紀(jì)榮婷,黃言秋,程 虎,陳蘇娟,趙志強(qiáng),蔡金傍,劉臣煒,李海東,勵(lì)蓉蓉,張龍江,曾 遠(yuǎn)①
(1.生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所,江蘇 南京 210042;2.南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院,江蘇 南京 210018;3.寧波市生態(tài)環(huán)境局寧海分局,浙江 寧海 315600)
全球氣候變暖是21世紀(jì)人類社會(huì)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),由溫室氣體超標(biāo)排放造成的溫室效應(yīng)是氣候變暖的主要因素,對(duì)地球生態(tài)環(huán)境造成了不可逆轉(zhuǎn)的影響[1]。CO2是最為主要的一種溫室氣體,碳排放控制已成為全球環(huán)境治理任務(wù)的重點(diǎn)[2]。2020年9月,習(xí)近平總書記在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布,中國(guó)將加大國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度,采取更有力的政策措施,力爭(zhēng)于2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2019年中國(guó)碳排放量占全球CO2排放量的28%[3-4],碳減排已成為我國(guó)環(huán)境整治中一項(xiàng)緊迫而艱巨的任務(wù)。因此,有必要科學(xué)地進(jìn)行區(qū)域碳排放核算方法和影響因素研究,這有助于當(dāng)?shù)卣剿魈紲p排的有效路徑和措施,從理論上為制定合理的碳減排目標(biāo)提供支撐[5]。同時(shí),生態(tài)碳匯是實(shí)現(xiàn)“碳吸收和清除”的重要工具,目前生態(tài)碳匯已成為國(guó)際公認(rèn)的碳減排方法,是在確保我國(guó)持續(xù)健康發(fā)展前提下履行碳減排承諾的重要措施[6]。因此,開展區(qū)域碳源碳匯研究關(guān)鍵且急迫,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
自20世紀(jì)80年代開始,國(guó)內(nèi)外對(duì)區(qū)域碳源碳匯開展了廣泛的研究,相關(guān)研究主要集中在碳源碳匯核算、區(qū)域差異分析、影響因子解析、碳減排和監(jiān)管政策等方面[7-8]。關(guān)于碳源碳匯的核算,目前以政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)發(fā)布的評(píng)估報(bào)告最為權(quán)威,2006年IPCC發(fā)布了《IPCC國(guó)家溫室氣體排放清單指南(2006)》,總結(jié)了能源,工業(yè)過程和產(chǎn)品使用,農(nóng)業(yè)、林業(yè)和其他土地利用,廢棄物以及其他部門的溫室氣體排放[9]。義白璐等[10]以長(zhǎng)三角地區(qū)為研究區(qū)域,從區(qū)域和城市尺度2個(gè)層面出發(fā),結(jié)合長(zhǎng)三角地區(qū)土地利用變化綜合分析其碳源和碳匯的空間特征,量化了不同土地利用類型的空間碳排放強(qiáng)度。石羽[11]通過對(duì)國(guó)內(nèi)外碳源碳匯空間格局理論和實(shí)踐的分析,計(jì)算了遼中城市群碳源排放總量、分布特征和碳源碳匯格局的演變趨勢(shì)。目前區(qū)域碳源碳匯的研究主要集中在國(guó)家、區(qū)域和省級(jí)層面[12-14],對(duì)縣域或更小尺度的研究相對(duì)缺乏??h域是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基本單元,開展縣域尺度碳源碳匯時(shí)空變化分布規(guī)律及驅(qū)動(dòng)因素研究,有助于評(píng)估縣域尺度生態(tài)環(huán)境狀況,對(duì)推動(dòng)縣域低碳綠色發(fā)展具有重要意義。
隨著近年來(lái)“綠水青山就是金山銀山”(以下簡(jiǎn)稱“兩山”)理念的穩(wěn)步推進(jìn)和深入發(fā)展,生態(tài)文明建設(shè)已成為縣域綠色發(fā)展的主旋律。截至目前,全國(guó)已有136個(gè)地區(qū)獲得“兩山”實(shí)踐創(chuàng)新基地稱號(hào),“兩山”基地建設(shè)成效顯著,自然生態(tài)環(huán)境本底改善,在區(qū)域碳匯功能中發(fā)揮著重要功能。如何科學(xué)評(píng)估“兩山”基地碳源碳匯的時(shí)空變化,明確經(jīng)濟(jì)社會(huì)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、生態(tài)建設(shè)等因素對(duì)碳排放的影響,這些問題仍有待研究。浙江省寧??h于2019年9月被命名為第三批“兩山”基地,2021年11月被命名為第五批國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)示范區(qū),生態(tài)文明建設(shè)成效顯著,在全國(guó)“兩山”和生態(tài)文明建設(shè)中具有典型性和示范性。該研究針對(duì)“兩山”基地研究尺度小、基礎(chǔ)資料薄弱、“兩山”轉(zhuǎn)化成效突出的特點(diǎn),構(gòu)建適用于“兩山”基地的碳源碳匯核算方法,以寧??h為例剖析其碳源碳匯分布特征和演變趨勢(shì),并對(duì)影響因素進(jìn)行科學(xué)識(shí)別,以期為“兩山”基地綠色低碳發(fā)展提供借鑒。
寧??h位于我國(guó)大陸海岸線中段、浙江寧波南部沿海、長(zhǎng)江三角洲南翼(29°06′~29°32′ N,121°09′~121°49′E),常住人口69.59萬(wàn)人,縣域總面積1 931.00 km2,其中陸域面積1 843.00 km2,海域面積88.00 km2。地形以低山地、丘陵、平原為主,屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)。2020年,寧??h實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值722.55億元,三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為6.67∶49.10∶44.23。寧海縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)良,水質(zhì)優(yōu)良率為100%,空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率為93.72%,生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)為85.10,森林覆蓋率達(dá)64.10%。
1.2.1碳匯核算方法
由于農(nóng)作物生長(zhǎng)既是碳匯又是碳源的過程,且其生長(zhǎng)周期不定、生產(chǎn)產(chǎn)品復(fù)雜,該研究暫不將其列入碳匯核算范圍。碳匯核算系數(shù)主要參考長(zhǎng)三角地區(qū)、浙江省及相近地區(qū)的相關(guān)文獻(xiàn)研究,具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可參考性。
(1)植被凈生態(tài)系統(tǒng)交換量
植被凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力(vegetation net ecosystem productivity)可反映大氣進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的凈CO2量,在碳排放核算時(shí)不考慮植被呼吸作用的碳排放。該研究中植被主要包括森林、草地和城市綠地,其計(jì)算公式為
CNEP=∑Cveg,iAveg,i。
(1)
式(1)中,CNEP為植被凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力,t·a-1;Cveg,i為第i種植被單位面積的凈生產(chǎn)量,t·hm-2·a-1;Aveg,i為第i種植被的面積,hm-2。各植被單位面積的凈生產(chǎn)量根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行估算:森林、草地和城市綠地分別為3.81、0.95和3.38 t·hm-2·a-1[10],森林、草地、城市綠地面積均來(lái)自統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
(2)水域碳吸收
水域碳吸收的固碳量主要包括水域和灘涂的碳吸收量,其計(jì)算公式為
Zwater=CwaterAwater+CmudAmud。
(2)
式(2)中,Zwater為水域碳吸收的固碳量,t ;Cwater和Cmud分別為單位面積河流湖泊和灘涂的固碳速率,取值分別為0.57和2.36 t·hm-2·a-1;Awater和Amud分別為河流湖泊和灘涂的面積[15],hm-2。
1.2.2碳排放核算方法
碳源核算主要基于《IPCC國(guó)家溫室氣體排放清單(2006)》,核算內(nèi)容包括能源消費(fèi)、工業(yè)過程、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、廢水及固體廢棄物、自然過程,內(nèi)容較為全面,適合縣域特點(diǎn),具有可靠性。
(1)能源消費(fèi)碳排放(E)
E=∑QiEiCi。
(3)
式(3)中,Qi為第i種能源的消費(fèi)量,t或m3;Ei為第i種能源的凈發(fā)熱值,kJ·kg-1或kJ·m-3;Ci為第i種能源的碳排放系數(shù),kg·TJ-1。該研究主要考慮煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣8種能源,各能源折算系數(shù)和碳排放系數(shù)見表1。
(2)工業(yè)過程碳排放(EIP)
EIP=12/14∑QiCi。
(4)
式(4)中,Qi為第i種工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)量,t;Ci為第i種工業(yè)產(chǎn)品的碳排放系數(shù),t·t-1。該研究主要考慮鋼鐵、水泥、石灰、玻璃、合成氨5種工業(yè)產(chǎn)品,其碳排放系數(shù)分別為1.06、0.14、0.69、0.21、3.27 t·t-1(以CO2計(jì))[16]。
表1 能源折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)和碳排放系數(shù)值[17]
(3)廢棄物處置過程碳排放[18]
廢水的碳排放量計(jì)算公式為
EWWR=365×12/16∑NPOPWBODFSBCBODAFT,
(5)
EWWI=12/16∑Qind-waterQCODCCOD。
(6)
式(5)~(6)中,EWWR為生活廢水的碳排放量,t;NPOP為人口數(shù)量,人;WBOD為人均BOD中有機(jī)物含量,取值60.00 g·d-1·人-1;FSB為易于沉積的BOD比例,取值0.50;CBOD為BOD的甲烷排放系數(shù),取值0.60 kg·kg-1;AFT為無(wú)氧降解的BOD比例,取值0.80;EWWI為工業(yè)廢水的碳排放量,t;Qind-water為廢水產(chǎn)生量,m3;QCOD為廢水中可降解有機(jī)材料總量,kg·m-3(以COD計(jì));CCOD為缺省最大CH4產(chǎn)生力,取值0.25 kg·kg-1(以COD計(jì))。
固體廢棄物的碳排放量計(jì)算公式為
ESWL=∑Q1C1,
(7)
ESWI=∑QiPdPcPmE。
(8)
式(7)~(8)中,ESWL為填埋固廢碳排放量,g;Q1為填埋垃圾量,t;C1為填埋垃圾的碳排放系數(shù),取值4.76 g·t-1·a-1;ESWI為焚燒固廢碳排放量,t;Qi為焚燒垃圾量,t;Pd為廢棄物干物質(zhì)比例,取值55%;Pc為廢棄物碳含量,取值40%;Pm為廢棄物化石碳含量,取值40%;E為廢棄物焚燒爐的燃燒效率,取值95%。
(4)自然過程碳排放
Eveg=∑Aveg,i×Cveg,i,
(9)
EW=∑(ArCr+AlCl)。
(10)
式(9)~(10)中,Eveg為植被土壤凋落碳排放量,t;Aveg,i為第i種植被類型面積,hm2;Cveg,i為第i種植被類型的碳排放系數(shù),t·hm-2·a-1,森林的碳排放系數(shù)Cveg-forest=1.90 t·hm-2·a-1,草地的碳排放系數(shù)Cveg-grassland=0.95 t·hm-2·a-1,城市綠地的碳排放系數(shù)Cveg-bangreer=3.38 t·hm-2·a-1;EW為水域碳排放量,t;Ar為河流面積,km2;Cr為河流的碳排放系數(shù),取值0.026 t·km-2·a-1;Al為湖泊面積,km2;Cl為湖泊的碳排放系數(shù),取值0.041 t·km-2·a-1[10]。
(5)農(nóng)業(yè)活動(dòng)碳排放
EP=12/16∑Ap,iCp,iTp,i,
(11)
EA=12/16∑NiCi1Ci2。
(12)
式(11)~(12)中,Ep為稻田的碳排放量,t;Ap,i為第i類稻田的面積,hm2;Cp,i為第i類稻田的甲烷排放系數(shù),kg·hm-2·a-1;Tp,i為第i類稻田的生長(zhǎng)周期,d;EA為畜牧業(yè)的碳排放量,t;Ni為第i種牲畜的數(shù)量,頭;Ci1為第i種牲畜腸道發(fā)酵的甲烷排放系數(shù),kg·頭-1·a-1;Ci2為第i種牲畜糞便的甲烷排放系數(shù),kg·頭-1·a-1。
表2 動(dòng)物的甲烷排放系數(shù)[17]
1.2.3“兩山”建設(shè)成效評(píng)估方法
“兩山”建設(shè)成效主要采用生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值(GEP,PGE)和生態(tài)產(chǎn)品初級(jí)轉(zhuǎn)化率(PTR)評(píng)價(jià),其中GEP核算方法及結(jié)果參照研究組前期已發(fā)表文獻(xiàn)[19]。
PGE=VEP+VER+VEC。
(13)
式(13)中,VEP為生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值,萬(wàn)元;VER為生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值,萬(wàn)元;VEC為生態(tài)系統(tǒng)的文化服務(wù)價(jià)值,萬(wàn)元。生態(tài)產(chǎn)品初級(jí)轉(zhuǎn)化率通過VEP與VEC之和占GEP的比例表示,以反映“綠水青山”向“金山銀山”的轉(zhuǎn)化水平[20]。
研究所需數(shù)據(jù)主要包括區(qū)域土地利用數(shù)據(jù)、能源消耗、工業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量數(shù)據(jù)、廢棄物數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)和“兩山”建設(shè)成效數(shù)據(jù)。其中,土地利用空間數(shù)據(jù)包括人工解譯的2005、2010、2015和2018年Landsat TM/ETM+遙感數(shù)據(jù)以及自然資源資產(chǎn)負(fù)債表數(shù)據(jù)。能耗數(shù)據(jù)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)自于《寧海統(tǒng)計(jì)年鑒》,廢棄物數(shù)據(jù)來(lái)自于《寧??h環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》。人口、城鎮(zhèn)化率、GDP、產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值等社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)自于《寧海縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》。
2003—2018年,寧海縣碳匯量總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì),從2003年的43.91萬(wàn)t上升到2018年的49.40萬(wàn)t,增加了5.49萬(wàn)t,表明寧??h碳匯能力具有較大的提升潛力(圖1)。從碳匯結(jié)構(gòu)看,寧海縣碳匯量主要來(lái)源于植被凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力(NEP),主要包括森林、草地和城市綠地,其中占比最大的為森林碳匯量,約占總碳匯量的88.21%~91.12%。由于寧??h森林覆蓋率達(dá)到64.10%,林地面積大是寧??h碳匯能力強(qiáng)的最主要原因,2018年森林碳匯量較2003年增長(zhǎng)16.22%。就碳匯量增加率而言,城市綠地碳匯量增加最快,15 a間城市綠地碳匯量增長(zhǎng)超1倍,這主要是由于城鎮(zhèn)化的發(fā)展和城市建設(shè)的不斷完善。水域碳匯量也是寧海縣碳匯量的主要構(gòu)成部分,由于寧??h為濱海城市,灘涂碳匯也是寧??h碳匯的重要組成部分,其占比為6.47%~7.41%。
圖1 2003—2018年寧海縣碳匯量及結(jié)構(gòu)分析
研究期間,寧海縣碳源量呈平穩(wěn)—急劇上升—波動(dòng)下降—保持穩(wěn)定的變化趨勢(shì)(圖2)。
圖2 2003—2018年寧??h碳源量及結(jié)構(gòu)變化
區(qū)域碳源量由2003年的154.17萬(wàn)t變化至2018年的508.87萬(wàn)t,總體上升2.30倍,并在2011年達(dá)到峰值,為646.91萬(wàn)t,2005年碳排放量最低,為144.91萬(wàn)t,相差3.46倍。從碳源結(jié)構(gòu)來(lái)看,不同類型碳排放的高低順序?yàn)槟茉聪M(fèi)>自然過程>工業(yè)過程>廢水和固廢>農(nóng)業(yè)活動(dòng)。能源消費(fèi)碳排放是總碳排放量中占比最大的部分,排放量由2003年的148.18萬(wàn)t變化至2018年的486.67萬(wàn)t,占比由85.17%上升至91.52%。自然過程碳排放量由2003年的19.82萬(wàn)t上升至2018年的23.21萬(wàn)t,其占比呈波動(dòng)下降趨勢(shì),由2003年的11.39%下降至2011年的3.29%,后緩慢上升至2018年的4.36%。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,工業(yè)過程碳排放量不斷上升,由2003年的5.49萬(wàn)t變化至2018年的21.43萬(wàn)t,其占比基本穩(wěn)定在4.03%左右。
為了分析寧??h不同類型鄉(xiāng)鎮(zhèn)的碳匯發(fā)展?jié)摿?,從鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度辨析了當(dāng)前寧??h不同類型碳匯的空間分布特征(圖3)。碳匯低值區(qū)域主要集中在強(qiáng)蛟鎮(zhèn)、橋頭胡街道、桑州鎮(zhèn)、桃源街道和越溪鄉(xiāng),而碳匯高值區(qū)域主要集中在黃壇鎮(zhèn)、深甽鎮(zhèn)和岔路鎮(zhèn)。從不同碳匯類型分布來(lái)看,森林碳匯主要集中在黃壇鎮(zhèn)和深甽鎮(zhèn),占森林碳匯總量的30.24%,縣內(nèi)著名的野鶴湫景區(qū)和國(guó)家級(jí)森林公園——南溪溫泉森林公園均位于兩鎮(zhèn)鎮(zhèn)域范圍內(nèi)。城市綠地碳匯量在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)間差異較小,主要以深甽鎮(zhèn)、黃壇鎮(zhèn)和躍龍街道城市綠地碳匯量較高。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)間草地碳匯量差異較小,其中胡陳鄉(xiāng)和躍龍街道的草地碳匯較高。河流碳匯主要集中在長(zhǎng)街鎮(zhèn)、力洋鎮(zhèn)、黃壇鎮(zhèn)和岔路鎮(zhèn),這主要是由于寧??h域境內(nèi)水系豐富,眾多河流中白溪、大溪(洋溪)、鳧溪、清溪、中堡溪這五大溪流和顏公河的流域面積最大。寧??h灘涂主要分布在北部沿海和東南沿海區(qū)域,越溪鄉(xiāng)、長(zhǎng)街鎮(zhèn)、西店鎮(zhèn)灘涂碳匯量占總灘涂碳匯量的52.53%??傮w而言,寧??h的縣域碳匯總量大致呈現(xiàn)西部>東南部>北部>中部的西高東低格局。
單位為萬(wàn)t。
以往研究中,大多數(shù)學(xué)者從經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、城鎮(zhèn)化水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等角度對(duì)碳排放進(jìn)行分析。鑒于“兩山”建設(shè)在推進(jìn)區(qū)域綠色發(fā)展和碳匯潛力發(fā)展的同時(shí),也會(huì)推進(jìn)區(qū)域生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)工業(yè)和生態(tài)旅游業(yè)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展,促進(jìn)“綠水青山”向“金山銀山”的轉(zhuǎn)化,筆者采用生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值和生態(tài)產(chǎn)品初級(jí)轉(zhuǎn)化率對(duì)寧??h“兩山”基地建設(shè)成效進(jìn)行評(píng)估。自“十五”開始,寧??h一直堅(jiān)持生態(tài)立縣戰(zhàn)略,近15 a寧??h生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值由2003年的726.40億元上升至2018年的1 259.03億元,尤以近5 a的增長(zhǎng)速度較快,平均增長(zhǎng)速度為7.02%(圖4)。利用生態(tài)產(chǎn)品初級(jí)轉(zhuǎn)化率可定量評(píng)估“綠水青山”向“金山銀山”的轉(zhuǎn)化效率,近15 a來(lái),寧??h生態(tài)產(chǎn)品初級(jí)轉(zhuǎn)化率由3.43%上升至17.16%,增長(zhǎng)了近5倍??傮w來(lái)看,生態(tài)產(chǎn)品初級(jí)轉(zhuǎn)化率變化可分為3個(gè)階段:2003—2007年為穩(wěn)步增長(zhǎng)期,年均增長(zhǎng)率為12.02%;2007—2015年為快速增長(zhǎng)期,年均增長(zhǎng)率為21.34%;2015—2018年為穩(wěn)定變化期,年均增長(zhǎng)率為1.71%。
進(jìn)一步利用方差分解分析進(jìn)行寧海縣碳排放影響因素分析,重點(diǎn)選取社會(huì)因素(常住人口、城鎮(zhèn)化率)、經(jīng)濟(jì)因素(人均GDP、人均工業(yè)產(chǎn)值、各產(chǎn)業(yè)增加值、各產(chǎn)業(yè)占比)、“兩山”建設(shè)驅(qū)動(dòng)因素(GEP、生態(tài)產(chǎn)品初級(jí)轉(zhuǎn)化率)作為原因變量。結(jié)果表明,寧海縣碳排放可被社會(huì)因素、經(jīng)濟(jì)因素和“兩山”建設(shè)驅(qū)動(dòng)因素共同詮釋。3個(gè)因素對(duì)碳排放的共有解釋度為60.86%,經(jīng)濟(jì)因素總解釋度為98.47%,社會(huì)總因素解釋度為70.05%,“兩山”建設(shè)驅(qū)動(dòng)總因素解釋度為79.62%。經(jīng)濟(jì)單因素特有解釋度為11.30%,社會(huì)單因素特有解釋度為0.37%,“兩山”建設(shè)驅(qū)動(dòng)因素特有解釋度為0.075%。因此,寧??h碳排放主要受社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和“兩山”建設(shè)共同驅(qū)動(dòng),且各因素的解釋度為經(jīng)濟(jì)因素>“兩山”建設(shè)驅(qū)動(dòng)因素>社會(huì)因素。
該研究主要基于IPCC核算方法,對(duì)國(guó)家典型“兩山”實(shí)踐創(chuàng)新基地——寧??h的碳源碳匯量進(jìn)行了核算,其不確定性主要來(lái)自以下3個(gè)方面。(1)數(shù)據(jù)資料的局限性:計(jì)算所采用的數(shù)據(jù)主要來(lái)自統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),部分工業(yè)產(chǎn)品如石灰的核算缺失導(dǎo)致碳排放核算結(jié)果可能略有出入[9];(2)排放系數(shù)的多樣性:由于國(guó)內(nèi)外以及不同地區(qū)間碳匯質(zhì)量及能源消耗、產(chǎn)品生產(chǎn)等測(cè)定方法和標(biāo)準(zhǔn)存在差異,因此不同區(qū)域間的排放系數(shù)也存在差異,筆者盡量選擇浙江或長(zhǎng)三角地區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,但仍存在一定的不確定性[10-14];(3)研究尺度的復(fù)雜性:由于“兩山”基地地域尺度的復(fù)雜性,目前僅選擇寧??h作為典型區(qū)域進(jìn)行研究,后續(xù)有必要在更多“兩山”基地開展驗(yàn)證和進(jìn)一步研究[19]。
圖4 寧海縣生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值(GEP)和生態(tài)產(chǎn)品初級(jí)轉(zhuǎn)化率(PTR)變化
總體而言,該研究較好地反映了寧??h碳源碳匯的演變特征和驅(qū)動(dòng)因素,也可檢驗(yàn)其他算法的準(zhǔn)確性,并可在一定程度上為區(qū)域綠色發(fā)展和碳減排決策提供重要借鑒。
從區(qū)域碳匯潛力來(lái)看,2003—2018年寧??h碳匯量不斷上升,由43.91萬(wàn)上升到49.40萬(wàn)t,且不同類型碳匯中占比最大的為森林碳匯量,約占總碳匯量的88.21%~91.12%。寧??h自2011年開始實(shí)行“森林寧?!苯ㄔO(shè),森林覆蓋率由2011年的62.00%上升至2020年的64.10%[21]。同時(shí),寧??h森林生態(tài)系統(tǒng)在浙江省縣域森林體系中處于健康狀態(tài),且變化趨好,這也進(jìn)一步保障了寧??h森林碳匯的健康發(fā)展[22]。此外,由于寧海縣瀕臨海域,縣域中88.00 km2為海域,受限于研究數(shù)據(jù),該研究?jī)H根據(jù)用地類型對(duì)灘涂碳匯量進(jìn)行了初步估算,海洋動(dòng)植物固碳量等“藍(lán)碳”潛力仍需進(jìn)一步核算[23]。
從碳匯量的空間分布來(lái)看,寧海縣碳匯總量大致呈現(xiàn)西部>東南部>北部>中部的西高東低格局,這主要是受自然地理特征所驅(qū)動(dòng),寧海縣域構(gòu)造屬華南臺(tái)塊浙閩隆起帶東南沿海斷裂褶皺區(qū),全縣地勢(shì)自西向東南傾斜,地形復(fù)雜多變,西部和西南部山嶺重疊,屬于天臺(tái)山脈中段,森林覆蓋率高,而東部地區(qū)主要以生產(chǎn)用地和城鎮(zhèn)生活用地為主[24]。自確立生態(tài)立縣發(fā)展戰(zhàn)略以來(lái),寧??h始終堅(jiān)持“綠水青山就是金山銀山”,大力推進(jìn)“五水共治”、藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)、“兩山”和生態(tài)文明示范創(chuàng)建等工作,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量顯著提升。自2019和2021年該縣相繼被確定為“兩山”實(shí)踐創(chuàng)新基地和國(guó)家生態(tài)文明示范區(qū)以來(lái),生態(tài)建設(shè)不斷深化,森林、草地、水域等生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量不斷提升,碳匯潛力有待進(jìn)一步挖掘[25]。
從區(qū)域碳排放來(lái)看,對(duì)比已有結(jié)果,劉占成等[26]對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)人均碳排放量進(jìn)行核算發(fā)現(xiàn),2005年該地區(qū)人均碳排放量在7 t左右,結(jié)合2005年寧??h人口為58.55萬(wàn)人,計(jì)算出理論上同時(shí)期研究區(qū)碳排放量為409.85萬(wàn)t,而筆者研究表明2005年寧??h碳排放量為144.91萬(wàn)t,存在相當(dāng)大的差距。這主要是由于長(zhǎng)三角區(qū)域面積較大,且該區(qū)域碳排放量更多集中在江蘇地區(qū),采用區(qū)域平均值可能會(huì)過高地估計(jì)寧海縣的碳排放量。對(duì)比浙江省碳排放水平來(lái)看,義白璐等[10]研究表明,2002年左右浙江省碳排放量為57.78萬(wàn)t,按照區(qū)域面積進(jìn)行推算,研究區(qū)碳排放量為105.76萬(wàn)t,而筆者研究結(jié)果中2003年為154.17萬(wàn)t,仍有一定的差異。這主要是由于研究尺度和研究精度的差異引起的,基于縣域尺度的碳排放研究能更為精準(zhǔn)地反映地區(qū)碳排放活動(dòng)強(qiáng)度的變化,進(jìn)而更加科學(xué)和因地制宜地指導(dǎo)區(qū)域綠色和碳減排實(shí)踐[27]。
該研究根據(jù)寧??h“兩山”基地特點(diǎn),剖析了“兩山”建設(shè)驅(qū)動(dòng)對(duì)碳排放的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn),社會(huì)因素、經(jīng)濟(jì)因素和“兩山”建設(shè)驅(qū)動(dòng)因素的共有解釋度為60.86%,“兩山”建設(shè)驅(qū)動(dòng)總因素解釋度為79.62%,經(jīng)濟(jì)因素>“兩山”建設(shè)驅(qū)動(dòng)因素>社會(huì)因素。寧??h是一個(gè)工業(yè)主導(dǎo)型“兩山”基地,三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比為6.67∶49.10∶44.23,工業(yè)發(fā)展過程中能源消耗和工業(yè)產(chǎn)品碳排放導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)碳排放的驅(qū)動(dòng)力最大[24]。同時(shí),隨著“兩山”建設(shè)的不斷推進(jìn),農(nóng)業(yè)工業(yè)化和生態(tài)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程不斷深入,生態(tài)資源逐漸轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)力的同時(shí)也對(duì)碳排放產(chǎn)生了一定的正向效應(yīng)[28]。人口數(shù)量和城鎮(zhèn)化率等社會(huì)因素也是驅(qū)動(dòng)碳排放的重要因素,隨著縣域地區(qū)吸納人口能力的增強(qiáng),較大的人口規(guī)模會(huì)反作用于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和廢棄物排放,進(jìn)而導(dǎo)致碳排放驅(qū)動(dòng)力增大。但總體來(lái)看,由于受周邊杭州、寧波等大城市人口紅利的影響,近年來(lái)寧海縣人口數(shù)量和城鎮(zhèn)化率總體增幅較小[29]。因此,“兩山”基地建設(shè)不僅會(huì)提升碳匯功能,也會(huì)在一定程度上促進(jìn)碳排放。隨著“兩山”建設(shè)的不斷推進(jìn),“綠水青山”向“金山銀山”的轉(zhuǎn)化逐漸深入,產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷深化,生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值逐漸實(shí)現(xiàn),也需同步探討低碳轉(zhuǎn)化路徑,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“兩山”基地綠色低碳發(fā)展。
2003—2018年,寧??h碳匯量總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì),森林碳匯量占比最高,且區(qū)域碳匯總體呈現(xiàn)西部>東南>北部>中部的西高東低格局。寧??h碳源量呈現(xiàn)平穩(wěn)—急劇上升—波動(dòng)下降—保持穩(wěn)定的趨勢(shì),其中能源消費(fèi)碳排放量最大。寧??h碳排放可被社會(huì)因素、經(jīng)濟(jì)因素和“兩山”建設(shè)驅(qū)動(dòng)因素3者共同解釋,且各因素影響排序?yàn)榻?jīng)濟(jì)因素>“兩山”建設(shè)驅(qū)動(dòng)因素>社會(huì)因素。
基于以上結(jié)論,依托寧??h“兩山”基地建設(shè)背景,提出以下建議:(1)充分利用寧??h“兩山”基地建設(shè)優(yōu)勢(shì),發(fā)揮縣內(nèi)森林碳匯的重要作用,合理規(guī)劃縣域非建設(shè)用地的土地利用方式,擴(kuò)大林地面積,保護(hù)低承載力的草地和濕地,恢復(fù)退化土地,實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)增匯減排;(2)堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先不動(dòng)搖,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),加強(qiáng)生態(tài)文明和“兩山”基地建設(shè)力度,大力進(jìn)行低碳技術(shù)創(chuàng)新,降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展和“兩山”建設(shè)過程中的碳排放強(qiáng)度,切實(shí)提升寧??h等“兩山”基地的生態(tài)環(huán)境承載力和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平。
生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)2022年8期