微观尺度城市交通CO2排放过程和机理研究:以北京市奥林匹克中心区为例
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前言

城市地区贡献了全球70%以上的二氧化碳排放,已经对全球碳循环和气候变化产生了深远的影响。交通CO2排放量仅低于电力与供热部门,占全社会总排放量的23%(International Energy A-gency, 2014),是城市终端消费CO2排放的重要源头,也是导致气候变化和空气污染的重要原因。2007年,我国道路交通CO2排放占交通CO2排放的86.32%,是交通CO2排放的绝对主体。随着经济的快速发展、城镇化进程的不断加快和人民生活水平的日益提高,城市道路交通CO2排放量上升空间巨大。面对沉重的碳减排压力,城市道路交通将成为实现低碳目标的关键部门。因此,城市交通CO2排放研究已经成为城市地理学、城市生态学、资源经济学和系统科学等多学科交叉研究的重要命题。

在积极应对气候变化的今天,发展低碳经济和低碳城市逐渐成为全球共识。北京市作为第二批国家低碳省区和低碳城市试点之一,已经进入全面建设现代化国际大都市的新阶段,未来20~30年是北京建设低碳世界城市的关键时期。然而,目前北京人口、资源、环境协调发展压力巨大,改善生态环境和提升资源环境综合承载能力任务艰巨,这些都是北京建设低碳世界城市的突出瓶颈。2013年,北京市机动车保有量达537.1万辆,位居全国之首,由此带来的交通拥堵、环境污染和CO2排放问题十分严峻。《2015年北京市政府重点工作情况汇编》提出“进一步推进交通节能减排工作”“初步建成交通能耗排放统计监测体系”“实现对能耗排放数据的采集、分析、展示和辅助决策”,将交通碳减排作为一项重要工作。

国际上已有城市宏观尺度交通CO2排放成果为北京市与世界大都市之间比较、评估低碳世界城市和城市碳减排提供了一定的方法借鉴科学依据,但对于精细化城市碳减排政策的制定具有局限性。因此,微观尺度的城市交通CO2排放研究已经成为城市碳排放微观尺度研究的新热点。

本书基于微观视角,以典型大都市功能区——北京市奥林匹克中心区为例,基于通量贡献区KM模型分别确定北五环和大屯—北辰西路相交路口两个典型路段的交通CO2排放估算区域,应用多层次递进回归模型对北京市七座及七座以下私人汽油乘用车的排放因子进行重估算,结合交通流量监测分车型解译数据,应用本地化修正后的MOVES模型对交通CO2排放进行估算,系统分析2014年两个典型路段交通CO2排放在不同时间尺度和不同限行条件下的变化特征,揭示不同类型车辆的贡献特征,并结合CO2通量观测数据,对交通CO2排放与CO2通量的关系进行探索研究。研究成果有利于建立基于微观视角的城市交通CO2排放分析框架,为理解交通对城市碳排放贡献、城市化进程对城市生态系统的影响提供新思路,对于完善城市交通CO2排放统计核算制度和制定精细化的低碳交通发展政策具有重要的实践意义。

本书得到国家自然科学基金面上项目:“基于微观尺度的典型大都市功能区碳排放过程模拟及优化调控研究”(批准号:41271186)资助、“通量贡献区视角下北京市不同区域二氧化碳排放过程及影响机制研究”(批准号:41771182),及科技基础资源调查专项“中蒙俄国际经济走廊城市化与基础设施考察”(课题编号:2017FY101303)资助。本书由中国科学院地理科学与资源研究所郑吉博士生、李宇副研究员共同撰写完成。中国生态经济学会副理事长、中国科学院地理科学与资源研究所董锁成研究员,中国生态系统研究网络(CERN)综合研究中心主任于贵瑞研究员在本书的研究方案方面给予指导;北京市奥林匹克公园管委会委领导以及发展处、市政处领导为该项目的顺利开展提供了全方位的支持;中国科学院地理科学与资源研究所温学发研究员,张雷明副研究员,北京林业大学查天山教授、贾昕博士在碳通量观测数据方面给予支持;环境保护部环境与经济研究政策中心吴玉萍研究员、冯相昭副研究员,交通运输部规划研究院彭虓研究员,北京师范大学赵晗萍副教授、金建君副教授,中国科学院地理科学与资源研究所李泽红副研究员、李富佳副研究员、李飞助理研究员都给予本书指导和帮助;北京工商大学侯晓丽副教授在问卷调研方面提供了支持。本书在撰写过程中借鉴和引用了相关科研工作者的研究方法、结论,在此一并表示衷心感谢。

郑 吉 李 宇

2017年9月