北京市碳排放的格局變化與驅動因子研究

書

圖書在版編目!!"#"數(shù)據(jù)

北京市碳排放的格局變化與驅動因子研究$張旺著

%一北京!新華出版社"&'()%&

"*+,-)./)/0(11/2'1-/2

"%!北#"%!張##%!節(jié)能$生態(tài)城市$城市

建設$研究$北京$%!32&(%(

中國版本圖書館!"#數(shù)據(jù)核字%&'()&第'4441&號

北京市碳排放的格局變化與驅動因子研究

作55者#張5旺

責任編輯#雒5悅5555555555封面設計#博克思文化

出版發(fā)行#新華出版社

地55址#北京石景山區(qū)京原路.號55郵55編#('''4'

網(wǎng)55址#6778!$$999:;<=6>?8>@:ABC56778!$$8DEFF:;<=6>?=E7:ABC

經(jīng)55銷#新華書店

購書熱線#'('/12'))(&&5555555中國新聞書店購書電話#'('/12')&'(&

照55排#博克思文化

印55刷#北京天正元印務有限公司

開55本#)('G('''CC

印55張#(2555555555555字55數(shù)#&1&千字

版55次#&'()年4月第一版5555印55次#&'()年4月北京第一次印刷

書55號#"*+,-)./)/0(11/2'1-/2

定55價#4':''元

圖書如有印裝問題"請與印刷廠聯(lián)系調換55電話!'('/0&.1'-&1

目5錄

第一章5緒5論……………………(

55(:(選題背景………………(

(:(:(國際背景……………………(

(:(:&國內背景……………………2

(:(:2案例城市背景………………4

55(:&選題目的與意義………0

(:&:(選題目的……………………0

(:&:&選題意義……………………1

(:&:2案例城市選擇的典型意義………………….

55(:2研究目標與研究內容………………('

(:2:(研究目標…………………('

(:2:&研究內容…………………('

55(:4研究方法與技術路線………………((

(:4:(研究方法…………………((

(:4:&技術路線…………………(&

第二章5國內外研究進展…………(4

55&:(城市碳排放格局及其變化…………(4

&:(:(城市碳排放的時空格局…………………(4

&:(:&城市空間變化影響碳排放………………(0

&:(:2基于HI!!的城市碳排放………………(0

&:(:4城市碳排放的綜合構成…………………()

&:(:0城市碳循環(huán)與碳平衡……………………(.

55&:&城市碳排放的驅動因子……………(.

55&:2城市碳減排的調控路徑……………(-

&:2:(低碳城市的規(guī)劃先行……………………(-

&:2:&城市碳減排的路徑選擇…………………&'

&:2:2城市碳減排的政策與管理………………&&

$($

55&:4城市碳排放研究的模型與方法……&2

55&:0案例城市的碳排放研究……………&2

55&:1國內外研究述評……………………&4

第三章5原理基礎與理論框架……20

552:(相關概念界定………20

2:(:(碳源!碳匯和碳庫…………20

2:(:&碳循環(huán)與碳代謝…………20

2:(:2碳通量與碳儲量…………21

2:(:4土地利用$覆蓋變化"HI!!#……………2)

2:(:0能源耗費!能源強度與碳排放強度………2.

2:(:1城市低碳發(fā)展與低碳城市………………2.

552:&相關原理基礎………2-

2:&:(人地關系理論……………2-

2:&:&低碳經(jīng)濟理論……………4(

2:&:2環(huán)境庫茨涅茨曲線假說理論……………4&

2:&:4資源環(huán)境承載力理論……………………42

2:&:0可持續(xù)發(fā)展理論…………42

2:&:1系統(tǒng)科學理論……………44

552:2研究理論框架………40

552:4本章小結……………4)

第四章5北京市概況………………0'

554:(自然地理條件概況…………………0'

4:(:(地理位置與面積…………0'

4:(:&地貌類型與海拔…………0'

4:(:2氣溫與降水簡況…………0(

4:(:4水資源利用概況…………0(

4:(:0天然植被類型與分布……………………0&

554:&經(jīng)濟社會發(fā)展簡況…………………0&

4:&:(人口與就業(yè)情況…………0&

4:&:&經(jīng)濟發(fā)展水平……………02

4:&:2交通與城建現(xiàn)狀…………02

554:2資源環(huán)境瓶頸制約…………………04

4:2:(水資源量嚴重短缺………04

4:2:&水土流失仍較嚴峻………01

4:2:2能源供需矛盾加劇………01

$&$

4:2:4垃圾處理問題突出………1'

4:2:0污染防治任務繁重………1(

554:4本章小結……………1&

第五章5北京市碳排放的時空格局變化分析……12

550:(北京市溫室氣體排放的時序變化…………………12

0:(:(溫室氣體排放的計算方法………………12

0:(:&數(shù)據(jù)來源與處理說明……………………10

0:(:2計算結果與實證分析……………………11

550:&基于HI!!的碳排放時空格局分析………………)(

0:&:(基于HI!!的碳排放面板數(shù)據(jù)時序變化………………)(

0:&:&基于HI!!的碳排放空間格局及其變化………………)0

0:&:2基于HI!!的碳排放時空格局合理性評估…………….&

550:2基于生產(chǎn)力的碳匯量度及其變化………………….2

0:2:(研究方法………………….2

0:2:&結果分析………………….1

550:4北京市轄區(qū)的碳排放及其變化……-(

0:4:(估算方法…………………-(

0:4:&數(shù)據(jù)來源…………………-(

0:4:2各區(qū)碳排放凈量的估算分析……………-2

0:4:4各區(qū)低碳發(fā)展水平的比較………………-1

550:0本章小結……………-.

第六章5北京市碳排放的結構分析與水平比較………………('(

551:(北京市生產(chǎn)側碳排放的結構分析…………………('(

1:(:(估算方法與數(shù)據(jù)來源……………………('(

1:(:&生產(chǎn)側能源碳排放的結構與變化………('&

551:&北京市碳排放水平的比較分析……('0

1:&:(碳排放強度的比較………('0

1:&:&人均碳排放的比較………('1

1:&:2碳排放密度的比較………('1

1:&:4碳排放的行業(yè)結構比較…………………(')

1:&:0能源結構的比較…………('.

1:&:1大氣污染的比較…………('-

1:&:)就業(yè)結構的比較…………(('

551:2本章小結……………(((

$2$

第七章5北京市碳排放的影響因素與增量分解分析…………((&

55):(北京市土地利用變化對碳排放的影響……………((&

):(:(土地利用類型與碳排放的關系…………((&

):(:&土地利用變化對碳排放的影響…………((2

):(:2調整土地利用類型的減碳途徑…………(&'

55):&北京市森林質量變化對碳吸收的影響……………(&(

):&:(森林植被凈生產(chǎn)力變化對碳吸收的影響………………(&(

):&:&林分起源結構及其變化對碳吸收的影響………………(&(

):&:2林分齡級結構及其變化對碳吸收的影響………………(&2

55):2北京市碳排放的間接影響因素分析………………(&0

):2:(影響碳排放指標的相關因素分析………(&1

):2:&影響碳排放指標的多因素分析…………(&-

):2:2基于*J"K#LJ模型的影響因素分析……(20

55):4北京市碳排放增量的分解分析……(4'

):4:(基于HMN"法的"NL分析………………(4'

):4:&基于"$O法的*NL分析………………(4.

55):0本章小結……………(0.

第八章5北京市碳減排的潛力分析與路徑選擇………………(1&

55.:(碳減排的潛力分析…………………(1&

.:(:(主要碳源的減排潛力……………………(1&

.:(:&驅動因子的減排潛力……………………(12

.:(:2主要碳匯的減排潛力……………………(10

55.:&碳減排的路徑選擇…………………(10

.:&:(能源消耗碳排放的情景分析……………(10

.:&:&其他碳源和碳匯的情景分析……………()'

55.:2本章小結……………()(

第九章5主要結論與研究展望…………………()&

55-:(主要結論……………()&

55-:&研究展望……………()4

附錄#基礎數(shù)據(jù)……………………()1

$4$

第一章!緒!論

第一章!緒!論

氣候變化和溫室效應不僅涉及當今全球人口!資源與環(huán)境三大問題"同時也是

經(jīng)濟問題!社會問題和政治問題"成為"#世紀人類不得不共同面對的極為嚴峻和

復雜的挑戰(zhàn)#城市是集聚人口!產(chǎn)業(yè)!建筑和交通等經(jīng)濟社會發(fā)展要素的空間載

體#據(jù)國際能源署"$$%年$世界能源展望%報告"目前城市的能源需求占到全世界

總量的&'("預計到"$)$年這一比例將達')("屆時全球城市地區(qū)的溫室氣體排

放量將占世界總排放量的%$(#而大城市在應對氣候變化和減排溫室氣體等方

面發(fā)揮著關鍵作用"在社會!經(jīng)濟!文化和政治等層面直接影響著全球事務的世界

城市"更應在做好減排表率!建設低碳城市方面起到先導性和決定性作用#"$$*&

"$"$北京市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃均提出生產(chǎn)方式和生活方式

綠色!低碳水平上升"碳排放總量得到有效控制"建設國際一流的和諧宜居之都#

北京要建設世界城市&宜居城市&全面實施人文北京&科技北京&綠色北京#另

值得一提的是"$#"年##月"&日國家發(fā)改委已將北京確定為我國第二批"+個低

碳省區(qū)和低碳城市的試點之一#基于此"北京積極推動節(jié)能減碳!建設低碳城市就

成為中國首都發(fā)展的題中應有之義"也將成為打造美麗中國!實現(xiàn)生態(tài)文明的城市

先驅#

#,#選題背景

#,#,#國際背景

自"$世紀中葉以來"在世界政治多極化!經(jīng)濟一體化的趨勢下"擁有國際事務

話語權的巨型城市正日益成為全球政治經(jīng)濟!社會文化和生態(tài)環(huán)保等領域的網(wǎng)絡

中樞和關鍵節(jié)點#因而建設世界城市是強大國家爭取更大發(fā)展空間和更多話語權

的戰(zhàn)略選擇#世界城市的特點是對全球范圍內政治!經(jīng)濟!文化和環(huán)境等方面有著

重要的影響力!控制力和輻射力"引領世界發(fā)展潮流#在當今應對氣候變暖!緩解

能源危機和發(fā)展低碳經(jīng)濟的背景下"倫敦!紐約和東京等世界城市正積極謀求低碳

轉型!建設低碳城市"紛紛提出減排目標并制定了相關規(guī)劃或發(fā)展路線圖#

倫敦是低碳城市建設的領跑者"正力爭成為國際先進低碳城市和零碳城市#

"$$*年頒布的$倫敦能源策略%將氣候變化納入倫敦政策"該年又簽署了$倫敦能

源!氫與氣候變化合作伙伴關系%'并于"$$-年宣布!"$$&年正式成立倫敦氣候變

&#&

書

北京市碳排放的格局變化與驅動因子研究

化署&&&一個負責落實市長在氣候變化方面的政策和戰(zhàn)略的市政府直屬官方機

構#"$$'年"月前倫敦市長利文斯頓發(fā)表了$今天行動"守候未來&&&倫敦市長

能源戰(zhàn)略和應對氣候變化行動方案%(后來上升為倫敦氣候變化減緩和能源戰(zhàn)

略)"設定到"$"-年相對#++$年減排&$(的目標#"$#$年倫敦又發(fā)布$氣候變化

減緩和能源戰(zhàn)略%"提出要把倫敦建設成為國際先進低碳城市和零碳城市#為確保

實現(xiàn)低碳城市的目標"倫敦市政府采取的具體落實措施有*!能源領域"側重發(fā)展

分布式能源供應系統(tǒng)"例如熱電聯(lián)產(chǎn)!分散式供暖!冷熱電三聯(lián)產(chǎn)等"還鼓勵利用垃

圾發(fā)電!可再生能源的本地化"建造大型可再生能源發(fā)電站"實行新的規(guī)劃和政策

以激勵可再生能源發(fā)電"鼓勵進行碳儲存#"住宅領域"提高既有和新建建筑的能

源使用效率"開展+綠色家居計劃,"對樓頂與墻面絕緣實行改造的住戶予以補貼"

受理家庭節(jié)能與循環(huán)用能方面的咨詢"鼓勵住戶對居住建筑進行節(jié)能改造##交

通領域"在公共交通!步行和自行車系統(tǒng)方面加大投資力度"鼓勵市民出行方式的

改變"利用低碳交通方式和使用低碳能源"以降低地面交通的碳排放'還采用了碳

價格體制"按照./"排放水平"對進入市中心區(qū)的非公交車輛收費#$公共機構領

域"市政府率先垂范"嚴格實施+綠色機關,采購政策"利用低碳技術和服務"提升

市政建筑的能效"鼓勵公務員形成節(jié)能良習#

紐約目前是美國碳排放量最少的城市"市長邁克爾-布隆博格(0123456

76889:5;<)立志要將紐約打造成全美第一清潔能源城市#"$$'年世界地球日起市

政府就啟動了每年公布溫室氣體排放清單的行動計劃"并為城市減排目標的制定

設定了基準"即以"$$-年為基準年"在"$)$年之前"城市碳排放水平較之下降

)$("到"$#'年市政部門運行的碳排放比"$$&財年減少)$(#"$$+年"簽署了

$紐約規(guī)劃"$)$氣候變化專項規(guī)劃%"要求社會各界都承擔一定的減排目標"并針

對工商業(yè)!政府機構!住宅!新建建筑和家電產(chǎn)品五大方面制定了節(jié)能政策#在具

體實踐方面*!能源領域"增加了海洋風電!氫氣和核能等清潔能源的供應#"建

筑領域"推行了+綠色建筑,減排計劃"采取照明升級和分戶電表!建筑排放基準測

試和綠色建筑資金支持等措施降低建筑排放##交通領域"推行7=>(快速公交系

統(tǒng))"試行交通高峰時段對進入曼哈頓區(qū)車輛的收費計劃'除了鼓勵市民騎行單車!

乘坐公交外'還舉辦了無車街道活動"并致力于對現(xiàn)有車輛進行綠色改造"將所有

傳統(tǒng)出租車替換成穩(wěn)定!高效和清潔的環(huán)保車型&&&混合動力車#$宣傳教育和

培訓領域"利用+?;55@A.,等政府公共項目對市民開展教育"倡導低碳生活方式'

官方通過教育培訓來培養(yǎng)急需的合格能源審計師和適用低碳技術人員#

東京是當今世界重要的低碳城市先行者#"$$&年以來"東京都政府就出臺

+十年后的東京,即$東京./"減排計劃%"提出了具體減排目標"即"$"$年東京碳

排放量要在"$$$年基礎上減少"-("由此拉開建設低碳社會的序幕#后來陸續(xù)出

臺$東京綠色建筑計劃%!$綠色標簽計劃%!$"$$'年東京節(jié)能章程%和$"$$%年東

&"&

第一章!緒!論

京環(huán)境總體規(guī)劃%等政策#"$$'年發(fā)表了$東京氣候變化戰(zhàn)略&&&低碳東京十年

計劃的基本政策%"詳細制定了政府應對氣候變化的中長期戰(zhàn)略#"$#$年又頒布

$強制碳減排與排放交易制度%#東京建設低碳城市的主要做法有*!能源領域"

大力研究!開發(fā)與利用綠色低碳能源"包括太陽能!生物質能!風電!水電的新技術

和新工藝#"交通領域"采取了多種節(jié)能減排措施"例如推廣低污染!低能耗汽車"

促進生物柴油應用計劃與提倡生態(tài)駕駛等##建筑領域"政府在出臺多項政策的

同時"還在市政府機構中廣泛采用節(jié)能措施#$產(chǎn)業(yè)領域"針對大型商業(yè)機構提出

碳減排強制性政策"要求根據(jù)法定標準對企業(yè)提交的碳減排規(guī)劃與措施報告進行

評估!定級并向社會公布'"$#$年又針對##$$家商業(yè)機構與)$$家工廠提出節(jié)能

減排的硬性要求#%家庭碳減排領域""$$&年東京都政府引入并實施了能效標簽

制度"通過評估家電產(chǎn)品的節(jié)能程度來提高能效'"$$+年"又推行了能源診斷員制

度!白熾燈與低能耗日光燈更換計劃"以促進家庭節(jié)能#

#,#,"國內背景

"$$%年伊始"世界自然基金會(BBC)與當時的建設部就以保定市和上海市

為試點"實施+低碳城市,發(fā)展示范項目#"$$%年底時吉林市被列為低碳經(jīng)濟區(qū)案

例研究試點城市"自此國內掀起了一股建設低碳城市的熱潮#"$#$年%月"國家發(fā)

改委下發(fā)通知"天津!重慶!深圳!廈門!杭州!南昌!貴陽!保定八市被列為低碳試點

城市#據(jù)中國城市科學研究會學術交流部在"$#$年底至"$##年初"對全國"%'

個地級以上城市的調查"提出建設+低碳城市,目標的城市共有#))個"其中東部

&$個!中部*+個!西部"*個#據(jù)不完全統(tǒng)計至"$#"年&月"國內共有"$$多個地

級以上城市提出建設低碳城市#從南到北"從西到東"沒有一個省份例外"低碳城

市建設在全國已蔚然成風'并以環(huán)渤海地區(qū)!長三角!珠三角!西南地區(qū)為重點形成

四大區(qū)域集聚發(fā)展的格局#

香港配合中國建設+低碳社會,的目標"在節(jié)能減排方面采取了一系列行之有

效的措施#"$$'年即成立了由環(huán)境局領導的+氣候變化跨部門工作小組,"完善

了跨部門合作機制以統(tǒng)籌協(xié)調減排行動#為改善能源結構"針對第一大溫室氣體

排放源占到總排放量&'(的事實"特區(qū)政府計劃從內地購買更多的核能"并預計

#$年后將核電比例增到-$("從而逐漸替代燃煤發(fā)電#為提高建筑物能效"鼓勵

私人物業(yè)業(yè)主對其建筑物實施能耗與./"排放綜合審計和能效提高項目"自"$$+

年*月推行+香港建筑物能源效益資助計劃,"同年年底又提出$建筑物能源效益

守則%的強制實施法案"以達到既有及新建建筑的能效提高和電耗減少之目的#交

通減排方面"為立法管制汽車達到使用生化柴油的燃料規(guī)格要求"制定了$"$$+年

空氣污染管制(汽車燃料)(修訂)規(guī)例%#為增加公眾對氣候變暖和低碳經(jīng)濟的認

識"還憑借環(huán)境局下設的環(huán)境及自然保育資金"(對此領域的公眾教育計劃提供資

&)&

北京市碳排放的格局變化與驅動因子研究

助"使公眾真正意識到應對氣候變化的重要性及自身應盡的責任#"$#$年+月#$

日特區(qū)政府公布了$香港應對氣候變化策略及行動綱領%"提出從燃料組合!能源

效益和環(huán)保運輸?shù)任宕蠓矫鎸⑾愀蹣嫿ǔ?低碳綠色城市,"以達到"$"$年+碳排

放強度,較"$$-年減少-$(D&$(的目標#

上海自+十一五,以來提出了節(jié)能減排的十大工程和十大舉措"并借舉辦世博

會契機"在充分發(fā)揮+低碳世博,的示范和宣傳作用基礎上"也積累了發(fā)展和實踐

低碳經(jīng)濟的經(jīng)驗#目前正積極推進低碳生態(tài)城市建設"強調實施綜合性低碳城市

建設"重點發(fā)展氫能電網(wǎng)!環(huán)保建筑!新能源產(chǎn)業(yè)和汽車!燃料電池公交等#其中崇

明島東灘低碳生態(tài)實踐區(qū)!臨港新城低碳發(fā)展實踐區(qū)和虹橋樞紐低碳商務實踐區(qū)

是上海建設低碳城市的亮點#東灘低碳生態(tài)城的定位是按+低生態(tài)足跡,理念建

設的+低碳生態(tài)新城鎮(zhèn),"其規(guī)劃理念有*注意城市形態(tài)和生態(tài)功能的結合!建設生

態(tài)功能區(qū)!充分利用可再生能源!應用環(huán)保節(jié)能建筑技術和發(fā)展綠色交通等#臨港

新城則把重點放在構建低碳社區(qū)和低碳園區(qū)"應用低碳技術促進低碳城區(qū)的節(jié)能

減碳#虹橋商務區(qū)的建設目標是成為上海首個低碳商務示范區(qū)"實現(xiàn)核心區(qū)全面

低碳排放"局部區(qū)域或建筑實現(xiàn)+零碳排放,#核心區(qū)內采用熱!冷!電三聯(lián)供"以

天然氣為發(fā)電能源"發(fā)電輸送到公用電網(wǎng)"而其余能源則用于區(qū)域內供熱!供冷"建

完后將成為國內的最大區(qū)域集中供能系統(tǒng)'核心區(qū)內全部達到國家一星級以上的

綠色建筑標準#

#,#,)案例城市背景

改革開放)$多年以來"北京經(jīng)歷了快速的工業(yè)化和城市化進程"在當前建設

中國特色世界城市的目標下"面臨能源供需缺口不斷加大!水資源量嚴重短缺!水

土流失仍較嚴重!垃圾處理問題重重!污染防治任務繁重等一系列資源環(huán)境的瓶頸

制約(后文*,)將有詳述)#"$#)年#月北京共出現(xiàn)"&天的霧霾天氣即是典型事

例#北京市環(huán)保局的監(jiān)測資料表明"霧霾的排放來源為機動車占"","("燃煤占

#&,'("揚塵占#&,)("工業(yè)占#-,'(#

為此從"$$-年以來"制定了$北京市+十一五,時期能源發(fā)展及節(jié)能規(guī)劃%!

$北京市節(jié)能監(jiān)察辦法%!$北京市加強節(jié)能工作實施方案%等大量有關節(jié)能減排的

政策措施'此外"還構建了節(jié)能減排考核評價體系"開展節(jié)能減排的目標責任考核#

"$$+年又制定了$+科技北京,行動計劃%和$+綠色北京,行動計劃%"指導世界級

低碳示范城市的建設#其中在+綠色北京,行動計劃("$#$&"$"$)中"明確提出了

遠景目標和近期目標#遠景目標即+到"$"$年本市經(jīng)濟發(fā)展方式轉型升級"綠色

消費模式和生活方式全面弘揚"宜居的生態(tài)環(huán)境基本形成"將北京初步建設成為生

產(chǎn)清潔化!消費友好化!環(huán)境優(yōu)美化!資源高效化的綠色現(xiàn)代化世界城市,#"$##

年還編制并公布了$北京市+十二五,時期節(jié)能降耗及應對氣候變化規(guī)劃%!$北京

&*&

第一章!緒!論

市+十二五,時期能源發(fā)展建設規(guī)劃%和$北京市+十二五,時期新能源和可再生能

源發(fā)展規(guī)劃%#在具體行動實踐上"主要表現(xiàn)為*!能源領域"加快能源發(fā)展方式轉

變和結構優(yōu)化轉型的步伐"大力降低煤炭消費總量和比例"大幅提高天然氣!電力!

新能源和可再生能源等低碳清潔能源的利用比重#"產(chǎn)業(yè)領域"盡量依靠科技優(yōu)

勢"關停和淘汰了一些資源能源消耗大!生態(tài)環(huán)境影響深的產(chǎn)業(yè)項目##建筑領

域"積極推進新建建筑的節(jié)能達標"加大既有居住建筑的節(jié)能改造"啟動北京市(百

萬只)綠色照明工程"完善節(jié)能產(chǎn)品的標準制訂和市場準入機制#$交通方面"確

立了公共交通優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略"公交車輛更新工作以發(fā)展節(jié)能環(huán)保的新能源車

為主#

但是一方面北京面臨著我國總體減排目標的強制分配"可能出于完成約束性

目標的基線考慮"尚未提出比國家目標更高的意愿"因而可說在一定程度上受到國

家目標束縛而不敢冒進'另外專門針對減少碳排放!建設低碳城市的政策還為數(shù)不

多"主要是從節(jié)能減排!建設+科技北京,和+人文北京,等角度來展開"重+硬件,建

設而輕+軟件,建設"并嚴重依賴于政府政策的支持性"城市結構和城市活動相結

合!市場與政府相結合的政策引導性不夠'另外在建立時空格局的溫室氣體排放清

單!制定量化的城市減排目標等方面工作還未邁開實質性的步伐"這使得其低碳發(fā)

展行動缺乏基礎數(shù)據(jù)!戰(zhàn)略規(guī)劃!基準情景和行動指南#再者在探索低碳城市發(fā)展

行動中"還只簡單地停留在推動節(jié)能減排的層面上"僅僅關注重點減排項目和工

程"還未將減碳任務分解到各個部門和行業(yè)"也沒出臺北京低碳城市發(fā)展規(guī)劃"并

像主要世界城市一樣"制定低碳發(fā)展路線圖"整合低碳科技資源"建立低碳標準體

系"完善政策體制機制"加強低碳宣傳教育培訓"發(fā)動利益相關者力量"促進政府示

范!合作分享"尋求有效融資戰(zhàn)略"這樣在最終低碳發(fā)展績效上可能存在較大的不

確定性"很難達到顯著的碳減排效果"并獲得經(jīng)濟社會發(fā)展!能源資源節(jié)約!生活條

件改善和環(huán)境質量提升等在內的協(xié)同效益#

綜上所述*國際方面"北京要躋身世界城市之列"就應該盡快改變+高消耗!高

排放!高污染和低產(chǎn)出,的傳統(tǒng)城市發(fā)展模式"增強低碳競爭力"在國際政治!經(jīng)濟

舞臺上樹立低碳新形象!獲得低碳話語權!搶占低碳新高地'國內方面"北京作為中

國首都"需要在加快城市低碳轉型!探索低碳發(fā)展道路和創(chuàng)新低碳發(fā)展模式上起到

率先垂范的標桿作用"穩(wěn)居低碳經(jīng)濟制高點"引領低碳城市建設浪潮"研發(fā)和推廣

低碳新技術#

#,"選題目的與意義

#,",#選題目的

在國內外大城市紛紛應對氣候變化!謀求低碳轉型的背景下"北京要躋身于世

&-&

北京市碳排放的格局變化與驅動因子研究

界城市!宜居城市之列"逐步成為經(jīng)濟!社會!生態(tài)全面協(xié)調發(fā)展的可持續(xù)城市"建

設低碳城市是其必由之路#因而研究碳排放的時空格局變化"弄清與世界城市的

低碳差距"找到低碳轉型的驅動力"分析碳排放的影響因素"計算減源增匯潛力"提

出碳減排的路徑選擇"就顯得相當必要和迫切#鑒于此"本研究將選題界定為北京

市碳排放的格局變化與驅動因子研究"具有重要的戰(zhàn)略意義"旨在重點解答以下-

個科學問題*

(#)通過對北京碳排放的發(fā)展格局!結構與水平的測算和分析"掌握市域碳排

放有關指標及其#++-&"$#"年的時序變化情況'基于EF..條件下"分析碳排放

的時空格局變化狀況'基于森林凈生產(chǎn)力的計算"量度林業(yè)碳匯能力及其變化情

況'估算"$$-!"$#$年各區(qū)縣的碳排放量"并分析和比較其低碳發(fā)展水平及變化'

再弄清市域碳排放的主要部門構成"并闡述北京與主要世界城市的低碳發(fā)展差距#

(")通過分析土地利用變化對碳排放的影響"弄清各種地類變化所導致的碳

排放邊際變化量"找到從土地利用方式變化減少碳排放的途徑'通過分析森林質量

變化對碳吸收的影響"發(fā)現(xiàn)森林植被生產(chǎn)力變化!林分起源結構和林分齡級結構及

其變化對碳匯能力的影響'通過對北京碳排放的間接驅動因子分析"揭示快速城市

化情景下人口!城市化水平!經(jīng)濟增長和技術水平等單個因素和復合因素分別對碳

排放的影響大小#

())通過對北京碳排放增量的分解分析"獲得經(jīng)濟規(guī)模!產(chǎn)業(yè)結構!技術進步

與能耗結構這*大因素對產(chǎn)業(yè)能耗引起碳排放的增量貢獻值"并計算中間需求!技

術進步和最終需求變動各效應的影響效果和程度'再分析人口規(guī)模!人均生活能

耗!碳排放系數(shù)和生活能耗結構這*大因素對生活耗能引起碳排放的增量效應

大小#

(*)通過對人口!經(jīng)濟!城市化和技術水平等影響能源消耗碳排放的主要驅動

因子進行情景設定和相互組合"以情景分析法來模擬碳排放量的發(fā)展趨勢"并給出

合理的情景方案作為未來低碳發(fā)展模式'再采用趨勢外推法來分析非化石能源引

致的碳排放G吸收變化量#

(-)從產(chǎn)業(yè)結構!能源結構和能耗水平等方面的調整情形來測算碳減排潛力"

最后通過歸納前文的分析結論"給出北京未來碳減排的路徑選擇和最優(yōu)情景#

#,","選題意義

不同城市(或區(qū)域)碳排放的格局變化!構成和影響因素以及低碳轉型的驅動

力!低碳發(fā)展的趨勢各有差異#基于北京仍處于提升城市化質量!去工業(yè)化的關鍵

階段"其建設世界城市的一個重要方面便是實現(xiàn)城市低碳發(fā)展"因此研究世界城市

建設背景下北京碳排放的格局變化與驅動因子"探索低碳發(fā)展的路徑選擇就具有

重要的戰(zhàn)略意義#本課題的理論意義和實踐價值主要表現(xiàn)在*

&&&

第一章!緒!論

#,",",#理論意義

目前有關城市(區(qū)域)碳排放格局變化與驅動因子方的研究尚未形成一套系

統(tǒng)而完整的研究框架和理論體系"特別是能夠運用多種模型和方法"多角度指導城

市G區(qū)域整體節(jié)能減碳!建設低碳城市的系統(tǒng)定量研究國內還處于相對不足的情

況"相關部門難以獲得可靠而適用的理論工具"以便在城市低碳發(fā)展方面采取科學

合理的決策和行動#為此本研究結合北京自然地理和經(jīng)濟社會發(fā)展的特點"注重

本土化實證研究"主要利用遙感影像資料!調研和統(tǒng)計數(shù)據(jù)及投入產(chǎn)出表"借助土

地利用結構轉換矩陣!系列優(yōu)選模型!H>I=JK>模型!E0LI和ILK分解法及情景分

析法(HK0)等多種數(shù)理模型和?IH技術等方法來探討碳排放的格局變化"分析碳

排放的驅動力"預測碳減排的潛力和趨勢#其理論創(chuàng)新在于*

(#)可在區(qū)域性整體時空層面"探索超大城市區(qū)域碳排放的動態(tài)變化與驅動

機制#

時空特征是地理系統(tǒng)的基本要義"只有同時將時間和空間兩大領域結合!統(tǒng)一

起來"才能更了解系統(tǒng)內部各子系統(tǒng)和各要素之間互相耦合協(xié)調的狀況#在城市G

區(qū)域層面上探索碳排放的時空格局"能夠更為深入地掌握系統(tǒng)結構!功能與水平之

間互相關聯(lián)的規(guī)律#因而基于碳排放及其驅動因子存在時空方面的區(qū)域差異和動

態(tài)變化"圍繞北京這個區(qū)域性整體展開時空格局分析"有利于弄清超大城市區(qū)域的

碳排放特點和規(guī)律"從而為碳減排提供學理佐證#

(")可在方法和模型適用性層面推動!促進城市碳排放的定量研究#

采用遙感影像解譯與?IH相結合的方法"引入和改進先進適用的數(shù)理或計量

經(jīng)濟學模型展開多角度!深層次分析"是城市碳排放相關研究需深入和完善的重要

方向"也是有效指導和支持低碳城市建設實踐的科學依據(jù)"因而正確測算土地!工

業(yè)!交通!建筑和森林等領域的碳源或碳匯"定量分析碳排放的影響因素及其增量

的驅動效應"設定人口規(guī)模!城市化率!經(jīng)濟增長!產(chǎn)業(yè)結構和技術進步等關鍵影響

因素的組合方案"并就此展開情景分析"這有利于從定量模型和數(shù)理方法方面進一

步推進城市碳排放研究的科學化!精細化#

())可進一步拓展!深化區(qū)域G城市可持續(xù)發(fā)展的有關理論與實踐#

城市碳減排屬于區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要內容"而目前城市G區(qū)域碳排放尚無科

學!完善的理論加以指導"也無有效!可移植的實踐模式可以照搬#城市本身是一

個復雜的巨系統(tǒng)"包括產(chǎn)業(yè)!建筑!交通和消費等諸多領域"涉及人口!資源!環(huán)境!

經(jīng)濟和社會等各個方面#而城市碳排放又是一個新興的研究方向"需要地理學!土

地科學!生態(tài)學!經(jīng)濟學!管理學!城鄉(xiāng)規(guī)劃和環(huán)境科學等多學科的聯(lián)合協(xié)同攻關"

本課題即試圖在上述學科交叉融合方面做出有益的探索和嘗試"以開拓城市碳排

放的學術視野"豐富區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的理論寶庫#

&'&

北京市碳排放的格局變化與驅動因子研究

#,",","實踐價值

北京目前面臨能源供需缺口不斷加大!水資源量嚴重短缺!水土流失仍較嚴

峻!垃圾處理問題突出!污染防治任務繁重等一系列資源環(huán)境的瓶頸制約"因而推

動節(jié)能減碳!發(fā)展低碳城市是其建設世界城市的基本要求"是彌補資源劣勢的應對

之策"是解除投資鎖定的有效途徑"是優(yōu)化人居環(huán)境的重要舉措"是城市持續(xù)發(fā)展

的必然趨勢#但目前北京的能源結構還需大力改善調整"產(chǎn)業(yè)結構有待進一步優(yōu)

化升級"服務業(yè)比重尚需進一步提高'工業(yè)!建筑!交通!居民生活等方面的節(jié)能有

待進一步加強"碳匯能力也需提升"所以建設人文北京!科技北京和綠色北京是一

項任重道遠的系統(tǒng)工程"而+低碳北京,是該項工程的重要突破口之一#鑒于北京

的低碳發(fā)展水平與世界城市還有一定差距"因而本書研究北京市碳排放的格局變

化與驅動因子具有重要的現(xiàn)實意義"主要在于*

(#)為北京建設低碳化世界城市提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐#

低碳城市最重要的一個特點是符合+0=M,(可衡量!可報告!可查證)的原則"

因而北京的低碳城市建設也須落實在能源!產(chǎn)業(yè)!建筑!交通!消費和林業(yè)等層面的

定量減碳上"而這都需要前期的理論指導和數(shù)據(jù)基礎"為此本文將在該方面提供有

意義的科學支持和理論依據(jù)#

(")為北京建設低碳化世界城市提供參考模式和政策建議#

北京的節(jié)能減碳工程和低碳城市建設"需要廣泛借鑒其他世界城市低碳發(fā)展

模式的經(jīng)驗教訓"預先知道在不同發(fā)展模式下未來的低碳發(fā)展狀況"綜合評估在不

同的政策作用下城市未來的碳排放水平及其變化#在各種可能發(fā)展模式下"為有

效減源增匯!建成低碳城市的建設目標而科學篩選最佳的發(fā)展模式"因而本研究將

為此提供可衡量!可操作并具有先進性!前瞻性的行動指南#

())為其他區(qū)域掌握碳排放規(guī)律!做好節(jié)能減碳工作提供方法學上的借鑒#

當前國內外城市碳減排的具體行動已蓬勃展開"為實現(xiàn)理論研究和建設實踐

的緊密結合!同步前行"正需要在弄清各自城市碳排放的時空格局變化及其驅動因

子"全面審視低碳發(fā)展過程的量和質"注重宏觀的全局把握和中微觀的素材梳理"

本研究即試圖在此方面提供一定的引導和示范"作出方法學上的先探"以便其他城

市參考和借鑒"為實現(xiàn)城市碳減排行動提供導向明晰的路線圖#

#,",)案例城市選擇的典型意義

本研究之所以選擇北京作為案例城市"主要基于以下幾個方面的典型意義*

#,",),#北京是我國第二批低碳省區(qū)和低碳城市的試點之一

我國區(qū)域和城市的地域差異很大"東中西部發(fā)展階段也不一樣"各低碳試點地

區(qū)的資源稟賦!試點目標!重點領域和建設路徑都不一樣"因而需要積極探索不同

區(qū)域和城市有效控制溫室氣體排放的路徑#北京作為我國東部較為發(fā)達的超大城

&%&

第一章!緒!論

市區(qū)域"服務業(yè)能耗和碳排放不斷攀升"有趕超工業(yè)之勢"因而其推動節(jié)能減排!建

設低碳城市具有較強的示范作用"于是以低碳目標的實現(xiàn)為導向!先行先試"在探

索建立低碳化特征的產(chǎn)業(yè)體系和生活方式方面"北京具有相當?shù)牡湫托?能夠發(fā)揮

引領帶頭作用"作為案例城市具有代表性#

#,",),"北京是能源供需矛盾加劇和資源承載能力有限的顯著代表性城市

北京市的資源承載能力十分有限"水資源嚴重短缺"能源耗費巨大且還在逐年

增加"化石能源+$(以上需要外購"煤炭為主的能源結構短期內難以改變"可再生

資源利用較少"這些方面可說是中國諸多東部城市的共性#因而弄清其碳排放的

格局變化與驅動因子"探索建設低碳城市的有效路徑"不僅是緩解資源約束和環(huán)境

污染的現(xiàn)實需要"也是擺脫+三高一低,式增長與粗放型發(fā)展的路徑依賴!力圖避

免+高碳鎖定效應,的一種必然選擇"故北京市低碳發(fā)展的路徑選擇對其他同類城

市的發(fā)展之路具有較強的借鑒和參考價值#

#,",),)北京碳排放的格局!過程及機理特征在諸多大城市之中具有典型性

一般而論"城市和區(qū)域的經(jīng)濟與環(huán)境之間關系遵循環(huán)境庫茲涅茨曲線規(guī)

律#北京的經(jīng)濟發(fā)展水平雖已接近發(fā)達國家水平"正經(jīng)歷一個去工業(yè)化和提

高城市化質量的進程"但面臨的資源環(huán)境問題相當嚴峻"能源消耗和碳排放還

在逐年上升"特別是建筑和交通碳排放已超過工業(yè)的"因而低碳轉型是其可持

續(xù)發(fā)展的重要切入點#包括中國在內眾多發(fā)展中國家大城市區(qū)域也會走向類

似北京目前的發(fā)展階段"所以北京碳排放的格局!過程及機理特征即具有當今

城市區(qū)域發(fā)展現(xiàn)狀的個性特點"也有著后發(fā)城市區(qū)域發(fā)展階段將要經(jīng)歷的共

性趨勢"典型性較為明顯#

#,",),*北京的發(fā)展階段和城市功能定位決定其應率先探索低碳發(fā)展之路

北京市雖已基本完成了工業(yè)化"人均?LJ已進入#萬美元向"萬美元邁進的

新階段"但仍處于經(jīng)濟社會快速發(fā)展的+爬坡,時期和發(fā)展模式轉型的+跨門檻,階

段#北京城市現(xiàn)代化和國際化的步伐在加快"建筑!交通和居民消費等的規(guī)模和水

平不斷提升"這決定了其仍處在能耗不斷攀升!碳排放持續(xù)增加的時期"又面臨著

非工業(yè)污染!空氣惡化和熱島效應等新的環(huán)境問題#再者北京城市功能定位是+世

界城市,!+宜居城市,"因而+低碳北京,既是自身人地協(xié)調的需要!又是在國內發(fā)

揮率先垂范作用的需要"也是在國際上履行應對氣候變化的城市責任需要"另外還

是掌握未來發(fā)展主動權!話語權的需要"故北京作為案例城市的典型意義非同

一般#

&+&

北京市碳排放的格局變化與驅動因子研究

#,)研究目標與研究內容

#,),#研究目標

本研究嘗試探討性地綜合運用地理學!土地科學!生態(tài)學!經(jīng)濟學!管理學和環(huán)

境科學等多學科理論和方法"分析北京市碳排放的時空格局!結構與水平"找出與

主要世界城市的低碳發(fā)展差距"弄清土地利用變化對碳排放的影響及森林質量對

碳吸收的影響"揭示碳排放的主要人為擾動因素"分解碳排放的增量因素"運用情

景設定法分析碳排放未來的發(fā)展趨勢"測算減排潛力"提出北京節(jié)能減碳的路徑選

擇"以期為建設低碳化世界城市提供理論基礎!數(shù)據(jù)支撐和決策建議#

#,),"研究內容

根據(jù)前文的研究目標"本課題的研究內容分成九個部分#

第一章*引言#主要闡述了本研究的國內外選題背景!選題意義和目的!研究

目標和研究內容!研究方法和技術路線!創(chuàng)新點及不足之處等#

第二章*文獻綜述#按照+格局變化&&&驅動因子&&&減排路徑,的脈絡展

開"綜述了國內外有關城市碳排放的格局變化!驅動因子!減排路徑!低碳城市研究

的模型與方法!案例城市的研究概況"并進行了簡要述評#

第三章*研究理論框架#首先界定了與本文研究有關的概念"然后概述城市碳

排放研究的相關理論"包括人地關系理論!低碳經(jīng)濟理論與脫鉤復鉤分析!環(huán)境庫

茲涅茨曲線假說!資源環(huán)境承載力理論!可持續(xù)發(fā)展理論和系統(tǒng)科學理論等'最后

闡釋了本文的研究思路與理論框架#

第四章*北京市概況#闡述了北京市的自然條件概況!經(jīng)濟社會發(fā)展和資源環(huán)

境約束等方面的情況"由北京要實現(xiàn)的城市職能與面臨的資源環(huán)境壓力之間的矛

盾"引出北京推動節(jié)能減碳!建設低碳化世界城市的必要性#

第五章*北京市碳排放的時空格局及其變化分析#首先測算了北京市域碳排

放量!人均碳排放和碳排放強度等主要低碳發(fā)展指標的時序變化狀況'然后基于

EF..情況下"分析了碳排放的時空格局及其變化"并就格局合理性做出了定性評

估'再次"利用北京市第*D'次森林資源二類調查數(shù)據(jù)資料"計算了用來量度林業(yè)

碳匯能力大小的森林凈生產(chǎn)力及其變化狀況'最后估算和比較了北京#&個區(qū)縣

"$$-!"$#$年的碳排放指標及其變化情況#

第六章*北京市碳排放的結構分析與水平比較#基于生產(chǎn)側對北京市域歷年

能源碳排放的結構進行了分析"即計算工業(yè)!建筑和交通三大部門的碳排放量'然

后"就市