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关键词:便携式双桥;校验仪;非十进电阻;测量
Abstract: The portable electric double bridge calibrator composed with precision low resistance decimal disk and the standard resistance disk test portable bridge, it is a variety of milli-ohmmeter, micro-ohmmeter standard instrument. The key to test it is non-ten into the resistance to better than 3 × 10-5 Uncertainty of measurement in the DC measurement difficult. The paper points out the inapplicability of the resistance box test method, gives four correct test method.Key words: the portable electric double bridge; calibrator; decade resistor; measurement
中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
前言
便携式双桥校验仪是由几个低阻值十进电阻盘组成的测量盘(范围为11×(10~0.01)Ω)和一多只标准电阻器组成的标准电阻盘构成,其准确度在0.01~0.02级之间,测量范围为10~0.01Ω或10-4~103Ω,它不仅是检定便携式双电桥的标准装置,也是检定、各种数字毫欧、微欧计的理想标准器。检定该仪器的主要难点是对非十进小电阻的高精度测量,这涉及较多的理论基础与实践经验,难度较大,在实际检定中往往由于采用了不正确的检定方法而不能达到正确检定的目的。本文分析了双电桥校验仪测量盘的结构,指出了三种不适用的检定方法,并介绍了4种正确检定方法。
1 便携式双电桥校验仪的由来与线路简介
便携式直流电桥的检定是用整体法,即将一标准电阻箱接入被检电桥的测量端,在各个被检示值调电桥平衡后,标准电阻箱的示值即为被检电桥的实际值。便携式单电桥用10×(104~0.01)Ω,比被检电桥高两级的普通电阻箱做标准即可。而便携式双电桥的检定标准就没这么简单了,因为双电桥的基本检测范围是10~0.001Ω(有的扩展至100Ω),我们可以选择电桥最大量程作为全检量程,这样对应的电阻箱示值为×1、× 0.01(或×10)Ω盘,不管电阻箱为0.01或0.02级(它的准确度是以最高等级的测量盘、通常是第I盘的准确度定级的),受开关接触电阻变差等因素的限制,电阻箱在这些盘的误差大多为0.1%~0.5%,无法满足检定双电桥(0.05~2.0级,以0.1级、0.2级居多)的要求,所以生产厂生产出ZY4型(0.01级)、ZX71型(0.02级)便携式双桥校验仪,他们实际上由双刀开关切换一侧电压、电流端子的过渡电阻器作为测量盘和由多只单值标准电阻器组成的标准电阻盘构成,由于把开关接触电阻引入在电压、电流引线中,即在电阻值的定义点之外,所以开关接触电阻不影响它的准确度,因此它们可以做成0.01级、0.02级准确度的校验仪。
2 双桥校验仪标准电阻盘的检定
双桥校验仪标准电阻盘的检定,按同等级的单值标准电阻器检定即可,如用三次平均双电桥或普通的双电桥以0.001级或二等标准电阻为标准,用替代法测量。当然最理想是用直流比较仪式电桥直接测量。
ZY4型校验仪有0.0001Ω,如果没有同标称值的电阻标准,可用0.001Ω电阻标准作标准,在比较仪式电桥或QJ36等优良的0.02级普通电桥上直接测量,该0.0001Ω虽为0.1级,但它低于双电桥基本量程0.001Ω,所以用普通电桥时要仔细测量并修正电桥。当然用普通电桥时最好用比例替代法测量,即把0.1(0.01)Ω和0.01(0.001)Ω电阻标准接在电桥的RS和RX端钮上,平衡电桥,然后将0.001Ω和0.0001Ω替代上二个电阻,再平衡电桥,经过计算即可由三只电阻标准之值及二次电桥读数求出0.0001Ω之值,它消除了电桥的误差。
3 对桥校验仪测量盘检定的误区
对0.01或0.02级、1~0.01Ω校验仪测量盘按普通电阻箱检定是不行的,因为普通电阻箱×1~×0.01Ω盘精度仅为0.1%~5%,×10Ω盘为0.02%~0.05%,其检定标准装置无法胜任0.01~0.02级校验仪测量盘的检定。下列几种方法不适合双桥校验仪的检定。
3.1标准电阻箱法
他们都是普通电阻箱,国内生产最高等级的0.005级ZX78电阻箱其1~0.01Ω盘的标准度均大大低于0.02%,根本无法作标准进行替代检定。
3.2标准电阻电桥法
国产优良的双电桥为0.02级,精度不够,修正后其不确定度约为0.01%,仍不能满足要求。
国产最高等级的单电桥为0.002级的HY2501型,但因单电桥测量受导线电阻、端钮接触电阻及其变差等影响,加上电桥工作在四臂不匹配状态,更无法保证测量准确度。
3.3比较电桥法
比较电桥是专门检定电桥、电阻箱的,但它本质上是单桥四端钮测量,虽然是按电阻的定义值进行测量,但也因各桥臂的不匹配(阻值相差太大),使电桥灵敏度降低,而且该电桥连接标准电阻与被测电阻的导线的阻值测量精度约为(1~2)×10-4Ω,它要从被测电阻读数中减去,这也大大影响了小阻值的测量准确度。
综上所述,上述常用的三种电阻箱测量法均不适合对双桥校验仪测量盘的检定。
4 双桥校验仪测量盘的正确检定方法
4.1直流比较仪式电桥法
它在测量十进与非十进小电阻时,准确度都非常高,是检定双桥校验仪的最佳选择。
将校验仪四个电阻输出端对应接于比较仪电桥初级被测电阻RX的接线端子上,将校验仪步进电阻R为最大的十进盘示值置于10,电桥第I测量盘也相应置于10,取标称值为10R的电阻标准RS接于电桥的次级RS的接线端子上,R≥1Ω时电桥两电流表置于100mA量程,R≤0.1Ω时置于1A量程,按电桥1:1的测量状态开机,在RS消耗功率为0.01~0.02W(0.01W最好)的电流下调好电桥跟踪和零位,并将检流计灵敏度调至变化0.1 C%偏转不低于1mm的状态(C为被检盘的等级指数),然后按11至0的顺序测量,先把RS的相对偏差值放在偏差盘上,则电桥在各被检示值(包括零)时的读数即为被检示值的实际值。电桥工作状态只要磁势≥3AT、电阻上电压≥3mV即可。
4.2直流比较仪式电位差计法
检定校验仪×1Ω以下的测量盘时,将步进值为R的被检十进盘与标称值为10R的电阻标准串联接入电位差计初级电路,流过初级额定电流I1,先用电位差计测出RS的电压US,然后再测出十进盘各示值的电压Uxi,设rs为RS的实际值,则各示值的电阻实际值
rxi=(Uxi/US)rs
为了直读,在测US时,先把测量盘放在与I1rs对应的示值上,调电位差计次级偏差盘平均电位差计,测各Uxi时,保持偏差盘不动,调测量盘使之平衡,则rxi=(Uxi/US)rs=Uxi/I1,例如Ux2=100.00450mV、I1=50mA,则rx2=2.000090Ω。
当检定×0.1Ω以下的十进盘时,一定要用电位差计的×0.1或×0.01量程并电流换向读数,以减小测量误差。检定×0.01Ω十进盘时,应换向测量两次取平均值。
当检定×10Ω测量盘时,因为被测电势将超出电位差计测量上限,所以必须分流初级电流,以使电位差计测量上限覆盖被测电势的最大值。
将10Ω电阻标准器与测量盘串联后,并联在另一10Ω标准电阻或20Ω过渡标准电阻上,注意一定不要用普通电阻箱做并联电阻,因为电阻箱有开关接触电阻变差且其允许功率小,将使阻值不稳定,从而使二分支电流不稳,严重影响测量准确度。
其余的测量方法与×1Ω盘相同。
4.3过渡标准电阻替代法
将与被检校验仪测量盘步进电阻同标称值的有11个元件的BZ11型等过渡标准电阻,先用同标称值电阻标准对每个元件进行替代法检定,求出过渡电阻的累加值,然后用各累加值做标准,在双桥上对被检测量盘各对应值一一进行替代检定。
ZX71型校验仪测量盘C2电流端上串联着未输出的步进电阻,所以过渡标准电阻电流端一定要接在ZX71的P1电位端或C1电流端上,以减小电桥跨线电阻,以接P1端为最好,因为C1端内还包含开关接触电阻。
4.4置换双电桥法
该法在电桥检定规程上已有叙述,不再重复,但该法接线比较麻烦,尽可能少用。
5 小结
总之,双桥校验仪检定的主要难点是非十进小阻值的准确测量,涉及较多的理论基础与实践经验,是直流测量中难度比较大的,应充分重视。
参考文献:
[1]JJG506~87直流比较仪式电桥检定规程。
[2]JJG505~87直流比较仪式电位差计检定规程。
探究取一条定长的细绳,把它的两端都固定在图板的同一点处,套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,这时笔尖(动点)画出的轨迹是一个圆。如果把细绳的两端拉开一段距离,分别固定在图板的两点处(图2.1―1)(图略),套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,画出的轨迹是什么曲线?
在这一过程中,你能说出移动的笔尖(动点)满足的几何条件吗?
把细绳的两端拉开一段距离,移动笔尖的过程中,细绳的长度保持不变,即笔尖到两个定点的距离之和等于常数。
我们把平面内与两个定点,的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆。这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距。
反例:线段的垂直平分线上任意一点(除垂足之外)与两个定点,的距离之和都等于常数,并且,在中,显然。那么垂直平分线=椭圆?
其实,除了线段(包括端点)上的点之外,平面内任意一点与两个定点,的距离之和都等于常数,并且,那么整个平面(除了线段(包括端点)上的点)=椭圆?
常数是固定不变的数值,与之相反的是变量。这是常数不变的一面,但是常数也具有“变化的”一面。
二、关于双曲线的错误定义分析
思考我们知道,与两个定点距离的和为非零常数(大于两个定点间的距离)的点的轨迹是椭圆。那么,与两个定点距离的差为非零常数的点的轨迹是什么?
如图2.2―1(图略),取一条拉链,拉开它的一部分,在拉开的两边上各选择一点,分别固定在点,上,把笔尖放在点处,随着拉链逐渐拉开或者闭拢,笔尖所经过的点就画出一条曲线。这条曲线是满足下面条件的点的集合:。
如果使点到点的距离减去到点的距离所得的差等于同一个常数,就得到另一条曲线(图2.2―1中左边的曲线)。这条曲线是满足下面条件的点的集合:
。这两条曲线合起来叫做双曲线,每一条叫做双曲线的一支。
我们把平面内与两个定点,的距离的差的绝对值等于常数(小于)的点的轨迹叫做双曲线。这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距。
这样定义双曲线是错误的。
反例:线段的垂直平分线上任意一点与两个定点,的距离的差的绝对值等于0(常数),并且显然。那么垂直平分线=双曲线?
其实,除了以,为端点(包括端点)的两条射线之外,平面内任意一点与两个定点、的距离的差的绝对值都等于常数,并且,那么整个平面(除了以,为端点(包括端点)的两条射线)=双曲线?
值得一提的是:思考处有两个“非零”常数,第一个“非零”却是画蛇添足――大于两个定点间的距离难道还可以等于零;第二个“非零”必不可少,定义双曲线时却“销声匿迹”,还有“昙花一现”的“同一个常数”。
三、关于抛物线的错误定义分析
我们把平面内与一个定点和一条定直线的距离相等的点的轨迹叫做抛物线。点叫做抛物线的焦点,直线叫做抛物线的准线。
这样定义抛物线也是错误的。
点与直线的位置关系有两种,既然定义中没有明确说明点不在直线上,那就不能理所当然的认为点不在直线上。
四、椭圆、双曲线、抛物线的正确定义与理解
我们把平面内与两个定点,的距离之和等于同一个常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆。
我们把平面内与两个定点,的距离的差的绝对值等于同一个非零常数(小于)的点的轨迹叫做双曲线。
我们把平面内与一个定点和一条定直线(不经过点)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线。点叫做抛物线的焦点,直线叫做抛物线的准线。
同一个常数≠常数,前者更强调一种不变性、重复性。椭圆定义中的同一个常数也可以用常数、定值等代换,这里不仅表明是常数,还对常数进行了限制,即该常数是而不是1,2,3,……;双曲线定义中的同一个非零常数也可以用同一个正(常)数代换。在归纳出双曲线的定义时,常数,常数。两式中的常数不仅大于零而且还相等,即为同一个非零常数。进一步理解,既然你画出的图形已经是椭圆、双曲线,那么一定有、,即它们是“点的轨迹是椭圆、双曲线”的必要而不充分条件。
通过以上对椭圆、双曲线、抛物线的错误定义分析,加深了我们对椭圆、双曲线、抛物线的定义的深刻理解。
数学概念有些是从生产、生活实际问题中抽象出来的,有些是从数学自身的发展而产生的,许多数学概念源于生活实际,但又依赖已有的数学概念而产生。我认为抽象出来一个新的数学概念需要注意归纳推理的正确应用。
五、归纳推理的正确应用
(1)谨防生搬硬套
归纳推理是由部分到整体、有个别到一般的推理。这种特征决定了我们不能由个别结论生搬硬套得出一般结论。
例如:把细绳的两端拉开一段距离,移动笔尖的过程中,细绳的长度保持不变,即笔尖到两个定点的距离之和等于常数。――这一段话是没有错误的,因为这里的常数等于绳长(实质上是动点到两定点的距离的和),而定义中――我们把平面内与两个定点,的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆。但此常数非彼常数。
(2)不容忽视的前提条件
上文已提及,。这两式中的常数不仅大于零而且还相等即实质为同一个非零常数。这是得出双曲线定义的前提条件。
其实,方程不一定无解,太阳不一定东升西落,骑白马的不一定是王子。
(3)不容忽视的特殊情况
是的,最近在北京的街头,也多见该产品的路牌广告,从传播上看来,“爱运动爱音乐”的主张,确实给沉闷的手机推广带来一丝亮色,从这也可见该公司对该产品的匠心独运与重视。可是,该广告映入我眼帘后,想来想去,总觉得不是滋味!什么是爱运动爱音乐?到底是爱运动,还是爱音乐?还是必须爱运动的同时来爱音乐?
看来,该产品的定位不是一眼就能看出的清晰,还是有探讨的余地!
凭空想出来的双定位,想将运动与音乐人士一网打尽
不可否认,诺基亚公司的市场人员还是花了很多的功夫在该产品的构思上:现在手机基本不在通话功能上下功夫,而只在能体现娱乐、运动、音乐、游戏这些功能以及独特的个性、情感上绞尽脑汁。那么,将运动、音乐功能进行组合与提升,应该是一条发现蓝海、冲出红海的道路。于是,他们想出了这款5500 SPORT运动音乐手机,既不同于以前的运动功能手机,也不同于现在泛滥的音乐手机,以求突破。分析一下,他们当初的创意思路,应该基本如下图所示:
从上面看来,他们的目的昭然若揭,即通过打造一种独有的装备,来体现该产品对目的消费者的“可运动、可音乐”的需求的满足。如下:
眼睛只会聚集一点,想一网打尽反而显得含混不清,消费者莫衷一是
可是,从消费者分析图可看出,爱运动的人的特性与爱音乐的人的特性虽有一些共同点,但更多的是不同的消费者特征,一种更倾向于自我的、自然的、外向的、活泼的、注重团队的、寓乐于苦的甚至领导型的;一种则是个性的、城市的、外向的、追求轻松惬意与无拘无束的。所以,最初的想一箭双雕住这两部分消费者,想夺得大众市场的好感,反而变成了特殊人群的特性装备,目标消费者群变成了:
所以,其产品消费者定位也发生了变化:
到这里,我们相信诺基亚公司不仅是为了那一小撮“特殊人”来专门规划的这个产品。花了这么大的代价,最后精心为大众消费者准备的新产品却只是为极少一部分人服务,公司老板确定不干!
深挖一步,别有洞天。只要去想,世上总有圆满的解决办法
其实,这款产品无论从设计、外观、功能、创意上都还是有可取之处。只要稍微作些调整,该款产品还是能出彩的。我们不能拿模糊来说是为了重视与对准所有消费者,也不能含含糊糊、不下功夫研究与细想就想一箭双雕。营销能力就是向前再走一步的能力。如果进行以下的发掘,相信会有更好的产品定位,也说明了对消费者有了更认真、更透彻的了解与认识:
关键词:分形理论;Zipf定律;碳储量分布
中图分类号:S718.5 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2016)01-0054-05
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.01.016
工业革命以来,由于化石燃料的过度燃烧,温室气体不断的在地球大气中积累,导致陆地地表和海洋大气的气温持续上升[1],温室效应已成为当今国际社会公认的最为严重的环境问题之一[2]。因此,降低大气中主要温室气体二氧化碳的浓度是解决温室效应的主要途径。
森林作为陆地生物圈的主要组成部分,不仅维持着约占全球86%以上的植被碳库,同时也维持着巨大的约占全球73%的土壤碳库[3]。土壤每年呼吸释放到大气中的CO2是化石燃料燃烧释放的CO2的10倍以上[4]。土壤有机碳库的轻微变化足以对大气中的CO2造成极大的影响,进而通过温室效应影响全球气候变化[5]。所以有必要对土壤有机碳储量和分布特征进行详细研究。与此同时,为更好地理解森林生态系统与气候变化之间的相互作用,也为提高该区域森林生态系统的质量提供数据支持,还需要研究森林植被碳储量及其分布情况。
森林土壤和植被碳储量的分布形态可以理解为是在某种规定的尺度中离散的分布。这种分布上或结构上的离散性是森林资源规模分布不均衡的主要原因,也是研究森林生态系统碳储量规模分布形态的方向之一[6-9]。笔者利用分形理论和Zipf定律对江西省森林土壤和植被碳储量的规模分布及其特征进行定量分析,为研究森林生态系统碳储量空间分布格局提供了新思路,同时,也为林业部门制定区域森林资源可持续经营方案提供了新理念。
1 分形理论与Zipf定律介绍
1.1 分形理论
分形理论(Fractal theory)是现代非线性科学中的一个重要分支,是科学研究中一种重要的数学工具和手段。1967年,Mandelbrot首次创造性地阐述了分形理论,它可以定量表达自然界中传统欧式几何学不能描述的复杂而有规则的几何现象,揭示非线性系统中有序和无序的统一、确定性和随机性的统一问题,为人们认识和分析复杂性问题提供了新的方法。经过众多研究者的修正,分形得以有了较为全面而恰当的定义[10-13]。而分形维数(Fractal dimension)则是描述分形的重要参数,能够反映分形的基本特征,用数学模型表述为:
N(r)~r-D (1)
模型中,r为尺度;N(r)为被量度客体的数目;D为分形维数。分形理论经过几十年的发展,现已被广泛应用于生物学、物理学、化学、气象学、地质学、计算机图形学、材料学、经济学等自然科学和社会科学研究中,成为当今国际上许多学科的前沿研究领域之一[14]。目前,分形理论在林业科学中的应用主要有森林生态系统土壤分形特征研究、森林气候时空分布的分形特征研究、森林火灾的分形模拟、森林植被空间格局的分形研究、树木结构特征的分形模拟、木材构造及其生理特征分形研究、植物形态结构及其动态变化的分形模拟以及林业遥感图像的纹理分析等方面[9,10]。
1.2 Zipf定律
在认识自然资源数量的分布形态及其表现实质时,Zipf定律给研究者提供了一种思考的途径和一类精巧的模式。美国哈佛大学教授吉弗于1949年出版的《人类行为与最小努力原则》一书全面阐述了Zipf定律的内容。该定律针对空间地域分布中的非连续现象(即离散分布现象),从诸如等级-大小或秩位-规模等的关系中揭示出了一条值得重视的结论[15]。Zipf定律可以用数学模型表述为:
lnP(k)=-qlnk+lnP1 (2)
模型中,k为某个体在系统中的等级,即位序;P(k)为等级k的个体规模;P1为等级首位的规模;q为参数(Zipf维数),且q×D=R2[6,15],R2为拟合出的式(2)的决定系数。Zipf维数具有明确的分维意义,揭示了等级-大小等关系的分形结构特征。目前,Zipf定律已经被广泛地应用到城市、经济、生态、海洋、旅游等许多领域。杨国良等[16]用zipf定律对四川省入境旅游流规模结构的研究结果表明,zipf定律、差异度、均衡度指标均可作为旅游流规模结构分析的有效手段或工具。谈明洪等[15]对Zipf维数和城市规模分布的分维值的关系进行了探讨。但zipf定律在林业科学领域中的应用较少,刘羿等[6]用zipf定律对全国森林资源规模分布情况的研究是一次很好的尝试。
2 材料与方法
2.1 研究方法
以江西省为研究范围,各市为研究的基本单位,对各市的森林土壤有机碳储量和森林植被碳储量规模进行排序,并将规模序号和指标数量进行对数变换,绘制在双对数坐标图上,观察其拟合状况。如果二者存在回归拟合函数关系,即满足式(2),则可以认为该碳储量规模结构符合Zipf定律;反之,论证前的假设不成立,碳储量规模结构不符合Zipf定律。如果符合Zipf定律,就逐点拟合出最优的数学模型,并根据q和R2利用D=R2/q计算出分形维数(D),最后对绘制的图形进行分析。当Zipf维数q>1,分形维数(D)较小时,系统无标度区间内森林土壤和植被碳储量规模结构差异较大,说明无标度区间分形特征形态表现较差;当Zipf维数q
2.2 数据来源
研究所采用的数据是江西省2001―2005年森林资源二类调查数据,选择的指标是0~20 cm土壤有机碳储量、0~100 cm土壤有机碳储量、森林植被碳储量(表1)。
2.3 数据处理
数据处理采用Excel软件,包括数据排序、图表分析、模型lnP(k)=-qlnk+lnP1的拟合。
3 结果与分析
3.1 森林土壤有机碳储量空间格局分形特征
将江西省各地区的森林土壤有机碳储量数据按照从高到低的顺序进行排序,分别得到0~20 cm和0~100 cm土壤有机碳储量序列。把排在首位的地区等级定为1,排次位的等级定为2,依此类推。江西省等级-森林土壤有机碳储量规模双对数图如图1所示。由图1可知,等级-森林0~20 cm土壤有机碳储量规模的散点图很难用一条直线或曲线拟合,其间出现明显分岔转折点,表明森林土壤有机碳储量规模结构发育不完善,在大的结构体系下存在2个次级结构子系统,即存在无标度区[13]分段情况,也就是双分形特征[19]。从散点图初步可以判定,第6、7点出现断裂,该断裂很可能是分岔点,由式(2),根据已知的P(k)和lnk经过逐一回归,确定两条最佳拟合直线,即第1~6点所代表的系统Ⅰ和第7~11点所代表的系统Ⅱ。通过森林土壤有机碳储量指标能够说明碳储量规模分布符合Zipf定律,并出现双分形特征[16]。从图1和表2拟合情况看,系统Ⅰ中q1,分形维数(D)较小,说明散点图上对应的景德镇市、萍乡市、鹰潭市、新余市、南昌市5个地区0~20 cm土壤碳储量规模结构差异较大,分布相对分散,分形特征形态表现较差。综合图1来看,2个规模结构等级子系统不仅内部结构的分布模式不同,而且子系统之间呈跳跃式突变,分别代表第6点和第7点的九江市和景德镇市,0~20 cm土壤有机碳储量前者为3 774万t,是后者1 192万t的3倍左右。由图2和表2拟合得到的最佳方程可知,在等级-森林0~100 cm土壤有机碳储量规模分布中同样出现了双分形特征和2个子系统,其中系统Ⅰ中q1,分形维数(D)较小,说明散点图上对应的景德镇市至南昌市5个地区在0~100 cm土壤碳储量规模结构差异较大,分布相对分散,分形特征形态表现较差。综合图1、图2、Zipf维数和分形维数来看,0~20 cm和0~100 cm土壤有机碳储量规模分布规律相似。
3.2 森林植被碳储量空间格局分形特征
对江西省各地区森林植被碳储量数据按上述方法进行相同处理,绘制在双对数坐标图上,江西省等级-森林植被碳储量规模双对数图如图3所示。由图3可知,森林植被碳储量规模分布与森林土壤有机碳储量规模分布基本一致,等级-森林植被碳储量规模分布在双对数图上也都存在2个子系统,表现出明显的双分形特征,以森林植被碳储量为指标的森林资源规模分布符合Zipf定律。从散点图(图3)和拟合得到的最佳方程(表3)可知,系统Ⅰ中q1,分形维数(D)较小,说明散点图上对应的景德镇市至南昌市等5个地区在碳储量规模结构上差异较大,分布相对分散,分形特征形态表现较差。
3.3 全省碳储量规模分布情况
综合分析0~20 cm土壤碳储量规模分布、0~100 cm土壤碳储量规模分布以及森林植被碳储量规模分布情况可知,这3个指标的规模分布规律均符合Zipf定律,都出现了双分形特征,在大的结构体系下存在2个次级结构子系统,系统Ⅰ都由赣州市、吉安市、上饶市、抚州市、宜春市、九江市构成,系统Ⅱ则由景德镇市、萍乡市、鹰潭市、新余市、南昌市构成。这2个规模结构等级子系统不仅内部结构的分布模式不同,而且子系统之间呈跳跃式突变,系统Ⅰ中位次最低的城市的碳储量是与之相应的系统Ⅱ中位次最高城市碳储量的2~3倍。这种规模分布情况说明在江西全省范围内,无论是土壤碳储量,还是森林植被碳储量,在资源规模分布上都存在着极大的不均衡性,空间结构差,优化程度不高,亟待进一步完善。
4 结论与讨论
1)森林土壤碳储量和森林植被碳储量规模分布均符合Zipf定律,通过Zipf定律描述碳储量规模的分布规律是可行的。
2)森林土壤碳储量规模分布结构差异性较大,在0~20 cm和0~100 cm土壤碳储量规模分布中都出现了双分形特征,显示出了2个子系统的存在。2个子系统Ⅰ的Zipf维数(q)分别为0.621 4和0.629 3,分形维数(D)分别为1.585 0和1.562 1,说明这2个系统内部结构差异性较小,碳储量分布相对集中,分形形态表现较好。2个子系统Ⅱ的Zipf维数(q)分别为2.250 1和2.221 8,分形维数(D)分别为0.422 0和0.420 6,说明系统内结构差异性较大,分形形态表现较差。2个指标的子系统Ⅰ和Ⅱ之间呈跳跃式突变,系统Ⅰ中各城市0~20 cm和0~100 cm土壤有机碳储量均值分别为6 000万t和15 400万t,远高于系统Ⅱ中的800万t和2 100万t,说明赣州市、吉安市、上饶市、抚州市、宜春市、九江市在江西全省范围内土壤碳储资源优势非常明显。
3)森林植被碳储量规模分布同样结构差异较大,森林植被碳储量规模分布中也都出现了双分形特征,显示了2个子系统的存在。子系统Ⅰ的Zipf维数(q)为0.573 8,分形维数(D)为1.703 4,说明这2个系统内部结构差异性很小,碳储量分布相对集中,分形形态表现较好。子系统Ⅱ的Zipf维数(q)为2.750 4,分形维数(D)为0.345 7,说明系统内结构差异性较大,分形形态表现较差。该指标的子系统Ⅰ和Ⅱ之间同样呈现跳跃式突变,系统Ⅰ中各城市森林植被碳储量均值为3 900万t,远高于系统Ⅱ中的560万t,说明赣州市、吉安市、上饶市、抚州市、宜春市、九江市在江西全省范围内森林植被碳储资源优势同样明显。
4)“十五”期间,南部和西部的赣州、吉安、宜春等地区主要以天然森林为主,碳密度较高,在江西省森林植被碳储量中占主导地位,而中部和北部的城市如萍乡、新余、南昌、鹰潭和景德镇,分布着大量的人工林和次生林,并且以中、幼龄人工林为主,碳密度较低,碳储量少[18],这应该是造成植被碳储量规模分布出现双分形特征的主要原因。而森林土壤碳储量规模分布中之所以出现双分形特征,很可能与地形差异、维度以及南北自然区域降水量的分布差异等因素有关。
5)综合江西全省森林土壤碳储量和森林植被碳储量规模分布来看,笔者认为通过对南部和西部的赣州、吉安、宜春等地区的天然林进行封山育林,稳定碳储量的同时,大幅增加中部和北部新余、鹰潭、景德镇等地林分中的地带性树种组成,调整现有森林结构和提高现有森林的经营与管理水平,有利于削减这种植被碳储量分布上的不平衡性。并且随着中部和北部地区人工林木的快速生长和成熟,地表凋落物分解及根系分泌物增多,土壤有机质含量也将增大[20,21],形成巨大的贮碳潜力,同时,森林土壤规模分布结构也将得到进一步优化。
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【关键词】 低碳旅游 乡村生态旅游 可持续发展 路径探索
一、引言
随着传统乡村旅游蓬勃发展和全球生态环境保护热潮的兴起,基于可持续发展理念的乡村生态旅游这一新型旅游活动得到人们越来越多的关注。乡村生态旅游是依托其保存较好的近乎原始而秀美的自然环境、传统的农耕文化、淳厚完美的民族习俗而发展起来的一种旅游类型。然而,基于一些旅游经营者在乡村生态旅游的本质和价值、乡村生态旅游的实现手段与措施等问题上还存在着不同程度的困惑,目前我国乡村生态旅游发展还不尽如人意。近来,随着一些以“低能耗、低污染、低排放”为特征的乡村低碳旅游示范点的涌现,乡村生态旅游的内容得到了丰富,并且为探索如何解答上述困惑提供了新的思考路径。因此,在低碳旅游背景下深入理解乡村生态旅游内涵及乡村生态旅游可持续发展的实现路径这一课题,对乡村旅游的可持续发展、社会主义新农村的全面建设、城乡统筹发展的实现、和谐社会的构建等都有重要的理论和现实意义。
但是,尽管低碳旅游在乡村生态旅游实践中的重要性得到越来越广泛的关注,但从已有的我国乡村生态旅游相关文献来看,研究主要集中在对乡村生态旅游的概念、开发意义、规划设计、开发成效等方面,而有关如何实现低碳旅游与乡村生态旅游发展相结合方面的研究还鲜有涉及,也就无法有效地探寻低碳旅游与乡村生态旅游发展的结合途径和行动建议。鉴于此,本文试图从低碳旅游角度入手,通过分析现阶段乡村生态旅游存在的问题与不足,提出低碳旅游与乡村生态旅游发展有效结合的对策建议。
二、低碳旅游与乡村生态旅游:内在契合性分析
1、低碳旅游。“低碳旅游”源于国际社会对于旅游业如何应对气候变化问题的关注,并在此过程中得到提炼和界定。在低碳旅游的概念研究方面,国外对低碳旅游相关概念研究尚不系统,主要成果集中在旅游业碳排放量的定量化研究结论、旅游业碳减排的应对策略等。国内对低碳旅游相关概念的研究,则主要基于“低碳经济”对“低碳旅游”的影响,一般从宏观和微观两个层面界定“低碳旅游”的概念。从宏观角度出发,蔡萌、汪宇明提出低碳旅游是指在旅游发展过程中,通过运用低碳技术、推行碳汇机制和倡导低碳旅游消费方式,以获得更高的旅游体验质量和更大的旅游经济、社会、环境效益的一种可持续旅游发展方式。此外,刘啸和江丽芳、王晓云等也都提出了基于不同宏观层面的低碳旅游概念。从微观角度出发,王辉、宋丽、郭玲玲认为低碳旅游是指旅游者在旅游活动过程中,树立“低碳”意识,将各种旅游消费行为的碳排放量控制在合理的水平,并尽量减少碳排放量的一种新型旅游方式。郑琦提出低碳旅游是指以低能耗、低排放、低污染为行动指南的绿色旅行消费活动等。尽管这些概念分别从不同研究需要出发,对低碳旅游的内涵进行定义,由此导致定义的侧重点各有不同,但在实现低碳旅游的手段措施、期望目标等方面还是取得了一定共识,普遍认为通过运用低碳技术、推行碳汇机制和倡导低碳旅游消费方式,以更少的旅游发展碳排放量来实现更大的旅游经济、社会、环境效益。它强调的是作为旅游对于低碳经济的回应,低碳旅游的实现主要是通过低碳技术的运用、碳汇机制的推行和低碳旅游消费方式的倡导,以低碳经济模式与低碳生活方式相结合来实现旅游的生态化和可持续发展。
2、乡村生态旅游。我国现代乡村生态旅游始于20世纪90年代。目前对乡村生态旅游还没有一个明确和普遍接受的定义,多数学者基于自身研究的需要,对乡村生态旅游的内涵进行阐述,导致实践中不可避免出现对乡村生态旅游概念的滥用、误用以及泛化。但在乡村生态旅游性质、目标方面还是取得了一定的共识,即从乡村旅游自身发展历程来看,乡村生态旅游是乡村旅游在发展过程中出现环境破坏、文化扭曲等不良后果后进行的自我调整、升级,是一种改变了以往单纯追求经济效益为目的,转而以经济效益和生态效益相结合为目的的新型乡村旅游形式。乡村生态旅游对可持续发展和生态文明建设的强调,体现了当前国际社会为应对气候变化和实现可持续发展而采取节能减排和碳总量双约束指标控制的时代精神。乡村生态旅游的实质是在传统乡村旅游中融入了生态文明理念,其核心理念是保证经济效益和生态效益的完美结合。因此,低碳旅游倡导的“低能耗、低污染、低排放”的低碳特性与乡村生态旅游追求生态文明的核心理念在内涵上是共通一致的。正是由于乡村生态旅游与低碳旅游存在着这种内在的契合性,乡村生态旅游作为生态旅游在乡村发展的形式、应对气候变化、节能减排方面有着明显的先天优势。在发展乡村生态旅游过程中,低碳旅游概念的引入将不仅促进乡村的可持续发展、“三农”问题的解决、社会主义新农村建设,而且对于推动低碳教育、传播低碳理念和展示我国在低碳行动方面的努力有着极强的示范效应和窗口效应。
三、低碳旅游:乡村生态旅游可持续发展的内涵拓展
低碳旅游这一概念的提出,作为一种可量化、具有很强操作性的旅游形式,为乡村生态发展的转型升级注入了新的活力,帮助乡村生态旅游进一步廓清了其对象、方式和发展方向。
1、拓展了乡村生态旅游的对象。乡村生态旅游的对象,在已有的定义中,一般局限于一些保存较好的近乎原始而秀美的自然环境、传统的农耕文化、淳厚完美的民族习俗。而低碳旅游是以能耗少、污染小为标准来衡量旅游对象,换言之,凡是具备能耗少、污染小特征的旅游对象都可以作为低碳旅游对象。
2、明确了乡村生态旅游的方式。乡村生态旅游强调具体的乡村生态旅游实现方式,就旅游“六要素”而言,就要求有相应的乡村旅游食、住、行、游、购、娱的生态方式,但什么样的具体方式才是生态方式,迄今为止尚未明确。而低碳旅游强调通过运用低碳技术、推行碳汇机制和倡导低碳旅游消费方式来促进人类生态文明建设,要求旅游企业推进节能环保,减少温室气体排放,采用旅游业生态和节能新材料应用,将太阳能、生物能等清洁新能源应用到旅游业中,实施旅游生态补偿和生态保育建设以增长碳汇,发展旅游资源环境保护与循环经济发展模式等,以切实提高旅游业科学发展、生态发展和可持续发展能力。这些带有很强行动指向性的具体措施与对策,就明确为乡村生态旅游的实现方式指明了一个具体的发展方向。
3、指明了乡村生态旅游的发展方向。乡村生态旅游追求的目标是在发展旅游的同时,注重保护当地乡村生态环境,但是如何衡量乡村生态好坏,在实践中往往缺乏可操作性的标准。而低碳旅游把衡量生态好坏的标准确定在碳排量这一技术指标上,通过低碳这一量化目标将旅游业所担负的生态社会责任分解到旅游全过程中,通过每一个旅游要素来体现节能减排,以具体指标来诠释和谐社会、节约社会和生态社会的内涵。这就为衡量乡村生态好坏提供了具有可操作性的标准,进一步廓清了乡村生态旅游的发展方向。
四、低碳旅游:乡村生态旅游可持续发展的思路创新
在低碳技术的广泛渗透、碳汇机制的普遍推进及低碳生活方式的广泛倡导这样的时代背景下,如何有效地将低碳旅游概念引入到乡村生态旅游,将是一个漫长而艰苦的过程,需要政府部门、旅游企业和旅游者等利益相关者的共同努力。从发展趋势上看,应建立起在碳交易制度基础上乡村生态旅游向低碳发展的利益引导、保证、约束机制,将发展低碳乡村生态旅游所增加的内部成本外部化,将由乡村生态旅游企业承担的个别成本转为由全社会来分担。以保证乡村生态旅游的低碳发展方向。
1、引导机制。一个有效的导向制度将起到明确的行动引导、示范效应。在发展低碳乡村生态旅游之初,对于乡村旅游企业,要运用财政、税收、经济补偿等方式区别对待,对于高效能、高排放、高污染的旅游企业实行关停;对利用低碳或零排放的企业,采用可再生能源的旅游企业,如太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等,应给予一定的财政补贴、税收减免或生态补偿。
2、保证机制。保证机制主要是从制度标准层面对乡村生态旅游向低碳方向发展确定一个可供操作性的指标体系。政府及有关部门应尽快出台低碳旅游产品、服务、管理的相关质量标准,使旅游业开发、经营、消费、管理达到制度化、标准化、规范化,同时协调旅游、环保、能源、交通、财政、税收等相关职能部门的管理与服务职能,共同推进乡村生态旅游低碳化、循环化。
3、约束机制。事后的碳排放量审计核算机制,是保证乡村生态旅游发展中政府公共部门、旅游企业行为符合低碳发展要求、落实节能减排责任的有效约束。一方面,从政府宏观管理层面来看,要在探索建立科学的低碳乡村生态旅游统计核算体系基础上,通过设计一个合理的指标框架对乡村生态旅游的碳排放量进行准确计算,对乡村生态旅游业生态目标和阶段性减排任务进行科学评估,借此强化监督政府及其公共职能部门在旅游环境规划科学性、旅游管理程序的合法性等方面的有效性,促使政府及其公共职能部门发展地方旅游业的行为举措更加理性科学、更加环保低碳。另一方面,从企业微观管理层面来看,要建立乡村生态旅游企业绿色审计体系,对旅游企业实行以碳排放量为核心指标的资源、环境价值核算,将因乡村生态旅游对环境产生的负外部性通过行政或经济途径纳入到旅游企业运营成本之中,将旅游企业具体经营活动低碳化纳入到可控性、可调性的范畴。
五、结束语
低碳旅游逐渐成为当前国际旅游的新时尚与新热点。低碳旅游概念的提出,不仅大大丰富和拓宽了乡村生态旅游的内涵和对象,为乡村生态旅游的发展指明了新的方向,而且对于乡村旅游的可持续发展、社会主义新农村的全面建设、城乡统筹发展的实现、和谐社会的构建有着重要的现实意义。但是,低碳旅游还是一个新生事物,如何有效地将低碳旅游概念应用于乡村生态旅游将是一个艰苦的探索过程。但总体而言,倡导乡村生态旅游低碳发展方式,选择一些条件适宜地区构建低碳乡村生态旅游发展示范区,不啻为实现乡村生态旅游向低碳旅游发展方式转型的一种有益探索。
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[关键词]低碳经济;集体行动;可持续发展;环境公共服务
[中图分类号]F061.3 [文献标识码]A [文章编号]1003-8353(2011)09-0183-04
一、低碳经济渊源及其模糊认识
按照维基百科的解释,低碳经济是低化石燃料经济,是最小温室气体排放到生物圈的经济,特指二氧化碳低排放。
(一)低碳经济、环境友好与可持续发展
2003年英国时任首相布莱尔的能源白皮书《我们能源的未来一创建低碳经济》(Our energyfuture-cre-ating a low carbon economy)第一次提出低碳经济。美国学者莱斯特・R・布朗(1999)的《生态经济革命一拯救地球和经济的五大步骤》书中蕴藏着低碳经济萌芽,2003年,其《B模式一拯救地球延续文明》一书明确提出:“减少碳排放一半”以遏制地球加速升温。低碳经济的系统观点与行动,可追溯到《联合国气候变化框架公约》(1992)、《京都协议书》(1997)。联合国第35个(2008)环境日主题:“转变传统观念,推行低碳经济”,号召全球联合一致行动,改变高碳排放经济,意味着低碳经济成为全球共识。
虽然,白皮书没有定义低碳经济,但是对为什么和怎样实施低碳经济却有详实描述。遗憾的是,许多研究并没有完全理解白皮书的精神:人类经济、社会可持续发展,需要对煤炭、石油和天然气三大化石自然资源约束性开采耗用,并通过各国联合一致的“减排”温室气体承诺(白皮书72次使用“减少”一词),以促进、倒逼(bottom-up)技术进步,或者与产业结构调整、消费方式改变一起实现可持续发展。事实是,一些研究人员没有注意到低碳经济“能源”背景或切入点,忽视能源与气候、环境的关系而片面理解低碳经济。白皮书使用“环境”、“可持续发展”超过50次,且设有环境专章,如,白皮书目的是通过“反省和强化我们更加广泛的承诺,以实现可持续发展”(this white paper reflects,and will reinforce,our wider commitment to sustainable de-velopment)。低碳经济把发展限定在环境承载力之内(in developing environmentally sustainable),我们面临的第一个挑战是环境(The first challenge we face is environmental)等,并且认为:“直到现在,英国能源政策还没有给予环境足够关注”,白皮书希望政府以系统化政策确保:“能源、环境和经济增长的协调发展”。无独有偶,温总理2010、2011年政府工作报告把“节约能源资源、保护环境、可持续发展”看做并列的行动,报告多次将“能源与气候”一起阐述。
低碳经济是可分割的、有市场的三大化石资源和公共的、无市场的环境公共服务(接受二氧化碳排放及其转化)的双约束经济,最终目的是限制人类对环境公共服务的加速、无序耗用,是可计量、可操作的可持续发展。它以数量化方式约束人类在经济发展过程中的对自身所处生物圈(环境)中的资源开采、耗用,即以碳排放为突破口,逆向约束人类的三大化石能源(可计量)开采、利用,倒逼技术进步,促进消费和产业结构转向,实现资源节约、环境友好,是资源和环境的双约束,目的是可持续发展。此一思想,白皮书进行了详细阐述,布莱尔认为:低碳经济与能源可靠供给、环境保护、经济社会可持续发展有关,即环境中可分割、可市场的三大化石能源自然资源过度开采、耗用引起公共的、不可分割的环境公共服务、气候和可持续发展问题,需要转化为低碳经济发展新模式。对可计量的可持续发展经济――低碳经济而言,就是不能离开三大化石能源开采、耗用约束及其温室气体排放约束。“能源、环境和可持续发展”的密切关系,《巴西低碳经济之路》中也有相似观点和政策,《BP世界能源统计》(2009)更是直接强调:“气候变化与能源息息相关”。
(二)远离环境公共服务约束的混乱低碳经济观
低碳经济作为广泛社会性的前沿经济理念,没有公认的定义。方时娇认为:“各种定义和解释还不尽一致”。低碳经济成了各说各话、任意打扮的小姑娘而按需解释,“随时、全面”利用,低碳经济的思想、实践混乱不可避免,主要表现:(1)低碳经济特定研究对象和渊源是什么?依据的一门学科必有其特殊研究对象之观点,低碳经济理论和实施对象、运行方式是什么?低碳经济与现有经济学科的区别、联系在哪里?这是低碳经济研究必须解决的问题。查阅已有低碳经济研究发现,它似乎与所有时髦、热点研究和学科有关,其外延包括清洁生产、循环经济、绿色经济、生态经济和可持续发展经济等,而这些学科各有其研究对象。人们在解释低碳经济时,把它们混淆在一起,低碳经济成了“超研究对象”的经济科学的科学。有的甚至玩文字游戏,方时娇在同一文章中用“低碳经济的实质是能源经济革命”和“低碳经济在本质上就是可持续发展经济”来解释低碳经济。就中文意义而言,“实质”、“本质”意义区别不大,但能源经济绝不是可持续发展经济,因为能源经济要回答的是能源大规模连续供应、有限替代和规模报酬先增后减三个问题,而依据布伦特兰公认定义,可持续发展经济是要解决资源、环境的代际分配问题。两学科完全不同,怎么可以都成为低碳经济的外延,或者是渊源。(2)低碳经济与技术的因果倒置。庄贵阳认为,是“技术支持低碳经济”。技术发展了,低碳经济也就实现了,这是倒果为因。因为,包括能源技术在内的人类技术一直在进步,低碳经济不需要人类共同、额外努力和元自然资源约束而自动“生成”,这完全不对,更与布莱尔白皮书的“更广泛的必须努力”(A wider effort is also necessary和far more needs to be done)相悖,也与《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》确立的“共同但有区别的责任”以明确主体及其承诺碳减排责任的原则相悖。事实上,《京都议定书》所要求的恰恰是技术先进的发达国家有更多碳减排约束。布莱尔说:“尽管有过去5年的进步,但是今日能源政策不能应对明天的挑战。”布莱尔认为,实施低碳经济将“赋予”英国机会(连续3次使用“opportu-nity”),并痛下决心走低碳经济的路子。第一个机会,低碳经济提高资源效率:提高产出,并减少污染排放;第二个机会,低碳经济引导英国开发、运用和出口尖端技术,创造新商业和工作;第三个机会,低碳经济为英国
导航,变革传统的资本更新循环周期。此外,从生活方式来说,低碳经济也可以低技术兼容,白皮书要求房子绝缘、通风(insulated,draughty)等技术,不是高技术,又比如植树造林(reforestation)、与采伐森林战斗(flight deforestation)是巴西走低碳经济的路子之一,不需要高技术。(3)低碳经济测度及其标准。有学者认为,低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的新经济发展模式。这里以“低”作为低碳经济的标准,有问题。原因与上述错误的技术因果倒置相似。实际上,低不可能是低碳经济的标准。统计证实,截止2009年,美国、日本等国单位GDP能耗不及20世纪60年代的1/6;BP《世界能源统计》(2009)显示,2008年全球煤炭、石油和天然气三大化石能源消费出现了净减少和相对减少(表1)。
但是,所有这些都不是《京都议定书》、布莱尔能源白皮书所要求的“绝对减少”标准。因此,低,只能是把碳排放低于环境公共服务承载力内的“低”,这个低是绝对的,不能妥协(compromise)。碳排放相对降低而总量,尤其是累积总量增加,人类不可持续发展,当今人类恰恰面临的是此难题。对于低,一些学者还不自觉地滑向“无”,认为低碳经济就是“无碳”经济。无碳经济,看上去很美,却违背自然规律。碳循环是生物圈内基本循环之一,人类活动,尤其是人类过度开采耗用三大能源的副产品是向生物圈排放了超过其承载力的二氧化碳,是高碳排放而不是高碳循环引起不可持续发展。地球绿色植物主要活动,就是以二氧化碳进行光合作用。人类努力发展的生物质能源是高碳循环,因此,高碳循环和低碳经济可以并行不悖。低碳经济不在于碳的“无”和抽象的“低”,而在于碳的“度”及其所要求的化石能源约束性开采耗用及其碳排放。(4)低碳经济和低碳思想不分,并导致行为方式错乱。具体为低碳经济和低碳生活方式、低碳社会不分,这一认识误区导致低碳经济的操作困难,实施主体模糊,行动的成本无认识。布莱尔说:英国占全球碳排放2%,单独行动不会对气候变化产生影响(Our own actions will have no impact on climate change)。低碳生活方式、低碳社会代替低碳经济,低碳经济成了无行为主体、远离低碳经济是“最可行、可量化”的可持续发展初衷和实践。在布莱尔看来,恰恰是资源与环境的双约束的低碳经济推动低碳社会及其高生活质量(a low carbon economy will contribute to higher living standards and a better quality of life)。
从能源(资源)、环境公共服务和可持续发展的关系,不难推知,低碳经济是“碳获得、碳排放”的双约束经济。现有的无自然资源约束高碳排放经济及其造成的气候、环境问题,是私人产品挤占公共环境服务而引起不可持续发展。逻辑是:生物圈非约束三大化石能源开采、耗用――二氧化碳等温室气体排放及其累积――生物圈中二氧化碳浓度增加――阿伦尼乌斯二氧化碳增加含量会引起温度上升理论――温度上升造成气候问题引起环境公共服务不足,人类不可持续发展。新西兰气候变化部长戴维・帕克说:“作为新西兰推动环境可持续性的一部分,我们做出了减少二氧化碳排放量的承诺”。
二、低碳经济确定主体与实施路径
低碳经济的对象有两个,一是生物圈中可分割、竞争性、有市场的资源(能源);二是生物圈中不可分割、非竞争性、难市场的整体性的环境公共服务。高碳经济,从竞争性、可分割有市场的资源看,就是资源过度、非约束开采耗用;从公共性、不可分割、难市场的环境公共服务看,就是向环境塞进了过度的碳,环境公共服务功能丧失,经济社会不可持续发展。
(一)实施低碳经济的主体。低碳经济涉及全球性温室气体排放的公共产品问题,需要确定主体及其现实成本才能提供该公共产品。持该观点的代表人物有:奥尔森、斯蒂格勒茨(Stigler.G.J)、戴利(Herman Daly)、肯尼斯(J.M.Keynes)、Krister Hjalte等。因此,白皮书认为:低碳经济是“政府的责任”,需要政府的分配(distribution,注重公平)手段,而不仅仅是市场配置(allocating,注重效率)来实现。
(二)“斯密式间接公共产品”与“奥尔森式直接公共产品”获得路径。市场手段不等于低碳经济形成。朱迪・丽丝(Judish Rees)认为:“很明显,对全球有限的环境资源容量进行价格竞争时,发达的富国总能比相对不发达的国家出更高的价格”。戴利对环境无约束市场利用以“船的最佳沉没”为比喻,他说:“即使一条船的负载是最佳分配的,随着绝对负载量增加,它的水位线最终也会达负载线。超出负荷的最佳装载的船也会沉没――尽管它将以最佳的方式沉没!环境宏观经济学的重要任务就是设计出类似负载线标志的经济标志――以防止经济的绝对规模,即经济负载,沉没我们的生态方舟”。
斯密“看不见的手”经典地描述了传统经济主体间接提供非市场、不可分割的“公共福利”(公共产品)。但是,他的公共产品,说到底还是私人产品,也因此,市场不可能完全解决公共产品难题,而且他的公共产品供给既不需要成本,也不必强调主体,完全是经济人在追求私利时“不自觉”的副产品。斯密说:“每个人都力图利用好他的资本,使其产出能实现最大的价值。一般说来,他并不企图增进公共福利,也不知道他实际上增进的公共福利是多少。他所追求的仅仅是他个人的利益和所得。但在他这样做的时候,有一只看不见的手,在引导着他去实现另一种目标,这种目标并非是他本意所要追求的东西。通过追逐个人利益,他经常增进社会利益,其效果比他真的想促成社会利益所能够得到的那一种更好”。罗默称其为:“成员无意识的集体打算来推进社会福利”。
低碳经济的另一面:少排放以维持良好的环境公共服务,迄今为止,“斯密式间接公共产品”没有完全解决公共产品供给问题,我们需要“奥尔森式直接公共产品”。奥尔森说:“集团物品和非集团物品一样,取得越多,总成本越高”,并且“个人通过经济组织试图获得他们在市场中的活动而得到的同样的东西”。奥尔森式直接公共产品要求有确定主体及其明确行动:确定主体有真实的成本增加,或约束行为以获得公共产品。因此,就私人产品与公共产品关系,奥尔森理论从私人产品(约束,即人类对资源,主要是能源的约束)的角度阐述公共产品供给,即公共产品必须由确定企业以真实成本、实际行动来提供。受搭便车,集体利益和个人利益的信息成本和度量成本以及奖惩实施成本等约束,将公共产品分割并以市场方式解决,即使可行也不经济。因此,公共产品不能从理性、自利的个人那里得到任何资助。如何获得公共产品呢?他提出三条件:(1)就边际成本增加而言,取决于公共产品收益该物品成本之比,与集团收益个人收益之比的关系;(2)就行动约束而言,取决于产业集中度(单个企业市场份额)与该行业需求弹性的关系;(3)不同于集团利益的税收、制度等外在约束。
我们仅分析奥尔森式直接公共产品供给中的(2)就行动约束而言,取决于产业集中度(单个企业市场份额)与该行业需求弹性的关系,即低碳公共产品供给需要确定主体及其现实成本,《京都议定书》为实践例证,即碳减排,或者环境公共服务的获得需要付出现实成本,而且必须有确定主体,或者联合主体的一定份额为基础。
1997年,《联合国气候变化框架公约》缔约方签署的《京都议定书》规定:2012年前,主要工业发达国家温室气体排放量要在1990年基础上平均减少5,2%。经计算,这需要占1990年全球温室气体排放量55%以上,或者至少55个国家和地区核准之后才能生效。此前,虽有126个国家和地区批准了该议定书,但它们的排放总量离议定书的要求仍有差距。美国2001年宣布退出《京都议定书》后,1990年温室气体排放量占世界总量17.4%的俄罗斯对议定书能否生效起着关键作用。2004年11月5日,普京在《京都议定书》上签字后,达到全球温室气体排放量55%以上要求,《京都议定书》生效。
《京都议定书》一方面证明了奥尔森直接公共产品理论的正确;另一方面,就公共产品的公共属性而言,必须是集体的一致行动,且要求集体成员单独的份额占到一定比重,这需要透明化。
三、结束语
关键词:保险,碳交易,资源,罚款超额累进制,技术革新成本-碳排放量函数
一、引言
本文的目的是通过提出新险种,即碳排放保险,来促进我们低碳经济的发展。并且进一步完善我国环境责任保险制度,激励企业改良生产条件不断向集约型经济发展,以及加强碳排放量超标的风险管理,提升该风险的管理水平,同时也能提高企业追求低碳经济发展的意识。
二、碳排放保险的理论基础以及参数设置
在以下模型中,将涉及到收益最大化情况下最佳碳排放量假设条件和碳排放量保险系数假设。
(一)收益最大化情况下最佳碳排放量假设条件如下:
⒈CDM合理定价且价格恒定
⒉CDM在国内以及国际上能够无摩擦地自由交易
⒊企业不存在偷、逃税现象
⒋在保险期间内,企业的规模和产量不变
(二)碳排放量保险系数假设:
⒈国家标准碳排放函数
我们规定,国家在未来的时间里,会逐渐限制企业的碳排放量。因此,我们设定了一个“国家标准碳排放函数”,企业每年的国家规定碳排放量逐年递减。对于不同的产品生产企业,国家对其产品的允许碳排放量每年按照一定的减排量k进行减少(一定年限内),以促进企业改良生产技术,减少碳排放。假设:
At:企业在t年国家规定的排放量
A0:企业投保时,国家规定的碳排放量
AT:企业的国家目标排放量,即国家所规定的,在第T年必须达到的准许排放标准量
k:企业每年的平均标准减排量k=
因此,国家标准排放量递减-时间函数表示为:At=A0-kt,k=
⒉罚款额实现超额累积制
对于超过国家年排放标准的企业,国家统一进行惩罚性罚款,罚款额(P)由基础罚款(P)和超额排放累进罚款组成,对于超过国家标准的企业进行罚款额为(P),此后按照p=aX2+P进行累进的罚款,X=A-At为企业的超额排放量。即超排越多,每一单位罚款额增加越多。国家对于企业罚款收入,部分可以收归国库,部分可以对未超排企业进行鼓励性转移支付和对于购买碳保险企业进行适当补偿。
⒊碳排放保险保费
碳排放保险保费额应根据国家标准规定的排放量,缴纳一定量的费用。I=f1At,f1是单位保费, At为国家标准排放量。保费也可以按照企业自身预估碳排放额,随企业自行购置投保额,此时单位保费为f2,其中f2>f1,I=f2(At+X)=f2A,X为企业预估碳排放超排额。
⒋企业实际碳排放量: A
⒌免赔率:α
⒍单位保险金: θ
θ值由国家、地方政府以及保险公司根据地区差异共同设定,可以适当调整 θ值大小,促进落后地区的工业发展。
⒎保险金赔付额:
当A>At,保险金赔付额B=(A-At)*(1-α)*θ=X*(1-α)*θ;当A≤At,保险金赔付额B=0
⒏企业投保激励制度:
P1=d*p=d*(aX2+p),参数d即因为购置保险,国家进行的罚款减免系数,此系数0<d<1。此项制度是为了让企业积极投保,基本上应保障投保企业的减免额大于基础保费。
⒐若企业发生超额排放行为,即保险事故发生,则国家的实际罚款P2:
对于超过国家年排放标准的企业,国家统一进行惩罚性罚款,同时,对于已购置保险的企业,按照每单位超额排放量按照赔付率θ进行赔付。即企业实际罚款额为P2=P1-B=d*P-B=d*(aX2+p)-X*(1-α)*θ
⒑CDMs机制R1:
国家对于CMD的定价合理,在短期内,我们设定其价格不变,即单位CMD价格C元。当A≤At时,即企业未发生超额排行行为,企业能通过谈交易市场获利R1。R1=(At-A)*C
⒒保费返还额:R2
若企业未发生超额排放行为,即保险事故未发生,则对企业的部分保险费进行返还,返还额为R2。 碳保险年返还额应根据碳保险类型进行赔付,按国家标准规定的排放量,缴纳一定量的费用的保险,按照R2=β1At返还,β1<f1,β为返还比例。保费按照企业自身预估碳排放量和小于国家标准的排放额,即按返还率为 β2计算,其中β2<f2,R2=β2At。最大保费返还额不得超过保险金额。
(三)技术革新成本-碳排放量函数:
运用EVIEWS软件对中国各省1994年-2007年的工业废气排放量进行拟合,大中型工业企业产值以及大中型工业企业科技活动经费内部支出等三项数据(见附录),得出技术革新成本-碳排放量函数。
由于大中型工业企业产值缺少1995、1996、1998年的数据,所以这里采用线性插值的方法进行弥补,将数据导入MATLAB,运用命令interp1(x,y,xi,‘linear’)进行插值,得出1995年、1996年、1998年工业数据是1108、1200.8、1373.5,单位亿元。
下面是数据建模的过程:
从以上的散点图可以看出,在经费较低的时候,废气排放量较高,而随着经费的提高,废弃排放量有了显著的降低,尤其在经费为0~80这一段中,废弃排放量下降了55%左右;而随着经费的进一步增加,其边际效应开始逐步体现,当经费从80增加到160时,废弃排放量只有约25%的下降。根据经验推测,应该使用logistic、指数、或者双对数进行拟合,经过比较检验,可知采用双对数函数进行拟合时的效果比较理想。以下对其主要过程进行详述。
双对数函数的形式如下:
lny=a+blnx
经过回归处理可得到如下结果:
从以上结果可以看出,在5%的置信概率下方程和系数都是显著的,但是从DW=0.745758可以看出此结果可能存在自相关,所以检验是否存在自相关,这里对残差使用拉格朗日乘数检验,滞后阶数从1到10进行循环,可发现该方程存在二阶自相关,如下图:
可以看出,在5%的置信概率下,0.02
εt=ρ1εt-1+ρ2εt-2+ν
使用EVIEWS进行估计,可得到如下结果:
以看出,在5%的置信概率下方程和系数都是显著的,拟合度也很高。下面再对残差进行自相关检验,结果如下:
以看出,已经明显消除了自相关性。所以最终模型如下:
lny=2.185147-0.3590611lnx
得出该函数的经济含义:经费每增加1%,废气就会减少0.36%。所以有必要让企业进行技术革新,减少碳排放量,碳排放保险才有可行空间。
三、碳排放保险的模拟操作
由于现在大多企业采用粗放型生产方式,而未来发展趋于集约型,国家积极倡导企业产业优化,因此碳排放保险定义如下:积极促使企业改善技术和设施,减少碳排放。国家财政部应联合保监会和银监会设立碳排放基金,并通过财政支出对碳排放基金的成立进行注资,资金除了要保证补偿赔付外,还要保证基金能在合理运营中抵御风险。
(一)未购买保险的企业可以分为两类:
⒈CDM>国家标准:
对于未购买保险的企业,保险公司不承担承保责任,不用进行赔付。但与此同时,国家对投保公司超过国家标准的碳排放量需要对罚款征收,按每单位碳排放量计算价格,对罚款额实现超额累积制度,即P=aX2+p。总收益为E1=-d*P=-d*(aX2+p)
⒉CDM 国家标准:
此情况即未引入碳排放保险的情况,企业只能对因为技术、机械设施革新原因使公司碳排放量少于国家标准的CDMs进行销售,无其他收入。总收益为 E2=R1=(At-A)*C
(二)购买保险的企业可以分为两类:
⒈CDM>国家标准:
由于公司在超排前已经购置了碳排放保险,保险公司基于投保公司的保额进行赔付,将赔付款纳入碳保险基金。同时,国家对投保公司超过国家标准的碳排放量进行罚款,按每单位碳排放量计算价格,对罚款额实现超额累积制度,即P1=d*p=d*(aX2+p),参数d即因为购置保险,国家进行的罚款减免系数,此系数0<d<1。此项制度是为了让企业积极投保,基本上应保障投保企业的减免额大于基础保费。总收益为E3=B-d*p=X*(1-α)*θ-[d(aX2+p)+f1At]
⒉CDM>国家标准:
保险公司不用对投保公司的进行赔付,实现盈利。投保公司不仅可以对因为技术、机械设施革新原因使公司碳排放量少于国家标准的CDMs进行销售。同时,国家对投保公司低于国家标准的碳排放量进行补偿,按每单位碳排放量计算补偿额,此项支出来自于碳保险基金。总收益为E4=R=R2+R1=R2=β1At+(At-A)*C或者E′4=R=R2+R1=R2=β2At+(At-A)*C
由上述情况的分析可知,购买碳排放保险对企业在企业的排放超过国家标准的情况下有利,因此碳排放保险可行。
四、关于我国碳排放管理方面的建议
(一)改善各省区能源消费结构,积极发展可再生能源。
针对各省区能源消费结构调整速度过慢,应当大力调整和优化各地区的能源消费结构,尤其是要大力开发和利用绿色能源与清洁能源,提高其在整个能源消费结构中的比重。具体而言,对湖北、重庆等省可以大力开发水电;西北地区则可以大力发展风电、太阳能光热利用等项目;农村地区则注重生物质能的开发和高效利用。对于某些省区特有的能源资源禀赋,决定了其以煤为主的能源消费结构在短时间内难以改变,因此应当促进煤炭消费相关的技术创新,提高煤炭利用效率。
(二)合理控制煤炭产量,提高能源利用效率。
由于煤炭生产加工业对地区CO2 排放状况有着重要的影响,因此应该针对煤炭行业采用相应的减排措施。首先,应当合理控制煤炭产量,从源头上减少CO2 的排放。例如,限制生产企业的规模、关闭生产效率低的小煤窑、淘汰高耗能的落后工艺、技术和设备等。第二,重视技术创新的作用,依托于技术创新来实现CO2 减排和经济效益的双赢。例如,对于煤炭生产中所产生的“废弃物”进行加工和利用,从而减少废物的排放,并通过重复利用为企业产生经济利益。第三,对传统的煤炭生产企业,可以通过政策鼓励的方式引导其逐步加大对其他可再生能源或绿色能源的开发,一方面实现控制煤炭产量的目的,另一方面也能够为企业的长远发展做好准备。
(三)加快各省区的产业结构调整。
我国不同省份经济发展的异步性非常突出,因此需要针对各省的实际情况制定不同的产业结构调整政策。具体而言,对处在由第一产业向第二产业转移进程中的省份,应坚持走可持续发展道路,以技术进步为目标,以提高技术水平和利用清洁能源为主; 对一些较发达的省区,应注重发展高新技术产业、新能源产业和现代服务业;对以传统的煤炭生产或高耗能的重工业为主要经济命脉的省区,不仅要积极提高现有工艺的技术效率,而且要积极寻求其他清洁产业的发展途径。
(四)制定并完善各省区CO2 减排工作的分析制度。
在制定各省区CO2 减排政策时,不能单从全国排放总量排名的分布来决定重视与否,而应当针对各省区特定的历史状况和发展趋势决定政策的实施力度。具体而言,对于那些CO2 排放总量很低,但是恶化程度较快的省份,政府应该高度重视其CO2 减排工作。当然,前提条件是该政府必须要对本省区在全国的CO2 减排工作所处的位置和本省区的CO2 排放状况有真实和及时的认识,而这就需要建立各个省区的CO2 排放核算和比较制度,同时需要一定的相关专业人才进行分析和指导。
(五)加快建立和完善我国的碳交易机制。
中国碳强度目标是一种自愿性目标,和国际承诺没有相关关系,不需要国际的MRV(可测量、可报告和可核证)。在这种情况下,更需要考虑未来国内碳市场与国际碳市场的关系,以及不同机构在其中所扮演的角色,也需要通过试点来解决。在欧洲,碳交易已经有了一定的发展,其经验对中国节能减排有着借鉴意义。
参考文献:
[1]别涛,王彬.环境污染责任保险制度的中国构想[J].环境经济杂志,2006,(11):52.
[2]施天涛.商法学[M].北京:法律出版社,2006:697.
1990年国际环境毒理学和化学学会(SETAC)对全寿命周期评价(LifeCycleAssessment)的定义为:“全寿命周期评价是一种通过对产品、生产工艺及活动的物质、能量的利用及造成的环境排放进行量化和识别而进行环境负荷评价的过程;是对评价对象能量和物质消耗及环境排放进行环境影响评价的过程;也是对评价对象改善其环境影响的机会进行识别和评估的过程[5]。”全寿命周期环境评价包括产品、工艺过程或活动的整个阶段,即原材料的开采、加工,产品的制造、运输、分配使用、重新利用、维持、循环以及最终处理。1993年,SETAC提出的LCA方法论框架,将全寿命周期生态环境评价的基本结构归纳为四部分:目标和范围的界定、清单分析、影响评价和改善评价。全寿命周期评价的第一步是确定研究目的与界定研究范围,这一部分包括研究目的、范围、功能单位的确定和结果的质量保证程序。清单分析是全寿命周期评价基本数据的一种表达,是进行全寿命周期影响评价的基础。它包括为实现特定的研究目的对所需数据的收集,它基本上是一份关于所研究系统的输入和输出的数据清单。全寿命周期影响评价是将全寿命周期清单分析得到的各种排放物对现实环境影响进行定性定量的评价,即确定产品系统的物质、能量交换对其外部环境的影响,这是全寿命周期评价最重要的阶段,也是最困难的阶段。最后全寿命周期改善评价的作用就在于能通过产品工艺或活动的全寿命周期中物质和能量的输入、输出的考察和分析,提出一些资源消耗和污染排放的改进措施,以利于减少环境污染负荷和资源消耗。
2生态环境评价指标
适应于桥梁的全寿命周期中的物质和能量的输入及输出,归纳评价指标为三个方面:资源消耗、能源消耗和碳排放。
2.1资源消耗资源消耗就是建筑所用建筑材料在生产过程中消耗的天然矿产资源的数量,是依据生产单位建材所需的各种原材料的实际数量的总和。以全寿命周期的观点,计算建筑材料资源消耗、能源消耗和碳排放时必须考虑建筑材料的可再生性。材料的可再生性指材料受到损坏,但经加工处理后可作为原料循环再利用的性能。对于钢材,钢筋与型钢具备可再生性,其可回收系数见表1[6]。而混凝土则不具备这个性能。
2.2能源消耗从全寿命周期评价“从摇篮到坟墓”的理念,能源消耗指标应包括建筑全寿命周期的每个阶段,每个阶段能源消耗主要分为建筑材料的内在能源和机械设备消耗。
2.3碳排放在建筑物的全寿命周期各阶段中,能量消耗中燃料燃烧后废弃物的排放所引起的环境污染是最为严重的,它涉及到温室效应、大气污染、水污染等。我国大部分能源是以燃烧矿物燃料或固体燃料获取的,所以温室效应可以以碳排放量为指标,以CO2作为基准,其他污染物根据其造成温室效应的影响,折算为CO2当量来衡量。其折算因子如表6所示。单位建材开采生产的污染物环境排放如表7所示[9,10]。建材生产阶段考虑可回收性能时,其碳排放可用式(5)计算,回收再生产的碳排放取为原碳排放的40%。其他阶段的碳排放主要是能源获取时燃烧煤、燃料油或天然气所产生的。因此其排放量可以根据各阶段的能源消耗来简单估算。由于其他阶段的能源消耗主要为建造施工过程的消耗,而施工中消耗的大多是燃料油,所以采用燃料油的热值和其燃烧排放的CO2来计算,为86kg/GJ。
3算例
3.1简支梁桥两座跨径40m的简支梁桥,桥宽11.5m,荷载标准为公路—1级。一座使用预应力混凝土建造,采用T梁截面,主梁高度2.1m,宽度2.3m。另一座使用钢材建造,采用悬臂式双箱结构,箱体高度2m,宽度3m,间隔2m。代入数据,分别计算它们的全寿命周期资源消耗、能源消耗和碳排放指标。
3.2连续梁桥连续梁桥,桥宽33.1m,荷载标准为公路—1级。一座使用混凝土建造,跨径118m。主梁采用单箱单室分幅变梁高预应力混凝土连续刚构,梁高4.0m~6.5m,线性变化,变化段长度30m。箱梁顶板宽16.05m,厚30cm~50cm,底板厚30cm~80cm,腹板厚50cm~90cm。另一座使用钢材建造,跨径110m。主梁采用单箱双室整幅等梁高箱箱梁,梁高4.5m,顶板挑臂的长度为5.5m,横肋间距2.5m,实腹式横隔板间距10m。由于跨径接近,将混凝土桥的数据按跨径换算为110m,以方便与钢桥的数据作比较。代入数据,分别计算它们的全寿命周期资源消耗、能源消耗和碳排放指标。
4结语
即使在球鞋技术与其设计理念达到巅峰的今天,也无法撼动这20世纪最伟大的球鞋在人们心中留下的光辉。重温它的经典,感受它的美妙!
在时尚那奔腾的潮流中,一直有个准确的定义,划分着复古运动鞋和现代运动鞋的标尺,那就是AJ11。某些新的潮流也就因此出现。这也许就是AJ11的宿命。相信对于所有人它都是一个梦想,可喜的是有人得到了它。可悲的是如此的接近却是不可及。当神话开始的时候,就永没有落幕。
其实广义的来讲,对AJ11对复古和现代的定义,无非就是指年代对于产物的定义,AJ11的出现。恰好完美地诠释了这个概念。中国有句古话,“时世造英雄”,这句话用来形容AJ11绝不过分,形容JORDAN当然更恰当了!
很多年前,在拜读过《大熊和他的鞋》关于“11”的文章后,我开始去了解“11”。那似乎是个对于我来说相当久远的年代,但它给我带来的触动是至今难以忘怀的。虽然时间一直在流淌,但是永恒的经典还在开始和继续着。无论你是否SNEAKER,只要热爱篮球运动,了解NBA,并且对球鞋小作研究的朋友,都不会抹杀对“11”的印象,一切的完美因这开始。那个冲天百尺灌篮的景象,乔丹脚下的“11”闪闪生挥,试问有谁能忘却。下面细说说这双鞋。
价格早已经挑战不了人们对它的购买欲,无论是元年或者复刻,做工同样一流精细,脚感出众。被很多SNEAKER纳入囊中,奉为至宝!穿上它你会惊叹:没有理由会这么柔软轻巧!作为一双为运动发挥潜能的产物它无可非议。简单的SOLE全掌气囊似乎不能满足这样一双球鞋,但是它做得到。这是一种平衡,没有平衡谈不上完美。相对今天来讲。SOLE早已经成为了底端入门级球鞋的标配,技术已经没有让人拆开探究的意义,而且大家所了解的SOLE都是同一个感觉――“硬”。但是“11”永远不会给你这样的感觉,你甚至会怀疑鞋的中底真的是SOLE么?!确实软硬适度。平衡的来源在哪?
其实换掉AJ11原鞋的鞋垫就会发现,没有了原垫的“11”也是偏硬。秘密就在鞋垫上,“11”的鞋垫是整片的EVA发泡胶材料,而且异常的厚,就跟风系列中的鞋垫一样,只不过风系列中气垫镶到了鞋垫之中。“11”中的鞋垫也就是用这种材料做成的。这种叫作“EVA发泡胶”的东西,本身是偏软的,如果单放如入鞋中达不到良好的脚感,可是和“11”中SOLE搭配后,竟然找到了完美的平衡,达到了软硬适度的效果。(真是厉害,千万别丢掉原垫!)平衡的基础上,加上了碳素纤维板(也就是碳板或者c板)的撑拖,就达到完美的效果了。
包裹感是“11”给人的第二大感觉。那个时代,莱卡的内靴还没有运用到球鞋的技术中来,想要找到完美的包裹感,只好介入外界的压力,也就是束缚!过分的束缚会给脚带来不同程度的不适感,影响正常的运动,但是“11”却在这个方面做得全全当当。鞋带的每个孔都延伸到了中底部分,只要鞋带稍加系紧,包裹的感觉就非常的明显,而且束缚感绝对不会有。(设计者考虑的周全!)AJ11只有漆皮部分运用了皮革,脚面到脚踝都是尼龙纤维材料,所以脚踝处的保护相对下降了不少,但是如上所说,每个鞋带孔都延伸到了中底接近的部分,包括脚踝的部分,也就是说,在系紧鞋带的过程中,包裹度加强了,脚踝的保护性也随之加强了。(鱼和熊掌算是兼得!)
AJ11的完美是它在意义上的完美,但是作为一双篮球鞋来讲,它还是或多或少存在着缺陷。(没有神乎其神的东西,用理性的思维思考问题才是正确的玩赏心态。崇拜并非盲目,看到优点的同时也要注意其缺点,事物都是两面的。)AJ11有着漂亮的透明鞋底,可以隐约看到鞋底的飞人LOGO和贯穿全掌的C板,这也是一种享受。外底用牛筋制成,虽然漂亮但是缺陷也就显露了。内场运动中假如地板有,哪怕只是少量的灰尘,那你就小小心了,因为这时候很容易打滑。也许只有NBA洁净的地板才消受的起!另外,外底看似厚实耐磨,其实相当薄,经不起外场的生磨硬蹭。牛筋底没有想像中那么结实,毕竟是双内场地鞋。(即使有经济能力购买的朋友,相信也不会去拿AJ11磨外场来开玩笑吧?)
世界遗产地区;低碳经济;低碳产业体系;生猪产业链;CDM项目申报;低碳畜牧;低碳住宿;低碳物流
[中图分类号]F224;F299.2;F205[文献标识码]A[文章编号]1009-9646(2011)08-0053-02
一、世界遗产背景介绍
1.概念
世界遗产是指被联合国教科文组织和世界遗产委员会确认的人类罕见的、目前无法替代的财富,是全人类公认的具有突出意义和普遍价值的文物古迹及自然景观。狭义的世界遗产包括“世界文化遗产”、“世界自然遗产”、“世界文化与自然遗产”和“文化景观”四类。广义概念,根据形态和性质,世界遗产分为文化遗产、自然遗产、文化和自然双重遗产、记忆遗产、人类口述和非物质遗产(简称非物质文化遗产)、文化景观遗产。
2.四川省世界遗产
四川旅游资源全国乃至世界都是数一数二的。据中国世界遗产名录,截止2010年8月1日,中国已有40处狭义世界遗产,74处广义世界遗产。归属四川省域的就有5处狭义世界遗产,1处广义世界遗产。包括世界自然遗产“九寨沟.”、“黄龙”、“四川大熊猫栖息地”;世界文化遗产“都江堰―青城山”;双重遗产“峨眉山―乐山”;急需保护的非物质文化遗产“羌年”。四川省丹巴县、理县、茂县的“藏、羌碉楼与村寨”也已录入中国世界文化遗产预备名单(2009.6数据)。
二、低碳经济简介
2009年12月7日到18日哥本哈根联合国气候变化大会在丹麦首都哥本哈根召开,192个国家的环境部长参加了这次会议。毫无疑问,这次大会对地球今后的气候变化走向产生了决定性的影响。这次会议被称为“拯救人类的最后一次机会”的会议。
低碳经济没有约定俗成的定义,一般情况下低碳经济是指在市场经济机制的基础上,在可持续发展理念指导下,通过产业转型、制度创新、新能源开发等手段降低能源消耗,达到经济发展与生态保护双赢的一种经济发展形态。
三、世界遗产地区发展低碳经济的重要性
1.发展低碳经济能够保护世界遗产地区环境,防止污染以及气候变化可能对其的影响与破坏。
2.发展低碳经济能够提高世界遗产地区资源和能源的利用效益,有助于当地其他产业的发展,建设生态文明。
3.发展低碳经济顺应国际形势,是积极承担国际环保责任的表现。
四、以低碳产业体系分析世界遗产地区低碳经济发展
1.世界遗产地区畜牧业
当代中国人继承了中国人既有的“和”的概念,讲究天、地、人合一,讲究与自然和谐相处。。在现代城市中久居的中国人对自然有着很深刻的向往,也正是利用这一点,世界遗产地区可以开发畜牧旅游业,增加畜牧业本身的附加值。
2.世界遗产地区旅游住宿业
房地产行业是典型的高耗能、高排放行业,建筑房地产相关能耗(包括建筑能耗、生活能耗、采暖空调能耗等)已达到社会总能耗的46.7%[1]。同时,由于房地产业的相关产业极其广泛,发展低碳房地产的同时能够带动一系列的相关产业进行低碳升级,产生连锁反应,由此可见房地产业的节能减排潜力巨大,世界遗产地区发展低碳建筑势在必行。
五、对世界遗产地区发展低碳经济的措施建议
1.国家政府急需健全双遗产地区的低碳法律制度
对于我国低碳经济法律体系的的建立问题,以公民碳排放权为法理基础概念并以此理念设计中国与发展低碳经济有关的国内碳交易制度和碳税制度是当前的主要观点。其中的公民基础碳排放权是以整个自然界碳排放可以承受的总量除以世界人口数,得到的一个个人允许的基础碳排放值。但是由于实际操作的约束性,我国低碳经济的制度设计以及低碳经济法律体系的建立与完善还任重道远,需要不断积累经验、总结归纳出一套由中国特色的方案。
针对世界遗产地区,更需要健全法律法规通过以下功能来达成节能减排、抑制温室效应、保护生态环境、实现可持续发展:
(1)威慑功能,主要针对想要违背“低碳”理念谋求个人利益者。
(2)惩罚功能,是针对触犯了相关法律法规者,让触犯了的人依法承担法律责任,受到法律惩罚。
(3)救助抚慰功能,是针对因为违法者的违法行为而深受其害的人。
(4)教育功能,针对所有公民,既包括违法分子,又包括其他人。
(5)美化功能,一旦以上功能发挥了其应发挥的作用,人类的生存环境无疑会越来越美丽,此所谓美化。
2.世界遗产地区景区管理创建“低碳景区”
峨眉山景区于12年前已实行统一乘坐旅游交通大巴的方式。景区还在酒店和农民旅店饭店大力推行节能措施。多年来,峨眉山的森林覆盖率一直维持在95%以上。
目前,九寨沟景区已编制完成了《智慧九寨专项规划》,并将在此基础上编制中国首个《低碳旅游发展专项规划》,力图通过规划摸清低碳家底,打造低碳产品,完善低碳设施,优化低碳服务和塑造低碳品牌。
世界遗产地区可以景区管理可以此二者为典范,以加强景区管理,走上真正的低碳经济之路。
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关键词:建筑装饰工程;装修施工;“低碳化”
Abstract: with the global temperature rise, natural disasters emerge in endlessly, people to "green low carbon" more and more attention. In our country's introduced gradually build sustainable development and environment friendly society under the policy, this article through to people to pay attention to the construction, decoration and construction process in "low carbon" the importance of construction and the existing problems are analyzed, and finally to the architectural decoration project "low carbide in the key points of construction are discussed in this paper.
Keywords: the architectural decoration project; Decorate construction; "Low carbide
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
1前言
随着建筑装饰工艺水平的不断发展以及装饰原材料不断更新,人们对建筑装饰工程中的能源消耗和碳排放量提出了新的要求,从而促使“低碳化”装饰成为建筑装饰工程新的发展方向。据有关数据表明,我国建筑物总能耗占社会总能耗的25%~28%,二氧化碳排放量占社会总排放量的40%左右。建筑的“节能”、“低碳”已然成为了我国降低碳排放、发展低碳经济的重要内容,同时建筑装饰作为建筑建造的末端环节更应该参与到建筑的“低碳化”过程中来的。低碳减排是以降低能耗、保护生态又不降低生活质量为宗旨,是为人类创造绿色的可持续发展的室内空间。“低碳化”装饰施工是探索人类社会生存和生活环境的可持续发展的新模式,有利于人类的健康及安全。如何将低碳减排的理念与现代装饰施工技术相结合,创造绿色的可持续发展的室内环境,将成为今后建筑室内装饰的重点。
2建筑装饰施工过程中“低碳化”问题分析
建筑装饰工程的“低碳化”是一个系统工程,贯穿于装饰装修的全过程,包括设计、材料选购、现场施工、维护与更新、拆除与重新利用等几个部分。将低碳的理念渗透到上述各个环节中去,控制总体碳排放,是有效实现建筑节能减排、全面发展低碳经济的重要手段。目前存在于建筑装饰工程施工过程中的问题主要有:施工单位对施工“低碳化”认识不足;装饰材料仍为高碳材料;我国在推行低碳施工方面缺乏相应的法律法规和激励机制;缺乏施工阶段碳排放评价体系。
2.1施工单位对施工“低碳化”认识不足
虽然随着建筑装饰“低碳化”研究的不断发展,低碳施工已经逐渐进入人们的视线,甚至已经成为建筑装饰行业今后的发展方向与趋势。但是人们对建筑装饰工程低碳施工的意识仍然十分淡薄,同时其也存在不少问题,具体表现为:第一,就目前而言,低碳施工没有明确的概念,导致施工单位对低碳施工认识不清;第二,低碳施工有哪些什么内容,包括哪些环节,有什么具体要求,施工过程中应该注意哪些问题等没有被明确提出;第三,国际上对低碳施工有些什么经验,存在哪些惯例等没有明文规定。正是基于这些问题的存在,从而使建筑装饰施工单位在实际的施工过程中,对低碳施工的认识和理解还仅仅是停留在文明施工、绿色施工上。
2.2装饰材料仍为高碳材料
施工阶段是将设计转换为实物的阶段,这一过程将消耗大量的资源,施工阶段所用材料仍属高碳包括两层含义,第一由于我国的“低碳化”研究还刚刚开始,很多装饰材料不能满足低碳节能的要求,在使用过程中仍然会排放出大量的二氧化碳;第二,装饰材料的生产仍属于粗放式生产,消耗大量以煤炭、电力为主的能源,而这两种能源又是我国二氧化碳的主要来源。同时根据市场经济理论,需求决定生产,大量高碳材料的使用,从而促使装饰施工阶段处于高碳环节。
2.3我国在推行低碳施工方面缺乏相应的法律法规和激励机制
长期以来,我国对能源和碳排放的管理偏向于重工业和交通节能,对建筑装饰低碳施工缺乏有效的激励政策。同时国家在低碳施工过程中主体间的权利义务及责任,没有明确的界定和规范,使其在法律方面存在着不少空白。
2.4缺乏施工阶段碳排放评价体系
当前我国建筑装饰行政管理部门对施工现场的管理主要体现在文明施工,对于低碳施工还没有系统科学的制度来予以促进、评价及管理,缺乏必要的评价体系,无法以确定的标准来衡量企业的低碳施工水平。实现对建筑装饰工程低碳施工的评价,需要建立评价指标体系与评价标准,所以首先必须确认哪些指标因素应在招投标文件及工程合同中予以要求,哪些因素需要在施工过程中予以监督和评价,并根据低碳施工发展现状选择评价指标,明确各指标需要利用何种模型进行评价,以及现阶段可接受的评价标准,从而最终建立低碳施工的决策支持系统。
3建筑装饰工程施工“低碳化”的重点环节
建筑装饰工程施工“低碳化”主要体现在:明确低碳施工的概念和内涵;建筑装修的节能设计;新技术、新材料、新设备及新工艺的应用;“低碳化”施工等。
3.1 明确低碳施工的概念和内涵
当前,全国各地都在纷纷提倡低碳施工,但令人尴尬的是迄今低碳施工尚没有准确的、大家一致认可的定义,所以首先必须解决的问题是低碳施工的概念问题,明确给出低碳施工的定义是当务之急,只有这样施工单位才能对低碳施工有较好的认识与把握,继续发挥自身优势并且不断改进不足之处,逐步实现全行业的低碳化。
3.2 建筑装修的节能设计
在进行建筑装饰装修设计时,应根据房屋自身节能效果以及用户要求进行装饰装修的节能设计。设计要求是在满足建筑物功能的基础上,同时确保不为达到节能目标而增加节能投资和运行费用,并依据经济效益使增加的节能费用在尽可能短的时问内回收。另外,对于选用的节能新设备,要在对其原理、性能、效果详细了解和进行经济技术比较之后才能选定。选择节能新设备应坚持以下原则:
1、能充分发挥建筑物功能;
2、经济效益好;
3、能源浪费少。
3.2新技术、新材料、新设备及新工艺的应用
新技术、新材料、新设备及新工艺的应用主要体现在装饰装修施工过程中安装节电节水器具时,限制或禁止使用高能耗的技术、材料、工艺等。对材料及设备要对其质量进行双控,首先要在合约中对其标准做出规定,其次这此设备必须符合质量标准要求。对于一些设计中未提出的设备需在合同中明确约定,或者在施工方案中说明。耐火性能是建筑装饰工程的性能指标之一,因而必须对耐火材料的耐火性能提出具体要求,使其符合规范要求。
3.3“低碳化”施工
在“低碳化”施工过程中首要的是提高建筑装饰过程中的“低碳化”意识,为解决这一问题应该通过宣讲、教育等形式加强全民节能意识,从根本上推进我国建筑装饰“低碳化”施工事业。其次是编制“低碳化”施工技术方案,建筑装饰工程施工前,施工部门需要首先编制相关“低碳化”施工技术方案,并向建设装饰监理单位审批。第三,应建立“低碳化”施工考核激励制度,通过相应奖惩制度中的规定,激励施工人员在各自工作过程中节约能源,进而实现装饰工程“低碳化”。
4结语
建筑装饰工程是一个高耗能服务型工程,对其进行“低碳化”施工对我国的低碳环保事业具有重大的意义。目前,虽然我国建筑装饰工程“低碳化”施工还有很长的路要走,还需要解决资金、技术等方面的问题。但在国家政策的扶持下,建筑装饰人员的不懈努力,建筑装饰工程“低碳化”施工的意识将逐渐深人人心,相信不久的未来,我国的建筑装饰工程将逐步走上“低碳化”施工的道路。
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关键词 碳排放;因素分解;广义费雪指数;动态演进
中图分类号 N94 文献标识码 A
文章编号 1002-2104(2011)11-0001-07 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.11.001
由于中国经济总量增长迅速,能源消耗不断增加,以煤为主的能源消费结构未有改变,化石燃料能源的消费造成约有90%左右的碳排放,导致碳排放总量不断增长。到2020年我国单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%-45%,其作为约束性指标被纳入国民经济和社会发展中长期规划。研究中国的CO2排放演化变化对优化能源结构、提高能源效率,以避免走发达国家“污染在先治理在后”的发展道路,具有指导意义。
1 文献综述
国内外关于碳排放的影响因素研究已有不少成果。Wang等[1]采用对数均值迪氏分解法(LMDI)对我国1957-2000年的CO2排放进行了因素分解,结果表明代表技术因素的能源强度是减少碳排放的最重要的因素,而能源结构也起到一定的作用,经济增长带来碳排放的增加。Fan等[2] 采用适应性加权迪氏分解法(AdapIive Weighting Divisia,以下简称AWD)分解了1980-2003年碳排放强度(carbon intensity)的影响因素,发现尽管中国的CO2排放总量在上升,但是碳排放强度在下降。徐国泉等[3]采用对数平均权重Divisia指数分解法分析了1995-2004年中国人均碳排放的影响因素,结果显示经济发展对拉动中国人均碳排放的贡献率呈指数增长,而能源效率和能源结构对抑制中国人均碳排放的贡献率都呈倒“U”。冯相昭等[4]利用修改后的Kaya恒等式对1971-2005年中国的CO2排放进行了分解,结果表明
经济发展和人口增长是CO2排放增加的主要驱动因素。胡初枝等[5]通过对我国六部门能源消费数据使用简单的碳排放公式计算得到的1990-2005年CO2排放量进行了简均的因素分解,指出规模和能源强度是正负两类最主要的因素,并且指出不同产业碳排放差异较大,产业结构的变化对碳排放减少有一定影响。国外也有很多有关碳排放的研究成果,Chris P. Tsokos, Yong Xu[6]通过建立一个CO2排放的微分方程系统,得到一个随时间变量变化的累积函数,利用该系统预测了10、20和50年CO2排放构成因素的变化率。Knapp等[7]从Granger因果检验的角度,研究了全球CO2排放量和全球人口之间的因果关系,认为两者之间不存在长期协整关系,但是全球人口是全球CO2排放量增长的原因。D. Diakoulaki等[8]采用简化的Laspeyres模型,将希腊在1990-2002年之间均等的分为两个碳排放时期,研究结果为希腊的碳排放增加的原因给出了解释,并为完成碳减排的目标提出了建议。D. Diakoulaki, M. Mandarak[9]用简化的Laspeyres模型,利用5个因素分解分析了欧洲14个国家的工业部门CO2的变化,发现大多数欧盟国家虽然已经做出相当大的努力,但没有充分发挥减排贡献。
由以上可见,当前对碳排放变动因素分解分析用的较多的是拉氏指数和D氏指数分解法,但它们各自都有其自身缺陷,费雪指数法则折衷这两种指数方法,并能很好的克服它们的缺点,更好的消除了因素分解的残差项,得到的结果更加精确。本文从碳排放现状出发,数据来自中国统计年鉴和中国能源统计年鉴,采用广义费雪指数法对中国碳排放变动进行因素分解,分解分析能源结构,能源效率和经济发展等因素对中国碳排放变动的影响。最后一部分给出了主要结论并提出了相应的碳减排对策。本文用新方法分析研究中国碳排放变动演化情形,所得结果综合了以往方法的结果,并获得新的有意义结果。得到当前能源效率因素抑制作用逐渐增,强能源结构的抑制作用依然微弱的结论,这与以往的结果不同,首次拟合了各种影响因素的瞬时变化率特征,进一步反映出各影响因素的动态演进过程。
2 GFI模型评价
寻找二氧化碳减排途径的前提,是准确分析和计量促使碳排放增加的原因何在。指数分解分析作为研究事物的变化特征及其作用机理的一种分析框架,近年来在社会经济研究各方面中已经得到越来越多的应用。目前,最常用的包括Laspeyres指数分解和Divisia指数分解等[10-12]。但是,当指数分解存在残差项时,说明碳排放变动的部分不能为以上模型所解释。拉氏指数法及绝大部分D氏指数都存在着这个缺陷。相对于拉氏指数和D氏指数法各自都有其自身缺陷,费雪指数法则能折衷这两种指数方法,并能克服拉氏指数和D氏指数法的缺点。Ang、Lju和Hyun-Sik Chung[13]比较了广义费雪指数(the Generalized Fisher Index)与其他五种常用的IDA方法,即:拉氏指数、帕氏指数、AMDI,算术平均D氏指数、LMDI Ⅰ(对数平均D氏指数法Ⅰ)、LMDI Ⅱ(对数平均D氏指数法Ⅱ),并利用Fisher提出的因子互换检验、时间互换检验和比例检验;Balk提出的总量检验;Ang和Choi提出的零值稳健检验;Chung和Rhee提出的负值稳健检验对各种方法进行了上述检验,给出了检验结果,为选择合理的因素分解方法提供了有力的依据。广义费雪指数只在其中的总量检验中未通过,其他检验均通过,而其他方法均有两个或更多的检验未通过,因此广义费雪指数表现出优良的因素分解特性,综合来看其是进行因素分解的最佳方法。
碳排放因素分解法可以分为两种不同的形式,即加法分解(Additive Decomposition)和乘积分解(Multiplicative Decomposition),目前研究中多选用拉氏指数和D氏指数方法的加法分解,均存在一定缺陷,费雪指数法属于乘积分解,模型更加复杂,而且对分解因素更加难以把握,本文克服了这些问题,首次将费雪指数法和碳排放公式很好的结合,很好的选择了碳排放变动的影响因素,故而本文拟采用费雪指数法对中国碳排放变动进行因素分解,分解分析能源结构,能源效率和经济发展等因素对中国碳排放变动的影响,进一步拟合了各种影响因素的瞬时变化率特征,反映出各影响因素的动态演进过程。
3 碳排放的因素分解及演进分析
3.1 模型基础
Ang等[13]提出的广义费雪指数(GFI)方法,具体实现过程如下:设V为总量指标,其由n个分量X1,X2,…,Xn表示。i表示总量指标的次级分类,用于进行结构变化的分析,则有:V=∑iVi=∑iX1iX2i…Xni。定义N={1,2,…,n},N的势为n。 S为N的一个子集,势为s′。定义函数V(S)=∑(∏l∈SXTl∏m∈N\SX0m),V()=∑(∏m∈NX0m)其中为空子集,上标表示时期0和时期T。根据“几何平均”原理,将VT/V0分解为n个部分。每一要素X
3.2 数据处理及结果
采用的基础数据来自中国统计年鉴和中国能源统计年鉴,部分数据通过简单计算和整理得到,值得说明的是GDP采用了以2000年为基期的不变价格计算,以剔除价格波动的影响。具体见表2。
在该模型中,X1代表能源结构因素,即i种能源在一次能源消费中的份额;X2代表能源效率因素,即单位GDP的能源消耗;X3代表经济发展因素,即人均GDP。利用公式(4)(5)(6),分别计算能源结构因素、能源效率因素和经济发展因素对中国碳排放变动的影响。结果见表3、表4和图1。
表3及表4是中国碳排放变动的GFI因素分解结果。我们发现,经济发展因素对碳排放变动的贡献最多为12.125(占42.9%),能源结构和能源效率的影响次之,分别为7927(占28.7%)和7.827(占28.4%)。
从图1可以看出,中国人均碳排放总体在不断增加,2000-2002年期间,中国人均碳排放增长缓慢,但是,2002年以后一直急速增长,年增长率超过10%。显然,造成中国人均碳排放急速增长的主要因素是中国经济的快速发展。经济发展对拉动中国人均碳排放的贡献率呈指数增
增大。而抑制中国人均碳排放增长的因素是能源结构和能源效率,但效果并不明显。效率因素对抑制中国人均碳排放的贡献率呈倒“U”型,并且近几年其抑制作用有增强趋势,这也是最近几年中国人均碳排放增长的趋势有所减缓的主要原因。2001-2003年能源结构和能源效率的抑制贡献率与经济发展的拉动贡献率之间的差距最小,而此时中国人均碳排放量在2001-2003年增长最缓慢,但随后,由于能源效率的抑制贡献率的减小和经济发展的拉动贡献率的增大,抑制贡献率与拉动贡献率之间的差距又不断扩大,导致了中国人均碳排放呈指数增长。
3.3 影响因素演进分析
从本文以上研究,已经得到能源结构、能源效率、经济发展这三个影响因素对中国碳排放变动的贡献率的大小,为了解决这些因素在未来具体如何演进,进一步反映出各影响因素的动态演讲过程,本文采用最小二乘拟合方法,很好的反映碳排放影响因素瞬时变化规律和变化趋势。过程如下:
首先拟合出能源结构因素的瞬时变化率,图2表示能源结构因素DX1的变化率,纵坐标代表变化率(%),横坐标代表时间(年)。
能源结构因素的瞬时率拟合方程为:
dDX1(t)dt=-0046 979 t4+37675 t3-1133 e+006 t2+1514 3e+009 t-7590 1e+011
若能源结构因素变化率D•x1(t)>0时,则表示能源结构随时间的变化率为正,能源结构对碳排放的影响越来越
图2 能源结构因素的变化率特征
Fig.2 Rate of change of the energy structure
大。由图2可见,2002年至2004年中国的能源结构因素瞬时率都是为正,而能源结构因素对碳排放起抑制作用,说明在这一段时期内能源结构因素发挥了逐渐增强的抑制作用。
若能源结构因素变化率D•x1(t)
类似可以得到能源效率因素和经济发展因素的瞬时变化率,形成图3和图4。
能源效率因素的瞬时率拟合方程为:
dDX2(t)dt=0502 22 t3-3 0213 t2+6058 4e+006 t-4049 6e+009
若能源效率因素变化率D•x2(t)>0时,则表示能源效
率随时间的变化率为正,能源效率对碳排放的影响越来越
大。由图3可见,2002-2005年中国的能源效率因素瞬时率都为正,而能源效率因素对碳排放起抑制作用,说明这一时期能源效率抑制碳排放的作用逐年增强。
若能源效率因素变化率D•x2(t)0时,则表示经济发展随时间的变化率为正,经济发展对碳排放的影响越来越大。
由图4可见,2002年至2008年中国的能源效率因素瞬时率都是为正,而经济发展因素对碳排放起促进作用,说明此段时期经济发展不断地促进碳排放增长,给碳减排带来极大的压力。
4 结果比较及特点
在关于碳排放因素分解方面的研究中,本文所得研究结果与以往研究结果有相近的地方,也有不同之处,以下给出了本文与其他人研究结果的比较及特点分析。
徐国泉、刘则渊、姜照华[3]采用对数平均权重Divisia指数分解法分析中国人均碳排放的影响因素,得到2000年以来,人均碳排放增长率超过10%,2000年以后,抑制贡献率与拉动贡献率之间的差距不断扩大,经济发展对拉动中国人均碳排放的贡献率呈指数增长,这一结果与本文相似。但本文又进一步得到2001-2003年能源结构和能源效率的抑制贡献率与经济发展的拉动贡献率之间的差距最小,而此时中国人均碳排放量在2001-2003年增长最缓慢,但随后,由于能源效率的抑制贡献率的减小和经济发展的拉动贡献率的增大,抑制贡献率与拉动贡献率之间的差距又不断扩大,导致了中国人均碳排放呈指数增长,并且近几年能源效率因素逐渐增强,这一系列的结论有别于前者的研究结果。
D. Diakoulaki等[8]采用简化的Laspeyres模型,从人类活动、能源强度、混合燃料三个因素方面分解分析了希腊在1990-2002年之间的碳排放,得到人类活动因素引起CO2排放量增加32,242万t(占到150%),能源强度因素占-35%,混合燃料因素占-15%,后两个因素共减少CO2排放10 575万t。本文得到经济发展因素(即人类活动因素)对碳排放变动的贡献最多12.125(占42.9%),能源结构因素(结构效应因素)和能源效率因素(即能源强度因素)的影响次之,分别为7.927(占28.7%)和7.827(占28.4%)。说明经济发展因素对中国和希腊都是正效应并占到主导位置,其它因素虽然起到负效应,但减排效果微弱。
Ming Zhang, Hailin Mu等[15]采用完全分解方法分析CO2强度,能源强度,结构变化和经济活动对中国碳排放的影响。结果表明,经济活动对CO2排放量变化起正效应作用(占196%);1991-2006这段时期,能源强度下降对CO2排放减少影响较大(占到126%);CO2强度和结构变化的影响相对较小。并得到中国CO2排放量在全球减排中作出重大贡献。而本文认为2000-2008后这一段时期能源强度(能源效率)因素的抑制作用仍然不明显,为7.827(占28.4%),但其抑制作用还在逐渐加强。
李艳梅、张雷、程晓凌[16]按照“共同产生、平均分担”原则,构建了碳排放因素分解模型,选择1985-2007年的数据,计量经济总量增长、产业结构演进和碳排放强度变化所产生的碳减排效应,表明造成碳排放增加的因素是经济总量增长和产业结构变化,而产生碳减排效应的因素惟有碳排放强度降低。该模型没有很好的处理结构分解过程中的残余项,而本文得到的是碳排放强度(即能源效率)因素对抑制中国人均碳排放的贡献率呈倒“U”型,并且近几年其抑制作用有增强趋势,这也是最近几年中国人均碳排放增长的趋势有所减缓的主要原因。
以上几位学者的研究都没有考虑到,我国经济发展并不一定引发碳排放的增加,经济增长也会自发导致碳排放量的减少,我国碳排放政策的缺失,节能减排政策实施滞后是导致我国碳排放持续上升的又一重要因素。通过以上分析,我们发现,经济发展是我国人均碳排放增长的主导因素。作为发展中国家,经济产出的增长是满足国民生存与发展基本需求的必要条件,维持经济系统运行带来的能源消费是无法避免的,其导致的环境压力上升也是在所难免。随着中国经济的飞速发展,中国人均碳排放量在2002年后急剧增长,说明仅依赖能源效率的提高已难以抑制经济发展引起的中国人均碳排放。因此,本文强调在未来的中长期发展规划,我国碳减排的政策制定不能从控制经济发展规模的方面采取主要措施,应该大力优化能源生产消费的结构和提高能源使用效率,完善环境经济政策和节能减排政策。
5 碳减排对策建议
为了达到2020年碳排放减排的目标及为应对全球气候变化做出贡献,综合以上分析,本文提出了以下几点碳减排对策:
(1)环境调控政策和相关立法的完善。前文研究得到经济增长并不会自发导致碳排放量的减少,经济增长也并不一定引发碳排放的增加,控制经济发展过程中的碳排放,应建立实施技术标准、碳交易、碳排放的企业准入门槛、节能减排等政策措施降低碳排放量,完善相关的碳排放法律法规。
(2)改善能源生产和消费结构。由于受能源赋存条件以及经济条件限制,我国很难尽快改变以煤为主的能源消费格局。但是积极增加油气进口,开发新能源和可再生能源,逐步减少煤炭在能源消费中的比重,增加石油、天然气、水电、核电所占比重,中国的碳排放将得到很大的缓解。此外,在加强能源结构调整的同时,加速发展煤炭清洁利用技术,实现煤炭的清洁、高效利用,减少碳排放。大力发展环保产业。
(3)提高能源使用效率。国内外很多专家学者的研究中都提到,碳减排的主要措施之一是提高能源利用效率。本文研究中也得到,能源效率对抑制碳排放的作用有加强趋势,可见今后继续依靠提高能源利用效率,降低碳排放的空间还很大。可通过更新设备、采用先进技术和工艺、加强能源管理等措施,提高一些高耗能行业的能源利用效率,充分挖掘高耗能工业部门的节能减排潜力。
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Factor Decomposition Analysis of Carbon Emissions Change in China
TIAN Li xin ZHANG Bei bei
(Energy Development and Environmental Protection Strategy Research Center,Jiangsu University, Zhenjiang Jiangsu 212013,China)
曾经新锐、先锋的“80后”,如今已经渐渐地从“幼稚、任性、不懂事”这些字眼中摆脱出来,变成了“时尚、个性、敢作敢当”的统称.成为了社会的主流。而“80后”的人群中流行的各种东西,无论是物质产品、文化产品还是更为虚拟的生活方式,也随着“80后”人群的话语权的扩张而成为了大众最为关注的内容。正如同每一种流行的背后都有潜在的机理,都有支持着流行的精神。
“80后”比任何一个年龄层都了解这个世界正在发生什么事情,他们知道北极的冰盖越来越薄,那些可怜的北极熊要游得越来越远才能够捕获到海豹,他们知道每天产生的各种废气会让多少人生病、多少人死亡,他们尽量吃有机蔬果、使用可循环材料制作的各种生活用品、穿着不使用漂白剂弄得鲜亮无比的衣服、使用不含荧光剂的洗衣粉……他们将环保贯穿到自己生活的方方面面,并以此为时尚,也为自己的这种选择感到自豪。
去年8月24日,以16岁至26岁的年轻人为销售对象的某服装品牌,有一句这样的广告词:“我管不了全球变暖,但至少我好看!”该品牌打出这样的广告是对年轻人的一种侮辱。“全球变暖是困扰当今世界的一大难题,人类活动排放的二氧化碳等气体,正在提高地球表面的平均温度,从而带来冰川消融、海平面升高、威胁海岸带生态环境系统等灾难。”上学时,地理、化学基础知识可以不扎实,但“80后”决不允许自己对IPCC(政府间气候变化专门委员会)不了解。都21世纪了,你可以无知,但绝对不要拿无知当个性。
“80后”的生活习惯及消费个性,与在物质匮乏时代中成长起来的“前辈们”存在明显的差异。从小受多元化文化的熏陶,在消费上也表现出独有的“80后”风格,毋庸置疑,这些“80后”将会成为推动整个市场消费的主力军。他们崇尚生态有机棉;一纸限塑令结束了塑料袋的生命,却在“80后”中孕育了一批帆布的铁杆随从,在第一时间用一块厚帆布,表明了坚定立场;又凭借着环保,一双千奇丑无比、千疮百孔的Crocs鞋成为“80后”的新宠……
【关键词】铁碳合金相图;行为导向;综合能力
“ Moving”,“ gold material class” is also wonderful tobacco ――How to make students master the iron carbon alloy phase diagram
Ma Shao-chun,Xing Qing-gui
【Abstract】This paper discusses the iron carbon alloy phase diagram teaching, using the behavior oriented teaching method the breakthrough teaching difficulty, so that the students can complete mastery of iron carbon diagram, and applied to production practice. The students acquire the knowledge and comprehensive ability are improved.
【Key words】 Iron carbon alloy phase diagram; Behavior; Comprehensive ability
《金属材料与热处理》课是职业技术学校机械类专业的一门专业基础理论课,研究的是金属材料的成分、组织及热处理方法。材料热处理一般不改变工件的形状,而是通过改变金属材料的成分、组织,从而达到改变性能,实现用途的目的。通过本课程的学习,学生应掌握金属材料的性能特点,用正确的热处理加工工艺和方法获取优质的工件。比较偏重于理论教学,给人的感觉是枯燥、乏味。再加上职业技术学校的学生基础普遍较差,学生觉得该课程难学,老师也觉得该课程难教。要改变这种“学生难,老师也难”的“两难”境地,笔者以为,运用现代教学方法,特别是与职业技术教育中的有关能力培养方面密切相关的行为导向法可以取得预期效果。
行为导向,又称实践导向,或者行动导向,是指以行为或工作任务为主导方向,关注学生和接受培训者的关键能力、综合职业能力与全面素质的培养。由于行为导向教学对于培养人的全面素质和综合能力方面起着十分重要和有效的作用,所以被职业教育界与劳动界的专家所推崇。其教学组织形式根据学习任务的性质可以灵活变化。行为导向教学注重学生参与进来,最大程度的开发学生的主观能动性,使知识的传输最优化。
下面以整本教材中的重点教学内容――铁碳合金相图为例进行阐述。
1. 确定教学内容
选择《金属材料与热处理》课程中的第三章第3节“铁碳合金相图” 作为知识点载体来实施行动导向教学法,理由如下:
首先,内容很适合本次探究。学生参与的最大亮点是要互动,对于学习的主体――学生而言,该段内容易上手,好“动”、能“动”;对于学习的引导者――教师而言该段内容易操作,以点带面、以图解理、以理画图,以动带静、活跃而有序。
其次,内容的特殊性。此教学内容既是整本教材的重点,又是难点。铁碳状态图上的碳钢和铸铁是使用最为广泛的金属材料,是铁和碳组成的合金。不同成分的碳钢和铸铁其组织和性能也不同。在研究和使用钢铁材料,制定其热加工和热处理工艺以及分析工艺废品的原因时,都需要应用铁碳合金相图。但学生在学习过程中不能从实验中亲自绘出相图,对其理解起来较难。
再次,内容的直观性。所有内容都可以在图上展开解读出来,且易总结归纳,如:“两平、三垂、九星、五弧,十二面”等等,便于学生把握住学习重点。
2. 确立如何引导学生的“行为”
行为导向教学注重学生自己独立的完成任务,教师并不是把知识传授作为其唯一的任务,而主要是组织和引导教学过程,确保所有学生都要有兴趣积极参与互动。学生好比演员,教师就是导演,如何才能“演出”一场精彩的“戏”?以达到预定教学目标。这就需要教师在熟悉教材、明确重难点、准确把握学生特点的前提下,合理安排课程推进步骤。
步骤1,教师鼓励,引导学生树立正确学习观,提出学生学习的两个层次:一是表面理解的课本知识,二是深层次的以知识为载体的能力提升。
步骤2,鼓励学生大胆上台表现自己,用加平时分、发小礼品等手段鼓励学生上台。
步骤3,以教室每列的座位为小组单位,激发学生潜在的团队意识,进而突破自我,敢于上台大胆表现。
步骤4,鼓励个别爱表现的学生在下面积极向“临时老师”提问,活跃课堂氛围,增加行动导向教学的效果。
3. 具体实施过程(2课时)
(第1课时) 首先,让学生回忆上堂课学习的铁碳合金中的五种成分,包括各种成分的特点及其综合性能。在黑板画上表格,名称、符号、定义、性能为四列的标题,学生上台来,将表内的空格填上,一次性最多填一种成分的名称、符号、特点、性能,当然也可以填一个空,比如符号、名称等。老师则拿好名单和笔准备加分,学生十分踊跃,最后还有学生主动上台来修改前面学生写的错误。整个过程中老师对学生的要求是“在座位上可以看书,上黑板不能带书”。这样的复习巩固持续了10分钟,掌握的效果和预期很接近。 最后老师总结:上述五种基本组织中,铁素体、奥氏体和渗碳体都是单相组织称为碳合金的基本相;珠光体和莱氏体则是由基本相混合组成的多相组织。
其次,新课教学,教师在黑板上演示“铁碳合金相图”的画法,顺着关键知识点的思路“含碳量、温度、两平、三垂、九星闪耀、五弧、十二面”逐个讲解,学生在下面一起跟着画图,用时20分钟。
再次,巩固新课,鼓励勇敢的学生上台来接受老师或学生的提问,比如:“S点”是什么点,在这一点上发生了什么转变,含碳量为多少?PSK线是什么线,对应温度值是多少?等等,这个步骤持续到下课,用时10分钟左右。学生从开始犹豫不决的“是否上台接受挑战”到你争我抢的争相上来,教师适时有效的鼓励起到了至关重要的作用。
(第2课时) 本节课重点是加强对“铁碳合金相图”的识记和理解。
首先,回顾“铁碳合金相图”,让学生用5分钟时间来复习巩固对图的理解和记忆。此时教师抽空在黑板上画上六幅(任教班级教室座位有六列)空白的坐标系。
然后,告诉学生“比赛”规则:每组派“选手”上台将空白的图面补充完整,一个学生完不成,归座后本组其他学生继续上去补充,直到补充完整为止,小组间要比用时的多少、比画图质量高低、比内容的正确与否、比图画美观程度等等。
其次,各组学生踊跃上台,整个场面十分活跃。几个场景笔者记忆深刻,一是全班每个学生至少上去过一次,有的学生上上下下十分活跃;二是有两个学生勇敢的擦去了前面同学基本快完成的图,从头开始画。整个过程用时20分钟。
再次,自评和互评。由学生来点评,马上就有同学站起来十分严肃的指出“竞争对手”的不足之处,这个环节同样也十分热闹,个别学生观察十分仔细,老师没有发现的问题,由他上台指出。老师在边上需要把握好评判的尺度,维护学生这种高昂的学习积极性。最后给大家公认的那组学生,逐个加分。(用时10-15分钟)
最后,课堂总结。两课时,学生已基本掌握铁碳合金相图的画法,包括不同含碳量所对应的组织成分,以及成分之间的相互联系,含碳量多少、温度高低对组织、成分、性能的不同影响。
4. 课堂教学反思
(1)整个课堂教学由原来的教师负责制,转变为个人负责和组内负责,极大程度的提高了学生的学习积极性,在两节课上学生做到了全员参与,全班没有学生“趴座”、开小差等。几乎每个学生都有至少一次的上台的机会,因为将知识捆绑在一起后,学生面对的问题有复杂也有简单,只要有勇气就可以展示自我。
(2)教师要用自己形成的教学理念去感染学生,用轻松诙谐的课堂氛围去激活学生挑战自我的意识;切忌急于求成,在没有学生上台时要鼓励他们,其实说对说错不是很重要,重要的是敢于从座位上勇敢站起来,走上讲台清晰地表达自己的观点。
(3)可以说几乎所有的教学内容都可以用这种教学方法,关键看课前教师对教学内容的处理。一般情况是,教师在备课是把教学重点、难点等提炼成一个个循序渐进的小问题,上课时将这些问题一一展现在黑板上,让学生围绕这些问题去学习,前期准备就绪,接下来就是需要学生上台来认领一个知识点进行讲解,讲完后接受其他学生的提问。
5. 行动导向教学法实施中注意点
(1)课堂上出现的诸多情况不是老师事先能设计好的,有许多“意外”发生,这对教师的教学基本功、临场应变能力、组织能力、课堂控制能力等都是一种综合挑战。
(2)要增加活动的趣味性,吸引学生参与,比如引入学生喜欢的抽签、摸彩方式;小礼品的选择很有艺术,不在于价值而在于学生是否需要;加分也很带劲。老师可以根据现场学生上台的表现,由下面的学生通过举手表决来决定加多少分。当然也要提防个别捣乱分子,老师要把好关,避免打击学生积极性。
(3)受实践少的影响而不适应,缺少企业的工作经验,原先对理论知识的传授尚还可以,但现在学生提及的问题多半面向现实,对于缺少实践经验的老师来说,确实很难回答。因而行为导向教学的教学方法需要与其相配套的教师队伍,特别需要我们的教师具有综合的职业能力,灵活的应变能力和扎实的实践能力。作为一名职业教育者,我们要努力提高自身业务水平和综合素质,向“双师型”教师看齐,以适应不断发展的职业教育。
总之,课堂教学中运用行为导向教学法,应能重点解决一至两个具体问题,使学生从中学会或领悟解决问题的一般思路与技巧。通过一个工作任务的完成,学生不再是一门门单一学科的学习,而是综合知识的获得,是相对完整的一块综合的知识团,从而有利于学生综合职业能力的形成,有利于学生实际操作能力的培养。相信随着社会对专业技术人才的需求,随着教学改革的进一步深化,行为导向教学方法会被越来越多的人接受和使用,这将会为社会培养更多的具有操作技能和创新能力的优秀人才。
参考文献
[1] 李晓玲.行为导向:德国职业教育教学改革的理论与实践[J].教育发展研究,2002,(1)
[2] 陈志毅.铁谈合金相图教学点滴.金属材料与热处理课教学参考书[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007
一、理解记忆法
记任何东西不能死记硬背,化学知识的记忆也不例外。只有理解了化学知识有关概念的内涵与外延,掌握其本质属性后再记忆,才能经久不忘、触类旁通。
例如,记忆同系物的定义:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。对这一概念应作如下理解:
①必须是符合同一通式同一类物质,但化学式一定不同,而且符合同一通式的并不一定就是同系物;
②结构相似,是结构特点相似,并不是完全相同。如异丁烷与正戊烷,前者有支链,后者没有;
③结构相似,但性质却有时相差较大,如甲苯与苯;
④官能团一定要相同,并且官能团数目也要相同,如丁二烯与异戊二烯,都含有两个碳碳双键。
二、归纳记忆法
众所周知,一个人能毫不费力拿起一串葡萄,而要拿走同样数量、散落在地的葡萄粒则要费力得多,所以学了一段时间后,如果能将大量零散的孤立的知识及时归纳整理,找到前后知识的内在联系,通过某种方法使其形成一种知识网络或知识体系,将所学的知识“由厚变薄”,从而大大缩短同学们的记忆过程,达到以一贯十的效果。
例如,在学习完“碳及其化合物”―章时,先找到重点物质――二氧化碳,再以其为中心将本章所学的其他物质罗列出来,找到它们与二氧化碳之间的相互转化关系,用箭头将它们联系起来(箭头指向为物质的转化方向,箭头上下方为物质转化的途径或所需条件),形成如下一个网络:
三、对比记忆法
化学中的有些概念、定律、公式、化学反应十分相似,往往易于混淆,如物理变化与化学变化、电离方程式与离子方程式等,若能把这些知识进行对比找出它们的异同点, 记忆起来就可收到事半功倍效果。
例如,记忆物理变化与化学变化这一对概念,可做如下列表对比:
四、联想记忆法
我们人类在认识客观事物时总会在头脑中形成复杂的也是系统的暂时联系,从而引发对过去事物的回忆,并由此及彼发展成联想。在学习化学过程中运用联想的方式进行记忆,不仅可以提高记忆效率,而且可以激发同学们的创造思维能力。
例如,通过实验室用启普发生器制氢气的实验原理,可以联想起二氧化碳和硫化氢的制取也可用启普发生器;由醛类能发生银镜反应就联想到甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖等也可以发生银镜反应:当我们碰到S02易溶于水就联想到其他易溶于水的气体物质HCl、NH3等。
再如,看到HOCH2―CH2―CHO这样一个我们没有学过的结构简式,可通过联想羟基(一OH)、醛基(一CHO)等官能团的特性,我们很容易推测该物质能发生酯化反应、银镜反应、还原反应、取代反应等。
五、口诀记忆法
口诀记忆法就是针对需要记忆的化学知识利用音韵编成融知识性与趣味性于一体、读起来朗朗上口、利于背诵的口诀。