基于碳循环的北京市化石能源生态足迹研究

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1、：黪鹫㈦基于碳循环的北京市化石能源生态足迹研究口唐帅宋维明(北京林业大学经济管理学院，北京100083)[摘要】基于陆地生态系统碳循环，运用生态足迹模型对2002年至2011年北京市化石能源生态足迹进行测算。结果表明，北京市化石能源生态足迹呈上升趋势，人均能源生态足迹呈下降趋势，能源生态足迹产值呈快速上升趋势，煤炭和原油仍是能源生态足迹的主要来源，北京市面临严重的生态压力。最后，从节能减排、提高能源效率和利用新能源等方面提出了政策建议。【关键词]碳循环；化石能源；生态足迹；北京经济[中图分类号]P9“[

2、文献标识码]A[文章编号]1003—1154(2014)03-0022—03一、文献综述生态足迹是指能够提供一定人口所消费的所有资源和消纳所产生的废弃物所需要的生物生产性土地面积。国外关于生态足迹的研究最早可追溯至上世纪60年代，Borgstrom提出了“虚拟英亩”，用来描述维持一定人口生存所需农产品而使用的土地面积⋯。WilliamRees[2]1992年首次提出了生态足迹的概念。WilliamRees和WackernagelL311992年出版《我们的生态足迹一减少我们对地球的影响》一书，生态足迹开

3、始受到学术界和备国政府的重视。国内学者关于生态足迹的研究中，徐中民等M12000年介绍了生态足迹的概念、计算模型和生物生产性土地类型，并对甘肃省1998年的生态足迹进行计算，得到甘肃省人均生态赤字为0．564hm2，经济社会发展处于不可持续状态。王书华等b1对国内外生态足迹的研究成果和进展进行了综述，认为生态足迹方法实现了对生态环境的测度，具有极强的可操作性，然而也存在忽视污染的生态影响等方面的不足。郭文等[61将生态系统服务功能的价值当量因子引入模型中，计算了2010年江苏省生态压力指数，发现江苏省处

4、于生态极不安全状态，并预测未来五年生态安全状态将持续恶化。在化石能源生态足迹研究方面，李智等一1计算了1996年至2005年中国能源消费生态足迹，发现中国[基金项目]国家林业局林业公益性行业科研专项(2009432003)。能源生态足迹总体呈上升趋势，生产耗能足迹占很大的比例且呈上升趋势，生活耗能足迹所占比例较小且呈下降趋势。谢鸿宇等躔1从碳循环的角度将化石能源地定义修订为“吸收化石能源燃烧排放的温室气体的森林和草原”，并重新计算了化石能源和电力的生态足迹。刘惠敏[91对1978年至2010年上海市能源

5、消耗弹性系数、环保投资弹性系数与人均能源生态足迹进行了灰色关联分析，认为电力与能源消费关系最为密切，而人类消极行为对生态系统的影响大于积极行为。北京市在城市发展的过程中化石能源大量消耗，给生态环境安全构成威胁。北京如何实现经济社会和生态环境的可持续发展，是当前面临的一个重要问题。基于此，本文运用生态足迹模型计算北京市近lO@的化石能源消费生态足迹，并通过生态足迹产值和生态足迹压力等指标对北京市化石能源消费的环境影响进行评价，为北京的可持续发展提供一定的启示。二、方法和数据首先，按照北京市各种化石能源的消

6、费量、燃烧热值系数和碳排放系数得到化石能源的碳排放量，其次根据森林和草原吸收碳的比例和碳吸收能力计算出吸收化石能源排放的碳量所需的森林和草原面积。如式(1)所示：囝管理现代化．Cc。xHo。xcac。xp,矿cc。xHc。xCdc。xpw⋯11‘。NEP,IVEP⋯．，5式(1)中A，。表示某种化石能源的生态足迹(hm2)，cr，表示某种化石能源的消费量(f)，Ⅳ。。表示某种化石能源的燃烧热值(形10专)，Cdc．表示某种化石能源的碳排放系数(￡C／TJ)，￡雇示森林吸收碳的份额，只。表示草地吸收碳的份

7、额。根据2001年政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的《土地利用、土地利用变化和林业》特别报告可知，森林和草原占到陆地生态系统植被碳蓄积总量的93．13％，两者分别占碳蓄积量的77．04％和16．09％，因此，此处只，为82．72％，￡，。为17．28％。NEPf表示全球森林平均碳吸收能力(t／hm2)，NEP，表示全球草地平均碳吸收能力(dhm2)。借鉴谢鸿宇等2008年的研究成果，全球森林的年均NEP为3．81t／hm2，草原的年均NEP为0．95t／hm2。接着，通过均衡因子将森林和草地面积

8、转化为全球均衡面积，得到北京市化石能源消费的生态足迹。在生态足迹模型中，生物生产性土地类型包括六大类，分别是耕地、林地、草地、水域、化石能源地和建筑用地。通过产量因子将人类消费的资源和产生的废弃物的数量转化成相应的生物生产性土地面积，再用均衡因子进一步转化为全球均衡面积。生态足迹的计算公式如式(2)所示。肌薹b毫c崛，幡h毫㈡Ci)(2)式(2)中，EF为总的生态足迹；i为消费品的类型√为生物生产性土地类型；c。为第i种消费品的消费量；p；