贵阳市碳足迹与碳承载力分析研究

刘帅康/文

近年来，全球气候变暖，海平面上升成了愈发严峻的生态问题，研究表明，20世纪五十年代至今，全球气候变暖原因至少一半以上要归咎于人类活动。研究表明1953—2010年，中国的经济增长是以化石能源高碳排放为驱动力的。“碳足迹”和“碳承载力”的概念缘起于“生态足迹”，指人类在生产或消费过程中所产生的温室气体的量和某一区域各种植被光合作用固定CO2的量。国内关于区域碳足迹的相关研究已经有许多成果。本文选取贵州省贵阳市作为研究区，分析了贵阳市2003—2016年碳足迹及碳承载力演变趋势，为贵阳市更好地开展低碳城市建设提供参考。

一、研究区概况与研究方法

（一）研究区概况

贵阳市地处贵州省中部，全市土地总面积804667公顷，生物多样性丰富，森林覆盖率为46.5%。2016年贵阳市生产总值3157.70亿元，相较于东部地区工业化程度较低，能源消耗与碳排放量也相对较少，2016年贵阳市能源消耗量为2181.45万吨标准煤。根据马彩虹的研究，能源碳足迹主要由化石能源的碳足迹组成。工业生产中消耗化石能源排出的二氧化碳是最大的碳源之一，此外，作为建筑业常用材料的水泥，其生产过程中会排放大量二氧化碳。研究区的碳承载力主要由耕地、森林、草地三部分构成，水域面积很小，碳汇功能有限，故不计算在内。计算碳足迹与碳承载力所需数据来自2004—2017年《贵阳统计年鉴》、《贵阳年鉴》、2003—2016年《贵阳市国民经济和社会发展统计公报》。

（二）研究方法

碳足迹根据IPCC2006年指南中的相关原理计算，基本公式如下：

式中，CF为区域碳足迹（吨）；N为区域人口数量；cf为区域人均碳足迹（吨/人）；CFE为化石能源CO2的排放量（吨）；CFI为水泥生产过程中的CO2排放量（吨）；A为研究区面积（平方公顷）；CFD为碳足迹密度（吨/平方公顷）；Ei为第i中能源的消耗量（吨）；EFi为第i种能源的碳排放系数；Iy为水泥产量（吨）；P为水泥分解时产生的CO2的量，根据他人的研究结果，取0.427吨CO2/吨水泥。

碳承载力是区域内植被每年的固碳量，本文计算研究区耕地、林地、草地三种土地的植被固碳量，NEP代表植被的固碳能力，使用NEP与土地面积乘积来计算森林和草地的碳承载力，使用生物量法计算耕地固碳能力。公式如下：

森林与草地的NEP取值参考了谢鸿宇等人的计算结果，取森林的固碳系数为13.97；草地的固碳系数为3.48，β为校正系数，按照秸秆进入工业的份额，取0.05；CC与碳量的转换系数，取0.5；Pi为第i种作物的经济产量，耕地主要计算小麦、玉米、大豆、棉花、油料等作物的固碳量，Hi是收获系数，即经济产量与生物产量之比。而根据《贵阳统计年鉴》中农业相关的数据，可以直接查到农作物生物产量数据，故直接使用生物产量带入（6）式中计算。

通过计算净碳足迹、万元GDP碳足迹等指标来分析碳排放状况。

其中，CD为净碳足迹，反映研究区碳足迹收支状况（吨）；cd为人均净碳足迹（吨/人）；CDd为单位面积的净碳足迹（吨/平方公顷）；CFg为万元GDP碳足迹（吨/万元）；G为GDP（万元）。

二、结果与分析

（一）碳足迹分析

根据计算结果，2003—2016年以来贵阳市碳足迹变化趋势主要可分为三个阶段：（1）缓慢增长阶段（2003—2008年）为3041.81万吨CO2—3993.32万吨CO2。这个阶段经济总量较小，基础设施建设尚未全面推进。（2）快速增长阶段（2009—2013年）为4353.61万吨CO2—6855.29万吨CO2。这5年内能源消耗量增长了52.7%。能源消耗产生了大量碳足迹。（3）增长放缓阶段（2014—2016年）为6324.65万吨CO2—6543.61万吨CO2。虽然工业增加值增速有所放缓，但能源消耗量降低了，能源消耗产生的碳足迹减少。

（二）碳承载力分析

2003—2016年贵阳市碳承载力虽然有一定的提升（395.49（万吨 CO2）—500.76（万吨CO2）），但总体变动不大。贵阳市持续推进退耕还林政策，森林面积增加，主要农作物产量在满足居民需求前提下略有减少。在耕地和草地碳承载力减少，森林碳承载力增加的情况下，总的碳承载力增加，也侧面印证了退耕还林的积极意义。

三、结论与对策建议

（一）结论与讨论

根据计算结果，得出以下结论：

（1）2003—2016年贵阳市碳足迹呈现上升趋势，这种粗放型的增长使CO2浓度上升；但是碳足迹在最近几年增速有所放缓。（2）2003—2016年贵阳市碳承载力水平略有上升。而碳承载力相对于碳足迹较小，因此常年呈现出碳赤字的状态。（3）2003—2016年贵阳市万元GDP碳足迹持续显著下降，经济增速较快，万元GDP碳足迹水平较高，说明虽然目前单位能源利用效率相对不够高，但正在快速迈向高质量发展。

（二）对策建议

根据结论，得出以下对策建议：

（1）参考过去贵阳市的能源结构，能源利用效率低下，带来许多生态问题。应当积极推动产业转型，发展低能耗工业。在平时的生活中要加强低碳节能宣传，倡导低碳生活。（2）2003—2016年贵阳市的林地面积在持续增加，退耕还林政策得到了有效地落实，今后发展中应当做好土地规划，保护森林资源。（3）从万元GDP角度来看，贵阳的发展效率显然是在进步，以后的发展应当继续推进产业转型，使每一单位能源发挥更大作用，带来更多产值。