(yīng)的作用機(jī)制,提出從技術(shù)制度角度進(jìn)行解鎖,解鎖的過程需要全部主體共同參與。
二、研究結(jié)論
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)碳解鎖路徑的研究逐漸增多,根據(jù)以上文獻(xiàn),我們可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段對(duì)碳解鎖路徑的研究呈現(xiàn)出以下幾個(gè)方面特點(diǎn):
(一)研究對(duì)象方面
大多數(shù)碳解鎖路徑研究以西方發(fā)達(dá)國(guó)家為背景,近些年逐漸以發(fā)展中國(guó)家為研究對(duì)象,在研究中采用定性研究方法較多,主要集中在從碳解鎖形成機(jī)理上探索碳解鎖路徑,定量研究相對(duì)比較少。
(二)理論支持方面
對(duì)碳解鎖路徑研究主要理論支撐是碳鎖定形成原因和脫鉤理論,大多學(xué)者對(duì)碳解鎖路徑的分析均從碳鎖定的形成機(jī)制即技術(shù)――制度綜合體出發(fā),以此從技術(shù)進(jìn)步、制度變革和技術(shù)制度綜合體尋求碳解鎖路徑,基于脫鉤理論,對(duì)研究對(duì)象碳解鎖程度進(jìn)行判定,從而針對(duì)不同碳解鎖程度提出相應(yīng)的解鎖方法。
(三)研究方法方面
在對(duì)碳解鎖路徑研究中,學(xué)者們采用了多種研究方法,在定量分析中,采用了動(dòng)態(tài)遞推模型、CGE模型、GREAT-E模型、投入產(chǎn)出模型、ECM模型等對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行定量分析,并根據(jù)分析結(jié)果提出對(duì)應(yīng)的解鎖路徑。
三、研究評(píng)述與展望
結(jié)合碳解鎖路徑的特點(diǎn)和中國(guó)環(huán)境經(jīng)濟(jì)問題的實(shí)際,本文認(rèn)為未來碳解鎖路徑的研究應(yīng)該圍繞以下幾個(gè)方向發(fā)展:在研究方法上,應(yīng)該借助國(guó)際上先進(jìn)的技術(shù)條件和成熟的建模方法,構(gòu)建符合中國(guó)實(shí)際的經(jīng)濟(jì)環(huán)境模型,使得模擬效果與實(shí)際現(xiàn)狀更加符合。在研究對(duì)象上,可以將研究對(duì)象更加細(xì)化到行業(yè)中,對(duì)不同行業(yè)進(jìn)行細(xì)致的分析和劃分,采取合適的計(jì)量方法,進(jìn)一步中國(guó)碳解鎖路徑的研究。在碳解鎖路徑制度研究方面,采取多種政策制度配合,不是單純依靠碳稅政策,在征收碳稅的同時(shí)考慮補(bǔ)貼等其他政策,從制度角度對(duì)碳解鎖路徑研究,加強(qiáng)政策對(duì)碳解鎖程度的定量研究,進(jìn)一步探討政策制度對(duì)碳解鎖的影響程度。由于環(huán)境污染具有流動(dòng)性,加強(qiáng)對(duì)區(qū)域環(huán)境的研究,克服區(qū)域間的行政規(guī)劃,強(qiáng)調(diào)區(qū)域間碳解鎖路徑的探究,同時(shí)注重建立多區(qū)域或者全球的環(huán)境經(jīng)濟(jì)模型。
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關(guān)鍵詞:EKC;制造業(yè);碳排放;Stirpat模型
中圖分類號(hào):F426 文章標(biāo)識(shí)碼: 文章編號(hào):
引言
在經(jīng)濟(jì)的碳排放中,工業(yè)占據(jù)著較大的比例。據(jù)周德群(2011)[ ]的測(cè)算,2007年工業(yè)二氧化碳排放占全部排放的71.6%,超過三分之二。而制造業(yè)的碳排放水平又在工業(yè)中占據(jù)首要位置,據(jù)涂正革(2012)[ ]的測(cè)算,制造業(yè)的碳排放占據(jù)工業(yè)總排放的三分之二。所以,要減輕整個(gè)經(jīng)濟(jì)的碳排放,制造業(yè)的碳減排問題需要首先得到解決。
研究制造業(yè)行業(yè)的碳減排問題,需要總結(jié)碳排放的規(guī)律,從而利用該規(guī)律來達(dá)到減排目的,EKC便是既有研究中碳排放的重要規(guī)律之一。EKC(Environmental Kuznets Curve),即環(huán)境庫茲涅茨曲線,最早是由Grossman等(1991)[ ]發(fā)現(xiàn),主要含義是環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在著一種“倒U型”的關(guān)系,由于該形狀與Kuznets(1955)提出的收入分配與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系曲線,即庫茲涅茨曲線形狀類似,所以被命名為環(huán)境庫茲涅茨曲線,即EKC。此后,該曲線的存在性和形狀一直被廣為研究,比如Selden等(1994)[ ]等都通過檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該曲線的存在性。然而,這些研究都是針對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)體的研究,并沒有探討某一單獨(dú)行業(yè)對(duì)該曲線的適用性問題。本文將利用我國(guó)制造業(yè)的行業(yè)數(shù)據(jù),探討我國(guó)制造業(yè)EKC的存在性,從而為我國(guó)制造業(yè)的碳減排提供一些參考意見。
1. 已有的文獻(xiàn)綜述
Grossman等(1991)首次發(fā)現(xiàn)了在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在一種“倒U”型的關(guān)系。之后的諸多學(xué)者對(duì)該曲線的存在性及形狀進(jìn)行了不同程度的探討。Shafik(1994)[ ],Seldon等(1994),Dietz(1997)[ ]等通過實(shí)證檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了“倒U型”EKC的存在。而Agras等(1999)[ ],Roca等(2001)[ ],Azomabou等(2006)[ ],Richermond等(2006)[ ],He等(2009)[ ], 夏艷清(2010)[ ]都未證明EKC的存在性。比如,世界銀行(1992)和Shafik(1994)都否定了EKC的存在,認(rèn)為二者呈現(xiàn)線性關(guān)系,不存在拐點(diǎn)。
在EKC的形狀上,Seldon等(1994),Dietz(1997),許廣月(2010)[ ],付加峰等(2008)[ ],李鍇等(2011)[ ]研究發(fā)現(xiàn)為倒U型,而且都給出了拐點(diǎn)值。具體來看,Dietz(1997)將已有的impat模型改進(jìn)為對(duì)數(shù)估計(jì)模型,從而方便研究環(huán)境影響與人為影響變量之間的非線性關(guān)系。Holtz等(1995)[ ]研究發(fā)現(xiàn)EKC存在,但拐點(diǎn)大大超過了區(qū)間范圍。除了“倒U型”形狀之外,部分其他學(xué)者認(rèn)為存在著其他形狀,比如邵帥等(2010)[ ]認(rèn)為二氧化碳與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間是一種三次方的形式。國(guó)內(nèi)學(xué)者何小鋼等(2012)[ ]研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)工業(yè)的庫茲涅茨曲線呈“N型”,存在重組效應(yīng)。韓玉軍等(2009)[ ]認(rèn)為在不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段,EKC形狀表現(xiàn)不同。
在對(duì)制造業(yè)行業(yè)內(nèi)的EKC的研究方面,相關(guān)研究和探討都較少。黎曉青(2012)[ ]通過建立二氧化碳減排約束條件的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模型以及我國(guó)制造業(yè)對(duì)碳排放的作用機(jī)制,從理論與實(shí)證的角度分析了產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)、資本投入、技術(shù)進(jìn)步、能源強(qiáng)度等因素對(duì)制造業(yè)碳排放的影響,并且實(shí)證發(fā)現(xiàn)制造業(yè)的發(fā)展與碳排放之間存在“N型”的三次曲線關(guān)系。本文將通過根據(jù)我國(guó)制造業(yè)化石能源的碳排放測(cè)算數(shù)據(jù)對(duì)我國(guó)制造業(yè)的EKC的存在性及其形狀展開探討,以期能得到制造業(yè)碳減排有價(jià)值的思路和方向。
2. 我國(guó)制造業(yè)碳排放的測(cè)算
2.1 碳排放測(cè)算方法-參考方法
二氧化碳的排放測(cè)算歷來是碳排放領(lǐng)域的一個(gè)最基礎(chǔ)的方面。對(duì)于此測(cè)算,IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)提供了一套操作性較強(qiáng)的參考方法。參考方法是一種自下而上的測(cè)算,即假設(shè)能源一旦被某一部門消費(fèi),或者被轉(zhuǎn)移,或者以氣體的形式排放到大氣中。參考方法的基本公式為:
(1)
其中, :二氧化碳排放量(Gg,即千噸); :表觀消費(fèi)量, =產(chǎn)量+進(jìn)口-出口-國(guó)際燃料艙-庫存變化 ; :轉(zhuǎn)換因子(根據(jù)凈發(fā)熱值轉(zhuǎn)換為能源單位(TJ)的轉(zhuǎn)換因子); :能源 的二氧化碳排放系數(shù),單位為kgCO2/TJ(TJ為萬億焦耳)。
2.2 測(cè)算
根據(jù)參考方法,計(jì)算需要能源的消費(fèi)量,發(fā)熱值以及碳排放系數(shù)。能源的消費(fèi)量數(shù)據(jù)來自歷年《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》中的實(shí)物量,發(fā)熱值和碳排放系數(shù)來自IPCC清單和中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒,如表1所示。其中,化石能源類別在1991~2009年為16種,2010年開始增加至25種。
經(jīng)過測(cè)算發(fā)現(xiàn),我國(guó)制造業(yè)的碳排放量由1991年的11.01億噸,上升到2012年的60.4億噸,增長(zhǎng)接近450%。而制造業(yè)的總碳排放平均占到工業(yè)總排放的80%以上。制造業(yè)的碳排放階段性變化基本可以分為三個(gè)階段。第一階段為1991~2001年,該階段的碳排放相對(duì)平穩(wěn),基本控制在16億噸的排放量之內(nèi),平均年增速在11%左右。第二階段為2001~2007年,該階段為穩(wěn)步較快增長(zhǎng)階段,平均年增速在14%左右。第三階段為2008~2012年,該階段為快速增長(zhǎng)階段,由2008年的14.79億噸增至2012年的60.4億噸。
圖1 1991-2012年我國(guó)工業(yè)及三大子行業(yè)CO2排放量走勢(shì)圖(單位:億噸)
分行業(yè)來看,平均排放最高的三個(gè)行業(yè)為黑色金屬冶煉,非金屬礦物制品業(yè),化學(xué)原料及化學(xué)品制品業(yè),平均占到制造業(yè)總排放的66%。而平均排放最少的為家具制造業(yè),皮革、毛皮、羽絨及其制品業(yè),以及印刷業(yè)、記錄媒介的復(fù)制,三者合計(jì)僅占到制造業(yè)的0.4%。
3. 我國(guó)制造業(yè)的EKC實(shí)證研究
3.1 EKC于制造業(yè)行業(yè)適用性探討的合理性
EKC理論表明,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量之間存在一種長(zhǎng)期的變動(dòng)關(guān)系規(guī)律。既有的研究認(rèn)為,在一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)體總量上,該規(guī)律存在。這種規(guī)律背后的支撐很大程度上來自于在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中,經(jīng)濟(jì)體內(nèi)部所產(chǎn)生的其他變動(dòng)帶來的有利因素。比如,經(jīng)濟(jì)總量在提高的過程當(dāng)中,會(huì)有一些必然的規(guī)律,比如國(guó)家的城市化水平提高,而這造成經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中,第三產(chǎn)業(yè)的比例上升,其他產(chǎn)業(yè)的比例下降。而第三產(chǎn)業(yè)的碳排放水平要低于第二產(chǎn)業(yè),尤其是像旅游業(yè)這種“無煙產(chǎn)業(yè)”。所以,這推動(dòng)著碳排放量的下降。然而, 我們無法排除,在不同行業(yè)之間經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時(shí),某個(gè)行業(yè)內(nèi)部細(xì)分子行業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化所帶來的推力。比如,在制造業(yè)內(nèi)部,同樣存在著高碳行業(yè),低碳行業(yè),而且相差較大,這一結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中或許也存在優(yōu)化的可能。所以,不能排除EKC于制造業(yè)行業(yè)的適用性。
3.2 指標(biāo)與模型
分析的模型與流程我們采用Shafik等(1992)的建議,先設(shè)定三次項(xiàng)的方程形式,如果三次項(xiàng)的系數(shù)不顯著,那么剔除三次項(xiàng),改為二次項(xiàng)的方程形式。如果二次項(xiàng)的方程系數(shù)不顯著,則剔除二次項(xiàng),改為一次項(xiàng)的方程形式。當(dāng)然,根據(jù)不同的方程形式,可以有不同的EKC形狀,比如若為三次項(xiàng)方程形式,那么形狀應(yīng)為“N型”,或“反N型”,或“~型”。若為二次項(xiàng)方程形式,那么形狀應(yīng)為“倒U型”或“U型”。具體來看,模型可以寫為:
(2)
其中, 為二氧化碳在 時(shí)間點(diǎn)的排放量, 為 時(shí)間點(diǎn)的人均工資(人均產(chǎn)值), 為隨機(jī)誤差項(xiàng)。
在指標(biāo)的選取上,我們選用“人均CO2排放量”與“當(dāng)期價(jià)格計(jì)算的人均工資”,“當(dāng)期價(jià)格計(jì)算的人均產(chǎn)值”。因?yàn)楹饬恳粋€(gè)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,人均工資和人均產(chǎn)值都可以用來衡量,所以對(duì)這個(gè)兩個(gè)指標(biāo)都進(jìn)行考察,以綜合考慮。數(shù)據(jù)來自歷年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》,《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》,WIND數(shù)據(jù)庫等。檢測(cè)軟件為STATA12.0。
3.3 方程檢測(cè)
首先采用“當(dāng)期價(jià)格計(jì)算的人均收入”( )進(jìn)行三次方程回歸檢測(cè),發(fā)現(xiàn)系數(shù)均不顯著。將三次方項(xiàng)剔除,發(fā)現(xiàn)變量同樣不顯著,進(jìn)一步將二次方項(xiàng)剔除。發(fā)現(xiàn)只有人均收入一項(xiàng)的方程高度顯著。方程為:
(3)
該方程意味著,制造業(yè)的人均收入與人均二氧化碳排放之間存在正向的線性關(guān)系,每當(dāng)人均收入增加一元,人均碳排放將增加0.009噸。
采用指標(biāo)“當(dāng)期價(jià)格計(jì)算的人均產(chǎn)值”( ),我們經(jīng)過檢測(cè)發(fā)現(xiàn),環(huán)境庫茲涅茨曲線呈現(xiàn)顯著的“N型”,方程為:
(4)
方程的一次項(xiàng),二次項(xiàng),三次項(xiàng)均呈現(xiàn)高度的顯著性。該方程發(fā)現(xiàn),碳排放存在兩個(gè)拐點(diǎn),分別是人均產(chǎn)值為3元和397元時(shí)。可以明顯發(fā)現(xiàn)觀測(cè)值以來的人均產(chǎn)值都是要顯著大于397元的,所以,碳排放的數(shù)值一直在增加,這一結(jié)論其實(shí)和“當(dāng)期價(jià)格計(jì)算的人均收入”指標(biāo)所檢測(cè)的線性方程(式3)結(jié)論是一樣的。
由于數(shù)據(jù)有限,掌握的時(shí)間段只有22年的時(shí)間,所以有可能造成樣本不足而帶來的估計(jì)不可信的情況。而且由于遺漏了其他的解釋變量,所以造成估計(jì)方程不顯著的問題,故進(jìn)一步通過Stirpat模型來進(jìn)行影響因素分析。
3.4 Stirpat模型
Stirpat模型的最初形式為IPAT模型,是由Ehrlichetal(1971)提出,認(rèn)為環(huán)境污染可以分解為三個(gè)人為因素,即人口(Population),財(cái)富(Affluence),技術(shù)(Technology)。后來,Dietz等(1997)將此模型改進(jìn)為對(duì)數(shù)化的形式,如下:
該模型成為環(huán)境影響隨機(jī)模型,即Stirpat模型(Stochastic Impacts by regression on Population,Affluence,and Technology)。該模型具有兩大優(yōu)點(diǎn)。其一,由于數(shù)據(jù)容易獲取,所以對(duì)碳排放分解的可操作性大;其二,分解較為合理,分為投入的三大要素勞動(dòng),資本和技術(shù),這些都是可以在進(jìn)一步減排中可以控制的。
在現(xiàn)實(shí)指標(biāo)的選取上,利用制造業(yè)二氧化碳排放量來代表對(duì)環(huán)境的影響,利用制造業(yè)的職工人數(shù)代表人口,制造業(yè)的人均收入代表財(cái)富,制造業(yè)的能源強(qiáng)度代表技術(shù)。在數(shù)據(jù)的處理上,制造業(yè)的職工人數(shù),1991~2010年皆為職工人數(shù),2011~2012年兩年由于無法獲取該指標(biāo),運(yùn)用制造業(yè)城鎮(zhèn)單位從業(yè)人數(shù)代替。能源強(qiáng)度的計(jì)算中,所采用的產(chǎn)值1993~2002年間其他制造業(yè)數(shù)據(jù)無法獲取,采用歷年其他制造業(yè)在總制造業(yè)中的平均比重來進(jìn)行折算。制造業(yè)的職工人數(shù)部分來自于國(guó)泰安數(shù)據(jù)庫,部分來自wind數(shù)據(jù)庫,其他數(shù)據(jù)來自歷年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒。
首先,檢驗(yàn)變量的平穩(wěn)性,采用DF-GLS檢驗(yàn),通過Schwert的標(biāo)準(zhǔn)確定的最大滯后階數(shù)為8。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 從第1階到第8階,均無法在10%的水平上拒絕“存在單位根”原假設(shè),即 是不平穩(wěn)的。進(jìn)一步檢驗(yàn)一階差分的平穩(wěn)性,信息準(zhǔn)則或序貫t規(guī)則的最優(yōu)滯后階數(shù)介于2到5之間,在此區(qū)間,均在5%的顯著性水平下拒絕“存在單位根”的原假設(shè),即可以認(rèn)為 是一階差分平穩(wěn)的。同樣方法,檢驗(yàn)其他變量,只有人均收入是一階差分平穩(wěn)的,即人均碳排放只與人均收入構(gòu)成長(zhǎng)期均衡關(guān)系檢驗(yàn)的條件。
而在利用人均產(chǎn)值對(duì)該方程進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)系數(shù)均不顯著。所以,我們可以得到簡(jiǎn)單的結(jié)論,在制造業(yè)行業(yè)內(nèi)部,短期的數(shù)據(jù)來看,二氧化碳排放量與就業(yè)人口,技術(shù)的關(guān)系并不大,也就是說,對(duì)環(huán)境污染的影響因素分解為人口、財(cái)富和技術(shù)這三個(gè)基本因素的規(guī)律性認(rèn)識(shí)在制造業(yè)行業(yè)內(nèi)部是不成立的。制造業(yè)作為碳排放高輸出行業(yè),通過經(jīng)濟(jì)階段的發(fā)展來自動(dòng)減少碳排放是不現(xiàn)實(shí)的。
3.5 EKC在制造業(yè)內(nèi)部不存在的探討及解釋
由上面的研究可以表明,EKC在制造業(yè)行業(yè)內(nèi)部表現(xiàn)并不明顯,可以推斷為并不存在。可能的原因是EKC的作用機(jī)理很大一部分在于一種產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化之外的作用發(fā)揮,比如Galeotti等(1999)[ ]認(rèn)為“倒U型”EKC的存在性是因?yàn)楫?dāng)人均收入較低時(shí),人們并沒有動(dòng)力去治理或降低環(huán)境污染,而當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展了,人們收入水平達(dá)到一定程度,人們便愿意拿出一定的成本去治理污染,從而造成該曲線的存在,這一點(diǎn)其實(shí)是和經(jīng)濟(jì)學(xué)中的邊際概念緊密相關(guān)的。當(dāng)財(cái)富增多,財(cái)富的邊際效益下降,而當(dāng)污染增加到一定程度,污染的邊際效益同樣下降。另外一種解釋是Baldwin(1995)[ ]提出的,這是由于三個(gè)階段的存在而產(chǎn)生的。經(jīng)濟(jì)早期階段,處于農(nóng)業(yè)型經(jīng)濟(jì)到工業(yè)型經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變過程中,污染在增加,而此時(shí)產(chǎn)值也在增加;經(jīng)濟(jì)的后期階段,處于工業(yè)型經(jīng)濟(jì)向服務(wù)型經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變過程中,污染在減少,而產(chǎn)值仍然在增加。而國(guó)內(nèi)鐘茂初等(2011)[ ]則通過對(duì)KC和EKC關(guān)系的比較后發(fā)現(xiàn),收入差距與環(huán)境破壞之間存在正向關(guān)系,而這一解釋更大程度上確認(rèn)EKC的“倒U”形狀的出現(xiàn)是由于經(jīng)濟(jì)總體的原因,而非某個(gè)行業(yè)。
4 結(jié)論與政策建議
關(guān)鍵詞:園林景觀;植物配置;調(diào)配;生態(tài)平衡;組織;造景
1 園林景觀設(shè)計(jì)中植物配置的調(diào)配
植物配置相當(dāng)于園林的靈魂,同時(shí)地形、地貌等各類造園材料都會(huì)影響到園林造景的主題。園林規(guī)劃中,觀賞效果和藝術(shù)水平的高低在很大程度上取決于園林植物的選擇和配置。如果不注意花色、花期、葉色、樹形的搭配,隨便種植,就顯得雜亂無章,景色大為遜色。園林植物品種豐富,形形,有的種類在一年中僅一次特別有效,或許在開花期、或許在結(jié)果期。植物與其他的園林配置不同,它是有生命的材料,它呈現(xiàn)的藝術(shù)效果會(huì)隨著季節(jié)的變化而變化,因而在應(yīng)用中我們要了解植物的自身特點(diǎn),根據(jù)其特點(diǎn)結(jié)合藝術(shù)形式,盡可能地把它的姿態(tài)、色彩、風(fēng)韻、芳香等美的特點(diǎn)展現(xiàn)在整個(gè)園林景觀中。
2 園林景觀設(shè)計(jì)中植物配置的作用
2.1 改善環(huán)境質(zhì)量,維護(hù)城市生態(tài)平衡的作用
園林中植物配置可以凈化空氣、調(diào)節(jié)氣候。其自身的生態(tài)性,決定了它是最理想的改善環(huán)境的設(shè)計(jì)要素。一個(gè)良好的綠化環(huán)境,能夠凈化空氣,調(diào)節(jié)環(huán)境的溫度和濕度,有利于人體健康。植物經(jīng)過光合作用吸收二氧化碳,釋放氧氣,而人在呼吸過程中吸入氧氣,呼出二氧化碳,從而使大氣中氧氣和二氧化碳達(dá)到平衡。
2.2 可以組織空間
在園林景觀設(shè)計(jì)中,植物配置還有不漏痕跡的調(diào)整作用,它就類似于墻體,但是卻又有著開敞性和完整性。利用不同的植物組合,可以組成不同的區(qū)域,能使各區(qū)域既能保持各自的功能作用。以植物作為隔斷,既能有效地劃分區(qū)域又不會(huì)使空間封閉,有利于保持空間的通透順暢。園林中植物配置的種植的布局,要注重主與次,這樣才能起到強(qiáng)化空間,增加空間的開闊感和層次變化的作用。
2.3 具有造景功能
園林中植物配置因季節(jié)的變化也會(huì)呈現(xiàn)不同的場(chǎng)景效果,春有青青、夏有濃蔭、秋有紅葉、冬有蒼松,季相的變化使人們更直接地感觸到自然的氣息。同時(shí),人們主觀感情必須和客觀環(huán)境相結(jié)合,不同的園林形式表現(xiàn)出了不同的立意方式。節(jié)日廣場(chǎng),應(yīng)營(yíng)造出歡快、喜慶的氛圍,色彩上以暖色調(diào)為主;烈士陵園應(yīng)以莊嚴(yán)、肅穆為基調(diào)。園林綠化不同于植樹造林,保持各自的園林特色的同時(shí),更要兼顧到每個(gè)植物材料的形態(tài)、色彩、風(fēng)韻、芳香等要素,考慮到內(nèi)容與形式的統(tǒng)一。
3 園林景觀設(shè)計(jì)中植物配置的種類應(yīng)用
園林景觀設(shè)計(jì)中,植物配置的實(shí)際應(yīng)用種類繁多,在植物種類的選擇,數(shù)量的確定,位置的安排和方式都是極其重要。花壇內(nèi)的植物要求植株低矮,群體花期較長(zhǎng),觀賞效果好。常用的地被植物有紫萼、玉簪、鳶尾、銀葉菊、馬藺、五彩石竹等。花境內(nèi)的植物要求花期較長(zhǎng),植株較高,可以花灌木和宿根花卉混栽。常用的地被植物有玉簪、金葉大花六道木、鳶尾、細(xì)葉芒、亞菊、萱草等。道路綠地中的植物要求耐干旱,耐貧瘠。常用的地被植物有大花金雞菊、景天三七、荷蘭菊等。垂直綠化中的植物要求有一定的攀援能力,以藤本類為主,常用的有常春藤、爬山虎等。
植物配置在景觀中影遵循自然性、生活性、科學(xué)性、藝術(shù)性相結(jié)合的原則;同時(shí),景觀特色鮮明,層次豐富;其次,因地制宜要與合理引進(jìn)相結(jié)合;最后,傳統(tǒng)技藝還要與與適當(dāng)改造相結(jié)合。
4 園林景觀植物配置的發(fā)展
中國(guó)作為世界園林之母,在世界園林中有著獨(dú)特的風(fēng)格,有深厚的藝術(shù)造詣。當(dāng)今社會(huì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)飛快發(fā)展,人們生活水平提高,物質(zhì)文明的提高從而也帶動(dòng)人們的精神文明相繼提高,人類對(duì)生存環(huán)境的要求日益提高。現(xiàn)代城市人口膨脹,樓群密集,建筑,現(xiàn)代人如居囚龍,與自然隔離,生態(tài)失調(diào),于是加劇人們對(duì)綠色的向往,此時(shí)園林中植物配置發(fā)揮了其作用,現(xiàn)代園林植物景觀的呼聲也日益高漲。從園林景觀發(fā)展的趨勢(shì)來看,我國(guó)園林景觀要走以植物為主,自然為主與生態(tài)為保護(hù)相結(jié)合的道路,對(duì)園林植物景觀設(shè)計(jì)來說,在原有的基礎(chǔ)上,賦于時(shí)代的內(nèi)容,符合當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的生態(tài)保護(hù)的需要,是對(duì)我國(guó)園林事業(yè)的繼承和發(fā)揚(yáng)。
5 結(jié)語
有效地改善生態(tài)環(huán)境,為人們提供一個(gè)安全、舒適、優(yōu)美的園林景觀空間,實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共存,是當(dāng)代社會(huì)一項(xiàng)重大的任務(wù)。雖然園林景觀規(guī)劃存在許多問題,還有許多工作要改善和完善,但我們應(yīng)該在總結(jié)國(guó)內(nèi)這些年工作的基礎(chǔ)上,借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和方法,吸收一些新思想,以促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
1 郭會(huì)丁.園林景觀色彩設(shè)計(jì)初探[M].北京:北京林業(yè)大學(xué),2005