導語：如何才能寫好一篇造成溫室氣體的原因，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

除了二氧化碳外,目前發現的人類活動排放的溫室氣體還有甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫。對氣候變化影響最大的是二氧化碳。二氧化碳的生命期很長,一旦排放到大氣中,最長可生存200年,因而最受關注。排放溫室氣體的人類活動包括所有的化石能源燃燒后排放的二氧化碳。在化石能源中,煤含碳量最高,石油次之,天然氣較低。1860年以來,全球平均溫度升高了0?郾6℃±0?郾2℃。近百年來最暖的年份均出現在1983年以后,20世紀北半球溫度的增幅是過去1000年中最高的。

據資料顯示,近百年來大氣中溫室氣體濃度明顯增加,大氣中二氧化碳的濃度已達到過去42萬年中的最高值。近百年里降水分布也發生了變化,大陸地區尤其是中高緯度地區降水增加,非洲等一些地區降水減少。有些地區極端天氣氣候事件(厄爾尼諾、干旱、洪澇、雷暴、冰雹、風暴、高溫天氣和沙塵暴等)的出現頻率與強度增加。

閱讀上文后請同學們回答下列問題:

(1)什么是溫室效應?其主要影響因素是什么?

(2)文中提到“我國是世界上氣候變化的敏感區和脆弱區之一”,面對溫室效應的影響你有什么想法?我們應該怎么做?

答案:(1)大氣中的二氧化碳等氣體透過太陽短波輻射,使地球表面升溫,但阻擋地球表面向宇宙空間發射長波輻射,從而使大氣增溫。由于二氧化碳等氣體的這一作用與“溫室”的作用類似,故稱之為“溫室效應”,二氧化碳等氣體則被稱為“溫室氣體”。

篇2

所謂的乙醇燃料或乙醇汽油并不是只使用純粹的乙醇作為燃料，而是將乙醇按比例加入汽油中作燃料。乙醇摻入汽油能讓燃料變綠主要緣于兩個作用：一是乙醇的辛烷值高達120，可取代污染物四乙基鉛來防止汽車發生爆震；二是乙醇含氧量高，加入汽油后可以促進燃料充分燃燒，從而大量減少嚴重危害人體健康的一氧化碳、引發光霧生成的揮發性有機化合物和多種毒物的排放，還能降低二氧化硫的排放。

現在世界上無鉛汽油添加劑大多使用甲基叔丁基醚（MTBE），其次是生物乙醇，它們都是辛烷值增強劑和增氧劑。但是，早在1997年美國國家環保局就認定MTBE污染飲用水。于是與該國農業部、能源部一起推動國家立法限制使用MTBE。而加利福尼亞等州政府已經制定法令，限期或已經停止使用MTBE。這樣，生物乙醇就是目前最佳的選擇。更為重要的是，作為生物乙醇原料的植物，如甘蔗、玉米等在生長過程中可吸收二氧化碳。

我國根據國情決定推廣使用在汽油中摻入10％乙醇的E10汽油。由于同體積生物乙醇的燃燒熱值比汽油低30％左右，而E10汽油中摻入乙醇比例小，所以不需要改造發動機。

但是，這種綠色燃料的推廣還是要謹慎，原因之一是這樣的燃料“綠色”成色不足，同樣對環境有害。比如E10汽油會使乙醛排放加倍，雖然目前沒有確切證據證明乙醛排放會明顯危害環境，而且三元凈化器能夠基本清除乙醛。

――摘自《百科知識》，有刪節

考點訓練

1．下列屬于推廣使用乙醇燃料的原因的一項是（）

A．乙醇燃料并非只是使用純粹的乙醇作為燃料，而是將乙醇按比例加入汽油中作燃料。

B．乙醇燃料是不污染大氣和不增加溫室氣體的綠色能源，它可以取代石油等化石燃料。

C．乙醇燃料的含氧量高，促使汽油充分燃燒，從而大量減少危害人體、環境的氣體的排放。

D．乙醇燃料可以減少引發光霧生成的有害物質和造成酸雨的重要因素二氧化碳的排放。

2．下列關于兩種無鉛汽油添加劑的說法，不正確的一項是（）

A．生物乙醇和MTBE都是辛烷值增強劑和增氧劑，它們都能夠有效促使燃料充分燃燒。

B．與生物乙醇相比，MTBE會污染飲用水，所以加利福尼亞等州已經停止使用MTBE。

C．生物乙醇的原料是甘蔗、玉米之類的植物，是可再生的，這是能推廣使用的有利條件。

D．生物乙醇的原料生長時吸收二氧化碳，所以與MTBE相比可以有效地減排二氧化碳。

3．下列對原文的推斷，不正確的一項是（）

A．乙醇和汽油的燃燒熱值不同，所以如果改變兩者的比例，就必定要改變汽車發動機。

B．因為燃燒時會產生乙醛，且尚不清楚其對環境的影響，所以乙醇燃料的推廣有待時日。

C．如果所有的汽車都能用上乙醇燃料，那么將能夠有效地緩解全球范圍內的溫室現象。

篇3

作者簡介：石岳峰，博士生，主要研究方向為農田溫室氣體排放。

基金項目：Climate, Food and Farming Research Network (CLIFF)資助；中國農業大學研究生科研創新專項（編號：KYCX2011036）。

摘要

農田是CO2，CH4和N2O三種溫室氣體的重要排放源, 在全球范圍內農業生產活動貢獻了約14%的人為溫室氣體排放量，以及58%的人為非CO2排放，不合理的農田管理措施強化了農田溫室氣體排放源特征，弱化了農田固碳作用。土壤碳庫作為地球生態系統中最活躍的碳庫之一，同時也是溫室氣體的重要源/匯。研究表明通過采取合理的農田管理措施，既可起到增加土壤碳庫、減少溫室氣體排放的目的，又能提高土壤質量。農田土壤碳庫除受溫度、降水和植被類型的影響外，還在很大程度上受施肥量、肥料類型、秸稈還田量、耕作措施和灌溉等農田管理措施的影響。本文通過總結保護性耕作/免耕，秸稈還田，氮肥管理，水分管理，農學及土地利用變化等農田管理措施，探尋增強農田土壤固碳作用，減少農田溫室氣體排放的合理途徑。農田碳庫的穩定/增加，對于保證全球糧食安全與緩解氣候變化趨勢具有雙重的積極意義。在我國許多有關土壤固碳與溫室氣體排放的研究尚不系統或僅限于短期研究，這也為正確評價各種固碳措施對溫室氣體排放的影響增加了不確定性。

關鍵詞 農田生態系統；溫室氣體；秸稈還田；保護性耕作；氮素管理；固碳

中圖分類號 S181 文獻標識碼 A

文章編號 1002-2104(2012)01-0043-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.01.008

人類農業生產活動產生了大量的CO2, CH4和N2O等溫室氣體，全球范圍內農業生產活動貢獻了約14%的人為溫室氣體排放量，以及58%的人為非CO2排放（其中N2O占84%，CH4占47%）[1]。在許多亞洲、拉丁美洲和非洲的發展中國家，農業更成為溫室氣體的最大排放源，同時由于人口快速增長帶來了糧食需求的大量增加，使得未來20年中農田溫室氣體的排放量也會有所增加[2]。大氣中溫室氣體濃度的升高可能引起的全球氣候變化已受到各國的廣泛重視。

農業生態系統中溫室氣體的產生是一個十分復雜的過程，土壤中的有機質在不同的氣候、植被及管理措施條件下，可分解為無機C和N。無機C在好氧條件下多以CO2的形式釋放進入大氣，在厭氧條件下則可生成CH4。銨態氮可在硝化細菌的作用下變成硝態氮，而硝態氮在反硝化細菌的作用下可轉化成多種狀態的氮氧化合物，N2O可在硝化/反硝化過程中產生。在氣候、植被及農田管理措施等各因子的微小變化，都會改變CO2，CH4和N2O的產生及排放。

而通過增加農田生態系統中的碳庫儲量被視為一種非常有效的溫室氣體減排措施。農田土壤碳庫除受溫度、降水和植被類型的影響外，還在很大程度上受施肥量、肥料類型、秸稈還田量、耕作措施和灌溉等農田管理措施的影響。通過增施有機肥、采用免耕/保護性耕作、增加秸稈還田量等措施，可以減少農田土壤CO2凈排放量，同時起到穩定/增加土壤有機碳含量作用。農田碳庫的穩定/增加，對于保證全球糧食安全與緩解氣候變化趨勢具有雙重的積極意義[3]。中國農田管理措施對土壤固碳的研究主要集中在土壤碳的固定、累積與周轉及其對氣候變化的反饋機制，正確評估農田土壤碳固定在溫室氣體減排中的作用，加強農田碳匯研究具有重要意義。

1 農田固碳

土壤是陸地生態系統的重要組成成分，它與大氣以及陸地生物群落共同組成系統中碳的主要貯存庫和交換庫。土壤碳分為土壤有機碳（soil organic carbon, SOC）和土壤無機碳（soil inorganic carbon, SIC）。SIC相對穩定，而SOC則時刻保持與大氣的交換和平衡，因此對SOC的研究是土壤碳研究的主要方面。據估計，全球約有1.4×1012-1.5×1012t的碳是以有機質形式儲存于土壤中，土壤貢獻給大氣的CO2量是化石燃料燃燒貢獻量的10倍[4]，因此SOC的微小變化都將會對全球氣候變化產生重要影響。同時，土壤碳庫與地上部植物之間有密切關系，SOC的固定、累積與分解過程影響著全球碳循環，外界環境的變化也強烈的影響著地上部植物的生長與土壤微生物對土壤累積碳的分解。

Lal認為SOC的增加可以起到改善土壤質量，增加土壤生產力，減少土壤流失風險，降低富營養化和水體污染危害的作用，且全球耕地總固碳潛力為0.75-1.0 Pg•a-1, IPCC 第四次評估報告剔除全球農業固碳1 600-4 300 Mt a-1（以CO2計），其中90%來自土壤固碳[5]。農田生態系統是受人類干擾最重的陸地生態系統，與自然土壤相比，農田土壤在全球碳庫中最為活躍，其土壤碳水平直接受人類活動的影響和調控空間大，農田土壤碳含量管理及對溫室氣體影響機制正日益受到學術界的廣泛關注。農田管理措施是影響SOC固定、轉化及釋放的主要因素，同時還受土地利用方式、氣候變化等多因素的共同影響，因此對農田碳庫的評價及調整措施需全面考慮多種因素的交互作用。

2 農田固碳措施對溫室氣體排放的影響

近年來，農田土壤固碳的研究已經成為全球變化研究的一大熱點。大量研究表明，SOC儲量受諸多因素的影響，如采用保護性/免耕措施、推廣秸稈還田、平衡施用氮肥、采用輪作制度和土地利用方式等，上述管理措施的差異導致農田土壤有機碳庫的顯著差別，并影響農田溫室氣體排放水平。

2.1 保護性耕作/免耕措施

保護性耕作作為改善生態環境尤其是防治土壤風蝕的新型耕作方式，在多個國家已經有廣泛的研究和應用。中國開展的保護性耕作研究證明了其在北方地區的適用性[6]，并且已進行了保護性耕作對溫室效應影響的相關研究。統計表明2004年全球范圍內免耕耕作的面積約為95 Mha, 占全球耕地面積的7%[7], 并且這一面積有逐年增加的趨勢。

常規耕作措施會對土壤物理性狀產生干擾，破壞團聚體對有機質的物理保護，影響土壤溫度、透氣性，增加土壤有效表面積并使土壤不斷處于干濕、凍融交替狀態，使得土壤團聚體更易被破壞，加速團聚體有機物的分解[8]。免耕/保護性耕作可以避免以上干擾，減少SOC的分解損失[9]。而頻繁的耕作特別是采用犁耕會導致SOC的大量損失，CO2釋放量增加，而免耕則能有效的控制SOC的損失，增加SOC的儲量，降低CO2的釋放量[10]。West和 Post研究發現從傳統耕作轉變為免耕可以固定0.57±0.14 Mg C ha-1yr-1[11]。但對于保護性耕作/免耕是否有利于減少溫室氣體效應尚不明確，這是由于一方面免耕對減少CO2排放是有利的，表現為免耕可以減少燃油消耗所引起的直接排放；另一方面，秸稈還田以后秸稈碳不會全部固定在土壤中，有一部分碳以氣體的形式從農田釋放入大氣[12]。

免耕會導致表層土壤容重的增加，產生厭氧環境，減少SOC氧化分解的同時增加N2O排放[13]；采用免耕后更高的土壤水分含量和土壤孔隙含水量（Water filled pore space, WFPS）能夠刺激反硝化作用，增加N2O排放[14]；同時免耕導致的N在表層土壤的累積也可能是造成N2O排放增加的原因之一，在歐洲推廣免耕措施以后，土壤固碳環境效益將被增排的N2O抵消50%以上[15]。但也有新西蘭的研究表明，常規耕作與免耕在N2O排放上無顯著性差異[16]，還有研究認為鑿式犁耕作的農田N2O排放比免耕高，原因可能是免耕時間太短，對土壤物理、生物性狀還未產生影響。耕作會破壞土壤原有結構，減少土壤對CH4的氧化程度[17]。也有研究表明，翻耕初期會增加土壤對CH4的排放，但經過一段時間（6-8 h）后，CH4排放通量有所降低[18]。

總之，在增加土壤碳固定方面，保護性耕作和免耕的碳增匯潛力大于常規耕作；在凈碳釋放量方面，常規耕作更多起到CO2源的作用，而保護性耕作和免耕則起到CO2匯的作用；在碳減排方面，免耕和保護性耕作的減排潛力均大于常規耕作；由于N2O和CH4的排放受多種因素的綜合影響，因此耕作措施對這兩種溫室氣體排放的影響還有待進一步研究。

2.2 秸稈管理措施

作物秸稈作為土壤有機質的底物，且作物秸稈返還量與SOC含量呈線性關系，因此作物秸稈是決定SOC含量的關鍵因子之一。秸稈還田有利于土壤碳匯的增加，同時避免秸稈焚燒過程中產生溫室氣體。因此，秸稈還田是一項重要而又可行的農田碳匯管理措施。秸稈還田以后，一部分殘留于土壤中成為土壤有機質的來源，另一部分將會以CO2氣體的形式散逸到大氣中，因此，隨著秸稈還田量的增加CO2排放也會增加。有研究表明，秸稈經過多年分解后只有3%碳真正殘留在土壤中，其他97%都在分解過程中轉化為CO2散逸到大氣中[19]。秸稈還田會增加土壤有機質含量，而有機質是產生CH4的重要底物，因此秸稈還田會增加CH4的排放。綜合考量，秸稈還田措施會引起CH4排放的增加，但直接減少了對CO2的排放，同時秸稈還田相對提高了土壤有機質含量，有利于土壤碳的增加，對作物增產具有積極作用。

秸稈還田措施對農業生態系統C、N循環的影響可表現為：一方面由于供N量的增加，可促進反硝化和N2O排放量的增加；另一方面表現為高C/N的秸稈進入農田后會進行N的生物固定，降低反硝化N損失；同時在秸稈分解過程中還可能產生化感物質，抑制反硝化[20]。我國采用秸稈還田農田土壤固碳現狀為2389Tg•a-1，而通過提高秸稈還田量土壤可達的固碳潛力為4223Tg•a-1[3]，與國外研究結果相比較，Vleeshouwers等研究認為，如果歐洲所有農田均采用秸稈還田措施，歐洲農田土壤的總固碳能力可達34Tg•a-1[21]。La1預測采用秸稈還田措施后全球農田土壤的總固碳能力可達200Tg•a-1[22]。隨著農業的發展及長期以來氮肥的過量投入，氮肥損失也是日益嚴重，可通過秸稈還田措施與氮肥的配合施用降低氮肥的反硝化作用及N2O的排放。但秸稈還田后秸稈與土壤的相互作用異常復雜，因此需要進一步開展秸稈施入土壤后與土壤的相互作用機理及田間實驗研究。

2.3 氮肥管理措施

在農田生態系統中，土壤中的無機氮是提高作物生產力的重要因素，氮肥投入能夠影響SOC含量，進而對農田碳循環和溫室氣體排放產生重要影響。長期施用有機肥能顯著提高土壤活性有機碳的含量，有機肥配施無機肥可提高作物產量，而使用化學肥料能增加SOC的穩定性[23]。農業中氮肥的投入為微生物生長提供了豐富的氮源，增強了微生物活性，從而影響溫室氣體的排放。但也有研究在長期增施氮肥條件下能夠降低土壤微生物的活性，從而減少CO2的排放[24]。有研究表明，CO2排放與土壤不同層次的SOC及全N含量呈正相關性，說明在環境因子相對穩定的情況下，土壤SOC和全N含量直接或間接地決定CO2排放通量的變化[25]。對農業源溫室氣體源與匯的研究表明，減少氨肥、增施有機肥能夠減少旱田CH4排放，而施用緩/控釋氮肥和尿素復合肥能顯著減少農田土壤NO2的排放[26]。但也有研究表明，無機氮肥施用可減少土壤CH4的排放量，而有機肥施用對原有機質含量低的土壤而言可大幅增加CH4的排放量[27]。長期定位施肥實驗的結果表明，氮肥對土壤CH4氧化主要來源于銨態氮而不是硝態氮，因為氨對CH4氧化有競爭性抑制作用。此外，長期施用氮肥還改變了土壤微生物的區系及其活性，降低CH4的氧化速率，導致CH4凈排放增加[28]。全球2005年生產的100 Mt N中僅有17%被作物吸收，而剩余部分則損失到環境中[29]。單位面積條件下，有機農田較常規農田有更少的N2O釋放量，單位作物產量條件下，兩種農田模式下N2O的釋放量無顯著性差異[23]。尿素硝化抑制劑的使用可以起到增加小麥產量，與尿素處理相比對全球增溫勢的影響降低8.9-19.5%，同時還可能起到減少N2O排放的目的[30]。合理的氮素管理措施有助于增加作物產量、作物生物量，同時配合秸稈還田等措施將會起到增加碳匯、減少CO2排放的作用。同時必須注意到施肥對農田碳匯的效應研究應建立在大量長期定位試驗的基礎上，對不同氣候區采用不同的氮肥管理措施才能起到增加農田固碳目的。

2.4 水分管理措施

土壤水分狀況是農田土壤溫室氣體排放或吸收的重要影響因素之一。目前全球18%的耕地屬水澆地，通過擴大水澆地面積，采取高效灌溉方法等措施可增加作物產量和秸稈還田量，從而起到增加土壤固碳目的[31]。水分傳輸過程中機械對燃料的消耗會帶來CO2的釋放，高的土壤含水量也會增加N2O的釋放，從而抵消土壤固碳效益[32]。濕潤地區的農田灌溉可以促進土壤碳固定，通過改善土壤通氣性可以起到抑制N2O排放的目的[33]。土壤剖面的干濕交替過程已被證實可提高CO2釋放的變幅，同時可增加土壤硝化作用和N2O的釋放[34]。采用地下滴灌等農田管理措施，可影響土壤水分運移、碳氮循環及土壤CO2和N2O的釋放速率，且與溝灌方式相比不能顯著增加溫室氣體的排放[35]。

稻田土壤在耕作條件下是CH4釋放的重要源頭，但通過采取有效的稻田管理措施可以

減少水稻生長季的CH4釋放。如在水稻生長季，通過實施一次或多次的排水烤田措施可有

效減少CH4釋放，但這一措施所帶來的環境效益可能會由于N2O釋放的增加而部分抵消，

同時此措施也容易受到水分供應的限制，且CH4和N2O的全球增溫勢不同，烤田作為CH4

減排措施是否合理仍然有待于進一步的定量實驗來驗證。在非水稻生長季，通過水分管理尤

其是保持土壤干燥、避免淹田等措施可減少CH4釋放。

許多研究表明，N2O與土壤水分之間有存在正相關關系，N2O的釋放隨土壤濕度的增加而增加[36]，并且在超過土壤充水孔隙度（WFPS）限值后，WFPS值為60%-75%時N2O釋放量達到最高[37]。Bateman和Baggs研究表明，在WFPS為70%時N2O的釋放主要通過反硝化作用進行，而在WFPS值為35%-60%時的硝化作用是產生N2O的重要途徑[38]。由此可見，WFPS對N2O的產生釋放影響機理前人研究結果并不一致，因此有必要繼續對這一過程深入研究。

2.5 農學措施

通過選擇作物品種，實行作物輪作等農學措施可以起到增加糧食產量和SOC的作用。有機農業生產中常用地表覆蓋，種植覆蓋作物，豆科作物輪作等措施來增加SOC，但同時又會對CO2，N2O及CH4的釋放產生影響，原因在于上述措施有助于增強微生物活性，進而影響溫室氣體產生與SOC形成/分解[39]，從而增加了對溫室氣體排放影響的不確定性。種植豆科固氮植物可以減少外源N的投入，但其固定的N同樣會起到增加N2O排放的作用。在兩季作物之間通過種植生長期較短的綠被植物既可起到增加SOC，又可吸收上季作物未利用的氮，從而起到減少N2O排放的目的[40]。

在新西蘭通過8年的實驗結果表明，有機農場較常規農場有更高的SOC[41]，在荷蘭通過70年的管理得到了相一致的結論[42]。Lal通過對亞洲中部和非洲北部有機農場的研究表明，糞肥投入及豆科作物輪作等管理水平的提高，可以起到增加SOC的目的[31]。種植越冬豆科覆蓋作物可使相當數量的有機碳進入土壤，減少農田土壤CO2釋放的比例[39]，但是這部分環境效益會由于N2O的大量釋放而部分抵消。氮含量豐富的豆科覆蓋作物，可增加土壤中可利用的碳、氮含量，因此由微生物活動造成的CO2和N2O釋放就不會因缺少反應底物而受限[43]。種植具有較高C：N比的非固氮覆蓋作物燕麥或深根作物黑麥，會因為深根系統更有利于帶走土壤中的殘留氮，從而減弱覆蓋作物對N2O產生的影響[44]。綜上，通過合理選擇作物品種，實施作物輪作可以起到增加土壤碳固定，減少溫室氣體排放的目的。

2.6 土地利用變化措施

土地利用變化與土地管理措施均能影響土壤CO2，CH4和N2O的釋放。將農田轉變成典型的自然植被，是減少溫室氣體排放的重要措施之一[31]。這一土地覆蓋類型的變化會導致土壤碳固定的增加，如將耕地轉變為草地后會由于減少了對土壤的擾動及土壤有機碳的損失，使得土壤碳固定的自然增加。同時由于草地僅需較低的N投入，從而減少了N2O的排放，提高對CH4的氧化。將旱田轉變為水田會導致土壤碳的快速累積，由于水田的厭氧條件使得這一轉變增加了CH4的釋放[45]。由于通過土地利用類型方式的轉變來減少農田溫室氣體的排放是一項重要的措施，但是在實際操作中往往會以犧牲糧食產量為代價。因此，對發展中國家尤其是如中國這樣的人口眾多的發展中國家而言，只有在充分保障糧食安全等前提條件下這一措施才是可考慮的選擇。

3 結語與展望

農田管理中存在顯著增加土壤固碳和溫室氣體減排的機遇，但現實中卻存在很多障礙性因素需要克服。研究表明，目前農田溫室氣體的實際減排水平遠低于對應管理方式下的技術潛力，而兩者間的差異是由于氣候-非氣候政策、體制、社會、教育及經濟等方面執行上的限制造成。作為技術措施的保護性耕作/免耕，秸稈還田，氮肥投入，水分管理，農學措施和土地利用類型轉變是影響農田溫室氣體排放的重要方面。常規耕作增加了燃料消耗引起溫室氣體的直接排放及土壤閉蓄的CO2釋放，而免耕、保護性耕作穩定/增加了SOC，表現為CO2的匯；傳統秸稈處理是將秸稈移出/就地焚燒處理，焚燒產生的CO2占中國溫室氣體總排放量的3.8%，而秸稈還田直接減少了CO2排放增加了碳匯；氮肥投入會通過對作物產量、微生物活性的作用來影響土壤固碳機制，過量施氮直接增加NO2的排放，針對特定氣候區和種植模式采取適當的氮素管理措施可以起到增加土壤碳固定，減少溫室氣體排放的目的；旱田采用高效灌溉措施，控制合理WFPS不僅能提高作物產量，還可增加土壤碳固定、減少溫室氣體排放；間套作農學措施、種植豆科固氮作物以及深根作物可以起到增加SOC的目的，減少農田土壤CO2釋放的比例；將農田轉變為自然植被覆蓋，可增加土壤碳的固定，但此措施的實施應充分考慮由于農田面積減少而造成糧食產量下降、糧食漲價等一系列問題。

在我國許多有關土壤固碳與溫室氣體排放的研究尚不系統或僅限于短期研究，因此為正確評價各種管理措施下的農田固碳作用對溫室氣體排放的影響增加了不確定性。本文結果認為，保護性耕作/免耕，秸稈還田，合理的水、氮、農學等管理措施均有利于增加土壤碳匯，減少農田CO2排放，但對各因素協同條件下的碳匯及溫室氣體排放效應尚需進一步研究。在未來農田管理中，應合理利用管理者對農田環境影響的權利，避免由于過度干擾/管理造成的災難性后果；結合農田碳庫特點，集成各種農田減少溫室氣體排放、減緩氣候變化的保護性方案；努力發展替代性能源遏制農田管理對化石燃料的過度依賴，從而充分發掘農田所具有的增加固碳和溫室氣體減排的潛力。

參考文獻(Reference)

［1］Prentice I C,Farquhar G D, Fasham M J R, et al. The Carbon Cycle and Atmospheric Carbon Dioxide［A］. Houghton JT. Climate Change 2001: The Scientific Basis, Intergovernmental Panel on Climate Change［C］. Cambridge: Cambridge University Press, 2001：183-237.

［2］Robert H B, Benjamin J D, et al. Mitigation Potential and Costs for Global Agricultural Greenhouse Gas Emissions ［J］. Agricultural Economics, 2008, 38 (2): 109-115.

［3］韓冰, 王效科，逯非, 等. 中國農田土壤生態系統固碳現狀和潛力 ［J］. 生態學報, 2008,28 (2): 612-619. ［Han Bing, Wang Xiaoke, Lu Fei, et al. Soil Carbon Sequestration and Its Potential by Cropland Ecosystems in China ［J］. Acta Ecologica Sinica, 2008, 28(2): 612-619.］

［4］李正才, 傅懋毅, 楊校生. 經營干擾對森林土壤有機碳的影響研究概述 ［J］. 浙江林學院學報, 2005, 22(4): 469-474. ［Li Zhengcai, Fu Maoyi，Yang Xiaosheng. Review on Effects of Management Disturbance on Forest Soil Organic Carbon ［J］. Journal of Zhejiang Forestry College, 2005, 22(4): 469-474.］

［5］Lal R. Carbon Management in Agricultural Soils ［J］. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 2007, 12: 303-322.

［6］高煥文，李洪文，李問盈．保護性耕作的發展 ［J］．農業機械學報，2008，39(9)：43-48．［Gao Huanwen, Li Hongwen, Li Wenying. Development of Conservation Tillage ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2008, 39(9): 43-48.］

［7］Derpsch R. The Extent of Conservation Agriculture Adoption Worldwide: Implications and Impact ［M］. Nairobi, Kenya, 2005. 3-7.

［8］Paustian K, Andren O, Janzen H H, et al. Agricultural Soils as a Sink to Mitigate CO2 Emissions ［J］. Soil Use and Management, 1997, 13(4): 230-244.

［9］Follett R F. Soil Management Concepts and Carbon Sequestration in Cropland Soils ［J］. Soil Tillage Research, 2001, 61(1-2): 77-92.

［10］金峰, 楊浩，趙其國．土壤有機碳儲量及影響因素研究進展 ［J］．土壤, 2000，(1)：11-17. ［Jin Feng, Yang Hao, Zhao Qiguo. Advance in Evaluation the Effect of Soil Organic Carbon Sequestration and the Effect Factors ［J］. Soil, 2000, (1):11-17.］

［11］West T O, Post W M. Soil Organic Carbon Sequestration Rates by Tillage and Crop Rotation: A Global Data Analysis ［J］. Soil Science Society of America Journal, 2002, 66: 1930-1946.

［12］胡立峰，李洪文，高煥文. 保護性耕作對溫室效應的影響 ［J］. 農業工程學報, 2009, 25(5): 308-312. ［Hu Lifeng, Li Hongwen, Gao Huanwen. Influence of Conservation Tillage on Greenhouse Effect ［J］. Transactions of the CSAE, 2009, 25(5): 308-312.］

［13］Steinbach H S, Alvarez R. Changes in Soil Organic Carbon Contents and Nitrous Oxide Emissions after Introduction of NoTill in Pam Pean Agroecosystems ［J］. Journal of Environmental Quality, 2006, 35(1): 3-13.

［14］Six J, Ogle S M, Breidt F J, et al. The Potential to Mitigate Global Warming with NoTillage Management is Only Realized When Practiced in the Long Term ［J］. Global Change Biology, 2004, 10: 155-160.

［15］Smith P, Goulding K W, Smith K A, et al. Enhancing the Carbon Sink in European Agricultural Soils: Including Trace Gas Fluxes in Estimates of Carbon Mitigation Potential ［J］. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2001, 60(1-3): 237-252.

［16］Choudhary M A, Akramkhanov A, Saggar S. Nitrous Oxide Emissions From a New Zealand Cropped Soil: Tillage Effects, Spatial and Seasonal Variability ［J］. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2002, 93(1): 33-43．

［17］Prieme A, Christensen S. Seasonal and Variation of Methane Oxidation in a Danish Spurce Forest ［J］. Soil Biology Biochemistry, 1997, 29(8): 1165-1172．

［18］萬運帆, 林而達.翻耕對冬閑農田CH4和CO2排放通量的影響初探 ［J］．中國農業氣象，2004, 25(3): 8-10．［Wan Yunfan, Lin Erda. The Influence of Tillage on CH4 and CO2 Emission Flux in Winter Fallow Cropland ［J］. Chinese Journal of Agrometeorology, 2004, 25(3): 8-10.］

［19］王愛玲．黃淮海平原小麥玉米兩熟秸稈還田效應及技術研究 ［D］．北京：中國農業大學，2000．［Wang Ailing. Effects and Techniques of Straw Return to Soil in WheatMaize Rotation of Huanghuaihai Plain ［D］. Beijing: China Agricultural University, 2000.］

［20］王改玲，郝明德，陳德立.秸稈還田對灌溉玉米田土壤反硝化及N2O排放的影響［J］.植物營養與肥料學報，2006.12(6):840-844.［Wang Gailing,Hao Mingde,Chen Deli.Effect of Stubble Incorporation and Nitrogen Fertilization on Denitrification and Nitrous Oxide Emission in an Irrigated Maize Soil［J］.Plant Nutrition and Fertilizer Science.2006,12(6):840-844.］

［21］Vleeshouwers L M,Verhagen A.Carbon Emission and Sequestration by Agricultural Land Use:A Model Study for Europe［J］.Global Change Biology,2002.(8):519-530.

［22］Lal R,Bruce J P.The Potential of World Grop Land Soils to Sequester C and Mitigate the Greenhouse Effect［J］.Enviornmental Science & Policy,1999.(2):177-185.

［23］王紹強, 劉紀遠. 土壤碳蓄積量變化的影響因素研究現狀 ［J］. 地球科學進展, 2002, 17 (4): 528-534. ［Wang Shaoqiang, Liu Jiyuan. Research Status Quo of Impact Factors of Soil Carbon Storage ［J］. Advance In Earth Sciences, 2002, 17 (4): 528-534.］

［24］Richard D. Chronic Nitrogen Additions Reduce Total Soil Respiration and Microbial Respiration in Temperate Forest Soils at the Harvard Forest Bowden ［J］. Forest Ecology and Management, 2004, 196: 43-56.

［25］李明峰, 董云社, 耿元波, 等. 草原土壤的碳氮分布與CO2排放通量的相關性分析 ［J］. 環境科學, 2004, 25(2): 7-11. ［Li Mingfeng, Dong Yunshe, Geng Yuanbo, et al. Analyses of the Correlation Between the Fluxes of CO2 and the Distribution of C & N in Grassland Soils ［J］. Environmental Science, 2004, 25(2): 7-11.］

［26］張秀君. 溫室氣體及其排放的研究 ［J］. 沈陽教育學院學報, 1999, 1(2): 103-108. ［Zhang Xiujun. Studies on Greenhouse Gas and Its Emission ［J］. Journal of Shenyang College of Education, 1999, 1(2):103-108.］

［27］齊玉春, 董云社, 章申. 華北平原典型農業區土壤甲烷通量研究 ［J］.農村生態環境, 2002, 18(3): 56-58. ［Qi Yuchun, Dong Yunshe, Zhang Shen. Methane Fluxes of Typical Agricultural Soil in the North China Plain［J］. Rural EcoEnvironment, 2002, 18(3): 56-58.］

［28］胡榮桂. 氮肥對旱地土壤甲烷氧化能力的影響 ［J］. 生態環境, 2004, 13(1): 74-77. ［Hu Ronggui. Effects of Fertilization on the Potential of Methane Oxidation in Upland Soil ［J］. Ecology and Environment, 2004, 13(1): 74-77.］

［29］Erisman J W, Sutton M A, Galloway J, et al. How a Century of Ammonia Synthesis Changed the World ［J］. Nature Geoscience, 2008, 1: 636-639.

［30］Bhatia A, Sasmal S, Jain N, et al. Mitigating Nitrous Oxide Emission From Soil Under Conventional and NoTillage in Wheat Using Nitrification Inhibitors ［J］. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2010, 136: 247-253.

［31］Lal R. Soil Carbon Sequestration Impacts on Global Climate Change and Food Security ［J］. Science, 2004a, 304: 1623-1627.

［32］Liebig M A, Morgan J A, Reeder J D, et al. Greenhouse Gas Contributions and Mitigation Potential of Agricultural Practices in Northwestern USA and Western Canada ［J］. Soil Tillage Research, 2005, 83: 25-52.

［33］Monteny G J, Bannink A, Chadwick D. Greenhouse Gas Abatement Strategies for Animal husbandry ［J］. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2006, 112: 163-170.

［34］Fierer N, Schimel J P. Effects of DryingWetting Frequency on Soil Carbon and Nitrogen Transformations ［J］. Soil Biology Biochemistry, 2002, 34: 777-787.

［35］Cynthia M K, Dennis E R, William R H. Cover Cropping Affects Soil N2O and CO2 Emissions Differently Depending on Type of Irrigation ［J］. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2010, 137: 251-260.

［36］Akiyama H, McTaggart I P, Ball B C, et al. N2O, NO, and NH3 Emissions from Soil After the Application of Organic Fertilizers, Urea, and Water ［J］. Water Air Soil Pollution, 2004, 156: 113-129.

［37］Linn D M, Doran J W. Effect of Waterfilled Pore Space on Carbon Dioxide and Nitrous Oxide Production in Tilled and NonTilled Soils ［J］. Soil Science Society of America Journal, 1984, 48: 1267-1272.

［38］Bateman E J, Baggs E M. Contributions of Nitrification and Denitrification to Nitrous Oxide Emissions from Soils at Different Waterfilled Pore Space ［J］. Biology Fertility of Soils, 2005, 41: 379-388.

［39］Jarecki M, Lal R. Crop Management for Soil Carbon Sequestration Critical Reviews in Plant Sciences ［J］Plant Sciences, 2003, 22: 471-502.

［40］Freibauer A, Rounsevell M, Smith P, et al. Carbon Sequestration in the Agricultural Soils of Europe ［J］. Geoderma, 2004, 122: 1-23.

［41］Reganold J P, Palmer A S, Lockhart J C, et al. Soil Quality and financial Performance of Biodynamic and Conventional Farms in New Zealand ［J］. Science, 1993, 260: 344-349.

［42］Pulleman M, Jongmans A, Marinissen J, et al. Effects of Organic Versus Conventional Arable Farming on Soil Structure and Organic Matter Dynamics in a Marine Loam in the Netherlands ［J］. Soil Use and Management, 2003, 19: 157-165.

［43］Sainju U M, Schomberg H H, Singh B P, et al. Cover Crop Effect on Soil Carbon Fractions under Conservation Tillage Cotton ［J］. Soil Tillage Research, 2007, 96: 205-218.

［44］McCracken D V, Smith M S, Grove J H, et al. Nitrate Leaching as Influenced by Cover Cropping and Nitrogen Source ［J］. Soil Science Society of America Journal, 1994, 58: 1476-1483.

［45］Paustian, K. et al. Agricultural Mitigation of Greenhouse Gases: Science and Policy Options［R］. Council on Agricultural Science and Technology Report, 2004. 120.

Advance in Evaluation the Effect of Carbon Sequestration Strategies on

Greenhouse Gases Mitigation in Agriculture

SHI Yuefeng1 WU Wenliang1 MENG Fanqiao1 WANG Dapeng1 ZHANG Zhihua2

（1. College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China;

2. College of Resources Science & Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China）

Abstract

Agricultural field is an important source for three primary greenhouse gases (GHGs), including CO2, CH4 and N2O. Unreasonable agricultural managements increase GHGs and decrease the effect of soil carbon sequestration. Agricultural activities generate the largest share, 58% of the world’s anthropogenic noncarbon dioxide (nonCO2) emission, and make up roughly 14% of all anthropogenic GHG emissions. And soil carbon pool is the most active carbon pools in ecosystems. In addition, soil carbon pool could be a source or sink of GHGs.

篇4

關鍵詞：全球氣候變暖科學技術生態科技新興產業

中圖分類號：X43文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0172-03

全球范圍內正在發生以變暖為主要特征的氣候變化，氣候異常、災害頻發，科學技術的發展給全球氣候帶來的負面的影響，引發了許多極端氣候。另一方面，科學技術的發展，會讓人類減少對傳統能源的消耗，減少溫室氣體的排放，能夠減緩人類發展給自然帶來的災害。只有全球各國在一定的框架協議內，堅持相互協作、相互理解，以生態科技作為主要的發展方式，才能維持世界的可持續發展。

1全球氣候變暖的影響

自20世紀70年代以來，國際科學界在分析氣候變化事實，探究氣候變化機理，預估未來氣候變化趨勢等方面，已取得了明顯進展。近百年來全球地表平均溫度的總體上升趨勢是客觀存在的。工業革命以來，煤、石油等化石能源的大規模使用是大氣中二氧化碳濃度持續增加的重要原因。人類活動很可能是1950年以來大部分全球地表平均溫度升高的主要原因。[1]

除了全球溫度的升高，冰川的融化，全球氣候變暖引發了巨大的自然災害。

國際紅十字會與紅新月聯合會世界災害報告說，因2004年年底的印度洋海嘯吞噬了22.5萬人的生命，2004年全球因自然災害喪生的人數達到25萬，是2003年的3倍多，2002年的11倍，也是1994—2003年平均數的3倍。2004年共發生自然災害719起，是近10年來第三個自然災害最多的年份，經濟損失大約在1000億美元至1450億美元之間。

2005年瑞士再保險公司公布的數據，2005年全球自然災害頻發，造成死亡和失蹤人數高達95573人，自然災害數約為360起，造成經濟損失1590億元。

2006年，據聯合國網站統計顯示，在發生的自然災害中，包括226次洪水，66次風暴和30次極端氣溫災害，喪生人數是21342人，經濟損失達190億美元。

2007年，國際紅十字與紅新月聯合會，全球共發生405次自然災害，比2006年的423次有所下降，自然災害導致的死亡人數為10年以來最低。2007年受自然災害影響的人數比2006年增加了40%，達到2.01億人，造成的經濟損失達635億美元。

2008年據聯合國國際減災戰略（ISDR）秘書處公布的統計數據顯示，去年全年全球死于自然災害的總人數為235816人，從近10年來看僅次于發生印度洋地震海嘯的2004年。5月襲擊緬甸的強熱帶風暴造成138366人遇難，同在該月發生的中國四川汶川大地震中有87476人喪生。這兩次災害的死亡人數占到了總數的約95%。此外，2008年自然災害造成的經濟損失高達1810億美元，從近20年來看僅次于美國遭遇卡特里娜颶風襲擊的2005年和日本阪神大地震的1995年。

2009年，國際減災戰略署（UNInternationalStrategyforDisasterReduction）稱，今年共發生245起自然災害，較2005年的10年內最高紀錄434起有明顯降低。初步數據顯示，在今年發生的所有災害中，224起與氣候有關，災害共造成總損失為190億美元。

聯合國減災署報告稱2010年全球發生重大自然災害373起，導致超過2億人受災，29.68萬人喪生，造成近1090億美元經濟損失。

2011年日本大地震，2011年7月下旬至今，受臺風和強降雨的影響，泰國連降暴雨引發洪水，中部地區受災尤其嚴重，洪水造成全國數百萬人受災、400多人死亡，1/3省份被淹，多個工廠停產。2011年8月，“艾琳”登錄美國，造成21人死亡，百萬人失去電力供應，部分地區遭遇洪水災害，估計損失高達70億美元。

2012年全球因自然災害造成的經濟損失達1600億美元，其中保險損失約為650億美元，僅颶風“桑迪”就造成了大約250億美元的損失。但總體而言，2012年的經濟損失遠遠低于上年。

2013年全球全年總計經濟損失達1250億美元，其中投保資產310億美元，分別低于近10年的平均值1840億美元及560億美元。雖然去年全球共發生了880多起自然災害，高于近10年的平均值790起，并造成全球兩萬多人死亡，但是死亡人數與近10年受自然災害致死的平均值106000人相比，已大幅下降。

2014年全年共發生自然巨災事件980件，致7700人喪生，巨災造成損失1100億美元，總體而言，2014年全球未發生極端惡劣的自然巨災，損失總額遠低于過去10年總額的平均值。①

科學家們對過去幾十年氣候變化的分析表明：這些變化發生得比歷史水平要更高，且在不斷加速。地球已進入一個氣候快速變化的階段，它很可能比過去幾千年自然發生的變化還要快。[2]

2科學技術與全球氣候變暖的關系

全球氣候變暖除了自然的因素之外，人類活動引起溫室氣體濃度增加，引發的“溫室效應”是主要原因之一。

三種主要的溫室氣體，包括二氧化碳、甲烷和氧化亞氮，在過去的萬年期間尺度上的變化情況。自人類工業革命以來，大氣中的二氧化碳、甲烷、氧化亞氮三種主要的溫室氣體濃度明顯上升，超過了自然界在過去約100萬年以來的最大值，溫室氣體濃度的升高明顯和人類活動特別是化石能源的燃燒所排放的溫室氣體增加有密切的關系。

科學技術是人類達到理想境界的階梯，是創造財富和發展社會經濟的強大手段?；仡櫲祟惖臍v史，正是科學技術的新突破帶來了一次又一次產業革命和人類社會的日益繁榮。

科學技術提高勞動者的素質、改善勞動組織的結構，大幅度提高勞動生產率；科學技術提高勞動工具的科技水平和質量，向自動化、智能化發展，提高工具的產出水平，同時科學技術提高勞動對象的質量和范圍，開拓經濟增長新領域，使廢物、貧礦和信息成為新對象。[3]

科學技術提高對人們日常生活方式產生了重大的改變，由于生活質量的提高，“以車代步”“冬暖夏涼”、信息產業的發展、農業的發展對能源的需求量更大。

人們在享受科技帶來的巨大好處的同時，也逐漸意識到科學技術的發展是一把“雙刃劍”。由科學技術發展推動的西方工業革命，給全球帶來了巨大的發展，但與此同時也引起了全球變暖、臭氧層受損、荒漠化加劇、物種滅絕等問題，因此，在利用科學技術造福于社會的同時，一定要慎重地考慮它的負面影響，不能因為過分追求利益而忽視了潛在的巨大危險，應該正確的處理科學技術發展與全球氣候變化的矛盾。

3科學技術的發展趨勢

然而無論如何，科學技術是第一生產力?？茖W只有繼續向前發展，人類才可能日益進步。如果因為科學的一些負面作用，而放棄對科學的追求，必然會得不償失。

科學技術的不合理應用確實影響生態失衡，但它不是導致生態危機的根源。相反，科技落后才是導致生態問題的內在機制?？萍悸浜螅瑢е侣浜蟮纳a方式、生產技術，使資源過度地消耗，生態環境遭到破壞?？萍悸浜?，資源能源利用率低，排放的廢棄物多，它是環境經濟決策失誤的原因之一。[4]只有大力推進節能減排，新能源和新材料的使用，淘汰落后的高耗能高污染行業或企業，才能在兼顧科學技術發展的同時，維持人類社會的可持續發展。

（1）抑制高耗能、高排放行業過快增長。嚴格控制高耗能、高排放和產能過剩行業新上項目，進一步提高行業準入門檻，強化節能、環保、土地、安全等指標約束，依法嚴格節能評估審查、環境影響評價、建設用地審查，嚴格貸款審批。建立健全項目審批、核準、備案責任制，嚴肅查處越權審批、分拆審批、未批先建、邊批邊建等行為，依法追究有關人員責任。嚴格控制高耗能、高排放產品出口。中西部地區承接產業轉移必須堅持高標準，嚴禁污染產業和落后生產能力轉入。

（2）加快淘汰落后產能。抓緊制定重點行業“十三五”淘汰落后產能實施方案，將任務按年度分解落實到各地區。完善落后產能退出機制，指導、督促淘汰落后產能企業做好職工安置工作。

（3）“互聯網+”推動傳統產業轉型升級。過去十幾年，互聯網的發展很清楚地顯示了這一點：“+”媒體產生網絡媒體，“+”娛樂產生網絡游戲，“+”零售產生電子商務?；ヂ摼W讓金融變得更有效率，更好地為實體經濟服務，更符合“普惠金融”的精神。阿里巴巴集團創始人馬云認為，包括批發業、廣告業和新聞業在內的17種行業，將被互聯網顛覆。[5]

（4）調整能源結構。在做好生態保護和移民安置的基礎上發展水電，在確保安全的基礎上發展核電，加快發展天然氣，因地制宜大力發展風能、太陽能、生物質能、地熱能等可再生能源。

（5）提高服務業和戰略性新興產業在國民經濟中的比重。大力支持和推進七大新興產業的發展，推動新能源汽車、新型環保材料、新型建筑材料等產業的發展。

（6）生態科技。政府應該在迫在眉睫的生態科技難題上迅速推進，如綠色國民經濟核算技術系統，如報賬人體健康的防污染防止技術，如大面積生態退化的修復技術，如區域污染治理的綜合技術，如生態監測預警的科技系統等。[6]

（7）推動現代農業和農業技術發展，實現退耕還林。推動農業技術的革新，爭取用更少的土地養活更多的人。加大林業的建設，實現科技造林、護林，實現林業的科學技術的進步。

總之，減緩氣候變暖的主要目標是減少溫室氣體的排放，而科學技術的主要目標是改進現有的技術，推進新的技術，實現綠色環保與可持續發展的完美結合。摒棄傳統的用高耗能、高排放和高污染作為發展模式，革新科技發展新思路。

4結語

全球氣候變暖已經為不爭的事實，科技的發展在全球大部分國家依然依賴會產生大量溫室氣體的傳統能源（煤、石油、天然氣）的使用，包括設備、騎車所需要的能源，人類生活所需要的能源，而這些傳統能源在燃燒或使用過程中不可避免的會產生大量的二氧化碳等溫室氣體，引發了溫室效應，增加了地球的負荷，引來了地球對人類社會的報復。

不需要抱怨是科學技術的發展而導致的目前的現狀，不應該放棄目前的發展，而是應該進一步的審視目前關于科學技術發展的態度，關于科學技術的推廣和合作，合理的調節利益和可持續發展的矛盾，將科學技術是第一生產力上升到維持可持續發展上來。減少溫室氣體的排放，關心新興產業和農業、林業科學技術的發展，掌握可持續發展的科學技術。

參考文獻 

[1] 羅勇.關于氣候變化關鍵科學問題的爭論與質疑[R].2010中國科協學術報告會，2013-05-17. 

[2] 全球氣候變化加速 干旱洪澇災害并存[J].世界環境，2015（4）：10-11. 

[3] 孫毅霖.現代科學技術革命概論[M].上海：上海交通大學出版社，2009：20-31. 

[4] 王華英.科學的生態價值探析[J].世界科技研究與發展，2004（1）：79-84. 

[5] “互聯網+”推動傳統產業轉型升級[N].中國經濟導報，2015-05-19. 

篇5

水生植物修復污染水體過程中，因有機物的降解及氮磷的去除，釋放溫室氣體，對環境造成二次污染。溫室效應造成的氣候變化引起了人們的廣泛關注，溫室氣體濃度的增加是引起溫室效應的主要原因，因此溫室氣體的“源一匯”受到了廣泛的關注。大氣中CO2,CH4、和N2O的濃度增加對溫室效應增強的總貢獻率占了將近80 %，是溫室效應的主要貢獻者，且其大氣濃度仍分別以年均0.5% ,0.8%和0.3%的速率在增長。目前，對于溫室氣體排放的研究多集中于農田、水庫、湖泊及天然濕地等方面，對于污水處理過程中溫室氣體(CO2,CH4、和N2O)排放研究很少，而水生植物修復污染水體過程中溫室氣體排放的研究鮮見。

依托生態治理工程，采用江蘇省農業科學院自主研發的原位收集和釋放氣體裝置，監測鳳眼蓮( Eachhornaa crassapes)深度凈化污水廠尾水過程中溫室氣體(CO2,CH4、和N2O)排放通量的季節變化特征和沿程變化特征，并探討溫室氣體排放通量的相關環境因素，為鳳眼蓮深度凈化污水廠尾水生態工程提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 污水處理廠與深度凈化塘概況

南京市高淳區東壩污水處理廠(31。17'28.0" N ,119。02'29.3" E)，主要污水來源于東壩鎮及附近的生活污水，采用A20工藝處理污水，日接納污水能力為2 000 t，實驗期間日均處理生活污水1 024 t o未構建尾水深度凈化生態工程前，生活污水經污水廠處理后直接排入連通太湖的青河。

如圖1所示，深度凈化塘采用三級串聯方式組成。深度凈化塘各級長度均為105 m，深1.2 m，其中第一級深度凈化塘寬為25 m，第二、三級深度凈化塘為27.5 m，總有效容積為7 500 m3，之間采用土夯方式隔開，深度凈化塘底部和岸堤均鋪設防水布防止底部滲漏至地下水。進水口和出水口均設置流量計監測污水凈化量。出水口設置溢流堰保持深度凈化塘水深為1 m。污水廠尾水全部進入深度凈化塘，其水力負荷為((0.13 ± 0.03) m3·m-2·d-1，TN負荷為((1.21 ± 0.10) g·m-2·d-1, CODMn負荷為（0.57 ± 0.02) g·m-2·d-1, TP負荷為(0.05 ± 0.00)mg ·m-2·d-1。 2015年5月底鳳眼蓮種苗投放完畢，種苗投放量為0.6 kg·m-2。在進水口、一級、二級及三級凈化塘出水口沿程設置4個監測點(圖1)，將采氣裝置放置在監測點連續采氣，并在附近設置水質監測點采集水樣。〕

 

1.2 進水情況

該尾水深度凈化生態工程進水為高淳縣東壩污水處理廠尾水，尾水水質執行GB 18918-2002一級A標準，水質因季節和時節不同有所差別。工程運行期間，污水處理廠尾水ρ（TN）為(9.27±3.31)mg·L-1 ,ρ( TP)為(0.39±0.O5)mg·L-1 }P } NHa+-N)為(0.4910.07) mg·L-'，CODn,為(4.3810.65)mg·L-'，水體p( DO)為(5.4012.21)mg·L-' , pH值為7.3610.28 。

1.3采樣及分析方法

采用江蘇省農業科學院自主研發的氣體收集裝置(圖2)采集氣體，綜合考慮鳳眼蓮的生長特征、溫度和產氣量變化等因素，在8-9月，一次采氣過程持續7d，連續采氣，采集3次;10-11月，一次采氣過程約持續15 d，連續采氣，采集2次。為減少誤差，統一在上午8 ; 00-11 ; 00采集氣體，氣體的采集和測定方法參考文獻[21}。每個采樣點設置3套采氣裝置。當集氣罩內氣體積聚形成氣泡時，根據排水集氣法原理自動將氣體吸入集氣瓶，通過集氣瓶的質量變化來計算產氣量。采用氣相色譜儀測定各氣體組分濃度，采用峰面積外標法定量各氣體濃度，各組分氣體釋放通量的計算方法為

En=Cn}   X Pn}, X E，(1)

E=(oielTj X 2}3.} s/(2}3.} s+t)，(2)

V=(W，一鞏)/D。(3)式(1)一(3)中，乓a為氣體釋放通量，即單位面積水體單位時間釋放氣體的量，g·m_zm·h-'-乓a為氣體組分濃度，%;pn}為標準狀態下被測氣體密度，g·L-' ; E為標準溫度標準壓力下水體釋放氣體的速率，mL·m_zm·h-' ; V為收集的氣體體積，L;S為集氣罩覆蓋水體的面積，mz ; T為收集氣體所用時間，h;，為收集氣體過程中的平均溫度，℃;W，為試驗開始前裝滿水的集氣瓶質量，g } }z為收集氣體結束后集氣瓶質量，g;D為室溫(O}t}50℃)下水的密度，g·mL-'。

采用德國SEAL AA3連續流動分析儀測定進水及各級出水總氮(TN),鉸態氮(NHQ'-N) ,硝態氮}N03--N}和總磷ATP)濃度，采用酸性高錳酸鹽滴定法測定高錳酸鹽指數(CODM )，采用多功能水質測定儀(YSI Pro Plus, USA)現場測定水溫(c) , DO濃度和pH值。每隔15 d采集鳳眼蓮植株，采用重量法現場測定生物量?！?/p>

 

1.4數據分析

采用Excel 2007和Sigmaplot 12.5軟件進行數據整理和相關性分析，用Origin 8.5軟件作圖。統計檢驗顯著性水平為a = 0.OS〕2結果與分析2.1試驗期間水體主要理化指標變化

2015年6-11月，深度凈化塘鳳眼蓮單位面積生物量和總生物量分別由(0.6010.09) kg " m-Z和(4.5010.64)  t增至(22.73 1 2.82 )  kg " m-Z和(170.50121.17 ) t。由表1可知，水體溫度變化范圍為13 } 27 0C , 8月水溫最高。DO濃度變化維持在3.0 7.0 mg " L-‘之間，屬好氧狀態，10-11月進水DO濃度大幅增高，各級出水DO濃度也呈遞增趨勢。水體pH值基本維持在7.07.6左右，屬于微生物硝化反硝化的最佳pH值范圍，隨月份推移變化的幅度高于沿水流方向上的變化幅度。由上述結果可知，鳳眼蓮三級凈化生態工程水體主要理化指標季節變化較明顯，沿程變化較小，基本維持在一個較穩定的生態系統中。〕

 

水體氮磷污染物指標如圖3所示，水體主要污染物TN , NHQ'-N , N03--N及TP都得到有效降解。監測周期內，進水p(TN) ,p(NHQ'-N) ,p(N03 -N)及p(TP)平均值為9.27,0.49,7.63和0.39 mg·L-'，三級凈化出水平均值為2.96,0.21,2.20和0.14 mg·L-'，其中TN濃度接近地表V類水標準，TP濃度優于地表V類水標準，三級凈化去除率達68.07% ,71.14% , 57.28%和64.21 %，鳳眼蓮深度凈化生態工程對污水廠尾水具有明顯的氮磷去除及水質改善效果。監測周期內，進水CODn,均值為4.38 mg } L-'，三級凈化出水均值為4.75 mg·L-'略高于進水，原因可能是污水廠尾水CODn,處于較低水平，深度凈化塘對尾水有機物的進一步去除效率不高，且水生植物根系的分泌物會在一定程度上增加CODn,。三級凈化出水CODn,低于111類水標準〕

 

2.2溫室氣體排放特征

2.2.1排放通量

2015年8-11月，對鳳眼蓮深度凈化生態工程中溫室氣體(COZ,CH、和NZO)排放進行監測，根據每月實際采樣分析結果，計算鳳眼蓮深度凈化尾水系統中COz,CH、和Nz0的月平均排放通量(表2) o

 

表2顯示，鳳眼蓮深度凈化塘COZ,CH、和NZO排放通量范圍分別為。}0.136,0}0.263和0.6082.561 mg·m_Zm·h-'，平均排放通量為0.05 8 , 0.076和1.539 mg } m-Z } h-'。在整個試驗周期內，鳳眼蓮深度凈化塘累積排放1.273 kg C0z,1.685 kg CHQ及33.590 kg NzO。

2.2.2月份變化特征

如表2所示，隨著月份變化，COZ , CH、排放通量呈現明顯降低趨勢，8月排放通量達最大值，排放通量分別為0.136和0.608 mg } m-Z } h-' ,10月和11月排放通量接近零，這可能與冬天水溫降低及DO濃度、pH值升高有關。由表3可知，COZ和CHQ排放通量與水溫的相關系數分別為O.s67(P<0.Os)和0.s24(P<0.Os)，呈顯著正相關關系;COZ排放通量與 DO濃度、pH值的相關系數分別為-o.sss ( P<o.os ) , -o.606 ( P< o.os，呈顯著負相關關系;CH、排放通量與DO濃度、pH值的相關系數分別為一0.3s4和一0.471，呈負相關關系，但相關性不顯著。

NZO排放通量沒有明顯的季節變化趨勢，排放通量從大到小依次為9,11,10和8月。9月排放通量達最大值，為2.s61 mg·m_zm·h-' } NZO是硝化過程中的副產物，反硝化過程的中間產物，是不完全硝化或不完全反硝化的產物。研究表明，NZO的生成及排放與水溫、DO濃度、pH值、底物濃度及植物覆蓋度等因素密切相關。該研究中Nz0排放通量與水溫、DO濃度及pH值相關系數分別為-0.130,-0.217和一0.178，均未表現出相關性。

2.2.3沿程變化特征

三級凈化生態工程溫室氣體排放通量沿程變化特征如圖4所示。在沿程方向上，溫室氣體排放通量呈現出先升高后降低趨勢，呈現明顯的沿程變化特征，總體上進水端高于出水端。COZ排放通量在二級凈化塘出水口達到最大值，排放通量為0.092 mg·m_Zm·h-' , C H、和Nz0在一級凈化塘出水口達到最大值，排放通量分別為0.178和3.657mg " m_Z " h_'。由表1可知，沿程方向上水溫沒有明顯變化，DO濃度維持在好氧狀態，且pH值維持在在最佳范圍，NZO產生量與碳氮濃度密切相關，排放量與水生植物覆蓋度有關，TN和N03--N呈遞減趨勢。相關性分析結果(表3)表明，NZO排放通量與TN和N03--N相關系數分別為0.477和0.428 ,呈正相關關系。

3討論

3.1鳳眼蓮三級凈化生態工程溫室氣體排放通量

與相關研究相比，該研究中COZ和CH、排放通量較小，NZO排放通量較大。沙晨燕等[z3}運用靜態箱一氣相色譜法對Olentangy河濕地4種不同類型河濱濕地的CH、和COZ排放通量進行研究，發現不同類型河濱濕地CH、和COZ排放通量從大到小依次為自然濕地(( 0.33 } 85.7 mg } m-Z } h-' )、人工濕地( 0.02 20.5 mg·m_zm·h-')和半人工濕地(-0.040.09 mg } m-Z } h-' ) , COZ排放通量由大到小依次為自然濕地(13.1 } 53.5 mg } m-Z } h-' )、半人工濕地(一0.7一132.9 mg·m_zm·h一‘)和人工濕地(一13.3-51.6 mg·m_zm·h-' )。黃國宏等應用封閉箱法對遼河三角洲蘆葦濕地CH、釋放通量的研究結果表明，在5-11月，其釋放通量為一968 } 2 734 },g·m_2m·h-' }  WU等[251利用人工濕地系統處理污水的研究表明，潛流和表面流人工濕地系統N20平均通量為296.5和28.2 },g·m_Zm·h-'，遠低于筆者研究結果。根據KHALIL等對全球N20產生源的估計，污水處理過程N20年釋放量為0.3x10'2一3.Ox10'2 kg，占全球N20總釋放量的2.5%一25 % }  KA-MPSCHREUR等綜合分析相關文獻得到:在實驗室規模的生物脫氮過程中可能有。一90%的氮會轉化為N20;在大規模城鎮污水廠的污水生物脫氮過程中可能有。一14.6%的氮轉化為N20}

3.2   COZ和CHq排放通量影響因素

尾水深度凈化生態工程系統內，C02和CH、主要通過植物傳輸由水體進入大氣，植物傳輸受水生植物種類、覆蓋度及植物傳輸機制的影響。水溫不僅可以通過影響氣體分子的擴散速度及其在水體中的溶解度來直接影響氣體交換通量，還可以通過影響微生物活性間接影響溫室氣體產生的地球化學過程[2A1。監測周期內，C02和CH、釋放通量與水溫呈顯著正相關關系，這與以往的研究結果[zy-3z}相一致。pH值直接影響水體碳酸鹽體系(C02 , C032和HC03-)的動態平衡及分布，控制水體C02濃度,，水一氣界面C02交換通量與pH值通常表現為負相關關系。筆者研究結果表明:COZ釋放通量與pH值呈顯著負相關關系，CH、釋放通量與pH值呈負相關關系，與以往研究結果相同。但COZ和CH、排放通量與鳳眼蓮生物量呈顯著負相關關系，與以往研究結果不一致。這可能是因為水溫是控制COZ和CH、排放的關鍵因素，11月鳳眼蓮生物量增加，但生長緩慢，水溫下降幅度很大。

TREMBLAY等[351的研究顯示:DO濃度與水庫中COZ,CH、釋放通量呈顯著負相關關系。沉積物中產生的甲烷不完全進入氣泡中，一部分通過擴散上升到水面。上升過程中，由于DO濃度逐漸升高，產生的大部分甲烷被有氧一缺氧臨界面的甲烷氧化菌消耗。筆者研究發現，COZ釋放通量與DO濃度呈顯著負相關關系，CH、釋放通量與DO濃度呈負相關關系。對碳循環而言，有機物在有氧狀態下產生COZ和CHQ，在缺氧狀態下主要產生CHQ，因此，COZ和CH、排放通量與水體有機物濃度有關。筆者研究中COZ,CH、與CODn,無相關性，可能是因為進水有機物濃度過低，基本不降解，因此由有機物降解產生的COZ和CH、量很少。

3.3  NZO排放通量影響因素

水溫直接影響微生物活性及酶活性，筆者研究結果表明，NZO釋放通量與水溫沒有相關性，這與以往研究結果不符，但目前對于水生植物修復技術及人工濕地處理系統中水溫與NZO釋放的相關關系沒有明確結論?？赡苁怯捎谒参锏拇嬖谠斐闪藦碗s的硝化一反硝化微生物環境，不是簡單的水溫影響微生物活性進而影響NZO產生的過程。有研究表明在植物生長季，由于植物組織向根系傳輸了更多氧氣，改變了根際溶氧微環境，從而促進人工濕地系統釋放出較多。但也有研究表明人工濕地系統的最高釋放量發生在植物枯萎衰敗的秋季。筆者研究結果顯示:11月，鳳眼蓮開始腐敗脫落，NZO釋放通量開始增加，此與上述研究結果相符。植物可通過吸收作用除氮，植物生物量越多，吸收的氮也越多，NZO的排放就越少該研究結果顯示NZO排放通量與鳳眼蓮生物量呈正相關(P>0.OS)，與其他文獻結果不一致。

pH值通過影響微生物的活性間接影響NZO釋放通量，微生物活性一般在中性或弱堿性環境下最高，pH值越低，NZO釋放通量越大，兩者之間呈負相關關系[ao。筆者研究中，NZO釋放通量與pH值沒有相關關系，可能是pH值變化范圍較小，基本維持在最佳的反應條件，pH值不是控制CH、和NZO產生的關鍵因素，而是其他因素造成Nz0釋放通量的變化。NZO是硝化過程中的副產物，反硝化過程的中間產物。硝化過程中DO濃度過低是造成NZO產生的最主要原因;反硝化過程中DO濃度過高可導致NZO還原酶活性降低或失活進而造成NZO積累。

4 結論

(1)通過鳳眼蓮生態工程深度凈化污水廠尾水，出水水質得到較大改善。出水p STN)和P }Tp}分別為(2.9611.77)和(0.1410.08) mg·L-'，遠低于GB 3838-2002一級A標準。

篇6

關鍵詞 甲烷 水稻田 微生物燃料電池

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A

1引言

為了減緩全球變暖的趨勢，溫室氣體的減排已經引起國際社會的廣泛關注。

大氣中的甲烷含量已經從工業革命前1750年的0.75 mol?mol-1上升到2005年的1.77 mol?mol-1，升高了約2.5倍，盡管甲烷絕對量顯著小于主要的溫室氣體二氧化碳，但是單位質量的甲烷全球增溫趨勢是二氧化碳的25倍（IPCC，2007）。研究表明二氧化碳和甲烷的濃度上升對溫室效應的總貢獻率達到70%左右，二者是溫室效應的主要貢獻者，并且在大氣中的濃度每年以0.5%和0.8%的速度增加。

稻田是甲烷的主要排放源之一，拒估計全球所有的人為活動導致甲烷排放的總量中，從水稻田排放的甲烷約占15%-20%。通過數據的挖掘發現不同類型的濕地甲烷的排放有著顯著差異，而甲烷的排放通量均值最大的是稻田，所以如何降低水稻田中甲烷的排放量就成了國內外研究的重點。

微生物燃料電池（MFCs）是一種用產電微生物將有機物的化學能直接轉化成電能的裝置，有機底物在厭氧條件下被產電微生物分解，釋放出電子，電子直接被陽極捕獲或者經過電子中介體、納米導線等物質間接到達陽極，并經由外電路傳遞到陽極與電子受體（一般是O2）結合，從而形成電流。

2水稻田實施MFCs技術的研究發展

水稻田是實施MFCs技術的重要生境，根據已有實驗數據表明，在水稻田里引水MFCs技術可以控制溫室氣體的排放，因為在水稻田以及濕地中引入MFCs技術后，產電微生物就會與產甲烷微生物形成一種競爭關系，在大多數情況下，產電微生物比產甲烷微生物具有更強的競爭基質的能力，從而可以抑制甲烷的排放，全世界水稻田栽種面積約為15？09hm2，潛在的年產能能力可以達1.8？019J。實驗結果表明MFCs技術的應用不會對原有的水稻田的生態環境造成影響，也幾乎不會對水稻田的產糧功能有任何不利的影響。因此，如果水稻田能夠用于產電，這樣既能抑制溫室氣體的排放也可以獲得額外的附加效益。

水稻田土壤中含有豐富的產電微生物可以采用運行MFCs裝置，在2007年Kaku等人就在水稻田中埋入了石墨氈電極，證明可以持續產電，得到的最大功率密度為6mW?m-2 。近幾年的研究中Rosa等人將陽極埋設在種植水稻的淹水稻田土壤中，陽極浸沒在淹水層，并且采用導線連接陰歷和陽極，從而構建MFCs，以土壤有機質和根系分泌物為電子供體，以水中的溶解氧為電子受體進行產電，并設置對照組。結果顯示，運行MFCs以后，稻田土壤中的甲烷排放量比對照組減少了50%。Rismani―Yazdi等將纖維素作為碳源底物置于MFCs中進行產電，發現隨著MFC產電電流的增加，甲烷累計排放量降低。運行MFC的優勢在于不使用化學藥劑也不消耗能源，相反還能產生少量的電能，是一項值得深入探索的綠色可持續的減排技術。

鄧歡等人將添加質量分數為0.5%的稻稈的土壤裝入MFCs反應器中，淹水并種植水稻后運行MFCs，發現能夠顯著的減少甲烷的排放。土壤中添加稻稈是出于環保理念，因為我國每年產生的農作物秸稈高達5.7億噸，秸稈還田能夠有效提高土壤有機質，改善土壤團聚體，并且取代秸稈燃燒，避免環境污染，所以秸稈還田也得到大力提倡。添加稻稈使土壤含有更多的有機質，而且MFCs閉路運行，這都有利于產電菌生長和產電能力的提升。在MFCs運行的過程中，產電菌在陽極表面逐漸富集和訓化，產電電流逐步提高。經過一段時間后達到峰值，之后產電電流有所降低。主要原因包括可利用有機物碳濃度降低，以及MFCs陽極表面的產電菌在產電過程中厭氧分解有機質產生氫離子，導致土壤中PH值降低，從而抑制了產電菌的活性，以往的研究表明，PH值降低也會抑制產甲烷菌活性。產電菌通過分解有機底物進行產電，從而會與產甲烷菌爭奪土壤中有機質，產電菌對有機底物乙酸的親和系數遠低于產甲烷菌，在研究中添加有機底物同步促進了產甲烷菌和產電菌的活性，造成產電菌和產甲烷菌的活性時間重合，從而活躍的產電菌能夠有效的抑制甲烷的產生，對于不添加有機底物運行MFCs的裝置沒有顯著減小甲烷排放，可能是由于缺乏有機底物，產電菌活性較低，產電較為微弱，因此和產甲烷菌爭奪有機底物的能力稍顯不足。而且有機底物較少造成甲烷排放和產電的峰值推遲出現，MFCs運行可能錯過了抑制甲烷排放的最佳時期。另外不添加外來有機底物的土壤PH值下降幅度較小，所以土壤抑制產甲烷的效果較差。

3總結

目前還有好多工作需要進一步開展，現在采用MFCs進行溫室氣體減排的研究較少，尚需要更多的研究證明減排的效果，探索進一步提高減排效果和降低MFCs構建和運行成本的方法。例如需要從源頭上找到甲烷排放的影響機理，探索減少甲烷排放的方法；根據已經有的稻田或濕地中建立甲烷排放的預算模型，預測未來水稻田和濕地溫室氣體的排放通量，為準確評估全球變暖變化趨勢提供基礎數據；同時還要加強有關影響MFCs性能因素的研究，比如電極材料的優化，燃料電池的結構，傳遞體以及其他的環境因素對產電效率以及產電量的影響，爭取將產電的效能提高到最大化。

參考文獻

[1] 楊斌娟，錢海燕，黃國勤，等.秸稈還田及其研究進展[J].農學學報，2012（2）.

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1.1大氣問題

1.1.1溫室氣體的排放及全球變暖

溫室氣體是指CO2、CH4、水蒸汽等對長波輻射有強烈作用的氣體，其中CO2的作用最大，它能使大氣濃度增大，引起全球變暖，其含量占溫室氣體的50%以上，主要由化石燃料（煤、石油和天然氣）的燃燒產生，自工業革命以后，CO2含量迅速增長，此外，人類活動破壞了大量植被樹木，也是使CO2含量上升的一個重要原因。其它溫室氣體含量也呈現逐年升高趨勢，大氣中CH4和NOx的含量與工業革命前相比已大幅升高。

1.1.2臭氧層破壞

O3是3個氧原子的分子，其電價鍵比O2的共價鍵弱得多，所以O3的化學性質更具活性。地面水平的O3會使活體生物的細胞損傷，所以是一種有毒氣體，對生物體的健康構成威脅。但是位于大氣頂部的O3卻是生物圈的保護層，O3層能吸收太陽光中的紫外線而使大部分紫外線不能輻射到地球表面。紫外輻射能中斷DNA復制，使生物繁殖失敗，又會使DNA在復制過程中發生突變，從而導致癌變。對植物而言，紫外線能使光合作用系統受到嚴重破壞，使初級生產力大幅下降，所以臭氧層使生物發展成為可能，是陸生生物存在的前提。近年來對臭氧層的觀測結果顯示，臭氧層厚度已嚴重變薄并且缺損，臭氧層的破壞，究其原因是人類活動的結果，研究表明，氯氟烴能上升到平流層降解O3，據計算結果顯示1個氯原子能降解100000個臭氧分子，Cl-在其反應中起類似催化劑的作用。

1.1.3煙塵及光化學煙霧污染

煙塵由固體顆粒物和液滴組成，粒徑為0.01μm～1μm。鋼鐵、有色金屬冶煉、火力發電、水泥和石油化工生產、車輛尾氣排放、垃圾燃燒、采暖鍋爐和家庭爐灶排放的煙氣等，都是煙塵污染的主要來源，其中以燃料燃燒排出的煙塵量最多。據統計，大致每燃燒1t煤就有3kg～11kg煙塵飄到空氣中。煙塵會影響人體健康狀況，而且還可以和其它有害氣體結合一起作用于生命有機體。光化學煙霧是以汽油做動力燃燒后出現的一種空氣污染現象，降低空氣可見度，具有特殊氣味，對人的呼吸系統危害極大。

1.2水污染

水污染分為四種，即海洋污染、江河污染、湖泊污染和地下水污染。水污染的嚴重后果是水體富營養化，由于無機營養物過剩導致藻類大量繁殖，大量藻類致使水中光線不足，對其它水生生物造成嚴重影響。藻類及其它浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不斷消耗水中的溶解氧或被厭氧微生物分解，致使水中溶氧量嚴重不足，不斷產生H2S等氣體，從兩個方面使水質惡化，有些魚類和浮游動物甚至死亡，生物多樣性降低，水域生態系統遭受嚴重破壞。藻類及其它浮游生物殘體在腐爛過程中，又把大量的氮、磷等營養物質釋放入水中，供新的一代藻類等生物利用。因此，富營養化了的水體，即使切斷外界營養物質的來源，水體也很難自凈和恢復到正常狀態。而某些重金屬和有毒化學物質在水中生物體內積累，經過食物和生物放大作用使營養級越高的生物受毒害越重。此外，水溫的變化對生物影響也是巨大的，生物對溫度的適應具有“三基點”，即最低溫度、最適溫度和最高溫度。低于最低溫度或高于最高溫度生物不發育，只有在最適溫度范圍內生物才能正常發育。然而許多工業過程坐落在河流上，可以除去余熱，熱能通過各種途徑影響水中某些動物的性比，如兩棲類等，海洋污染主要是陸源性污染物排入，海上活動和直接向海洋傾倒廢物，據不完全統計，全球每年向海洋傾倒廢物質包括工業廢料及生活廢物在內多達200×108t，其中很多都是有害物質。江河污染主要是由江河上游污染企業、造紙場等污水排放，致使河流嚴重污染。江河之水流經之地也受到污染，可形成幾十千米的污染帶。湖泊水是不流動的，所以湖泊污染主要表現在水體營養化，如不及時治理，將導致大量生物死亡，生物遺體逐年堆積湖底，使湖泊淤積變淺，進行逆行演替甚至消失。地下水污染是由工業廢水、生活污水及農業灌溉等通過地面滲透到地下造成地下水污染，地下水污染可能使許多病菌和微生物存在于地下水中，人類飲用污染的地下水會導致產生各種疾病。

2防治措施

a)溫室氣體主要是由化石燃料燃燒產生，控制溫室氣體排放可以通過以下途徑降低溫室氣體排放。(a)改進能源結構，大力開發非化石能源，如水能、核能、太陽能等；(b)提高能源效率，主要是通過各種節能措施提高能效；(c)提倡植樹種草，增加生態系統對CO2的吸收能力，亦能明顯改善環境條件；b)O3的破壞主要是氯氟烴作為制冷劑、煙霧劑、殺蟲劑被廣泛應用。為了更好地保護臭氧層，應制止氯氟烴類物質生產和消耗，靠其它替代品作為制冷劑，目前國際上已經采取了一系列措施防止O3破壞，并制定相關計劃和規定，已逐步實施中；c)煙塵及光化學煙霧污染嚴重危脅人類健康，對人的呼吸系統造成巨大傷害，其來源主要是化石燃料燃燒、城市取暖和汽車尾氣排放等，故應采取節能減排、加大對城市環境管理和綠化等措施；d)水污染防治應慎重處理，如果一旦處理不當將導致更嚴重的污染，防止水污染要解決的是減少污染排放，工業和生活廢物應經合理處理后，才能排放。

3結語

篇8

關鍵詞：溫室效應 環境生物 森林碳匯

我們面臨著全球變暖，北美的依努伊特人已看到這種趨勢:冰在消失，北極熊在挨餓，倔強的鯨也在移棲。

全球性融化，正在消失的陸地，是一種自然現象嗎?

大多數科學家相信，溫室效應是造成近期地球變暖的原因。

一種天然的溫室效應對地球上的生命是重要的。200多年前的物理學家們就已知道，大氣中的某些氣體從地球表面聚集輻射熱，防止它逸回空間。維持地球的均等溫度的主要“溫室氣體”是水蒸氣和二氧化碳。如果沒有他們的溫暖毯子，地球的表面就會凍結。

溫室效應是怎樣起作用的?

來自太陽的溫度將地球表面加熱，地球反過來使能量向外輻射。某些向外輻射的熱逸入空間。但某些熱被稱為溫室氣體的氣體帶入大氣，溫室氣體吸收的輻射降低層將大氣加熱。

全球變化條件下的林業對策：

1 天然林保護與管理

依據氣候變化將引起植物區系和森林物種的遷移變化，以及在影響氣候變化過程中可能出現大量物種滅絕的預測結果，我們采取的適應管理對策，應是立足有效地保護現有森林資源、遺傳資源、以及各種動植物種的棲息地和生境條件，保存稀有的和瀕臨滅絕的樹種，拯救那些當前或今后可能具有經濟價值和適應性的基因和基因綜合體，防止他們喪失，為森林物種適應未來的氣候變化和復雜多變的新生境提供較大的選擇機會。

1.1 保護現有的天然林資源分布范圍和生態適應性，需要對這些植物種進行基因測定，了解其遺傳資源的主要結構，并進行遺傳分類、篩選出能適應氣候變化條件和生態適應性強的遺傳基因型，進行合理的保護和培育，擴大種群數量，同時進行跨氣候區的引種試驗，這里提出的引種并非常規的引種試驗，它是將其種引入自然環境中，即讓其在天然植被生長的環境中生長，將引入種加入到當地植被的自然演替進程之中參與競爭。

1.2 切實做好天然林分類經營和分區管理。對生態公益林要管嚴，堅決杜絕商業性采伐和人為破壞，使森林資源得以休養生息和恢復發展；對宜林地和林中空地，按照公益林的建設標準，采取有效措施，宜封則封，宜造則造，盡快恢復森林植被；對生態功能低下的疏林地，進行合理補植和嚴格封育，改善林分結構，逐步提高生態功能。

――充分利用自然力恢復發展天然林資源。充分利用自然的力量來恢復森林，同時輔助以必要的人工措施，封育結合。

――尋找新的經濟增長點。要轉變觀念，依靠自身發展，拓寬就業渠道，發揮林區的區位優勢和比較優勢，通過調整產業結構，發展種植、養殖，從加工、旅游等非林非木產業上分流富余人員；要與地區經濟發展相結合，大力發展社會服務業，充分吸納勞動力就業；要鼓勵職工自強自立，發展家庭經濟和私營經濟自謀職業；要積極引導勞動力的合理流動，減少林區內就業壓力。

――建立多樣化的產業體系。目前天保工程區產業發展的最大問題是結構失衡，第一產業比重高達73％，而發展后勁不足，第二產業比重22％，且過于分散，競爭力不強，第三產業比重只有5％，尚未形成規模。因此，加快產業結構調整，繼續鞏固第一產業，發揮森林培育業的基礎地位，大力提升第二產業，培育支柱產業，加快發展第三產業，充分發揮第三產業在林區經濟中的基礎性作用，保證一、二、三產業協調發展。

――積極培育后備森林資源。有目的地培育珍貴天然用材林和其他用途的森林資源；建立人工速生豐產優質用材林基地；不斷提高現有天然林生產能力。啟動用材林中、幼林撫育工程，加大森林經營基礎設施建設投入。

2 人工造林對策

基于溫室氣體在大氣中的迅速增長，氣候已經變化并有可能發生劇烈變化的推論，在今后的人造林活動中，應根據未來氣候的變化趨勢，對造林級數、規劃和科學研究做出了相應的調整。

2.1 適應氣候變化的間伐和輪伐策略。

2.2 適應氣候變化的經營賦予原則。

2.3 適應提前間伐，增大間伐強度。

2.4 適應發展超短輪伐期工業人工林。

2.5 森林病蟲害防治的適應對策。

2.6 發展薪炭林減緩氣候變化。

2.7 森林發貨對策。

綠色植物通過光合作用可以吸收和固定大氣中的二氧化碳，從而減少大氣溫室氣體濃度，減緩氣候變化。農作物每年吸收大量的二氧化碳，但其固定的碳在收貨后，大部分又以各種方式返回到大氣。相對說來，森林較長時間地儲存二氧化碳而不釋放，而且森林土壤中也可以儲存大量生物量。因此，生物碳匯的討論多集中于森林。

3 森林碳庫的容量

林業在穩定大氣溫室氣體濃度方面的作用，主要表現在以下幾個方面：

保護：即對現有森林中的碳儲量加以保護，包括防治毀林和森林火災、森林病蟲害，使得現有森林所含碳不至于釋放到大氣；

固碳：既增加碳庫容積，從而將大氣中的碳吸收儲存。根據IPCC的評估，1995至2050年間，全球大約有3.44億h土地可用于造林活動。

能源替代：森林生物量作為能源資源，不僅可以直接燃燒供能，如農村用的薪柴，還可以通過熱電轉化來發電。

原材料替代：鋼鐵、水泥、鋁材、塑料等重要原材料，屬于能耗密集型產品；均可在一定程度上為木材所替代，從而大量減少溫室氣體的排放。

4 拓展森林碳匯的挑戰

森林的碳匯功能及其協同效益，為林業的長足發展提供了良好的機遇，但要將這種機遇轉化成現實，仍需要很多挑戰。

首先是可利用資源總量的約束。地表土地資源是有限的，城市擴張、工業發展、道路建設、糧食生產等都需要土地。毀林在很大程度上是由于人口增長對居住和工農業生產用地需求增加的結果。發達國家經濟發展水平相對較高，基礎設施與道路體系已較為完善，人口水平相對穩定，因而不僅沒有毀林現象，而森林覆蓋率還略有增加。發展中國家則正好相反。這也是為什么毀林多發生在發展中國家的主要原因。不僅土地面積，而且水資源也形成一個重要制約因子。尤其是在干旱半干旱地區，工農業生產業與林業的競爭更加明顯。

中國的新疆塔里木河流域的大規模農業灌溉和工業生產取水，使得塔里木河中下游斷流，成片的胡楊林干枯死亡。

第二，森林碳匯作為一種減少森林談話的手段，必然要與其他手段在自然資源的利用和經濟上存在競爭。森林生物量屬于碳排放中性的可再生能源，而水電、地熱、風能、潮汐能、太陽能等則屬于無碳能源。由于森林及其他生物質能的碳匯功能的實現具有土地空間利用上的排他性，只有其單位面積的減排量高于其他選擇、單位碳的減排的成本低于其他選擇時，森林碳匯才具有競爭力。而且，能源作物種植（如油料和甘蔗作物作為發動機原料的生產原料）如果不與糧食種植競爭的話，必要與森林碳匯的拓展經營形成競爭。

參考文獻:

[1]熊治廷【環境生物學】.

[2]潘家華【減緩氣候變化的經濟分析】.

篇9

關鍵詞 全球氣候變化；溫室效應；公地悲?。悔ね跣乾F象

中圖分類號 X24 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104(2008)03-0058-06

在科學家不斷對全球氣候變化進行評估和研究中，人們越來越感到該問題的嚴峻。全球氣候 變化已經成為國際關注的重要環境問題，其影響也深入到了政治、經濟、文化等人類社會的 各個領域。諸多研究證明，近幾十年來氣溫升高主要是人為溫室氣體排放造成的。為此，國 際社會早在20世紀80至90年代就開始了在控制人為溫室氣體排放方面的努力，并希望通過 國際 協議的方式來約束各國的排放行為。然而，從目前各國在減排方面的成果來看，都不能令人 滿意。唯一一部旨在減緩全球氣候變化的國際協議――《京都議定書》，是經過了上千 位 科學家、上百個國家共同研究制定出來的，被認為具有靈活和先進的減排機制，但卻一直沒 有達到預期的效果，即便是對減排表態最積極的歐盟，其中的許多會員國在履行議定書的義 務時也表現出了力不從心。本文認為，造成這種低效的原因不僅僅是科 技研究水平和政策手段上的局限所至，更為關鍵的是現有對全球氣候變化的認知出現了問題 。認知的過程是人們正確認識事物并選擇相應解決方案的根本前提，一旦在認知上出現了誤 差，必然會導致解決方案的低效性甚至無效。因此，要尋求更適合緩解全球氣候變化的方案 ，就必須對全球氣候變化有正確的認識。

1 全球氣候變化問題中的“冥王星現象”

“全球氣候變化是‘公地悲劇’” 這一說法無論是在學術界的論著中、各國政府的報告中 還是新聞媒體的報道中，早已成為探討全球氣候變化問題的基本前提。人們普遍認為全球氣 候變化是典型的“公地悲劇”［1～3］，并且在解決該問題的過程中容易出現 “ 免費搭 車”現象［4］。在這樣的認識基礎上形成了諸多致力于緩解全球氣候變化的政策和 機制， 其中就包括第一份國際范圍簽署的《京都議定書》。許多學者及環境組織在探討緩解氣候變 化的機制時指出：只有當全球所有國家參與到國際合作中來，才能避免“免費搭車”現象和 環境的惡化，否則悲劇的后果必將由所有國家共同承擔［5～7］。許多國家的政府 報告也肯定了這一說法。例如從較早的美國政府的官方報告［8］到最近的英國政府 所做的 全球氣候變化經濟分析報告［9］都將全球氣候變化看作是“公地悲劇”。而相關的 新聞媒 體報道也與學者和政府的言論形成了巨大默契，在大多數與全球氣候變化問題相關的新聞報 道中，很難找到對此持否定或懷疑態度的。

但就筆者接觸到的文獻來看，“全球氣候變化是‘公地悲劇’”這一“事實”自從哈丁提出 空氣污染等環境問題屬于“公地悲劇”后幾乎是直接被沿用下來，很少有人進一步論證它的 合理性，致使這種認識一直延續到今日。哈丁原文是：“……公地悲劇又表現為污染問題。 ……生活污水，或化學的、放射性的和高溫的廢水被排入水體；有毒有害的和危險的煙氣被 排 入空氣；……”［10］，并沒有直接指出全球氣候變化是“公地悲劇”，但隨著全球 氣候變 化問題的提升，人們將其作為一種國際環境問題并納入到了一般環境污染問題之中，自然成 了“公地悲劇”的表現形式之一。而這種現象可稱之為“冥王星現象”。

有關人們對冥王星的認知問題，美國天文學家湯博在1930年發現了冥王星并錯誤地估計 了其質量，認為它是比地球還大的大行星。他的結論被國際天文學界普遍接受，冥王星成為 太陽系九大行星之一。而且這一認識也被當作科學事實編入了各國的百科全書、教科書、字 典詞典等各種出版物中，在全世界得以普及。雖然也有過質疑和反對的聲音，但一直沒有得 到應有的重視。在2006年的國際天文學聯合會大會上才最終將冥王星剔除出太陽系大行星之 列。自此，太陽系九大行星的說法經歷了近一個世紀后不復存在。所謂“冥王星現象” 就 是指起初沒有得到充分論證的說法通過宣傳報道，久而久之被廣泛接受為事實，甚至是公理 的現象。

“冥王星現象”的結果必然是扭曲了人們對事物本質的認識，而在此基礎上建立起來的任何 試圖解決問題的方案也必然是低效甚至是失效的。全球氣候變化被公認為是“公地悲劇”正 是一種“冥王星現象”。在幾十年的研究中，人們一直秉承著最初哈丁對環境污染問題的看 法來認識全球氣候變化，并且在缺乏系統論證的情況下將該觀點在全球范圍內普及。期間雖 然也有學者對此提出質疑或否定的看法［11～13］，但這樣的觀點相對而言極為 少見， 且本身由于缺乏系統性論證而難具說服力，被一個龐大的集體無意識的認知浪潮所淹沒。在 這種集體無意識的推動下，全球氣候變化作為“公地悲劇”已經成為一個尋找解決全球氣候 變化問題的默認的前提假定。

對全球氣候變化的認識中存在的“冥王星現象”從對當前認識和解決全球氣候變化問題的邏 輯中也得到了進一步印證。表1用路徑的方式將“公地的悲劇”與當前普遍接受的全球氣候 變化問題在認識上進行了對比。該比較主要包括對問題性質的預先假定、問題影響的預期和 解決方案三大方面。

哈丁以一個對所有人都開放的牧場為例指出了作為公用品的牧場最終會由于過度放牧而 導致 崩潰這一悲劇的必然性。因為一般情況下人們在權衡個人利益和公眾利益的時候往往以前者 最大化作為一種理性的追求。“每個人都被鎖進一個強迫他無限制的增加自己畜群量的系統 ――在一個有限的世界里”［10］，直到牧場最終的毀滅。也就是說，公地的自由使 用是導致 悲劇的根本原因。要想解決這一問題，必須讓所有人參與進來。哈丁提出要么通過產權私有 化的方式使公眾利益和個人利益更為緊密地結合起來，進而確保公地悲劇不會發生；要么建 立管理機制，由權力機構限制人們的行為。他認為這是兩種最為有效的解決方案。

由表1可知，全球氣候變化問題的影響也被普遍認為是負面的，將會給全人類帶來巨大的災 難，因此當前主要通過簽訂國際協議的方式，呼吁所有國家參與到國際協議的履行中來以求 解決這問題，《京都議定書》就是在這一認識中形成的。通過比對可見，目前在邏輯結構上 ，全球氣候變化與“公地的悲劇”在認識上具有一致性。

然而“全球氣候變化是‘公地悲劇’”這個沒有經過系統論證就被認可的觀點尚待考證。只 有展開對全球氣候變化問題的重新認識才能從本質上尋找到解決的途徑。

2 全球氣候變化與“公地悲劇”之比較分析

如何將全球氣候變化區別于“公地悲劇”對于深入探求前者的本質至關重要。表2是在 表1的結構上發展起來的兩者在三方面特征的比較。

2.1 基本假定的差異

基本假定決定了人們到底要研究的是一個什么問題。在這方面，“公地悲劇”和全球氣候變 化表現出了完全不同的特征。

首先，“公地悲劇”屬于風險性問題，而全球氣候變化屬于不確定性問題。從定義上看，風 險性問題是可以列舉出某種決策可能帶來的所有結果以及計算出這些結果出現概率的。牧地 的承載力是有限且可以預測的，牧民在做決策時(是否應該在牧地上再增加一頭牲畜)對 公地自由使用權所帶來的結果和出現概率都有清晰統一的認識：只要公地繼續自由使用下去 ，必然帶來悲劇。但是出于自利的選擇，他們仍然超載放牧，令自己的行為所造成的風險平 攤給所有的牧民。而不確定性問題是無法計算出各種結果出現概率的［14］，甚至無 法掌握 一個決策可能帶來的所有后果。這主要是因為不確定性問題不具有對問題的完整認識。全球 氣候變化就是難以預測未來影響及各種影響出現概率的不確定性問題。雖然人們相信在一個 封閉的循環系統中的氣候子系統的承載力是有限的，但這個承載力的極限會在什么時候出現 ，當前全球氣候狀況離這個極限還有多遠仍然是不確定的。并且在這個過程中，人們對氣候 變化還具有著非常強的適應能力，正如進化論中所述的人類的存在在于他對自然的最大的適 應性。在以往的研究中，人們經常會把風險性和不確定性問題混為一談。其實，風險性問題 主要由問題的本質所造成，不確定性問題則是對問題本質的認識不夠完善所造成，引發兩種 問題的原因不同，兩種問題所帶來的影響不同，解決問題的方案也就不同。

其次，哈丁提出“公地悲劇”時考慮造成悲劇的因素是非常單一的，他排除了戰爭、災難、 疾病等各種因素在外，假定社會穩定，造成悲劇的因素只有畜牧量對資源的宿求。在人口問 題中則體現為人口的增長對資源的宿求。但是影響全球氣候變化的因素不只是人為溫室氣體 的排放，而是更多更為復雜的因素共同作用的結果。例如人們對氣候系統有限的認識水平上 所發現的全球暗化（Global Dimming）、陽光的日益猛烈等現象以及地球氣候變化的自然規 律共同影響全球氣候系統的變化。其中，全球暗化是指20世紀50年代以來產生的一種現象， 即 被地球表面吸收的太陽光照量在逐漸減少。目前的研究認為，全球變暗主要是人為原因造成 的，主要元兇是人類工業生產、地面運輸等活動中排放的各種懸浮微粒以及飛機高空飛行留 下的凝結尾流。諸多專家學者發現，自1990年以來，尤其是在歐洲隨著空氣污染的治理降低 了懸浮顆粒的含量，暗化的趨勢有所好轉。然而暗化的趨緩卻造成了溫度的上升，溫室效應 的影響更為顯著［15～16］。由于暗化與暖化的雙重矛盾，人們擔心側重解決全球暗 化問 題將加速全球變暖，若側重解決全球變暖問題則有可能加重暗化的影響。因此如何處理解決 兩者的關系尤為重要?？偲饋碚f，近幾十年來全球平均溫度的升高應該是各種因素共同作用 的結果，且主導因素未明確，各因 素也無法進行影響大小的先后排序?？傊?，這個過程是 復雜的，也是人們當前有限的知識范圍內所無法看透徹的，在未來，氣候將如何變化也將取 決于這些因素組合而成的結果。

另外，“公地悲劇”另一個重要假定是所面臨的局面沒有技術解決方案。技術解決方案(Tec hnical Solution)一般是指通過自然科學的途徑，即科學技術的手段提出的方案。也就是說 ，面臨“公地悲劇”問題，也許解決的科學技術已經存在，但卻不存在有效的技術解決敏感 。這個假定對于人口問題來說也許是合理的，因為無論出現任何技術，人們的理性選擇是不 采用這些技術進行自我消亡。生育是人類自我延續的一種基本的生理和心理需求，雖然當前 已經有非常成熟的避孕技術，但這些技術無法阻擋人類的迅速繁衍和人口數量的激增。那么 對于全球氣候變化來說，是否有技術解決的方案呢？答案仍不確定，可絕對不是否定的。雖 然技術與技術解決方案存在差異，但是技術解決方案必須依靠技術的發展。從當前的科技水 平來看，人們正在從提高能源利用率、推廣可再生能源的使用和加強清潔技術的研發三方面 努力，并在減排方面取得了一定的成效，只是這些技術的發展尚沒有轉化為一種可行的技術 解決方案。所以人們主要采用政治、經濟等社會科學的手段，希望通過國際合作的方式尋求 問題的解決。然而，全球氣候變化的技術解決方案并非是不可能的，這主要取決于技術淘汰 過程中的轉換成本(Switching Cost)的大小。作為經濟人的理性選擇，一旦轉換成本合適， 人們就會選擇更為清潔環保的技術和設備。因此，要減少溫室氣體的人為排放，絕不能否定 技術解決方案的可能性。

2.2 預期影響的差異

全球氣候變化與“公地悲劇”不僅在探討問題的前提假定上不同，在造成的影響上也有很大 區別。

這首先與它們所探討的問題性質有關。哈丁認為在公地自由使用的社會里，風險是顯著的， 然而每個人都在追求自己的利益最大化，爭先恐后追求的結果最終是帶給公地以及所有人的 崩潰，即悲劇是注定要產生的。然后對于全球氣候變化這個不確定性問題來說，未來的局面 是否一定是所有人的悲劇仍存在很大爭議。Perman 等指出不確定性問題存在兩種類型，一 種是可能列舉出某種決策帶來的所有結果，但是無法確定各種結果出現的概率；一種是既無 法列舉出某種決策帶來的所有結果，也無法確定結果出現的概率，后者被稱作絕對不確定性 問題(Radical Uncertainty)。由于人們對復雜的氣候系統及其影響的認識極為有限，全球 氣候變化問題仍處于絕對不確定性問題之列，這就決定了它的悲劇不定。直至現在，在全球 平均溫度趨于上升的同時，許多區域的溫度卻在下降，不同區域的溫度變化情況也有著非常 大的差異。

在公眾利益和個人利益的關系上，全球氣候變化與“公地悲劇”也存在很大差異。后者認為 公地的自由使用權短期會給個人帶來收益，但從長期來看，對于個人利益和公眾利益都會帶 來難以挽回的損失。而全球氣候變化，或者說溫室氣體的人為排放短期對個人有利，長期對 個人和部分公眾也不一定有害。談到這一點，探討全球氣候變化到底會帶來什么影響就顯得 尤為重要。

2.2.1 全球氣候變化影響的三種論調

直至今天學術界對于全球氣候變化是否會給人類造成巨大災難仍存有爭議，并且基本上可以 被劃分為三大派別：全球氣候變化有害論、有益論和不定論。以政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 為主的諸多科學機構和學者通過在全球范圍內的氣候研究和評估，雖不否認全球氣候變化可 能帶來的益處，但認為全球氣候變化的綜合效應是負面的，是關乎全球命運的。他們通常被 看作是全球氣候變化的有害論者。對于全球氣候變化到底會帶來什么樣的災難不多贅言，因 為對它的研究占據了該領域研究的很大部分并且極為系統，同時也占據了國際道德高地，被 全世界所了解并廣為接受。但是全球氣候變化的諸多災難性的影響都是通過情景模擬等方法 對未來的預測，其中的不確定性仍然很大。全球氣候變化的有益論者也不否認人為溫室氣體 排放造成了全球變暖、海平面上升等現象，但一方面他們對主流觀點所提出的各種影響的程 度表示質疑，另一方面他們對氣候變化給人類造成的各種影響是否有害表示質疑，并且有不 少 學者和機構指出氣候變化對地球是有益的。例如溫度的上升有利于漁業的發展、某些物種的 繁衍、使得處于寒冷的無法開墾的土地得以耕種、北方的冬天得以縮短等［12，17］ 。不 確定論者則處于前兩者之間，承認人為因素造成了全球CO2濃度的迅速提升，但是全球氣 候變化的影響利弊還難以斷言，氣候變化的影響存在很大的不確定性，因此沒有必要采取強 制 措施加以控制；同時，有的不確定論者認為人們所謂的全球氣候變化的威脅很大一方面是因 為威脅了人們原有的生活方式，而人具有較強的適應性，既然全球氣候變化的影響仍不確定 ，更多的應該考慮通過生活方式的改變等途徑嘗試著如何更好地適應氣候變化。還有人認為 ，人為排放溫室氣體造成的全球氣候變化并非是導致那些惡劣影響的本質問題［18］ ，例如 “國際政策網絡”的報告指出世界范圍內的貧困問題才是本源，應將更多的注意力轉移到解 決貧困問題上［19］。

2.2.2 氣候變化對不同利益群體的影響

不僅從總體上看全球氣候變化的影響難以定論，對于不同的國家、地區和個人，全球氣候變 化所帶來的短期和長遠利益也是不同的。從當前世界的利益格局來看，可以將各國基本上分 為6大利益群體。①歐洲大部分國家。這些歐洲國家的清潔技術是相對完善、先進的， 推動一個限定溫室氣體減排期限和目標的強有力的國際協議是符合他們短期和長期的經濟、 政治利益的。②以美國為主的少部分發達國家。這部分國家不僅工業發達，且主要依靠化石 燃料能源，按照《京都議定書》在定期內的定量減排溫室氣體的做法對他們來說不僅會造成 短期經濟的損失，也不符合他們長期利益，因此在缺乏對全球氣候系統及影響的認知的基礎 上，他們拒絕履行國際協議中的減排任務。③以俄羅斯為主的前蘇聯加盟共和國。這些國家 在20世紀90年代的政治和經濟轉型使得工業發展所造成的溫室氣體排放水平迅速降低，在《 京都議定書》中不承擔或較少承擔減排任務。因此，參與國際協議并非是出于減少溫室氣 體排放的目的，而是通過出賣交易許可證給其他國家贏得更多的政治和經濟利益。更何況全 球氣 候變化對他們的負面影響相對較小，甚至溫度的升高都會給他們帶來農業生產率的提高、更 適宜生存的氣候等。④小島嶼發展中國家。這些國家海拔較低，又多數孤立于大陸，因此對 于全球氣候變化造成的海平面上升的應對能力最脆弱。如果海平面持續上升，將直接威脅到 這些島國的存在。因此全球共同承擔溫室氣體減排責任符合他們短期和長期的國家利益。⑤ 大部分發展中國家。這些國家由于工業發展較晚，認為西方發達國家對當前溫室氣體排放造 成的全球氣候變化應負主要責任，而發展中國家應以發展為主，在逐漸擺脫貧困落后的過程 中不應承擔早期的減排責任。⑥石油國家的利益聯盟。以中東為主的石油資源豐富的國家， 他們的經濟發展和就業主要的推動力來自于石油產業。推動清潔能源和技術的使用將造成他 們石油產品出口利潤的大幅降低，不符合他們的短期和長期利益，因此這些國家也缺少加入 推動溫室氣體減排的國際協議的動力。由這6大利益群體構成的博弈平臺使得全球氣候變化 問題更為復雜。

總之，與“公地悲劇”不同，全球氣候變化的未來不僅難以預測，而且還存在一系列難以用 “公地悲劇”解釋的現象：面對全球氣候變化，個體并非無差別受損；排污的人不一定受害 ，減排的人不一定受益；某些利益群體受害的同時，另外一些利益群體則從中受益；某些利 益群體受害程度嚴重時，另外一些利益群體受害程度較輕。

2.3 解決方案的差異

由于全球氣候變化與“公地悲劇”問題的性質及其影響上的巨大差異，使之成為了兩種不同 的問題，針對這兩種問題的解決方案也就必然相去甚遠。

首先，解決“公地悲劇”問題是以地區或國家權力機構為核心的，這些權力機構都具有強制 某種政策實施的權力或者保障私有產權的能力，而且由于悲劇的注定和對本國造成的負面影 響，這些權力機構也有意愿主動加強控制。全球氣候變化作為一個復雜的國際環境問題，是 難以通過個別國家的努力而解決的，因為所帶來的影響不均衡分布在不同的區域，有些國 家是溫室氣體排放大國，但卻使得其他國家受到威脅，有的國家花大力氣減排使得其他國家 得以“免費搭車”。全球氣候變化問題必須通過高于國家的權力機構來管理控制才能得以解 決。然而在當今以國家的完整性和不可侵犯性為根本原則的國際政治舞臺上根本不存在 高于國家的權力機構，即便聯合國也不具有強制各國執行國際協議的權力，這勢必造成在各 國利益沒有得到充分協調的情況下國際協議的軟弱性和履行的困難性。例如《京都議定書》 中就表示任何國家都可以根據本國的利益選擇履行或退出國際協議。一個不具備約束力 的協議是無法起到預期效果的。

其次，避免“公地悲劇”發生的另一種解決方案是通過明晰產權使“公地”私有化，但是人 們無法對全球氣候明晰產權。因為，氣候在不同地理位置和不同的海拔高度上都具有其獨特 性，生活在不同區域的人們每年所面臨的氣候條件截然不同。這是氣候區別于一塊牧地這種 公用品的重要特征。那么面對不同的氣候，溫室氣體在不同地區的排放可能給本地和其他地 區帶來相同的、不同的甚至相反的影響，也就是說影響具有不確定性、遷移性。同時，人們 一方面對地球吸收人為溫室氣體的能力的認識有限，一方面無法將排放溫室氣體的權力準確 清晰地分配給每個國家、每個單位和個人。這從《京都議定書》談判過程中各國對要求減排 的溫室氣體總量的爭論中可略見一斑。

另外，哈丁在探討“公地悲劇”時對另外一種解決方案，即依靠喚醒人們的良知和責任來避 免悲劇的產生表示質疑。他以人口問題為例，指出一方面由于人們不會選擇自我消亡，所以 良知的呼吁不可能對所有人起作用，另一方面長期呼吁良知只會讓一部分響應呼吁的人們降 低生育率，而另一部分生孩子較多的人所生育的后代所占比例逐漸增大，最終“自然界將會 采取她的報復行為，節育的種族將滅絕，取而代之的是生育的種族”［10］。所以對 于“公 地悲劇”這一問題，是不可能通過良知與道德的呼吁宣傳與教育解決的。然而，對于全球氣 候變化來說，良知道德的呼吁卻有著一定的積極作用。首先，降低溫室氣體減排量不會對人 的生存與延續產生質的威脅，尤其是隨著科技的發展，清潔技術和清潔能源的普及，以及人 們對生活質量的要求逐步提高，倡導環境保護的呼聲的確起到了也會繼續起著積極作用。另 外，采用清潔技術進行減排的人們也決不會因減排而出現“自我消亡”的事件，溫室氣體排 放量大的單位和個人也決不會因不減排就生存得更好、更長久。還有，人們都具有憐憫心， 在有利己主義傾向的同時也具備利他主義傾向，通過宣傳、教育等方式來呼吁人們的利他主 義傾向，從而使得良心展現出積極應對問題的一面是可以肯定的。更何況，從20世紀60年代 起的綠色運動掀起的環境保護浪潮也足以證明呼吁良知在全球范圍的積極作用。

3 結 論

綜上，全球氣候變化并非由單一的人為原因所造成，它是典型的不確定性問題。相比“公地 悲劇”，該問題更為復雜。目前人們仍無法掌握它可能造成的所有影響及其出現的機率?？?學技術的發展和清潔技術與能源使用成本的逐步降低則給未來的技術解決方案提供了可能。 全球氣候變化的這些特征決定了它的預期影響并非悲劇注定，而是更為復雜多樣，不同的國 家或個體不可能做到風險均擔，引起危害的國家或個體不一定受害，受害的不一定是引起危 害的。面對全球氣候變化這種國際性的環境問題，既難以依靠高于國家的強制力量來加 以解決，又無法準確地對各國的溫室氣體排放權加以明晰，但同時不能忽略呼吁良知和責任 的力量。這就是全球氣候變化問題，一個從基本假定、預期影響到解決方案完全不同于“ 公 地悲劇”的問題。人們必須基于對該問題的全新的系統的認知才能真正找到有別于《京都議 定書》的更為有效的解決途徑。

參考文獻（References）

［1］ Donald K. Sustainability and the Commons［J］. Science, 2003, 302(5652): 18 61.

［2］Robert T W. Climate Change: The Political Situation［J］. Science, 2003, 30 2(5652): 1925～1926.

［3］齊曄. 氣候變化、公用地悲劇與中國的對策［A］. 見：巫永平編.公共管理評論（第 二卷）［C］. 北京: 清華大學出版社, 2004, 149～157.［Qi Ye. Climate Change, T rage dy of the Commons and the Policy of China［A］. In: Wu Yongping. China Public Ad ministration Review (Second Vol.)［C］. Beijing: Tsinghua University Press, 2004 , 149～157.］

［4］Mark J L. Security and Climate Change: International Relations and the Limi ts of Realism (Routledge Research in Environmental Politics) ［M］. London: Rout ledge, 2005. 73.

［5］Cédric P, Jonathan P, et al. Beyond Kyoto: Energy Dynamics and Climate Sta bilisation［R］. Paris: OECD/IEA, 2002. 1.

［6］Ruchi A. International Environmental Justice: A NorthSouth Dimension［M］ . Hampshire: Ashgate Publishing Limited, 2004. 57.

［7］Christoph B and Michael F. The Kyoto Protocol: Success or Failure? ［A］. I n: D. Helm. ClimateChange Policy［C］. Oxford: Oxford University Press, 2005.258.

［8］United States Congress House Committee on Interior and Insular Affairs Subc ommittee on Water and Power Resources. Implications of Global Warming for Natura l Resources: Oversight Hearings Before the Subcommittee on Water and Power Resou rces of the Committee on Interior and Insular Affairs［R］. Washington D.C.: U.S .G.P.O. , 1989. 561.

［9］HouseofLords Britain. The Economics of Climate Change, 2nd Report of Se ssion 2005-2006, Volume II: Evidence［R］. London: TSO Shop, 2005. 128.

［10］加勒特•哈丁. 公地的悲劇［A］. 見：赫爾曼•E•戴利, 肯尼思•N•湯 森主編.珍惜地球：經濟學、生態學、倫理學［C］. 北京：商務印書館, 2001. 154,152,158.［Ga rrett Hardin. Tragedy of the Commons ［A］. In: Herman E D, Kenneth N T. Valuingthe Earth: Economics, Ecology and Ethics［C］. Beijing: The Commercial Press, 2 001. 154,152,158.］

［11］Wolfram K. Economics of Climate Change: The Contribution of Forestry Proje cts ［M］. Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2000. 19.

［12］Ian H R. Classical Theories of International Relations［A］. In: Luterbach er U. and Sprinz D. F. International Relations and Global Climate Change［C］. B oston: MIT Press, 2001. 56.

［13］Carlo C and Marzio G. The Future Evolution of the Kyoto Protocol: Costs, B enefits and Incentives to Ratification and New International Regimes［A］. In: C arraro C and Egenhofer C. Firms, Governments, and Climate Policy: Incentivebas e d Policies for Longterm Climate Change. Chetenham: Edward Elgar Publishing, 20 03. 276.

［14］Roger P, Yue M, et al. Natural Resource and Environmental Economics［M］.3rd ed. Harlow: Pearson Education Limited, 2003. 299.

［15］Wild M.,Hans G.,et al. From Dimming to Brightening:Decadal Changes in Sola r Radiation at Earth's Surface［J］. Science,2005,308(5723):847～850.

［16］Pinker R. T., Zhang B.,et al. Do Satellites Detect Trends in Surface SolarRadiation?［J］. Science,2005,308(5723):850～854.

［17］Wright L J, Hoblyn R A, et al. A Threatened Species Benefits from ClimateChange? ［EB/OL］. 2002. 省略/articles/meeti ngs/judging/woodlarkposter.pdf.

［18］Bjrn L. Global warmingare we doing t he right thing? ［EB/OL］. 2001.image.guardian.co.uk/sysfiles/Guardian/documents/2001/08/14/war ming.pdf.

［19］IPN. Climate Change and Sustainable Development: A blueprint fromthe Sust ainable Development Network［R］. London: International Policy Network, 2004. 3.

Cognition Research on Global Climate Change

WANG Jingmin WEI Dong

(School of Business Administration, Shandong University of Finance,Jinan shandong 250014, China)

篇10

關鍵詞：氣候變化；不確定性；成本—收益分析；歷史責任原則；平等主義原則；功利主義原則；差別原則

中圖分類號：b82-058 文獻標識碼：a 文章編號：1671

2005年8月29日，卡特里娜颶風襲擊了美國的南部海岸，這場美國歷史上損失最大的颶風橫掃幾個州區，造成了至少1 800人死亡，近百萬人被迫轉移，財產損失高達812億美元。雖然不能將氣候變化和卡特里娜颶風直接聯系起來，但這場風暴可以說為我們呈現了有關氣候變化的直觀圖景。

現在，氣候變化的起因和機制已經得到了廣泛的證實：ipcc在2007年的報告中指出，自工業化時代以來，人為排放的溫室氣體顯著增加，大部分已經觀測到的全球平均氣溫的升高很可能是由于人為溫室氣體濃度的增加所致。報告還指出，如果以當前的速度繼續排放溫室氣體，到21世紀末全球平均氣溫將在現有基礎上再上升2℃，到那時海平面將升高0.4~0.7米，許多沿海地區和國家將被吞沒，隨之而來的全球降水模式的變化將威脅到更多人口的生存條件。[1]

氣候變化的復雜性為研究提供了多種視角，氣候倫理的研究集中在對氣候變化的倫理維度上，人為因素導致的氣候變化已經引起了很多重要的倫理問題，無論是對氣候變化的研究還是制定應對決策，都需要以一定的倫理觀作為支撐。氣候倫理是環境倫理的進一步擴展，它突破了環境倫理的中心問題——人與自然的關系，更強調縱向的可持續發展，注重代際公平。另外，在空間維度，氣候倫理更強調一種國際性，即探討如何在國際層面實現平等、公正。[2]當代越來越多的哲學家和社會學家參與到了對氣候變化倫理維度的研究中來，對氣候倫理的研究主要集中在以下幾個方面：一、氣候變化中的科學不確定性

雖已取得一定共識，但氣候變化問題中仍存在大量不確定性?！犊茖W美國人》的編輯david biello說：“實際上無論是國際專家小組還是其他什么人都不能對全球變暖究竟有多糟給出任何確定的說法?！贝髿馕锢韺W家gerard roe認為氣候變化的不確定性來源于氣候系統本身的復雜性和敏感性，因為它極復雜，所以不可控的變化極易發生；又因為它極其敏感，所以小小的變化都會帶來結果的巨大差異，不確定性就這樣產生了。[3]全球變暖的懷疑者以不確定性作為不立即采取行動的借口，一些工業團體和保守派反對政府現在就限制溫室氣體的排放。他們覺得即使要采取行動，也要等到掌握了足夠的信息和技術才行。在“懷疑派”中，代表人物之一是丹麥統計學家bj rn lomborg，他認為氣候變化并不是目前急需解決的問題，世界性的貧困、艾滋病的蔓延、核武器才是現在人們應該關注的問題。現在應對氣候變化的成本遠大于聽之任之的代價，因而他認為無需采取任何措施應對氣候變化。[4]

密歇根大學教授henry n.pollack認為科學中的不確定性和日常生活中的不確定性并無本質差異，人們應當用與處理生活中不確定性相類似的方式去理解和適應科學的不確定性。華盛頓大學副教授stephen m. gardiner指出，因不確定性而拒絕采取行動就是拒絕承認全球變暖這一事實或者認為“不作為原則”是應對不確定性的明智之舉。gardiner認為前者就像鴕鳥將頭埋進沙子里一樣，而后者也不能解決任何實際問題，這都不能應用于我們的實際。gardiner認為當務之急并不是考察確定性本身，而是要決定在這種情況下我們應該做些什么。[5]rock ethics institute制定的《氣候變化的倫理尺度白皮書》明確提出了“不再將科學的不確定性作為拒絕減少溫室氣體排放至全球安全總排放所分配的公平份額的理由”[6]。鑒于當前氣候變化正在侵害部分人群，嚴重且無法挽回的損失很可能在所有確定性被消除以前就已出現，因此，即便存在大量不確定性，我們仍應立即采取行動防范風險，以不確定性為理由拒絕行動是找不到任何道德支撐的。

比較通行的處理不

定性的理論原則是預防原則，《里約宣言》將其定義為：“為了保護環境，各國應當根據其能力，廣泛運用風險預防原則。只要存在嚴重的或者不可逆轉的破壞的威脅，不可將沒有充分科學證據作為延緩預防環境惡化的理由和采取成本有效性合理措施的原因?！盵7]道德哲學教授john broome則認為無需特別的預防理論，“預期效益”即可應對不確定性問題。他認為，人們在抉擇時，考慮的不是事情發生的可能性，而是它的結果也就是預期效益。這樣，在面對氣候變化問題時，我們首先要考慮到有可能出現的危害巨大的極端氣候現象，無論它發生的概率是多少，鑒于這種極端變化所帶來的嚴重損失，我們應該認真對待并及時行動。[8]

此外，在主流派和懷疑派之外還出現了第三種觀點，這就是麻省理工學院物理海洋專家卡爾·溫施教授的“保險論”：將人類現在花費高昂的代價來應對氣候變化看做是為自己和子孫后代買了一個“保險”，即使最后發現并未出現極端的氣候變化，這個代價也是值得的。雖然這種觀點受眾很小，但它也為爭論不休的主流派和懷疑派提供了一種看待問題的全新視角。二、氣候變化的經濟學研究

在自然科學之后，率先探索氣候變化的社會科學當屬經濟學，經濟學家主要對氣候變化的影響及其應對方案進行“成本—收益分析”。由英國政府經濟顧問nicholas stern主持的《斯特恩報告：氣候變化經濟學》（《報告》）就是對氣候變化進行經濟學研究的一個范例。報告對氣候變化問題進行了全面綜合、長期有效的經濟分析，是目前較有影響的經濟學研究成果之一。報告采取的極低貼現率猶如一顆重磅炸彈，激起了贊同者和批判者的激烈爭論，而這正是氣候倫理所關注的焦點問題之一。 一些傳統經濟學家對《報告》提出了質疑：他們認為鑒于氣候變化的不確定性，不能輕易得出悲觀的不利結論。即便氣候變化的危害是確定的，我們也可以通過不斷適應以增強抵御災害的能力，而在《斯特恩報告》中，最壞的影響延續了二百年而人類沒有有效適應，這意味著，報告采取的經濟模型過于簡化，其分析方法是存在問題的。劍橋大學的partha dasgupta教授指出，《斯特恩報告》設定的極低貼現率，意味著當代人必須要把收入的90%以上用于儲蓄留給子孫后代，這根本不現實。[8]

而一些哲學家認為較高的貼現率會使后代的權利被剝奪，嚴重違背了代際公平。john broome指出，在“成本—收益分析”中市場利率影響了貼現率的設定，而市場只反映當代人的偏好，事關后代利益的貼現率被當代人主觀地決定，后代人就這樣被剝奪了“話語權”?！稓夂蜃兓膫惱沓叨劝灼芬舱J為貼現只考慮了當代人的利益，沒有按照代際公平的要求一視同仁地對待當代人和后代人。

為什么貼現會引出如此大的爭議呢？stern認為經濟學家關于貼現率的確定，不能簡單地歸為數學公式和統計學，它本身就是一種反映特定社會價值的道德抉擇。[9]broome則對貼現率問題作了一個比較全面的分析。他認為經濟學家根據“邊際效益遞減”而需要對未來進行貼現[10]，而貼現率究竟是多少，首先看經濟增長率。更重要的是，broome認為經濟學家在對氣候變化進行分析時，已經預設了一個倫理前提，他們自覺或不自覺地根據這一倫理立場行事，這就使得貼現率還需要取決于一個純倫理因素。即經濟學家在確定貼現率時必須在“優先主義”和“功利主義”、“純貼現”和“一視同仁”之間作出選擇（“功利主義”和“一視同仁”都會導致一個相對較低的貼現率，而“優先主義”和“純貼現”則相反）。[8]正是基于這樣選定的倫理立場，不同的人才會得出不同的貼現率。

另外，還有一部分人從根本上否定了傳統的經濟理論中根據gdp來衡量經濟增長，并將這種經濟的增長等同于人類福利增加的計算方法。gardiner指出，傳統的經濟分析并不能充分反映所有相關的成本和收益，例如非人類成本和非經濟成本。[5]傳統的經濟分析或是沒有將環境、社會等成本計入其中，或是將其轉化為量化的貨幣成本和收益，只承認了相關的市場價值，將事物的內在價值歸結為工具價值，這就違背了一些賦予有生命事物以內在價值的倫理體系，貶低了萬物存在的意義。

誠然，對成本與收益的權衡不能完全回答面對氣候變化時我們應當如何行動這一問題，但它也是不容忽視的。我們需要經濟學的實用方法，但不能僅僅依靠經濟學，要將經濟學建立在道德哲學基礎之上，應首先討論其倫理基

礎。因此，我們可以得出結論：經濟學家應該重新思考經濟學與倫理學的關系，重視經濟活動中的倫理考量。三、溫室氣體排放與減排的分配原則

有關全球變暖的核心倫理問題就是如何分配溫室氣體的排放和減排，我們可以將溫室氣體的排放簡單地分為存量（歷史排放）和流量（當下排放）兩部分，針對這兩部分排放制定相應對策所依據的分配原則即為氣候倫理研究的基本對象。

（一）存量

由于溫室氣體在大氣中留存時間長，溫室效應的結果顯現有一定的滯后性。那么就目前和將要出現的全球變暖的危害，誰應負責呢？對此，倫理學界有一個頗為一致的答案：根據歷史責任原則，發達國家應承擔應對氣候變化的主要責任。[5]歷史責任原則基于這樣一個歷史事實：自工業革命以來，發達國家在利用廉價能源發展經濟的同時，排放了大量的溫室氣體，導致了全球變暖，因而，發達國家對于溫室氣體的存量負有主要責任。歷史責任原則也叫污染者付費原則，它要求發達國家在大幅削減溫室氣體排放的同時，向發展中國家提供資金和技術，幫助其應對氣候變化。這一原則與矯正正義的要義相符，因此歷史責任原則對發達國家的要求是其對自己過錯的糾正。

這一原則受到一些發達國家及其學者的質疑：倫理學家peter singer和環境倫理專家dale jamieson認為發達國家直到最近才知道了自己排放的惡劣影響，“無知者無罪”，因此認為發達國家不應為之前的歷史排放負責；還有一種觀點對侵權者身份提出了質疑，美國芝加哥大學教授eric a. posner 和 cass r. sunstein認為，目前大氣中的溫室氣體存量是過去人們所排放的，他們中的絕大部分已經去世了，當今的美國人并不是制造危害的侵權者，讓他們承擔歷史責任，有失公平[11]298-301；另外，歷史責任原則存在著實踐上的困境，沒有一個溫室氣體的排放標準，我們對發達國家的歷史排放量也沒有具體的測量數據，很難制訂出具體的減排責任分配方案。[12]

（二）流量

當下溫室氣體排放的分配原則主要有以下三個：

1.平等主義原則

平等主義原則有一個倫理前提，即將地球大氣吸納溫室氣體的能力當做公共財富，根據所有人對公共財富都擁有平等使用權得出：每一個人都擁有權利排放同等數量的溫室氣體。這一原則得到了廣大發展中國家的支持。因為無論以哪一年的排放量為基準，發達國家都遠遠超過了平均排放水平，而發展中國家還遠未達到平均水平。 這就意味著按照平等原則的要求來進行分配，在發達國家需要大量減排的同時，發展中國家可以繼續增加排放量。

就像john ashton所說的，“與抽象的公共事物，如自由、安全相比，更加實際的物質產品更難適用平等主義原則”[13]，平等主義原則存在著一定的局限。dale jamieson認為各國很可能為了獲得更多的份額而想方設法地增加人口。另外，gardiner指出，這一原則并沒有考慮到排放份額在人們生活中的不同作用。一些排放被用來生產奢侈品，而另一些則被用于維持人們的基本生活。[5]也就是說這樣一個平等的分配方案對于境遇不同的人來說似乎不夠公平，并不符合分配正義的基本要義。

2.功利主義原則

功利主義追求功利的最大化，也即在投入一定的前提下，將能產生最大實用性或“福利”的方法作為最優選擇。[14]這一原則反映了一種實用主義倫理觀，而體現在決策制訂中，就需要一個十分有用的工具，即“成本—收益分析”。根據功利主義原則，溫室氣體排放量的分配應當這樣來安排，即這種分配能使受其影響的人獲得最大的“功用”。因為偏好滿足是可以測量的，大多數經濟學家采用以偏好為基礎的功利觀點。 利主義原則被經濟學家廣泛使用，但其自身存在著致命的缺陷：它以總量、效益的最大化為目標，卻忽視了分配的公正與公平，按照功利主義的觀點，溫室氣體的排放份額應更多地被給予高效率的發達國家，以達到最大實用性，但這顯然有失公允；另外，以偏好為基礎的功利主義，只關注偏好的滿足，卻忽視了偏好的價值與是否合理[15]，這也不能達到分配正義的要求。

3.差別原則

差別原則又叫“惠顧最不利者原則”或“按能力支付原則”，是以羅爾斯關于分配正義的理論為基礎。這一原則要求給予最貧窮人口以最大的排放權，而給予最富裕人口以最小的排放權。[16]氣候變化的最大受害者是脆弱的發展中國家，特別是貧窮的熱帶國家基本上沒有能力應對氣候變化，

因此，差別原則給予他們特殊照顧，這正是分配正義的一種體現?！堵摵蠂鴼夂蜃兓蚣芄s》提出的“共同但有區別的責任”原則就是差別原則的一個例證，該原則要求各國基于不同的經濟發展水平、歷史責任和當下排放來承擔有差別的減排責任。

這一原則雖然在倫理道德角度可以獲得一定支撐，但由于利益立場的不同，不被一些發達國家及學者所接受，eric a. posner 和 cass r. sunstein就稱這樣一種分配原則實質上是“一種（適度）偽裝的跨國再分配要求”，他們認為該分配原則由于受到各方利益的鉗制，是根本不受歡迎的。[11]271 因此，鑒于當前的國際形勢，這樣一個原則在實踐中是很難得到完全履行的。四、結語

上面所涉及的氣候倫理研究僅僅是影響較大且被廣泛認同或是備受爭議的問題，還有許多學者從更加多樣化的角度對氣候變化進行倫理維度的研究。例如，從博弈論角度和從基督教等宗教信仰角度進行氣候倫理的研究，但由于篇幅和能力有限，在此僅能點到為止。

通過對上述氣候倫理問題的介紹，我們可以看到幾乎所有的問題都是圍繞著正義這個倫理概念進行的?？茖W研究和經濟分析最終都是為決策制定服務的，究竟以什么樣的倫理原則來引導應對氣候變化的活動才能達到正義的最大化是氣候倫理研究的焦點，通過對氣候變化問題的倫理分析，最終為政治決策提供價值導向，促進應對方案的達成，真正解決氣候變化問題是氣候倫理的最終指向。

參考文獻：

［1］ipcc．climate change 2007: the physical science basis[r/ol]．cambridge: cambridge university press,2007 [2012-05-26]．ipcc.ch．

[2]曹榮湘．全球大變暖——氣候經濟、政治與倫理[m]．北京：社會科學文獻出版社，2010：16-20．

[3]david biello. climate changes uncertainty principle[j/ol]. scientific american,2007(11): 20[2011-05-10].scientificamerican.com/article.cfm?id=climate-changes-uncertainty-principle．

[4]黃衛華，曹榮湘．氣候變化：發展與減排的困局——國外氣候變化研究述評[j/ol]．經濟社會體制比較，2010(1):76-82[2011-05-11].cctb.net/llyj/lldt/llqy/201002/t20100224_20439.htm．

[5]stephen gardiner. ethics and global climate change[j/ol]. ethics, 2004,114(4): 555–600 [2011-05-10].hettingern.people.cofc.edu/environmental_ethics_sp_10/index.htm．

[6]donald brown, nancy tuana, marilyn averill, et al. white paper on the ethical dimensions of climate change[r/ol]. collaborative program on the ethical dimensions of climate change, 2006: 7-38[2011-5-12]. rockethics.psu.edu/climate/.

[7]王小文.氣候變化倫理學初探[j]. 環境保護，2008(17):69-72.

[8]方旭東，約翰·布魯姆．超越“成本—收益分析”的倫理學考量[j]．學術月刊，2010,42(2):5-13.

[9]nicholas stern. the economics of climate change: the stern review[r]. london: cambridge university press,2007:1-29.

[10]約翰·布魯姆．氣候變化的倫理抉擇[j]．環球科學，2008(7):14-21．

[11]埃里克·波斯納，卡斯·森斯坦．氣候變化正義[m]//曹榮湘．全球大變暖——氣候經濟、政治與倫理．北京：社會科學文獻出版社，2010．

[12]martino traxler. fair chore division for climate change[j]. social theory and practice, 2002(28):101-134.

[13]john ashton, xueman wang. equity and climate:in principle and practice[c] // joseph aldy, john ashton, richard baron, et al. beyond kyoto: advancing the international effort against climate change. arlington: pew center on global climate change, 2003:61-84[2011-05-15]. academic.research.microsoft.com/publication/5252830/equity-and-climate-in-principle-and-practice,2003.

[14]inge johansen. ethics of climate change: exploring the principle of equal emission rights[r].oslo:norwegian academy of technological sciences, 2007:6-51[2001-05-17]. euro-case.org/documents/ethics-climate.pdf.