碳循環的主要過程
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碳循環的主要過程范文第1篇
1、碳庫
碳循環是一個極其復雜的地球化學循環過程，包括碳元素在各個儲庫的貯存和在不同儲庫之間的流通。就通量來說，碳循環中最重要的是CO2的循環，CH4與CO的循環是較次要的部分。所謂碳庫，是指在碳循環過程中，地球各個系統所存儲碳的部分，概括起來，地球上主要有四大碳庫，即大氣碳庫、海洋碳庫、陸地生態系統碳庫和巖石圈碳庫，如表1所示，其中，巖石圈碳庫最大，但碳在其中的周轉時間極長，約在百萬年以上，因此，在碳循環研究中可以把巖石圈碳庫近似看作靜止不動；海洋碳庫是除地質碳庫外最大的碳庫，但碳在深海中的周轉時間也較長，平均為千年尺度；陸地生態系統碳庫主要由植被和土壤兩個分碳庫組成，內部組成和各種反饋機制最為復雜，是與人類活動關系最為密切的碳庫。而干旱半干旱區由于面積較大，因而在陸地生態系統碳庫中占有一定的比重。
2、碳源與碳匯
在碳循環研究中，人們主要關心的是碳在大氣圈、海洋和陸地生態系統（包括植物和土壤等）3個碳庫之間進行的連續交換，即碳的流量問題或者說是碳源和碳匯的問題。所謂碳源和碳匯都是以大氣圈為參照系，以向大氣中輸入碳或從大氣中輸出碳為標準來確定，即向大氣圈釋放碳的通量、過程或系統稱之為碳源，從大氣圈中清除碳的通量、系統、過程或機制稱之為碳匯。最終決定一個體系是源還是匯的是碳的凈收支。目前，由于大氣圈與陸地生態系統之間碳的交換過程存在的未知問題最多，受人類活動的影響最大，是全球碳循環的研究重點。其中，仍然困擾科學界的一大碳循環難題是關于“碳失匯”的問題，即CO2收支不平衡，該問自1938年Callendar首先提出，但到了今天，該問題依然懸而未決。目前比較一致的觀點認為，這個未知匯可能在北半球中緯度地帶，這一碳匯約可占到全球碳失匯的1/3，但是這一機制還不清楚。到目前為止，人們認識到的在幾年到幾十年的短時期內，可能影響陸地碳儲存的過程主要包括氣候變化，植物生長，CO2的施肥效應，氮沉降施肥以及土地利用方式的變化5個方面。由于干旱半干旱區生態系統碳源匯的研究較少，對該區生態系統碳源匯進行研究不僅可以彌補中國在干旱半干旱區生態系統碳通量研究的不足，而且可以為中國在碳貿易中提供一些基礎數據支持。
二、不同環境因素對干旱半干旱區碳循環的影響
植被—大氣間的碳循環及其對環境要素變化的響應是目前全球變化研究中的熱點問題，科學家們正嘗試通過不同尺度的實驗觀測和模型模擬來研究陸地生態系統在不同時間與空間尺度上的碳收支及其對環境的響應。影響生態系統碳交換量的主要因素有光照，溫度，水分以及土壤溫濕度等。干旱半干旱區由于氣候干旱，蒸發強，降雨稀少，光照強，各種環境條件惡劣，使得該區生態系統在各種環境因素影響下較為脆弱，因此有必要對干旱半干旱區各個環境因子影響下的生態系統碳循環進行深入分析。
1、光照與輻射
光照條件是生態系統中生物生長所需的重要因素，生物的各項生命活動與生產都與光照具有密切聯系。由于光合有效輻射的影響，植物的光合作用具有明顯的晝夜規律。通常植物光和能力隨著光照增強而增加，但當光強達到飽和點后，光合強度就會受溫度，水分等其他環境因子的控制。Chaves等[28]對干旱荒漠區的植物進行了研究，發碳庫大氣圈陸地生物圈巖石圈大洋C大小/Gt700~7201900~2000>7500000038400~40000表1地球各主要碳庫注：1Gt=1×1015g。現植物在水分脅迫時易發生光合作用的光抑制，而Demmig等的研究又發現，光抑制的發生，會導致光合作用消耗的光能減少，使得光合組織吸收的光能大量過剩，而過剩的光能若不能及時有效地耗散，就會損傷光合器官，從而進一步影響光合作用。許皓等研究了光合有效輻射與地下水位變化對檉柳屬荒漠灌木群落碳平衡的影響，結果表明，光合有效輻射是一個主要影響因素，與群落碳獲取呈顯著正相關關系。群落碳同化能力的季節變化是光合有效輻射和地下水位共同影響下光合作用物候學特征的體現。另外，在干旱區荒漠生態系統中，每個物種對光照的響應不同，因此具有不同的光飽和點與光補償點，荒漠植物由于長期適應強烈光照，所以光飽和點要比一般植物高，C4植物要比C3植物高，但也有例外情況。
2、溫度
溫度的變化對生態系統生物生長發育的各個方面都有不同程度的影響，是生物生命活動不可缺少的因素，它在任何時間任何生態系統中都起作用，并且是對生物影響最明顯的環境要素之一。但生態系統光合作用（形成光合作用總初級生產GPP）與呼吸作用（特別是土壤呼吸Rh）對溫度的響應卻不盡相同。目前，有許多學者對土壤呼吸與溫度間相互關系進行了研究，并建立了許多方程，包括：線性方程、指數方程、Arrhenius方程、冪函數方程等。這些方程能在一定溫度區間內很好的描述土壤呼吸變化，較好的揭示CO2通量的季節變異性，但當溫度過高或偏低時，其模擬精度下降明顯。另外，徐小峰等研究了氣候變暖對主要碳循環過程和植被、土壤碳庫和凋落物碳庫的影響，并探討了氣候變暖條件下陸地生態系統的碳源/匯關系。李琪等對半干旱區土壤溫度對克氏針茅草原生態系統碳通量的影響進行了初步探討，結果表明土壤溫度和水分是影響克氏針茅草原生態系統碳收支的重要因子。干旱半干旱區生態系統地表水分含量低，蒸發量大，隨溫度的升高或增溫時間的延長，土壤呼吸速率增長減緩甚至停止，對溫度變化的敏感程度降低，表現為溫度較低時，土壤呼吸主要受溫度變化控制，溫度偏高時，土壤呼吸主要受土壤水分等因素影響。這種情況說明土壤呼吸是溫度與其他多種因子共同作用的結果。綜上可知，干旱半干旱區生態系統碳循環的相關過程（包括光合作用以及呼吸作用等）與溫度（氣溫與水溫等）之間的關系十分復雜，但目前關于該區這方面的研究較少，今后急需加強干旱半干旱區生態系統各種生理過程與溫度間響應關系的研究力度，使其更好地為研究該區生態系統碳循環服務。
3、水分條件
光照與溫度雖然都是影響生態系統植被生長的重要因素，但各個區域的光照條件與溫度的年內變化模式較穩定，年際變化也不大，而水分在年內與年際間都是變化最劇烈的環境因子，從而成為限制生態系統植被生長最普遍的因素。其中，降雨總量、降雨強度以及降雨時間變率的改變將會影響許多陸地生態系統的碳循環過程及碳源匯功能和大小，反過來，這些陸地生態系統的碳循環過程及碳源匯功能和大小的改變又可能對氣候系統產生強烈的反饋，加劇或者減緩氣候的變化。相對于其他陸地生態系統而言，干旱半干旱區碳循環過程對降雨變化的響應更為敏感，它所表現的弱源或者弱匯特征在降雨的擾動下容易發生方向性的逆轉，從而使得碳源匯功能表現出極大的不確定性。目前，國內外學者針對干旱半干旱地區碳循環過程對水分變化的響應進行了一定的研究，許多研究表明：偶然性的降水事件對干旱區碳循環機制及生態系統的結構與功能有重要控制作用。Sponseller的研究結果表明，降雨使Sonoran沙漠的土壤呼吸迅速增加30倍；劉殿君研究了極端干旱區增雨對泡泡刺群落土壤呼吸的影響，實驗結果也證明了在干旱地區降雨會使土壤呼吸急劇增加。另外，土壤水分是影響陸地生態系統CO2通量的重要環境要素，對植被的生長、根系分布、微生物活性等與土壤呼吸密切相關的生物因子起控制作用。李琪等探討了水分對半干旱區克氏針茅草原生態系統碳通量的影響，結果表明，土壤水分的增加會提高克氏針茅草原生態系統的固碳能力、初級生產力及呼吸作用；還有研究表明，干旱區土壤呼吸的季節波動強度和土壤水分顯著負相關，低土壤含水量群落土壤呼吸速率的季節變化對土壤水分變化的響應與高土壤含水量群落相比更為敏感，但夏季土壤呼吸的最大值與土壤水分的極值并無固定聯系，但也有研究觀察到夏季干旱時節，土壤仍具有較高的呼吸速率，該現象說明除了土壤水分外，其他環境因素也在起一定的控制作用。
4、其他環境因素
目前，除了輻射、溫度、降水等環境因子外，學者們還研究了其他一些環境因素對干旱半干旱區生態系統碳循環進行了研究，如張新厚等研究了半干旱區土地利用方式變化對生態系統碳儲量的影響，結果表明不同土地利用方式碳儲量不同，楊樹防護林帶最高，樟子松-山杏疏林草地次之，沙質草地碳儲量最低；白雪爽等分析研究了半干旱沙區退耕還林對碳儲量和分配格局的影響，結果表明：隨著退耕年限的增加，生物量碳儲量不斷積累，且其增加的碳庫主要分配在樹干，退耕還林初期，土壤有機碳儲量表現出下降趨勢，隨后逐漸恢復甚至高于農田土壤碳儲量；呂愛鋒等對火干擾下生態系統碳循環進行了詳細的綜述與分析；樊恒文等綜述了近年來干旱區土地退化與荒漠化對土壤碳循環的影響，評價了干旱區土壤碳的固存和在緩解溫室效應方面的潛在能力，并討論了干旱荒漠化地區對全球碳平衡的貢獻和在干旱區促進土壤碳固存的基本策略；另外，于占源等研究探討了半干旱區沙質草地生態系統碳循環關鍵過程對水肥添加的響應。
三、中國干旱半干旱區碳通量研究現狀
植被與大氣間的碳交換通量的準確和長期觀測是評價陸地生態系統碳源、匯功能的基礎和前提。通量觀測網絡是獲取生態系統與大氣間CO2和水熱通量數據的有效手段，可以為分析地圈-生物圈-大氣圈的相互作用關系，評價陸地生態系統在全球碳循環中的作用提供數據服務。目前，陸地生態系統碳收支的主要研究方法有：樣地調查與清單法(inventories)，模擬實驗研究法(inversemodeling)，CO2通量觀測網絡(fluxnet)以及模式模擬(patternmodeling)4種，其中，渦動相關法已經成為直接測定大氣與群落CO2交換通量的最可靠方法，也是世界上CO2、水熱通量測定的標準方法，在各個地區不同生態系統中都得到了廣泛的應用。目前，中國通量網絡的觀測對象主要涉及了森林、草原、農田、濕地等，而對中國干旱半干旱區碳通量的研究較少，使得中國干旱半干旱區生態系統碳循環的研究仍處于初級階段。目前對干旱半干旱區碳通量的研究主要集中在凈生產力，光合作用，植被碳儲量，土壤碳儲量、土壤呼吸作用以及生物土壤結皮的固碳能力等方面，而對干旱半干旱區碳通量的長期連續觀測較少。劉冉等對古爾班通古特沙漠南緣原始鹽生荒漠地表水熱與二氧化碳通量的季節變化進行了研究，結果表明凈輻射通量、潛熱通量和二氧化碳通量都具有明顯的季節變化趨勢，而顯熱通量的季節變化不明顯；柴仲平等對干旱區綠洲冬小麥生態系統CO2源/匯關系進行了長期的研究，結果表明在小麥的整個生育期，可以凈固定CO2的量為122.60t/hm2。
四、展望
通過以上綜述可以知，中國干旱半干旱區生態系統碳循環研究基本處于初步階段，許多研究依然存在諸多薄弱環節，總體來講，今后中國干旱半干旱區碳循環研究應在以下幾個方向進一步加強：
（1）從不同時空尺度探討干旱半干旱區生態系統碳循環過程與強度，加強碳源/匯季節變化動態和區域分異的對比定位觀測，同時加強機制研究中的多因子綜合評價，增加研究和預測結果的可靠性。對干旱半干旱區生態系統碳循環已有的研究結果表明，不同環境因子在不同群落以及植物不同生長階段影響程度與影響方向也有所不同，因此，要想準確評估整個干旱半干旱區生態系統碳源/匯貢獻就必須對不同時空不同群落類型進行詳細野外試驗研究，以擴充中國干旱半干旱區生態系統碳循環研究的數據基礎。
（2）進一步加強對影響干旱半干旱區生態系統碳源/匯的物理、化學以及生物過程研究。目前關于干旱半干旱區生態系統的碳循環機制尤其是許多細節研究都相對薄弱，碳循環研究過程中存在許多不確定性，今后研究中應有所加強。包括：植物呼吸與凋落物呼吸的定量測定、土壤不同形態碳的垂直分布規律以及非生長季（冬春季）與生長季影響機制的異同等。
（3）從整體和系統的角度研究干旱半干旱區生態系統碳循環。在已有的干旱半干旱區碳循環研究中，對植物、土壤的研究多局限于生態系統各個部分自身時空動態變化以及對周圍環境因素響應，且各部分研究相對獨立，而對于碳元素在大氣-陸地生態系統儲存庫間的定量遷移轉化關系涉及較少，從而缺乏整個系統的綜合研究。
碳循環的主要過程范文第2篇
一、碳循環是經濟社會運行的重要基礎
從物質及能量循環的角度來看，以碳循環為表現形式的物質轉化過程是經濟社會運行及發展的必然現象。
1、碳排放及消減是經濟社會活動的必然結果。人類在生產及生活的各種活動中，如生命存續、燃料使用、作物栽培、產品制造等環節，都會發生碳的排放和消減。碳的排放和消減雖然無形，但卻是生產、生活活動發生作用的重要渠道，是生產、生活活動的重要特征之一。因此，碳排放及消減是人類生產、生活活動中始終伴隨的一種現象。
2、碳平衡是動態的平衡過程。從短期角度來看，產生于生產及生活活動過程中的碳排放，由于人類活動不具有絕對的數量規律性，因而碳排放與消減不會處于絕對平衡的狀態；從中長期的角度來看，如果人類的生產及生活活動方式沒有發生較大的變化，那么這種碳排放和消減將在平衡點上上下浮動，即處于一個動態的平衡過程之中。
3、“碳循環”是實現碳平衡的渠道。碳循環系統包括產生與消減兩個過程，其一是以生產―消費循環為特征的經濟社會過程，這個過程不斷產生溫室氣體，有逐步拉大碳存量的趨勢；其二是以森林吸收、碳捕捉等手段構成的碳消減過程，該過程對消減溫室氣體起正面作用，有逐步減小碳存量的趨勢（見表1）。
經濟社會系統中的碳存量如何變化，取決于碳排放與碳消減之間的相互作用，如果經濟社會系統中的碳排放量超過碳循環中的吸收量，則碳存量不斷擴大，導致溫室效應不斷加劇。當前，我正處于工業化、城鎮化快速發展的歷史時期，碳排放量較大，超過了自然及人工手段之下的碳吸收量，因此應通過產業手段及技術手段，消減碳排放量與加大碳消減量并重，逐步縮小兩者之間的差距，推動碳排放均衡的形成。
二、碳經濟是碳循環運轉的制度性紐帶
保持碳循環有序運轉，是扭轉碳排放與消減失衡、推動碳平衡形成的根本途徑。由于碳循環中的排放與消減相互獨立，缺乏天然的制衡機制，因此只有在排放與消減之間形成制度性紐帶，才能促進碳循環的兩個部分相互發生作用，進而保持均衡運轉。在市場機制下，以價格手段為作用渠道的碳經濟可以實現制度紐帶這一功能。
1、“碳經濟”突出了碳排放與消減中的成本和收益。從概念的屬性來看，“碳經濟”屬于效益型概念，它表現了在溫室氣體的排放和消減過程中的成本與收益問題，因而“碳經濟”必然注重于“碳”的排放和消減在經濟運行中發揮的聯系和紐帶作用。相比之下，“低碳經濟”更側重于表現通過一定的手段消減碳存量以及最終實現碳排放較少的狀態，其主要闡述的是提高應對氣候變化、增強時候變化適應能力的手段和途徑。
2、市場機制是碳循環有序運轉的制度環境。在碳排放量與消減量失衡的情況下，只有通過市場手段才能將排放的一端與消減的一端有效聯系起來，進而刺激碳排放量的縮減以及碳吸收量的增加；如果脫離了市場機制，則碳循環的兩個部分在整體上缺乏系統性的信號與控制手段，不利于排放與消減的協調控制。
3、價格是碳循環運行的內在主線。通過價格手段來統一碳排放與碳消減，可以使碳存量在兩個不同方向上的作用力有一個共同回歸的方向，碳存量擴張了，則排放價格趨高，若碳存量有下降趨勢，則排放價格趨低。因此，排放價格有自動保持均衡的內在動力，并將始終圍繞著均衡排放價格，在價格調節的作用之下，促使碳存量保持一個動態均衡的狀態。
三、發揮碳經濟導向作用，構建低碳經濟體系
對現有經濟社會進行低碳化改造，打造低碳經濟體系，是發展碳經濟、實現碳平衡的必經階段，也是當前工業化和城鎮化快速發展階段所必然面臨的緊要任務。推動低碳經濟體系的確立，須重點加強兩大創新和四大支撐體系的建設。
1、制度創新。在政策措施、法律體系、市場機制等方面都要進行系統的規劃與設計，引導經營活動以節能、減碳、低碳的方式開展，建立能夠推動技術創新有效發展的社會氛圍及制度環境，以符合社會發展規模的方式去引導節能、減碳、低碳企業或技術的進一步發展。
2、技術創新。在應對氣候變化領域內，我在關鍵性技術上不具有優勢，因而在大力推動技術進步的同時，應注重引進先進家的核心技術，尤其是在技術的選擇上應綜合考慮技術成熟度、經濟性、能源安全和溫室氣體排放等因素。
3、法規體系。法規體系是政策措施的體現，也是社會行為準則的規范；法規體系的建立，并不是一步到位的過程，而是通過循序漸進的方式不斷前進，最終實現母法抓大、子法抓小的法律法規體系。
4、稅收制度。稅收是一項重要的經濟激勵手段，在經濟體系中尚未對碳進行評價時，稅收是體現碳經濟的重要手段；碳經濟的原則已內在地包含了稅收“征收多少”的問題。在應對氣候日趨重要的背景下，應盡快制定相關的稅收制度，以讓市場進行更加合理的調節。
5、科技研發。技術創新是在碳經濟時代走入低碳經濟社會的重要手段，科技研發的選擇與運用必須要符合低碳經濟發展的需求，政府應綜合考量既有成果與當今技術發展趨勢，將低碳技術研發轉化為支持低碳經濟發展的重要推動力。
6、交易平臺。交易平臺雖然不會對減碳起到實質性的效果，但可明顯提升碳的經濟效率，進而讓碳排放這個資源達到最大化的經濟效率；交易平臺是制度創新中的一項重要環節，在既定碳排放量的情況下，可以實現最大幅度的經濟增長。
四、當前應加強開展的基礎性工作
構建低碳經濟體系，不僅需要繼續強化碳排放減量以及碳匯收益的利益導向，推動碳排放與碳消減之間在利益關系上產生關聯，系統性地控制碳存量，還需要發揮政府在解決市場失靈上的積極作用，通過加大投入、制定政策導向等方式，促進低碳經濟發展，為碳經濟的形成打下堅實基礎。
1、強化碳排放減量的利益導向。加強目前的能源結構調整、能效提高、產業結構升級等工作力度，通過金融、稅收優惠、財政補貼、排放限額等正面、負面激勵措施的作用，引導企業通過技術手段或其他手段，不斷降低生產過程中的碳排放量，樹立碳排放的成本觀念。推行產品生產過程中的碳排放等級認證制度，通過向碳排放強度低或者節能產品加大補貼力度等方式，以減緩碳排放的強度。
2、推動自愿減排基礎上的碳排放交易。碳循環的有效運行需要建立在非自愿減排的基礎上，只有非自愿減排才能產生碳排放的購買方，才能阻止碳排放負外部效應的無節制擴大。為保障我的發展需要，我目前在采取自愿減排的前提下，為促進碳排放的適度、適量，推動基于自愿減排基礎上的碳排放交易，也是必須的，通過這種運作形式，不僅可以積累非自愿減排情形下的碳循環實施、碳排放交易經驗，也可以適度控制碳排放總量，并將有益于企業投入這一領域的技術創新和研發，促進技術進步。
3、推動生態服務有償化。加快各地區的碳排放與碳消減的數量統計和分析工作，使生態受益地區在享受生態效益的同時，分割享受生態效益所產生的部分經濟效益，對生態保護區進行經濟補償，促進生態服務由無償化向有償化轉變。通過家統籌等方式，加快地區間基于碳排放與碳消減的差異所帶來的經濟利益再分配步伐，促進地區間經濟發展平衡、社會發展公平。
4、促進低碳技術進步。明確低碳技術重點突破領域，特別是在共性技術領域，應加大政府投入力度，加快技術進步步伐，降低低碳技術產業化及應用成本，推動低碳經濟發展。當前，這些領域包括：節能和提高能效技術，可再生能源和新能源技術，主要行業CO2和甲烷等溫室氣體的排放控制與處置利用技術，生物與工程固碳技術，煤炭、石油和天然氣清潔高效開發和利用技術，先進煤電、核電等重大能源裝備制造技術，CO2捕集利用與封存技術，農業和土地利用方式控制溫室氣體排放技術等。
5、建設低碳技術示范基地。只有走產業化道路，在形成較大規模低碳產業的基礎上，才能形成產業基礎上的技術創新體系，推動低碳產業和低碳技術進一步持續發展，形成良性循環。借鑒上海開展低碳實踐區等經驗，有條件的地區可以根據自身產業發展基礎和科技、教育等相關要素稟賦條件，制定優惠的投資稅收金融價格政策，吸引社會資本、外資參與開展低碳技術示范基地建設，從中摸索出推動低碳產業發展、促進低碳技術進步的市場化道路，為低碳產業的全面發展積累寶貴經驗。
6、將碳減排量納入社會考核體系。對于地方政府，應明確將碳減排量納入政府考核目標之中，強化政府在調控碳排放上的管理責任，督促政府加強在促進低碳經濟發展、加強節能減排等方面的工作力度；對于企業主體，要督促企業制定減排計劃，鼓勵企業積極投入低碳技術的開發、設備制造和低碳能源的生產，并將企業自愿減排量納入社會公益范疇。對碳減排成效大、技術進步顯著的企業，應給予公共物品購買、項目建設、以獎代補等多種方式的激勵。
【參考文獻】
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[2] 務院新聞辦公室：中應對氣候變化的政策與行動(白皮書)［Z］．2008．
碳循環的主要過程范文第3篇
【關鍵詞】森林經營管理；森林碳匯；影響；提高措施
隨著全球氣候變暖、溫室效應等全球性氣候問題的突出顯現，人們將解決該問題的途徑更多的寄托在對森林資源的開發利用方面，這是因為森林生態系統對全球碳循環有著很大的影響，而全球氣候變暖的主要原因就是全球工業排放過多量的含碳物質在大氣中，超過地球環境的承載能力，破壞了全球碳循環的平衡。因此，研究森林生態系統碳循環的機理、森林經營管理對森林碳匯的影響以及如何提高森林碳匯對改善全球氣候，實現可持續發展有重要意義。
1.森林碳匯的特點
樹木生長過程中會依靠光合作用吸收大氣中的CO2合成自身物質，單就這個角度而言，森林是大氣CO2的匯，大面積的森林生長可以減少空氣中CO2的量，這會對溫室效應有較好的控制作用。而另一方面，樹木的呼吸作用，枯葉落地后的腐敗發酵以及森林發生火災時等也會向空氣中釋放CO2氣體，增加空氣中CO2的量，這樣就認為森林同時也是CO2的源。因此森林對碳循環的作用具有雙重性的特點，重點在于如何使森林能夠多吸收空氣中的CO2而同時能夠盡量少的向空氣中釋放CO2，從而實現碳匯功能才是我們應該考慮的。根據相關研究表明，森林固碳量占整個陸地生態系統固碳量的45%左右，具體而言就是每生長1m3的森林大約會從大氣中吸收約1830kg的CO2。總而言之，森林生態系統對大氣中CO2的濃度起著至關重要的調節作用，對全球氣候變化的意義重大。
2.森林經營對森林碳匯的影響
2.1森林資源破壞對森林碳匯的影響
社會經濟發展過程中對森林資源的主要利用方式是森林采伐，紙漿廠砍伐森林用于造紙，不僅對森林造成嚴重破壞，造紙廢水還會污染水資源，廣大山區砍伐森林做燒柴也會消耗一定量的森林資源；除了上述原因外，道路建設、放牧、開荒種地和開礦等都會對森林造成嚴重破壞。森林資源的破壞不僅造成森林對空氣中CO2的吸收能力降低，也降低森林碳儲量，同時這些被破壞的森林大多數都會被燃燒產生CO2，從而使大氣中CO2濃度升高，進一步加劇了溫室效應。有的學者認為森林破壞是僅次于化石燃料產CO2量的第二位的CO2排放源。因此，采取合理措施保護森林資源，增強森林碳匯功能已迫在眉睫。
2.2森林受火災和病蟲害對森林碳匯的影響
自然狀態下，森林受火災和病蟲害的影響也會使森林釋放CO2的量增加，吸收CO2的量降低，造成森林碳匯功能的降低。統計資料顯示全球每年因火災造成的森林損失面積約0.1億hm2，占全球森林面積的0.2%，由此造成空氣中CO2量增加約3000億kg，占全球CO2總排放量的40%。此外，病蟲災害造成的森林碳匯損失也是巨大的，病蟲害對森林碳匯造成的損失主要是由于其使樹木根、莖、葉生長狀態變差，進而導致森林固碳能力的降低，據估算每年在我國約有100萬hm2的森林遭受病蟲害的威脅。綜上可以看出加強森林保護，降低火災和病蟲害給森林造成的損失是增強森林碳匯功能的又一重要途徑。
3.提高森林碳匯的措施
3.1推進生態工程建設
擴大森林面積是增強森林碳匯功能，提高森林碳儲備能力的最佳途徑。為此就要繼續推進生態工程建設，結合我國“生態文明”戰略及地區實際情況爭取更多資金和政策支持，大力開展人工造林，增加森林覆蓋面積。同時加大對主要道路兩旁、湖泊地、農田防護林的建設的支持力度，積少成多以取得更好的效果。此外，對原有森林進行綜合規劃，采用喬灌相結合，形成復層林，提高林地利用率，使單位面積的森林能產生更多的碳匯。具體的可從以下幾個方面進行，一是在荒山、沙漠地帶植樹造林，加強困難立地條件下植樹造林技術研究，擴大后備造林地面積；二是繼續推進退耕還林還草，恢復林地功能，以增加對CO2的吸收；三是要大力支持各類自然保護區建設，發展森林旅游，實現生態功能和經濟價值的雙贏；四是要總覽全局，建設有一定規模的速生林以使造林工作能盡早發揮作用。總而言之，繼續推進生態工程建設，增加森林面積是提高森林碳匯的重要措施之一。
3.2加強各類森林災害的防治
森林自身獨有的特點使其面臨著很多自然災害的威脅，就火災而言，由于森林密度較大，地面沉積著厚厚的落葉、枯枝等易燃物均給火災的發生和蔓延創造了條件，在這種情況下一個煙頭即可能造成數萬公頃的森林消失。另外，病蟲害也極易在森林發生、蔓延，給森林保護帶來一定困難。因此采取規范、合理的措施加強森林災害的控制是不可或缺的，一是要對突發災害建立應急處理方案，確保災害發生時，消防官兵、林業部門等相關部門能迅速反應，做出合理處置將危害降至最低；二是增加資金投入，建立災害預警系統，以及時的發現災害并做出處置；三是各區主管部門結合鄰區及歷年病蟲害發生情況進行定期綜合防治，以期做到完全控制病蟲害。
3.3科學管理森林資源
采取合理的措施管理森林資源對實現森林可持續發展，提高森林碳匯價值也是必不可少的。這是因為雖然通過造林，再造林增加森林面積可以增加林業碳匯，但是土地面積是有限的，尤其是我國這樣的人口大國，更是面臨土地資源緊張的困境。因此，當造林面積達到一定程度時，只能通過加強對現有森林的管理來增加森林碳儲量，促進森林對大氣中CO2的吸收、緩解氣候變化和全球變暖。隨著我國植樹造林、林業生態工程的實施和森林管理水平的進一步提高，未來我國森林在應對氣候變化和全球變暖中的作用將會進一步增強。
4.小結
目前，追求低碳經濟，實現可持續發展已成為共識。按照低碳經濟的發展方向，融合森林碳匯思想，充分考慮各種可能造成森林破壞的因素，加強對森林資源的科學管理，嚴禁各種破壞森林資源的行為，組織力量進行生態工程建設，以探索結合碳匯管理的森林資源經營管理新模式，使森林碳匯功能持續增強，實現森林產業可持續發展。同時減少大氣中CO2濃度，恢復生態系統碳平衡，達到改善全球氣候的目的，實現人與自然的和諧發展。 [科]
【參考文獻】
[1]張志華，彭道黎.森林管理對森林碳匯的作用和影響分析[J].安徽農業科學，2008，36（9）：3654-3656.
碳循環的主要過程范文第4篇
研究的目的和意義
草地是陸地生態系統土地資源的一個重要組成部分，放牧是草地利用的主要傳統方式之一，不論何種類型的放牧草地，要使其維持原有的生產能力，確定適宜草場放牧利用強度（載畜率），不但關系到草原生態系統的可持續利用和發展，而且也影響其碳循環和碳截存的過程和特點。
在全球氣候變化成為國際上備受矚目的問題的同時，我國科學家也開始研究土地利用和覆被變化對土壤碳庫和碳循環的影響。近幾年來，放牧土地的碳分布，碳儲量以及放牧管理對碳循環及其生態過程的效應研究受到了土壤，環境，全球變化等研究領域的廣泛關注。過度放牧是造成草地退化的根本原因。過度放牧可使草地初級生產固定碳素的能力降低，并且，由于家畜的采食而減少了碳素由植物凋落物向土壤中的輸入；過度放牧通過促進草地土壤的呼吸作用從而加速碳素由土壤向大氣的釋放。而適度放牧可使草原凈初級生產力達到最高值，但年際間的變異較大，主要受降水及其它氣候條件的影響。
王艷芬等、李凌浩等研究了人類活動對錫林郭勒地區主要草原土壤有機碳的儲量隨草甸草原－典型草原－荒漠草原逐漸減少，每一個草原類型土壤有機碳含量沿土壤垂直剖面逐漸減低；土壤利用方式不同，土壤有機碳的分布也不同。被稱為“生態環境脆弱帶”的荒漠草原生態系統，其穩定性較差，自然和認為干擾的“生態沖擊”更易導致劇烈的波動，甚至成為＂受害生態系統＂，這就是人們常說的草地退化和草原消失。
為此，針對短花針茅荒漠草原群落進行不同放牧強度對主要植物種群地上碳儲量和地下碳儲量的比較研究的必要性不言而喻，其目的在于從碳儲量的角度定量的分析不同放牧強度對植被的影響，從而為適度放牧的決策和草地資源的可持續利用研究提供依據。為了掌握碳儲量，需要研究和測定地上生物量、地下生物量、植被地上含碳量、土壤含碳量。這些變量在不同放牧條件下的細微變化規律需要直接的證據加以證實。從過去的經驗看，在過度放牧狀況下，地上凈初級生產力中僅有20％－50％能夠以凋落物和糞便的形式歸還土壤，一旦草地土壤遭到開墾和過度放牧破壞，其腐殖質層中的有機碳就會迅速氧化而釋放出大量二氧化碳，草地就可能轉變成為碳源。經過40a的過度放牧，我國草地表層土壤10－20cm中碳的貯量已降低12．14％。如今，草地畜牧業已經成為我國許多地區的生產和經濟支柱。但過度放牧導致草地退化的趨勢加劇，而且以每年200萬hm2的速度增加。因此必須加強對草地生態系統不同發展階段（自然與退化生態系統）、不同利用方式及其對氣候變化響應的草地生態系統碳循環過程與機理的研究，加強草地生態系統管理。
地下碳截存對不同放牧強度的響應是一個較緩慢的過程，也可以說放牧在一定時間尺度內還不會影響到系統的地下碳截存。而地下根碳截存量主要取決于其根量的多少。有研究表明：在沙地、坡地及干旱環境條件下放牧容易導致土壤侵蝕，從而使有機碳含量較高的表層土壤流失而造成土壤碳損失。當放牧對草地生產力和植被蓋度無明顯影響，并且未引起土壤侵蝕時，不會造成土壤碳的損失，并且在大多數情況下會由于放牧家畜排泄物的輸入和碳周轉速率的提高而增加土壤的碳截存。針對草地生態系統碳貯量的研究，在確定植被及土壤的碳貯量，草地NPP及生物量的分布特征時，草地土壤呼吸被認為是草地碳循環中最主要的環節，是目前研究的重點。氣候及人類活動（開墾和放牧等）對草地生態系統碳循環的影響，二氧化碳增加對草地碳循環的可能影響等課題已有過多人研究。研究表明：土壤呼吸是全球碳循環中重要的流通途徑，土壤呼吸的變化將顯著影響大氣CO2的濃度。
控制土壤呼吸將能有效緩和大氣CO2的升高和溫室效應。隨著放牧率的增大，牧草地上植物現存量呈線性下降，但地上凈初級生產力以適度放牧最大，即存在超補償性生長。地上最大現存量和最大凈初級生產力隨著放牧率的增大而出現的日期有提前趨勢。二者隨著放牧年限的延長下降幅度較大，但降水可以緩和或加劇這些變化趨勢。輕度放牧能刺激牧草的生長，具有補償性或超補償性生長的特點。過度放牧通過促進草地土壤的呼吸作用從而加速碳素由土壤向大氣的釋放。而適度放牧可使草原凈初級生產力達到最高值，但年際間的變異較大，主要受降水及其它氣候條件的影響。在荒漠草原中，草地的放牧利用對草地的碳截存和碳循環作用和影響有很多細節有待詳細的一手數據來驗證。
試驗地自然概況及研究方法
1試驗地自然概況
本試驗地位于烏蘭察布市四子王旗荒漠半荒漠化草原試驗站。四子王旗位于陰山北麓，地處中溫帶大陸性季風氣候區，春季干旱多風，夏季炎熱，≥10℃的年積溫為2200℃－2500℃，年均降雨量280mm，濕潤度0．15－0．3，降水量主要集中在5月－8月，月平均溫度最高為6月、7月、8月3個月，年均氣溫21．5℃、24．0℃、23．5℃；無霜期175d，土壤以栗鈣土和棕鈣土為主。試驗地的草地類型為短花針茅（StipabrevifloraGriseb）＋冷蒿（Artemisiafrigida）＋無芒隱子草（Cleistogenessongorica）荒漠化半荒漠化草原，植被草層低矮且植被較稀疏，蓋度為17－20，種類組成較貧乏，建群種為短花針茅（StipabrevifloraGriseb），優勢種為冷蒿（Artemisiafrigida）、無忙隱子草（Cleistogenessongorica），主要伴生種有銀灰旋花（Convolvulusammannii）、阿爾泰狗娃花（Heteropappusaltaicus）、木地膚（Kochiaprostrata（L．）Schrad．）、羊草（Leymuschinensis）等。
2試驗研究方法
2．1試驗設計本項試驗采取野外長期觀測和實驗室樣品分析相結合的技術路線，通過野外定位觀測，研究不同放牧強度下荒漠半荒漠化草原土壤與植物根系中的碳密度的測定。旨在揭示不同載蓄率下，在輕度放牧、中度放牧、重度放牧對草原地下碳截存的影響、地上初級凈生產力的影響及其機理，同時也有助于理解草地生態系統退化和恢復的機制。試驗設計如下：實驗采用完全隨機區組設計，將圍欄放牧區劃分為3個區組，即3次重復，在每個區組中設4個處理，即4個不同的載畜率水平。4個不同的載畜率處理分別為對照（CK）、輕度載畜率（Lightstockingrate，LG）、中度載畜率（Moderatestockingrate，MG）和重度載畜率（Heavystockingrate，HG），不同重復小區內的4個處理完全隨機排列。設定不同的載畜率值分別為0（對照）、0．91（輕度放牧）、1．82（中度放牧）和2．71（重度放牧）羊單位／hm2／半年。
2．2試驗方法在4個處理中分別隨機選3個1m×1m的樣方，將地上部分齊地刈割，并用報紙包好。在每個樣方中選3個點取根樣，利用根鉆（直徑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層取樣，將樣品分層裝入尼龍網袋，與地上草樣一起帶回實驗室。取回的根樣用水洗法將其漂出，裝入信封。將根樣與草樣一起烘干（65℃）稱重，得到地上部分、地下部分生物量的值（g／m2）。將根樣與草樣分別粉碎并過150目的篩，然后用Macro元素分析儀測出含碳量（％）。根據室內試驗獲得的生物量和含碳量數據，通過公式（1，2，3）計算出植被碳密度（g／m2）的值。
2．3數據處理使用SAS9．0軟件及Excel對數據進行標準化、基本統計學分析處理。
結果與分析
1地上生物量及含碳量的變化分析由圖2可以看出隨著放牧強度增加，地上生物量呈遞減趨勢。在輕度放牧區地上生物量最高，其值略高于對照區，中度、重度放牧區地上生物量均明顯低于對照區。重度放牧區的地上生物量明顯低于對照區，只有對照區地上生物量的58．3％，而中度放牧地區與對照區相差不大，這有可能存在實驗的人為誤差，也可能是由于“中度干擾假說”造成的。根據生態學中經典的“中度干擾假說”，有人提出了放牧優化假設，認為草地植被生物量與放牧強度之間的關系是非線性的，即隨著放牧強度的增加，草地的生物量先增加，然后才隨放牧率的增加而下降。重度放牧區與輕度放牧區地上生物量差異顯著（P＜0．05）。實驗顯示的結果與這一假設相符。輕度放牧的影響作用是否由于“雖然家畜的采食會對植物的生長有一定的影響，但是家畜的糞便添加到土壤中可以為植物的生長提供肥料，有利于植物的生長，因此體現出輕度放牧區生物量高于對照區的特點”還有待商榷。至于中度與重度放牧區，有過多的家畜對植物進行采食、踐踏、減少光合面積等破壞活動，放牧強度大的處理，由于前期地上生物量較低，即地上葉面積指數過低，使草地初級生產固定碳素的能力降低，加上不斷的高強度采食而減少了碳素由植物凋落物向土壤中的輸入，因而影響了牧草的再生，而使這兩個區中的植被地上生物量低于對照區。
影響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現出輕度放牧區最高，而重度放牧區最低的特點。植被含碳量在各個區中雖然有變化，但是方差分析顯示4個區中含碳量值差異不顯著（P＞0．05）。中度放牧區地上植被的含碳量與輕度放牧區相比只下降了1．59％，而含碳量值最低的重度放牧區比輕度放牧區相比也只下降了13．82％。可見植被體內的含碳量的變化不是很顯著，放牧對其產生的影響并不大。
2植被地下生物量及含碳量的變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機碳庫的最主要輸入源，在草地生態系統碳循環中起著關鍵作用。地下碳截存對不同放牧強度的響應是一個較緩慢的過程，與地上生物量的變化存在一定的時滯，也就是說，放牧在即時影響地上生物量的同時，在一定時間尺度內還不會影響到系統的地下碳截存。而地下根碳截存量主要取決于其根量的多少。由圖3可以看出放牧會使植物地下生物量減小，各放牧區的地下生物量均低于對照區。輕度放牧區地下生物量是對照區的88．17％，與對照區的差異不顯著（P＞0．05），中度和重度放牧區的地下生物量相差不大，分別只占對照區地下生物量的79．90％和72．20％，這兩個區與對照區的差異顯著（P＜0．05）。可見放牧對植物地下生物量產生的影響與其對地上生物量的影響不同，該影響是間接的、長效的、復雜的。輕度放牧區地上生物量較對照區高，而地下則恰好相反，這是因為放牧使光合產物分配給地上部分的總量大于地下部分，以補償地上生物量因家畜采食而降低光合效率的負面效應，這是植物為抵抗采食而長期進化形成的生長機制，但是過大的放牧強度（中度和重度放牧）對植物產生的影響較嚴重，超出其自身調節能力的范圍，必將導致地上和地下生物量的共同下降。而地下部分的含碳量為輕度放牧區最高，其次為對照區，中度與重度放牧區最低。方差分析顯示這四個區中的含碳量值差異不顯著（P＞0．05）。與地上部分相比地下部分的含碳量更穩定，含碳量相差最大的兩個區才相差1．10％。
3總植被碳密度變化由圖4我們可以看出不同放牧強度下草地植被碳密度的變化情況，其中對照區的碳密度最高達到620．3g／m2，其次為輕度放牧條件下的碳密度為506．4g／m2，中度放牧條件下的碳密度為465．1g／m2，重度放牧植被碳密度最低401．4g／m2。與對照區相比較，輕度放牧區的碳密度減少了18％，中度放牧區碳密度減少了25％，重度放牧區碳密度減少了35％。可以看出，隨著放牧強度的增加，植被碳密度逐漸降低。輕度放牧有可能有利于植被的生長，而重度放牧有可能已經超出了植被自身的調節能力，而使植被碳密度降低。
討論與結論
1討論
1．1不同放牧強度對植被生物量的影響生物量是決定草地碳密度的因素之一，放牧主要通過影響草地的生物量來改變草地的碳密度。家畜的選擇采食和踐踏作用對群落的組成影響很大，對群落多樣性影響也很大。適度的采食與踐踏及適宜的采食周期，可以增加植物群落水平的多樣性，降低植物群落優勢種的競爭能力，并可創造一定的物理空隙，有助于光、水分和營養的更好利用。采食對植物群落多樣性的影響取決于采食強度、地段的地質演化特征及其氣候條件。適度放牧對草原生態系統沒有負面影響，或有積極的影響，而長期超載過牧則會使系統崩潰。
根據本實驗對短花針茅荒漠草原碳截存的研究，隨著放牧強度的增加，地上生物量總體呈遞減趨勢，但在輕度放牧條件下，植被生物量高于對照區。而地下生物量一般空間變化規律隨著土壤的深度逐漸減少。地下生物量隨不同載畜量的變化特點還有待進一步觀察研究。草場放牧必然會給草場帶來影響，如何進行放牧管理，目前世界上發達的國家都采用劃區輪牧，自由放牧對草場是有害的，主要表現在放牧強度不均勻，局部草場因過牧而退化，劃區輪牧恰恰能控制放牧強度。
1．2不同放牧強度對植被含碳量的影響決定植被生物量的另一因素是含碳量。放牧對草地植被的影響國內外學者已做了大量研究工作，取得了很多成果，但也存在許多問題。
不同的放牧強度對草地群落的結構有不同程度的破壞，過度放牧不僅造成草地層次結構不明顯，使優良牧草大幅度減少，毒害草不斷增加，而且也改變了草地土壤的理化性質，使營養物質損失；另一方面，大量積累的畜糞影響其取食，又造成草地資源的浪費，而適度放牧不但能促進牧草生長發育，提高牧草再生能力及營養價值，保持草地較高的利用率，而且保護了草地的植物多樣性，是維持群落穩定，防止草地退化，有利于草地持續利用的重要措施。通過本實驗研究，隨著放牧強度的增加，對地下含碳量的影響并不大，或者可以說放牧對地下碳截存的影響是一個較緩慢的過程，在一定時間尺度內還不會影響到系統的地下碳截存。
2結論
碳循環的主要過程范文第5篇
【關鍵詞】 低碳經濟； 指標體系； 碳循環
自2003年英國提出低碳經濟概念以來，不同學者從各自不同的角度對低碳經濟展開了研究，并取得了十分重大的成就，對低碳經濟的發展起到了極大的推動作用，而低碳經濟本身也隨著世界氣候變化問題的升溫逐漸成為繼工業革命、信息革命后，又一改變世界經濟的革命浪潮。然而，盡管低碳經濟作為一種為世人推崇的經濟發展新理念、一種新規則，更甚至說是一種發展新模式，已被譽為解決世界能源問題、溫室效應等環境問題，實現可持續發展的最現實、最基本的途徑，并在很多國家得到了實踐上的嘗試，但是低碳經濟發展的最基本、最核心問題即科學的指導理論體系的建立并沒有得到解決。長期以來對低碳經濟界定的模糊性和不可操作性、內容上的廣泛性與復雜性、評價體系指標難以度量與適用性成為困擾低碳經濟發展最大的難題。本文在吸收前人研究成果的基礎上，從碳的流轉循環過程著手，建立碳循環模型，然后在擬建立的模型各個環節上尋求碳控制點，最終從碳循環過程出發來探尋最能反映區域經濟低碳發展現狀的理論指標。
一、指標體系構建的理論基礎――碳循環模型
目前，有學者已經對低碳經濟理論指標體系的構建開展過十分有意義的研究，并形成了一些非常具有代表性的低碳經濟評價指標。但是經過筆者分析發現，首先，這些指標的選取太過主觀，指標的來源明顯缺乏依據，比如有學者將優良品種普及率和低碳農藥化肥使用率作為低碳經濟評價指標并賦予了較大的權重；其次，指標的選取太過理論化，不便于實際操作，指標的運用目的是便于充分反映現實，并盡可能追求簡捷，方便使用，如果所選取的指標不滿足這一條件，就算再好、再完美也只是空中樓閣，比如有學者將傳統產業低碳改造率和生產流程改造率作為低碳經濟的社會發展指標。很顯然，這些指標的實際可操作性都相當差。為了有效地解決這些問題，低碳經濟理論指標的選取必需以真實、科學的工具作為依據，即依靠一些符合實情的碳循環模型。
這里的碳循環模型是指碳從進入經濟環節到退出經濟環節的全過程，在這個過程中伴隨著碳物理化學形態的轉變。值得說明的是筆者所定義的碳循環與生物化學上的碳循環不完全相同，這里的碳循環是生態碳循環的一個重要環節。雖然筆者只是著重分析碳從進入經濟生產、流通、分配、消費的全過程，但并沒有將其完全從整個生態系統中分離開來。
（一）宏觀視角下的碳循環模型
一個地區能源的生產、使用和消費情況能夠清晰明了地反映當地低碳經濟的發展狀況。通常一個地區清潔能源在能源結構中的比重越大，化石能源碳的利用率越高，含碳廢棄物處理機制越完善，該地區低碳經濟發展程度也相對較好。基于此筆者將生產生活中的碳轉化過程簡單抽象成圖1所示模型。在參考區域能源的來源與使用實情的基礎上，對本模型作了如下假設：
假設1：假設本區域能源來自兩個方面：自身能源生產和外來能源進口，并進一步劃分為化石能源生產、清潔能源的生產和化石能源的進口、清潔能源的進口。外來能源的進口不僅包括能源資源的進口，還包含清潔能源技術的進口，能源低碳技術的進口。在能源開采過程中還會消耗部分能源，排出部分廢棄物。
假設2：區域性能源的去向有三個方面：生產制造、居民生活耗用、能源出口。用于生產制造的能源相當大一部分被排放到我們賴以生存的環境中去了，而還有一部分則轉化成了產品實體構成，而這些產品也最終隨著居民的消費排放到環境中。其中最典型化石能源就是石油。
假設3：碳濾與碳匯。排向大氣中的碳主要來自企業生產和居民生活，為盡量減少溫室氣體的排放，越來越多的地區開始在碳排放之前對廢棄物進行脫碳處理。這就是本模型中所謂的碳濾。而碳匯是指從空氣中清除二氧化碳的過程、活動、機制。碳濾是在碳排放之前進行的控制，而碳匯則是在碳排放到空中之后的補救措施，兩者主要是對碳控制的時段不同，使用的方法也不盡相同。
尋求合適指標，就必需從模型中找到和分析出碳控制點。從構建的宏觀視角下的碳循環模型圖（圖1）來看，可以清晰地發現四大碳控制點。
1.碳源控制點。碳源控制屬于事前控制范疇，從擬建立的碳循環模型來看，可以從以下幾個角度來考慮確定低碳經濟指標：（1）能源結構。能源結構中化石能源是碳過度排放的根源，而低碳經濟是以低能耗、低污染、低排放、低碳含量為根本特征的經濟模式。能源結構直接影響到地區低碳經濟的發展水平。（2）能源合作與進出易。低碳經濟已經成為國際發展的主題，碳排放權及其衍生品的交易與能源技術合作越活躍，說明低碳經濟越繁榮，未來的發展優勢與潛力就越巨大。
2.碳排控制點。在當前，化石能源還占據能源主導地位的情況下，碳排放量直接反映區域經濟發展程度，碳排放較大的國家和地區越具有發展低碳經濟的能力和義務。因此，碳排放指標可有效地用于劃分各地區節能減排責任，是低碳經濟發展又一重大硬性指標。根據以上分析，可從排放主體與排放水平來思考、確定適合的指標。
3.碳濾控制點。在那些對化石能源依賴性強，需求彈性小的地區，在短時間內要求減少高碳能源的使用，明顯不太現實。因此，加強碳濾技術的開發與研究是解決生存與發展問題最有效的方法。低碳經濟通過低碳技術、能源技術創新和制度創新，優化能源結構、節約能源、提高能效，開發低碳產品，從根本上轉變生產、消費和生存觀念。在碳濾控制點尋找的指標能充分體現地區經濟在保障追求高效益、高效能、高效率的同時低能耗、低排放、低污染的能力。
4.碳匯控制點。碳匯是利用植物的光合作用來吸收并儲存二氧化碳，從而達到清除溫室氣體，恢復生態平衡的目的。碳匯控制主要包括大面積性的植樹造林、城市綠化等，較為通用的指標有森林覆蓋率，城市綠化覆蓋率等。
（二）企業視角下的碳循環模型
與以區域為研究對象的宏觀碳循環模型不同，微觀碳循環模型的研究對象是某個具體的企業。可以說微觀碳循環過程就是以上模型生產制造過程的具體化。根據國際能源署（IEA）2009年二氧化碳報告（CO2 Emissions from Fuel Combustion Highlights 2009 Edition Page 13）中2007年碳排放總量餅圖，各主要碳源排放量占全球總排放量的比例如下：居民6％、工業20％、交通23％、熱電41％、其他10％(商業、公共服務、其他能源)。交通、熱電都與工業企業生產過程中碳的利用排放相似，且占重大比重。因此，本模型（圖2）以生產企業為例來說明，分析可以對企業實施低碳控制的點。
1.低碳技術能力。企業低碳技術水平體現了企業在未來低碳競爭中的發展能力，低碳經濟的實現需要企業低碳技術和能源技術上的創新，而技術本身是一個軟實力，因此對其直接反映在操作上存在困難。為提高低碳評價指標的可操作性，筆者選取參照系對其進行間接評價。主要參照標準有，行業通行技術標準、國家政策規定以及國際標準。
2.能源利用能力。能源是企業生產耗用的重要生產資料，其利用效率的高低直接關系到企業成本控制；而另一方面，隨著世界環境問題的日益突出，企業不可能在這場綠色革命中置身事外，未來面臨到的環境保護壓力極有可能成為事關其生存的決定因素。因此，采用科學的指標來反映企業能源利用能力，是低碳經濟評價的客觀要求。這些指標的選取可以從能源對產品或收入利潤等的貢獻能力來反映。
3.原材料采購與產品回收能力。企業原材料采購是否優先選擇低碳材料、企業生產的產品是否會進入環境、對廢舊的產品回收是否可行，這些都是企業從事生產過程中需要考慮的問題。企業要與低碳經濟特別是低碳經濟產業鏈條偶合，就不能不對這些問題加以科學的分析。
4.企業廢氣廢渣處理能力（碳過濾能力）。廢氣廢渣的處理也會嚴重影響到大氣中溫室氣體的含量，特別是工業企業。企業生產副產品數量多，難處理。如果處理方法不當，對高碳副產品進行不適當的焚燒，其結果是不言而喻的。因此，需要有適合的指標來分析企業廢物的處理能力。
二、低碳經濟理論指標體系的構建
（一）構建原則
低碳經濟指標體系構建的目標是為信息利用者提供反映低碳經濟發展的真實數據，并盡最大可能滿足他們的決策需要。因此，其指標的確定需要遵循一定的原則。
1.科學性與可操作性相結合。指標體系的設計要符合低碳經濟發展的客觀規律和要求，既要科學地概括低碳經濟發展的基本特征，又要切實可行，能對發展現狀進行評價，為科學發展決策提供客觀依據。
2.指標的選取要與研究對象的客觀實際相結合。理論上的指標體系是對客觀實際的主觀抽象，其具有一般性特征。如果要正確評價、分析具體區域主體的低碳經濟發展水平，就要對理論上的指標體系進行細節上的調整，使其符合區域經濟的客觀現實。沒有一成不變的指標體系模板，只有考慮了實際個性特征的指標體系才是最合適的指標體系。
3.定性分析與定量分析相結合。低碳經濟被視為一種發展、新理念，說明其不可能像數學公式那樣被完全量化。而其成為一種經濟模式，又有對其系統量化分析的必要。因此對于那些難以量化的指標，可以對其分級量化；對于那些實在不能量化的指標，可以適度采用定性分析。
4.重要性原則。低碳經濟發展是多個因素綜合影響的結果，有的影響因素明顯不具有重大作用。為了避免冗余，需要對這些因素進行篩選，選取那些對低碳經濟發展有重大影響的因素作為指標體系的內容。
（二）宏觀視角下的低碳經濟指標體系（表1）
本指標體系選擇從事前、事中、事后對地區經濟發展進行低碳監測與評價，其目的不僅是對現行經濟發展的低碳現狀進行科學評價與描述，還要求為決策人提供能推動地區經濟低碳轉型的有效控制措施與方法。碳源、碳排、碳濾、碳匯正好是低碳經濟控制的四大關鍵點，只有正確把握其各個環節的低碳發展情況，才能有重點、針對性地實施并有效控制，從而達到節能減排、實現低碳經濟的協調、可持續。
在碳源控制指標中，化石能源消耗總量為煤炭、石油、天然氣等能源的消耗量之和。化石能源消耗量越大，碳排放總量就越多。一般情況下，每噸煤燃燒所產生的二氧化碳比石油和天然氣多30%和70%，目前全球22%溫室氣體的排放是因煤碳燃燒造成的。因此減少對煤炭的依賴是低碳經濟發展的一條必經之路。煤炭在能源結構中的占比可有效地反映出區域當前的低碳水平。
碳排放量與一個地區經濟有著密切關系，而碳排放指標是反映區域經濟的現實低碳水平最直觀的指標，是低碳經濟的顯示器，直接顯示單位、區域的低碳化狀況。碳排放指標一般采用能源強度、碳強度、碳排放總量、人均碳排放量進行具體評價。能源強度即單位GDP的能源用量，主要反映技術水平、能源效率的重要指標。其計算公式為：能耗消耗總量/GDP總額。碳強度是指單位能源用量的碳排放量。其計算方法為：碳排放總量/能源消耗總量。人均碳排放量又叫碳足跡，可用“碳排放總量/總人口數”獲得。而碳排放總量=人口×人均GDP×能源強度×碳強度。
碳濾可以通過兩個途徑來實現。一是用清潔與可再生能源替代化石能源。鑒于此，可用可再生能源在能源結構中占比、清潔煤在煤炭能源結構中占比來確定當前的低碳經濟清潔能源的利用水平。二是利用低碳技術來實現低碳發展。低碳技術是一個軟性指標，同時也是一個反映地區低碳經濟發展潛力的指標，主要包括低碳技術R&D經費占GDP比重、清潔煤利用技術、再生能源及新能源技術、生態產品設計技術、CO2捕獲與埋存技術、新型動力汽車相關技術、智能節能技術等。
碳匯是利用綠色植物的光合固碳能力，吸收和儲存空氣中多余的CO2，這是低碳經濟社會解決溫室效應最有效、最環保的方法。因此大量培植高光合作用植物，增加區域的森林覆蓋率和城市綠地面積是低碳經濟社會的重要組成部分，也是衡量地區低碳經濟發展的一個重要指標。
（三）企業視角下的低碳經濟指標體系
衡量企業低碳經濟發展水平的指標體系主要有兩方面作用，一是有利于完善對企業環境成本進行信息披露，為企業特別是上市公司的外部信息使用人提供確實有效的投資決策信息；二是有利于企業管理層從企業長期發展的戰略眼光來考慮企業與社區環境的適應能力，完成企業節能減排的技術改造。在排除企業運營的環境與行業特性基礎上筆者提供了一些具有普適性的指標可供參考（如表2）。
三、影響區域低碳經濟指標選取的因素
以上從模型中尋找出來的指標，是一般經濟體都可能用到的指標匯總。但是對一個具體的區域經濟體來說，低碳經濟發展評價與指標構成還與其所處的地理區位，能源結構，環境生態等有很大的關系。因此，區域經濟體指標不能完全搬用一般低碳經濟指標體系的內容。總的來說，區域經濟指標體系與一般指標體系的關系就是具體與抽象、特殊與一般、個性與共性的關系。區域經濟體低碳指標體系需要一般低碳經濟指標體系的理論作指導，一般低碳指標體系又要不斷從區域經濟體指標體系的應用中得以豐富和完善。
（一）地區差異影響
低碳經濟指標的選取只有與地方發展狀況及實際特征有效結合才能發揮應有的作用，因此有必要對選取的理論指標作出適合地區特色的調整。以遼寧為例，遼寧能源結構是以煤炭為主，占51.2%；石油占46.9%；天然氣占1.6%；水電占0.3%。在能源消費結構中，遼寧的煤炭、石油、天然氣、電力均不能自給，其中：煤炭49%需省外調入，原油34.1%依賴進口，電力13%從省外調入。因此在擬建立的指標體系中有必要考慮化石能源進易量的分析。又由于遼寧是煤消耗大省，其年耗煤量相當大，要建立一個與其他經濟體具有可比性的指標體系，就不能只看煤的總耗量，而應該看總碳排量并充分考慮到減排技術的影響。除此之外，由于地處東北，遼寧的煤炭不但用于工業生產，還有很大比重用于冬季供暖，因此在考慮建立的指標中還要分析居民生活采暖的耗能量。這些都是因遼寧地區差異特征引起的，在建立相應的低碳經濟指標過程中需要作為重要的影響因素考慮。
（二）量化水平影響
作為一個綜合的指標體系，各個指標的量化水平存在很大差異，特別是存在很多對低碳經濟發展水平產生重大影響但在目前情況下量化還存在很大困難的因素。比如低碳技術指標。這些指標只能在一定程度上通過定性評價或定性與定量相結合的方法來反映低碳經濟的發展水平。與此同時，對于那些能夠量化的指標，有的產生的是正面的影響、有的產生的是負面的影響，有必要對這些指標進行同向處理。如果在方法上處理不當就很難對低碳經濟發展水平進行合理評價。
（三）指標權數影響
要對低碳經濟進行綜合的評價就要合理地對體系中各個指標確定科學的權數，然而各個地區的實際情況不同，權數分布也會存在很大差異。同時，還有一個很大的問題就是權數的確定存在人為主觀因素，因此計算出來的指標無法在各個區域經濟體間進行橫向比較，從而降低了指標評價體系的功能與作用。
總之，目前低碳經濟發展水平指標體系構建還存在一些技術上的問題和難點，糾其主要原因還在于低碳經濟研究水平還與實踐嚴重脫節，并無法滿足人們對低碳經濟發展的要求。從中國低碳社會發展水平的評價來看需要加強統計的方法和標準的統一，并與國際先進標準接軌，完善碳排放量等科學指標的統計，以便為國家低碳經濟發展決策提供客觀依據，發揮正確的引導作用。
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