基于生命周期的土地利用温室气体排放研究

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因温室气体排放引起全球气候变暖问题已成为全球环境关注的热点。土地利用过程所引起的温室气体年排放约为化石燃料温室气体排放的11倍,对全球气候变化影响至关重要。生命周期评价作为一种环境负荷的评价工具,用于科学定量地估算产品、服务及工艺流程改造等方面温室气体排放有其独特的优势。  本文在国内不同土地类型的GHG排放研究基础上,首先,使用ISO14042特征化方法,得出了我国不同气候带不同土地类型的GHG(Greenhouse Gas)排放因子:寒温带天然林为180.66g CO2-eq/(m2·a);中温带天然林为-71.53g CO2-eq/(m2·a),人工林为310.71g CO2-eq/(m2·a),草原为2393.44g CO2-eq/(m2·a);暖温带天然林为-59.34g CO2-eq/(m2·a),人工林为-59.71g CO2-eq/(m2·a);亚热带天然林为-193.22g CO2-eq/(m2·a),人工林为-849.28g CO2-eq/(m2·a);热带天然林为-963.07g CO2-eq/(m2·a),人工林为-45.67g CO2-eq/(m2·a);旱田为1699.37g CO2-eq/(m2·a),水田为2669.77g CO2-eq/(m2·a)。结果显示林木生态系统是碳汇,草原和农田生态系统都是碳源。  其次,本文根据生命周期土地利用生态环境影响评价方法,建立了土地利用温室气体排放计算模型,提出了中国不同气候带不同土地类型转化时间期限。并且采用建立的计算模型和研究得到的GHG排放因子对不同气候带土地利用温室气体排放进行了计算分析。结果显示对建筑占用1000m2不同气候带不同土地类型的温室气体排放量为:寒温带天然林-12646.2kgCO2-eq;中温带天然林5007.1kgCO2-eq,人工林-21749.7kgCO2-eq,草原-167540.8kgCO2-eq;暖温带天然林4153.8kgCO2-eq,人工林4179.7kgCO2-eq;亚热带天然林13525.4kgCO2-eq,人工林59449.6kgCO2-eq;热带天然林67414.9kgCO2-eq,人工林3169.9kgCO2-eq;旱田-118955.9kgCO2-eq;水田-186883.9kgCO2-eq。生长1381.72kg木材不同土地类型转变为人工林的GHG排放:中温带天然林-148.88kgCO2-eq,草原-2588.63kgCO2-eq,旱田-1821.85kgCO2-eq;暖温带天然林0.24kgCO2-eq,旱田-1443.85kgCO2-eq;亚热带天然林485.65kgCO2-eq,水田-2546.13kgCO2-eq;热带天然林-1056.16kgCO2-eq,水田-3959.79kgCO2-eq。  最后,本文采用生命周期评价原理与IPCC方法,对中国2010年废纸生命周期不同阶段的主要温室气体排放进行了分析,并比较分析了废纸回收利用与处理三个不同方式对温室气体减排潜能。系统边界主要包括:土地转变使用用途、林木种植管理、制浆过程、造纸过程、运输过程、废纸制浆、焚烧和填埋过程。结果表明,中国2010年废纸生命周期的温室气体排放量为3.68×108tCO2-eq,其中,土地转变使用用途和林木种植管理阶段为3.00×108tCO2-eq,占81.76%,制浆和造纸阶段为5.24×107tCO2-eq,占14.27%,运输为1.47×107tCO2-eq,占3.99%,废纸焚烧和填埋减少温室气体排放7.88×104tCO2-eq。通过3个假设情景对比表明,废纸制浆是减少纸产品生命周期GHG排放的最佳方式,废纸焚烧发电相对于废纸填埋后填埋气利用对GHG减排略有优势。
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