基于系统动力学的江苏省工农业碳足迹分析

摘要

新中国成立60多年来，我国能源发展取得了巨大成就。我国已经成为世界能源生产和消费大国，虽然我国已经是能源大国，但还远远不是能源强国。能源的消费会产生温室气体的排放，自20世纪90年代初以来，全球变暖趋势加剧，迄今没有减缓的迹象。江苏省作为我国能源消耗的重要省份，同时也是我国经济发展最快的省份之一，为了使我国早日完成应对气候变暖的任务，实现江苏省经济、能源、环境三者的协调发展，实行推进低碳发展的举措是毋庸置疑的。
　　 本文首先介绍了系统动力学的相关知识，整体描述了系统动力学解决问题的特点。接下来根据江苏省工业碳足迹的特点，利用系统动力学的知识，借助Vensim-PLE软件，通过不断的反复运行和调试，最终构建了江苏省工业碳足迹模型。该模型的创新之处在于:（一）不仅考虑到了能源消费需求对工业碳足迹的影响，同时通过煤炭使用量占总能源的比例，细化了能源结构对单位二氧化碳排放量变化量的影响。（二）特别考虑到了人均GDP的增加会影响到教育的投入。教育的投入会促进技术的进步，从而影响到二氧化碳的排放，其中技术进步是通过专利申请受理量来刻画的。该模型很好的体现了经济、科技的发展会导致技术的进步，从而影响单位二氧化碳排放量的变化，使得人口、经济、环境、资源之间的关系更全面。利用该模型模拟了江苏省到2020年的工业碳足迹情况，并通过设置四种不同的情景探究新能源、技术进步、产业结构对江苏省工业碳足迹的影响。通过情景模拟得到新能源、产业结构的调整对减排的作用更大些。在此基础上提出了减排建议。
　　 农业产生的碳排放在总的碳排放中也占有比较大的比例。本论文继续使用Vensim-PLE软件，针对农田生态系统中的碳排放和碳吸收现状构建了江苏省农田生态系统碳足迹模型。首先根据碳排放和碳吸收的计算公式得出历年碳排放和碳吸收量，在此基础上，对模型进行赋值和调试，通过运行该模型得出碳排放的增速要明显高于碳吸收的增速，并且随着农业投入的增加和机械化程度的提高，这一趋势将会进一步加剧，但总的来说到2020年，碳足迹都是呈现一个下降的趋势。最后提出了农田生态系统碳减排的策略，具有实际意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 国际背景

1．1．2 国内背景

1．2 国内外研究现状

1．3 本文结构安排及创新之处

1．3．1 本文结构安排如下

1．3．2 本文创新之处

第二章 相关理论概述

2．1 系统的相关概念

2．1．1 系统的属性

2．1．2 系统的分类

2．1．3 3E系统理论

2．2 系统动力学理论基础

2．2．1 系统动力学概念

2．2．2 系统动力学特点

2．2．3 因果回路图

2．2．4 反馈环概念

2．2．5 流图分析

2．3 系统动力学的建模步骤

第三章 江苏省工业碳足迹分析

3．1 江苏省工业碳足迹模型的构建

3．1．1 江苏省工业碳足迹系统各因素之间的关系

3．1．2 江苏省工业碳足迹系统动力学预测模型

3．2 江苏省工业碳足迹的仿真预测与结果分析

3．2．1 模型参数的确定与检验

3．2．2 模型中的方程

3．2．3 模型的检验

3．2．4 江苏省工业碳足迹的预测结果

3．3 江苏省工业碳足迹情景模拟

3．4 情景模拟下的减排建议

第四章 江苏省农业生态系统碳足迹分析

4．1 农田利用碳排放量估算

4．2 农作物年碳吸收量估算

4．3 农田生态系统各因素之间的因果关系

4．4 农田生态系统碳足迹系统动力学预测模型

4．5 结果分析

4．6 农田生态系统减排策略

4．6．1 增加农田碳循环、碳捕获和土壤碳汇效应的研究

4．6．2 合理调整农田生态系统的土地利用结构

4．6．3 实施创新的农田管理技术体系

4．6．4 加强农田生物固碳减排的研究

4．6．5 注重降低农田生态系统的温室气体排放

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

读研期间发表的论文