李茹茹, 趙華甫,2, 吳克寧,2, 李 樂(lè)

〔1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 北京100083； 2.國(guó)土資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100035； 3.山東省東營(yíng)市國(guó)土資源局土地綜合整治服務(wù)中心, 山東 東營(yíng) 257091〕

農(nóng)村土地整治項(xiàng)目CO2排放及減排政策下的情景模擬

李茹茹1, 趙華甫1,2, 吳克寧1,2, 李 樂(lè)3

〔1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 北京100083； 2.國(guó)土資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100035； 3.山東省東營(yíng)市國(guó)土資源局土地綜合整治服務(wù)中心, 山東 東營(yíng) 257091〕

[目的] 揭示農(nóng)村土地整治的CO2排放效應(yīng)，為土地整理的碳排放研究提供科學(xué)參考。 [方法] 在項(xiàng)目預(yù)算書(shū)編制的基礎(chǔ)上，采用IPCC清單法，估算農(nóng)村土地整治項(xiàng)目的CO2排放量，分析影響CO2排放的關(guān)鍵因子，模擬不同政策情景下農(nóng)村土地整治項(xiàng)目CO2排放的變化情況。 [結(jié)果] 項(xiàng)目的CO2排放總量約5.50×105t，灌溉與排水工程所占比例最大; 水泥是最主要的碳源，占總排放量的92.07%，碳源材料的CO2排放量直接取決于該類(lèi)材料的CO2排放系數(shù)及消耗量，間接取決于各單項(xiàng)工程的工程量和工程結(jié)構(gòu); 隨著相關(guān)節(jié)能減排政策力度的加大，減排量也會(huì)隨之增多。 [結(jié)論] 應(yīng)在土地整治規(guī)劃設(shè)計(jì)中貫徹綠色、低碳、環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，重視土地整治的生態(tài)效應(yīng)；加大對(duì)水泥、電力、鋼鐵等能源密集型行業(yè)的節(jié)能減排力度，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家減排政策。

土地整治; CO2排放; 減排政策; 情景模擬

氣候變化，特別是全球氣候變暖是當(dāng)今人類(lèi)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，是國(guó)際社會(huì)公認(rèn)的全球性環(huán)境問(wèn)題。政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)指出，當(dāng)前導(dǎo)致全球氣候變暖的主要原因是化石燃料的大量燃燒和非持久性的土地利用等人類(lèi)活動(dòng)[1-4]。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者對(duì)城市地區(qū)開(kāi)展了大量碳循環(huán)和碳排放研究，但農(nóng)村地區(qū)一直是研究的弱點(diǎn)，尤其是我國(guó)農(nóng)村的低碳環(huán)境建設(shè)尚未受到高度重視。土地整治是按照土地利用總體規(guī)劃的要求，對(duì)田、水、路、林綜合整治，以提高耕地質(zhì)量，增加有效耕地面積，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活條件和生態(tài)環(huán)境條件的過(guò)程[5-6]。它既可以通過(guò)調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)[7-9]、轉(zhuǎn)變耕作方式[10]、改變土壤結(jié)構(gòu)[11-13]等措施增加碳儲(chǔ)量，亦會(huì)在施工過(guò)程中由于原材料和機(jī)械的使用而產(chǎn)生大量溫室氣體[13-15]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)土地整治的碳排放研究尚不多見(jiàn)。魏鳳娟等[13]以能源消費(fèi)為視角，從具體的土地整治項(xiàng)目預(yù)算編制表出發(fā)，匯總得到CO2排放總量，進(jìn)而比較不同類(lèi)型土地整治工程的CO2排放強(qiáng)度，提出碳減排建議。郭曉輝等[16]以能源消費(fèi)和土地利用變化為視角，運(yùn)用碳排放清單法，明確土地整治中的碳源/匯作用，提出碳減排建議。按照《全國(guó)土地整治規(guī)劃(2011—2015年)》的要求，2015年我國(guó)將建成2.67×107hm2高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田，2020年力爭(zhēng)建成5.33×107hm2，在這期間，全國(guó)將大力開(kāi)展土地整治工作，使土地整治成為中國(guó)農(nóng)村碳排放的重要誘因。因此，本研究以河南省南水北調(diào)渠首及沿線(xiàn)土地整理重大項(xiàng)目Ⅱ片區(qū)封丘縣項(xiàng)目(簡(jiǎn)稱(chēng)項(xiàng)目)為例，在項(xiàng)目預(yù)算書(shū)編制的基礎(chǔ)上，通過(guò)匯總土地整治過(guò)程中碳源材料的使用情況來(lái)測(cè)算其CO2排放量，進(jìn)而依據(jù)國(guó)家相關(guān)節(jié)能減排政策及對(duì)項(xiàng)目CO2排放量的影響程度，篩選出關(guān)鍵減排因子，對(duì)不同情景下的土地整治CO2排放進(jìn)行模擬，提出土地整治碳減排建議，以期降低農(nóng)村碳排放量，維護(hù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來(lái)源

項(xiàng)目區(qū)位于河南省封丘縣東部，地理坐標(biāo)介于北緯34°55′37″—35°10′44″與東經(jīng)114°28′11″—114°40′50″。該項(xiàng)目自2012年開(kāi)始實(shí)施，總建設(shè)規(guī)模2.41×104hm2，共涉及9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)177個(gè)行政村。項(xiàng)目區(qū)地處黃河故道，地貌復(fù)雜，地勢(shì)由西南向東北傾斜，引黃灌溉非常便利；屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均降水量615.1 mm，無(wú)霜期214 d；土壤為發(fā)育于黃河沉積物上的潮土土類(lèi)，分為黃潮土、鹽化潮土2個(gè)亞類(lèi)；地下水埋藏淺，水循環(huán)快，水質(zhì)好，適合農(nóng)田灌溉。

由于投資不足、年久失修等原因，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施在數(shù)量和質(zhì)量上都不能滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件亟待改善。區(qū)內(nèi)溝渠多為20世紀(jì)60—70年代修建的，年久失修，支斗渠損毀嚴(yán)重，不能滿(mǎn)足灌排要求；大多數(shù)機(jī)井井深較淺，井管淤堵，存在出砂現(xiàn)象，而且未配套水泵及電力；田間路、生產(chǎn)路多為土路，路面較窄且高低不平，晴通雨阻，村與村搭界處道路連通性差，不便于機(jī)械耕作收割和田間管理；電力設(shè)施經(jīng)過(guò)農(nóng)電網(wǎng)改造，為居民生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了可靠的電力保證，隨著灌排設(shè)施的增加，電力機(jī)井的增多等，電力配套設(shè)施還需進(jìn)一步延伸、拓展。本項(xiàng)目工程內(nèi)容包括土地平整工程、灌溉與排水工程、田間道路工程、生態(tài)環(huán)境保持工程和其他工程五部分，建設(shè)期為1 a。共規(guī)劃土地平整5.70×105m3，機(jī)井3 766眼，渠道656 km，排水溝217 km，橋涵閘等水工建筑物2 579座，配電房526座，高壓線(xiàn)291 km，田間道路701 km，防護(hù)林25萬(wàn)株，標(biāo)志牌7 656座。

數(shù)據(jù)來(lái)源于項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、年度規(guī)劃設(shè)計(jì)報(bào)告、項(xiàng)目第4年度預(yù)算書(shū)、《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒2014年》、《河南統(tǒng)計(jì)年鑒2014年》等。

2 估算方法

按照《IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南2 006》，目前估算CO2排放量的方法主要包括實(shí)測(cè)法、質(zhì)量平衡法和碳排放系數(shù)法。實(shí)測(cè)法計(jì)算較準(zhǔn)確，但對(duì)試驗(yàn)條件、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集處理和分析要求較高，難以大范圍推廣；質(zhì)量平衡法成本較高，且對(duì)化學(xué)成分復(fù)雜的物質(zhì)分析時(shí)，活動(dòng)數(shù)據(jù)難以分類(lèi)監(jiān)測(cè)?？紤]到土地整治在施工過(guò)程中需要消耗大量的鋼鐵、水泥、化石燃料等碳源材料，估算數(shù)據(jù)計(jì)算量大、難度高，因此采用碳排放系數(shù)法。計(jì)算模型為：

式中：C——CO2排放量；wi——第i種材料的CO2排放系數(shù)；Qi——第i種材料的消耗量。

結(jié)合土地整治項(xiàng)目預(yù)算表中機(jī)械及材料消耗情況，選取鋼鐵、水泥、石料、電力、汽油、柴油等6種材料作為主要碳源材料。

為了客觀估算碳源材料的CO2排放量，以方便不同時(shí)期、地區(qū)研究結(jié)果的對(duì)比，論文依據(jù)《IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南2006年》推薦方法，選取2013年為標(biāo)準(zhǔn)年，通過(guò)查詢(xún)《河南統(tǒng)計(jì)年鑒2014》和《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒2014年》，計(jì)算項(xiàng)目區(qū)主要碳源材料的CO2排放系數(shù)(表1)。

通過(guò)與國(guó)內(nèi)外相關(guān)參考文獻(xiàn)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)本文中電力的CO2排放系數(shù)計(jì)算值略高于參考值，這主要是由于河南省是以煤炭為主的火力發(fā)電，火力發(fā)電供電量占總供電量的95%以上；其他碳源材料的CO2排放系數(shù)與參考值大多接近，表明計(jì)算結(jié)果較符合實(shí)際情況，具有一定的代表性。

表1 主要碳源材料CO2排放系數(shù)

注：電力的單位為kg/(kW.h)。

3 CO2排放估算與分析

3.1 CO2排放估算

土地整治是一個(gè)綜合復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括土地平整工程、灌溉與排水工程、田間道路工程、生態(tài)環(huán)境保持工程和其他工程5部分。

在土地整治施工過(guò)程中，CO2的排放主要來(lái)源于兩方面：為生產(chǎn)項(xiàng)目施工所需要的鋼鐵、水泥、石料等工業(yè)產(chǎn)品所產(chǎn)生的CO2以及在施工過(guò)程中由于機(jī)械運(yùn)作所消耗的電力、汽油、柴油等所產(chǎn)生的CO2[13]。

為方便估算土地整治過(guò)程中CO2的排放量，將土地整治項(xiàng)目作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，根據(jù)工程預(yù)算人工及主要材料用量匯總表，按照單項(xiàng)工程統(tǒng)一匯總以上6種碳源材料的消耗量，進(jìn)而利用計(jì)算模型得到土地整治項(xiàng)目的CO2排放量，模型計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表2—3。

表2 單項(xiàng)工程CO2排放量統(tǒng)計(jì)

注：生態(tài)環(huán)境保持工程無(wú)碳源材料消耗； CO2排放量為零。

3.2 估算結(jié)果分析

3.2.1 單項(xiàng)工程CO2排放量對(duì)比 從表2可以看出，本項(xiàng)目CO2排放量約5.50×105t，工程內(nèi)容包括土地平整工程、灌溉與排水工程、田間道路工程、生態(tài)環(huán)境保持工程和其他工程五部分。由于工程內(nèi)容不同，各單項(xiàng)工程對(duì)碳源材料的消耗情況存在差異，由此產(chǎn)生的CO2排放量也不相同。灌溉與排水工程的CO2排放量最大(70.61%)，其次為田間道路工程(29.00%)，土地平整工程(0.38%)和其他工程(0.01%)的CO2排放量較小，生態(tài)環(huán)境保持工程無(wú)CO2排放。灌溉與排水工程內(nèi)容復(fù)雜多樣，主要為修建鋼筋混凝土井管、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的橋涵閘等水工建筑物、混凝土硬化渠道、磚結(jié)構(gòu)變壓器房、高低壓線(xiàn)路等，其CO2排放主要來(lái)源于水泥和石料，二者產(chǎn)生的CO2排放占該單項(xiàng)工程CO2排放的96.23%，其中水泥占90.51%，石料占5.71%。田間道路工程內(nèi)容主要為修建混凝土路面的田間主道和泥結(jié)碎石路面的田間次道，其CO2排放主要來(lái)源于水泥和柴油，二者產(chǎn)生的CO2排放分別占該單項(xiàng)工程CO2排放的97.10%和2.26%。土地平整工程內(nèi)容主要為推土機(jī)推土和汽車(chē)裝卸土方，在施工過(guò)程中僅消耗柴油，所產(chǎn)生的CO2排放量很小，僅占CO2排放總量的0.38%。其他工程內(nèi)容主要為修建鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的標(biāo)志牌，其CO2排放主要來(lái)源于石料、水泥和鋼鐵，其中石料占47.52%，水泥占43.89%，鋼鐵占7.37%。生態(tài)環(huán)境保持工程內(nèi)容主要為人工種植農(nóng)田防護(hù)林，無(wú)碳源材料消耗，CO2排放量為零。

3.2.2 碳源材料CO2排放量對(duì)比 通過(guò)表3可以看出，在各碳源材料中水泥的CO2排放量所占比例最高(92.07%)，其次是石料(4.07%),柴油(1.51%)、電力(1.49%)、鋼鐵(0.76%)和汽油(0.10%)所占比例很小。碳源材料的CO2排放量不僅與CO2排放系數(shù)有關(guān)，還與消耗量有關(guān)。在土地整治項(xiàng)目工程內(nèi)容中，混凝土結(jié)構(gòu)的農(nóng)橋、農(nóng)涵、水閘等水工建筑物和混凝土道路需要消耗大量的水泥、石料(碎石、條石、塊石等)和鋼鐵(鋼筋、鍍鋅鋼管、扁鋼、角鋼、鋼模板等)

等碳源材料，這些材料在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的CO2排放。從表2可以看出，水泥的消耗量最大(約5.7×105t)，其次是石料(約3.2×105t)、鋼鐵(約1 663 t)，三者的CO2排放系數(shù)由大到小依次為：鋼鐵(2.542 0 t/t)>水泥(0.905 0 t/t)>石料(0.072 0 t/t)。水泥因消耗量大、CO2排放系數(shù)較高而成為最主要的碳源，其CO2排放量所占比例最高，達(dá)到總量的92.07%；石料的CO2排放系數(shù)最低，但由于消耗量比較大，使其成為土地整治項(xiàng)目中繼水泥后的第2大碳源，其CO2排放量所占比例為總量的4.07%；鋼鐵的CO2排放系數(shù)最高，約為水泥的2.8倍、石料的35倍，但由于消耗量最少，為水泥的0.29%，石料的0.53%，使其CO2排放量?jī)H占總量的0.76%。在施工過(guò)程中由于機(jī)械運(yùn)作所消耗的電力、柴油、汽油等產(chǎn)生的CO2排放量占總排放量的3.10%。河南省處于華中電網(wǎng)，以煤炭為主的火力發(fā)電量占到總發(fā)電量的95%以上，在項(xiàng)目施工過(guò)程中攪拌機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、照明等需要消耗大量電力，其產(chǎn)生的CO2排放量占到總排放量的1.49%。

柴油、汽油等燃料的消耗主要來(lái)源于推土機(jī)、汽車(chē)、起重機(jī)等施工機(jī)械的運(yùn)行，二者排放的CO2量占總排放量的1.61%。

表3 主要碳源材料CO2排放量統(tǒng)計(jì)

4 未來(lái)減排情景模擬

通過(guò)以上分析發(fā)現(xiàn)，碳源材料的CO2排放量主要受消耗量和CO2排放系數(shù)的影響，而其CO2排放系數(shù)歸根結(jié)底受?chē)?guó)家有關(guān)節(jié)能減排政策的約束和引導(dǎo)?？紤]到土地整治工程建設(shè)應(yīng)滿(mǎn)足其建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和功能要求，本文的情景模擬在假設(shè)碳源材料消耗量不變的前提下，根據(jù)國(guó)家“十二五”、“十三五”節(jié)能減排目標(biāo)，分析碳源材料CO2排放系數(shù)的變化對(duì)土地整治工程CO2排放的影響。以2013年為標(biāo)準(zhǔn)年，2015和2020年為目標(biāo)年，研究設(shè)定了3個(gè)發(fā)展情景：基準(zhǔn)情景、成長(zhǎng)情景、促進(jìn)情景，進(jìn)而探討在2015和2020年不同減排政策背景下土地整治項(xiàng)目的CO2排放變化情況。

4.1 減排因子分析

由于石料的CO2排放系數(shù)小，且目前國(guó)家并未提出該行業(yè)的節(jié)能減排目標(biāo)，使得產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造的可能性不大；雖然噸鋼的CO2排放量相對(duì)較高，但由于使用量少，對(duì)CO2排放總量影響小，因此本文確定水泥、電力、柴油、汽油作為該項(xiàng)目的關(guān)鍵減排因子。

4.1.1 水泥因子 高彩玲等[17]對(duì)1990—2010年河南省水泥生產(chǎn)過(guò)程CO2排放量進(jìn)行了估算，發(fā)現(xiàn)河南省水泥的CO2排放系數(shù)平均每年減少1.5%。工信部《關(guān)于水泥工業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)意見(jiàn)》明確提出，到“十二五”末(2015年)，水泥綜合能耗小于93 kg/t。根據(jù)《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒2014》計(jì)算得到，河南省2013年水泥綜合能耗為103 kg/t。假設(shè)2013—2015年河南省水泥行業(yè)能源消耗熱量的結(jié)構(gòu)比例不變，且2015年水泥綜合能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤)為93 kg/t，則在國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)的基本要求下2015年河南省水泥的CO2排放系數(shù)為0.817 0 t/t。按照《國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化規(guī)劃(2014—2020年)》的要求，2020年水泥行業(yè)CO2排放總量基本穩(wěn)定在“十二五”末的水平。根據(jù)《河南統(tǒng)計(jì)年鑒2014》，河南省2013年水泥產(chǎn)量為1.68×108t，假設(shè)按照目前水泥產(chǎn)量增長(zhǎng)趨勢(shì)不變，2015年河南省水泥產(chǎn)量達(dá)到1.86×108t，2020年達(dá)到2.44×108t。因此，在國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)的基本要求下2020年河南省水泥的CO2排放系數(shù)為0.622 0 t/t。

4.1.2 電力因子 河南省2013年火力發(fā)電量占到總發(fā)電量的95.4%。根據(jù)《河南統(tǒng)計(jì)年鑒2014》和《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒2014》計(jì)算得到，河南省2006—2013年，電力的CO2排放系數(shù)平均每年減少0.5%。按照《河南省2014—2015年節(jié)能減排低碳發(fā)展行動(dòng)方案》要求，到2015年，清潔能源發(fā)電量占總發(fā)電量的比例不低于7%。假設(shè)按照目前清潔能源代替比例增長(zhǎng)速度，到2020年河南省清潔能源發(fā)電量占總發(fā)電量的比例不低于13%。因此，計(jì)算得到2015年河南省電力CO2排放系數(shù)為0.960 5 kg/(kW·h)，2020年為0.898 5 kg/(kW·h)。

4.1.3 柴油、汽油因子 生物柴油、燃料乙醇等生物質(zhì)燃料與普通柴、汽油相比，具有碳排放量低、動(dòng)力充分、熱效率高、運(yùn)輸儲(chǔ)存安全的特點(diǎn)，可以在無(wú)需改動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的前提下與普通柴、汽油進(jìn)行混合，是一種理想的清潔能源。

按照我國(guó)生物質(zhì)能源替代石油的中長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)，到2015年，中國(guó)生物質(zhì)能源消費(fèi)量有望占到整個(gè)化石燃料消費(fèi)量的15%，到2020年，達(dá)到20%[18]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者[19]就生物質(zhì)燃料的碳排放量展開(kāi)了大量研究，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于化石燃料，生物柴油和燃料乙醇能顯著減少CO2排放量。OECD[20]估算發(fā)現(xiàn)利用大豆生產(chǎn)生物柴油可以減少58%的CO2排放，利用玉米生產(chǎn)燃料乙醇可以減少54%的CO2排放。目前河南省主要采用大豆油、菜籽油下腳料等生產(chǎn)生物柴油，利用玉米生產(chǎn)燃料乙醇，參考OECD研究成果計(jì)算對(duì)應(yīng)生物柴油和燃料乙醇的CO2排放系數(shù)分別為1.327 4和1.373 0 g/kg。

4.2 情景設(shè)置及分析

4.2.1 情景設(shè)置 根據(jù)上述分析，研究設(shè)置3種情景。

(1) 基準(zhǔn)情景。以過(guò)去的發(fā)展特點(diǎn)為基礎(chǔ)，模擬目標(biāo)年份，各減排因子按照經(jīng)濟(jì)慣性發(fā)展所設(shè)計(jì)的可能情景，即假設(shè)未來(lái)特定年份各減排因子所在行業(yè)在市場(chǎng)引導(dǎo)下正常發(fā)展，無(wú)重大技術(shù)創(chuàng)新和新工藝引入。設(shè)定基準(zhǔn)情景下水泥因子的CO2排放系數(shù)每年減少1.5%，即2015和2020年水泥因子的CO2排放系數(shù)分別為0.878 1和0.814 1 t/t ；電力因子的CO2排放系數(shù)每年減少0.5%，即2015年和2020年電力因子CO2排放系數(shù)分別為0.975 5和0.951 3 kg/(kW·h)；汽油、柴油無(wú)生物質(zhì)燃料代替。

(2) 成長(zhǎng)情景。以完成國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)為目的，模擬目標(biāo)年份，各減排因子按照各自行業(yè)的節(jié)能減排目標(biāo)所設(shè)計(jì)的可能情景。設(shè)定成長(zhǎng)情景下2015和2020年水泥因子的CO2排放系數(shù)分別為0.817 0和0.622 0 t/t，電力因子的CO2排放系數(shù)分別為0.960 5和0.898 5 kg/(kW·h)，柴油、汽油因子中生物質(zhì)燃料的代替比例分別為15%和20%。

(3) 促進(jìn)情景。加大各種節(jié)能減排技術(shù)的推廣力度，模擬目標(biāo)年份，各減排因子在達(dá)到國(guó)家節(jié)能減排要求的前提下超額完成20%所設(shè)計(jì)的可能情景。設(shè)定促進(jìn)情景下2015和2020年水泥因子的CO2排放系數(shù)分別為0.680 8和0.518 3 t/t，電力因子的CO2排放系數(shù)分別為0.800 4和0.748 8 kg/(kW·h)，柴油、汽油因子中生物質(zhì)燃料的代替比例分別為18%和24%。

4.2.2 情景分析 從表4可以看出，在相應(yīng)目標(biāo)年，促進(jìn)情景下的CO2排放量最少，其次為成長(zhǎng)情景和基準(zhǔn)情景；在不同節(jié)能減排政策的約束下，各情景2020年CO2排放量均少于2015年?；鶞?zhǔn)情景下，CO2排放量減少幅度較小，與標(biāo)準(zhǔn)年相比，2015年減少2.76%，2020年減少9.29%；成長(zhǎng)情景下，CO2排放量減少幅度明顯增加，與標(biāo)準(zhǔn)年相比，2015年減少9.13%，2020年減少29.11%，說(shuō)明在國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)的約束下土地整治項(xiàng)目的CO2排放量總體可以得到有效控制；促進(jìn)情景下，CO2排放量減少幅度進(jìn)一步提升，表明隨著相關(guān)節(jié)能減排政策力度的加大，減排量也會(huì)隨之減少。

比不同情景下各減排因子對(duì)CO2排放量的影響(表5)可以發(fā)現(xiàn)，水泥因子仍然對(duì)CO2減排量起著決定性作用，由它引起的減排量占總減排量的98%以上，而電力、汽油、柴油的影響卻比較微弱。這主要是由于在土地整治項(xiàng)目施工過(guò)程中需要消耗大量的水泥，且與其他因子相比水泥因子的減排潛力大，水泥行業(yè)在國(guó)家節(jié)能減排政策的要求下所承擔(dān)的責(zé)任也大于電力和生物質(zhì)燃料代替。因此，國(guó)家對(duì)水泥行業(yè)應(yīng)加大低碳、低能耗生產(chǎn)技術(shù)和工藝的推廣，加強(qiáng)行業(yè)節(jié)能減排目標(biāo)的考核。

表4 項(xiàng)目區(qū)不同情景下CO2排放量計(jì)算結(jié)果

注：2013—2015年減排比例為2015年CO2減排量占2013年CO2排放量的比例； 2013—2020年減排比例為2020年CO2減排量占2013年CO2排放量的比例。

表5 項(xiàng)目區(qū)不同情景下減排因子對(duì)CO2排放量的影響

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié) 論

(1) 項(xiàng)目CO2排放總量約5.50×105t，在各單項(xiàng)工程中，灌溉與排水工程的CO2排放量最大(70.61%)，其次為田間道路工程(29.00%)，土地平整工程(0.38%)和其他工程(0.01%)的CO2排放量較小，生態(tài)環(huán)境保持工程無(wú)CO2排放。各單項(xiàng)工程的CO2排放量不僅與所消耗材料的CO2排放系數(shù)有關(guān)，還與消耗量有關(guān)。土地整治項(xiàng)目的目標(biāo)不同，將導(dǎo)致各單項(xiàng)工程的工程量結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而引起CO2排放量的變化。

(2) 在各碳源材料中水泥的CO2排放量所占比例最高(92.07%)，其次是石料(4.07%),電力(1.49%)、柴油(1.51%)、鋼鐵(0.76%)和汽油(0.10%)所占比例很小。碳源材料的CO2排放量直接取決于該類(lèi)材料的CO2排放系數(shù)及消耗量，間接取決于各單項(xiàng)工程的工程量和工程結(jié)構(gòu)。

(3) 通過(guò)對(duì)不同力度節(jié)能減排政策的模擬，發(fā)現(xiàn)隨著相關(guān)節(jié)能減排政策力度的加大，減排量也會(huì)隨之減少。在相應(yīng)目標(biāo)年，促進(jìn)情景下的CO2排放量最少，其次為成長(zhǎng)情景和基準(zhǔn)情景；在不同節(jié)能減排政策的約束下，各情景2020年CO2排放量均少于2015年。水泥因子對(duì)CO2減排量起著決定性作用，因此，國(guó)家對(duì)水泥行業(yè)應(yīng)加大低碳、低能耗生產(chǎn)技術(shù)和工藝的推廣，加強(qiáng)行業(yè)節(jié)能減排目標(biāo)的考核。

5.2 農(nóng)村土地整治減排建議

(1) 目前中國(guó)土地整治多以增加耕地面積、提高耕地質(zhì)量為目標(biāo)，忽視了土地整治的生態(tài)效應(yīng)。因此，應(yīng)堅(jiān)持以“低排放，高產(chǎn)出，經(jīng)濟(jì)可行”為原則，貫徹綠色、低碳、環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，在保障工程使用功能、工程質(zhì)量不降低的前提下減少CO2排放量。具體措施包括： ① 積極推行“金井模式”等低碳土地整治措施，從源頭上控制碳源材料的消耗； ② 優(yōu)化單體結(jié)構(gòu)，減少高CO2排放系數(shù)材料消耗。 ③ 增加田塊單元面積，合理布置田間道路網(wǎng)體系，縮短村莊至地塊的耕作半徑，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管護(hù)效率； ④ 多部門(mén)整合資金，合理布局工程，避免重復(fù)建設(shè)和低利用建設(shè)造成的資金浪費(fèi)和CO2排放； ⑤ 完善土地整治預(yù)算編制，加強(qiáng)預(yù)算編制的科學(xué)性、合理性和規(guī)范性，確保物盡其用，從而減少不必要的材料消耗； ⑥ 加強(qiáng)后期維護(hù)管理，提高工程質(zhì)量，延長(zhǎng)工程服務(wù)壽命。

(2) 加大水泥、電力、鋼鐵等能源密集型行業(yè)的節(jié)能減排力度，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家減排政策。具體措施包括： ① 改進(jìn)生產(chǎn)工藝，開(kāi)發(fā)新品種。如優(yōu)化水泥工業(yè)的生料和混合材比例，引進(jìn)國(guó)外綠色、低碳水泥代替?zhèn)鹘y(tǒng)水泥； ② 加大清潔能源的使用。如使用生物質(zhì)燃料代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源，增加區(qū)域電網(wǎng)中核電、水電的供電量，減少火力發(fā)電供電比例； ③ 通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。中國(guó)鋼鐵業(yè)面臨較為嚴(yán)峻的碳排放形式，加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部管理、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、淘汰落后產(chǎn)能、推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和加大節(jié)能技術(shù)使用力度是行業(yè)減排的關(guān)鍵。

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CO2Emission in Rural Land Reclamation and Scenario Simulation Under Emission Reduction Policies

LI Ruru1， ZHAO Huafu1,2， WU Kening1,2， LI Le3

〔1.CollegeofLandScienceandTechnology,ChinaUniversityofGeosciences(Beijing)Beijing100083,China; 2.KeyLaboratoryofLandRegulationMinistryofLandandResources,Beijing100035,China; 3.ServiceCenterofLandComprehensiveImprovementofLandResourcesBureau,Dongying，Shandong257091,China〕

[Objective] The effects of rural land reclamation on CO2emission were analyzed to provide reference for relevant research in carbon emission. [Methods] Based on the project budget, the CO2emission was estimated and the key impacting factors were analysed using IPCC inventory methods. Scenarios of CO2emission changes in rural land reclamation under different policies were simulated and regulations of low carbonization land reclamation were proposed. [Results] The result showed that the total CO2emission of this project was estimated to be about 5.50×105t, the engineering works of irrigation and drainage had the largest proportion. The cement was the main carbon source, accounting for 92.07% of total emissions. The CO2emission of carbon source materials directly depended on the CO2emission coefficient and consumption of this materials, indirectly depended on the quantities and structure of the projects. With the implement of relevant emission reduction policies, CO2emissions would be reduced. [Conclusion] It is concluded that the concept of green, low carbon, environmental protection should be implemented in rural land reclamation planning and design, and the ecological effect of it should be more attention to. Energy conservation and emissions reduction for those energy intensive industries such as cement, electricity and steel, should be enhanced, and in these fields, national emission reduction policies should be implemented strictly.

land reclamation; CO2emission; emission reduction policies; scenario simulation

2016-03-28

2016-05-24

北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)生物燃?xì)饧把h(huán)農(nóng)業(yè)科技促進(jìn)培育專(zhuān)項(xiàng)“改為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田信息化監(jiān)控與利用決策技術(shù)”(17952015004)

李茹茹(1989—),女(漢族),河南省新鄉(xiāng)市人,碩士研究生,主要研究方向?yàn)橥恋卣闻c土地利用評(píng)價(jià)。E-mail:lrr_cugb@126.com。

趙華甫(1978—),男(漢族),河南省唐河縣人,博士,副教授,主要從事土地資源評(píng)價(jià)與管理研究。E-mail:huafuzhao@163.com。

10.13961/j.cnki.stbctb.2016.06.030

A

1000-288X(2016)06-0177-07

F301.24, X24

文獻(xiàn)參數(shù)： 李茹茹, 趙華甫, 吳克寧, 等.農(nóng)村土地整治項(xiàng)目CO2排放及減排政策下的情景模擬[J].水土保持通報(bào)，2016,36(6)：177-183.