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2023年 第41卷 第10期
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2023, 41(10): 1-8,123.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310001
摘要:
与世界经济快速增长相伴的碳排放量增加导致了全球气候变暖加剧，已引起国际社会高度关注，减排的呼声高涨。卫星遥感具有宏观、快速、定量、准确等特点，是碳监测最可行、最有效的技术支撑手段之一。为解决现有低轨大气CO2遥感探测中存在的时间分辨率低的问题，提出了一种地球静止轨道大气CO2柱浓度探测的时空联合调制空间外差干涉成像光谱技术。基于该技术研制了高轨高时空分辨大气二氧化碳监测仪原理样机，具有O2-A 0.76μm、CO2弱吸收1.57μm和CO2强吸收2.05μm 3个探测通道，空间分辨率优于3 km@36000 km，可实现CO2探测精度优于2×10-6，覆盖中国区域时间分辨率优于3.5 h的探测能力。基于原理样机开展了外场试验以及航飞试验，有效反演了不同目标区域的CO2浓度信息，验证了高轨高时空分辨大气CO2监测仪的技术可行性，为下一代碳监测载荷研制和数据应用提供技术基础。
与世界经济快速增长相伴的碳排放量增加导致了全球气候变暖加剧，已引起国际社会高度关注，减排的呼声高涨。卫星遥感具有宏观、快速、定量、准确等特点，是碳监测最可行、最有效的技术支撑手段之一。为解决现有低轨大气CO2遥感探测中存在的时间分辨率低的问题，提出了一种地球静止轨道大气CO2柱浓度探测的时空联合调制空间外差干涉成像光谱技术。基于该技术研制了高轨高时空分辨大气二氧化碳监测仪原理样机，具有O2-A 0.76μm、CO2弱吸收1.57μm和CO2强吸收2.05μm 3个探测通道，空间分辨率优于3 km@36000 km，可实现CO2探测精度优于2×10-6，覆盖中国区域时间分辨率优于3.5 h的探测能力。基于原理样机开展了外场试验以及航飞试验，有效反演了不同目标区域的CO2浓度信息，验证了高轨高时空分辨大气CO2监测仪的技术可行性，为下一代碳监测载荷研制和数据应用提供技术基础。
2023, 41(10): 9-13.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310002
摘要:
针对当前用于大气温室气体柱浓度/廓线探测的信号光强度调制激光外差探测方法存在的信光损失，与本振激光波长调制激光外差探测方法存在的光谱反演模型复杂这两个问题，提出了基于本振激光强度调制的激光外差探测方法。对此，结合平衡探测技术，搭建了1套以1.571μm窄线宽半导体激光器作为本振光源的双通道平衡外差光谱探测系统，开展系统性能分析以及大气CO2柱总量测量研究。区别于已有文献报道的激光外差光谱探测方法，系统采用光开关对本振激光进行强度调制，利用平衡探测技术消除本振激光强度背景噪声的影响。结果表明，相比传统的信号光强度调制激光外差探测方法，该方法能够将外差信号信噪比提高3.7倍，对应的CO2柱总量测量精度提升3.36倍。以上研究表明，基于本振激光强度调制的激光外差探测方法能够有效的提高激光外差光谱探测系统性能。
针对当前用于大气温室气体柱浓度/廓线探测的信号光强度调制激光外差探测方法存在的信光损失，与本振激光波长调制激光外差探测方法存在的光谱反演模型复杂这两个问题，提出了基于本振激光强度调制的激光外差探测方法。对此，结合平衡探测技术，搭建了1套以1.571μm窄线宽半导体激光器作为本振光源的双通道平衡外差光谱探测系统，开展系统性能分析以及大气CO2柱总量测量研究。区别于已有文献报道的激光外差光谱探测方法，系统采用光开关对本振激光进行强度调制，利用平衡探测技术消除本振激光强度背景噪声的影响。结果表明，相比传统的信号光强度调制激光外差探测方法，该方法能够将外差信号信噪比提高3.7倍，对应的CO2柱总量测量精度提升3.36倍。以上研究表明，基于本振激光强度调制的激光外差探测方法能够有效的提高激光外差光谱探测系统性能。
2023, 41(10): 14-19,140.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310003
摘要:
地基傅里叶变换红外光谱技术（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）由于其具有高的时空分辨率、对地表大气浓度变化敏感等优点，已成为遥测温室气体柱浓度的重要技术。基于便携式的傅里叶变换红外光谱仪（EM27/SUN）采集的太阳光谱来反演北京市区CO2与CH4柱浓度。通过与高分辨率FTIR观测结果比对，验证了EM27/SUN观测的准确性和可靠性。同时利用正午观测的CO2和CH4柱浓度结果计算了CO2与CH4观测精度。其中CO2的观测精度为0.16×10-6，CH4的观测精度为1.4×10-9。最后，给出了CO2与CH4时间序列变化，CO2与CH4在观测期间的变化较为一致。该研究表明了便携式FTIR观测CO2与CH4柱浓度结果的准确性和可靠性。
地基傅里叶变换红外光谱技术（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）由于其具有高的时空分辨率、对地表大气浓度变化敏感等优点，已成为遥测温室气体柱浓度的重要技术。基于便携式的傅里叶变换红外光谱仪（EM27/SUN）采集的太阳光谱来反演北京市区CO2与CH4柱浓度。通过与高分辨率FTIR观测结果比对，验证了EM27/SUN观测的准确性和可靠性。同时利用正午观测的CO2和CH4柱浓度结果计算了CO2与CH4观测精度。其中CO2的观测精度为0.16×10-6，CH4的观测精度为1.4×10-9。最后，给出了CO2与CH4时间序列变化，CO2与CH4在观测期间的变化较为一致。该研究表明了便携式FTIR观测CO2与CH4柱浓度结果的准确性和可靠性。
2023, 41(10): 20-29,44.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310004
摘要:
在大气环境监测中，利用稳定气态同位素的测量方法可用于评估大气污染情况，预防和控制大气污染。同时，在碳达峰和碳中和的任务背景下，稳定气态同位素测量技术的应用有助于进一步了解和监测含碳气体的排放和吸收过程，其数据有助于支撑减排政策的制定与优化，从而促进碳减排工作的实施。同位素的分析离不开分析方法与定值技术。总结了稳定气态同位素在质谱技术、气相色谱技术、光谱技术特别是傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术以及结合数学模型分析方法等方面的科研进展，总结了3种分析技术的优缺点及在稳定气态同位素方面应用的适用性，为完善碳源碳汇体系和化学分析研究提供支持。
在大气环境监测中，利用稳定气态同位素的测量方法可用于评估大气污染情况，预防和控制大气污染。同时，在碳达峰和碳中和的任务背景下，稳定气态同位素测量技术的应用有助于进一步了解和监测含碳气体的排放和吸收过程，其数据有助于支撑减排政策的制定与优化，从而促进碳减排工作的实施。同位素的分析离不开分析方法与定值技术。总结了稳定气态同位素在质谱技术、气相色谱技术、光谱技术特别是傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术以及结合数学模型分析方法等方面的科研进展，总结了3种分析技术的优缺点及在稳定气态同位素方面应用的适用性，为完善碳源碳汇体系和化学分析研究提供支持。
2023, 41(10): 30-36.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310005
摘要:
二氧化碳（CO2）是引起温室效应的主要气体，卫星遥感为监测CO2提供了新的技术手段。基于二氧化碳柱平均干空气混合比（XCO2）浓度数据，结合自回归模型、空间自相关、冷热点分析等数理统计方法，分析了河北省XCO2浓度时空演变特征，并采用皮尔逊相关系数、地理加权回归分析了自然和人类活动对XCO2浓度的驱动作用。结果表明：1）河北省XCO2浓度呈周期变化，4月达到峰值，8月达到谷值。在年内具有冬春季高、夏秋季低的明显季节特征。2）河北省XCO2浓度时间序列具有自相关性，最佳滞后时长为2个月。3）河北省XCO2浓度在空间上显著正相关。整体呈西北浓度低、东南浓度高的空间分布格局，在冀南、冀中、冀北分别形成了聚集性的高值区域。4）地理、植被、气象对XCO2浓度具有显著的负影响作用，数字高程模型（DEM）、归一化植被指数（NDVI）、降水三变量组合和降水、DEM双变量组合可以较好地解释XCO2浓度。通过增加植被覆盖、降水可抑制大气CO2浓度。研究结果可为河北省制定碳减排措施提供科学参考。
二氧化碳（CO2）是引起温室效应的主要气体，卫星遥感为监测CO2提供了新的技术手段。基于二氧化碳柱平均干空气混合比（XCO2）浓度数据，结合自回归模型、空间自相关、冷热点分析等数理统计方法，分析了河北省XCO2浓度时空演变特征，并采用皮尔逊相关系数、地理加权回归分析了自然和人类活动对XCO2浓度的驱动作用。结果表明：1）河北省XCO2浓度呈周期变化，4月达到峰值，8月达到谷值。在年内具有冬春季高、夏秋季低的明显季节特征。2）河北省XCO2浓度时间序列具有自相关性，最佳滞后时长为2个月。3）河北省XCO2浓度在空间上显著正相关。整体呈西北浓度低、东南浓度高的空间分布格局，在冀南、冀中、冀北分别形成了聚集性的高值区域。4）地理、植被、气象对XCO2浓度具有显著的负影响作用，数字高程模型（DEM）、归一化植被指数（NDVI）、降水三变量组合和降水、DEM双变量组合可以较好地解释XCO2浓度。通过增加植被覆盖、降水可抑制大气CO2浓度。研究结果可为河北省制定碳减排措施提供科学参考。
2023, 41(10): 37-44.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310006
摘要:
二氧化碳（CO2）的持续增加会加剧温室效应，从而影响人们的正常生活。目前，常见的CO2监测设备体积大且价格高。因此，基于非分散红外（non-dispersive infrared，NDIR）光学吸收原理的传感器，设计了一种便携式CO2监测设备。考虑到现场监测时，传感器容易受到相对湿度（relative humidity，RH）的影响。因此，研究了RH对传感器响应的影响，了解传感器在不同RH下的响应特征；并通过浓度和湿度变化的回归方程拟合，得到R2>0.94的二次函数校准公式。通过连续的室外监测与标准参比仪器进行对比发现，校准后的数据与标准参比仪器之间有更好的相关性，R2从校准前的0.62~0.73提高至0.83~0.97。为进一步提高数据的准确性，将传感器进行集群分析，这种方法能够极大程度上削弱因传感器个体差异造成的误差。通过多个传感器数据组合分析发现，平均相对偏差随传感器数量增加而减小，最小平均相对偏差仅为1.4%。
二氧化碳（CO2）的持续增加会加剧温室效应，从而影响人们的正常生活。目前，常见的CO2监测设备体积大且价格高。因此，基于非分散红外（non-dispersive infrared，NDIR）光学吸收原理的传感器，设计了一种便携式CO2监测设备。考虑到现场监测时，传感器容易受到相对湿度（relative humidity，RH）的影响。因此，研究了RH对传感器响应的影响，了解传感器在不同RH下的响应特征；并通过浓度和湿度变化的回归方程拟合，得到R2>0.94的二次函数校准公式。通过连续的室外监测与标准参比仪器进行对比发现，校准后的数据与标准参比仪器之间有更好的相关性，R2从校准前的0.62~0.73提高至0.83~0.97。为进一步提高数据的准确性，将传感器进行集群分析，这种方法能够极大程度上削弱因传感器个体差异造成的误差。通过多个传感器数据组合分析发现，平均相对偏差随传感器数量增加而减小，最小平均相对偏差仅为1.4%。
2023, 41(10): 45-50,68.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310007
摘要:
在自然水体水-气界面二氧化碳（CO2）通量的测定中常用的CO2检测仪器是基于长光路红外吸收法，仪器质量和体积偏大且价格高昂。为了降低研究成本，减小检测设备的质量和体积，将1种基于非分散红外（non-dispersive infrared，NDIR）原理的CO2传感器部署在通量箱中，搭建了1套低成本CO2检测仪器，并与原位检测对比实验。结果表明：低成本CO2检测仪的CO2体积分数检测结果相比参比仪器展现出良好的相关性（R2=0.86），低成本检测仪的相对偏差范围在-1.45%~0.92%。根据低成本检测仪检测结果计算出各检测点位的CO2通量在7.76~15.93 mmol/（m2·d），其变化规律与参比仪器的结果一致。环境相对湿度和传感器自身的电压漂移是CO2通量检测偏差的主要来源，可通过湿度修正和增加通量箱内CO2传感器数量的方法来降低这两者的干扰。低成本检测仪在测定水库CO2通量方面有良好的应用前景。
在自然水体水-气界面二氧化碳（CO2）通量的测定中常用的CO2检测仪器是基于长光路红外吸收法，仪器质量和体积偏大且价格高昂。为了降低研究成本，减小检测设备的质量和体积，将1种基于非分散红外（non-dispersive infrared，NDIR）原理的CO2传感器部署在通量箱中，搭建了1套低成本CO2检测仪器，并与原位检测对比实验。结果表明：低成本CO2检测仪的CO2体积分数检测结果相比参比仪器展现出良好的相关性（R2=0.86），低成本检测仪的相对偏差范围在-1.45%~0.92%。根据低成本检测仪检测结果计算出各检测点位的CO2通量在7.76~15.93 mmol/（m2·d），其变化规律与参比仪器的结果一致。环境相对湿度和传感器自身的电压漂移是CO2通量检测偏差的主要来源，可通过湿度修正和增加通量箱内CO2传感器数量的方法来降低这两者的干扰。低成本检测仪在测定水库CO2通量方面有良好的应用前景。
2023, 41(10): 51-60.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310008
摘要:
污水处理设施作为城市建设重要的基础设施，同时也是温室气体排放的重要来源。然而，污水处理行业面临的温室气体排放“数据不准、来源不清”的问题，使得其减污降碳协同增效工作推进受阻。针对此问题，需利用监测手段获取现场数据，从而修正与辅助目前的温室气体减排工作，助力污水处理行业实现绿色转型。在对目前国内外污水处理厂温室气体排放监测的相关研究进行归纳的基础上，总结了监测方法体系，并从工艺自身特征角度分析了现有监测数据、识别了污水处理过程中温室气体排放的主要影响因素。同时，为进一步开展污水处理行业温室气体监测研究和方法标准化提供了参考与借鉴。
污水处理设施作为城市建设重要的基础设施，同时也是温室气体排放的重要来源。然而，污水处理行业面临的温室气体排放“数据不准、来源不清”的问题，使得其减污降碳协同增效工作推进受阻。针对此问题，需利用监测手段获取现场数据，从而修正与辅助目前的温室气体减排工作，助力污水处理行业实现绿色转型。在对目前国内外污水处理厂温室气体排放监测的相关研究进行归纳的基础上，总结了监测方法体系，并从工艺自身特征角度分析了现有监测数据、识别了污水处理过程中温室气体排放的主要影响因素。同时，为进一步开展污水处理行业温室气体监测研究和方法标准化提供了参考与借鉴。
2023, 41(10): 61-68.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310009
摘要:
CO2海底地质封存可以实现大量的CO2与大气长时间的隔离，对于沿海工业发达地区碳中和的实现至关重要。尽管泄漏的可能性极其微小，开展海底地质封存CO2泄漏监测对于该人工碳汇的评价和应用仍是必须且必要的。简要介绍了国外较为熟知的模拟泄漏试验：QICS、ETI-MMV和STEMM-CCS，梳理了试验中验证的系列技术方法。目前我国在海底地质封存泄漏监测研究方面处于起步阶段。针对CO2海底地质封存的典型应用场景，分析了泄漏监测技术的发展现状，并阐述了泄漏监测策略：建立坚实的海洋环境基线，开展风险评估并针对特定地点制定海洋监测计划。研究认为，海底地质封存CO2泄漏监测需要研发可以实现长期低成本实时监测和精准评价的多层次监测技术，应在明晰泄漏风险点变化机制的基础上，结合海洋环境基线调查，建立和完善系统的智能监测预警及处置体系。
CO2海底地质封存可以实现大量的CO2与大气长时间的隔离，对于沿海工业发达地区碳中和的实现至关重要。尽管泄漏的可能性极其微小，开展海底地质封存CO2泄漏监测对于该人工碳汇的评价和应用仍是必须且必要的。简要介绍了国外较为熟知的模拟泄漏试验：QICS、ETI-MMV和STEMM-CCS，梳理了试验中验证的系列技术方法。目前我国在海底地质封存泄漏监测研究方面处于起步阶段。针对CO2海底地质封存的典型应用场景，分析了泄漏监测技术的发展现状，并阐述了泄漏监测策略：建立坚实的海洋环境基线，开展风险评估并针对特定地点制定海洋监测计划。研究认为，海底地质封存CO2泄漏监测需要研发可以实现长期低成本实时监测和精准评价的多层次监测技术，应在明晰泄漏风险点变化机制的基础上，结合海洋环境基线调查，建立和完善系统的智能监测预警及处置体系。
2023, 41(10): 69-81.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310010
摘要:
CO2泄漏是威胁CCUS地质封存项目长期安全运行的主要因素，有效的安全监测体系是开展项目风险管理、决策制定的基础。CO2主要通过井筒、盖层、断层或裂缝3种途径泄漏，不同途径泄漏特征存在一定差异，监测手段也有所不同。基于原理、优劣势、发展趋势等多方面梳理了CO2环境监测、安全监测及运移监测3类监测方法，涵盖大气、近地表、浅部地层、地表形变、地层形变、地应力、井筒完整性、井筒腐蚀、CO2地下运移等监测技术；概述了国内外典型项目监测技术的发展情况，为我国未来开展碳封存工程提供参考和借鉴。现有监测方法众多，单一监测技术难以满足工程需求，高精度原位在线环境监测、组合式协同智能安全监测、长期性连续动态运移监测将有望成为未来研究的重点。建议在高精度、低成本、可实时监测的基础上，构建集“空间层位、安全运移”为一体的监测体系。
CO2泄漏是威胁CCUS地质封存项目长期安全运行的主要因素，有效的安全监测体系是开展项目风险管理、决策制定的基础。CO2主要通过井筒、盖层、断层或裂缝3种途径泄漏，不同途径泄漏特征存在一定差异，监测手段也有所不同。基于原理、优劣势、发展趋势等多方面梳理了CO2环境监测、安全监测及运移监测3类监测方法，涵盖大气、近地表、浅部地层、地表形变、地层形变、地应力、井筒完整性、井筒腐蚀、CO2地下运移等监测技术；概述了国内外典型项目监测技术的发展情况，为我国未来开展碳封存工程提供参考和借鉴。现有监测方法众多，单一监测技术难以满足工程需求，高精度原位在线环境监测、组合式协同智能安全监测、长期性连续动态运移监测将有望成为未来研究的重点。建议在高精度、低成本、可实时监测的基础上，构建集“空间层位、安全运移”为一体的监测体系。
2023, 41(10): 82-90.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310011
摘要:
N2O作为第三大人为排放温室气体，可造成臭氧层破坏并加剧气候变暖，是化工生产中的污染物之一。己二酸和硝酸生产过程中排放了大量N2O，一直被认为是化学工业中N2O的主要排放源。然而在化工领域内，N2O的排放并不仅限于硝酸和己二酸生产过程，因其他化工生产中N2O排放浓度低，没有明确排放标准和监测方法等问题，N2O排放一直被有所忽视。通过系统阐明化工生产流程中已明确存在的N2O排放及N2O产生机制，拓展讨论了化工行业中尚未被关注的N2O排放问题。通过总结生产工艺的N2O排放原因和N2O生成机制，推测了其他可能存在N2O排放的化工工艺流程。此外，还介绍了工业上已采用的N2O减排技术及其存在的问题，结合不同减排技术特点，分析说明工业实践中N2O减排效果和当前的发展的困境，给出了N2O减排技术未来研究的重点，以期为人类生产活动中N2O有效控制和减排工作目标提供参考依据和实践方向。
N2O作为第三大人为排放温室气体，可造成臭氧层破坏并加剧气候变暖，是化工生产中的污染物之一。己二酸和硝酸生产过程中排放了大量N2O，一直被认为是化学工业中N2O的主要排放源。然而在化工领域内，N2O的排放并不仅限于硝酸和己二酸生产过程，因其他化工生产中N2O排放浓度低，没有明确排放标准和监测方法等问题，N2O排放一直被有所忽视。通过系统阐明化工生产流程中已明确存在的N2O排放及N2O产生机制，拓展讨论了化工行业中尚未被关注的N2O排放问题。通过总结生产工艺的N2O排放原因和N2O生成机制，推测了其他可能存在N2O排放的化工工艺流程。此外，还介绍了工业上已采用的N2O减排技术及其存在的问题，结合不同减排技术特点，分析说明工业实践中N2O减排效果和当前的发展的困境，给出了N2O减排技术未来研究的重点，以期为人类生产活动中N2O有效控制和减排工作目标提供参考依据和实践方向。
2023, 41(10): 91-98,162.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310012
摘要:
渣土利用已成为盾构绿色施工的关键措施之一，为进一步量化隧道盾构渣土资源化利用的碳减排潜力，通过构建隧道盾构渣土经改良后进行路基填筑的全过程碳排放估算方法，利用季华路西延线过顺德水道隧道工程实际工程数据，对比分析了渣土再利用与常规堆填处理的碳排放差异，并对渣土利用全过程碳排放进行了敏感性分析。结果表明：渣土利用碳排放主要发生在渣土改良运输阶段，常规填埋处理主要应用于产生阶段；顺德水道过江隧道工程的总排渣量约为65029 m3，其中可用来进行渣土改良的排渣量为53162 m3，若全部进行填埋处理，则全生命周期的CO2排放量约为1.84×106 kg CO2eq，占用11058 m2的填埋场地；经3%石灰+3%脱硫石膏改良后的渣土CBR值可达到141.4，回弹模量为198.8 MPa，全过程产生的CO2比渣土常规处理产生的CO2增加了8.89×105 kg CO2eq；经3%电石渣+6%粉煤灰改良后的渣土CBR值可达到89.06、回弹模量为158.9 MPa，全过程产生的CO2比渣土常规处理产生的CO2减少了6.44×105 kg CO2eq。
渣土利用已成为盾构绿色施工的关键措施之一，为进一步量化隧道盾构渣土资源化利用的碳减排潜力，通过构建隧道盾构渣土经改良后进行路基填筑的全过程碳排放估算方法，利用季华路西延线过顺德水道隧道工程实际工程数据，对比分析了渣土再利用与常规堆填处理的碳排放差异，并对渣土利用全过程碳排放进行了敏感性分析。结果表明：渣土利用碳排放主要发生在渣土改良运输阶段，常规填埋处理主要应用于产生阶段；顺德水道过江隧道工程的总排渣量约为65029 m3，其中可用来进行渣土改良的排渣量为53162 m3，若全部进行填埋处理，则全生命周期的CO2排放量约为1.84×106 kg CO2eq，占用11058 m2的填埋场地；经3%石灰+3%脱硫石膏改良后的渣土CBR值可达到141.4，回弹模量为198.8 MPa，全过程产生的CO2比渣土常规处理产生的CO2增加了8.89×105 kg CO2eq；经3%电石渣+6%粉煤灰改良后的渣土CBR值可达到89.06、回弹模量为158.9 MPa，全过程产生的CO2比渣土常规处理产生的CO2减少了6.44×105 kg CO2eq。
2023, 41(10): 99-107,172.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310013
摘要:
为提供黄土隧道施工阶段碳排放数据，寻求黄土隧道碳减排路径，助力实现黄土隧道低碳建设，开展黄土隧道施工阶段碳排放计算与分析意义重大。以SJ黄土隧道为研究对象，采用生命周期评价理论计算施工阶段碳排放，从碳排放源、时间和空间3个层面分析并总结了黄土隧道施工阶段碳排放特点，提出了黄土隧道施工阶段碳减排建议。结果表明：1） SJ黄土隧道施工阶段碳排放为267.69万t，碳排放强度为60.16 t CO2eq/m；2）材料生产与加工阶段碳排放最高，水泥和钢筋是黄土隧道关键碳排放源，二次衬砌、围岩支护、临时支护是施工阶段碳排放排前3的分部工程；3）黄土隧道碳排放强度高于岩石隧道，两种隧道材料能源、分部工程的碳排放分布情况类似。
为提供黄土隧道施工阶段碳排放数据，寻求黄土隧道碳减排路径，助力实现黄土隧道低碳建设，开展黄土隧道施工阶段碳排放计算与分析意义重大。以SJ黄土隧道为研究对象，采用生命周期评价理论计算施工阶段碳排放，从碳排放源、时间和空间3个层面分析并总结了黄土隧道施工阶段碳排放特点，提出了黄土隧道施工阶段碳减排建议。结果表明：1） SJ黄土隧道施工阶段碳排放为267.69万t，碳排放强度为60.16 t CO2eq/m；2）材料生产与加工阶段碳排放最高，水泥和钢筋是黄土隧道关键碳排放源，二次衬砌、围岩支护、临时支护是施工阶段碳排放排前3的分部工程；3）黄土隧道碳排放强度高于岩石隧道，两种隧道材料能源、分部工程的碳排放分布情况类似。
2023, 41(10): 108-116.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310014
摘要:
以山东省建筑业为研究对象，通过对数平均迪氏指数分解（LMDI）模型分析碳排放相关影响因素，构建系统动力学模型，通过调控GDP增长率、建材占比和碳交易政策因素，预测4种情景对碳排放的影响。结果表明：1）经济收益效应和间接碳排放强度是影响山东省建筑业碳排放的主要驱动因素；2）单一政策仿真情景下，山东省建筑业碳排放总量增长趋势逐年变缓，相比经济增速和碳交易政策调整，建材结构改善的减排贡献度更高；3）在综合调控方案下，2030年的山东省建筑业碳排放强度相比2006年下降64.34%，可达到国家2030年碳排放强度下降60%的目标。
以山东省建筑业为研究对象，通过对数平均迪氏指数分解（LMDI）模型分析碳排放相关影响因素，构建系统动力学模型，通过调控GDP增长率、建材占比和碳交易政策因素，预测4种情景对碳排放的影响。结果表明：1）经济收益效应和间接碳排放强度是影响山东省建筑业碳排放的主要驱动因素；2）单一政策仿真情景下，山东省建筑业碳排放总量增长趋势逐年变缓，相比经济增速和碳交易政策调整，建材结构改善的减排贡献度更高；3）在综合调控方案下，2030年的山东省建筑业碳排放强度相比2006年下降64.34%，可达到国家2030年碳排放强度下降60%的目标。
2023, 41(10): 117-123.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310015
摘要:
为发挥高校在碳中和行动中的先导作用，率先实现校园碳中和，基于能源监控中心数据，测算2017—2021年江西某高校建筑运行阶段碳排放，构建校园建筑运行碳排放STIRPAT模型，结合情景分析法设定基准、低碳和超低碳3种发展情景，预测2022—2035年校园建筑运行碳排放的变化趋势，并提出针对性的减碳建议。结果表明：校园建筑碳排放呈现显著的季节性特征，宿舍碳排放是校园建筑运营阶段碳排放的主要来源，以功能性碳排放为主；能源结构和能耗强度对碳排放的影响较大，用能人数和建筑面积的影响相对较小；在低碳情景下和超低碳情景下，均能在2030年前实现碳达峰。
为发挥高校在碳中和行动中的先导作用，率先实现校园碳中和，基于能源监控中心数据，测算2017—2021年江西某高校建筑运行阶段碳排放，构建校园建筑运行碳排放STIRPAT模型，结合情景分析法设定基准、低碳和超低碳3种发展情景，预测2022—2035年校园建筑运行碳排放的变化趋势，并提出针对性的减碳建议。结果表明：校园建筑碳排放呈现显著的季节性特征，宿舍碳排放是校园建筑运营阶段碳排放的主要来源，以功能性碳排放为主；能源结构和能耗强度对碳排放的影响较大，用能人数和建筑面积的影响相对较小；在低碳情景下和超低碳情景下，均能在2030年前实现碳达峰。
2023, 41(10): 124-132.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310016
摘要:
针对交通运输业碳排放数据序列的波动性和非线性问题，采用一种融合变分模态分解（VMD）、麻雀搜索算法（SSA）和最小二乘支持向量机（LSSVM）的组合预测模型，以更精准地对交通运输业碳排放量进行预测。首先，利用VMD方法将原始碳排放数据序列分解为多个复杂度低、平稳的模态分量和一个残差项，以降低碳排放数据序列的波动性和非线性；其次，对各分解模块建立LSSVM模型，并利用SSA对LSSVM模型参数进行寻优；最后，将各模块预测结果进行集成叠加，获得最终的碳排放预测结果。对我国交通运输业1990—2019年碳排放数据进行计算，以此对模型进行验证，并与多种模型进行比较。结果表明：VMD-SSA-LSSVM模型的均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差、可决系数、Nash系数分别为628万t、574万t、0.73%、0.998、0.996，均优于其他模型，表明该模型能够有效提高预测精度。
针对交通运输业碳排放数据序列的波动性和非线性问题，采用一种融合变分模态分解（VMD）、麻雀搜索算法（SSA）和最小二乘支持向量机（LSSVM）的组合预测模型，以更精准地对交通运输业碳排放量进行预测。首先，利用VMD方法将原始碳排放数据序列分解为多个复杂度低、平稳的模态分量和一个残差项，以降低碳排放数据序列的波动性和非线性；其次，对各分解模块建立LSSVM模型，并利用SSA对LSSVM模型参数进行寻优；最后，将各模块预测结果进行集成叠加，获得最终的碳排放预测结果。对我国交通运输业1990—2019年碳排放数据进行计算，以此对模型进行验证，并与多种模型进行比较。结果表明：VMD-SSA-LSSVM模型的均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差、可决系数、Nash系数分别为628万t、574万t、0.73%、0.998、0.996，均优于其他模型，表明该模型能够有效提高预测精度。
2023, 41(10): 133-140.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310017
摘要:
城市轨道交通工程在建设和运营过程中需要消耗大量的能源，同时会产生大量的固体废弃物和二氧化碳，其碳减排工作刻不容缓。基于国内外城市轨道交通工程碳排放研究成果，将经济、技术、制度作为影响城市轨道交通工程碳排放的3大主要因素。选取城轨交通固定资产投资额、低碳技术成熟度、环境规制强度等12个因素作为显变量指标，在此基础上设计调查问卷进行调研。利用偏最小二乘法结构方程模型分析城市轨道交通工程碳排放各个影响因素的作用路径和效用。研究发现，经济制度以及技术因素对城市轨道交通工程碳排放影响均较大（0.433，0.317，0.224），因此城市轨道交通工程的碳解锁需要经济制度经济因素的共同参与。且经济因素对制度和技术的影响很大（0.748，0.514），故可以重点加大对经济要素的投入，从而实现城市轨道交通工程的碳减排工作。同时提出了对策建议，对于城市轨道交通节能减排具有重要的参考价值。
城市轨道交通工程在建设和运营过程中需要消耗大量的能源，同时会产生大量的固体废弃物和二氧化碳，其碳减排工作刻不容缓。基于国内外城市轨道交通工程碳排放研究成果，将经济、技术、制度作为影响城市轨道交通工程碳排放的3大主要因素。选取城轨交通固定资产投资额、低碳技术成熟度、环境规制强度等12个因素作为显变量指标，在此基础上设计调查问卷进行调研。利用偏最小二乘法结构方程模型分析城市轨道交通工程碳排放各个影响因素的作用路径和效用。研究发现，经济制度以及技术因素对城市轨道交通工程碳排放影响均较大（0.433，0.317，0.224），因此城市轨道交通工程的碳解锁需要经济制度经济因素的共同参与。且经济因素对制度和技术的影响很大（0.748，0.514），故可以重点加大对经济要素的投入，从而实现城市轨道交通工程的碳减排工作。同时提出了对策建议，对于城市轨道交通节能减排具有重要的参考价值。
2023, 41(10): 141-149.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310018
摘要:
针对工业碳排放系统的总量预测问题，建立基于套索回归（LASSO）、灰狼优化算法（GWO）和核极限学习机（KELM）相结合的模型提高碳排放量预测精度。首先根据IPCC公式法与电热分摊法核算2000—2020年工业直接与间接碳排放量，运用STIRPAT模型选取国内生产总值、能源结构、固定资产投资等指标；然后通过灰色关联分析、LASSO回归模型筛选出7个显著影响因素；再接着对工业碳排放系统的参数数据进行预处理并输入至KELM模型，使用GWO算法优化KELM正则化系数（C）和核函数参数（γ）；最后将预测结果集成汇总，并对比分析LASSO-GWO-KELM、LASSO-SSA-KELM、LASSO-SFO-KELM、LASSO-KELM和LASSO-ELM预测结果。结果显示：LASSO-GWO-KELM模型预测值与实际值拟合，其均方误差、平均绝对误差、均方根误差、平均绝对百分比误差分别为0.02%、1.09%、1.33%和1.17%，均优于其他模型，证明该模型能够更为准确地预测工业碳排放量，为我国尽早实现“双碳”目标提供参考。
针对工业碳排放系统的总量预测问题，建立基于套索回归（LASSO）、灰狼优化算法（GWO）和核极限学习机（KELM）相结合的模型提高碳排放量预测精度。首先根据IPCC公式法与电热分摊法核算2000—2020年工业直接与间接碳排放量，运用STIRPAT模型选取国内生产总值、能源结构、固定资产投资等指标；然后通过灰色关联分析、LASSO回归模型筛选出7个显著影响因素；再接着对工业碳排放系统的参数数据进行预处理并输入至KELM模型，使用GWO算法优化KELM正则化系数（C）和核函数参数（γ）；最后将预测结果集成汇总，并对比分析LASSO-GWO-KELM、LASSO-SSA-KELM、LASSO-SFO-KELM、LASSO-KELM和LASSO-ELM预测结果。结果显示：LASSO-GWO-KELM模型预测值与实际值拟合，其均方误差、平均绝对误差、均方根误差、平均绝对百分比误差分别为0.02%、1.09%、1.33%和1.17%，均优于其他模型，证明该模型能够更为准确地预测工业碳排放量，为我国尽早实现“双碳”目标提供参考。
2023, 41(10): 150-162.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310019
摘要:
基于2000—2020年中国制造业的数据，构建二维脱钩模型测度经济增长与碳排放的脱钩状况，并运用脱钩努力模型探究脱钩的驱动机制。结果显示：1）26个行业碳排放总量从2000年的176.09×107 t增长至2020年的639.21×107 t，21年间增长了3.63倍。2）26个行业共现18种二维脱钩状态，强脱钩次数占比从“十五”后半期的15.38%上升到“十三五”的40.77%，脱钩状态逐渐改善，但仍存在较大脱钩空间。3）劳动密集型行业更容易实现低经济水平-强脱钩，资本密集型行业更容易实现中经济水平-弱脱钩，技术密集型行业更容易实现低经济水平-弱脱钩。4）能源强度和产业结构的脱钩努力指数均值分别达0.686和0.031，成为推动制造业碳脱钩的关键，而能源结构的脱钩努力指数均值为-0.147，阻碍了碳脱钩进程。5）劳动密集型行业做出的脱钩努力最大，资本密集型行业次之，技术密集型行业最小。
基于2000—2020年中国制造业的数据，构建二维脱钩模型测度经济增长与碳排放的脱钩状况，并运用脱钩努力模型探究脱钩的驱动机制。结果显示：1）26个行业碳排放总量从2000年的176.09×107 t增长至2020年的639.21×107 t，21年间增长了3.63倍。2）26个行业共现18种二维脱钩状态，强脱钩次数占比从“十五”后半期的15.38%上升到“十三五”的40.77%，脱钩状态逐渐改善，但仍存在较大脱钩空间。3）劳动密集型行业更容易实现低经济水平-强脱钩，资本密集型行业更容易实现中经济水平-弱脱钩，技术密集型行业更容易实现低经济水平-弱脱钩。4）能源强度和产业结构的脱钩努力指数均值分别达0.686和0.031，成为推动制造业碳脱钩的关键，而能源结构的脱钩努力指数均值为-0.147，阻碍了碳脱钩进程。5）劳动密集型行业做出的脱钩努力最大，资本密集型行业次之，技术密集型行业最小。
2023, 41(10): 163-172.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310020
摘要:
城市扩张、土地利用变化引起流域生境及其碳储量改变，为探明土地利用更替对碳储量造成的影响，以鄱阳湖流域为研究区域，应用InVEST和PLUS模型甄别鄱阳湖流域土地利用及碳储量时空分布特征，探索自然发展、城市建设和生态保护情景下流域碳储量时空演变及响应机制。结果表明：2000—2020年鄱阳湖流域水域、建设用地均呈扩张趋势，而土地碳储量持续下降；在自然发展和城镇发展情景下，林地、草地和未利用地数量均减少，在生态保护情景下，草地呈现减少而林地呈现扩张，在自然发展情景中耕地呈现扩张；较2020年，在自然发展、城镇发展和生态保护情景下的2030年碳储量，分别下降19万，149万和上升25万t，且土地利用分布与碳储量分布呈高度一致性。明确鄱阳湖流域土地利用及碳储量时空演变特征，预测其未来变化趋势，有利于流域土地利用可持续发展，为推进流域“双碳”目标实现提供参考。
城市扩张、土地利用变化引起流域生境及其碳储量改变，为探明土地利用更替对碳储量造成的影响，以鄱阳湖流域为研究区域，应用InVEST和PLUS模型甄别鄱阳湖流域土地利用及碳储量时空分布特征，探索自然发展、城市建设和生态保护情景下流域碳储量时空演变及响应机制。结果表明：2000—2020年鄱阳湖流域水域、建设用地均呈扩张趋势，而土地碳储量持续下降；在自然发展和城镇发展情景下，林地、草地和未利用地数量均减少，在生态保护情景下，草地呈现减少而林地呈现扩张，在自然发展情景中耕地呈现扩张；较2020年，在自然发展、城镇发展和生态保护情景下的2030年碳储量，分别下降19万，149万和上升25万t，且土地利用分布与碳储量分布呈高度一致性。明确鄱阳湖流域土地利用及碳储量时空演变特征，预测其未来变化趋势，有利于流域土地利用可持续发展，为推进流域“双碳”目标实现提供参考。
2023, 41(10): 173-184.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310021
摘要:
在“十四五”减污降碳协同增效的关键时期，污水处理系统面临着碳排放核算准确性、时效性低和缺少有效的分析评价工具的问题。基于苏州市2001—2020年城镇和工业污水处理厂不同工艺的污染物削减比例，加权建立了本地化碳排放因子和碳排放量的时序数据，并构建污水处理系统碳排放拓展Kaya恒等式因素分解模型，定量分析技术效应、能源效应、污水排放强度、产业结构、经济效应、城镇化率和人口规模7个因素对污水处理厂碳排放变化的影响。研究发现，苏州市2001—2020年污水处理系统碳排放量为4306.6082万t CO2eq，CO2为主要贡献者，碳排放因子为1.3687~1.9499 kg CO2eq/m3；降低污水处理工序的CO2排放和污泥处置工序的N2O排放是降碳工作的关键；经济和人口规模效应分别是城镇和工业污水处理厂碳排放增量促进的主要因素，技术效应是减量抑制的决定性因素。最后提出城镇污水处理厂碳排放降速、污水低耗能和污泥低N2O排放技术提升、推进全社会节水、科技创新促进产业升级等建议措施。
在“十四五”减污降碳协同增效的关键时期，污水处理系统面临着碳排放核算准确性、时效性低和缺少有效的分析评价工具的问题。基于苏州市2001—2020年城镇和工业污水处理厂不同工艺的污染物削减比例，加权建立了本地化碳排放因子和碳排放量的时序数据，并构建污水处理系统碳排放拓展Kaya恒等式因素分解模型，定量分析技术效应、能源效应、污水排放强度、产业结构、经济效应、城镇化率和人口规模7个因素对污水处理厂碳排放变化的影响。研究发现，苏州市2001—2020年污水处理系统碳排放量为4306.6082万t CO2eq，CO2为主要贡献者，碳排放因子为1.3687~1.9499 kg CO2eq/m3；降低污水处理工序的CO2排放和污泥处置工序的N2O排放是降碳工作的关键；经济和人口规模效应分别是城镇和工业污水处理厂碳排放增量促进的主要因素，技术效应是减量抑制的决定性因素。最后提出城镇污水处理厂碳排放降速、污水低耗能和污泥低N2O排放技术提升、推进全社会节水、科技创新促进产业升级等建议措施。
2023, 41(10): 185-194.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310022
摘要:
为研究干湿交替下植物单种（百慕大草）与混种（鹅掌柴和百慕大草）对土质覆盖层甲烷（CH4）减排的影响，设计3层土质覆盖层分别由机制砂尾料混合10%膨润土层、碎石层和粉砂层组成。一共开展4次干-湿交替试验，试验期间记录植物生长、土柱各层土体含水量及气压变化规律，监测各组分气体浓度。试验结果表明：填埋气对植物生长具有胁迫作用，可导致植物叶片枯萎、光合及蒸腾速率下降；混种组的CH4氧化能力强于单种组，单种的CH4去除率为混种组的69%~89%；混种组与单种组土体CH4氧化能力差值随着干湿交替次数增加而提高；4次干湿交替后，混种组与单种组CH4氧化能力均下降，分别为第1次干旱峰值的45%与34%；植物根系提高了土体的CH4氧化能力，根系区土体的CH4氧化能力大于根系区外土体。该研究揭示了干湿交替下植物组合方式对土质覆盖层CH4氧化的影响，研究结果为垃圾填埋场CH4减排提供理论参考。
为研究干湿交替下植物单种（百慕大草）与混种（鹅掌柴和百慕大草）对土质覆盖层甲烷（CH4）减排的影响，设计3层土质覆盖层分别由机制砂尾料混合10%膨润土层、碎石层和粉砂层组成。一共开展4次干-湿交替试验，试验期间记录植物生长、土柱各层土体含水量及气压变化规律，监测各组分气体浓度。试验结果表明：填埋气对植物生长具有胁迫作用，可导致植物叶片枯萎、光合及蒸腾速率下降；混种组的CH4氧化能力强于单种组，单种的CH4去除率为混种组的69%~89%；混种组与单种组土体CH4氧化能力差值随着干湿交替次数增加而提高；4次干湿交替后，混种组与单种组CH4氧化能力均下降，分别为第1次干旱峰值的45%与34%；植物根系提高了土体的CH4氧化能力，根系区土体的CH4氧化能力大于根系区外土体。该研究揭示了干湿交替下植物组合方式对土质覆盖层CH4氧化的影响，研究结果为垃圾填埋场CH4减排提供理论参考。
2023, 41(10): 195-203,244.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310023
摘要:
碳排放量变化情况影响中国“碳达峰”“碳中和”目标的实现，研究碳排放影响因素与碳排放的关系是重要环节。目前，国内外学者对碳排放影响因素进行了大量研究，涉及国家、区域，行业层面，碳排放影响因素具有空间、时间维度的复杂性，重要性随着空间、时间动态改变，识别方法具有不同的适用性，不断变化的碳排放影响因素对识别方法提出了更高要求。这些特点导致现有碳排放研究结果庞大复杂，缺少系统性梳理。因此，从识别内容和理论角度出发，对碳排放影响因素及识别方法变化历程进行全面分析，确定影响中国碳排放的主要因素，并提出未来研究趋势与方向，为进一步开展因素研究提供参考。
碳排放量变化情况影响中国“碳达峰”“碳中和”目标的实现，研究碳排放影响因素与碳排放的关系是重要环节。目前，国内外学者对碳排放影响因素进行了大量研究，涉及国家、区域，行业层面，碳排放影响因素具有空间、时间维度的复杂性，重要性随着空间、时间动态改变，识别方法具有不同的适用性，不断变化的碳排放影响因素对识别方法提出了更高要求。这些特点导致现有碳排放研究结果庞大复杂，缺少系统性梳理。因此，从识别内容和理论角度出发，对碳排放影响因素及识别方法变化历程进行全面分析，确定影响中国碳排放的主要因素，并提出未来研究趋势与方向，为进一步开展因素研究提供参考。
2023, 41(10): 204-212,222.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310024
摘要:
不断增加的城市能源消耗和CO2排放对区域减排政策构成了严峻挑战。基于2004—2020年的夜间灯光遥感模拟反演华北地区29个城市的碳排放数据，并采用空间自相关、空间Markov链从动态和静态方面对华北地区市域视角碳排放空间分布特征进行分析，以探讨城市间的聚集效应；同时为进一步明确碳排影响因素，基于时空地理加权回归模型，从经济、社会、环境和政策方面对影响城市碳排的相关因素进行定量识别，并探讨了其空间异质性，为差异化减排提供理论依据。结果表明：华北地区人均碳排放的增速在逐渐减小，同时城市间具有明显的聚集特征。各因素对不同时期的华北地区各城市碳排放的影响呈时空异质性，经济发展水平和产业结构是促进碳排放产生的强大推动力，政府政策对于碳排放的抑制作用最为明显，城镇化率和气候对碳排放的产生整体具有先促进后抑制的特征。
不断增加的城市能源消耗和CO2排放对区域减排政策构成了严峻挑战。基于2004—2020年的夜间灯光遥感模拟反演华北地区29个城市的碳排放数据，并采用空间自相关、空间Markov链从动态和静态方面对华北地区市域视角碳排放空间分布特征进行分析，以探讨城市间的聚集效应；同时为进一步明确碳排影响因素，基于时空地理加权回归模型，从经济、社会、环境和政策方面对影响城市碳排的相关因素进行定量识别，并探讨了其空间异质性，为差异化减排提供理论依据。结果表明：华北地区人均碳排放的增速在逐渐减小，同时城市间具有明显的聚集特征。各因素对不同时期的华北地区各城市碳排放的影响呈时空异质性，经济发展水平和产业结构是促进碳排放产生的强大推动力，政府政策对于碳排放的抑制作用最为明显，城镇化率和气候对碳排放的产生整体具有先促进后抑制的特征。
2023, 41(10): 213-222.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310025
摘要:
西部地区是“丝绸之路经济带”的重要节点，具有显著的交通运输地位和巨大的交通碳减排压力。深入研究西部地区的交通碳排放问题具有重要意义。首先，基于2000—2019年西部地区交通运输行业省级面板数据，使用“自上而下”法核算交通碳排放量，并运用GIS软件对其时空特征进行分析；其次，采用LMDI分解法对交通碳排放影响因素及作用进行探究；最后，构建Tapio脱钩模型，分析西部地区交通碳排放与交通运输行业经济发展的脱钩关系。结果表明：2000—2019年，西部地区交通碳排放总量呈上升趋势，增长了约4.6倍，而上升速度总体有所下降，交通碳排放量最高的省份逐渐向西南地区偏移，四川累计增加交通碳排放量位居西部地区首位，高达2414.85万t CO2。经济规模是促进西部地区交通碳排放增长的主导因素，对交通碳排放的累计贡献率为87.9%，碳排放因子对其贡献最小，累计贡献率仅为4.4%。单耗水平和运输强度对交通碳排放的影响具有异质性，产业结构对交通碳排放整体上起抑制作用。此外西部地区交通运输行业的整体发展方向趋向于低碳化，大多数省市的交通碳排放与交通运输行业经济发展之间经历了从扩张负脱钩到扩张连接，再到弱脱钩的趋势。基于此，建议制定差异化交通碳减排路径方案，重点防范资源型地区的高碳排倾向，加强对西部地区交通运输行业碳排放的定期监测和考评。
西部地区是“丝绸之路经济带”的重要节点，具有显著的交通运输地位和巨大的交通碳减排压力。深入研究西部地区的交通碳排放问题具有重要意义。首先，基于2000—2019年西部地区交通运输行业省级面板数据，使用“自上而下”法核算交通碳排放量，并运用GIS软件对其时空特征进行分析；其次，采用LMDI分解法对交通碳排放影响因素及作用进行探究；最后，构建Tapio脱钩模型，分析西部地区交通碳排放与交通运输行业经济发展的脱钩关系。结果表明：2000—2019年，西部地区交通碳排放总量呈上升趋势，增长了约4.6倍，而上升速度总体有所下降，交通碳排放量最高的省份逐渐向西南地区偏移，四川累计增加交通碳排放量位居西部地区首位，高达2414.85万t CO2。经济规模是促进西部地区交通碳排放增长的主导因素，对交通碳排放的累计贡献率为87.9%，碳排放因子对其贡献最小，累计贡献率仅为4.4%。单耗水平和运输强度对交通碳排放的影响具有异质性，产业结构对交通碳排放整体上起抑制作用。此外西部地区交通运输行业的整体发展方向趋向于低碳化，大多数省市的交通碳排放与交通运输行业经济发展之间经历了从扩张负脱钩到扩张连接，再到弱脱钩的趋势。基于此，建议制定差异化交通碳减排路径方案，重点防范资源型地区的高碳排倾向，加强对西部地区交通运输行业碳排放的定期监测和考评。
2023, 41(10): 223-229.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310026
摘要:
为科学评估中国省域碳中和能力，基于能源-经济-环境（3E）体系提出了中国省域碳中和能力评价指标体系和改进的TOPSIS方法，通过对我国30个一级行政区（西藏、香港、澳门、台湾除外）碳中和能力的分析评价，验证所提体系方法的有效性，为地方政府实现碳中和提供有益参考。结果表明：改进的TOPSIS方法可以有效评价一个地区的碳中和能力；经济对碳中和能力的影响强于能源和环境；根据碳中和能力强弱可分为优势突出省份、相对均衡省份和部分落后省份，其中优势突出省份以经济发达省份为主，部分落后省份以传统资源型省份为主，各类型省份的碳中和能力提升路径存在差异。
为科学评估中国省域碳中和能力，基于能源-经济-环境（3E）体系提出了中国省域碳中和能力评价指标体系和改进的TOPSIS方法，通过对我国30个一级行政区（西藏、香港、澳门、台湾除外）碳中和能力的分析评价，验证所提体系方法的有效性，为地方政府实现碳中和提供有益参考。结果表明：改进的TOPSIS方法可以有效评价一个地区的碳中和能力；经济对碳中和能力的影响强于能源和环境；根据碳中和能力强弱可分为优势突出省份、相对均衡省份和部分落后省份，其中优势突出省份以经济发达省份为主，部分落后省份以传统资源型省份为主，各类型省份的碳中和能力提升路径存在差异。
2023, 41(10): 230-244.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310027
摘要:
城市是全球温室气体排放的主要来源。由于城市生态系统的复杂性和人类活动的不确定性，不同城市之间的碳循环特征存在较大差异。目前城市碳通量监测方法主要包括“自下而上”和“自上而下”两种方式，然而对于其分析框架和监测方法的综述却鲜有报道。文章系统评述了城市碳循环影响因子以及碳通量观测和模拟方法，介绍了国内外典型城市碳监测网络，并指出了未来研究方向，包括发展高分辨的全球碳同化理论与技术，验证和推广不同城市下垫面的碳源/汇分布特征，溯源解析城市区域人为碳排放和自然碳源汇规律，开展城市复杂地表与大气之间的CO2交换机制及城市碳通量环境响应机理研究等。研究结果将增强对全球碳循环的认识，为我国实施“双碳”战略、应对气候谈判与碳盘点、服务碳中和评估提供科学支持。
城市是全球温室气体排放的主要来源。由于城市生态系统的复杂性和人类活动的不确定性，不同城市之间的碳循环特征存在较大差异。目前城市碳通量监测方法主要包括“自下而上”和“自上而下”两种方式，然而对于其分析框架和监测方法的综述却鲜有报道。文章系统评述了城市碳循环影响因子以及碳通量观测和模拟方法，介绍了国内外典型城市碳监测网络，并指出了未来研究方向，包括发展高分辨的全球碳同化理论与技术，验证和推广不同城市下垫面的碳源/汇分布特征，溯源解析城市区域人为碳排放和自然碳源汇规律，开展城市复杂地表与大气之间的CO2交换机制及城市碳通量环境响应机理研究等。研究结果将增强对全球碳循环的认识，为我国实施“双碳”战略、应对气候谈判与碳盘点、服务碳中和评估提供科学支持。
2023, 41(10): 245-252,259.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310028
摘要:
构建了1个基于贸易活动的区域间能源碳排放集群模型，用于评估区域间贸易对上海市碳排放的影响。结果表明：上海市是一个碳排放净进口城市，其省外中间使用所产生的碳排放影响大于省外中间投入和最终消费带来的碳排放影响。在上海市的省外中间使用产生的碳排放中，浙江、广东和江苏是贡献最多的省份。而在整体省外中间投入方面，山东、黑龙江、天津和内蒙古是最关键的省份。从行业角度来看，金属冶炼和轧制加工业部门，电力和热力的生产和供应部门分别是省外中间使用和省外中间投入中较为重要的行业。
构建了1个基于贸易活动的区域间能源碳排放集群模型，用于评估区域间贸易对上海市碳排放的影响。结果表明：上海市是一个碳排放净进口城市，其省外中间使用所产生的碳排放影响大于省外中间投入和最终消费带来的碳排放影响。在上海市的省外中间使用产生的碳排放中，浙江、广东和江苏是贡献最多的省份。而在整体省外中间投入方面，山东、黑龙江、天津和内蒙古是最关键的省份。从行业角度来看，金属冶炼和轧制加工业部门，电力和热力的生产和供应部门分别是省外中间使用和省外中间投入中较为重要的行业。
2023, 41(10): 253-259.
doi: 10.13205/j.hjgc.202310029
摘要:
生活垃圾处理处置单元是重要的温室气体（GHG）排放源，明确其排放变化趋势及特征，降低其GHG排放，对于缓解全球温室效应，助力我国实现“碳达峰”“碳中和”目标具有重要意义。以青岛市为例，采用IPCC清单模型分析了青岛市2010—2020年生活垃圾处理处置单元GHG排放情况。结果表明：青岛市垃圾处理处置单元GHG排放量从2010年的131.3万t CO2-eq增加到2016年的223.77万t CO2-eq，2020年GHG排放量下降为95.05万t CO2-eq；2019前填埋场CH4排放是最主要的温室气体排放源，2020年后则以焚烧厂CO2排放为主，随着焚烧比例的增加，2020年青岛市焚烧GHG排放占比达72.8%。推行生活垃圾分类，提高填埋气体（LFG）收集效率，强化覆盖层甲烷（CH4）氧化，转变生活垃圾处置方式（填埋转向焚烧），提高可回收垃圾回收率等是实现城市生活垃圾处理处置单元GHG减排的有效措施。
生活垃圾处理处置单元是重要的温室气体（GHG）排放源，明确其排放变化趋势及特征，降低其GHG排放，对于缓解全球温室效应，助力我国实现“碳达峰”“碳中和”目标具有重要意义。以青岛市为例，采用IPCC清单模型分析了青岛市2010—2020年生活垃圾处理处置单元GHG排放情况。结果表明：青岛市垃圾处理处置单元GHG排放量从2010年的131.3万t CO2-eq增加到2016年的223.77万t CO2-eq，2020年GHG排放量下降为95.05万t CO2-eq；2019前填埋场CH4排放是最主要的温室气体排放源，2020年后则以焚烧厂CO2排放为主，随着焚烧比例的增加，2020年青岛市焚烧GHG排放占比达72.8%。推行生活垃圾分类，提高填埋气体（LFG）收集效率，强化覆盖层甲烷（CH4）氧化，转变生活垃圾处置方式（填埋转向焚烧），提高可回收垃圾回收率等是实现城市生活垃圾处理处置单元GHG减排的有效措施。
