皖南查濟古村落旅游凈碳排放估算與減碳增匯研究

丁雨蓮,劉德旺,張鳳琴2,沈紀鋒

(1.安徽農業大學 經濟管理學院,安徽 合肥 230036;2.安徽工業經濟職業技術學院 旅游管理學院,安徽 合肥 230051)

1　引言

全球氣候變化是人類社會面臨的嚴峻環境問題,以CO2為代表的溫室氣體排放被認為是致使氣候變暖的重要原因。隨著現代大眾旅游的發展,因旅游而產生的溫室氣體排放約占全球碳排放的5%[1]。另一方面,旅游系統中蘊藏著大量的碳匯資源,如森林景觀、濕地景觀、湖泊景觀、鄉村景觀,它們不僅具有美學觀賞價值,同時還發揮著重要的生態服務功能,旅游業的發展客觀上保護并提升了旅游地系統中的碳匯及其生態服務功能。因此,從“源、匯”兩端出發估算凈碳排放能全面反映旅游地對碳排放的貢獻度,也為低碳旅游發展提供了更多的實現路徑。

在碳源碳排放研究方面,謝園方等估算了長三角地區旅游業能源消耗的碳排放[2];陶玉國估算了江蘇省旅游能耗的碳排放[3];丁雨蓮等從橫向與縱向兩維視角構建了旅游業碳源系統[4];王凱等研究了我國旅游業碳排放的區域差異[5];王志民估算了鎮江“三山”風景區旅游碳排放測度[6];章錦河研究了旅游廢棄物的生態影響,認為旅游廢棄物處置排放CO2[7];唐承財等在剖析我國低碳旅游內涵基礎上,提出了低碳可持續旅游發展策略[8];查建平等研究了我國旅游業碳減排潛力及減排對策[9]。在碳匯碳吸收研究方面,學者們對陸地生態系統碳匯碳吸收進行了研究。于貴瑞等構建了陸地生態系統碳收支評估方法[10];趙榮欽等分析了沿海地區農田生態系統的碳源碳匯時空演變特征[11];段曉男研究了我國濕地生態系統固碳現狀和潛力[12];張穎等研究了森林碳匯的生態服務功能[13];郭然等研究了草地土壤生態系統固碳的潛力[14];丁雨蓮研究了鄉村旅游地碳匯體系與特征,認為鄉村旅游地碳匯與陸地生態系統碳匯具有耦合性[15]。此外,還有部分學者從碳源碳匯兩端研究旅游的凈碳排放。王志民等從碳源碳匯兩個方面測算旅游景區的凈碳排放[16];周年興等測度了廬山風景區碳源與碳匯,認為其碳排放要大于碳吸收,表現為碳源[17]。前人成果為本研究提供了有益的啟示。

2　鄉村旅游地凈碳排放估算體系及方法

2.1　估算的理論框架

凈碳排放是指在一定時間和特定區域內生態系統的生物碳吸收輸入與碳排放輸出的收支情況[10],它反映出區域的碳平衡狀態,為特定區域碳管理規劃提供科學的數據支撐。因此,本研究中的鄉村旅游地凈碳排放是指在一定時間和特定鄉村旅游系統內陸地生態系統生物碳吸收與旅游業碳排放的收支情況。

旅游碳源主要為旅游經營與管理部門能源消耗與廢棄物處置[4],本研究中鄉村旅游地碳源選取旅游食宿、交通、購物、娛樂、管理環節的能源消耗與旅游廢棄物處置。碳匯是自然界中碳的寄存體,表現為陸地與海洋等吸收并儲存CO2的生態系統。根據生境特點,又分為森林碳匯、耕地碳匯、草地碳匯、濕地碳匯、海洋碳匯等[18]。鄉村旅游地位于廣闊的鄉村地區,擁有優美的自然景色、恬靜的田園風光、綠色的農副產品與質樸的農耕文化，典型的鄉村景觀,如桑基魚塘、梯田系統、稻田養魚、圃制農業等蘊含著完整的生態循環、生產循環與環境保護功能[19]。實際上,鄉村旅游地自然空間網絡表現為陸地生態系統中的農田、林地、草地、濕地等共同的有機組成。

2.2　估算的方法

根據前述,鄉村旅游地凈碳排放是“碳源”的排放與“碳匯”的吸收之后釋放到大氣中的CO2,構建出計算公式:

NCE=CE-CS

(1)

式中,NCE(Net Carbon Emission)表示凈碳排放，CE(Carbon Emission)表示碳排放，CS(Carbon Sequestration)表示碳吸收。

碳排放估算方法:碳排放由碳基能源消耗與固體廢棄物焚燒兩部分構成,采用IPCC《2006年國家溫室氣體清單指南》中推薦的質量平衡法,通過獲取旅游相關的“碳基能源消耗”與“固體廢棄物”產生量的活動水平數據和確定排放因子及相關參數進行計算,公式為:

CEenergy=ΣActivityi×δi×2.45

(2)

CEwaste=ΣIWi×dmi×CCWi×FCFi×EFi×44/12

(3)

式中,CEenergy表示碳基能源消耗的CO2排放;Activityi表示旅游部門消耗的i種碳基能源數據,本文通過實地調查獲取;δi表示i種能源折算成的標準煤系數(表1),2.45為單位標準煤CO2排放系數,取已有研究中經驗數值的平均數[2]。CEwaste表示旅游地固體廢棄物的CO2排放量;IWi表示第i種固體廢棄物的焚燒量(濕重);dmi表示第i種固體廢物中的干物質含量(濕重);CCWi表示第i種固體廢棄物干物質中的碳含量比例;FCFi表示第i種固體廢棄物中礦物炭在碳總量中的比例;EFi表示第i種固體廢棄物焚燒爐的完全燃燒效率;44/12表示碳轉換為CO2的系數。

表1　各種能源折標準煤參考系數

注:資料來源于綜合能耗計算通則(GB2589-2008)和2012年的《中國能源統計年鑒》。

鄉村旅游地固體廢棄物主要包括旅游者丟棄的食品包裝袋、飲料瓶、紙屑;旅游經營者產生的餐余、塑料、紙張、灰燼、污垢;社區居民日常生活垃圾等。參照IPCC《2006年國家溫室氣體清單指南第五卷:廢棄物》可取“城市固體廢棄物(MSW)”的估算參數,見表2。

表2　鄉村旅游地固體廢棄物主要構成與焚燒碳排放估算參數

碳吸收估算方法:本研究估算了鄉村旅游地陸地生態系統綠色植被及農業作物光合作用的碳吸收,其中固碳的植被覆蓋土地類型分為林地、草地、綠地、園地,采用已有的CO2吸收參數估算[20]。農業作物碳吸收參照李克讓[21]的估算方法,采用不同農作物經濟系數和碳吸收率計算。

CSvegetation=ΣCveg-i×Areaveg-i

(4)

CScerop=ΣCScrop-ig44/12=ΣCcrop-i×Ybio-ig44/12

(5)

Ybio-i=Yeco-i/Hcrop-i

(6)

式中,CSvegetation表示綠色植被光合作用的碳吸收總量;Cveg-i表示第i種植被的碳吸收系數(表3);

Areaveg-i表示第i種植被地類面積;CScrop表示農作物生育期碳吸收量;CScrop-i表示第i種作物碳吸收量;Ccrop-i表示第i種作物光合作用合成單位重量干物質碳吸收系數(表4);Ybio-i為第i種農作物的生物產量。通過式(6)計算,Yeco-i為第i種農作物的經濟產量,通過統計年鑒查取,Hcrop-i為第i種農作物的經濟系數(表4),44/12表示碳轉換為CO2的系數。

表3　主要用地類型覆被碳吸收系數

注:資料來源于相關參考文獻[20]。

表4　中國主要農作物的碳吸收率和經濟系數

注:資料來源于相關參考文獻[21]。

3　案例地概況與研究數據獲取

查濟古村落位于安徽省涇縣桃花潭鎮,國家4A級景區,距桃花潭約20km,東南緊靠太平湖,與黃山接壤,西與九華山毗鄰,全村總面積19.22km2,全村人口3018人、855戶。2001年查濟古村落被國務院列為重點文物保護單位,2006年被評為“安徽省生態村和安徽省歷史文化名村”,2007年被中國景觀村落評審委員會評為“中國景觀村落”,2008年被批準為“中國歷史文化名村”,2012年入選首批中國傳統村落名單,是皖南最大的古民居群。

2016年7月10—16日我們深入實地調查,查濟風景區管理委員會提供了《中國歷史文化名村查濟保護規劃(2013—2030)》、《查濟風景區創建國家4A級旅游景區工作情況匯報材料》、《全國生態文化村申報材料》,這些是分析查濟旅游資源和旅游業發展脈絡的基礎材料。查濟村村委會提供了查濟行政村土地利用現狀數據,是估算碳吸收的基礎材料。實地抽樣調查獲取旅游經營企業能源消耗數據,訪談村委會工作人員獲取垃圾產生數據與處理方式,是估算碳排放的基礎材料。

4　查濟古村落旅游凈碳排放估算

4.1　食宿碳排放估算

查濟古村落的食宿服務統一為當地居民經營的家庭客棧,能源消耗數據無法分開,因此本研究將食宿作為一個整體進行估算。訪談查濟旅館行業協會會長得知,查濟客房分為兩種:一是接待寫生學生為主的連鋪或高低鋪,設施能滿足人們生活基本所需;二是接待寫生指導老師和散客的標準間為精裝,客房間數相對較少。目前,查濟客棧有41家,床位數約1500個。抽樣調查獲取其中23家客棧能源消耗數據與經營情況見表5。查濟農家客棧能源消耗類型主要有電力、液化氣、薪柴。根據式(2),估算出2015年查濟食宿部分消耗標準煤101931.966kg,排放CO2249.733t。

表5　住宿餐飲各類能源消耗與人均碳排放強度(2015年)

(續表5)

注:①電力數據通過訪談查濟村電表抄報員獲取;②、③為液化氣和薪柴消耗數據,每罐液化氣按13kg估算。

4.2　購物碳排放估算

購物碳排放是指旅游商品銷售能耗的直接碳排放,不包括商品生產、流通過程中的間接碳排放。查濟村購物點集中在旅游主要線路的商業街與許溪沿街,主要銷售寫生繪畫用品用具、日常生活百貨用品、特色旅游紀念品,面向游客與當地居民銷售。根據統計,旅游商品店鋪共23家,耗能為電力,主要用于照明、冰柜制冷、空調等。根據2015年查濟村電力數據,提取出旅游商品銷售住戶的用電數據(表6),戶均為1210kW·h/a,23家共計27830kW·h,折算標準煤3420.307kg,排放CO28.38t。需說明的是,由于查濟村目前尚處于旅游地生命周期的早期階段,相關旅游服務產品由本地居民提供,旅游商品銷售表現出“前店后院”形態,因此本文估算值高于實際值。

表6　查濟古村落購物娛樂電力消耗數(2015年)

4.3　娛樂碳排放估算

查濟村旅游娛樂業態主要分布在商業街中的KTV歌廳,消費群體以寫生的學生為主,也有當地居民。根據統計,KTV歌廳共有8家,能耗為電力。數據獲取與“購物”相同,見表6。數據顯示,娛樂業能耗呈現出季節性,4月、5月、10月為高峰值,原因在于該時段為專業院校寫生最集中月份,與游客的季節性分布相關。從表6可見,娛樂業態戶均電力能耗為2278kW·h/a,8家共計18224kW·h,折算標準煤為2239.7296kg,排放CO25.487t。

4.4　管理碳排放估算

根據Kelly等的研究[22],本文估算的管理碳排放包括工作人員通勤碳排放與辦公能耗碳排放。2002年,涇縣厚岸鄉政府牽頭與查濟三個村以股份制形式組建了“查濟古建筑群旅游開發公司”;2005年,涇縣縣政府設立“涇縣王稼祥故居管理委員會、涇縣查濟古民居保護和開發利用辦公室”,兩塊牌子一套人馬,負責王稼祥故居和查濟建筑群開發與保護,查濟村旅游業走上了“政府主導、企業運作”的發展模式。管委會位于涇縣厚安鄉,距查濟約5.3km,在編5人,通勤區間為“涇縣—厚安”(5人)、“厚安—查濟”(2人),方式為搭乘“涇縣—查濟”或“厚岸—查濟”的班車。旅游公司位于景區入口處,現有員工37名,此部分忽略不計。通勤的碳排放屬于移動源能源消耗排放,一般采用客運汽車CO2排放強度0.0709kg/p·km[23],全年工作日按270天計,估算出通勤碳排放為9.652t。據查濟古民居保護和開發利用辦公室提供的數據,2015年管委會消耗電能為4375kW·h,旅游公司消耗電能7835kW·h,景區路燈消耗電能2464kW·h,合計電能消耗14674kW·h,折算成標準煤量為1803.43kg,排放CO2為4.418t。兩者合計,管理碳排放為14.07t。

4.5　旅游垃圾碳排放估算

填埋與焚燒是目前固體廢棄物處理較常見的兩種方式,其中垃圾焚燒處理產生大量CO2。查濟村固體廢棄物處理過程見圖1。固體廢棄物經過簡單分揀,剩余的原生垃圾由“村收集、鎮轉運、市縣處理”,最終送至露天垃圾場焚燒處理,為 “混合收集—混合清運—混合處理”的傳統方法。垃圾產生量隨著旅游淡旺不同而異,旺季每天約產生約4車垃圾,淡季每天產生2.5車,每車約1.5—2t(表7)。據式(3),估算出固體廢棄物焚燒釋放CO2616.308t。

圖1　查濟古村落固體廢棄物處理流程

表7　查濟古村落固體廢棄物焚燒處理碳排放估算(2015年)

注:每輛垃圾運輸車載重取中位數1.75t。

4.6　碳匯的碳吸收量估算

從《中國歷史文化名村查濟村保護規劃(2013—2030)》中獲取查濟古村落碳匯型土地利用類型與面積,根據式(4),分別估算林地、園地、公共綠地土地覆被光合作用CO2吸收量(表8)。查濟村農田分為坂田和山田兩類,坂田居多(約70%),三條溪流貫穿其間,以水稻種植為主。根據2016年的《安徽統計年鑒》,查獲2015年宣城市以水稻為代表的谷物單位面積經濟產量5.838hm2,根據式(5)、式(6),按70%的耕地面積計算,查濟村碳匯型土地覆蓋碳吸收共計2007.534t。

表8　查濟古村落碳匯型土地利用面積與CO2吸收量(2015年)

表9　查濟古村落凈碳排放量

4.7　數據匯總

從表9可見,2015年查濟古村落碳排放與碳吸收,兩者相減得出凈碳排放值為-1113.556t,表明2015年查濟古村落旅游碳排放量小于陸地生態系統碳吸收量,表現為大氣碳匯。原因是:①查濟古村落尚處于旅游地發展的初始階段,游客相對較少,“食宿”剛性旅游消費的碳排放少;②查濟地處皖南山區,山林多,具有較高的碳吸收能力,加之村民仍從事傳統的農業生產,農作物生育期吸收大量CO2,源匯收支相抵,查濟古村落凈碳排放為負值。

5　查濟古村落減碳增匯分析

5.1　減碳分析

從表9可見,查濟古村落碳排放68.94%來自垃圾焚燒,27.93%來自食宿接待部門能源消耗,兩者合計占整體的96.87%,是查濟古村落減碳的關鍵領域。從旅游垃圾處置過程看,查濟古村落仍為傳統的“混合收集—混合清運—混合處置”模式,不利于旅游垃圾減量化、再利用與資源化,增加了旅游垃圾處理量和成本,也增加了資源回收難度。理想的處理模式是根據垃圾成分進行分類:可回收物、可堆肥垃圾、可燃垃圾、有害垃圾、其他垃圾等,通過“分類投放、分類收集、分類運輸、分類處理”,最大限度地實現垃圾減量化、無害化、資源化,將垃圾管理由末端處理延展至源頭減量、分類控制。實地發現,查濟古村落主要旅游線路上設置有分類垃圾箱,分為“可回收”與“不可回收”,但游客丟棄垃圾仍十分隨意,并不嚴格區分。環衛工人在收集時分揀出能出售的飲料瓶、紙張,其他均混合收集，并混合運輸至垃圾轉運站,最終混合焚燒處理。粗放的處理方式,一方面使焚燒的垃圾量大,產生大量CO2；另一方面其中可再利用部分被付之一炬,資源浪費嚴重。因此對旅游地而言,加強宣傳與管理,提高游客的環境意識,從源頭上減少垃圾產生,真正踐行垃圾分類投放,才能使“分類收集—分類運輸—分類處理”成為可能。

從食宿部門消耗的能源類型看,主要有電力、液化氣和薪柴,查濟村農家客棧主要使用罐裝液化氣、薪柴,兩者比重大。液化氣屬于化石能源,碳排放強度高;山區薪柴多,直接燃燒的CO2排放較高。因此,減少食宿碳排放可從調整能源消耗結構,提高清潔能源的比重,采用清潔能源替代化石能源,改進生物質能利用方式,提高利用效率,減少碳排放。

5.2　增匯分析

從表9可見,查濟古村落碳吸收41.06%來自林地植被光合作用,49.92%來自農作物生育期固碳,兩者合計占整體的90.98%,補償了旅游碳排放后,碳吸收尚有盈余。因此,就查濟古村落而言,增匯實際上表現為護匯,嚴格保護村落旅游體驗環境中的碳匯資源,并根據村落空間相應地植入碳匯資源要素。主要是:①嚴格保護村落旅游體驗環境中的碳匯資源。古徽州人在村落選址時多選擇在“山厚、山青、山寧、水秀”的區域[24]。查濟古村落人均耕地面積少,許溪、岑溪、石溪三條溪水流貫其間,村民每年種植水稻,部分山崗地用于經濟作物生產,如茶葉、竹筍、板栗等,農林用地共同構成了查濟古村落旅游體驗環境,是可貴的碳匯資源。但隨著村落發展旅游,原生及次生碳匯資源保護不力:如灌木、林木被砍伐作為薪柴;客棧新建、擴建,改變了原有的碳匯型土地利用方式;村民從事旅游服務業,逐漸放棄農業生產,次生碳匯資源萎縮。解決這些問題需要管理人們的通力合作,采取相關制約性措施(如制定村規民約,嚴禁砍伐、盜伐)與激勵性措施(旅游收入補貼水稻、油菜種植),保護作為旅游體驗環境的碳匯資源。②因地制宜地植入碳匯資源。根據村落的地形地貌、空間形態、古建筑肌理,通過規劃手段,因地制宜地植入綠色碳匯資源,培育“村在綠中”的碳匯旅游體驗環境。一方面營造出悅目的感官體驗效果,提高游客體驗質量;另一方面發揮固碳的生態服務功能。可借鑒景觀規劃設計中的植綠技術,通過“四旁綠化”與“立體綠化”相結合,提高鄉村碳匯密度,美化村落環境。

6　結論與討論

本文從“源”、“匯”兩端構建出鄉村旅游地凈碳排放估算模型,集成估算方法,估算出2015年皖南查濟古村落旅游碳排放量小于陸地生態系統碳吸收量,表現為大氣的碳匯。凈碳排放估算旨在為尋求碳補償路徑提供依據。定量分析查濟古村落碳排放與碳吸收的結構特征,發現垃圾焚燒和食宿能源消耗是減碳的重要領域,林地與耕地是增匯護匯的重要領域，因此提出相關減碳增匯對策。在減碳方面,通過教育和管理的手段,從源頭減少垃圾產生,并為分類投放,為分類收集、分類運輸、分類資源化處理提供方便;優化能源使用結構,采用傳統村落適宜的低碳和清潔能源,逐漸替代碳基能源。在增匯護匯方面,嚴格保護村落旅游體驗環境中的碳匯資源;引入景觀規劃中的“四旁綠化”,根據村落的自然氣候、地形地貌、空間形態、古建肌理,因地制宜地植入碳匯資源。