碳循环的主要过程
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碳循环的主要过程范文第1篇
1、碳库
碳循环是一个极其复杂的地球化学循环过程，包括碳元素在各个储库的贮存和在不同储库之间的流通。就通量来说，碳循环中最重要的是CO2的循环，CH4与CO的循环是较次要的部分。所谓碳库，是指在碳循环过程中，地球各个系统所存储碳的部分，概括起来，地球上主要有四大碳库，即大气碳库、海洋碳库、陆地生态系统碳库和岩石圈碳库，如表1所示，其中，岩石圈碳库最大，但碳在其中的周转时间极长，约在百万年以上，因此，在碳循环研究中可以把岩石圈碳库近似看作静止不动；海洋碳库是除地质碳库外最大的碳库，但碳在深海中的周转时间也较长，平均为千年尺度；陆地生态系统碳库主要由植被和土壤两个分碳库组成，内部组成和各种反馈机制最为复杂，是与人类活动关系最为密切的碳库。而干旱半干旱区由于面积较大，因而在陆地生态系统碳库中占有一定的比重。
2、碳源与碳汇
在碳循环研究中，人们主要关心的是碳在大气圈、海洋和陆地生态系统（包括植物和土壤等）3个碳库之间进行的连续交换，即碳的流量问题或者说是碳源和碳汇的问题。所谓碳源和碳汇都是以大气圈为参照系，以向大气中输入碳或从大气中输出碳为标准来确定，即向大气圈释放碳的通量、过程或系统称之为碳源，从大气圈中清除碳的通量、系统、过程或机制称之为碳汇。最终决定一个体系是源还是汇的是碳的净收支。目前，由于大气圈与陆地生态系统之间碳的交换过程存在的未知问题最多，受人类活动的影响最大，是全球碳循环的研究重点。其中，仍然困扰科学界的一大碳循环难题是关于“碳失汇”的问题，即CO2收支不平衡，该问自1938年Callendar首先提出，但到了今天，该问题依然悬而未决。目前比较一致的观点认为，这个未知汇可能在北半球中纬度地带，这一碳汇约可占到全球碳失汇的1/3，但是这一机制还不清楚。到目前为止，人们认识到的在几年到几十年的短时期内，可能影响陆地碳储存的过程主要包括气候变化，植物生长，CO2的施肥效应，氮沉降施肥以及土地利用方式的变化5个方面。由于干旱半干旱区生态系统碳源汇的研究较少，对该区生态系统碳源汇进行研究不仅可以弥补中国在干旱半干旱区生态系统碳通量研究的不足，而且可以为中国在碳贸易中提供一些基础数据支持。
二、不同环境因素对干旱半干旱区碳循环的影响
植被—大气间的碳循环及其对环境要素变化的响应是目前全球变化研究中的热点问题，科学家们正尝试通过不同尺度的实验观测和模型模拟来研究陆地生态系统在不同时间与空间尺度上的碳收支及其对环境的响应。影响生态系统碳交换量的主要因素有光照，温度，水分以及土壤温湿度等。干旱半干旱区由于气候干旱，蒸发强，降雨稀少，光照强，各种环境条件恶劣，使得该区生态系统在各种环境因素影响下较为脆弱，因此有必要对干旱半干旱区各个环境因子影响下的生态系统碳循环进行深入分析。
1、光照与辐射
光照条件是生态系统中生物生长所需的重要因素，生物的各项生命活动与生产都与光照具有密切联系。由于光合有效辐射的影响，植物的光合作用具有明显的昼夜规律。通常植物光和能力随着光照增强而增加，但当光强达到饱和点后，光合强度就会受温度，水分等其他环境因子的控制。Chaves等[28]对干旱荒漠区的植物进行了研究，发碳库大气圈陆地生物圈岩石圈大洋C大小/Gt700~7201900~2000>7500000038400~40000表1地球各主要碳库注：1Gt=1×1015g。现植物在水分胁迫时易发生光合作用的光抑制，而Demmig等的研究又发现，光抑制的发生，会导致光合作用消耗的光能减少，使得光合组织吸收的光能大量过剩，而过剩的光能若不能及时有效地耗散，就会损伤光合器官，从而进一步影响光合作用。许皓等研究了光合有效辐射与地下水位变化对柽柳属荒漠灌木群落碳平衡的影响，结果表明，光合有效辐射是一个主要影响因素，与群落碳获取呈显著正相关关系。群落碳同化能力的季节变化是光合有效辐射和地下水位共同影响下光合作用物候学特征的体现。另外，在干旱区荒漠生态系统中，每个物种对光照的响应不同，因此具有不同的光饱和点与光补偿点，荒漠植物由于长期适应强烈光照，所以光饱和点要比一般植物高，C4植物要比C3植物高，但也有例外情况。
2、温度
温度的变化对生态系统生物生长发育的各个方面都有不同程度的影响，是生物生命活动不可缺少的因素，它在任何时间任何生态系统中都起作用，并且是对生物影响最明显的环境要素之一。但生态系统光合作用（形成光合作用总初级生产GPP）与呼吸作用（特别是土壤呼吸Rh）对温度的响应却不尽相同。目前，有许多学者对土壤呼吸与温度间相互关系进行了研究，并建立了许多方程，包括：线性方程、指数方程、Arrhenius方程、幂函数方程等。这些方程能在一定温度区间内很好的描述土壤呼吸变化，较好的揭示CO2通量的季节变异性，但当温度过高或偏低时，其模拟精度下降明显。另外，徐小峰等研究了气候变暖对主要碳循环过程和植被、土壤碳库和凋落物碳库的影响，并探讨了气候变暖条件下陆地生态系统的碳源/汇关系。李琪等对半干旱区土壤温度对克氏针茅草原生态系统碳通量的影响进行了初步探讨，结果表明土壤温度和水分是影响克氏针茅草原生态系统碳收支的重要因子。干旱半干旱区生态系统地表水分含量低，蒸发量大，随温度的升高或增温时间的延长，土壤呼吸速率增长减缓甚至停止，对温度变化的敏感程度降低，表现为温度较低时，土壤呼吸主要受温度变化控制，温度偏高时，土壤呼吸主要受土壤水分等因素影响。这种情况说明土壤呼吸是温度与其他多种因子共同作用的结果。综上可知，干旱半干旱区生态系统碳循环的相关过程（包括光合作用以及呼吸作用等）与温度（气温与水温等）之间的关系十分复杂，但目前关于该区这方面的研究较少，今后急需加强干旱半干旱区生态系统各种生理过程与温度间响应关系的研究力度，使其更好地为研究该区生态系统碳循环服务。
3、水分条件
光照与温度虽然都是影响生态系统植被生长的重要因素，但各个区域的光照条件与温度的年内变化模式较稳定，年际变化也不大，而水分在年内与年际间都是变化最剧烈的环境因子，从而成为限制生态系统植被生长最普遍的因素。其中，降雨总量、降雨强度以及降雨时间变率的改变将会影响许多陆地生态系统的碳循环过程及碳源汇功能和大小，反过来，这些陆地生态系统的碳循环过程及碳源汇功能和大小的改变又可能对气候系统产生强烈的反馈，加剧或者减缓气候的变化。相对于其他陆地生态系统而言，干旱半干旱区碳循环过程对降雨变化的响应更为敏感，它所表现的弱源或者弱汇特征在降雨的扰动下容易发生方向性的逆转，从而使得碳源汇功能表现出极大的不确定性。目前，国内外学者针对干旱半干旱地区碳循环过程对水分变化的响应进行了一定的研究，许多研究表明：偶然性的降水事件对干旱区碳循环机制及生态系统的结构与功能有重要控制作用。Sponseller的研究结果表明，降雨使Sonoran沙漠的土壤呼吸迅速增加30倍；刘殿君研究了极端干旱区增雨对泡泡刺群落土壤呼吸的影响，实验结果也证明了在干旱地区降雨会使土壤呼吸急剧增加。另外，土壤水分是影响陆地生态系统CO2通量的重要环境要素，对植被的生长、根系分布、微生物活性等与土壤呼吸密切相关的生物因子起控制作用。李琪等探讨了水分对半干旱区克氏针茅草原生态系统碳通量的影响，结果表明，土壤水分的增加会提高克氏针茅草原生态系统的固碳能力、初级生产力及呼吸作用；还有研究表明，干旱区土壤呼吸的季节波动强度和土壤水分显著负相关，低土壤含水量群落土壤呼吸速率的季节变化对土壤水分变化的响应与高土壤含水量群落相比更为敏感，但夏季土壤呼吸的最大值与土壤水分的极值并无固定联系，但也有研究观察到夏季干旱时节，土壤仍具有较高的呼吸速率，该现象说明除了土壤水分外，其他环境因素也在起一定的控制作用。
4、其他环境因素
目前，除了辐射、温度、降水等环境因子外，学者们还研究了其他一些环境因素对干旱半干旱区生态系统碳循环进行了研究，如张新厚等研究了半干旱区土地利用方式变化对生态系统碳储量的影响，结果表明不同土地利用方式碳储量不同，杨树防护林带最高，樟子松-山杏疏林草地次之，沙质草地碳储量最低；白雪爽等分析研究了半干旱沙区退耕还林对碳储量和分配格局的影响，结果表明：随着退耕年限的增加，生物量碳储量不断积累，且其增加的碳库主要分配在树干，退耕还林初期，土壤有机碳储量表现出下降趋势，随后逐渐恢复甚至高于农田土壤碳储量；吕爱锋等对火干扰下生态系统碳循环进行了详细的综述与分析；樊恒文等综述了近年来干旱区土地退化与荒漠化对土壤碳循环的影响，评价了干旱区土壤碳的固存和在缓解温室效应方面的潜在能力，并讨论了干旱荒漠化地区对全球碳平衡的贡献和在干旱区促进土壤碳固存的基本策略；另外，于占源等研究探讨了半干旱区沙质草地生态系统碳循环关键过程对水肥添加的响应。
三、中国干旱半干旱区碳通量研究现状
植被与大气间的碳交换通量的准确和长期观测是评价陆地生态系统碳源、汇功能的基础和前提。通量观测网络是获取生态系统与大气间CO2和水热通量数据的有效手段，可以为分析地圈-生物圈-大气圈的相互作用关系，评价陆地生态系统在全球碳循环中的作用提供数据服务。目前，陆地生态系统碳收支的主要研究方法有：样地调查与清单法(inventories)，模拟实验研究法(inversemodeling)，CO2通量观测网络(fluxnet)以及模式模拟(patternmodeling)4种，其中，涡动相关法已经成为直接测定大气与群落CO2交换通量的最可靠方法，也是世界上CO2、水热通量测定的标准方法，在各个地区不同生态系统中都得到了广泛的应用。目前，中国通量网络的观测对象主要涉及了森林、草原、农田、湿地等，而对中国干旱半干旱区碳通量的研究较少，使得中国干旱半干旱区生态系统碳循环的研究仍处于初级阶段。目前对干旱半干旱区碳通量的研究主要集中在净生产力，光合作用，植被碳储量，土壤碳储量、土壤呼吸作用以及生物土壤结皮的固碳能力等方面，而对干旱半干旱区碳通量的长期连续观测较少。刘冉等对古尔班通古特沙漠南缘原始盐生荒漠地表水热与二氧化碳通量的季节变化进行了研究，结果表明净辐射通量、潜热通量和二氧化碳通量都具有明显的季节变化趋势，而显热通量的季节变化不明显；柴仲平等对干旱区绿洲冬小麦生态系统CO2源/汇关系进行了长期的研究，结果表明在小麦的整个生育期，可以净固定CO2的量为122.60t/hm2。
四、展望
通过以上综述可以知，中国干旱半干旱区生态系统碳循环研究基本处于初步阶段，许多研究依然存在诸多薄弱环节，总体来讲，今后中国干旱半干旱区碳循环研究应在以下几个方向进一步加强：
（1）从不同时空尺度探讨干旱半干旱区生态系统碳循环过程与强度，加强碳源/汇季节变化动态和区域分异的对比定位观测，同时加强机制研究中的多因子综合评价，增加研究和预测结果的可靠性。对干旱半干旱区生态系统碳循环已有的研究结果表明，不同环境因子在不同群落以及植物不同生长阶段影响程度与影响方向也有所不同，因此，要想准确评估整个干旱半干旱区生态系统碳源/汇贡献就必须对不同时空不同群落类型进行详细野外试验研究，以扩充中国干旱半干旱区生态系统碳循环研究的数据基础。
（2）进一步加强对影响干旱半干旱区生态系统碳源/汇的物理、化学以及生物过程研究。目前关于干旱半干旱区生态系统的碳循环机制尤其是许多细节研究都相对薄弱，碳循环研究过程中存在许多不确定性，今后研究中应有所加强。包括：植物呼吸与凋落物呼吸的定量测定、土壤不同形态碳的垂直分布规律以及非生长季（冬春季）与生长季影响机制的异同等。
（3）从整体和系统的角度研究干旱半干旱区生态系统碳循环。在已有的干旱半干旱区碳循环研究中，对植物、土壤的研究多局限于生态系统各个部分自身时空动态变化以及对周围环境因素响应，且各部分研究相对独立，而对于碳元素在大气-陆地生态系统储存库间的定量迁移转化关系涉及较少，从而缺乏整个系统的综合研究。
碳循环的主要过程范文第2篇
一、碳循环是经济社会运行的重要基础
从物质及能量循环的角度来看，以碳循环为表现形式的物质转化过程是经济社会运行及发展的必然现象。
1、碳排放及消减是经济社会活动的必然结果。人类在生产及生活的各种活动中，如生命存续、燃料使用、作物栽培、产品制造等环节，都会发生碳的排放和消减。碳的排放和消减虽然无形，但却是生产、生活活动发生作用的重要渠道，是生产、生活活动的重要特征之一。因此，碳排放及消减是人类生产、生活活动中始终伴随的一种现象。
2、碳平衡是动态的平衡过程。从短期角度来看，产生于生产及生活活动过程中的碳排放，由于人类活动不具有绝对的数量规律性，因而碳排放与消减不会处于绝对平衡的状态；从中长期的角度来看，如果人类的生产及生活活动方式没有发生较大的变化，那么这种碳排放和消减将在平衡点上上下浮动，即处于一个动态的平衡过程之中。
3、“碳循环”是实现碳平衡的渠道。碳循环系统包括产生与消减两个过程，其一是以生产―消费循环为特征的经济社会过程，这个过程不断产生温室气体，有逐步拉大碳存量的趋势；其二是以森林吸收、碳捕捉等手段构成的碳消减过程，该过程对消减温室气体起正面作用，有逐步减小碳存量的趋势（见表1）。
经济社会系统中的碳存量如何变化，取决于碳排放与碳消减之间的相互作用，如果经济社会系统中的碳排放量超过碳循环中的吸收量，则碳存量不断扩大，导致温室效应不断加剧。当前，我正处于工业化、城镇化快速发展的历史时期，碳排放量较大，超过了自然及人工手段之下的碳吸收量，因此应通过产业手段及技术手段，消减碳排放量与加大碳消减量并重，逐步缩小两者之间的差距，推动碳排放均衡的形成。
二、碳经济是碳循环运转的制度性纽带
保持碳循环有序运转，是扭转碳排放与消减失衡、推动碳平衡形成的根本途径。由于碳循环中的排放与消减相互独立，缺乏天然的制衡机制，因此只有在排放与消减之间形成制度性纽带，才能促进碳循环的两个部分相互发生作用，进而保持均衡运转。在市场机制下，以价格手段为作用渠道的碳经济可以实现制度纽带这一功能。
1、“碳经济”突出了碳排放与消减中的成本和收益。从概念的属性来看，“碳经济”属于效益型概念，它表现了在温室气体的排放和消减过程中的成本与收益问题，因而“碳经济”必然注重于“碳”的排放和消减在经济运行中发挥的联系和纽带作用。相比之下，“低碳经济”更侧重于表现通过一定的手段消减碳存量以及最终实现碳排放较少的状态，其主要阐述的是提高应对气候变化、增强时候变化适应能力的手段和途径。
2、市场机制是碳循环有序运转的制度环境。在碳排放量与消减量失衡的情况下，只有通过市场手段才能将排放的一端与消减的一端有效联系起来，进而刺激碳排放量的缩减以及碳吸收量的增加；如果脱离了市场机制，则碳循环的两个部分在整体上缺乏系统性的信号与控制手段，不利于排放与消减的协调控制。
3、价格是碳循环运行的内在主线。通过价格手段来统一碳排放与碳消减，可以使碳存量在两个不同方向上的作用力有一个共同回归的方向，碳存量扩张了，则排放价格趋高，若碳存量有下降趋势，则排放价格趋低。因此，排放价格有自动保持均衡的内在动力，并将始终围绕着均衡排放价格，在价格调节的作用之下，促使碳存量保持一个动态均衡的状态。
三、发挥碳经济导向作用，构建低碳经济体系
对现有经济社会进行低碳化改造，打造低碳经济体系，是发展碳经济、实现碳平衡的必经阶段，也是当前工业化和城镇化快速发展阶段所必然面临的紧要任务。推动低碳经济体系的确立，须重点加强两大创新和四大支撑体系的建设。
1、制度创新。在政策措施、法律体系、市场机制等方面都要进行系统的规划与设计，引导经营活动以节能、减碳、低碳的方式开展，建立能够推动技术创新有效发展的社会氛围及制度环境，以符合社会发展规模的方式去引导节能、减碳、低碳企业或技术的进一步发展。
2、技术创新。在应对气候变化领域内，我在关键性技术上不具有优势，因而在大力推动技术进步的同时，应注重引进先进家的核心技术，尤其是在技术的选择上应综合考虑技术成熟度、经济性、能源安全和温室气体排放等因素。
3、法规体系。法规体系是政策措施的体现，也是社会行为准则的规范；法规体系的建立，并不是一步到位的过程，而是通过循序渐进的方式不断前进，最终实现母法抓大、子法抓小的法律法规体系。
4、税收制度。税收是一项重要的经济激励手段，在经济体系中尚未对碳进行评价时，税收是体现碳经济的重要手段；碳经济的原则已内在地包含了税收“征收多少”的问题。在应对气候日趋重要的背景下，应尽快制定相关的税收制度，以让市场进行更加合理的调节。
5、科技研发。技术创新是在碳经济时代走入低碳经济社会的重要手段，科技研发的选择与运用必须要符合低碳经济发展的需求，政府应综合考量既有成果与当今技术发展趋势，将低碳技术研发转化为支持低碳经济发展的重要推动力。
6、交易平台。交易平台虽然不会对减碳起到实质性的效果，但可明显提升碳的经济效率，进而让碳排放这个资源达到最大化的经济效率；交易平台是制度创新中的一项重要环节，在既定碳排放量的情况下，可以实现最大幅度的经济增长。
四、当前应加强开展的基础性工作
构建低碳经济体系，不仅需要继续强化碳排放减量以及碳汇收益的利益导向，推动碳排放与碳消减之间在利益关系上产生关联，系统性地控制碳存量，还需要发挥政府在解决市场失灵上的积极作用，通过加大投入、制定政策导向等方式，促进低碳经济发展，为碳经济的形成打下坚实基础。
1、强化碳排放减量的利益导向。加强目前的能源结构调整、能效提高、产业结构升级等工作力度，通过金融、税收优惠、财政补贴、排放限额等正面、负面激励措施的作用，引导企业通过技术手段或其他手段，不断降低生产过程中的碳排放量，树立碳排放的成本观念。推行产品生产过程中的碳排放等级认证制度，通过向碳排放强度低或者节能产品加大补贴力度等方式，以减缓碳排放的强度。
2、推动自愿减排基础上的碳排放交易。碳循环的有效运行需要建立在非自愿减排的基础上，只有非自愿减排才能产生碳排放的购买方，才能阻止碳排放负外部效应的无节制扩大。为保障我的发展需要，我目前在采取自愿减排的前提下，为促进碳排放的适度、适量，推动基于自愿减排基础上的碳排放交易，也是必须的，通过这种运作形式，不仅可以积累非自愿减排情形下的碳循环实施、碳排放交易经验，也可以适度控制碳排放总量，并将有益于企业投入这一领域的技术创新和研发，促进技术进步。
3、推动生态服务有偿化。加快各地区的碳排放与碳消减的数量统计和分析工作，使生态受益地区在享受生态效益的同时，分割享受生态效益所产生的部分经济效益，对生态保护区进行经济补偿，促进生态服务由无偿化向有偿化转变。通过家统筹等方式，加快地区间基于碳排放与碳消减的差异所带来的经济利益再分配步伐，促进地区间经济发展平衡、社会发展公平。
4、促进低碳技术进步。明确低碳技术重点突破领域，特别是在共性技术领域，应加大政府投入力度，加快技术进步步伐，降低低碳技术产业化及应用成本，推动低碳经济发展。当前，这些领域包括：节能和提高能效技术，可再生能源和新能源技术，主要行业CO2和甲烷等温室气体的排放控制与处置利用技术，生物与工程固碳技术，煤炭、石油和天然气清洁高效开发和利用技术，先进煤电、核电等重大能源装备制造技术，CO2捕集利用与封存技术，农业和土地利用方式控制温室气体排放技术等。
5、建设低碳技术示范基地。只有走产业化道路，在形成较大规模低碳产业的基础上，才能形成产业基础上的技术创新体系，推动低碳产业和低碳技术进一步持续发展，形成良性循环。借鉴上海开展低碳实践区等经验，有条件的地区可以根据自身产业发展基础和科技、教育等相关要素禀赋条件，制定优惠的投资税收金融价格政策，吸引社会资本、外资参与开展低碳技术示范基地建设，从中摸索出推动低碳产业发展、促进低碳技术进步的市场化道路，为低碳产业的全面发展积累宝贵经验。
6、将碳减排量纳入社会考核体系。对于地方政府，应明确将碳减排量纳入政府考核目标之中，强化政府在调控碳排放上的管理责任，督促政府加强在促进低碳经济发展、加强节能减排等方面的工作力度；对于企业主体，要督促企业制定减排计划，鼓励企业积极投入低碳技术的开发、设备制造和低碳能源的生产，并将企业自愿减排量纳入社会公益范畴。对碳减排成效大、技术进步显著的企业，应给予公共物品购买、项目建设、以奖代补等多种方式的激励。
【参考文献】
[1] 郑爽：全球碳市场动态[J].气候变化研究进展，2006（6）．
[2] 务院新闻办公室：中应对气候变化的政策与行动(白皮书)［Z］．2008．
碳循环的主要过程范文第3篇
【关键词】森林经营管理；森林碳汇；影响；提高措施
随着全球气候变暖、温室效应等全球性气候问题的突出显现，人们将解决该问题的途径更多的寄托在对森林资源的开发利用方面，这是因为森林生态系统对全球碳循环有着很大的影响，而全球气候变暖的主要原因就是全球工业排放过多量的含碳物质在大气中，超过地球环境的承载能力，破坏了全球碳循环的平衡。因此，研究森林生态系统碳循环的机理、森林经营管理对森林碳汇的影响以及如何提高森林碳汇对改善全球气候，实现可持续发展有重要意义。
1.森林碳汇的特点
树木生长过程中会依靠光合作用吸收大气中的CO2合成自身物质，单就这个角度而言，森林是大气CO2的汇，大面积的森林生长可以减少空气中CO2的量，这会对温室效应有较好的控制作用。而另一方面，树木的呼吸作用，枯叶落地后的腐败发酵以及森林发生火灾时等也会向空气中释放CO2气体，增加空气中CO2的量，这样就认为森林同时也是CO2的源。因此森林对碳循环的作用具有双重性的特点，重点在于如何使森林能够多吸收空气中的CO2而同时能够尽量少的向空气中释放CO2，从而实现碳汇功能才是我们应该考虑的。根据相关研究表明，森林固碳量占整个陆地生态系统固碳量的45%左右，具体而言就是每生长1m3的森林大约会从大气中吸收约1830kg的CO2。总而言之，森林生态系统对大气中CO2的浓度起着至关重要的调节作用，对全球气候变化的意义重大。
2.森林经营对森林碳汇的影响
2.1森林资源破坏对森林碳汇的影响
社会经济发展过程中对森林资源的主要利用方式是森林采伐，纸浆厂砍伐森林用于造纸，不仅对森林造成严重破坏，造纸废水还会污染水资源，广大山区砍伐森林做烧柴也会消耗一定量的森林资源；除了上述原因外，道路建设、放牧、开荒种地和开矿等都会对森林造成严重破坏。森林资源的破坏不仅造成森林对空气中CO2的吸收能力降低，也降低森林碳储量，同时这些被破坏的森林大多数都会被燃烧产生CO2，从而使大气中CO2浓度升高，进一步加剧了温室效应。有的学者认为森林破坏是仅次于化石燃料产CO2量的第二位的CO2排放源。因此，采取合理措施保护森林资源，增强森林碳汇功能已迫在眉睫。
2.2森林受火灾和病虫害对森林碳汇的影响
自然状态下，森林受火灾和病虫害的影响也会使森林释放CO2的量增加，吸收CO2的量降低，造成森林碳汇功能的降低。统计资料显示全球每年因火灾造成的森林损失面积约0.1亿hm2，占全球森林面积的0.2%，由此造成空气中CO2量增加约3000亿kg，占全球CO2总排放量的40%。此外，病虫灾害造成的森林碳汇损失也是巨大的，病虫害对森林碳汇造成的损失主要是由于其使树木根、茎、叶生长状态变差，进而导致森林固碳能力的降低，据估算每年在我国约有100万hm2的森林遭受病虫害的威胁。综上可以看出加强森林保护，降低火灾和病虫害给森林造成的损失是增强森林碳汇功能的又一重要途径。
3.提高森林碳汇的措施
3.1推进生态工程建设
扩大森林面积是增强森林碳汇功能，提高森林碳储备能力的最佳途径。为此就要继续推进生态工程建设，结合我国“生态文明”战略及地区实际情况争取更多资金和政策支持，大力开展人工造林，增加森林覆盖面积。同时加大对主要道路两旁、湖泊地、农田防护林的建设的支持力度，积少成多以取得更好的效果。此外，对原有森林进行综合规划，采用乔灌相结合，形成复层林，提高林地利用率，使单位面积的森林能产生更多的碳汇。具体的可从以下几个方面进行，一是在荒山、沙漠地带植树造林，加强困难立地条件下植树造林技术研究，扩大后备造林地面积；二是继续推进退耕还林还草，恢复林地功能，以增加对CO2的吸收；三是要大力支持各类自然保护区建设，发展森林旅游，实现生态功能和经济价值的双赢；四是要总览全局，建设有一定规模的速生林以使造林工作能尽早发挥作用。总而言之，继续推进生态工程建设，增加森林面积是提高森林碳汇的重要措施之一。
3.2加强各类森林灾害的防治
森林自身独有的特点使其面临着很多自然灾害的威胁，就火灾而言，由于森林密度较大，地面沉积着厚厚的落叶、枯枝等易燃物均给火灾的发生和蔓延创造了条件，在这种情况下一个烟头即可能造成数万公顷的森林消失。另外，病虫害也极易在森林发生、蔓延，给森林保护带来一定困难。因此采取规范、合理的措施加强森林灾害的控制是不可或缺的，一是要对突发灾害建立应急处理方案，确保灾害发生时，消防官兵、林业部门等相关部门能迅速反应，做出合理处置将危害降至最低；二是增加资金投入，建立灾害预警系统，以及时的发现灾害并做出处置；三是各区主管部门结合邻区及历年病虫害发生情况进行定期综合防治，以期做到完全控制病虫害。
3.3科学管理森林资源
采取合理的措施管理森林资源对实现森林可持续发展，提高森林碳汇价值也是必不可少的。这是因为虽然通过造林，再造林增加森林面积可以增加林业碳汇，但是土地面积是有限的，尤其是我国这样的人口大国，更是面临土地资源紧张的困境。因此，当造林面积达到一定程度时，只能通过加强对现有森林的管理来增加森林碳储量，促进森林对大气中CO2的吸收、缓解气候变化和全球变暖。随着我国植树造林、林业生态工程的实施和森林管理水平的进一步提高，未来我国森林在应对气候变化和全球变暖中的作用将会进一步增强。
4.小结
目前，追求低碳经济，实现可持续发展已成为共识。按照低碳经济的发展方向，融合森林碳汇思想，充分考虑各种可能造成森林破坏的因素，加强对森林资源的科学管理，严禁各种破坏森林资源的行为，组织力量进行生态工程建设，以探索结合碳汇管理的森林资源经营管理新模式，使森林碳汇功能持续增强，实现森林产业可持续发展。同时减少大气中CO2浓度，恢复生态系统碳平衡，达到改善全球气候的目的，实现人与自然的和谐发展。 [科]
【参考文献】
[1]张志华，彭道黎.森林管理对森林碳汇的作用和影响分析[J].安徽农业科学，2008，36（9）：3654-3656.
碳循环的主要过程范文第4篇
研究的目的和意义
草地是陆地生态系统土地资源的一个重要组成部分，放牧是草地利用的主要传统方式之一，不论何种类型的放牧草地，要使其维持原有的生产能力，确定适宜草场放牧利用强度（载畜率），不但关系到草原生态系统的可持续利用和发展，而且也影响其碳循环和碳截存的过程和特点。
在全球气候变化成为国际上备受瞩目的问题的同时，我国科学家也开始研究土地利用和覆被变化对土壤碳库和碳循环的影响。近几年来，放牧土地的碳分布，碳储量以及放牧管理对碳循环及其生态过程的效应研究受到了土壤，环境，全球变化等研究领域的广泛关注。过度放牧是造成草地退化的根本原因。过度放牧可使草地初级生产固定碳素的能力降低，并且，由于家畜的采食而减少了碳素由植物凋落物向土壤中的输入；过度放牧通过促进草地土壤的呼吸作用从而加速碳素由土壤向大气的释放。而适度放牧可使草原净初级生产力达到最高值，但年际间的变异较大，主要受降水及其它气候条件的影响。
王艳芬等、李凌浩等研究了人类活动对锡林郭勒地区主要草原土壤有机碳的储量随草甸草原－典型草原－荒漠草原逐渐减少，每一个草原类型土壤有机碳含量沿土壤垂直剖面逐渐减低；土壤利用方式不同，土壤有机碳的分布也不同。被称为“生态环境脆弱带”的荒漠草原生态系统，其稳定性较差，自然和认为干扰的“生态冲击”更易导致剧烈的波动，甚至成为＂受害生态系统＂，这就是人们常说的草地退化和草原消失。
为此，针对短花针茅荒漠草原群落进行不同放牧强度对主要植物种群地上碳储量和地下碳储量的比较研究的必要性不言而喻，其目的在于从碳储量的角度定量的分析不同放牧强度对植被的影响，从而为适度放牧的决策和草地资源的可持续利用研究提供依据。为了掌握碳储量，需要研究和测定地上生物量、地下生物量、植被地上含碳量、土壤含碳量。这些变量在不同放牧条件下的细微变化规律需要直接的证据加以证实。从过去的经验看，在过度放牧状况下，地上净初级生产力中仅有20％－50％能够以凋落物和粪便的形式归还土壤，一旦草地土壤遭到开垦和过度放牧破坏，其腐殖质层中的有机碳就会迅速氧化而释放出大量二氧化碳，草地就可能转变成为碳源。经过40a的过度放牧，我国草地表层土壤10－20cm中碳的贮量已降低12．14％。如今，草地畜牧业已经成为我国许多地区的生产和经济支柱。但过度放牧导致草地退化的趋势加剧，而且以每年200万hm2的速度增加。因此必须加强对草地生态系统不同发展阶段（自然与退化生态系统）、不同利用方式及其对气候变化响应的草地生态系统碳循环过程与机理的研究，加强草地生态系统管理。
地下碳截存对不同放牧强度的响应是一个较缓慢的过程，也可以说放牧在一定时间尺度内还不会影响到系统的地下碳截存。而地下根碳截存量主要取决于其根量的多少。有研究表明：在沙地、坡地及干旱环境条件下放牧容易导致土壤侵蚀，从而使有机碳含量较高的表层土壤流失而造成土壤碳损失。当放牧对草地生产力和植被盖度无明显影响，并且未引起土壤侵蚀时，不会造成土壤碳的损失，并且在大多数情况下会由于放牧家畜排泄物的输入和碳周转速率的提高而增加土壤的碳截存。针对草地生态系统碳贮量的研究，在确定植被及土壤的碳贮量，草地NPP及生物量的分布特征时，草地土壤呼吸被认为是草地碳循环中最主要的环节，是目前研究的重点。气候及人类活动（开垦和放牧等）对草地生态系统碳循环的影响，二氧化碳增加对草地碳循环的可能影响等课题已有过多人研究。研究表明：土壤呼吸是全球碳循环中重要的流通途径，土壤呼吸的变化将显著影响大气CO2的浓度。
控制土壤呼吸将能有效缓和大气CO2的升高和温室效应。随着放牧率的增大，牧草地上植物现存量呈线性下降，但地上净初级生产力以适度放牧最大，即存在超补偿性生长。地上最大现存量和最大净初级生产力随着放牧率的增大而出现的日期有提前趋势。二者随着放牧年限的延长下降幅度较大，但降水可以缓和或加剧这些变化趋势。轻度放牧能刺激牧草的生长，具有补偿性或超补偿性生长的特点。过度放牧通过促进草地土壤的呼吸作用从而加速碳素由土壤向大气的释放。而适度放牧可使草原净初级生产力达到最高值，但年际间的变异较大，主要受降水及其它气候条件的影响。在荒漠草原中，草地的放牧利用对草地的碳截存和碳循环作用和影响有很多细节有待详细的一手数据来验证。
试验地自然概况及研究方法
1试验地自然概况
本试验地位于乌兰察布市四子王旗荒漠半荒漠化草原试验站。四子王旗位于阴山北麓，地处中温带大陆性季风气候区，春季干旱多风，夏季炎热，≥10℃的年积温为2200℃－2500℃，年均降雨量280mm，湿润度0．15－0．3，降水量主要集中在5月－8月，月平均温度最高为6月、7月、8月3个月，年均气温21．5℃、24．0℃、23．5℃；无霜期175d，土壤以栗钙土和棕钙土为主。试验地的草地类型为短花针茅（StipabrevifloraGriseb）＋冷蒿（Artemisiafrigida）＋无芒隐子草（Cleistogenessongorica）荒漠化半荒漠化草原，植被草层低矮且植被较稀疏，盖度为17－20，种类组成较贫乏，建群种为短花针茅（StipabrevifloraGriseb），优势种为冷蒿（Artemisiafrigida）、无忙隐子草（Cleistogenessongorica），主要伴生种有银灰旋花（Convolvulusammannii）、阿尔泰狗娃花（Heteropappusaltaicus）、木地肤（Kochiaprostrata（L．）Schrad．）、羊草（Leymuschinensis）等。
2试验研究方法
2．1试验设计本项试验采取野外长期观测和实验室样品分析相结合的技术路线，通过野外定位观测，研究不同放牧强度下荒漠半荒漠化草原土壤与植物根系中的碳密度的测定。旨在揭示不同载蓄率下，在轻度放牧、中度放牧、重度放牧对草原地下碳截存的影响、地上初级净生产力的影响及其机理，同时也有助于理解草地生态系统退化和恢复的机制。试验设计如下：实验采用完全随机区组设计，将围栏放牧区划分为3个区组，即3次重复，在每个区组中设4个处理，即4个不同的载畜率水平。4个不同的载畜率处理分别为对照（CK）、轻度载畜率（Lightstockingrate，LG）、中度载畜率（Moderatestockingrate，MG）和重度载畜率（Heavystockingrate，HG），不同重复小区内的4个处理完全随机排列。设定不同的载畜率值分别为0（对照）、0．91（轻度放牧）、1．82（中度放牧）和2．71（重度放牧）羊单位／hm2／半年。
2．2试验方法在4个处理中分别随机选3个1m×1m的样方，将地上部分齐地刈割，并用报纸包好。在每个样方中选3个点取根样，利用根钻（直径7cm）按照0cm－10cm、10cm－20cm、20cm－30cm、30cm－40cm、40cm－50cm、50cm－60cm、60cm－70cm、70cm－80cm、80cm－90cm、90cm－100cm分10层取样，将样品分层装入尼龙网袋，与地上草样一起带回实验室。取回的根样用水洗法将其漂出，装入信封。将根样与草样一起烘干（65℃）称重，得到地上部分、地下部分生物量的值（g／m2）。将根样与草样分别粉碎并过150目的筛，然后用Macro元素分析仪测出含碳量（％）。根据室内试验获得的生物量和含碳量数据，通过公式（1，2，3）计算出植被碳密度（g／m2）的值。
2．3数据处理使用SAS9．0软件及Excel对数据进行标准化、基本统计学分析处理。
结果与分析
1地上生物量及含碳量的变化分析由图2可以看出随着放牧强度增加，地上生物量呈递减趋势。在轻度放牧区地上生物量最高，其值略高于对照区，中度、重度放牧区地上生物量均明显低于对照区。重度放牧区的地上生物量明显低于对照区，只有对照区地上生物量的58．3％，而中度放牧地区与对照区相差不大，这有可能存在实验的人为误差，也可能是由于“中度干扰假说”造成的。根据生态学中经典的“中度干扰假说”，有人提出了放牧优化假设，认为草地植被生物量与放牧强度之间的关系是非线性的，即随着放牧强度的增加，草地的生物量先增加，然后才随放牧率的增加而下降。重度放牧区与轻度放牧区地上生物量差异显著（P＜0．05）。实验显示的结果与这一假设相符。轻度放牧的影响作用是否由于“虽然家畜的采食会对植物的生长有一定的影响，但是家畜的粪便添加到土壤中可以为植物的生长提供肥料，有利于植物的生长，因此体现出轻度放牧区生物量高于对照区的特点”还有待商榷。至于中度与重度放牧区，有过多的家畜对植物进行采食、践踏、减少光合面积等破坏活动，放牧强度大的处理，由于前期地上生物量较低，即地上叶面积指数过低，使草地初级生产固定碳素的能力降低，加上不断的高强度采食而减少了碳素由植物凋落物向土壤中的输入，因而影响了牧草的再生，而使这两个区中的植被地上生物量低于对照区。
影响植被地上部分碳密度的另一因素就是植被的含碳量。植被地上部分的含碳量仍然呈现出轻度放牧区最高，而重度放牧区最低的特点。植被含碳量在各个区中虽然有变化，但是方差分析显示4个区中含碳量值差异不显著（P＞0．05）。中度放牧区地上植被的含碳量与轻度放牧区相比只下降了1．59％，而含碳量值最低的重度放牧区比轻度放牧区相比也只下降了13．82％。可见植被体内的含碳量的变化不是很显著，放牧对其产生的影响并不大。
2植被地下生物量及含碳量的变化分析草地生物量的80％以上集中在地下，地下生物量是土壤有机碳库的最主要输入源，在草地生态系统碳循环中起着关键作用。地下碳截存对不同放牧强度的响应是一个较缓慢的过程，与地上生物量的变化存在一定的时滞，也就是说，放牧在即时影响地上生物量的同时，在一定时间尺度内还不会影响到系统的地下碳截存。而地下根碳截存量主要取决于其根量的多少。由图3可以看出放牧会使植物地下生物量减小，各放牧区的地下生物量均低于对照区。轻度放牧区地下生物量是对照区的88．17％，与对照区的差异不显著（P＞0．05），中度和重度放牧区的地下生物量相差不大，分别只占对照区地下生物量的79．90％和72．20％，这两个区与对照区的差异显著（P＜0．05）。可见放牧对植物地下生物量产生的影响与其对地上生物量的影响不同，该影响是间接的、长效的、复杂的。轻度放牧区地上生物量较对照区高，而地下则恰好相反，这是因为放牧使光合产物分配给地上部分的总量大于地下部分，以补偿地上生物量因家畜采食而降低光合效率的负面效应，这是植物为抵抗采食而长期进化形成的生长机制，但是过大的放牧强度（中度和重度放牧）对植物产生的影响较严重，超出其自身调节能力的范围，必将导致地上和地下生物量的共同下降。而地下部分的含碳量为轻度放牧区最高，其次为对照区，中度与重度放牧区最低。方差分析显示这四个区中的含碳量值差异不显著（P＞0．05）。与地上部分相比地下部分的含碳量更稳定，含碳量相差最大的两个区才相差1．10％。
3总植被碳密度变化由图4我们可以看出不同放牧强度下草地植被碳密度的变化情况，其中对照区的碳密度最高达到620．3g／m2，其次为轻度放牧条件下的碳密度为506．4g／m2，中度放牧条件下的碳密度为465．1g／m2，重度放牧植被碳密度最低401．4g／m2。与对照区相比较，轻度放牧区的碳密度减少了18％，中度放牧区碳密度减少了25％，重度放牧区碳密度减少了35％。可以看出，随着放牧强度的增加，植被碳密度逐渐降低。轻度放牧有可能有利于植被的生长，而重度放牧有可能已经超出了植被自身的调节能力，而使植被碳密度降低。
讨论与结论
1讨论
1．1不同放牧强度对植被生物量的影响生物量是决定草地碳密度的因素之一，放牧主要通过影响草地的生物量来改变草地的碳密度。家畜的选择采食和践踏作用对群落的组成影响很大，对群落多样性影响也很大。适度的采食与践踏及适宜的采食周期，可以增加植物群落水平的多样性，降低植物群落优势种的竞争能力，并可创造一定的物理空隙，有助于光、水分和营养的更好利用。采食对植物群落多样性的影响取决于采食强度、地段的地质演化特征及其气候条件。适度放牧对草原生态系统没有负面影响，或有积极的影响，而长期超载过牧则会使系统崩溃。
根据本实验对短花针茅荒漠草原碳截存的研究，随着放牧强度的增加，地上生物量总体呈递减趋势，但在轻度放牧条件下，植被生物量高于对照区。而地下生物量一般空间变化规律随着土壤的深度逐渐减少。地下生物量随不同载畜量的变化特点还有待进一步观察研究。草场放牧必然会给草场带来影响，如何进行放牧管理，目前世界上发达的国家都采用划区轮牧，自由放牧对草场是有害的，主要表现在放牧强度不均匀，局部草场因过牧而退化，划区轮牧恰恰能控制放牧强度。
1．2不同放牧强度对植被含碳量的影响决定植被生物量的另一因素是含碳量。放牧对草地植被的影响国内外学者已做了大量研究工作，取得了很多成果，但也存在许多问题。
不同的放牧强度对草地群落的结构有不同程度的破坏，过度放牧不仅造成草地层次结构不明显，使优良牧草大幅度减少，毒害草不断增加，而且也改变了草地土壤的理化性质，使营养物质损失；另一方面，大量积累的畜粪影响其取食，又造成草地资源的浪费，而适度放牧不但能促进牧草生长发育，提高牧草再生能力及营养价值，保持草地较高的利用率，而且保护了草地的植物多样性，是维持群落稳定，防止草地退化，有利于草地持续利用的重要措施。通过本实验研究，随着放牧强度的增加，对地下含碳量的影响并不大，或者可以说放牧对地下碳截存的影响是一个较缓慢的过程，在一定时间尺度内还不会影响到系统的地下碳截存。
2结论
碳循环的主要过程范文第5篇
【关键词】 低碳经济； 指标体系； 碳循环
自2003年英国提出低碳经济概念以来，不同学者从各自不同的角度对低碳经济展开了研究，并取得了十分重大的成就，对低碳经济的发展起到了极大的推动作用，而低碳经济本身也随着世界气候变化问题的升温逐渐成为继工业革命、信息革命后，又一改变世界经济的革命浪潮。然而，尽管低碳经济作为一种为世人推崇的经济发展新理念、一种新规则，更甚至说是一种发展新模式，已被誉为解决世界能源问题、温室效应等环境问题，实现可持续发展的最现实、最基本的途径，并在很多国家得到了实践上的尝试，但是低碳经济发展的最基本、最核心问题即科学的指导理论体系的建立并没有得到解决。长期以来对低碳经济界定的模糊性和不可操作性、内容上的广泛性与复杂性、评价体系指标难以度量与适用性成为困扰低碳经济发展最大的难题。本文在吸收前人研究成果的基础上，从碳的流转循环过程着手，建立碳循环模型，然后在拟建立的模型各个环节上寻求碳控制点，最终从碳循环过程出发来探寻最能反映区域经济低碳发展现状的理论指标。
一、指标体系构建的理论基础――碳循环模型
目前，有学者已经对低碳经济理论指标体系的构建开展过十分有意义的研究，并形成了一些非常具有代表性的低碳经济评价指标。但是经过笔者分析发现，首先，这些指标的选取太过主观，指标的来源明显缺乏依据，比如有学者将优良品种普及率和低碳农药化肥使用率作为低碳经济评价指标并赋予了较大的权重；其次，指标的选取太过理论化，不便于实际操作，指标的运用目的是便于充分反映现实，并尽可能追求简捷，方便使用，如果所选取的指标不满足这一条件，就算再好、再完美也只是空中楼阁，比如有学者将传统产业低碳改造率和生产流程改造率作为低碳经济的社会发展指标。很显然，这些指标的实际可操作性都相当差。为了有效地解决这些问题，低碳经济理论指标的选取必需以真实、科学的工具作为依据，即依靠一些符合实情的碳循环模型。
这里的碳循环模型是指碳从进入经济环节到退出经济环节的全过程，在这个过程中伴随着碳物理化学形态的转变。值得说明的是笔者所定义的碳循环与生物化学上的碳循环不完全相同，这里的碳循环是生态碳循环的一个重要环节。虽然笔者只是着重分析碳从进入经济生产、流通、分配、消费的全过程，但并没有将其完全从整个生态系统中分离开来。
（一）宏观视角下的碳循环模型
一个地区能源的生产、使用和消费情况能够清晰明了地反映当地低碳经济的发展状况。通常一个地区清洁能源在能源结构中的比重越大，化石能源碳的利用率越高，含碳废弃物处理机制越完善，该地区低碳经济发展程度也相对较好。基于此笔者将生产生活中的碳转化过程简单抽象成图1所示模型。在参考区域能源的来源与使用实情的基础上，对本模型作了如下假设：
假设1：假设本区域能源来自两个方面：自身能源生产和外来能源进口，并进一步划分为化石能源生产、清洁能源的生产和化石能源的进口、清洁能源的进口。外来能源的进口不仅包括能源资源的进口，还包含清洁能源技术的进口，能源低碳技术的进口。在能源开采过程中还会消耗部分能源，排出部分废弃物。
假设2：区域性能源的去向有三个方面：生产制造、居民生活耗用、能源出口。用于生产制造的能源相当大一部分被排放到我们赖以生存的环境中去了，而还有一部分则转化成了产品实体构成，而这些产品也最终随着居民的消费排放到环境中。其中最典型化石能源就是石油。
假设3：碳滤与碳汇。排向大气中的碳主要来自企业生产和居民生活，为尽量减少温室气体的排放，越来越多的地区开始在碳排放之前对废弃物进行脱碳处理。这就是本模型中所谓的碳滤。而碳汇是指从空气中清除二氧化碳的过程、活动、机制。碳滤是在碳排放之前进行的控制，而碳汇则是在碳排放到空中之后的补救措施，两者主要是对碳控制的时段不同，使用的方法也不尽相同。
寻求合适指标，就必需从模型中找到和分析出碳控制点。从构建的宏观视角下的碳循环模型图（图1）来看，可以清晰地发现四大碳控制点。
1.碳源控制点。碳源控制属于事前控制范畴，从拟建立的碳循环模型来看，可以从以下几个角度来考虑确定低碳经济指标：（1）能源结构。能源结构中化石能源是碳过度排放的根源，而低碳经济是以低能耗、低污染、低排放、低碳含量为根本特征的经济模式。能源结构直接影响到地区低碳经济的发展水平。（2）能源合作与进出易。低碳经济已经成为国际发展的主题，碳排放权及其衍生品的交易与能源技术合作越活跃，说明低碳经济越繁荣，未来的发展优势与潜力就越巨大。
2.碳排控制点。在当前，化石能源还占据能源主导地位的情况下，碳排放量直接反映区域经济发展程度，碳排放较大的国家和地区越具有发展低碳经济的能力和义务。因此，碳排放指标可有效地用于划分各地区节能减排责任，是低碳经济发展又一重大硬性指标。根据以上分析，可从排放主体与排放水平来思考、确定适合的指标。
3.碳滤控制点。在那些对化石能源依赖性强，需求弹性小的地区，在短时间内要求减少高碳能源的使用，明显不太现实。因此，加强碳滤技术的开发与研究是解决生存与发展问题最有效的方法。低碳经济通过低碳技术、能源技术创新和制度创新，优化能源结构、节约能源、提高能效，开发低碳产品，从根本上转变生产、消费和生存观念。在碳滤控制点寻找的指标能充分体现地区经济在保障追求高效益、高效能、高效率的同时低能耗、低排放、低污染的能力。
4.碳汇控制点。碳汇是利用植物的光合作用来吸收并储存二氧化碳，从而达到清除温室气体，恢复生态平衡的目的。碳汇控制主要包括大面积性的植树造林、城市绿化等，较为通用的指标有森林覆盖率，城市绿化覆盖率等。
（二）企业视角下的碳循环模型
与以区域为研究对象的宏观碳循环模型不同，微观碳循环模型的研究对象是某个具体的企业。可以说微观碳循环过程就是以上模型生产制造过程的具体化。根据国际能源署（IEA）2009年二氧化碳报告（CO2 Emissions from Fuel Combustion Highlights 2009 Edition Page 13）中2007年碳排放总量饼图，各主要碳源排放量占全球总排放量的比例如下：居民6％、工业20％、交通23％、热电41％、其他10％(商业、公共服务、其他能源)。交通、热电都与工业企业生产过程中碳的利用排放相似，且占重大比重。因此，本模型（图2）以生产企业为例来说明，分析可以对企业实施低碳控制的点。
1.低碳技术能力。企业低碳技术水平体现了企业在未来低碳竞争中的发展能力，低碳经济的实现需要企业低碳技术和能源技术上的创新，而技术本身是一个软实力，因此对其直接反映在操作上存在困难。为提高低碳评价指标的可操作性，笔者选取参照系对其进行间接评价。主要参照标准有，行业通行技术标准、国家政策规定以及国际标准。
2.能源利用能力。能源是企业生产耗用的重要生产资料，其利用效率的高低直接关系到企业成本控制；而另一方面，随着世界环境问题的日益突出，企业不可能在这场绿色革命中置身事外，未来面临到的环境保护压力极有可能成为事关其生存的决定因素。因此，采用科学的指标来反映企业能源利用能力，是低碳经济评价的客观要求。这些指标的选取可以从能源对产品或收入利润等的贡献能力来反映。
3.原材料采购与产品回收能力。企业原材料采购是否优先选择低碳材料、企业生产的产品是否会进入环境、对废旧的产品回收是否可行，这些都是企业从事生产过程中需要考虑的问题。企业要与低碳经济特别是低碳经济产业链条偶合，就不能不对这些问题加以科学的分析。
4.企业废气废渣处理能力（碳过滤能力）。废气废渣的处理也会严重影响到大气中温室气体的含量，特别是工业企业。企业生产副产品数量多，难处理。如果处理方法不当，对高碳副产品进行不适当的焚烧，其结果是不言而喻的。因此，需要有适合的指标来分析企业废物的处理能力。
二、低碳经济理论指标体系的构建
（一）构建原则
低碳经济指标体系构建的目标是为信息利用者提供反映低碳经济发展的真实数据，并尽最大可能满足他们的决策需要。因此，其指标的确定需要遵循一定的原则。
1.科学性与可操作性相结合。指标体系的设计要符合低碳经济发展的客观规律和要求，既要科学地概括低碳经济发展的基本特征，又要切实可行，能对发展现状进行评价，为科学发展决策提供客观依据。
2.指标的选取要与研究对象的客观实际相结合。理论上的指标体系是对客观实际的主观抽象，其具有一般性特征。如果要正确评价、分析具体区域主体的低碳经济发展水平，就要对理论上的指标体系进行细节上的调整，使其符合区域经济的客观现实。没有一成不变的指标体系模板，只有考虑了实际个性特征的指标体系才是最合适的指标体系。
3.定性分析与定量分析相结合。低碳经济被视为一种发展、新理念，说明其不可能像数学公式那样被完全量化。而其成为一种经济模式，又有对其系统量化分析的必要。因此对于那些难以量化的指标，可以对其分级量化；对于那些实在不能量化的指标，可以适度采用定性分析。
4.重要性原则。低碳经济发展是多个因素综合影响的结果，有的影响因素明显不具有重大作用。为了避免冗余，需要对这些因素进行筛选，选取那些对低碳经济发展有重大影响的因素作为指标体系的内容。
（二）宏观视角下的低碳经济指标体系（表1）
本指标体系选择从事前、事中、事后对地区经济发展进行低碳监测与评价，其目的不仅是对现行经济发展的低碳现状进行科学评价与描述，还要求为决策人提供能推动地区经济低碳转型的有效控制措施与方法。碳源、碳排、碳滤、碳汇正好是低碳经济控制的四大关键点，只有正确把握其各个环节的低碳发展情况，才能有重点、针对性地实施并有效控制，从而达到节能减排、实现低碳经济的协调、可持续。
在碳源控制指标中，化石能源消耗总量为煤炭、石油、天然气等能源的消耗量之和。化石能源消耗量越大，碳排放总量就越多。一般情况下，每吨煤燃烧所产生的二氧化碳比石油和天然气多30%和70%，目前全球22%温室气体的排放是因煤碳燃烧造成的。因此减少对煤炭的依赖是低碳经济发展的一条必经之路。煤炭在能源结构中的占比可有效地反映出区域当前的低碳水平。
碳排放量与一个地区经济有着密切关系，而碳排放指标是反映区域经济的现实低碳水平最直观的指标，是低碳经济的显示器，直接显示单位、区域的低碳化状况。碳排放指标一般采用能源强度、碳强度、碳排放总量、人均碳排放量进行具体评价。能源强度即单位GDP的能源用量，主要反映技术水平、能源效率的重要指标。其计算公式为：能耗消耗总量/GDP总额。碳强度是指单位能源用量的碳排放量。其计算方法为：碳排放总量/能源消耗总量。人均碳排放量又叫碳足迹，可用“碳排放总量/总人口数”获得。而碳排放总量=人口×人均GDP×能源强度×碳强度。
碳滤可以通过两个途径来实现。一是用清洁与可再生能源替代化石能源。鉴于此，可用可再生能源在能源结构中占比、清洁煤在煤炭能源结构中占比来确定当前的低碳经济清洁能源的利用水平。二是利用低碳技术来实现低碳发展。低碳技术是一个软性指标，同时也是一个反映地区低碳经济发展潜力的指标，主要包括低碳技术R&D经费占GDP比重、清洁煤利用技术、再生能源及新能源技术、生态产品设计技术、CO2捕获与埋存技术、新型动力汽车相关技术、智能节能技术等。
碳汇是利用绿色植物的光合固碳能力，吸收和储存空气中多余的CO2，这是低碳经济社会解决温室效应最有效、最环保的方法。因此大量培植高光合作用植物，增加区域的森林覆盖率和城市绿地面积是低碳经济社会的重要组成部分，也是衡量地区低碳经济发展的一个重要指标。
（三）企业视角下的低碳经济指标体系
衡量企业低碳经济发展水平的指标体系主要有两方面作用，一是有利于完善对企业环境成本进行信息披露，为企业特别是上市公司的外部信息使用人提供确实有效的投资决策信息；二是有利于企业管理层从企业长期发展的战略眼光来考虑企业与社区环境的适应能力，完成企业节能减排的技术改造。在排除企业运营的环境与行业特性基础上笔者提供了一些具有普适性的指标可供参考（如表2）。
三、影响区域低碳经济指标选取的因素
以上从模型中寻找出来的指标，是一般经济体都可能用到的指标汇总。但是对一个具体的区域经济体来说，低碳经济发展评价与指标构成还与其所处的地理区位，能源结构，环境生态等有很大的关系。因此，区域经济体指标不能完全搬用一般低碳经济指标体系的内容。总的来说，区域经济指标体系与一般指标体系的关系就是具体与抽象、特殊与一般、个性与共性的关系。区域经济体低碳指标体系需要一般低碳经济指标体系的理论作指导，一般低碳指标体系又要不断从区域经济体指标体系的应用中得以丰富和完善。
（一）地区差异影响
低碳经济指标的选取只有与地方发展状况及实际特征有效结合才能发挥应有的作用，因此有必要对选取的理论指标作出适合地区特色的调整。以辽宁为例，辽宁能源结构是以煤炭为主，占51.2%；石油占46.9%；天然气占1.6%；水电占0.3%。在能源消费结构中，辽宁的煤炭、石油、天然气、电力均不能自给，其中：煤炭49%需省外调入，原油34.1%依赖进口，电力13%从省外调入。因此在拟建立的指标体系中有必要考虑化石能源进易量的分析。又由于辽宁是煤消耗大省，其年耗煤量相当大，要建立一个与其他经济体具有可比性的指标体系，就不能只看煤的总耗量，而应该看总碳排量并充分考虑到减排技术的影响。除此之外，由于地处东北，辽宁的煤炭不但用于工业生产，还有很大比重用于冬季供暖，因此在考虑建立的指标中还要分析居民生活采暖的耗能量。这些都是因辽宁地区差异特征引起的，在建立相应的低碳经济指标过程中需要作为重要的影响因素考虑。
（二）量化水平影响
作为一个综合的指标体系，各个指标的量化水平存在很大差异，特别是存在很多对低碳经济发展水平产生重大影响但在目前情况下量化还存在很大困难的因素。比如低碳技术指标。这些指标只能在一定程度上通过定性评价或定性与定量相结合的方法来反映低碳经济的发展水平。与此同时，对于那些能够量化的指标，有的产生的是正面的影响、有的产生的是负面的影响，有必要对这些指标进行同向处理。如果在方法上处理不当就很难对低碳经济发展水平进行合理评价。
（三）指标权数影响
要对低碳经济进行综合的评价就要合理地对体系中各个指标确定科学的权数，然而各个地区的实际情况不同，权数分布也会存在很大差异。同时，还有一个很大的问题就是权数的确定存在人为主观因素，因此计算出来的指标无法在各个区域经济体间进行横向比较，从而降低了指标评价体系的功能与作用。
总之，目前低碳经济发展水平指标体系构建还存在一些技术上的问题和难点，纠其主要原因还在于低碳经济研究水平还与实践严重脱节，并无法满足人们对低碳经济发展的要求。从中国低碳社会发展水平的评价来看需要加强统计的方法和标准的统一，并与国际先进标准接轨，完善碳排放量等科学指标的统计，以便为国家低碳经济发展决策提供客观依据，发挥正确的引导作用。
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