碳匯方法學
❶ 如何准確估算森林碳匯是全球研究的熱點
近些年來, 大氣CO 2 濃度上升引起的溫室效應及其所帶來的一系列生態環境變化已經越來越明顯, 解決溫室效應所帶來的影響已成為廣大學者研究的首要目標。有研究表明, 森林植物在其生長過程中可通過同化作用吸收大氣中的CO 2, 以生物量的形式將其固定在植物體和土壤中, 使森林成為陸地生態系統最重要的碳匯或碳庫[35]。全球的森林面積只佔土地面積的27. 6% , 但森林植被碳貯量卻佔全球植被的77% , 森林土壤的碳貯量約佔全球土壤的39%; 單位面積森林生態系統碳儲量是農地的1. 9~5 倍[36]。2005 年2 月16 日, 旨在遏制全球氣候變暖的《京都議定書》正式生效。這是人類歷史上首次以法規的形式限制溫室氣體排放。《京都議定書》是在《聯合國氣候變化框架公約(UN FCCC)》下制定的, 它被公認為是國際環境外交的里程碑, 是第一個具有法律約束力的旨在防止全球變暖而要求減少溫室氣體排放的條約。《京都議定書》第12 條還確立了清潔發展機制(clean development mechanism, 簡稱CDM ) (UN FCCC, 1997), 通過該機制, 有減排義務的工業化國家可以在發展中國家實施土地利用變化和林業碳匯項目, 用項目產生的源排放減少和匯清除的增加來實現其所承諾的減限排目標[11]。同時,北半球森林生態系統與大氣之間存在著較大的CO 2負通量, 是吸收人類排放CO 2 的一個重要的匯[38, 39]。這些都為發達國家和發展中國家之間在林業領域內的合作提供了機會。我國地域遼闊, 具有廣大的森林面積, 利用這一機遇發展以碳匯為目的的森林經營, 發展碳匯貿易不僅可以得到資金和技術上的支持, 同時, 對我國的經濟發展也具有積極的意義。
我國的碳匯造林項目起步較晚, 但可喜的是, 在政策的大力支持下, 近幾年各地的碳匯造林項目也日益活躍起來。比如我國首個「碳匯」合作項目——「中國東北部敖漢旗防治荒漠化青年造林項目」的正式實施[1], 正是中國國家林業局與義大利國家環境和國土資源部根據《京都議定書》清潔發展機制的造林再造林"碳匯"項目相關規定簽署的兩國合作造林項目。美國的3M 公司資助300 萬美元在四川、雲南實施的造林、再造林項目, 目前正在穩步的進行中。
碳匯貿易的快速發展, 隨之而來的將要面臨的重大問題就是為碳匯而造的人工林碳匯計量方法的
問題。目前, 世界各地的學者對森林碳匯的計量方法已經做出了很大的研究, 歸納起來, 主要分為兩大類: 一類是與生物量緊密相關的反映碳累積量的現存生物量清查的方法。另一類是利用微氣象原理和技術測定森林CO 2 通量, 然後再將CO 2 的量換算成碳的儲量。第一類方法已經在我國得到了廣泛的應用, 我國許多專家和學者也對該方法進行了研究。第二類方法在國外已經取得了很大的成果, 到目前為止已經建立了150 多個觀測站, 我國在這方面起步較晚, 2002 年, 中科院正式啟動了中國陸地生態系統碳通量觀測項目, 已經分別在長白山、千煙洲、鼎湖山和西雙版納設立了4 個典型森林生態系統CO 2通量定位觀測站[18, 19]。由於各種方法所使用的原理和儀器都有所不同, 在對計量森林的碳匯時結果都有一定的差異, 因此, 本文將著重對各種碳匯計量方法進行歸納整理。
1相關的概念
碳是一切有機物的基本成分, 也是構成生物體的主要元素, 約占生物體乾重的一半左右, 碳循環及其空間分布與生態系統的維持、發展和穩定性機制有著密切的聯系[2]。在全球變化與陸地生態系統的研究中, 最基礎的和最受重視的是全球碳循環問題也即溫室氣體的「源(source)」和「匯集sink)」的問題,尤其以主要溫室氣體- CO 2 的源匯為重點研究領域。所謂「碳匯」, 是指從大氣中清除CO 2 的過程、活動或機制。大氣、海洋及森林等陸地生態系統通常被稱為地球上的三大碳庫。森林與CO 2 的變化關系密切, 一方面森林生長可吸收並固定CO 2, 是CO 2的吸收匯、貯存庫和緩沖器, 另一方面森林的破壞又是CO 2 的排放源。通過造林、退化生態系統恢復、建立農林復合系統、加強森林可持續管理等措施可增加陸地碳吸收量。「碳匯造林」是指通過森林起到固碳作用, 以此來充抵減排二氧化碳量的義務, 通過市場機制實現森林生態效益價值補償的一種重要途徑。清潔發展機制(CDM )下的造林再造林碳匯(Carbon Sequestra2tion) 項目是《京都議定書》框架下發達國家和發展中國家之間在林業領域內的唯一合作機制。根據規定, 可由發達國家提供資金或技術給發展中國家用於溫室氣體減排, 發展中國家通過發達國家提供的投資和技術來促進本國的可持續發展, 而發達國家可以得到二氧化碳減排量, 來滿足其減排承諾。
2碳匯研究的計量方法
森林碳匯計量方法是評價森林碳匯生態效益大小的基礎工作, 在此基礎上可以開展森林碳匯管理和經濟評價, 為全面開展以碳匯為目的的森林經營打好基礎。在森林碳匯計量的方法的研究上, 國內外的很多專家已經提出了許多方法。
2. 1生物量法
生物量法是目前應用最為廣泛的方法, 其優點就是直接、明確、技術簡單。即採用根據單位面積生物量、森林面積、生物量在樹木各器官中的分配比例、樹木各器官的平均碳含量等參數計算而。最早應用生物量法時, 是將森林通過大規模的實地調查,得到實測的數據, 建立一套標準的測量參數和生物量資料庫, 用樣地數據得到植被的平均碳密度, 然後用每一種植被的碳密度與面積相乘, 估算生態系統的碳儲量[29, 30]。方精雲等[4]就是利用生物量方法推算中國森林植被碳庫, 採用土壤有機質含量估算我國土壤碳庫。計算結果表明: 我國陸地植被的總碳量為6. 1×109t, 其中森林4. 5×109t, 疏林及灌木叢0. 5×109t,草地1. 2×109t, 作物0. 1×109t, 荒漠0. 2×109t,沼澤地0. 8×109t, 其他0. 3×109t。陳遐林運用生物量法對華北各主要森林類型生態系統總碳貯量進
行了計算, 分別為油松235. 082 t hm2, 落葉松54. 140 8 t hm2, 樺木林269. 896 6 t hm
2, 楊樹林170. 911 2 t hm2, 柞木林642. 6994 t hm2。各主要森林類型生態系統平均貯碳密度從小到大順序依次為油松132. 88t hm2, 楊樹林140. 10 t hm2, 柞木林188. 79 t hm2, 落葉松203. 38 t hm2, 樺木林448. 04t hm2[5]。
由於樹木既有低碳組織, 又有高碳組織, 所以目前在對生物量轉化為碳含量時的轉換系數大多在
0. 45~0. 55 之間, 但究竟在什麼狀態下運用什麼系數都只是憑經驗來選擇, 而並沒有相應的准確的規定。樹木生長是一個動態的過程, 生物量的積累不僅和樹種本身有關, 還與立地質量、氣候條件等多方面因素有關。即使是相同樹種, 在相同立地條件, 相同氣候條件下, 其一生的生物量積累也會有明顯的差別。同時, 計算生物量時往往只考慮地上部分, 即便考慮了地下部分, 由於取樣的困難, 往往也很難得到精確的數據。這樣一來, 運用生物量法對森林碳匯進行計量勢必會造成很大的誤差, 使計量的精度下降。
2. 2蓄積量法
蓄積量法是以森林蓄積量數據為基礎的碳估算方法。其原理是根據對森林主要樹種抽樣實測, 計算出森林中主要樹種的平均容重(t〓m- 3), 根據森林的總蓄積量求出生物量, 再根據生物量與碳量的轉換系數求森林的固碳量。
郎奎建等認為森林固碳的「因變數是一個附加在林木蓄積生長率上的變數」[7]。楊永輝等採用一定時期內碳庫變化主要通過森林蓄積的增加與森林內其它生物成分之間的關系, 求取由於森林蓄積的變化帶來的整個森林碳庫的變化[8]。法國Peyron 等(2002)通過用不同樹種的立木材積乘以它們的換算因子, 計算得出的碳匯。從木材體積到碳噸數的換算因子為: 1m3 木材= 0. 28 t 碳(針葉樹和楊樹); 1m3木材= 0. 30 t 碳(除楊樹外的闊葉樹)。李意德等人[9]採用蓄積量法對雲南南部熱帶森林的碳庫總量進行了估算, 結果表明, 海南熱帶天然林(含原始林和天然更新林)的碳庫總量為. 719~0. 734 億t, 雲南南部的熱帶天然林的碳素庫總量在0. 653 億t 以上。因此我國熱帶林目前的碳總量在1. 372~1. 387億t 以上。康惠寧等[10]採用蓄積量法對中國森林固碳的現狀和潛力進行了估計和預測, 結果表明, 中國森林目前碳積累高於碳釋放, 年平均凈碳匯量為0. 862 7×108t a, 在未來20 a 內中國森林凈碳匯能力約增加773×108t a。
可以說, 蓄積量法是生物量法的延伸, 它繼承了生物量法的優點, 如操作簡便, 技術直接、明了, 有很強的實用性。但是, 由於是生物量法的繼承也就在所難免的產生一些計量誤差。在對轉換系數的選擇上只區分了樹種, 而對其它因素卻並沒有加以考慮, 因此並沒有實質性的突破, 在使用時仍然存在很大的誤差。
2. 3生物量清單法
生物量清單法, 就是將生態學調查資料和森林普查資料結合起來進行[20]。首先計算出各森林生態系統類型喬木層的碳貯存密度(Pc,M gC〓hm- 1)。Pc = V ×D × r ×Cc式中,V 是某一森林類型的單位面積森林蓄積量,D是樹干密度,R 是樹干生物量占喬木層生物量的比例,Cc 是植物中碳含量(常採用0. 45[21])。然後再根據喬木層生物量與總生物量的比值, 估算出各森林類型的單位面積總生物質碳貯量。王效科等[14]利用這種方法對各森林生態系統類型的幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林和過熟林的植物碳貯存密度進行估算, 再根據相應森林類型的面積得到中國各森林生態系統類型的植物碳貯量,最後得出中國森林生態系統的現存的植物碳貯量為3. 255~3. 724 PgC, 而且不同齡級的碳密度差距明顯。
生物量清單法的優點是顯而易見的。由於有了公式作為基礎, 其計量的精度大大提高。應用的范圍也更加廣泛。但為了達到需求的數據, 往往要消耗大量的勞動力, 並且只能間歇地記錄碳儲量, 而不能反映出季節和年變化的動態效應。同時, 由於各地區研究的層次、時間尺度、空間范圍和精細程度不同, 樣地的設置、估測的方法等各異, 使研究結果的可靠性和可比性較差。另外, 以外業調查數據資料為基礎建立的各種估算模型中, 有的還存在一定的問題, 而使估測精度較小, 因而需要不斷改進、完善[22]。
2. 4渦旋相關法
渦旋相關法(Eddy correlation method) 是以微氣象學為基礎的一種方法。這一方法首先是應用於測量水汽通量, 20 世紀80 年代已經拓展到CO 2 通量研究中[24, 27]。渦旋相關技術僅僅需要在一個參考高度上對CO 2 濃度以及風速風向進行監測。大氣中物質的垂直交換往往是通過空氣的渦旋狀流動來進行的, 這種渦旋帶動空氣中不同物質包括CO 2 向上或者向下通過某一參考面, 二者之差就是所研究的生態系統固定或放出CO 2 的量。其計算公式為:
Fc = Q′w ′
其中Fc 是CO 2 通量, Q是CO 2 的濃度,w 是垂直方向上的風速。字母的右上標(小撇)是指各自平均值在垂直方向上的波動即渦旋波動, 橫是指一段時間(15~30m in)的平均值。這一思想產生得較早,然而由於需要的儀器設備昂貴, 使得這一技術直到20 世紀80 年代才拓展到CO 2 通量研究中。Euroflux 實驗室的科學家應用渦旋相關法集中研究了不同緯度歐洲森林的CO 2 通量的變化[27]。M alhi 等[28]應用渦旋相關技術對熱帶森林、溫帶森林和北方森林的季節變化模式進行研究表明, 熱帶森林全年都表現出凈碳匯, 而高緯度地區的森林則在生長季節為匯, 在冬季則為源。劉允芬等用該方法對千煙洲人工針葉林生態系統的碳通量進行分析,得出該生態系統全年各個月都為碳匯, 但碳存儲量各月之間變化明顯[13]。
渦旋相關法的特點是直接對森林與大氣之間的通量進行計算, 能夠直接長期對森林生態系統進行
CO 2 通量測定, 同時有能夠為其他模型的建立和校準提供基礎數據而聞名。但是, 這一方法需要較為精密的儀器, 這些儀器在使用上都有嚴格的要求, 這樣對測量者的素質要求較高。在數據處理, 還需要包括二階距量變換、坐標軸旋轉、能量守恆閉合等多種方法的校正和數據質量控制, 最終才能得到滿意的結果。
2. 5渦度協方差法
以微氣象學為基礎的渦度協方差法(Eddy co2variance method)是最為直接的可連續測定的方法,盡管還存在著一些不足之處, 該方法仍然作為現今碳通量研究的一個標准方法獲得了廣泛應用
(Goulden , 1996;Law 等, 1999; 王文傑等, 2003)。採用此方法需要對能量、水分、CO 2 進行分別測定。其中能量(風)的測定由三維超聲波風速儀來完成, 水分與CO 2 濃度則由閉路式紅外氣體分析儀來完成。CO 2 通量即林分的凈生態系統交換量由10 Hz 的CO 2 H 2O 濃度與垂直風速的原始數據經過協方差計算而來, 平均時間長為0. 5 h (Hollinger 等, 1998;wang 等, 2004)
Fs = Q′w ′S ′式中: Q是空氣的密度, S 代表研究的對象物質(CO 2), 上角標(′) 表示與平均值間的偏差, 上劃線(—)表示平均值。
我國在陸地生態系統CO 2 通量和其它溫室氣體研究方面, 尤其是運用渦度協方差法和馳豫渦旋
積累法(Relaxed eddy accumulation)進行溫室氣體的研究剛剛起步(於貴瑞和孫曉敏, 2006)。王文傑等[16]應用渦度協方差法對帽兒山實驗林場老山實驗站的落葉松林的CO 2 通量進行了測定, 並將測定的結果與應用生理生態法測定的結果進行比較, 其結果是, 在考慮林下植被的時候, 渦度協方差法的測定結果非常准確。
由此可以看出, 渦度協方差法在對大范圍的整個生態系統的碳匯測定時具有很好精度。但該方法
所需要的設備比較昂貴, 操作難度比較大, 實驗的周期也比較長。這樣一來勢必會造成實驗成本的增加,所以該種方法目前在國內使用的也比較少。
2. 6馳豫渦旋積累法
隨著氣象技術的發展, 直接跟蹤大氣CO 2 與森林的交換來研究森林的碳匯也已經發展起來, 馳豫渦旋積累法就是其中之一。馳豫渦旋積累法是渦旋積累法的發展。Desjardins[25]首先應用這一技術, 其基本思想是根據垂直風速的大小和方向採集兩組氣體樣品進行測量。然而, 這一技術當時並沒有獲得成功, 因為很難根據垂直風速的大小和方向進行不等時瞬時采樣。這一技術的實用型直到在渦旋積累的思想中引入馳豫(relaxed)的思想, 使得不定時采樣轉換為定時采樣, 這一實用型被定名為馳豫渦旋積累法[31]。這一方法需要一維聲速風速儀、紅外線CO 2 分析儀、快速反應螺旋管閥門、數據比較器、數據記錄儀、導管系統以及空氣泵等。數據比較器用於比較從聲速風速儀所得到的即時垂直風速信號與數據記錄儀所得到的一定時間(200 s)的平均值。通過這種比較, 數據記錄儀就可以估計渦旋是上行還是下行, 繼而開通或關閉連接2 個空氣收集袋的閥門。
通過數據記錄儀的程序化設計, 紅外線CO 2 分析儀間隔一定時間(3 m in) 開啟或關閉其通道即可以連續監測2 個收集袋內CO 2 的濃度[15]。由於該方法所應用的儀器都是比較精密的昂貴設備, 加之實際操作過程中要把設備架設到林冠的上方, 這就使監測出現一定的困難, 所以該方法目前
在國內並沒有得到很好的應用。在國外該方法在進行森林碳匯計量的時候應用較多。
3小結
綜上所述, 各種方法都有其各自的優缺點, 研究人員可以按照不同的目的和要求對森林的碳匯採用不同的方法進行計量。在當前《京都議定書》和清潔發展機制的促動下, 我們需要一種更為直接, 更為精確, 可以針對不同樹種, 針對同一樹種的不同年齡的計量森林碳匯的方法。可目前運用最為普遍的就是通過測量生物量, 或測量蓄積量, 然後推出碳匯儲量, 在眾多的研究中, 研究的對象都是大范圍的森林生態系統, 或者是省級、國家級的自然保護區, 採用的方法都是通過計算森林生態系統各組成部分的生物量, 再乘以轉換因子求算林地的現存固碳總量。即使已有學者通過計算林木各生理部分的碳儲量, 其方法也是先計算蓄積量, 在換算成生物量, 最後乘以轉換因子。有的國家(森林管理基礎好的)用生物量直接計算碳儲量。但是無論哪種方法, 在由生物量轉換碳儲量時都是使用轉換系數實現的, 而且所用的轉換系數或者不分樹種、或者不分林齡, 使用同一的轉換系數。這些方法僅適合於大尺度森林植被類型的碳儲量計量與評價, 而未能解明不同樹種由於碳儲存速率變化差異引起的含碳量變化規律; 特別是對樹種單一的人工林來說, 究竟單位面積的森林在單位時間內能儲存多少碳, 碳匯的多少和人工林的林齡關系又是怎樣。因此, 對樹木生長過程中的不同林齡的碳匯儲量進行計量, 在評價人工林碳儲功能方面具有重要的現實意義。
❷ 下學期要講高鴻業的《微觀經濟學》,那本輔助教材比較好呢
原書配備的教材很好
我這里有老師給的提綱,基本上掌握這些考80分以上都沒問題了!
第一章 導言
第一節 什麼是經濟學
定義(英-羅賓斯):
經濟學是研究在市場經濟制度下對稀缺資源的配置與利用的科學
一、慾望與稀缺
1.慾望:無限性,層次性
(美-馬斯洛:生存、安全、愛與歸屬、尊重、自我實現)
2.稀缺: 相對性,絕對性。(自由取用物品,經濟物品)
二、資源配置與資源利用
1.資源配置(選擇):
(1)生產什麼與生產多少; (2)如何生產; (3)為誰生產
2.資源利用:
3.生產可能性曲線
三、經濟制度
1.市場經濟、 2.計劃經濟、 3.混合經濟
第二節 微觀經濟學與宏觀經濟學
一、微觀經濟學
1、什麼是微觀經濟學:定義17
(1)研究的對象:單個經經濟單位(消費者;生產者)
(2)解決的問題:資源配置
(3)中心理論:價格理論
2、微觀經濟學的基本假設:市場有效
(1)經濟人 (2)市場出清 (3)完全信息。
3. 微觀經濟學的基本內容
(1)均衡價格 (2)消費者行為 (3)生產者行為 (4)分配
(5)一般均衡與福利經濟學 (6)市場失靈與微觀經濟政策
二、宏觀經濟學
l、什麼是宏觀經濟學:定義:研究社會總體的經濟行為及其後果。
(1)研究的對象:整個國民經濟
(2)解決的問題:資源利用
(3)中心理論:國民收入決定理論
2、宏觀經濟學的基本假設:市場失靈
經濟學的演變; 研究政府行為(理論、政策)
3、 宏觀經濟學的基本內容
(1)國民收入決定理論 (2)失業與通貨膨脹問題
(3)經濟周期與經濟增長理論 (4)開放經濟埋淪 (5)宏觀經濟政策
第二章 需求理論與供給理論
第一節 需求理論
一 需求
1、定義:21
2 影響需求的因素:
(1) 商品本身的價格 反方向 最主要
(2) 消費者收入 同方向(正常商品);反方向(低檔商品)
(3) 相關商品價格 替代品同方向;互補品反方向
(4) 消費者偏好
(5) 消費者的預期(價格預期;經濟預期)
(6) 其它: 政府的消費政策;人口數量與結構
二 需求定理
1 定義: 21
2 原因:替代效應與收入效應 99:
正常商品;低檔商品;吉芬商品 104表
3 例外: (1)吉芬商品;(2)炫耀性商品;(3)投機性商品
三 需求定理的其它表述形式
1 需求表:23
2 需求曲線:23
3 需求函數: 22, D=f(a b c……n);D=f(P) ;D=a-bP(幾何意義)
四 需求量的變動與需求的變動 29
1、原因不同; 2、表現形式不同
五 個人需求與市場需求 104
第二節 供給理論
一 供給
1 定義: 24
2 影響供給的因素:
(1) 商品本身的價格 同方向
(2) 生產成本 反方向
(3) 技術水平 同方向
(4) 相關商品價格 范圍經濟
(5) 生產者預期 價格預期(短期、長期);經濟預期
(6) 其它:政府的產業政策
二 供給定理
1定義: 24
2.供給定理的其他表述形式:
(1) 供給表25;供給曲線;供給函數: 線性的幾何意義S = -a + bP
3 供給定理的例外:
(1)勞動的供給296; (2)投機品和收藏品; (3)固定供給302
三 供給量的變動與供給的變動 30
1、自變數不同; 2、表現形式不同。
第三節 均衡價格理論
一、 均衡價格
1、均衡的含義27; 2、均衡價格定義27; 3、決定28; 4、計算34
二、 均衡價格的變動29
1需求變動的影響:價格與數量同方向變動
2供給變動的影響:價格反方向,數量同方向變動
3共同變動的影響
案例:石油與天然氣
第四節 需求價格彈性
一、彈性的概念與分類(微觀與宏觀)
二、需求價格彈性定義 38
1.自變數與因變數; 2.變動率之比; 3.絕對值
三、分類40
四、影響因素:49
1、替代性; 2、依賴性; 3、比重; 4、廣泛性; 5、考察時期。
五、弧彈性:
1、概念38; 2、公式與計算38-39; 3、分類41
六、點彈性:
1、概念38; 2、公式與計算39-42; 3、分類44; 4、幾何求法42;
5、非線性需求曲線的點彈性44; 6、彈性不等於斜率(計算公式)
七、需求彈性與總收益:46 公式法、圖示法(兩種)
1.富有彈性:反方向(薄利多銷);
2.缺乏彈性:同方向(谷賤傷農)。
第五節 其他彈性
一、供給價格彈性
1、 定義與公式:50
2、 分類與影響因素:難易程度(生產周期;成本變化);長期與短期
3、 計算: 弧彈性51; 點彈性51; 幾何求法51
二、需求收入彈性
1、 概念與計算55(弧彈性、點彈性)
2、分類:正常品(必需品、奢侈品);劣等品
3、恩格爾定律56:
消費結構(必需品與非必需品;物資與精神;實物與勞務、衣食住行)產業結構(1、2、3 次產業演進)
三、需求交叉彈性
1、 定義 53;
2、 公式 54;
3、 商品關系:替代品(正);互補品(負);無關品(0)
案例:公交替代私交:公交的需求價格彈性0.17,如免票則增加需求40%;
私交對免費公交的需求交叉彈性7%
第六節 價格政策
一 支持價格
1.定義: 59
2.農產品支持價格:
原因:供求特徵、基礎地位;
措施:政府購買、價格補貼、限產、出口、綠箱(基建、教育科研等)
3.副作用: 財政負擔、 保護低效益
二 限制價格
1.定義與目的:58
2.措施:投放儲備、進口、配給制
3.副作用:抑制生產,刺激消費 黑市交易 腐敗
第三章 效用論(消費者行為理論)
第一節 效用
一、效用:定義70 主觀性、區別於使用價值
二、效用評價: 1、基數效用論71; 2、序數效用論71
第二節 邊際效用分析法
一、總效用與邊際效用72 1、定義; 2、關系(喝水)、 3、函數
二、邊際效用遞減規律74 原因:1、心理或生理;2、商品用途的多樣性
三、貨幣的邊際效用
四、消費者均衡
1、概念75、
2、三個前提、
3、兩個公式(教材舉例77;麵包與汽水;學生考試)
五、對一種商品的最佳購買量
六、消費者剩餘
1、 定義80; CS=最高支付意願-實際支付
2、 圖示與計算;
3、 注意:不意味著收入的實際增加;有用的分析工具(蔗糖進口)
七、邊際效用價值論(補充):效用性、稀缺性(水與鑽石的價值悖論)
第三節 無差異曲線分析法
一、偏好的假定81:完全性、可傳遞性、非飽和性
二、無差異曲線
1、定義82
2、四個特徵84
3、商品的邊際替代率: 概念85、公式、斜率、遞減規律85
4、無差異曲線的特殊形狀: 完全替代、完全互補
三、預算線
1、定義88、方程、作圖、斜率、線上及內外各點的意義
2、移動
四、消費者均衡
1、圖示; 2、公式92; 3、與邊際分析法相同
第四章 生產論
第一節 廠商與生產函數
一、廠商: 1、定義120; 2、組織形式; 3、廠商的目標
二、生產函數
1、生產函數125與生產要素124
2、生產函數表達式:短期與長期
3、固定投入比例的生產函數125
4、柯布-道格拉斯生產函數127
第二節 一種可變生產要素的生產函數
一、短期與長期 128
二、TP、AP、MP: 1、定義及數量關系 129; 2、曲線;
三、邊際報酬遞減規律 130(化肥、勞動)
1、技術不變; 2、其他要素不變; 3、三個階段
四、三條產量曲線之間的關系:
1、MP與TP; 2、MP與AP; 3、AP與TP。
五、合理投入區域
第三節 兩種可變生產要素的生產函數
一、等產量線:
1、定義135與特徵
2、邊際技術替代率137: 概念、 公式、 幾何意義、 遞減規律138
3、脊線及生產的經濟區域(要素的有效替代)補充
二、等成本線
1、定義139、 作圖140、 成本方程、 斜率、 經濟意義
2、移動
四、生產要素的最適組合
1、成本既定下的產量最大;
2、產量既定下的成本最小
3、公式表達
五、邊際分析法:兩個公式、與上述方法相同
六、擴展線147
第四節 規模報酬
一、規模報酬變化的含義147
1、相同比例的變動
2、三種情況、三個階段、數學表達
二、內在經濟與不經濟
1、內在經濟:
使用先進設備、專業化分工、原材料綜合利用、降低管理成本、
降低要素購買價格、提高產品銷售價格
2、內在不經濟:
降低管理效率、要素價格提高、產品價格下降及銷售費用增加、
三、外在經濟與不經濟(行業規模擴大)補充
1、外在經濟:社會化協作
2、外在不經濟:競爭加劇
四、適度規模:(補充)
技術特徵、產品標准化程度、市場容量、生產力水平
第五章 成本論
第一節 成本概念
1、成本與利潤155(經濟利潤156、正常利潤157)
2、顯成本與隱成本156
3、機會成本156
4、沉沒成本(補充)
5、短期成本與長期成本157
第二節 短期成本分析
一、短期成本曲線的分類:160
1、 STC=FC+VC、曲線
2、 SAC=STC/Q=AFC+AVC、曲線
3、 SMC= 曲線
二、邊際報酬遞減規律與短期成本曲線164
三、短期成本曲線之間的關系:
1、SMC與STC、TVC
2、SMC與SAC(盈虧平衡點)、AVC(停止營業點)
4、 SAC與STC,
第三節 長期成本分析
一、長期總成本:定義171
1、推導; 2、特徵:從原點出發、斜率先遞減、後遞增(規模報酬變化)
二、長期平均成本:定義172
1、 推導;
2、 特徵:先降後升(規模報酬變化、內在經濟與不經濟)、L型的LAC曲線
3、 位置移動(外在經濟與不經濟)
三、長期邊際成本:定義176、
1、推導; 2、特徵; 3、與LAC的關系
第六章 完全競爭市場
第一節 基本概念
一、市場類型 184
一、完全競爭的條件 185:
1、大量的經濟主體、 2、產品同質、 3、資源自由流動、 4、完全信息
三、價格線、需求曲線、收益曲線
1、 價格線(區分市場的與廠商的)186
2、 需求曲線(區分市場的與廠商的)186、與價格函數的關系
3、 收益曲線188:TR、AR、MR
四、利潤最大化的均衡條件191:MR=MC
1、 數學證明192
2、 總收益與總成本曲線191
3、 邊際收益與邊際成本曲線190
強調兩點:並非一定有利潤;適用於各種市場的短期與長期。
第二節 完全競爭條件下的短期均衡
一、短期均衡的五種情況193
舉例:FC=20、VC=80、Q=10時,當價格分別是:11、10、9、8、7時的產量?
二、完全競爭條件下的短期供給曲線
1、廠商的短期供給曲線195
2、生產者剩餘196:圖示、PS=TR-TVC
3、行業197的短期供給曲線
第三節 完全競爭條件下的長期均衡
一、長期均衡的實現
1、廠商的長期均衡(自身規模調整)199 MR=SMC=LMC
2、行業的長期均衡(行業規模調整)200 MR=SMC=LMC=LAC=SAC(MR=AR=P)
結果:盈虧平衡
二、完全競爭行業的長期供給曲線:
1、 成本不變行業:行業產量增加完全來自新廠商201
2、 成本遞增行業203
3、 成本遞減行業204
三、評價206:
1、優點:資源配置最優——成本最低、市場出清、價格最低
2、缺點:產品缺乏選擇性、不利於技術創新
政府幹預對社會福利的影響(補充)
一、限制價格(支持價格)的無謂損失,
二、關稅與配額的影響:
1、政府關稅;無謂損失S+V
2、配額的影響:損失更大S+V+W(國內關稅變為國外利潤)
三、稅收的影響
1、 稅收對價格和產量的影響—稅收轉嫁
2、 不同需求彈性的影響不同:
需求彈性越小(大),價格提高越多(小),轉嫁越多(少)。
第七章 不完全競爭市場
第一節 壟斷
一、定義213、條件214:政府與政府特許壟斷、自然壟斷、資源和技術壟斷、
二、價格、需求與收益曲線215
1、價格線:
2、需求曲線
3、收益曲線:AR=P=d;TR=PQ;MR=a-2bQ
4、MR、P、Ed:MR=P(1-1/Ed)。說明不同彈性下價格變動與總收益的關系。
三、短期均衡217:MR=SMC
1、 類似於完全競爭的5種情況;
2、 不存在供給曲線219
四、長期均衡:只能調整廠商規模;3種結果219;利潤長期保持
五、價格歧視:
1、 概念221
2、 3個條件;壟斷、市場分割、需求彈性不同
3、 一、二、三級。221-223
六、評價224:規模經濟、資源浪費、社會福利損失、技術進步、
第二節 壟斷競爭市場
一、條件226:產品差別(壟斷)與替代(競爭);廠商數量
二、均衡的簡化分析:
1、 短期(類似於完全壟斷):MR=SMC
2、 長期(類似於完全競爭):MR=SMC=LMC;AR=SAC=LAC
三、評價:缺點—多餘的生產能力232;
優點—產品特色、技術創新;
非價格競爭233
第三節 寡頭壟斷市場
一、條件234:規模經濟、資源控制、政府扶持
二、特徵:相互依存
三、價格決定方式
1、 價格領先制:支配型、效率型、晴雨表型
2、 卡特爾:
3、 成本加成
四、古諾模型:236
五、斯威齊模型:239
六、評價:優點(規模經濟、技術進步);
缺點(提高價格)
第四節 博弈論初步
一、定義與要素
1、 定義240:
2、 基本要素:參與者;策略;支付矩陣241
二、基本的博弈均衡
1、 占優策略均衡241
2、 納什均衡242
三、寡頭廠商的共謀及其特徵
1、 囚犯困境244
2、 合作的不穩定性245
3、 重復博弈—以牙還牙246
無限次博弈247——有限次博弈248
四、威脅和承諾的可信性
1、 不可信威脅249
2、 可信威脅250
第八章 生產要素價格決定的需求方面
第一節 基本概念
一、要素與價格——四位一體
二、要素價格的決定——需求與供給
三、要素需求特徵——引致需求與共同需求
四、完全競爭廠商與不完全競爭廠商
第二節 完全競爭廠商對生產要素的需求
一、完全競爭廠商使用生產要素原則:
要素的「邊際收益」 = 要素的「邊際成本」
1、要素的「邊際收益」:邊際產品價值VMP(L)=MP(L)•P 263
2、要素的「邊際成本」:要素價格W 265
3、完全競爭廠商使用生產要素原則:WMP=W 269
二、完全競爭廠商的要素需求曲線:WMP
三、完全競爭行業的要素需求曲線
1、行業調整曲線 271
2、水平加總出行業要素需求曲線 272
第九章 生產要素價格決定的供給方面
第一節 生產要素的供給原則
效用最大化原則:289
1、要素供給的邊際效用
2、保留自用的邊際效用
3、要素供給原則
第二節 工資理論
一、完全競爭市場上的工資決定
1、 對勞動的需求;
2、對勞動的供給(向後彎曲的勞動供給曲線,替代效應與收入效應)
閑暇的價格——工資;
替代效應:工資提高—閑暇昂貴—減少閑暇—增加勞動;
收入效應:工資提高—收入增加—增加閑暇—減少勞動。
低工資階段:替代效應大於收入效應,提高工資會增加勞動;
高工資階段:收入效應大於替代效應,提高工資會減少勞動。
3、均衡工資
二、 不完全競爭市場上的工資決定(工會對工資決定的影響)
1、 增加對勞動的需求:增加對產品的需求—增加對勞動的需求
鼓勵出口、限制進口、貿易保護、
2、 減少對勞動的供給;
限制非會員受雇、強制提前退休、限制移民、限制童工、縮減工作時間。
3、 最低工資法——出現失業。
第三節 地租理論
一、地租與地價
固定供給的土地服務的價格304
1、 土地的供給曲線—自然供給與市場供給
2、 地租的決定—完全取決於需求;地租的產生
二、租金、准租金、經濟租金
1、 租金305:供給固定的要素價格(某些人的天賦才能)。
2、 准租金305:供給量暫時固定的要素價格。
准租金 = 總收入-總變動成本 = 固定成本+利潤
3、經濟租金307:從總收入中減去這一部分並不會影響要素供給。
經濟租金 = 總收入–機會成本
第四節 利潤理論
1、正常利潤; 2、超額利潤:創新;承擔風險;壟斷。
第五節 社會收入分配與分配政策
一、倫斯曲線與基尼系數316
二、平等與效率:355
(一)對公平的不同理解
1、 平均主義的觀點:社會所有成員平均分配。
2、 市場主導的觀點:市場結果是最公平的(等同於效率)。
三、效率與公平的矛盾351
1、 公平促進效率—對低收入者的教育與培訓。
2、 公平的直接效率損失—稅收與轉移支付的交易成本。
3、 公平的間接效率損失—對要素投入的反刺激效應。
四、效率優先與兼顧公平
1、 效率優先
2、 兼顧公平
減少不合理收入;促進機會均等;限制壟斷性收入;社會保障與消滅貧困
五、收入再分配政策
稅收政策;轉移支付;價格管制;重新分配產權
第十章 一般均衡論與福利經濟學
一、局部均衡分析;一般均衡分析。321
二、帕累托最優狀態330
第十一章 市場失靈與微觀經濟政策
第一節 壟斷
一、 壟斷的損失
1、效率損失
2、壟斷與尋租375
二、政府的管制
1、MC定價與AC定價:
2、反壟斷法,包括:
限制貿易的協議或共謀;壟斷或企圖壟斷市場;通過兼並而形成壟
斷;排他性的規定;價格歧視;不正當競爭;欺詐行為等。
三、存在的合理性:政府壟斷;規模經濟;技術進步(利弊)。
第二節 外部性
一、定義:經濟主體對社會和他人造成的非市場化的影響
1、 生產的外部經濟與不經濟
2、 消費的外部經濟與不經濟
二、外部性與資源配置
1、私人成本與社會成本:環境污染、木材採伐。
2、私人收益與社會收益:基礎研究、森林培育。
三、外部性解決——政府幹預:
1、 稅收、補貼(徵收排放費、森林生態補償)
2、 法律、法規
污染的有效控制:
直接控制排污量;徵收排放費;可轉讓的排放許可證(碳匯交易)
3、 企業合並
4、 科斯定理: 383
第三節 公共物品與公共資源
一、 什麼是公共物品:
1、由政府免費提供給社會的產品與勞務。(廣義公共物品)
2、非排他性、非競爭性(狹義公共物品)
各級公共物品:中央、地方、社區
二、 公共物品的最優供給
1、 市場需求曲線與個人需求曲線
2、公共物品的成本-收益分析
(1)收益度量的困難(非市場收益);
成本度量的困難(無形的機會成本)。
(2)在成本既定下選擇——收益/成本比值較高的工程。
(3)在成本可變下選擇——收益/成本比值大於1的所有工程。
3、投票選擇。
4、公共供應不等於公共生產
三、 公共資源—公地的悲劇
非排他性,但具有競用性
非排他性——過度需求;競用性——供給不足
第四節 非對稱信息
信息不完全與信息不對稱
一、「次品」與「逆向選擇」問題:
1、 舊車市場中的完全信息-—不完全信息。
2、 市場失靈---市場中充滿了次品。
3、 信用卡市場---充滿了次品(賴帳的人)
4、「逆向選擇」問題:
優汰劣勝;
價格與需求量同方向變化
(低價—低成本—低質量—低需求量;反之亦反)
二、市場信號傳遞:
1、 受教育程度;
2、 公司信譽;
3、 簽發保單
三、「道德風險」問題:
1、 火災險、車險、醫療保險
2、 解決:共同保險、免賠額
四、「委託代理」問題:
1、 所有者與經營者;僱主與工人:目標不同、信息不對稱
2、 解決:獎金、入股、利潤分享、期權激勵等。
第五節 政府失靈:
1、壓力集團的存在;
2、公務員的行為目標不一定代表人民的利益。
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1)如果是新造林或再造林,建議最低在1萬畝以上,一般要求是10萬畝或者更多,因為開發成本幾乎是固定的,林子規模小了劃不來,賺不到錢。
2)如果是既有林地,規模要求更大一些,建議最低要求在5萬畝以上。因為對既有林地只能採用「森林經營碳匯項目方法學管理」來計算, 每萬畝樹林產生的碳匯量有限,所以要求面積更大一點。
3)不管是那種林地,一般都要求產權清晰,產權不清的林地後續會帶來很多麻煩,會影響項目是否能得到批准。
4)不管是新造林還是既有林地,對應方法學中都有一些具體要求,例如:新造林要求「項目活動的土地是 2005年 2 月16 日以來的無林地。造林地權屬清晰,具有縣級以上人民政府核發的土地權屬證書」等要求。既有林地要求「」只能是高於2米的喬木林,不能是灌木林」等。這些需要根據方法學中規定的要求一條條的對照。
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信息不對稱,市場機制有時就不能很好地起作用。缺乏足夠的信息,生產者的生產帶有盲目性。比如有些產品生產過多,而另一些產品生產過少。消費者的消費選擇也會出現錯誤,買錯錯誤的商品。具體的比如出售勞動力的工人比僱主了解其勞動力的高低。
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(1)化石燃料的大量使用導致空氣中二氧化碳的含量逐漸上升,故答案為:含碳燃料的大量使用;
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(3)①大力發展火力發電能增加煤的使用,導致二氧化碳排放增多,故①不符合,②大力發展新能源汽車能減少石油的使用,從而減少二氧化碳的排放,故②符合,③優化建築設計,推廣節能建築能減少二氧化碳的排放,故③符合,故答案為:②③;
(4)「低碳生活」就是指生活作息時所耗用的能量要盡力減少,降低二氧化碳的排放量,減緩生態惡化,主要是從節電、節氣和回收三個環節來改變生活細節.如節約用電(如隨手關燈、關腦…)、提倡步行、騎自行車、乘公交車、建議父母建造沼氣池和使用太陽能熱水器等,不浪費糧食,少買不需要的衣服、鞋子,少使用一次性用品,節約用紙、電、水、油、天然氣等,並注意垃圾的回收和利用,故答案為:騎自行車上學.
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陸地生態系統碳循環、碳源匯格局及其驅動機制,以及陸地生態系統的固碳潛力及其可持續性是當前國際氣候變化科學界廣泛關注的前沿科學問題。目前,國際上關於生態系統碳固持潛力及其維持機制認識明顯不足,尤其是對土壤系統的關鍵碳過程及其穩定性變化,導致陸地生態系統碳匯潛力的評估結果存在著極大的不確定性。因此,迫切需要深入開展陸地生態系統碳循環機制、關鍵過程和碳源匯格局及其驅動力機制的研究,藉以增強對全球氣候變化和生態系統管理對陸地生態系統固碳潛力及其不確定性的科學認識。
過去幾十年,生態學家們在全球范圍內針對氣候變化、土地利用對碳循環時空動態的影響開展了大量的研究,認為陸地生態系統在調節全球碳平衡和減緩全球氣候變化中起著重要作用。20世紀80—90年代,全球陸地生態系統每年凈吸收1—4Pg (1Pg =1015g)的碳,這抵消掉了約10%—60%的化石燃料燃燒釋放的碳。但仍不能確切解釋碳排放與碳吸收的收支不平衡的現象,這中間存在一個巨大的未知匯。陸地生態系統碳匯的時空分布及其不確定性,主要緣於陸地生態系統類型的多樣性、結構復雜性、時空分布的異質性,以及陸地生態系統和氣候變化之間相互作用的關系復雜性和人類活動對陸地生態系統的干擾,還有碳儲量、碳匯的監測與評估的方法學等等,造成了陸地生態系統碳匯及其變化的不確定性。關於陸地生態系統最大碳匯的閾值尚未科學定論。經典生態學理論認為與非成熟森林相比,成熟森林作為碳匯的功能較弱,甚至接近於零,「成熟森林碳循環趨於平衡」是現今大量生態學模型的基礎。而我國中科院華南植物園周國逸博士研究團隊通過25年持續觀測, 發表在2006年《科學》雜志的研究成果,揭示我國南亞熱帶成熟的老林齡在1979-2003年SOM濃度平均每年增加0.035%,SOM儲量增加0.61噸/年/公頃,即成熟森林土壤可持續積累有機碳。國際著名期刊《科學》和《自然》認為該研究奠定了成熟森林作為新的碳匯的理論基礎,有力地沖擊了成熟森林土壤有機碳平衡理論的傳統觀念,將從根本上改變學術界對現有生態系統碳循環過程的看法。這一發現有可能將從根本上顛覆學術界對現有生態系統碳循環過程的理論,對全球碳循環研究產生深遠影響。
北京大學城市與環境學院朴世龍與方精雲研究小組及合作者在2009年《自然》雜志上發表的研究成果,採用土地利用和資源清查數據、大氣CO2濃度觀測數據、遙感數據以及氣象數據,並結合大氣反演模型和基於過程的生態系統碳循環模型,綜合研究了中國陸地碳匯/源的時空格局及其機制,得出中國陸地生態系統是個碳匯。但是,我國中高緯度的北方地區並不是陸地碳匯,而陸地碳匯卻發現主要分布在南部,主要緣於大規模造林和灌叢植被的恢復重建形成的碳匯。這一結論與國際社會普遍認為北半球中高緯度地區是陸地生態系統的碳匯的結論並不一致,再次表明了陸地生態系統碳匯的時空變異性及不確定性。
上述兩項標志性的研究成果,顯示出我國生態學研究對全球變化科學的貢獻,科學闡述了中國陸地生態系統在中國乃至全球碳平衡中的巨大作用,也得到了國際社會的普遍贊譽。中國還將繼續推進生態建設和加強陸地生態系統的有效管理,以擴大和增強陸地生態系統的碳匯潛力。在中國應對氣候變化的國家方案中,確定了繼續實施林業生態建設工程,擴大森林面積,力爭實現森林碳匯數量比2005年增加約0.5億噸二氧化碳的目標。胡錦濤主席代表中國政府在2009年聯合國大會上庄嚴承諾,中國將在2020年前,再凈增森林面積4000萬公頃,增加林木蓄積13億立方米,藉以實現中國對增加全球碳匯的貢獻(初步估計可增加碳吸收16.25億噸-19.5億噸,摺合二氧化碳59.26億噸-71.12億噸)。然而,大規模植被建設需要相應匹配的水資源支持,水資源的有效性與時空變化的異質性必然影響陸地生態系統的固碳潛力,以及產生固碳能力的不確定性。因此,區域植被建設的水、碳平衡及其調控將成為關注的核心問題。
包括IPCC報告在內的相關研究顯示,陸地生態系統碳收支的最大不確定性在於土壤碳儲量和變率的科學估算。Johnston et al. (2004) 發表在《生態環境前沿》的文章將土壤系統的研究面臨的挑戰概述為兩個主要方面:1)土壤系統的結構和過程我們無法直接觀察到,地上系統的研究方法(遙感方法等)無法直接應用到土壤系統;2)土壤是一個動態系統,隨地下環境的改變而變化。土壤系統是由植物、微生物和動物的殘體和代謝產物共同構成的一個復雜的混合體,並且土壤系統包含了固體、液體和氣體三種基質。對土壤系統這個復雜的「黑箱」的各個組分分解研究的同時,它的功能也會發生變化。
土壤碳儲量和動態變化的科學估算的准確性受限於研究者對關鍵的土壤過程理解程度和土壤系統和全球變化之間相互作用的復雜性。因此,研究者需要清楚掌握控制土壤有機碳化學性質、形成過程和穩定固持的關鍵機制,並且包括增加土壤固碳潛力和持續固碳能力的技術和方法。Johnston et al. (2004) 總結了當前土壤碳研究需要重視的幾大關鍵問題:1)目前受土壤容重測定方法的限制,土壤容重測定的准確度較低,導致目前對土壤碳儲量的計算誤差;2)准確計算源於根系的土壤碳庫需要深入了解根系生命周期的動態過程,而目前的方法尚需改進和提高;3)考慮根系、土壤微生物和土壤動物在歷史過程中的協同進化效應,有助於理解當前的土壤碳循環過程;4)土壤動物是調控土壤碳動態的關鍵因子。需加強在全球變化背景下,土壤動物入侵對土壤碳動態影響的研究;5)隨城鎮化的加快和濕地面積的減少,土地利用方式的改變對土壤碳過程的影響需要考慮;6)需要獲取更全面的有關全球變化造成的極端氣候,如乾旱、火災和土壤侵蝕等,對土壤碳儲量和碳動態產生影響的數據和信息。
基於上述陸地生態系統土壤碳關鍵過程和機制研究面對的挑戰和問題,未來的研究需要改進現有的測定技術,如採用地面穿透雷達、激光分解波譜、13C核磁共振和熱解質譜測量等土壤原位和非破壞性分析的技術和手段。綜合人工調查數據、網路長期監測數據和建模等研究方法,並且整合生態學、地球化學和化學等領域的技術和資源,以減少對陸地生態系統土壤碳儲量和變率的科學估算的不確定性,建立與人類經濟社會發展相協調的土壤持續固碳的管理體系。
人類活動已經明顯的改變了全球碳循環。森林作為陸地上最大的生態系統,在調節全球碳循環的過程中具有重要的作用。如何通過森林經營管理增強森林減緩和適應氣候變化的能力是當前國際上關注的焦點。
土壤是陸地生態系統最大的碳庫,土壤碳儲存與釋放的平衡發生微小變化即會對溫室氣體產生很大影響。森林保護、恢復、造林再造林等經營管理措施可以直接影響森林生物量碳庫,並且能夠通過改變凋落物數量和化學性質及土壤有機質分解影響土壤碳庫。綜合已有的研究結果,維持森林的高生產力帶來的碳輸入,並且避免由於土壤干擾等造成的碳釋放是提高土壤碳儲量和土壤持續固碳能力的有效森林經營管理方式。但是,土壤有機碳是由不同有機組分構成的高異質性混合體,結構的差異決定了性質的不同,並且碳穩定地固持在土壤中是一個漫長而又復雜的過程,關於森林經營管理對土壤固碳潛力和持續固碳能力的影響仍有很多不確定性。目前的研究較多的關注了森林生態系統管理對土壤有機碳儲量的影響,而對土壤碳是否能穩定並持續的固持及其維持機制的研究較少。綜合研究森林經營管理對土壤有機碳儲量、化學組成及其穩定性的影響有助於更全面地評價森林生態系統的可持續固碳潛力。
我國人工林發展十分迅速,人工林面積居世界第一,已經逐漸成為世界森林資源的重要組成部分。提高人工林的碳匯功能和持續固持能力是林業減緩氣候變化的重要途徑之一,並在京都議定書中予以肯定。目前,國內外人工林均存在樹種單一,特別是人工針葉純林所佔比例較大,生態穩定性較差和生態服務功能低等亟待解決的問題。歐洲國家近年來主要通過增加闊葉樹比例和採用近自然林經營模式改造人工林藉以提高人工林的多樣性和生態穩定性。世界范圍內熱帶地區也正通過造林再造林及可持續森林管理恢復退化的土地。因而,如何通過合理的森林經營模式,包括造林樹種的選擇、林分撫育和採伐措施等,提高人工林的經濟、社會效益並且獲得最大化的固碳潛力成為國內外關注的焦點。在中國廣西,我們選擇了樹齡25a的馬尾松、紅錐、火力楠和米老排4類主要的亞熱帶人工林類型,研究了不同造林樹種對土壤碳儲量,碳庫穩定性和溫室氣體排放的影響。預期從森林土壤固碳潛力和持續固持能力考慮,為在亞熱帶地區篩選造林樹種提供科學依據。研究結果表明:(1)不同樹種對土壤碳儲量的影響僅表現在土壤表層(0-10 cm);(2)馬尾松林土壤碳儲量比紅錐、火力楠和米老排林分別低11%、19%和18%;(3)13C核磁共振波譜顯示馬尾松林土壤碳的穩定性高的組分比例明顯高於紅錐、火力楠和米老排林;(4)馬尾松林比其他三種闊葉林具有較低的土壤CO2和N2O排放速率,並且具有較高的土壤CH4吸收速率。以上結果說明紅錐、火力楠和米老排3種闊葉林雖然比馬尾松林有較高的土壤碳儲量,但土壤碳的穩定性較低並且土壤溫室氣體排放較高。因此,在我國亞熱帶地區,從森林土壤的固碳潛力和持續固持能力考慮,馬尾松等人工針葉林應該與人工闊葉林均衡發展,空間上合理配置森林類型,維持適宜的森林景觀多樣性,森林的經營管理需要綜合考慮樹種對土壤碳儲量及其穩定性的影響。
很多研究表明隨林齡升高,土壤表面碳通量隨之改變。事實上,在研究林齡與土壤呼吸的關系時,大多數研究只測定了總的土壤呼吸通量,而較少研究區分了自氧和異氧呼吸對土壤總呼吸的貢獻。然而,根呼吸占土壤呼吸的比例是不可忽視的,佔到了土壤呼吸總量的10-90%。另外,目前大多數的土壤呼吸模擬模型並未分別估計土壤呼吸中的自氧和異氧組分,而近來有研究表明,土壤呼吸中自氧和異氧呼吸具有不同的溫度敏感性,也就是兩個組分對氣候變化的響應是有差異的,因而有必要對兩種組分進行區分研究。通過區分土壤呼吸不同組分,不僅可以闡明土壤呼吸隨林齡的變化規律,還可以進一步闡明土壤呼吸隨林齡的變化規律是由土壤呼吸中哪個組分的貢獻起到了更關鍵的作用。因此,了解不同林齡土壤呼吸的控制因素對於估計中國森林碳收支具有重要意義。
通過暖溫帶地區典型群落銳齒櫟年齡序列(幼林,中齡林,成熟林,過熟林)土壤自氧和異氧呼吸研究發現:1) 各林齡根系呼吸的時間變異同異氧呼吸一樣,可以很好的被土壤溫度所解釋。但不同林齡根系呼吸的季節格局存在差異,即不同林齡間物候特徵可能存在差異;2) 不同林齡土壤自氧,異氧呼吸存在顯著差異。土壤總呼吸隨林齡增加而增加。土壤異氧呼吸也隨林齡增加而增加;3)土壤表層的輕組有機碳庫很大程度上解釋了土壤異氧呼吸的空間變異。我們沒有發現細根生物量與根系呼吸很好的相關性,但土壤基礎呼吸很大程度上依賴於細根生物量,表明根際對土壤呼吸的影響;4)異氧呼吸表面溫度敏感性高於自氧呼吸,表明該地區土壤微生物呼吸對未來氣候變化將更加敏感;5)林齡增加造成了成熟林和過熟林土壤毛管空隙度的降低,一定程度上解釋了這兩種林齡較高的土壤呼吸通量,尤其在土壤水分含量較高時解釋程度更高。以上結果表明,組分分離在評價林齡對土壤呼吸影響時的重要性;該區土壤異氧呼吸對未來全球變暖響應較自氧呼吸更加敏感。
通過以上研究,了解了部分典型的森林管理模式下土壤固碳潛力和持續固碳能力的變化規律,增強了對我國陸地生態系統固碳潛力評估的不確定性的理解。但是,對我國陸地生態系統管理影響土壤碳截獲的關鍵科學問題仍需進一步地深入探討
專家簡介:中國林業科學研究院副院長、研究員,森林生態學首席專家,博士生導師,長期從事森林生態系統與森林景觀生態學研究,涉及生產力生態學、養分循環、恢復生態學、生態水文學和全球變化對森林影響機制等方面研究。國家級垮世紀學術技術帶頭人,國家傑出青年基金獲得者。曾取得過國家科技進步二等獎二項、省部級科技進步三等獎三項,獲第四屆中國林業青年科技獎,主編或參編的學術專著有10部,在國內外發表學術論文120餘篇。
❾ 國土資源部岩溶動力學重點實驗室
2009年度國土資源部岩溶動力學重點實驗室承擔中國地質調查局計劃項目1項、國家自然科學基金7項、社會公益項目2項、地質調查類工作項目2項、橫向項目4項、其他項目6項,為加強學科交叉設實驗室開放課題和主任基金共15項。
袁道先院士向Richard Lawrence Edwards教授介紹桂林岩溶概況
2009年度學術交流與學術會議:實驗室於2009年組織出國進行野外考察及參加國際會議9項,邀請國內外學者講學10人次。聯合舉辦國際研討會及培訓班1個。
2009年6月美國明尼蘇達大學程海教授和Richard Lawrence Edwards教授應邀到實驗室進行了訪問。利用中國西南地區獨特的資源優勢,結合美國明尼蘇達大學頂尖的MS-ICP-MS測試技術,在中國西南地區建立50萬年來高解析度的石筍氣候地層學標准剖面,為全球變化研究及晚第四紀氣候年代地層學提供可靠的時間系列標尺。2009年9月,袁道先院士、姜光輝副研究員參加了在克羅埃西亞舉辦「岩溶環境可持續性——第納爾岩溶及其他地區岩溶」國際會議,兩人分別向大會做了「The groundwater protection issure in karst regions of southwest China」和「Resource,environment and development in Fengshan Geopark karst area」兩個報告。姜光輝作為IAH Karst Commission的副主席參與優秀青年研究者獎評選。
實驗室為國際岩溶研究中心的建設和發展做出了重要的貢獻。如為「岩溶生態與水文」國際培訓班的召開,中心理事會、中心學術委員會的召開,中心管理體制的建立等做出的努力;主要由實驗室人員負責編寫的碳匯項目的立項通過國土資源部的審查,該項目的啟動將加強地質碳匯監測研究,建立中國地質碳匯監測網路;對武鳴靈水來源的研究工作得到武鳴縣政協高度重視及大力支持,並邀請其為2010年縣政協提案報告;實驗室人員出席哥本哈根世界氣候大會,是中國地質科學院第一次派代表參與聯合國氣候變化框架公約締約方會議暨京都議定書締約方會議;實驗室編寫的桂林市雁山區大埠鄉岩溶區石漠化綜合治理規劃已列入雁山區政府工程。
「中國西南岩溶石山地區重大環境地質問題及對策研究」咨詢研討會及「岩溶地區資源管理方法與准則」培訓班代表
在核心期刊發表學術論文28篇,其中SCI檢索2篇,培養研究生13人。