数学建模校内赛论文

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1、东北大学2014年国际大学生数学建模MCM校内选拔赛选择题冃：A姓名：赵徐行学号：20112930学院：信息科学与工程学院专业：测控技术与仪器数学建模校内赛论文赵徐行信息科学与工程学院测控110220112930一.摘要随着社会的发展，科技的进步，人类对坏境的污染也日益严重。其中，21世纪人类面临的最严峻的挑战之一，也是人类迄今为止而临的最重大的环境问题就是，全球气候变化。由此可见，实现碳治理问题尤为重要。在1998年签订的京都议定一

2、沖规定，2012年中国应该实现二氧化碳排放量的大幅减小，同时。到2050年，仅允许中国排放80XH103A8t的二氧化碳，•其中需要地质封存约为30X

3、£103A8t,约占全部的37.5%0可以看到中国的碳捕捉与碳封存(CCS)的任务十分艰巨。多数科学家和政府承认温室气体已经并将继续为地球和人类带来灾难，所以控制碳排放、碳屮和这样的术语就成为容易被人多数人所理解和接受。各国及相关组织已纷纷采取行动控制温室气体。为此，如何合理选择治理碳排放的方法，设定成本投入，对能否实现碳中和尤为重要。这就是本文的研究工作。本文要解决的问题和基本思路如下：1、根据这些因索，建立数学模型，用线性规划，在碳量基本中和的前提F,得到所需投入成木关于影响因素的目标函数，并进行合理评估；2、分析结果，分析找出影响较人的因素，即能否实现碳中和前提下的最小成本投入

4、的决定性因素，从而给出政府决策部门在治理控制温室气体方面的合理性建议；3、由于碳排放量是逐年减少的，考虑这个因素，建立模型，使得政府决策部门在治理碳排放方面能以尽量低的成本得到尽量高的碳中和效果；4、应用我的模型还可以解决哪些问题。通过分析可以知道，在碳治理中增加碳的消耗可以冇效的实现碳的中和，但我们想要以最小的经济成木实现最好的碳中和效果，就不得不考虑一下因素。对于植树造林过程，其树木的种类、数量、成活率、吸收二氧化碳的能力、销售价格等因素対所求指标都有影响；对于碳封存而言，二氧化碳的捕获、二氧化碳的运输、二氧化碳的封存以及利川二氧化碳封存对石汕采集率增加带来的经济效益等因素对所求

5、问题也具有很人影响。我针对上述因索，对我国碳中和的蝕优评估评估建立一个数学模型，应用线性规划进行分析，并据此给出理论解释。通过计算分析，我得到影响起主导作用的依次树木吸收二氧化碳能力，树木的数量，树木的种类等。理论上，为了实现使用最低的经济基础达到碳屮和的目的，正相关的因素应该尽量人,反之，负相关的因素尽量小；我也用计算机软件验证了这点。关键词：植树造林、线性规划、可持续发展、环境友好一.假设条件1）种植的树木的光合作用强度不会随著树龄的增长而变化，即一年内一种树的净二氧化碳吸收量为一个定值2）树木的种植采用最佳的栽培方式，不会出现过于激烈的群内竞争而使得死亡率过高3）将全国的树木栽

6、种种类简化为五种类型，分别为热带雨林，热带季雨林，温带常绿林，温带落叶林以及北方森林4）忽略自然灾害等一系列偶然因素对树木净二氧化碳消耗量的影响5）种植单位面积的各种树木价格固定，不会随着种植面积的变化而发牛变化二.模型的建立通过查询资料可以得到中国2007-2008全年的二氧化碳排放虽:为60.7X108t,同吋发布的数据可以看到森林植被（碳捕捉）消耗的二氧化碳量约占全部的38.5%,通过碳封存实现的碳消耗量约占全部的，具他方式共占约。那么可以得到以卜-关系式：C=CBCsCeCm其中：c——二氧化碳总排放量Cb——树木植被所消耗的二氧化碳量Cs——碳封存技术所封存的二氧化碳量Ce

7、——其他方式所消耗的二氧化碳量Cm——进入大气的二氧化碳虽由于其他方式消耗的二氧化碳最的方式比较多且所占份额相较碳捕捉与封存较小,所以成本可以认为每年都不变化，为一个定值。通过查询数据和计算可以得到以下表格:表1.2007年我国的二氧化確排放与捕捉封存的和关数据⑴碳的流向cBCsCeCmC质量(x108t)21.47.415.416.560.7占比重（％）35.612.225.426.8100由上表可以发现，占大部分比例的是森林植被和碳封存部分。所以，对它们的决策分析将直接彫响到我国增加碳消耗量的经济效益。因此，卜-一步，我们组将对这两个方面进行分别讨论：A.讨论植树造林成本最低，效

8、益最高的方案通过了解，我国地大物博，全国大约分布着五种林木种类分别为热带雨林，热带季雨林，温带常绿林，温带落叶林以及北方森林。为了模型建立的严谨性，我们认为每种林木的价格固定，且种植面积不会影响到单位面积二氧化碳消耗量。由公式：（i=l,2,3A5）其中：Qi——树种CO?吸收量Wj——该树种CO2吸收率令——该树种在全国的总而积i——表示树种通过文献[2],可以得到以下表格：表2.2007年我国森林空态系统二氧化碳吸收量森林类型森林面枳（/km2）C02