（环境工程专业论文）青岛市碳承载率研究.pdf

社会压力排在第一位，2 0 0 6 年和2 0 0 7 年社会压力排在第一位，2 0 0 8 年环境压力 排在第一位。2 0 0 9 年最突出的变化是经济压力超过了社会和资源压力，成为仅 次于环境压力的因素，资源压力依然排在最后。2 0 0 5 年之后经济增长因素变得 越来越重要。2 0 0 0 年至2 0 0 4 年能源消耗因素排在各因素的第一位，之后污染物 排放则一直处于首位。 ( 4 ) 2 0 0 0 年- 2 0 0 5 年青岛市碳支持力缓慢上升，2 0 0 6 年略有下降，2 0 0 7 年小 幅上升，之后上升较快。资源支持力始终居于首位，总体看来资源环境支持力高 于社会经济支持力，且各类碳支持力2 0 0 0 年到2 0 0 9 年基本呈缓慢上升趋势。2 0 0 0 年蓝色资源居于碳支持力各因素首位，2 0 0 1 年经济结构因素排在第一位，2 0 0 2 年、2 0 0 3 和2 0 0 5 年至2 0 0 7 年水污染控制因素居于首位，2 0 0 4 年财政金融支持 因素在第一位，2 0 0 8 年和2 0 0 9 年经济发展水平因素在第一位，经济发展水平因 子快速上升。近年来青岛市二氧化碳排放支持力的上升主要得益于水污染控制和 经济发展，2 0 0 6 年后经济快速发展的作用比较突出，但科教水平与财政金融支 持力度应该进一步增强。 ( 5 ) 青岛市总碳承载率2 0 0 1 年略有上升，之后快速下降，2 0 0 5 年最低， 2 0 0 6 年有所升高，2 0 0 7 年下降后基本不变。2 0 0 0 - 2 0 0 1 年处于严重超载状态， 2 0 0 2 年和2 0 0 3 年处在轻度超载状态，2 0 0 4 年和2 0 0 6 年处于适载状态，2 0 0 5 年 和2 0 0 7 - 2 0 0 9 年处于轻度空载状态。整体看来2 0 0 4 年以来碳承载状态趋好。社 会经济碳承载率与总碳承载率变动趋势基本一致，说明社会经济因素与青岛市总 体承载状况的相关性较强。资源环境碳承载率与总碳承载率变动趋势同步性较 差。 ( 6 ) 利用资源、环境、经济和社会四个子系统的指标建立了协调度和协调 发展度指数，用其衡量了青岛市各子系统发展协调程度和协调发展水平，发现 2 0 0 1 2 0 0 9 年各方面发展的协调度逐步提升，2 0 0 5 - 2 0 0 9 年总协调度都在1 9 左 右，整体协调发展水平不高，基本处于中度失调衰退状态。 ( 7 ) 青岛市碳承载率研究以实现其资源、环境、经济和社会子系统协调、 可持续发展为目标，碳承载平衡应是协调发展基础上的平衡。青岛市2 0 0 0 2 0 0 9 年碳承载状况中存在的主要问题是超载，根据碳承载率的界定及其水平划分，随 着城市协调发展水平的上升，应该会拉近与碳承载平衡目标的距离，碳承载率取 i i 值应该呈下降趋势，因此，理论上来看，碳承载率与总协调发展指数间应存在反 向变动的关系。将同期青岛市协调发展度指标与其碳承载率作相关性分析，发现 二者呈负相关，即反向变动关系，证明了青岛市碳承载率评估方法具有一定合理 性。 ( 8 ) 鉴于青岛城市可持续发展的目标，青岛应从调整产业结构、转变经济 发展方式、建立低碳发展的长效机制、保护资源环境、大力开发新能源和调整能 源消费结构、发展低碳旅游业和进一步完善区域性碳承载率理论体系等方面努力 减少碳压力，增加碳支持力，维持碳平衡。 关键词：青岛；碳承载率；协调度；协调发展度；碳承载平衡 i i i s t u d yo nc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t yr a t i oi n q i n g d a o a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m y ，t h ep r o b l e mo fc l i m a t ec h a n g ew h i c hi s m a i n l yc a u s e db yg r e e n h o u s eg a se m i s s i o ns u c ha sc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nh a s a t t r a c t e de x t e n s i v ea t t e n t i o ni nt h ei n t e r n a t i o n a l i no r d e rt or e d u c ec a r b o ne m i s s i o n ， t h ed e v e l o p e dc o u n t r i e se s p e c i a l l yt h ee u r o p e a nu n i o np r o m o t et h ec o n t r i b u t i o na n d t h eo p e r a t i o no ft h ec a r b o nc r e d i t sm a r k e t t h o s ec u n t r i e sa l s o c o m p e t ei nt h e i n t e r n a t i o n a lc a r b o na s s e t sp r i c i n g ，a n ds e tu pg r e e nb a r r i e ri ni n t e r n a t i o n a lt r a d e ， e s p e c i a l l yi nt r a d ew i t ht h ed e v e l o p i n gc o u n t r i e s s oc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nh a s n o to n l yb e e ne n v i r o n m e n t a lp r o b l e m ，b u ta l s ob e e nas o c i a la n de c o n o m i ci s s u e b a s e do nt h es u m m a r yo ft h ed o m e s t i ca n df o r e i g nr e l e v a n tr e s e a r c h ，t h i sp a p e r i n t r o d u c e dt h er e s e a r c hm e t h o d so fc a r r y i n gc a p a c i t yi nt h es t u d yo fc a r b o nd i o x i d e e m i s s i o n f i r s t l y , t h ec o n c e p to fc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t yr a t i oi n q i n g d a ow a sd e f i n e d s e c o n d l y , t h ei n d e xs y s t e ma n de v a l u a t i o nm o d e lo fc a r b o n d i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t yr a t i oi nq i n g d a ow e r ec o n s t r u c t e da n da p p l i e d f i n a l l y , w ea n a l y z e dt h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n g c a p a c i t yr a t i oa n dc o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n tl e v e l t h em a i nc o n c l u s i o n sa r e ： ( 1 ) i nt h ev i e wo fh u m a n ss u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t q i n g d a o sc a r b o n d i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t yr a t i oi st h ec a r r y i n g c a p a c i t yr a t i oo fc a r b o n d i o x i d ee m i s s i o ni nt h ec i t yc o m p l e xe c o s y s t e mo fq i n g d a oi nac e r t a i np e r i o di nt h e c o n d i t i o no fk e e p i n gt h es t a b i l i t yo fi t ss t r u c t i o na n df u n c t i o n ，n a m e l yt h er a t i oo f c a r b o nd i o x i d ee m i s s i o n sp r e s s u r ea n dc a r r y i n gc a p a c i t yo ft h ec i t y i tr e g a r d st h e p e o p l ea st h ec o r eo ft h ec i t ye c o s y s t e m ，b e l i e v e st h a tt h ep u r p o s eo ft h es t u d yi st o f i n dt h ef a c t o r st h a ti n f l u e n c et h ec a r b o nd i o x i d ee m i s s i o na n dt h es t a t eo fc a r b o n d i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t yi nq i n g d a o e m i t t i n gc a r b o nd i o x i d ea sl i t t l ea s p o s s i b l ei s n o tt h eb e s tc h o i c e t h ed e v o t i o nt oz e r oc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o n si s n e i t h e rp r a c t i c a ln o rn e c e s s a r y k e e p i n gt h eb a l a n c eb e t w e e np r e s s u r ea n du p w a r d i v f o r c eo fc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nw i l ln o tc a u s ea d v e r s ee f f e c to nt h es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n to f t h eh u m a n ( 2 ) t h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo fc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t y r a t i oa n dp r e s s u r ea n dc a r r y i n g c a p a c i t yi n d e xo fc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nw e r e c o n s t r u c t e d t h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mi sc o n s i s t e do ff i v e l a y e r sa n df o u r s u b s y s t e m s t h ef i v el a y e r sa r ed e s t i n a t i o n ，p o i n t st a r g e t ，r u l e ，i n d e xa n dp o i n t si n d e x l a y e r t h ef o u rs u b s y s t e m sa r er e s o u r c e ，e n v i r o n m e n t ，e c o n o m ya n ds o c i e t ys y s t e m a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s sm e t h o da n de n t r o p yw e i g h tm e t h o dw e r eu s e di nt h e w e i g h t i n go fi n d e x e s c a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t yr a t i oi nq i n g d a oi s c a r b o nd i o x i d ee m i s s i o n sp r e s s u r ed i v i d e db yc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o n s c a r r y i n g c a p a c i t y t h ec a r b o nd i o x i d ee m i s s i o n sc a r r y i n gc a p a c i t yr a t i oc a nb ed i v i d e di n t o f i v er a n k s ：s e r i o u sn o - l o a d ，m i l dn o - l o a d ，a p p r o p r i a t el o a d ，m i l do v e r l o a da n ds e r i o u s o v e r l o a d e a c hl e v e lw a sg i v e nc e r t a i nw a r n i n gf l a g s s e r i o u sn o - l o a da n do v e r l o a d i n d i c a t et h el o w e s tc o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n tl e v e l ，w h i l em i l dn o 1 0 a da n dm i l d o v e r l o a dd e m o n s t r a t el o w e rc o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n tl e v e l ，a n d a p p r o p r i a t el o a d c o r r e s p o n dt oh i g hc o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n tl e v e l ( 3 ) t h ec a r b o nd i o x i d ee m i s s i o np r e s s u r ed r o p tf r o m2 0 0 0t o2 0 0 5i nq i n g d a o ， i n c r e a s e di n2 0 0 6 ，f e l li n2 0 0 7a n dr o s ef a i r l yr a p i d l yi n2 0 0 8 - 2 0 0 9 i n2 0 0 0 2 0 0 4 ， 2 0 0 6a n d2 0 0 7 ，t h eb i g g e s tp r e s s u r ec a m ef r o mt h es o c i e t yf a c t o r s i n2 0 0 5 ，2 0 0 8a n d 2 0 0 9 ，t h eb i g g e s tp r e s s u r ec a m ef r o mt h ee n v i r o n m e n tf a c t o r s i n2 0 0 9 ，e c o n o m y f a c t o r s ，s u r p a s s i n gs o c i e t ya n dr e s o u r c ef a c t o r s ，b e c a m et h es e c o n d a r yp r e s s u r e t h e e c o n o m yd e v e l o p m e n te f f e c t e dt h ec a r b o nd i o x i d ee m i s s i o np r e s s u r em o r ea n dm o r e a f t e r2 0 0 5 e n e r g yc o n s u m p t i o nw a st h em a j o rf a c t o ri n2 0 0 0 2 0 0 4 ，w h i l ep o l l u t a n t e m i s s i o nw a st h ef i r s tf a c t o ra f t e r2 0 0 4 ( 4 ) q i n g d a o sc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t yi n c r e a s e di n2 0 0 0 2 0 0 5 ，d e c l i n e ds l i g h t l yi n2 0 0 6 ，i n c r e a s e dm o d e s t l yi n2 0 0 7a n dr o s er a p i d l yi n 2 0 0 8 - 2 0 0 9 i nt h ep r o c e s s ，r e s o u r c ef a c t o rw a st h em a j o rf a c t o ra n dt h er o l eo f r e s o u r c ea n de n v i r o n m e n tf a c t o r sw e r eg r e a t e rt h a nt h er o l eo fe c o n o m i ca n ds o c i a l d e v e l o p m e n tf a c t o r s f r o m2 0 0 0t o2 0 0 9t h ec a r r y i n gc a p a c i t i e si n c r e a s e dg r a d u a l l y t h eb l u er e s o u r c ef a c t o r ，e c o n o m ys t r u c t u r ef a c t o r ，w a t e rp o l l u t i o nc o n t r o lf a c t o r ， v f i n a n c i a ls u p p o r tf a c t o r ，e c o n o m yd e v e l o p m e n tl e v e lf a c t o rw e r et h ek e yf a c t o r si n 2 0 0 0 ，2 0 01 ，2 0 0 2 ，2 0 0 5a n d2 0 0 7 ，2 0 0 4a n d2 0 0 8 - 2 0 0 9 r e c n ty e a r s ，t h er i s eo f c a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t yw a sm a i n l ya f f e c t e db yt h ew a t e rp o l l u t i o n c o n t r o la n de c o n o m yd e v e l o p m e n t a f t e r2 0 0 6 ，t h ee f f e c to fr a p i d e c o n o m y d e v e l o p m e n tw a sv e r ys i g n i f i c a n t ，b u tt h er o l eo fs c i e n c ea n de d u c a t i o nl e v e la n d f i n a n c i a ls u p p o r tf a c t o r ss h o u l db ei m p r o v e d ( 5 ) t h eo v e r a l lc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t yr a t i oo fq i n g d a or o s e s l i g h t l yi n2 0 0 1a n df e l lr a p i d l ya f t e r2 0 0 2 i t sm i n i m u mo c c u r e di n2 0 0 5 t h ec a r b o n d i o x i d e e m i s s i o nr a t i oi n c r e a s e di n2 0 0 6a n di tw a s b a s i c a l l yu n c h a n g e da f t e rt h eb r i e f d i pi n2 0 0 7 q i n g d a o sc a r b o nd i o x i d e e m i s s i o nl o a d i n gc o n d i t i o n sf r o m 2 0 0 0t o2 0 0 1 w a si ns e r i o u so v e r l o a ds t a t e i tw a si nm i l do v e r l o a ds t a t ei n2 0 0 2a n d2 0 0 3 ，i nm i l d n o l o a ds t a t ei n2 0 0 5a n d2 0 0 7 2 0 0 9 a n di tw a si na p p r o p r i a t el o a ds t a t ei no t h e r y e a r s f i r s ta n dl a s t ，c a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nl o a d i n gw e r ei ng o o dt r e n da f t e r2 0 0 4 t h ec o r r e l a t i o no fs o c i a la n de c o n o m i cf a c t o r sa n do v e r a l ll o a d i n gs t a t u si s s t r o n g e r t h a nt h ec o r r e l a t i o no fr e s o u r c e sa n de n v i r o n m e n tf a c t o r sa n do v e r a l ll o a d i n gs t a t u s ( 6 ) t h ec o o r d i n a t i o nd e g r e ei n d e xa n dc o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n ti n d e xw e r e e s t a b l i s h e db yt h ei n d e x e so f r e s o u r c e ，e n v i r o n m e n t ，e c o n o m ya n ds o c i e t ys u b s y s t e m s t h ea n a l y s i so ft h ei n d e x e ss h o w e dt h a tt h eo v e r a l lc o o r d i n a t i o nd e v e l o p m e n tl e v e l p r o m o t e ds t e pb ys t e pf r o m2 0 0 1t o2 0 0 9 t h eo v e r a l lc o o r d i n a t i o nd e g r e ew a sa b o u t 1 9f r o m2 0 0 5t o2 0 0 9 t h eo v e r a l lc o o r d i n a t i o nd e v e l o p m e n tl e v e lw a sn o th i 【g ha n d i tw a sb a s i c a l l yi nam o d e r a t ed i s o r d e rr e c e s s i o ns t a t e ( 7 ) t h es t u d yo nc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t yr a t i oa i m sa tt h e c o o r d i n a t e da n ds u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fr e s o u r c e ，e n v i r o n m e n t ，e c o n o m ya n d s o c i e t ys u b s y s t e m s t h eb a l a n c eo fc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o np r e s s u r ea n dc a r r y i n g c a p a c i t ys h o u l db eb a s e d o nt h ec o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n t t h em a i np r o b l e me x i s t i n g i nq i n g d a ow a so v e r l o a df r o m2 0 0 0t o2 0 0 9 a c c o r d i n gt ot h ed e f i n i t i o na n d c a t e g o r i e so ft h ec a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t yr a t i o ，i t sv a l u es h o u l d d e c l i n ew i t ht h ei m p r o v e m e n to fc o o r d i n a t e d d e v e l o p m e n tl e v e l t h er e s u l to f c o r r e l a t i o na n a l y s i sb e t w e e nq i n g d a o sc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t y r a t i oa n dt h ec o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n ti n d e xi nt h es a m ep e r i o di n d i c a t e dt h a tt h e y v i w e r en e g a t i v ec o r r e l a t i o n s ot h ec a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n g c a p a c i t yr a t i o m e t h o di nt h i sp a p e ri sr a t i o n a l i t yt os o m ee x t e n t ( 8 ) i nv i e wo ft h eg o a l so fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t q i n g d a os h o u l da d j u s tt h e i n d u s t r i a ls t r u c t u r e ，t r a n s f o r mt h em o d eo fe c o n o m i cd e v e l o p m e n t ，e s t a b l i s ht h e l o n g - t e r mm e c h a n i s mo f l o wc a r b o nd e v e l o p m e n t ，p r o t e c tr e s o u r c e sa n d e n v i r o n m e n t ， d e v e l o pn e we n e r g ya n da d j u s tt h ee n e r g yc o n s u m es t r u c t u r e ，d e v e l o pl o wc a r b o n t o u r i s ma n df u r t h e ri m p r o v et h er e g i o n a lc a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t y t h e o r ys y s t e ma n ds oo n k e y w o r d s ：q i n g d a o ；c a r b o nd i o x i d ee m i s s i o nc a r r y i n gc a p a c i t yr a t i o ；c o o r d i n a t i o n d e g r e e ；t h ec o o r d i n a t ed e v e l o p m e n tl e v e l ；c a r b o nd i o x i d e e m i s s i o nl o a db a l a n c e v i i 1 绪论 1 1 研究背景与意义 当前主流观点认为，目前观测到的气候变化主要受到人类活动的影响，其中， 人类活动导致的大气温室气体浓度增加而使全球地表平均温度升高这一现象表 现最为突出n 1 ，大量的观测事实证明，由于人类活动( 主要是大量化石燃料的燃 烧) 使得大气中许多温室气体的浓度已经发生了全球尺度的变化，其中最重要的 是二氧化碳乜1 。在欧美等西方发达国家的推动下，全球气候变化a n - 氧化碳排放 问题已不仅是环境问题，还是经济问题和政治问题，成为2 1 世纪各国共同面对 的挑战。 1 1 1 全球气候变化对人类生存与发展产生负面影响 1 1 1 1 全球气候趋于变暖 在农业社会中，生产力发展水平比较低，人类的生产生活虽然受到环境的限 制，但经济社会发展与资源环境的矛盾不突出，经过长期发展，人类在科学技术 等领域虽然有了很大进步，但依然无法摆脱资源和环境的制约。进入工业社会后， 生产力的巨大发展赋予了人类更多能动性，也使我们忽视了资源和环境的制约， 在很长时间内片面追求经济和社会的发展，其结果是，资源环境受到经济体制、 经济结构、资源环境政策等的影响而发生变化，资源枯竭、环境破坏问题日益突 出，资源和环境保护当前已经成为世界性的重要问题。 联合国政府间气候变化专门委员会( i p c c ) 1 9 9 5 年第二次报告认为，自十 九世纪末以来，全球平均地面温度上升了0 3 - 0 6 摄氏度，在过去的1 0 0 余年中 全球海平面则上升了1 0 - 2 5 厘米；2 0 0 7 年第四次报告认为，1 9 9 5 - 2 0 0 6 年中，只 有一年被排除在1 8 5 0 年以来最暖的1 2 个年份之外；1 9 0 6 年- 2 0 0 5 年全球平均地 面温度上升0 7 4 摄氏度1 ，这一趋势大于2 0 0 1 年第三次报告给出的1 9 0 1 年- 2 0 0 0 年0 6 摄氏度的变化值，全球温度普遍升高，变暖速率陆地比海洋快，升温则是 北半球高纬地区大。图1 - 1 为1 8 5 0 年以来全球平均地表温度、全球平均海平面 及北半球积雪的变化。由图可以看出全球平均温度和平均海平面高度整体都呈上 升趋势，而北半球积雪面积则呈下降趋势，2 0 世纪5 0 年代以来全球平均地表温 度和全球平均海平面高度上升的速度加快。 i p c c2 0 0 7 萄 4 塞 。 餐 4 i b ) 全球平均海平面孟蠢 ： ； 一 -一 一 ：，r ： f c ) 北半球积面积 - ：。 i 。 一 l啊y _ 啊 1 4 5 1 4 0 碍 3 4 0 函 毫 港 皂 3 2 l 廿b u1 臻u1 ，0 u 翟州 。“。+ “ 生 图1 - 1 ：1 8 5 0 年来全球平均地表温度全球平均海平面 及3 月一4 月北半球积雪的变化口。 i i 1 2 全球变暖影响人类生存与发展 根据i p c c 2 0 0 7 年的研究报告，全球气候变化将对水、生态系统、粮食、海 岸线及人类健康等造成影响。图i - 2 揭示了i p c c 采用已发表研究成果中具有高 信度的研究结果对2 1 世纪全球平均地表温度相对于1 9 8 0 - 1 9 9 9 年不同升幅会带 来的相关的气候变化及全球影响的预估。其中影响间用黑线联系，随温度不断升 高所产生的影响用虚线箭头表示，某个特定影响的大致起始时间由左侧的文字表 示，信息出处位于表右侧一栏中。 由图卜2 可知，当本世纪全球平均地表温度升高时，全球水环境将发生变化， 部分地区年平均河流径流量和可用水量增加，部分地区的径流量和可用水量减 少，受干旱影响的地区及强降水事件频率增加，洪涝风险增加，影响农作物产量， 并进而影响以此维生的人。 海洋的进一步酸化会影响海洋壳体生物( 如珊瑚) 及其寄生物种的生存与发 展，海平面上升会使海岸带地区出现包括海岸带侵蚀、盐沼等影响，人类活动带 来的压力将加剧这些影响，而海岸带地区的变化又将影响人类的生存与发展。 o 瑚 m 伽 一崇一)|捌雹摹霸睁廿066i|【90i|巾莨霉 i p c c 预计到2 1 世纪8 0 年代，数百万以上的人口将会由于海平面上升而遭受洪 涝灾害，并且受影响的人口数量大多聚集在亚洲和非洲的大三角洲地区，更加脆 弱的是一些小的岛屿。 高温、洪水和干旱等会导致某些疾病传播媒介的分布发生变化，并使发病率 和死亡率上升，影响人们的健康。动植物物种灭绝风险增大，伴随着大气二氧化 碳浓度的增加，生态系统结构和功能将出现重大变化，并影响生物多样性、生态 系统的产品和服务等方面。 总之，气温变化程度越高，对整个生态系统产生的负面影响也就越大。位于 海岸带和江河平原的地区、极端天气事件易发地区、经济与气候敏感性资源联系 密切的地区，特别是快速城市化的地区在气候变化过程中将最为脆弱，而由于受 适应能力的限制，发展中国家相比发达国家面临的挑战更为严峻。 桕对于1 9 8 ( ) 一1 9 9 9 年的全球平均年均温度变化o ( ) 迫n 二j 址嚣芷卫如瓤hf j q l 图卜2 ：i p c c 对2 1 世纪全球平均地表温度不同升幅相关气候变化全球影响预估b 3 1 1 2 人类行为是导致气候变化的重要因素 1 1 2 1 二氧化碳排放的增加是全球变暖的主要人为因素 i p c c 第三次评估报告认为自1 7 5 0 年以来，全球大气c 0 。、甲烷( c h 。) 和氧化 亚氮( n 2 0 ) 浓度已经明显增加，并远远超出冰芯记录测定的工业化前几千年的浓 度值，人类活动是影响因素之一，其辐射强迫2 为1 6 瓦平方米3 。 在2 0 0 7 年报告中，i p c c 用改进的大气一海洋环流模式( a o g c m ) 对1 9 0 0 2 0 0 5 年全球平均地面温度距平进行了模拟，如图1 - 3 所示，其中黑线为观测值，红色 粗曲线表示人为和自然强迫的多模式集合平均，而较浅的黄色细曲线表示单独的 模拟，蓝色粗曲线表示自然强迫的多模式集合平均；而蓝色的较浅的细线表示单 独的模拟，灰色的垂直直线表示主要的火山活动时间。从图中可以看出仅对自然 强迫进行模拟得到的结果在1 9 6 0 年后与观测值有较大差距，二者存在弱一致性， 而对人为和自然强迫的综合强迫进行模拟得到的结果自1 9 0 0 年以来与观测值呈 强一致性，说明人为因素对全球平均地面温度距平有影响，这一影响在1 9 6 0 年 后更为显著。 图卜3 ：1 9 0 0 2 0 0 5 年全球平均地面温度距平阳 2 这里的辐射强迫用来衡量某个因子改变地球一大气系统射入和逸出能量平衡的影响程度，反映该因子在潜 在气候变化中的重要性。正强迫的作用会使地球表面变暖，而负强迫则会使其变冷。i p c c 报告中的强迫值 是相对于工业化前( 定义为1 7 5 0 年) 的2 0 0 5 年的差值。 3 i p c c 第三次评估报告，2 0 0 1 。 目前，国际社会普遍认为：人类活动在气候自然变化的同时改变了大气的 化学成分，如二氧化碳( c 0 2 ) 、甲烷( c h 。) 和氧化亚氮( n 2 0 ) 分别比工业革命化前增 加了3 0 、1 4 5 矛d1 5 ( 1 9 9 4 年值) h “。i p c c 2 0 0 7 年报告认为人类活动导致了四种 主要气体的排放：有前面提到的二氧化碳( c 0 ：) ，甲烷( c h 。) 和氧化亚氮( n 2 0 ) ，还 包括卤烃这种含氟、氯和溴的气体，这些气体的浓度随时间变长而增加。大气中 所有这些气体在进入工业化时代后都有较大增长( 见图1 - 4 ) 。图中的数值反映 了受人类活动影响的某些因子2 0 0 5 年所贡献的辐射强迫与工业化时代初( 约 1 7 5 0 年) 的对比，其中每个色柱上细的黑线表示数值的范围。可以看出图中列 出的温室气体增长所带来的都是正强迫，其中最大的辐射强迫是二氧化碳的增长 带来的，对流层臭氧增加也带来了正强迫，是变暖的原因之一，平流层臭氧减少 则带来负强迫，造成了降温。1 7 5 0 年到2 0 0 5 年间，太阳辐射是自然辐射强迫中 唯一出现重大增长的。 m qc i 卉jn“t j ； 全球膏 沮宣气体1 面卤烃 全球 ：平旌层廿啦雇! - o 惦i 0 1 5 00 5 】 大陆 由 一全球 全球低 土节i 用哪嚣譬芏恶； 也2 1 04 0 0 j 局地 由 一全球一低 气f 直接效应 ；1i ： o j 【o9 _ 0 1 大陆 由 藩i 一全球 一低 大畦 睦l 云反射效应 o 7 【18 一_ o3 1 低 一全球 大陆伍 太聃熏鹰阽全球征 u 人为净辐射强迫 ! i 基 - 21u1z 辐射强迫( 瓦平方米) 图1 - 4 ：全球平均辐射强迫( r f ) 2 0 0 5 年估算值及范围b 图i - 5 给出了2 0 0 5 年之前一万年从冰芯和现代观测资料中得到的大气中二 氧化碳浓度的变化及相应的辐射强迫。大图为最近一万年大气中二氧化碳浓度变 化，嵌入图为1 7 5 0 年以来大气中二氧化碳浓度变化。测量值中红线部分为大气 样本，其他为冰芯样本( 不同研究结果以不同颜色的符号表示) ，大图右侧纵坐 标为相对应的辐射强迫值。由图可以看出自工业化以来到2 0 0 5 年二氧化碳浓度 已从约2 8 0 p p m 增加到了3 7 9 p p m ，且速度很快，说明全球气候变化的趋势与人类 活动密不可分。 e 厶 e 蛩 皋 l 尊 * 恹 i 丰 i e i 、一 倒 瞬 杂 骠 图1 - 5 ：大气中二氧化碳浓度的变化b _ 1 1 2 2 化石燃料的使用是造成二氧化碳排放增加的主要因素之一 瑞典化学家阿累尼乌斯( s v a n t ea r r h e n i u s ，1 9 0 3 年诺贝尔奖获得者) 是 最早真正对二氧化碳导致地球变暖进行权威分析的科学家，他在1 8 9 6 年就估算 了人类排放温室气体的温室效应，指出人类煤炭消费产生的二氧化碳，会造成气 温的轻微上升，但这种上升如果长期积累下去就会对气温产生显著的影响，全球 气温将在二氧化碳的浓度增加一倍的情况下上升5 摄氏度( 后来调整为4 摄氏度) i p c c 的研究认为化石燃料使用和土地利用变化是人为因素导致全球大气二 氧化碳浓度增加的主要原因，图卜6 给出1 9 7 0 - 2 0 0 4 年间全球人为温室气体年排 放量。从图中可以看出，在1 9 7 0 年至2 0 0 4 年之间，全球源白化石燃料燃烧的温 室气体排放占温室气体排放比例最大。 口n 2 0 源自农业和其他 口c h 4 源自农业、废弃 物和能源 c 0 2 源自毁林、生物 腐殖质、泥炭 口c 0 2 源自化石燃料使 用 年份 图卜6 ：1 9 7 0 2 0 0 4