关键词系统动力学；温室气体排放；低碳；重庆市
中图分类号Q148:X321文献标识码A
文章编号1002-2104(2012)04-0072-08doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.04.014
中国是世界上温室气体排放增长最为迅速的国家，2001-2006年间中国的碳排放增长了近两倍。城市作为人类生产和生活的中心，在经济社会发展中起着举足轻重的作用，其人均能耗是农村地区的3.5倍，超过75%的温室气体从城市产生［1］。因此，在全球气候变暖和快速城市化的背景下，开展城市温室气体减排研究十分迫切。
系统动力学模型作为一种综合的仿真模型，适用于模拟能源部门间的供给与消费关系，并实现经济增长、技术进步、环境排放等诸多因素相互作用的因果影响，在对能源供应和需求技术详细表述的基础上，通过外生的情景假设驱动，有效协调人口、经济、资源与环境间的复杂动态反馈问题。因此，系统动力学模型已广泛应用于国家、区域或城市以及行业等多尺度下能源消费、供需调控、产业结构调整、温室气体排放与管理的综合研究中。
国家层面：李明玉［2］和宋世涛等［3］都对国家尺度能源供给与消费的供需关系进行了系统动力学建模的综述与分析，就影响国家能源供需关系的子系统结构和过程模拟进行阐述。朱勤等［4］建立分析人口-消费-碳排放的系统动力学模型,对人口发展、经济增长、居民消费及碳排放进行动态仿真，定量考察未来人口发展与居民消费对碳排放的影响，量化人口发展与居民基本生活需求的合理碳排放空间。秦钟［5］等人运用系统动力学模型分析了GDP增长、产业结构调整与能源消费总量及煤炭、石油、天然气、水电消费量之间的关系，并在此基础上对中国能源需求和CO2排放量进行预测。Guan等人［6］在结合生产、生活、碳捕捉与封存和能源利用效率综合考虑的基础上，基于系统动力学原理模拟不同政策和技术条件下中国未来20年CO2排放的变化趋势，并提出大力发展碳捕捉与碳封存技术是未来减排的最有效方式。
区域城市层面：Li和Huang等人［7-9］构建了能源规划利用与温室气体排放的动态系统模型，以反映不确定条件下能源可持续利用与碳减排程度的综合实现效果，并将该模型应用到加拿大Waterloo市的能源管理与决策分析中。周宾等［10］基于系统动力学方法，构建甘南藏族自治州区域累积碳足迹模型并仿真，研究区域的累积碳足迹演替情况。由此可见，系统动力学为研究能源经济系统内CO2排放的动态模拟仿真，提供了科学可行的分析工具。李玮和杨钢［11］以能源富集区中国山西省为研究对象，运用系统动力学方法构建能源消费系统的区域子系统协调发展动力学模型，通过模拟调控得出该省能源消费科学发展的最佳方案。吴建新［12］提出独立区域净碳排放的系统动力学模型，以简洁综合的系统结构和数据需求综合估算碳排放量，并在天津滨海新区的案例研究中得到与事实比较贴近的仿真结果。
部门行业层面：Stepp等人［13］评估美国交通部门温室气体减排政策的成效，在考虑政策行动的直接反馈以外，也兼顾复杂的社会经济系统产生的间接影响。Anand等人［14］开发了印度水泥工业二氧化碳排放系统动力学模型，并综合考虑了人口稳定增长、公寓节能和水泥生产工艺结构管理的政策选择对CO2减排影响。此外，系统动力学的研究方法还在废弃物处置、畜牧林业、工业等多个部门的CO2排放核算中得到应用［15-21］。
由此可以看出，系统动力学仿真模拟是综合研究复杂能源供需系统关系，模拟温室气体排放研究的有效手段，能够为科学、合理的预测与保障能源供给、促进经济可持续发展和温室气体减排提供参考依据，对实现地区社会可持续发展具有重要意义。同时，能源消费与温室气体排放的系统动力学研究在城市和行业双重层面的考虑下，目前研究还不够系统全面，对城市的能源消费与排放只有通过多行业完整的解析过程才能达到完整与接近现实，这也是本研究的出发点。
本文选择重庆作为案例城市。作为中国西部地区唯一的直辖市，重庆是全国统筹城乡综合配套改革试验区，在促进区域协调发展和推进改革开放大局中具有重要的战略地位。与地处东部、经济相对发达的城市相比，在重庆这类老工业基地探索低碳经济发展与低碳城市建设的实现模式对于广大西部地区具有较强的示范意义。而低碳城市的发展要求对城市温室气体排放进行定量核算，制定城市温室气体排放清单，掌握温室气体排放结构的基础。本研究通过系统动力学方法，对城市产业结构、经济发展因素和温室气体排放间的响应关系进行梳理与动态模拟，并预测重庆市未来温室气体排放量趋势，从而对未来重庆市发展低碳经济和低碳城市建设进行情景分析和评价，最终提出相应减排依据和政策措施。
1重庆市温室气体排放模型构建
1.1模型边界与建模目的
本研究将温室气体排放的系统动力学模型边界确定为重庆市行政区域范围内，综合考虑包括重庆市行政区域内部的能源消费（不包括火力发电导致的氧化亚氮的排放）、工业部门非能源消费、农牧业过程、废弃物处置过程、碳汇等过程的社会-经济-生态环境子系统及其内部变量对能源消费产生的影响以及由此产生的温室气体排放。根据重庆历史统计数据和未来发展目标、规划确定模型参数，并采用STELLA软件进行如下仿真：①模拟重庆市2011-2023年间温室气体排放系统主要变量动态变化趋势；②调控模型决策变量并进行模拟，了解不同政策情景对温室气体排放的影响。
1.2模型系统结构分析
将重庆市温室气体排放系统分为能源供给、能源消费、温室气体排放、经济、人口、碳汇六个子系统。这六个子系统间相互联系、相互影响，形成因果反馈关系。各子系统影响关系见图1所示。
图1重庆市温室气体排放各子系统结构关系图
Fig.1Structuralrelationshipamongdifferentsubsystemof
greenhousegasesemissioninChongqingCity
由图1可以看出能源供应子系统和能源需求子系统是模型的两大主体，CO2的排放量主要取决于能源数量和使用的能源类型。各经济部门中，普遍使用的一次能源是煤炭、石油和天然气。电作为二次能源来源于燃煤热电站、水电站、核电站等。不同类型的电站生产相同电能时排放的温室气体数量不同，因此模型把电能供应纳入研究范围。能源需求主要来自第一产业、工业、建筑业、第三产业和家庭生活。该模型重点预测经济部门和人口规模的发展情况。
1.3模型因果关系分析
在重庆市温室气体排放系统动力学模型边界之内，着重分析对能源系统产生影响的关键因素，包括能源消费和经济发展的各个子系统，如生活能源消费、一产能源消费、工业能源消费、建筑业能源消费和三产能源消费，并对各个子系统内部及相互影响要素和联系进行分析。将温室气体排放系统各个子系统中的关键要素都包含在边界之内，相互之间发生作用，形成复杂关系网；利用反馈组成闭合回路，通过正负反馈关系来反映不同信息与动作之间的相互影响结果［22］。另外，本研究还将经济计量学的柯布―道格拉斯生产函数、奥肯定律悖论和资本存量永续盘存法融入到系统动力学模型构建中，以提高系统动力学模型解决社会经济问题的精确性和可信度。
模型中主要反馈关系环和因果关系总结如下(带有“+”号的箭头表示正反馈关系，带有“-”号的箭头表示负反馈关系)：
反馈关系环：
1）能源消费一+GDP总量一+人均GDP一+生活水平一+人均生活能源消费一+能源消费
2）能源消费一+GDP总量一+工业GDP一+工业能源消耗一+能源消费
3）能源消费一+GDP总量一+建筑业GDP一+建筑业能源消耗一+能源消费
4）能源消费一+GDP总量一+第三产业GDP一+第三产业能源消耗一+能源消费
5）能源消费一+GDP总量一+固定资产投资一+资本存量一+GDP总量一+能源消费
6）能源消费一+GDP总量一-就业率一+就业人口一+GDP总量能源消费
因果关系：
1）常住人口一+就业人数一+GDP一+能源消费一+温室气体排放
2）常住人口一+固体废弃物一+温室气体排放
3）常住人口一+废水一+温室气体排放
4）建筑行业GDP一+建筑面积一+水泥消费一+温室气体排放
5）工业GDP一+工业固体废弃物一+温室气体排放
6）工业GDP一+工业废水一+温室气体排放
1.4模型参数及方程确定
本模型的模拟时间段为2011-2023，模拟时间步长为1年。参数确定过程中所需要的历史数据主要来源于《重庆市统计年鉴1998-2009》、《中国能源统计年鉴1998-2009》、《中国农村统计年鉴1998-2009》等资料［23-26］，部分模拟参数主要依据重庆市相关规划如《重庆市“十二五”规划前期研究成果汇编》、《重庆市城市总体规划》、《重庆森林工程总体规划》［27-29］等。
系统动力学模型中参数类型主要包括初始值、速率值、常数值、表函数、辅助变量值5种类型。不同类型参数及方程，主要采用以下几种方法确定：
（1）经验公式法。对于GDP与生产要素投入之间的关系，已有很多研究，得到一些经验公式值得借鉴。本研究中主要采用了道格拉斯经验生产函数，资本永续盘存，奥肯定律悖论三个经济学观点。
（2）回归分析法。对存在较大相关性的变量间的方程，借助SPSS软件，采用数学最小二乘法统计方法进行二元或多元线性回归分析，发现历史数据之间的相互规律，并进行拟合优度检验和显著性检验，进行回归分析确定回归方程。如第一产业GDP比例与城市化率关系、水泥消费量与建筑业GDP关系、人均生活能源消费与人均GDP关系等。
（3）多年算术平均值。模型中不宜采用回归分析来拟合的参数，可以采用长时间数列的历史数据的算术或几何平均值来表示参数的平均水平，规避使用数学方程牵强拟合而出现不合理的数据偏差；
（4）表函数法。模型中有些变量之间不是简单的线性关系，不能代数组合得到，而表函数作为系统动力学建模的一个重要工具，具有方便操作、易于运用等优点［30］，可以处理不能通过回归分析等数学方法来确定参数的情况，实现对参数变化的精确描述。如减少林地面积、万元建筑业GDP能耗、万元工业GDP固废生产量等。
（5）参考相关文献的研究成果确定参数。如人口出生率、死亡率等数据。
1.5模型有效性检验
系统动力学模型建立后，需要对该模型进行检验以判断模型和实际系统的符合程度，以保证模型的有效性和真实性。常用的系统动力学模型检验方法包括直观与运行检验、历史检验和灵敏度分析。
本研究在模型正常运行的基础上，选择2006-2008年重庆的历史数据和模拟数据进行历史检验。检验的变量包括常住人口、GDP、能源消费总量和温室气体排放量共四个重要数据，结果如表1所示。可以看出，4个变量各年份的模拟值与历史值均基本吻合，相对误差
表1模型有效性检验结果
Tab.1Validitytestresultsofmodel
源消费量、废弃物处置过程温室气体排放量、农业过程温室气体排放量、畜牧业温室气体排放量、碳汇，温室气体排放量；16个参数分别为：自然增长率、机械变化率、城市化率、固定资产投资率、工业产值比例、建筑业产值比例、万元一产能耗、万元工业GDP能耗、万元建筑业能耗、万元三产能耗、煤炭比例、天然气比例、石油比例、电力比例和新造林面积。每个参数年取值变化10%，考察其对8个输出变量的影响。8个灵敏度值的均值可代表某一特定输出变量对某一特定参数的灵敏度；通过灵敏度分析计算出8个变量对某个特定参数的平均灵敏度（见图2）。
可以看出：固定资产投资率、工业产值比例、万元工业能耗的灵敏度较高，分别为15.5%、12.6和14.7%，大于10%，说明这三个参数为系统的关键因素。另外，煤炭比例、新造林面积的灵敏度大于5%，其他参数灵敏度较低，说明系统对大多数参数变化是不敏感的。模型具有良好的稳定性和强壮型，能够用于对实际系统的模拟。
图2重庆市温室气体排放系统动力学模型参数灵敏性分析
Fig.2SensitivityanalysisofthegreenhousegasesemissiondynamicmodelinChongqingCity
注：1：自然增长率；2：机械变化率；3：城市化率；4：固定资产投资率；5：工业产值比例；6：建筑业产值比例；7：万元一产能耗；8：万元工业GDP能耗；9：万元建筑业能耗；10：万元三产能耗；11：煤炭比例；12：天然气比例；13：石油比例；14：电力比例；15：新造林面积。
2重庆市温室气体排放情景预测
重庆温室气体的排放与经济发展、能源需求、能源结构、碳汇能力等有关。因此，本研究中对经济发展考虑了由于投资率不同带来的高、中、低三种发展情景，并在此基础上设置节能情景和低碳情景，分别考虑节能水平的提高和能源结构的改善、碳汇能力增强对未来重庆温室气体排放变化趋势的影响。
2.1节能情景设置
节能情景的设置主要考虑经济发展和单位GDP能耗水平降低两方面。
2.1.1经济发展
为了保证经济的高速增长，重庆固定资产投资占GDP的比重相应维持在较高水平。本研究考虑不同的投资率和城市化带来的高、中、低三种经济发展速度及其对能源消耗和温室气体排放的影响。
2.1.2单位GDP能耗
“十二五”期间，重庆市将发展产值达1.2万亿元的七大新兴产业，并将发展低碳经济列入规划，确保“十二五”末全市单位GDP能耗下降16%。将重庆2008年各产业单位产值能耗与全国其他地区相比发现，重庆一产、工业、建筑业能耗水平均有较大节能潜力和空间（见表2）。三产能耗水平已处于国内较好水平［28］。因此本研究中，假设“十二五”期间，通过产业结构调整和节能效率的提高，重庆每年单位产值能耗下降3.2%，三产能耗水平保持现状不变。
表22008年各地区万元产值能耗（1997年不变价）
Tab.2Energyconsumptionper104Yuanoutput
indifferentregionsin2008(ConstantPricesof1997)
2.2低碳情景设置
在节能情景的基础上，本研究考虑能源结构、清洁能源、碳汇能力三方面的影响，构造重庆低碳情景。
2.2.1能源结构
(1)煤炭供应能力预测。
重庆市在“十二五”期间年产煤维持在4000万t左右，若重庆能源消费结构仍维持目前比例，则2011年其缺口为672万t，到2015年为1999万t。因此重庆未来的发展，应该减少对煤炭的需求，保障煤炭能源供应安全。
(2)电力供应能力预测。
2010年全市装机容量将达到1200万kW，2012年将达到1600万kW，2015年将力争达到2200万kW。另外，2012年电量缺口120亿kWh，2015年电量缺口180亿kWh。重庆市在“十二五”期间地方电源供电将可以满足全市约81%的电量需求，其余电量缺口可从外部购入。
(3)油料及天然气供需能力预测。
受到自然资源的限制，重庆市不出产石油，所需成品油全部靠外部调入。重庆市是天然气主产区，天然气资源丰富，但是中国天然气配额是全国统一分配和调度，因此本研究中天然气消费比例缓慢上升，2015年结构比例达到15%。为保证天然气替代工程顺利推行和优化重庆能源结构，重庆市应向国家争取川气东送项目在重庆的留存份额。“十二五”期末重庆市能源消费品种结构变化见表3。
表3“十二五”末重庆市能源消费品种结构变化百分比
Tab.3Changepercentageofenergyconsumptionconstruction
in
Chongqingcitybytheendof“twelfthfiveyear”
2.2.2低碳能源
本研究中的低碳能源主要是指相对于传统能源，温室气体排放较少或者不排放的能源。重庆市新能源和可再生能源的开发与利用将以水电、太阳能等为主，对风力发电给予扶植政策和导向。水电方面：重庆市境内主要有长江、乌江、嘉陵江、涪江等河流及其支流，水能资源理论蕴藏量2298万kW，理论年发电量2013亿kWh。单机装机容量500kW及以上的技术可开
发电站共有420座，总装机容量982万kW，年发电量446亿kWh；太阳能发电方面：重庆市正加大太阳能使用的普及程度，进一步增强光伏发电产业在重庆的竞争力和产业规模，以实现2015年、2023年重庆市太阳能利用可分别替代当年总耗电量的2%、3%；风电方面：重庆属于风能资源较贫乏地区，但一些山口、河谷地区，特别是盆地边沿的东北部山区风能资源较丰富。根据重庆市气象台站10米高度测风资料统计，重庆市风能总储量2250万kW，可技术开发的风能在10-50万kW左右。
2.2.3碳汇
(1)森林碳汇。
根据重庆市森林工程规划［13］，2012年新造林1100万亩，森林覆盖率达到38%；2017年新增森林面积1500万亩，森林覆盖率达到45%。
(2)碳捕捉和封存。
CO2捕集与地质封存(CCS)技术比较适合于像火电、钢铁、水泥等大型工业CO2固定集中排放源，也可应用于大规模产生低碳或无碳的非电力和运输行业及分散的小规模企业。目前，重庆将CCS技术研发纳入“十二五”科技规划，对企业和科研单位CCS技术提供持续的支持，并协助争取国家、欧盟的技术和资金支持。2015年前，对合川双槐电厂关键设备和吸收剂性能进行改进，降低运行能耗和捕集成本，扩大烟气捕捉总量，做好碳捕捉技术推广的前期工作。2023年前，选择水泥厂、常规火电厂以及钢铁、合成氨、烧碱等高耗能工业作为试点行业，应用CO2捕获装置并给予经济和政策支持。因此，本研究中假设2015年重庆碳捕捉和封存能力为2万t，2023年增加到10万t。
3重庆市温室气体排放预测结果分析
按照节能情景，本研究确定不同固定资产投资率和能耗强度下重庆市常住人口、地区国民生产总值、能源需求总量、温室气体排放总量和温室气体排放强度。
3.1常住人口
按照重庆“十二五”规划，重庆常住人口增长较快（见图3），主要是因为重庆外出打工人口回家就业或创业，导致常住人口比例的增加。
图3重庆市常住人口情况
Fig.3PredictedpermanentresidentpopulationinChongqingCity
3.2地区生产总值GDP
图4表示了不同情景假设条件下GDP预测值。可以看出GDP（1997年不变价）总量继续保持增长势头。由模型可知，对GDP影响最大的变量是资本存量。由于重庆目前的资本积累比例非常高，与此对应，“十二五”GDP增
图4重庆市节能情景经济发展情况（1997年不变价）
Fig.4Predictedeconomicdevelopmentunder
energysavingscenarioinChongqingCity
长率保持15%-12%的高速水平。自“十二五”末起，考虑重庆投资率降低的实际情况，GDP增长率也对应略有下降，不同情景减缓速度不一致。
3.3重庆能源消费
如图5所示，2011-2023年重庆市能源消费呈现出上升趋势。在经济上较有可能实现的中情景
下，节能情景下，能源需求逐年增加，2023年达到13419万吨标煤，是2008年能源消费总量的2.7倍。
图5重庆市能源消费预测
Fig.5PredictedenergyconsumptioninChongqingCity
3.4温室气体排放
图6、7分别显示了节能情景和低碳情景下，2011-2023年重庆市温室气体排放量。在经济上较有可能实现的中情景下，节能情景下，温室气体排放量逐年增加，2023年达到36482.92万tCO2，是2008年的2.6倍；低碳情景下，温室气体排放量逐年增加，2023年达到34552.55万tCO2，是2008年的2.5倍。
图6重庆市节能情景温室气体排放预测
Fig.6Predictedgreenhousegasesemissionunder
energysavingscenarioinChongqingCity
在经济上较有可能实现的中情景下，对比节能情景和低碳情景温室气体排放强度（见图8），温室气体减排强度呈现明显下降趋势。2023年，节能情景温室气体排放强度为2.053tCO2/万元，比2005年下降43%；低碳情景温室气体排放强度为1.944tCO2/万元，是节能情景的947%，比2005年下降46%。因此，产业能耗水平降低，即节能情景，是温室气体减排的主要途径。
图7重庆市低碳情景温室气体排放预测
Fig.7Predictedgreenhousegasesemission
underlowcarbonscenarioinChongqingCity
图8重庆市中速经济下节能情景与低碳情景碳排强度对比
Fig.8Comparisonofgreenhousegasesemission
intensitybetweenenergysavingscenarioand
lowcarbonscenariowithintermediate
speedeconomy
4结论与对策
本研究综合考虑包括重庆市行政区域内部的能源消费（不包括火力发电导致的氧化亚氮的排放）、工业部门非能源消费、农牧业过程、废弃物处置过程、碳汇等过程的社会、经济、生态环境子系统及其内部变量对能源消费产生影响以及由此产生的温室气体排放。依据所建立的重庆市温室气体排放系统动力学模型，对重庆市不同经济发展水平下2011-2023年节能情景和低碳情景温室气体排放情况进行模拟预测。
模拟结果表明，中速经济下，2023年，节能情景温室气体排放强度为2.053tCO2/万元，比2005年下降43%；低碳情景温室气体排放强度为1944tCO2/万元，是节能情景的94.7%，比2005年下降46%。产业能耗水平降低，即节能情景，是温室气体减排的主要途径。重庆必须以降低单位产值能耗为首要任务，加快调整产业结构，推进产业节能减排工作，优化能源结构，积极推进森林工程建设，按照低碳情景发展，才能保证2023年中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。
在重庆市温室气体排放现状评价和预测基础上，提出以下重庆市低碳经济发展的对策和建议：
（1）经济结构优化。优化第二产业结构，限制高碳产业发展。限期淘汰达不到节能基本要求的火电、钢铁、水泥、化工、氧化铝、煤矿六大高耗能产业的落后产能和高能耗生产设备。提高行业准入门槛，限制“高碳”行业发展制定行业碳排放强度准入的标准，逐步实行更加严格的产业政策，控制高能能耗、高污染项目审批和建设。（2）能源结构调整。一方面，结合重庆本地资源优势，大力发展天然气开发与利用，另一方面，有序发展水电，扶持太阳能、风能、地热能，大力减少碳排放。因地制宜利用可再生能源，集约开发和帮扶区域太阳能、风能和地热的发展。
（3）积极增加碳汇。在稳定现有森林覆盖率的同时，对有提升潜力的区域进一步通过造林和再造林稳步提升森林碳汇的质量和效果；建立健全重庆森林生态效益补偿机制，对林地的占有、开发、使用和消费，制定合理的生态和经济补偿措施和实施标准；大力发展CCS技术，支持引进先进CCS技术，加大推广执行力度，逐步由试点企业向重点行业推开。
参考文献(References)
［1］戴亦欣.中国低碳城市发展的必要性和治理模式分析［J］.中国人口・资源与环境，2009，19(3)：12-17.［DaiYixin.TheNecessityandGovernanceModelofDevelopingLowCarbonCityinChina［J］.ChinaPopulationResourcesandEnvironment,2009,19(3):12-17.］
［2］李明玉.能源供给与能源消费的系统动力学模型［D］.沈阳：东北大学，2009.［LiMingyu.TheSystemDynamicsModelforEnergySupplyandEnergyConsumption［D］.Shenyang:NortheasternUniversity,2009.］
［3］宋世涛，魏一鸣，范英.中国可持续发展问题的系统动力学研究进展［J］.中国人口・资源与环境，2004，14(2)：42-48.［SongShitao,WeiYiming,FanYing.StudyonSystemDynamicsApproachforSustainableDevelopmentinChina:Areview［J］.ChinaPopulation,ResourcesandEnvironment,2004,14(2):42-48.］
［4］朱勤，彭希哲，傅雪.我国未来人口发展与碳排放变动的模拟分析［J］.人口与发展，2011，17(2)：2-15.［ZhuQin,PengXizhe,FuXue.SimulatedAnalysisofPopulationDevelopmentandCarbonEmissioninFutureChina［J］.PopulationandDevelopment,2011,17(2):2-15.］
［5］秦钟，章家恩，骆世明，等.我国能源消费与CO2排放的系统动力学预测［J］.中国生态农业学报，2008，16(4)：1043-1047.［QinZhong,ZhangJiaen,LuoShiming,etal.PredictionofEnergyConsumptionandCO2EmissionbySystemDynamicsApproach［J］.ChineseJournalofEcoAgriculture,2008,16(4):1043-1047.］
［6］GuanD,HubacekK,WeberCL,etal.TheDriversofChineseCO2Emissionsfrom1980to2030［J］.GlobalEnvironmentalChange，2008,18：626-634.
［7］LinQG,HuangGH.ADynamicInexactEnergySystemsPlanningModelforSupportingGreenhousegasEmissionManagementandSustainableRenewableEnergyDevelopmentUnderUncertaintyACaseStudyfortheCityofWaterloo,Canada［J］.RenewableandSustainableEnergyReviews，2009,13:1836-1853.
［8］LiGC,HuangGH,LinQG,etal.DevelopmentofaGHGmitigationOrientedInexactDynamicModelforRegionalEnergySystemManagement［J］.Energy，2011,InPress.
［9］LiYP,HuangGH,ChenX.PlanningRegionalEnergySysteminAssociationwithGreenhouseGasMitigationunderUncertainty［J］.AppliedEnergy，2008,88,599-611.
［10］周宾，陈兴鹏，王元亮.区域累积碳足迹测度系统动力学模型仿真实验研究：以甘南藏族自治州为例［J］.科技进步与对策，2010，27(23)：37-41.［ZhouBin,ChenXingpeng,WangYuanliang.RegionalCumulativeCarbonFootprintMeasureSystemDynamicModelandSimulatingExperiment:TheCaseofGannanTibetanAutonomousPrefecturez［J］.Science&TechnologyProgressandPolicy,2010,27(23):37-41.］
［11］李玮，杨钢.基于系统动力学的山西省能源消费可持续发展研究［J］.资源科学，2010,32(10)：1871-1877.［LiWei,YangGang.AStudyontheSustainableDevelopmentofEnergyConsumptioninShanxiProvinceBasedonSystemDynamics［J］.ResourcesScience,2010,32(10):1871-1877.］
［12］吴建新.区域净碳排放量系统动力学模型构建研究［J］.科技与管理，2011，13(1)：66-68.［WuJianxin.StudyoftheSystemDynamicModelofRegionalNetCarbonEmission［J］.ScienceTechnologyandManagement,2011,13(1):66-68.］
［13］SteppMD,WinebrakeJJ,HawkerJS,etal.GreenhouseGasMitigationPoliciesandtheTransportationSector:TheRoleofFeedbackEffectsonPolicyEffectiveness［J］.EnergyPolicy,2009,37(7):2774-2787.
［14］AnandS,VratP,DahiyaRP.ApplicationofaSystemDynamicsApproachforAssessmentandMitigationofCO2EmissionsfromtheCementIndustry［J］.JournalofEnvironmentalManagement,2006,79:383-398.
［15］LuHW,HuangGH,HeL,etal.AnInexactDynamicOptimizationModelforMunicipalSolidWasteManagementinAssociationwithGreenhouseGasEmissionControl［J］.JournalofEnvironmentalManagement，2009,90:396-409.
［16］GamettT.LivestockrelatedGreenhouseGasEmissions:ImpactsandOptionsforPolicyMakers［J］.EnvironmentalScienceandPolicy，2009,12:491-503.
［17］MooreJL,HowdenSM,McKeonGM,etal.TheDynamicsofGrazedWoodlandsinSouthwestQueensland,AustraliaandTheirEffectonGreenhouseGasEmissions［J］.EnvironmentalInternational，2001,27:147-153.
［18］王向华，朱晓东，程炜，等.不同政策调控下的水泥行业CO2排放模拟与分析［J］.中国环境科学，2007，27(6)：851-856.［WangXianghua,ZhuXiaodong,ChengWei,etal.SimulationandScenarioAnalysisforCO2DischargefromtheCementIndustryunderDifferentEnvironmentalPolicyControl［J］.ChinaEnvironmentalScience,2007,27(6):851-856.］
［19］张荣荣.基于系统动力学的工业行业碳足迹研究［D］.无锡：江南大学，2010.［ZhangRongrong.ResearchonIndustrialCarbonFootprintBasedonSystemDynamic［D］.Wuxi:JiangnanUniversity.2010.］
［20］佟贺丰，崔源声，屈慰双，等.基于系统动力学的我国水泥行业CO2排放情景分析［J］.中国软科学，2010，(3)：40-50.［TongHefeng,CuiYuansheng,QuWeishuang,etal.SystemDynamicScenariosAnalysisofCO2EmissionsofChinasCementIndustry［J］.ChinaSoftScience，2010,(3):40-50.］
［21］车卫红.我国工业碳源和能源碳源排碳量估算研究［D］.北京：北京林业大学，2010.［CheWeihong.StudyonEstimationofCarbonEmissionfromIndustryCarbonSourceandEnergyCarbonSourceofChina［D］.Beijing:BeijingForestryUniversity.2010.］
［22］王其藩.系统动力学［M］.上海:上海财经大学出版社，2009.［WangQifan.SystemDynamics［M］.Shanghai:ShanghaiUniversityofFinance&EconomicsPress,2009.］
［23］国家统计局.中国统计摘要-2008［S］.北京：中国统计出版社，2008.［NationalBureauofStatisticsofChina.ChinaStatisticalAbstract-2008［S］.Beijing:ChinaStatisticalPress,2008.］
［24］国家统计局国民经济核算.中国地区投入产出表2002［S］.北京：中国统计出版社，2002.［NationalBureauofNationalEconomicAccounting.ChineseAreaInputoutputTable2002［S］.Beijing:ChinaStatisticalPress,2002.］
［25］国家统计局农村社会经济调查司.中国农村统计年鉴2010［S］.北京：中国统计出版社，2010.［NationalBureauofRuralSocialEconomicInvestigationDepartment.RuralChinaStatisticalYearbook2010［S］.Beijing:ChinaStatisticalPress,2010.］
［26］重庆统计局.重庆统计年鉴,1998-2009［S］.cqtj.省略/tjnj/index.htm.［ChongqingStatisticalBureau.ChongqingStatisticalYearbook,1998-2009［S］.cqtj.省略/tjnj/index.htm.］
［27］重庆市林业局重庆市发展和改革委员会.重庆森林工程总体规划［R］.2008.［ChongqingforestryadministrationChongqingDevelopmentandReformCommission.ForestEngineeringPlanninginChongqing［R］.2008.］
［28］重庆市人民政府.重庆概况［R］.2010.cq.省略/cqgk/［ChongqingMuniciplepeoplesgovernment.ChongqingProfiles［R］.2010.cq.省略/cqgk/］
［29］重庆市统计局.重庆市能源消费特征、问题及节能措施研究［R］.2008.stats.省略/tjfx/dfxx/t20080806_402497090.htm.［ChongqingStatisticalBureau.EnergyConsumptionFeature,ProblemandEnergySavingMeasuresinChongqing［R］.2008.stats.省略/tjfx/dfxx/t20080806_402497090.htm.］
［30］贾仁安，胡玲，丁荣华，等.SD简化流率基本入树模型及其应用［J］.系统工程理论与实践，2001，(10)：137-144.［JiaRenan,HuLing,DingRonghua,etal.SDSimplifiedRateVariableFundamentalIntreeModelandItsApplication［J］.SystemsEngineeringtheory&Practice，2001,(10):137-144.］
SystemDynamicsofGreenhouseGasesEmissioninChongqingCity
CHENBinJULipingDAIJing
(StateKeyJointLaboratoryofEnvironmentalSimulationandPollutionControl,SchoolofEnvironment,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China)
关键词：国民经济和社会发展规划、低碳城市建设、碳排放弹性系数
中图分类号：TU984文献标识码：A
过去几年，中国经济发展主要体现传统粗放型、以高投入及高消耗为标志的发展模式，消耗了大量的自然资源。2009年国务院常务会议提出控制温室气体排放行动目标，即到2023年单位国内生产总值二氧化碳排放量下降40%~50%，作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划的指示。随着控制温室气体排放行动的开展，越来越多省级、市级的国民经济和社会发展规划提出建设低碳城市的战略目标。低碳城市是指经济增长与二氧化碳排放趋于脱钩的城市发展模式[1]，有两种表现形式：一种是二氧化碳排放随经济增长表现为负增长的绝对脱钩发展模式，另一种是二氧化碳排放仍是正增长，但排放的速率低于经济增长的相对脱钩模式。规划环评中如何界定规划方案可以促进低碳战略目标的实现，将成为亟待研究的课题。
目前大多数学者的研究多集中在低碳对策方面[2]。郑少露等学者[3-5]也提出基于低碳理念的指标体系的构建，综合评价规划的环境合理性。以碳排放量及排放强度为分析对象、以分析经济增长与二氧化碳排放的脱钩程度[1]为评价终点的研究较少。本文探讨量化碳排放量等低碳指标，多角度分析规划发展路径低碳建设效果的方法。
1、低碳城市发展评价技术路线
以经济基础和现状节能技术水平为依据，通过仔细分析相关规划中的宏观调控政策和建设方案，明确低碳建设的潜力和空间，设定不同发展情景。通过资料收集与分析，确定各级能耗效率指标计算能源消耗量（标煤量），结合能源现状消耗结构和能源结构调整方案，计算各情景的各种能源实际消耗量。以发改委公布的CO2与能源转换系数预测CO2排放量，计算碳排放强度、碳排放弹性系数等指标，判断规划低碳城市建设目标的可达性。
图1低碳城市发展评价技术路线
2、研究方法及评价指标
2.1分析方法
统计分析：通过统计年鉴、能源统计数据等资料，确定现能源统计单元的能源利用效率，即第一产业、第二产业（各行业）、第三产业以及生活消费的能耗效率，配合实地调研进行横向对比分析以及趋势分析，识别能耗高的原因及节能潜力，确定规划期末的节能目标。
情景分析：解析各规划拟实施的重大项目及政策，采用主成因分析法识别可低碳发展的主要路径，利用情景分析法设定惯性发展情景（即基准情景）、低碳建设单一路径发展情景（节能减排情景、产业结构调整情景、能源结构调整情景）以及低碳综合发展情景下的各项分析指标。
2.2计算方法
能源消费总量的预测模型：；其中和为第一产业和第三产业生产总值；为一产和三产的能源消耗强度；为第二产业各行业的工业总产值；为各行业能源消耗强度；为行业数；为人口数；为人均民用耗能值。
能源转化方法：；其中为不同类型能源使用量，系数为不同类型能源碳排放强度，为能源种类数。
碳排放弹性系数法：运用弹性系数作为低碳城市的评价指标基于脱钩理论基础上的现实应用[1]。碳排放弹性系数=1时为当前惯性发展，低碳建设效果为0；碳排放弹性系数=0时为绝对脱钩情景；碳排放弹性系数大于0小于1时为相对脱钩情景，数值越小脱钩程度越大，说明低碳建设效果越好。
2.3评价指标选择
根据评价方法，使用如下指标进行预测(见表1)。各能源CO2排放强度见表2。
表1低碳城市发展评价指标列表
表2各能源二氧化碳排放系数
3、应用案例
本研究对象为某地级市“十二五”国民经济与社会发展规划。该市目前经济基础相对薄弱，正从工业化初期逐步进入以原材料工业为重心的工业化中期阶段，并伴随加工装配工业和高新技术产业的协调发展。该阶段对资源、环境更大量的消耗可能会使得环境制约趋于明显。
在这样的一个发展阶段，“十二五”规划提出建设低碳发展示范城市的战略目标，着力构建低碳能源体系，全力推动低碳产业发展，积极推广节能建筑，加快构建低碳交通网络，并设定了2015年碳生产力、人均碳排放以及非化石能源占比等低碳指标的预期目标值。本文以解析经济发展特点及规划拟建方案为基础，运用所建技术路线评价“十二五”期末各情景下经济增长与二氧化碳排放之间的脱钩程度，判定规划目标的可达性及规划合理性。
3.1能源消费及碳排放现状分析
该市2010年万元GDP能耗1.017吨标煤，比2009年全国能耗平均水平高0.111吨标煤，是同期北京市能耗水平的2倍。解析能源消费结构可知化石能源消费仍据主导地位，占总能耗的73%。工业能耗强度为0.795吨标煤/万元工业总产值，是全国的2倍。高能耗行业集中在采选、石油化工、冶金、建材以及电力行业，占整个工业能源消耗的95%左右。节能降耗的工作重点应关注以上五个行业。
采用能源转化方法计算各部门及各行业的CO2排放量（见图2和图3）可知，该市80%的二氧化碳来源于第二产业，其中主要排放大户为建材、化工、冶金、采选及农副食品加工行业。
图2各部门二氧化碳排放占比图3各行业二氧化碳排放量（单位：万吨）
3.2低碳控制情景分析
情景一为惯性发展情景，以“十二五”国民经济与社会发展规划拟定的经济人口发展指标为依据，假设能源消耗强度保持不变。情景二通过统计分析近10年各部门能源消耗强度变化趋势以及对比分析周边地区、国内各部门能耗水平，结合“十二五”节能减排综合性方案，确定规划期末可达到的能耗强度下降目标。情景三以经济基础现状以及能耗强度分析为依据，结合“十二五”工业经济发展规划和“十二五”低碳经济发展规划，适当控制高能耗产业的发展速度和规模，能耗强度不变。情景四以“十二五”能源发展规划和清洁能源开发利用工作方案为依据，明确规划期末清洁能源使用及替代方案。情景五综合以上变化因素，全方位采取低碳措施，确定低碳建设的综合发展情景指标。
表3各情景能源消耗情况及CO2排放量
根据设定的经济社会发展规模和各情景的能耗强度值，通过能源消费总量的预测模型以及各部门能源消费结构，估算能源消费总量以及各类能源的需求量。乘以表2排放系数预测二氧化碳排放总量，详见表3。规划按各拟发展情景实施后，二氧化碳排放量均较现状有不同程度的增长。若按照情景一的惯性模式发展能耗量增长43%，二氧化碳排放量将增加近一倍。若按照情景五的低碳建设综合发展模式，则能耗量增加18%，二氧化碳排放量增加幅度也减少至19%。
3.3低碳建设战略目标可达性分析
3.3.1规划指标分析
“十二五”低碳经济发展规划设定了规划期末碳生产力、人均碳排放量以及非化石能源占比指标的目标值（表4）。情景五各项指标均可达到规划目标值，说明低碳发展示范城市的战略目标可以实现，但需同时开展包括节能减排、产业结构调整、能源结构调整等低碳建设措施。按照情景一、情景二、情景三、情景四的模式发展，均不能满足指标要求。
3.3.2碳排放弹性系数分析
情景一碳排放弹性系数约为1，这与基准情景就是按照现状惯性发展的结论吻合。情景二、情景三碳排放弹性系数小于1且大于0.5，说明分别采取节能减排和产业结构调整措施，二氧化碳排放速率略低于经济增长速度，形成轻度脱钩模式。这符合当地经济从工业化初期进入中期阶段的发展特点。经济基础薄弱且依靠原材料设定产业发展方向，决定了该地区产业结构本身调整力度不大，节能减排空间有限。情景四和情景五碳排放弹性系数小于0.5，说明清洁能源替代化石能源的规划方案在低碳建设中起到决定性作用。以弹性系数法来判断低碳城市建设方案的效果更具准确性和可比性。
表4各情景下低碳建设指标值
3.4评价结果
通过规划指标值法和碳排放弹性系数法分析可知，“十二五”国民经济与社会发展规划中提出的“打造低碳示范城市”的战略目标可行，但以较慢的能源增长和较低的碳排放实现经济高速增长是一大严峻挑战，仅注重单一低碳路径的建设较难实现规划目标。构建完整的低碳发展体系是实现目标的有力保障，其中建立低碳能源体系，加快推进水力发电、风力发电、生物质能利用以及太阳能产业发展，将起到最关键的作用。
4、结论
目前规划环评中的低碳评价工作处于新兴领域，尚无成熟的方法体系，多数规划环评也未开展评价。本文以某市“十二五”国民经济与社会发展规划为例，运用所建方法分析低碳建设战略目标的可行性，分析层次清晰且可操作性强，评价结果符合实际经济和社会发展特点。该技术路线和方法可行有效。
参考文献：
[1]陈飞.低碳城市发展与对策措施研究[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2]李奇勇.战略环评中的福建低碳经济对策研究[J].能源与环境.2010.3:9-10.
[3]郑少露等.基于低碳循环经济的规划环评指标体系的探讨[J].环境科学与技术,2010,33(6):199-204.
【关键词】风景园林；节能型技术；施工应用
前言
如今，能源危机是全球都正在面对的严峻考验，我国作为能源消耗大国，所面临的问题更加严峻。尤其是非可再生资源的短缺，已经对我国经济发展以及人们生活产生影响，并且以牺牲环境为代价的经济发展，已经造成了我国严重的环境污染，节能与环保，在各行各业已经不单单是一句口号。风景园林作为改善城市环境，绿化生活环境而存在，其本身的意义就是绿色环保，如果在建设过程中不采用节能型技术，在建设过程中造成能源浪费与污染，那么其实质意义与其建造目的就会背道而驰，因此，将节能型技术在风景园林建设中应用进去，才能使得风景园林建设的意义实至名归。
一、风景园林施工中要点
1.1自然环境
在风景园林施工过程中，周边环境在不同程度上会影响风景园林的施工。如果施工周围的环境杂乱无章，那么必然会对风景园林的施工造成不同程度的阻碍。在风景园林的施工过程中，极其重要的就是自然环境，其中不仅包括了绿化带、路径以及假山等，还包括排水系统、能源等。因此，在风景园林施工过程中，要全面的观察与分析自然环境，在风景园林施工中合理进行应用，这样才能够使得风景园林在城市中发挥其真正的作用，促进城市环境的改善。
1.2人力资源
在对园林工程进行设计的时候，开发商的思维与想法是设计者的主要思路，除此之外，设计者还要考虑到多方面的因素，比如当地的环境，地质条件以及地貌条件，只有这样才能设计出比较合理的方案，并且结合前人的经验进行施工。在施工中要投入大量的人力、物力以及财力，除此之外，对于节能型技术的引用，能够在一定程度上达到节能以及保护环境的目的。
二、节能型技术的主要类型
随着节能环保观念的深入人心，在我国的风景园林建设过程中，很多节能型技术已经应用其中。在这里，主动式节能以及被动式节能是两种应用最为广泛的节能型技术。因此，风景园林施工人员可以从这两方面着手进行，将节能型技术充分的在风景园林中实施。
2.1主动式节能
在风景园林施工过程中，将一些节能装置安装在建筑物上，以达到节能的效果，这是主动式节能。在风景园林施工过程中，对于一些非可再生资源，风景园林施工人员可以通过节能型技术利用可再生能源来替代非可再生能源。例如在电能的使用方面，可以利用太阳能以及风能来进行发电，这样一来，不但有效的利用了可再生资源，还节约了电能。但是由于太阳能资源在不同地区分布情况不同，这种节能型技术无法真正的普及。因此，在风景园林施工过程中，可以根据太阳能发电原理，将可以利用的可再生能源进行应用，从而达到节能的效果。
2.2被动式节能
以当地自然环境为参考依据，科学合理的对风景园林方案进行设计，从而达到风景园林与周围环境的和谐统一，这是一种被动式节能。简单的来说，在风景园林建设过程中，施工人员综合的分析当地气候、植物、地貌以及建筑物，从而制定出科学合理的施工方案，一方面能够保证风景园林施工质量，另一方面达到节能的目的。要知道，原理的施工过程，不仅要使景色美观，还要使园林具有实用性，积极为人们创造一个健康、优雅的生活环境。所以，施工人员如果选用被动式的节能方式，那么就要对当地的环境进行全方位的分析，并且要把节能技术发展的如火如荼，使所有的设备、材料以及技术都能够发挥出来，从而提高园林工程的施工质量与节能效果。
三、风景园林施工过程中节能型技术应用
现如今，风景园林对于人们的意义，并不仅仅是美化环境，陶冶人们情操，更是展示一个地区的特色所在。因此，如果要建造一个优秀的风景园林，设计者不仅要根据当地实际情况进行合理的分析研究，还要将节能型技术运用其中，使得园林的各个功能互相配合，充分的发挥出来，在为人们创造良好生活环境的同时，还能够彰显出本地区的魅力所在。
3.1对园林工程的设计方案进行优化
在设计风景园林工程的时候，不但要具备科学合理的设计方案，还要将节能观念融入其中，这样一来，才能够促进我国风景园林建设过程中的整体节能技术的提高。在对风景园林设计方案进行优化的时候，要以当地自然环境为参考依据，从以下几方面着手进行：
1）优化风景园林本身。在整个风景园林中，最为重要的核心部门就是风景园林本身。在对此进行优化的过程中，除了要以当地自然环境为参考之外，还要充分了解把握风景园林工程的资金投入、施工周期以及整体面积，这样才能够规划好风景园林，合理利用各项资源。
2）优化人力管理。在风景园林施工过程中，最重要的部分之一就是人力管理。作为施工管理人员，不仅要对园林施工人员进行监督，还要处理过程中出现的各种问题。合理的安排施工人员，这样才能够有效的对人力资源进行利用，不会造成资源的浪费。
3）优化设备管理。相关人员在对设备管理进行优化的时候，要把各个项目的发展进度做好调查与总结，使各个设备能够得到完全应用，不会出现设备闲置现象，与此同时，在对设备进行优化后，还要提高其利用率，使设备能够在多种途径得到运用。
4）优化植物移植。在风景园林建设中，最常见的便是对植物进行移植。但是在对植物进行移植的时候，需要考虑天气与季节对植物移植可能产生的影响，选取合适的时候进行植物移植，这样能够大大的提高植物成活率，避免植物资源的浪费。
3.2节能技术在园林工程中的具体应用
1）生活污水可以在园林灌溉中得到运用。在风景园林中，水资源是必不可少的，植物的灌溉会耗费大量的水资源。在用水紧缺的现在，大量生活污水被排入地下管道。这部分生活污水，在经过处理之后，可以用作风景园林灌溉之用。因此，现阶段，增加污水设备处理器，加大对生活污水的处理以及净化，之后将其用于风景园林的灌溉。如此一来，不但实现了水资源的循环利用，还大大节约了水资源，减少了浪费现象。
2）在园林中引用太阳能技术。在可再生能源中，太阳能是丰富、安全、有效的一种能源。现阶段，我国太阳能资源利用技术成熟，且太阳能资源利用不受环境的影响和限制，安装维修便利。太阳能在电能方面的应用，主要是利用浮光板将太阳能进行转换而得来的。在风景园林建设中，其场地面积宽广，十分有利于太阳能技术的应用。因此，在风景园林中运用太阳能发电技术，能够在很大程度上节约能源。
3.3在整个的施工过程中应该极力避免的问题
目前而言，在园林施工中引用节能技术，我国发展的并不完善，园林工程的施工中对节能技术的安装是比较复杂的，所以，施工人员应该积极进行监督，避免在施工过程中出现失误。除此之外，施工人员还要对安全的持久性进行了解，在选用节能技术产品时要选择质量较好的产品，并且产品的寿命要长，只有这样，才能使我国园林建设真正达到节能的作用。
四、结语
现如今，节能环保绿色发展观深入人心，无论在各行各业发展中，节能已经成为主要发展趋势。在风景园林中，同样要运用节能型技术，一方面美化城市环境，提高人们生活质量，另一方面使得园林建设节能减排，真正实现绿色环保，只有这样风景园林的建设才具有实质性的意义。
参考文献：