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《低碳城市丛书:城市温室气体清单核心问题研究研究》研究内容为当前环境热点研究问题,同时研究中存在一些核心问题尚未解决。 《低碳城市丛书:城市温室气体清单核心问题研究研究》作者潜心在该领域进行了长期、深入研究,依托国家自然科学基金资助项目:中国城市碳排放清单核心问题研究(编号:41101500)终成本书以飨读者。
内容简介
《低碳城市丛书:城市温室气体清单核心问题研究研究》分三个部分。第一部分综述和分析了国际城市温室气体排放研究的主要成果,研究了城市碳排放的实质驱动力和重要影响因素,并且借鉴OECD国家的城市界定方法,提出4种中国城市清单地理边界(即市域、市辖区、建成区和城区);第二部分系统梳理、归纳和比较了国际直接排放法、碳足迹法和直接-间接混合方法三种主要城市清单方法,并且提出中国城市清单的方法体系和框架,探讨了重点领域的活动水平获取途径和排放因子;第三部分提出利用高空间分辨率的二氧化碳排放网格数据研究中国城市排放的主要方法和过程。通过建立1km二氧化碳排放空间数据,比较深入地研究了天津市二氧化碳排放结构,较为详尽地比较了不同城市范围的排放特征,并且针对城市/郊区排放比较这一国际热点问题做了讨论和分析。 《低碳城市丛书:城市温室气体清单核心问题研究研究》适合于环境、能源和城市规划等领域的科研人员、政府工作人员,以及涉及城市温室气体排放研究和实践的企业人员和高校学生。
作者简介
蔡博峰,1977年生,博士,环境保护部环境规划院,副研究员。主要研究方向为温室气体清单、城市温室气体清单方法学、城市低碳发展和森林碳汇等,发表论文20余篇(第一作者),其中SCI 2篇,EI 3篇,核心期刊10余篇。出版《三北防护林工程监测和评价研究》、《城市温室气体清单研究》、《低碳城市规划》、《交通二氧化碳排放和低碳发展》、《二氧化碳地质封存和环境监测》、《国际碳基金研究》等专著,翻译出版OECD专著《城市与气候变化》。2012年入选IPCC《2013年京都议定书的补充方法和良好做法指南》主要作者(Lead Authors)。
内页插图
目录
第一篇 城市与温室气体排放第1章 城市发展和温室气体排放1.1世界城市化进程1.1.1城市人口1.1.2城市建成区面积1.2世界城市能源消耗1.3城市温室气体排放研究1.3.1城市温室气体排放核算1.3.2城市排放水平与郊区/全国比较研究1.3.3城市温室气体排放监测第2章 城市二氧化碳排放驱动力和影响因素研究2.1城市二氧化碳排放驱动力研究2.1.1城市二氧化碳排放和城市人口增长2.1.2城市二氧化碳排放主要驱动力2.2城市二氧化碳排放主要影响因素2.2.1地理位置2.2.2空间形态2.2.3低碳政策第3章 城市地理边界和城市清单边界3.1OECD国家城市的界定方法3.2美国城市界定方法3.3其它城市界定方法3.4中国城市的界定方法3.5中国城市温室气体清单建议地理边界3.5.1中国城市边界特征3.5.2中国4个城市边界
第二篇 城市温室气体清单第4章 城市温室气体清单研究进展4.1学术研究4.2学术研究文献信息统计分析4.3组织/机构的标准和协议4.3.1WRI/WBCSD4.3.2ICLEI组织4.3.3C404.3.4UNEP&UN;—HABITAT&WorldBank;4.3.5墨西哥城市协定4.3.6ISO14064国际标准体系4.3.7其它组织或项目第5章 城市温室气体清单方法特点5.1直接排放法5.2碳足迹法5.3直接—间接排放混合法5.4三种方法体系的比较分析5.5城市二氧化碳排放清单的热点问题5.5.1范围3问题5.5.2交通问题5.5.3政府部门活动清单5.6城市温室气体排放清单发展讨论第6章 中国城市温室气体清单方法体系研究6.1中国城市二氧化碳清单面临的问题6.1.1中国城市边界和发达国家差异较大6.1.2中国城市清单体系相对不健全6.1.3中国城市能源统计基础薄弱6.1.4中国城市清单未能建立政府部门清单6.2清单原则6.3清单地理边界和排放范围6.4清单包括温室气体类型6.5城市温室气体清单结构6.6城市温室气体清单若干热点难点问题6.6.1煤炭分类及排放因子6.6.2钢铁工业生产过程排放核算6.6.3城市森林碳汇问题第7章 中国城市温室气体清单活动水平和排放因子7.1活动水平7.1.1能源活动7.1.2工业过程7.1.3农业7.1.4森林碳汇7.1.5废物处理7.1.6城市活动水平数据主要来源7.2范围1排放因子7.2.1能源活动7.2.2工业过程7.2.3农业7.2.4林业7.2.5废物处理7.3范围2排放因子7.4城市温室气体清单核查机制7.4.1第三方核查机制7.4.2温室气体在线监测系统第8章 中国城市范围3排放8.1PAS20508.2WRI&WBCSD;温室气体协议8.3ISO140678.4国际典型产品碳足迹
第三篇 城市碳排放和清单实证研究第9章 中国城市化和城市低碳发展9.1中国城市概况9.2中国城市低碳发展第10章 中国城市二氧化碳排放特征和空间分析10.1城市二氧化碳排放空间化研究概述10.2EDGAR数据及中国城市空间边界10.3中国二氧化碳排放空间分析方法10.4中国二氧化碳排放空间分布特征10.5中国城市二氧化碳排放统计特征分析10.5.1中国城市二氧化碳排放整体特征10.5.2中国城市二氧化碳排放与社会经济相关性分析10.6中国城市二氧化碳排放空间聚类分析10.7中国城市二氧化碳和二氧化硫排放相关性研究10.7.1城市二氧化碳和二氧化硫排放“同时、同源”性10.7.2城市二氧化碳和二氧化硫协同治理政策建议第11章 天津市二氧化碳排放清单研究11.1天津市概况和四个城市范围11.2二氧化碳排放范围11.3排放因子11.4活动水平11.5二氧化碳排放空间网格化方法和过程11.6天津二氧化碳排放1km网格和空间分析11.7天津二氧化碳排放结构分析11.8天津市四个城市范围的二氧化碳排放11.9四个城市范围二氧化碳排放与国际比较11.10天津城市二氧化碳清单研究结论附录一 典型城市温室气体排放清单附录二 名词解释参考文献
精彩书摘
3.5中国城市温室气体清单建议地理边界 3.5.1中国城市边界特征 由于中国城市是一个行政区划概念,所以导致中国城市很大程度上失去了城市的特征。城市成为一个区域概念,而不是人口、经济的聚集点。所以中国城市温室气体清单和低碳发展规划与省(区域)毫无二致、完全一样。因而,为了突出城市特色,同时便于中国城市温室气体排放清单和国际城市温室气体清单在系统、范围和方法上保持一致,本书作者提出一种中国城市界定方式,称为中国城区,以便研究城市清单。城区概念不仅有利于中国城市碳排放的准确核算,也有利于中国城市与国际城市碳排放水平进行对比和积极借鉴国际城市低碳发展的成功经验。 城市CO2排放及其占区域、国家及全球比重研究越来越受到关注。但这一研究在中国却存在很大挑战。其核心原因是中国城市与国际社会普遍理解的城市(Urban)在地理边界上存在很大差异。发达国家(OECD国家)的城市是专为城市而设立的一种建制类型,同行政区划无必然联系,突出人口聚集点的概念,核心部分是城市建成区,而中国城市则是一级行政区划建制,城市内包含大量的农村、林地等非城市建设用地,所以中国城市更类似一种区域概念。当前国内城市CO2排放和清单研究受基础数据限制,绝大部分都是基于城市行政地域开展的,如果沿这一逻辑推至全国,则中国城市CO2排放几乎与全国排放总量相当(中国非城市地区主要为民族自治州、盟、地区等)。因此中国城市CO2排放研究由于空间边界问题,失去了城市特色,同时难以与国际城市排放水平进行横向比较。 国际学术界在研究城市环境、能源和CO2排放问题时,也注意到中国城市空间地理边界的特殊性。例如Montgomery(2008)以北京为例提出中心城区(Cityproper)而不是市域是较为合理的城市表征;IEA在计算全球城市能源消费量时,将中国单独处理,以便获取口径更加一致的数据,其估算的中国城市一次能源消费占全国总消费的比例为75%,城市CO2排放比例与此基本一致(IEA,2008,2009a)。Dhakal(2009)估算中国典型城市商品能源消耗和CO2排放时,选择了市辖区作为中国城市边界。Wang等(2012)研究中国12个城市CO2排放特征时,也明确提出中国城市的定义不同于美国城市,中国城市是一个行政单位,不仅仅包括城区,还包括其它地区。 尽管国际学术界开始关注中国城市CO2排放问题,但国内对这一问题研究却并不多。此外,国内由于受基础数据限制,对于城市CO2排放空间特征和城市与郊区CO2排放水平差异等国际热点问题,很难深入开展。 ……
前言/序言
城市可持续发展与环境治理:前沿理论与实践探索 本书精选了近年来在城市环境治理、可持续发展规划以及应对气候变化等领域取得突破性进展的系列研究成果。旨在为城市管理者、规划师、环保专业人士以及相关领域的研究人员提供一个全面、深入且具有前瞻性的理论框架与实践参考。全书聚焦于超越传统清单编制的宏观视角,探讨如何将环境治理深度融入城市发展的各个肌理之中,实现真正意义上的韧性与包容性增长。 --- 第一部分:全球城市化进程中的环境压力与治理转型 本部分深入剖析了当代全球城市化所带来的多重环境挑战,并系统阐述了从“末端治理”向“源头预防”转型的必要性和紧迫性。 第一章:超大城市群的生态承载力极限研究 本章首先界定了“生态承载力”在城市发展语境下的多维内涵,不仅包括资源消耗的硬性限制,更涵盖了社会公平与文化适应性的软性指标。通过对全球多个快速扩张城市群的案例对比分析,揭示了在人口密度、基础设施负荷以及污染排放总量达到临界点时,城市系统可能出现的非线性崩溃风险。重点讨论了城市群内部的“溢出效应”——即周边区域因核心城市发展而承受的额外环境成本,并提出了基于空间约束的城市边界优化模型。研究强调,有效的城市规划必须以科学的承载力数据为基石,实现“量入为出”的刚性约束。 第二章:城市治理范式的迭代:从垂直管理到跨部门协同 传统的城市管理往往采用垂直、孤立的部门划分方式,这极大地阻碍了复杂环境问题的解决。本章探讨了在复杂系统理论指导下,城市治理范式应如何实现深刻变革。核心观点在于,环境问题(如水资源短缺、热岛效应、固体废弃物处理)本质上是跨部门的系统性问题,需要打破行政壁垒,构建高效的“横向协同机制”。书中详细介绍了“整体性规划”(Integrative Planning)的理论基础,并通过引入利益相关者分析框架,设计了一套评估跨部门协作效率的指标体系。案例分析集中于城市防洪排涝系统与土地利用规划的融合,展示了协同治理如何从根本上提升城市应对极端天气的韧性。 第三章:气候适应性与社会公平:韧性城市建设的伦理维度 气候变化带来的极端天气事件对不同社会群体的影响存在显著的结构性差异。本章将气候适应性研究置于社会公平的伦理高度进行审视。研究指出,基础设施的“气候升级”往往优先保障高价值区域,导致弱势群体更容易暴露于环境风险之下(如低收入社区的洪水风险更高)。因此,建设“韧性城市”不仅仅是工程技术的升级,更是一项重要的社会正义工程。章节内容涵盖了“环境正义”原则在城市气候风险评估中的应用,并提出了将社区参与和风险共担机制纳入气候适应性投资决策的行动框架。 --- 第二部分:创新驱动下的城市资源循环与生态系统服务价值重估 本部分将目光投向城市物质流动的优化和城市自然资本的保护与增值,探索实现更高水平的物质循环和生态效益。 第四章:城市矿山与闭环经济:废弃物管理的革命性突破 本书摒弃了将城市视为“线性消耗体”的传统认知,转而将其视为巨大的“城市矿山”。本章专注于探讨如何通过技术创新和政策激励,实现城市固体废弃物(包括建筑垃圾、电子废弃物等)的深度回收与再利用,构建城市层面的“闭环经济系统”。研究聚焦于先进的分离技术、高价值材料的提取工艺,以及区块链技术在追踪和验证再生材料流向中的应用潜力。此外,本章还探讨了“产品服务化”(Product-as-a-Service)商业模式如何从源头上减少废弃物的产生,并评估了推行此类模式在现有城市管理体系中所面临的政策障碍。 第五章:城市蓝绿基础设施的功能性耦合与价值量化 城市的水系统(蓝)和植被系统(绿)是提供关键生态系统服务(如雨洪调蓄、空气净化、降温减湿)的核心载体。本章的核心贡献在于提供了一套量化评估蓝绿基础设施多重效益的方法论。研究不再仅仅关注基础设施的面积或绿化覆盖率,而是深入分析其在特定气候和水文条件下的实际“功能性表现”。例如,通过建立基于GIS的水文模型,精确模拟不同类型城市湿地在暴雨事件中的蓄水量和水质净化能力,并将其转化为可与灰色基础设施进行成本效益对比的经济价值。内容强调了在城市规划中,应将蓝绿基础设施视为与交通、能源同等重要的战略性投资。 第六章:城市空气质量的非点源解析与精准控制策略 与传统的工业点源排放控制不同,城市空气污染日益凸显其非点源(如道路扬尘、交通尾气二次颗粒物、居民生活排放)的复杂性。本章旨在解析这些分散、动态变化的污染源对城市整体空气质量的贡献机制。通过引入高时空分辨率的传感器网络数据,本研究展示了如何实时描绘城市空气污染的“热点图”,并针对性地制定“微气候”尺度的控制措施,例如,基于风向和街道几何形态的交通疏导策略、动态调整的建筑通风要求等。研究的最终目标是实现从“大范围治理”到“精准靶向干预”的转变,以最小的社会经济成本换取最大的空气质量改善。 --- 第三部分:面向未来的城市智慧管理与跨界创新 本部分关注信息技术、大数据以及新型治理结构在提升城市可持续管理效率方面的潜力,描绘了智慧化、数据驱动型城市治理的未来图景。 第七章:城市数字孪生技术在能耗优化中的应用潜力 本章探讨了城市数字孪生(Digital Twin)技术如何超越简单的三维可视化,成为驱动城市能源系统效率提升的革命性工具。研究重点在于如何将建筑能耗模型、电网负荷数据、公共交通流量以及天气预报数据集成到一个高保真、实时更新的虚拟城市模型中。通过对该模型的动态模拟,城市管理者可以进行“沙盘推演”,预测不同能源政策(如高峰电价调整、区域供热优化)对城市整体能耗结构的影响,从而实现精细化的需求侧管理。章节提供了建立初步城市数字能耗孪生模型的关键步骤和所需数据接口标准。 第八章:以人为本的空间规划:步行友好性与城市活力指数构建 可持续的城市发展必须回归到提升居民福祉这一核心目标。本章从城市设计的角度切入,提出了一套综合评估“步行友好性”的指标体系,该体系超越了简单的街道宽度和人行道覆盖率,纳入了街道的遮阳、休息设施的可及性、交叉路口的设计安全性以及商业混合程度等感知和体验因素。研究通过大规模的公众问卷调查和移动轨迹数据分析,构建了一个“城市活力指数”,用以衡量某一区域的混合使用功能对步行交通的内在驱动力。结论强调,提升步行友好性是重塑城市微气候、促进社区互动和降低居民交通碳足迹的有效路径。 第九章:跨界数据驱动的城市风险预警与决策支持系统 本章聚焦于构建一个整合多源异构数据的综合性决策支持系统(DSS)。该系统旨在提升城市在面对突发环境事件(如长时间干旱、空气污染峰值)时的响应速度和决策质量。DSS的关键在于其数据融合与智能分析能力,能够将气象模型预测、社会经济脆弱性地图、基础设施运行状态以及实时应急资源分布等信息集成,并自动生成最优化的应急响应路径。本书通过一个模拟的城市极端高温事件案例,展示了该DSS如何帮助决策者在保证社会基本运行的前提下,实现资源调配效率的最大化。 --- 总结与展望: 本书的整体叙事逻辑在于:理解挑战 → 转型治理 → 优化物质流 → 智慧赋能。它提供了一种超越传统、以系统思维为指导的城市环境治理新范式,旨在推动城市从追求“规模增长”向追求“质量发展”的根本性转变。读者将获得一套兼具理论深度和操作指导性的工具箱,以迎接未来城市可持续发展的复杂挑战。