基于系统动力学与无线传感技术的无锡碳收支研究：以东南大学无锡校区为例-生态学专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 摘要 摘要 万方数据 万方数据 摘要 本文首先以系统动力学（SD）理论为基础，利用 Vensim 建模软件构建模型， 对无锡市 2005—2011 年的碳收支情况进行研究。其次，利用无线传感技术，以东南 大学无锡校区为试点，对城市不同用地类型的环境进行了监测，得到不同用地类型 温度、CO2 浓度的差异，同时，结合环境因子估算并分析了试点地区绿地夏季固碳 能力。另外，将无线传感节点观测结果与 SD 模型结果进行了相互校验。最后，利 用 SD 模型预测无锡市 2012—2030 年的碳收支变化情况，并利用情景分析手段，探 索了无锡市低碳城市的发展路径。主要研究结果如下：（1）2005—2011 年，无锡市 整体表现为碳源，年碳排放量均值约 28.36 MtC。其中，人类活动系统碳排放量呈 上升趋势，平均碳排放量为 28.67 MtC。碳排放强度呈下降趋势，2011 年比 2005 年 累计下降 37.88%。工业部门为最强碳源，服务业与交通次之，居民生活相对较弱。 自然生态系统年均固碳能力为 133.26 gC·m-2·a-1，7 年间呈现上下波动的规律，2008 —2011 年年均固碳能力总体弱于 2005—2007 年。无锡自然系统平均年固碳量为 0.3 MtC，2007 年最高达到 0.4 MtC，2005 年最低为 0.2 MtC。（2）东南大学无锡校区不 同用地类型的地表温度、地表 CO2 浓度均呈现出明显的差异。其中，道路的地表温 度昼夜温差最大，达到 8~11℃，而建筑与绿地为 5~7℃。CO2 浓度平均日变化曲线 为“u”型，呈现出白天低、夜间高的特征。于早上 6:00 左右 CO2 浓度开始逐渐下 降，15:00 以后逐渐上升。从 CO2 浓度日变化波动幅度来看，道路绿地建筑；从 CO2 日平均浓度来看，道路建筑绿地。试点地区绿地夏季日累计固碳量约为-3.81 gCO2·m-2·d-1，表现为一定强度的碳汇。（3）两种研究方法对于碳源/汇的判定结 论一致，均认为：交通（道路）模块为较强碳源，居民（建筑）模块为次强碳源， 绿地为碳汇。（4）基准情景下，无锡市 2005—2030 年整体依旧表现为碳源，碳排放 总量增长速率逐渐变缓。人类活动系统 GDP 保持稳定增长，平均增长率为 10.06%； 碳排放量在 2030 年达到 68.75 MtC，平均增长速率为 4.67%；碳排放强度在 2030 年下降至 0.19 tC·10-4yuan，是 2005 年的 1/4。总体达到“经济—碳排放”相对脱 钩发展。自然生态系统的固碳能力保持缓慢增长，2030 年固碳量为 0.37MtC，比 2005 年增长了 0.16 MtC。情景分析结果显示，通过同时控制人口增长速率、调整经济结 I 构与工业用能结构，提高植被覆盖面积，可使无锡市在保证经济增长的前提下，更 大强度地完成减排目标。 关键词：低碳城市，碳收支，系统动力学，模型，无线传感技术，环境监测 II AB ABSTRACT ABSTRACT Based on the the theory of system dynamics (SD) and Vensim, this paper firstly studies the carbon budget of Wuxi, China during 2005—2011. Secondly, choose Dongnan University Wuxi campus as an experiment area to monitoring the environment factors of different land cover types by using wireless sensor network (WSN) technology, and then estimates the carbon sequestration of the green land in the experiment area in summer. In addition, make the comparison between the monitoring results with the model results. At last, explore the path of Wuxi low carbon city development by scenario analysis. The research suggests that : (1) During 2005—2011, Wuxi is a carbon source and the average annual carbon emissions is about