基于碳收支核算的河南省碳排放峰值預(yù)測

趙榮欽, 劉 薇,2, 劉 英, 丁明磊, 張戰(zhàn)平, 王 杰

(1.華北水利水電大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院, 河南 鄭州 450045; 2.華東師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，上海 200241; 3.鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 土木建筑工程學(xué)院, 河南 鄭州 450046)

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基于碳收支核算的河南省碳排放峰值預(yù)測

趙榮欽1, 劉 薇1,2, 劉 英3, 丁明磊1, 張戰(zhàn)平1, 王 杰1

(1.華北水利水電大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院, 河南 鄭州 450045; 2.華東師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，上海 200241; 3.鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 土木建筑工程學(xué)院, 河南 鄭州 450046)

[目的] 對河南省碳排放及碳足跡峰值進(jìn)行了預(yù)測，旨在了解河南省未來碳減排潛力，尋求低碳發(fā)展的對策。 [方法] 基于省域?qū)用?，以河南省為例，對歷年的碳收支和碳足跡狀況進(jìn)行了核算和評估，并通過STIRPAT模型和情景分析方法對河南省碳排放峰值進(jìn)行預(yù)測。 [結(jié)果] (1) 河南省碳排放總量從2000年的6.83×107t上升到2012年的1.77×108t，漲幅為159.2%，其中碳排放的行業(yè)差異性大，工業(yè)占主導(dǎo)地位，不同途徑碳排放的增幅具有明顯差異，生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力呈明顯下降趨勢。 (2) 河南省2000—2012年能源消費(fèi)的碳足跡呈逐年增加態(tài)勢，從2000年的1.71×107hm2上升到2012年的4.42×107hm2。碳足跡的擴(kuò)大造成了1.68×108hm2的生態(tài)赤字。 (3) 在基準(zhǔn)和低碳情景下，河南省碳排放峰值有望出現(xiàn)在2040和2035年，在考慮區(qū)域碳吸收補(bǔ)償?shù)那疤嵯?，碳排放峰值將分別提前到2035和2025年。 [結(jié)論] 河南省碳收支呈現(xiàn)明顯的不匹配狀態(tài)，但在考慮碳補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，河南省具有較大的碳減排潛力空間。

碳收支; 碳足跡; 碳排放峰值; 河南省

文獻(xiàn)參數(shù)： 趙榮欽, 劉薇, 劉英, 等.基于碳收支核算的河南省碳排放峰值預(yù)測[J].水土保持通報，2016,36(4)：78-83.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.04.014

2014年的《中美氣候變化聯(lián)合聲明》提出我國將于2030年左右達(dá)到碳排放峰值，這是中國應(yīng)對全球變化的莊嚴(yán)承諾。在中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的新常態(tài)下，盡可能控制和減少CO2的排放成為當(dāng)前中國面臨的突出難題，對于我國的碳排放峰值預(yù)測也是當(dāng)下的研究熱點(diǎn)之一。目前國內(nèi)外學(xué)術(shù)界對碳排放峰值預(yù)測大都根據(jù)能源消耗量計算碳排放量、碳排放強(qiáng)度對碳排放峰值的研究，主要運(yùn)用STIRPAT模型、LEAP模型、MARKAL-MACRO模型和EKC曲線等方法預(yù)測全國[1]、區(qū)域[2]和地方省市[3]的碳排放峰值，在省級層面的峰值預(yù)測較少，而且主要是結(jié)合碳排放強(qiáng)度等因素設(shè)置不同情景下的碳排放峰值，沒有有效地結(jié)合區(qū)域碳收支狀況對碳排放峰值進(jìn)行預(yù)測。在碳排放研究領(lǐng)域，近年來關(guān)于省域?qū)用嫣寂欧叛芯枯^多，如碳排放因素分解[4]、能源消費(fèi)碳排放[5]、土地利用碳排放[6]等，但大多數(shù)研究主要集中在碳排放的時空變化方面，區(qū)域碳收支核算體系還不夠完整，比如缺少農(nóng)村生物質(zhì)能源消費(fèi)、食物消費(fèi)和農(nóng)業(yè)耕作活動等過程的碳排放核算等。因此，如何在省級層面開展更為全面的碳排放核算是需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容，這也是區(qū)域低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展科學(xué)決策的前提。碳足跡是對某種活動引起的直接或間接CO2排放量的度量[7]。近年來分別從國家[8]、都市[9]、農(nóng)作物[10]等方面對碳足跡開展了相關(guān)研究，國內(nèi)一些學(xué)者從碳足跡核算[11-12]、碳足跡影響力和感應(yīng)力[13]、不同產(chǎn)業(yè)的碳足跡[14]、土地利用的碳足跡[15]等角度開展了相關(guān)研究，使碳足跡成為應(yīng)對氣候變化背景下開展人類活動的環(huán)境影響評估的重要手段和方法?？傮w而言，前期研究更多關(guān)注區(qū)域能源消費(fèi)的碳排放，而對區(qū)域碳收支核算及其對碳排放峰值的影響則較少關(guān)注。本研究將碳收支核算、碳足跡分析與碳排放峰值研究相結(jié)合，采用情景分析方法對河南省碳排放及碳足跡峰值進(jìn)行了預(yù)測，旨在了解河南省未來碳減排潛力，尋求低碳發(fā)展對策。探索河南省低碳發(fā)展路徑和前景。

1　數(shù)據(jù)來源與計算方法

1.1數(shù)據(jù)來源

采用河南省2000—2012年能源消費(fèi)、食物消費(fèi)、土地利用和社會經(jīng)濟(jì)等相關(guān)數(shù)據(jù)，主要來自于歷年的《中國能源統(tǒng)計年鑒》《中國統(tǒng)計年鑒》《中國交通年鑒》《河南省統(tǒng)計年鑒》和《河南省環(huán)境統(tǒng)計年報》等。

1.2計算方法

1.2.1碳收支的核算方法結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)研究，對河南省工業(yè)能源消費(fèi)、生活能源消費(fèi)、食物消費(fèi)、交通能源消費(fèi)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動、廢棄物等的碳排放以及陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯進(jìn)行了定量核算。其中碳排放主要包括工業(yè)能源消費(fèi)、生活能源消費(fèi)、交通能源消費(fèi)、城鎮(zhèn)食物消費(fèi)、農(nóng)村食物消費(fèi)、腸道發(fā)酵、動物糞便、灌溉、農(nóng)機(jī)、固體廢棄物和廢水等的碳排放(表1)[16]。

表1　河南省碳收支核算方法

1.2.2碳足跡的測度方法碳足跡是指吸納碳排放所需要的生產(chǎn)性土地(植被)的面積，即碳排放的生態(tài)足跡[15]。NEP反映了植被的固碳能力，即每1 hm2的植被1 a吸收的碳量[17]。森林和草原的NEP采用謝鴻宇[17]等計算結(jié)果(表2)。本研究考慮了農(nóng)村生物質(zhì)能的碳排放，因此，在碳足跡計算中也同樣考慮農(nóng)作物的碳吸收，計算方法為：

Cd=CaDw=CaYw/H

(1)

式中：i——第i種農(nóng)作物類型； Cd——某種作物全生育期對碳的吸收量(104t)； Ca——作物合成單位有機(jī)質(zhì)(干重)所需要吸收的碳，即碳吸收率; Yw——經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(104t)； Dw——生物產(chǎn)量(104t)； H——經(jīng)濟(jì)系數(shù)，中國主要農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)和碳吸收率見文獻(xiàn)[18-19]。對每種作物的碳吸收進(jìn)行匯總得到碳吸收總量，除以播種面積即得單位面積碳吸收率，本文采2000—2012年的河南省農(nóng)作物單位面積碳吸收的平均值(4.05t/hm2)作為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的NEP。另外，根據(jù)謝鴻宇等[17]的研究思路，計算出河南省森林、草地和農(nóng)田的碳吸收總量及其比例關(guān)系，再根據(jù)各自的NEP計算出每吸收1t碳所需要的相應(yīng)生產(chǎn)性土地的面積(表2)。

表2　主要植被類型的碳吸收系數(shù)

采用NEP指標(biāo)來反映不同植被的碳吸收量，并以此計算出消納碳排放所需的生產(chǎn)性土地的面積(碳足跡)，計算方法為：

(2)

式中：CF——碳排放總量(Ct)帶來的碳足跡(hm2)；Pf，Pg，Pa——森林、草地和農(nóng)田碳吸收在總量中的比重； NEPf，NEPg，NEPa——森林、草地和農(nóng)田的NEP(t/hm2)。通過公式(2)可以計算出各類用地能源消費(fèi)的碳足跡(包括森林、草地和農(nóng)田3類)，匯總后可以得到河南省能源消費(fèi)的碳足跡。

1.2.3碳排放峰值的預(yù)測方法以人口、人均GDP、城市化水平為變量參數(shù)構(gòu)建STIRPAT模型對河南省碳排放峰值進(jìn)行模擬和預(yù)測。具體擴(kuò)展模型為：

lnI=lnP+lnA+lnC

(3)

式中：I——碳排放量(104t);P——人口(萬人);A——人均GDP(萬元/人);C——城市化率(%)。根據(jù)建立的STIRPAT擴(kuò)展模型，在SPSS軟件環(huán)境下進(jìn)行嶺回歸擬合達(dá)到嶺跡圖。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)K=1的時，各變量回歸系數(shù)變化趨于穩(wěn)定，此時擬合的嶺回歸方程為：

lnI=1.988 5×lnP+0.303 2×lnA+

0.442 7×lnC-10.533 0

(4)

模型的可決系數(shù)R2=0.919，擬合優(yōu)度較高，表明本研究的擬合方程能夠較好地模擬區(qū)域未來的碳排放特征。

2　結(jié)果分析

2.1河南省碳收支核算分析

通過對碳排放項(xiàng)目進(jìn)行核算，可以得到河南省歷年的碳排放情況，城市生活能源消費(fèi)2000—2005年的數(shù)據(jù)缺失，考慮到年際變動趨勢類似，用2006—2012年的數(shù)據(jù)的平均增長率前推得到。

2.1.1河南省碳排放總量快速上升碳排放總量從2000年的6.83×107t上升到2012年的1.77×108t，漲幅為159.2%，表明隨著河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增加，能源消費(fèi)、食物消費(fèi)和廢棄物的增多等使河南省碳排放總量大幅增加。

2.1.2河南省碳排放的行業(yè)差異性大，工業(yè)主導(dǎo)特征明顯就碳排放構(gòu)成來看，2012年工業(yè)能源消費(fèi)碳排放占73%，其次為生活能源和廢棄物碳排放，分別為10.0%和8.37%，緊接著交通能源消費(fèi)，為4.52%。其他各項(xiàng)碳排放所占比重相對較低，城鎮(zhèn)和農(nóng)村食物消費(fèi)碳排放比重合計為2.88%；剩余各項(xiàng)的比重都在1%以下，合計僅占1.38%。工業(yè)能源、交通能源和生活能源的碳排放合計占85%以上，表明能源消費(fèi)特別是工業(yè)領(lǐng)域的碳排放是河南省的主要碳排放源。其中，電力、熱力的生產(chǎn)業(yè)和供應(yīng)業(yè)的碳排放最多，為6.93×107t，其次是石油加工、煉焦及核材料加工業(yè)和煤炭開采和洗選業(yè)，碳排放分別為1.85×107t和1.08×107t。這是河南省工業(yè)碳排放的重要行業(yè)排放源。2012年河南省三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例為：12.74∶56.33∶30.94，對碳排放項(xiàng)目按三次產(chǎn)業(yè)進(jìn)行歸并發(fā)現(xiàn)，2012年三次產(chǎn)業(yè)的碳排放強(qiáng)度分別為0.32，1.30，0.43 t/萬元(2012年河南省生產(chǎn)總值按2000年的可比價進(jìn)行推算)，其中，第二產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度明顯高于第一和第三產(chǎn)業(yè)。按照當(dāng)前的碳排放強(qiáng)度水平進(jìn)行預(yù)測，未來第二產(chǎn)業(yè)比重每降低1%(同時第三產(chǎn)業(yè)比重增加1%)，河南省碳排放總量將會減少1.71×106t。因此，在未來河南省低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中，工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)成為碳減排的重點(diǎn)，應(yīng)著重通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)控來降低區(qū)域碳排放水平。另外，應(yīng)通過改善能源結(jié)構(gòu)和發(fā)展新能源的措施來進(jìn)一步加強(qiáng)河南省交通能源和生活物質(zhì)能源的碳減排，并積極發(fā)展廢棄物碳排放控制技術(shù)，來推動廢棄物碳減排。相對而言，食物碳消費(fèi)屬于剛性的碳排放，減排空間不大，不應(yīng)作為河南省碳減排的重點(diǎn)。

2.1.3河南省不同途徑碳排放的增幅具有明顯差異2000年以來，各項(xiàng)碳排放中增幅最大的為固體廢棄物的碳排放(171%)，其次為交通能源消費(fèi)碳排放，生活能源碳排放的增幅和工業(yè)能源碳排放增幅次之。其他各項(xiàng)碳排放的增幅相對較低，包括腸道發(fā)酵和農(nóng)機(jī)碳排放等，另外，農(nóng)村食物碳排放反而出現(xiàn)了不同程度的下降趨勢(圖1)。固體廢棄物80%以上來源于工業(yè)生產(chǎn)的廢棄物，因此，未來應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對固體廢棄物的低碳化處理，并通過調(diào)控產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來降低工業(yè)生產(chǎn)廢棄物的碳排放。按照廢棄物產(chǎn)生量與工業(yè)產(chǎn)值比重的關(guān)系預(yù)測，未來第二產(chǎn)業(yè)比重每降低1%點(diǎn)，固體廢棄物碳排放將會降低1.17×105t?？梢?，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)控是約束廢棄物碳排放大幅增長的重要措施。

注：1工業(yè)能源； 2生活能源； 3交通能源； 4城鎮(zhèn)食物； 5農(nóng)村食物； 6稻田甲烷； 7腸道發(fā)醇； 8動物糞便； 9灌溉； 10農(nóng)機(jī)； 11垃圾； 12廢水。

圖1河南省2000-2012年主要碳排放項(xiàng)目的增幅

2.1.4生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力呈現(xiàn)明顯的下降趨勢用碳排放總量減去碳吸收，可以得到河南省凈碳排放狀況。分析結(jié)果表明，由于碳匯總水平上升下降再上升的趨勢，從2000年的5.81×107t上升到2002年的6.01×107t，又下降到2003年的5.22×107t，然后又上升至2012年的7.62×107t。而與此同時碳排放總量卻大幅增長，導(dǎo)致河南省凈碳排放增長速率明顯超過了總碳排放的增長，從2000年的1.03×107t上升到2012年的1.01×108t，上升了9倍多?？傮w而言，河南省陸地生態(tài)系統(tǒng)碳吸收對于碳排放具有一定的補(bǔ)償效果，但近年來隨著碳匯水平的緩慢上升，以及碳排放量的不斷增長，碳補(bǔ)償率從2000年的85.0%下降到2012年的43.1%，這是值得關(guān)注的現(xiàn)象。這表明，隨著河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展和碳排放的大幅增長，河南省碳循環(huán)壓力在逐漸增大。因此，加強(qiáng)陸地生態(tài)系統(tǒng)的固碳水平和效率能有效補(bǔ)償區(qū)域自身的碳排放，這對于緩解區(qū)域應(yīng)對氣候變化的壓力具有重要意義。未來，應(yīng)適當(dāng)調(diào)控土地利用結(jié)構(gòu)和布局，在土地利用規(guī)劃中引入碳減排理念，一方面盡可能地優(yōu)化組合各類用地的比例關(guān)系(包括第二產(chǎn)業(yè)內(nèi)部各產(chǎn)業(yè)用地的比例關(guān)系)，適當(dāng)限制高碳足跡用地方式的土地供應(yīng)；另一方面重視發(fā)展生態(tài)用地，在保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提下盡可能提高生態(tài)空間的比重。

2.1.5碳排放強(qiáng)度是指單位經(jīng)濟(jì)效益的碳排放，反映了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的環(huán)境壓力程度對河南省歷年的碳排放強(qiáng)度和人均碳排放的變化進(jìn)行分析(河南省GDP數(shù)據(jù)采用2000年的可比價)發(fā)現(xiàn)，河南省2000年以來碳排放強(qiáng)度呈波動下降趨勢，從2000年的1.35 t/萬元下降到2012年的0.90 t/萬元，降幅達(dá)66.7%。這表明河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度超過了碳排放的增長速度，河南省近年來的節(jié)能減排工作取得了一定的成效，能源利用效率在逐步提高，河南省人均碳排放呈逐年增加態(tài)勢，從2000年的0.72 t/人上升到2012年的1.68 t/人。說明隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消耗量的大幅增長，總碳排放的迅速增長導(dǎo)致了人均碳排放的增加(圖2)。

圖2　河南省歷年碳排放強(qiáng)度和人均碳排放

2.2河南省碳足跡特征分析

根據(jù)研究思路，對河南省的碳足跡及其構(gòu)成進(jìn)行了測算分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)： (1) 河南省2000—2012年能源消費(fèi)的碳足跡呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，從2000年的1.71×106hm2上升到2012年的4.42×107hm2，是2000年的2.6倍，平均增幅為0.08%，說明河南省的碳足跡壓力在不斷增加。 (2) 河南省2000—2012年能源消費(fèi)的碳足跡都明顯大于3類生產(chǎn)性土地的實(shí)際面積(表3)，說明河南省自身生態(tài)系統(tǒng)的碳吸收不足以補(bǔ)償能源消費(fèi)的碳排放，并因此造成了1.68 ×108hm2的生態(tài)赤字，該生態(tài)赤字是河南省土地面積(1.67×107hm2)的10倍，說明河南省面臨著較大的碳排放壓力。 (3) 河南省農(nóng)田碳吸收量要顯著大于林地和草地。因此，按照碳吸收的用地比例計算，碳足跡主要以農(nóng)田為主，占總碳足跡的82%，為2.44 ×107hm2(表3)。這一方面是由于河南省是農(nóng)業(yè)大省，河南耕地省耕地和園地的面積明顯大于林地和草地的面積；另外，據(jù)前文的計算結(jié)果，河南省農(nóng)田單位面積碳吸收水平也較高，這表明農(nóng)作物生育期的碳吸收構(gòu)成了區(qū)域碳匯的主要來源。 (4) 河南省2000—2012年能源消費(fèi)的單位面積碳足跡達(dá)到1.75 hm2/hm2，即對河南省平均而言，每1 hm2土地上能源消費(fèi)碳排放被吸收掉需要的生產(chǎn)性土地面積為1.75 hm2，說明河南省的土地碳排放壓力較大，生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力有待提高。

表3　河南省2000-2012年碳足跡分析

2.3河南省碳排放和碳足跡峰值預(yù)測分析

2.3.1碳排放情景參數(shù)設(shè)置在碳收支和碳足跡的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國政府2009年提出的碳減排目標(biāo)(2020年碳排放強(qiáng)度比2005年下降40%～45%)對模型中各變量的變化速率進(jìn)行設(shè)定，并設(shè)計出基準(zhǔn)情景和低碳情景的碳排放量，以及與之對應(yīng)的基準(zhǔn)情景和低碳情景下的碳足跡?；鶞?zhǔn)情景是根據(jù)河南省2000—2012年的碳收支情況，結(jié)合發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)律和我國未來經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展政策的改變，人口、人均GDP、城市化率和碳吸收的自然增長水平進(jìn)行各因素變化率的設(shè)定而得到的結(jié)果；低碳情景是在經(jīng)濟(jì)社會新常態(tài)下社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)預(yù)測的基礎(chǔ)上，考慮到碳排放的主要影響因素在未來年份的可能變化情況，在基準(zhǔn)情景的基礎(chǔ)下對主要參數(shù)的變化率進(jìn)行調(diào)整的結(jié)果。本研究的基準(zhǔn)年為2012年，并根據(jù)前文設(shè)定的碳排放變化速率對2013—2050年的碳排放進(jìn)行預(yù)測。其中，各指標(biāo)參數(shù)的變化率與中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的5 a規(guī)劃期相對應(yīng)，將預(yù)測分為8個階段，對應(yīng)參數(shù)從第1階段到第8階段的變化率變化情況詳見表4。在碳足跡的峰值預(yù)測中，森林、草地、農(nóng)田的碳吸收分別以2000—2012年的平均增長率9‰，-2‰，3%為變化率計算的。

表4　不同情景下參數(shù)的變化趨勢

2.3.2碳排放及碳足跡峰值預(yù)測結(jié)果分析依據(jù)設(shè)置的兩種情景模式，運(yùn)用STIRPAT擴(kuò)展模型，對河南省的碳排放、凈碳排放、碳足跡峰值進(jìn)行擬合，得出不同情景下的碳排放和碳足跡的峰值大小和時間(圖3)。 (1) 基準(zhǔn)情景下，河南省碳排放峰值出現(xiàn)在2040年,為3.52×108t，而低碳情景下，碳排放量的峰值出現(xiàn)在2035年,為2.64×108t，分別是2012年的1.99倍和1.49倍，低碳情景下的碳排放量峰值比基準(zhǔn)情景減少了8.84×107t，下降比率為25%。表明在低碳發(fā)展模型下，河南省具有較大的碳減排空間。 (2) 考慮到碳吸收的補(bǔ)償作用，基準(zhǔn)情景下凈碳排放量峰值和低碳情景下的凈碳排放量峰值分別提前出現(xiàn)在2035和2025年，在時間和數(shù)量上將很大程度上限制了碳排放量的增長，尤其是低碳情景下的凈碳排放量峰值是基準(zhǔn)情景的70%，僅為2012年的1.43倍，甚至在2049年出現(xiàn)了負(fù)值。這表明，在考慮低碳情景的減排潛力和區(qū)域碳吸納水平的基礎(chǔ)上，2050年河南省生態(tài)系統(tǒng)的碳吸收可以完全補(bǔ)償碳排放，有望在省級尺度上達(dá)到零排放。 (3) 基準(zhǔn)情景下的碳足跡將會在2040年達(dá)到峰值，為8.75×107hm2；低碳情景下的碳足跡將會在2035年達(dá)到峰值，為6.56×107hm2。2050年，碳足跡分別為8.60×107hm2和6.18×107hm2，分別是2012年碳足跡的1.94，1.40倍。據(jù)預(yù)測，未來碳足跡的增幅將逐漸減少，將有效緩解河南省的土地利用碳排放壓力，也是我們追蹤碳收支平衡的一個有效方法，將更好地依據(jù)區(qū)域碳排放壓力和生態(tài)狀況調(diào)控碳排放和生態(tài)土地利用之間的關(guān)系?？傮w而言，河南省具有較大的碳減排潛力空間，合理控制人口、人均GDP和城市擴(kuò)展速率，以及充分利用農(nóng)田、森林等的碳匯作用，將在很大程度上減少碳排放量。因此，未來應(yīng)在保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量的基礎(chǔ)上，控制經(jīng)濟(jì)增長速度，不斷優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)，切實(shí)有效地推動區(qū)域低碳轉(zhuǎn)型。

圖3　河南省2013-2050年碳排放峰值預(yù)測

3　結(jié) 論

(1) 河南省碳排放總量從2000年的6.83×107t上升到2012年的1.77×108t，漲幅為159.2%，其中碳排放的行業(yè)差異性大，工業(yè)占主導(dǎo)地位，不同途徑碳排放的增幅具有明顯差異，生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。

(2) 河南省2000—2012年的碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，但人均碳排放強(qiáng)度卻在上升。

(3) 河南省2000—2012年能源消費(fèi)的碳足跡呈逐漸增加趨勢，且明顯大于3類生產(chǎn)性土地的實(shí)際面積，造成了1.68×108hm2的生態(tài)赤字，碳排放和碳吸收出現(xiàn)了明顯的不匹配現(xiàn)象。

(4) 在基準(zhǔn)情景和低碳情景下，河南省的碳排放量峰值分別出現(xiàn)在2040和2035年，在考慮區(qū)域碳吸收補(bǔ)償?shù)那疤嵯?，凈碳排放量峰值提前?035和2025年，在時間和數(shù)量上都很大程度地限制了碳排放的大幅增長，可見，河南省具有較大的碳減排潛力空間。

(5) 推動經(jīng)濟(jì)社會的低碳轉(zhuǎn)型是今后河南省推動生態(tài)文明建設(shè)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、創(chuàng)建“兩型”社會及適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的必然選擇。為降低區(qū)域碳排放強(qiáng)度和碳足跡水平，可采取相應(yīng)對策： ① 重點(diǎn)加強(qiáng)對碳排放量巨大且增幅較大的部門率先開展低碳技術(shù)的應(yīng)用和推廣，如工業(yè)能源消耗部門、城市生活能源消費(fèi)、垃圾焚燒與填埋等，切實(shí)降低區(qū)域碳排放強(qiáng)度； ② 通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)，提高能源效率，重點(diǎn)推進(jìn)電力、煤炭及有色金屬等重點(diǎn)耗能行業(yè)的碳減排，推動區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，并引領(lǐng)區(qū)域低碳發(fā)展； ③ 改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高農(nóng)業(yè)土壤的碳蓄積水平，加強(qiáng)植樹種草，擴(kuò)大碳匯，提高陸地生態(tài)系統(tǒng)的固碳水平和效率，切實(shí)有效地補(bǔ)償區(qū)域自身的碳排放； ④ 土地利用是產(chǎn)業(yè)活動的載體，土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)控是實(shí)現(xiàn)區(qū)域低碳發(fā)展的重要措施，未來應(yīng)通過對土地利用結(jié)構(gòu)、布局、規(guī)模和強(qiáng)度的調(diào)控，約束高碳土地利用開發(fā)利用方式，積極發(fā)展碳匯型土地利用方式，切實(shí)減少區(qū)域生態(tài)赤字，引導(dǎo)形成區(qū)域低碳土地利用方式和城鎮(zhèn)開發(fā)格局； ⑤ 加強(qiáng)對碳排放的定量監(jiān)測和預(yù)測，尋求經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與能源消費(fèi)碳排放控制的最優(yōu)模式。

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Prediction of Carbon Emission Peak Value of He’nan Province Based on Carbon Budget Estimation

ZHAO Rongqin1, LIU Wei1,2, LIU Ying3, DING Minglei1, ZHANG Zhanping1, WANG Jie1

(1.SchoolofResourceandEnvironment,NorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower,Zhengzhou,He’nan450045，China; 2.SchoolofGeographicSciences,EastChinaNormalUniversity，Shanghai200241,China; 3.CollegeofCivilConstructionEngineering,ZhengzhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement,Zhengzhou,He’nan450046,China)

[Objects] Carbon emission and carbon footprint of He’nan Province were predicted in order to understand the potential of carbon emission reduction in the future and to find low-carbon development strategies. [Methods] Based on the provincial level, taking He’nan Province as an example, this paper analyzed the carbon budget and carbon footprint of He’nan Province, and predicted the carbon emission peak value by STIRPAT model and scenario analysis approach. [Results] (1) The total amount of carbon emissions in He’nan Province increased from 6.83×107t in 2000 to 1.77×108t in 2012 with the increasing rate of 159.2%. The carbon emissions were quite different among different industries, in which, the manufacturing industries contributed the most of total carbon emission. The increasing rate of different types of carbon emissions were obviously different from each other. The carbon sink capacity of terrestrial ecosystems of He’nan Province decreased since 2000. (2) The carbon footprint of energy consumption of He’nan Province increased from 1.71×107hm2in 2000 to 4.42×107hm2in 2012. The expansion of carbon footprint caused the ecological deficit of 1.68×108hm2. (3) Carbon emissions will reach to its peak value in 2040 or 2035 under benchmark or low-carbon scenario, respectively. If the regional carbon compensation was considered, peak values of carbon emissions under benchmark and low-carbon scenario will arrive in advance, in 2035 and 2025, respectively. [Conclusions] The carbon sinks of He’nan Province do not match carbon emissions. If carbon compensation is applied, there is huge room for carbon emission reduction in the future.

carbon budget; carbon footprint; carbon emission peak value; He’nan Province

2015-07-04

2015-09-19

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“城市典型產(chǎn)業(yè)空間的碳排放強(qiáng)度與碳代謝效率研究”(41301633)

趙榮欽(1978—),男(漢族)，河南省孟津縣人，博士,副教授,主要從事土地利用與碳排放研究。E-mail:zhaorq234@163.com。

A

1000-288X(2016)04-0078-06

F062.1