全 文 ：
　 　 　 　 　 生 态 学 报
　 　 　 　 　 　 　 (SHENGTAI XUEBAO)
　 　 第 31 卷 第 5 期　 　 2011 年 3 月　 (半月刊)
目　 　 次
盐胁迫下 3 种滨海盐生植物的根系生长和分布 弋良朋,王祖伟 (1195)…………………………………………
蕙兰病株根部内生细菌种群变化 杨　 娜,杨　 波 (1203)…………………………………………………………
森林不同土壤层全氮空间变异特征 张振明,余新晓,王友生,等 (1213)…………………………………………
基于生态位模型的秦岭山系林麝生境预测 罗　 翀,徐卫华,周志翔,等 (1221)…………………………………
黑河胜山国家自然保护区红松和红皮云杉生长释放判定及解释 王晓春,赵玉芳 (1230)………………………
两种大型真菌菌丝体对重金属的耐受和富集特性 李维焕,于兰兰,程显好,等 (1240)…………………………
2005—2009 年浙江省不同土地类型上空对流层 NO2变化特征 程苗苗,江　 洪,陈　 健,等 (1249)…………
关帝山天然次生针叶林林隙径高比 符利勇,唐守正,刘应安 (1260)……………………………………………
鄱阳湖湿地水位变化的景观响应 谢冬明,郑　 鹏,邓红兵,等 (1269)……………………………………………
模拟氮沉降对华西雨屏区撑绿杂交竹凋落物分解的影响 涂利华,戴洪忠,胡庭兴,等 (1277)…………………
喷施芳香植物源营养液对梨树生长、果实品质及病害的影响 耿　 健,崔楠楠,张　 杰,等 (1285)……………
不同覆膜方式对旱砂田土壤水热效应及西瓜生长的影响 马忠明,杜少平,薛　 亮 (1295)……………………
干旱胁迫对玉米苗期叶片光合作用和保护酶的影响 张仁和,郑友军,马国胜,等 (1303)……………………
不同供水条件下冬小麦叶与非叶绿色器官光合日变化特征 张永平,张英华,王志敏 (1312)…………………
水分亏缺下紫花苜蓿和高粱根系水力学导度与水分利用效率的关系 李文娆 ,李小利,张岁岐,等 (1323)…
美洲森林群落 Beta多样性的纬度梯度性 陈圣宾,欧阳志云,郑　 华,等 (1334)………………………………
水体泥沙对菖蒲和石菖蒲生长发育的影响 李　 强,朱启红,丁武泉,等 (1341)…………………………………
蚯蚓在植物修复芘污染土壤中的作用 潘声旺,魏世强,袁　 馨,等 (1349)………………………………………
石榴园西花蓟马种群动态及其与气象因素的关系 刘　 凌,陈　 斌,李正跃,等 (1356)…………………………
黄山短尾猴食土行为 尹华宝,韩德民,谢继峰,等 (1364)…………………………………………………………
扎龙湿地昆虫群落结构及动态 马　 玲,顾　 伟,丁新华,等 (1371)………………………………………………
浙江双栉蝠蛾发生与土壤关系的层次递进判别分析 杜瑞卿,陈顺立,张征田,等 (1378)………………………
低温导致中华蜜蜂后翅翅脉的新变异 周冰峰,朱翔杰,李　 月 (1387)…………………………………………
双壳纲贝类 18S rRNA基因序列变异及系统发生 孟学平,申　 欣,程汉良,等 (1393)…………………………
基于物理模型实验的光倒刺鲃生态行为学研究 李卫明,陈求稳,黄应平 (1404)………………………………
中国铁路机车牵引能耗的生态足迹变化 何吉成 (1412)…………………………………………………………
城市承载力空间差异分析方法———以常州市为例 王　 丹,陈　 爽,高　 群,等 (1419)…………………………
水资源短缺的社会适应能力理论及实证———以黑河流域为例 程怀文,李玉文,徐中民 (1430)………………
寄主植物叶片物理性状对潜叶昆虫的影响 戴小华,朱朝东,徐家生,等 (1440)…………………………………
专论与综述
C4作物 FACE( free-air CO2 enrichment)研究进展 王云霞,杨连新,Remy Manderscheid,等 (1450)……………
研究简报
石灰石粉施用剂量对重庆酸雨区受害马尾松林细根生长的影响 李志勇,王彦辉,于澎涛,等 (1460)…………
女贞和珊瑚树叶片表面特征的 AFM观察 石　 辉,王会霞,李秧秧,刘　 肖 (1471)……………………………
期刊基本参数:CN 11-2031 / Q*1981*m*16*284*zh*P* ￥ 70． 00*1510*32*2011-03
生 态 学 报 2011,31(5):1412—1418
Acta Ecologica Sinica
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金(40701008)
收稿日期:2010鄄09鄄11; 摇 摇 修订日期:2011鄄01鄄28
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: jichenghe@ gmail. com
中国铁路机车牵引能耗的生态足迹变化
何吉成*
(交通运输部规划研究院环境资源所,北京摇 100028)
摘要:基于我国机车能耗统计资料、电力年度统计数据,首次计算了 1975 2007 年我国铁路机车牵引能耗的生态足迹及其强度
变化。 结果表明:(1)从 1975 年至 2001 年,我国铁路蒸汽机车牵引能耗生态足迹年均减少 9. 59 万 hm2,年均降低 3. 6% 。 从
1975 年至 2007 年,内燃机车牵引能耗生态足迹年均增加 3. 41 万 hm2;电力机车的火电生态足迹年均增加 3. 99 万 hm2,电力机
车的水电生态足迹年均增加 215郾 14 hm2可耕地。 我国铁路机车牵引能耗生态足迹总量呈波动态势。 (2)从 1975 年到 2007 年,
我国铁路机车牵引能耗的生态足迹强度呈逐年降低态势,其值从 1975 年的 528. 79 m2 /万换算吨公里降至 2007 年的 85. 54 m2 /
万换算吨公里,年均降低 13. 85 m2 /万换算吨公里。 (3)我国铁路机车牵引能耗的生态足迹强度远远低于民航飞机的能耗生态
足迹强度,1991 2007 年前者的均值只有后者的 12. 3% 。
关键词:中国铁路;机车能耗;CO2排放量;生态足迹
Dynamic change in ecological footprint of energy consumption for traction of
locomotives in China
HE Jicheng*
Division of Environment and Resources Research, Transport Planning and Research Institute, Ministry of Transport,Beijing 100028, China
Abstract: Although railway has played a great role in transportation in China, there has been no any study on ecological
footprint of railway transportation industry until now. In this study, the ecological footprint of energy consumption for
traction of locomotives during 1975 2007 was calculated and its intensity and dynamic characteristics were analyzed for the
first time, based on the annual locomotives energy consumption data and state power statistic reports. The results show that
(1) the ecological footprint of energy consumption for traction of steam locomotives decreased at an average rate of 959 km2
per year (3. 6% ) during 1975 2001 while that of diesel locomotives increased at an average rate of 341 km2 per year
during 1975 2007, and the ecological footprint of energy consumption for coal鄄fired power and hydropower of electric
locomotives increased at an average rate of 399 km2 and 215. 14 hm2 arable land per year, respectively during 1975 2007.
All in all, the total ecological footprint of energy consumption for traction of all the locomotives in China railways fluctuated
during 1975 2007. (2) The intensity of ecological footprint of energy consumption for traction of locomotives in China
railways decreased from 52. 88 m2 per kilo converted ton鄄km in 1975 to 8. 55 m2 per kilo converted ton鄄km in 2007 at an
average rate of 1. 39 m2 per kilo converted ton鄄km per year. (3) The intensity of ecological footprint of energy consumption
for traction of locomotives in China railways was far less than that of airplanes, and the averaged value of the former
accounted for only 12. 3% of that of the latter during 1991 2007.
Key Words: China railways; locomotive energy consumption; CO2 emission; ecological footprint
生态足迹是指能够持续地提供资源或吸纳废物的、具有生物生产力的土地面积。 生物生产力土地包括化
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石能源用地、耕地、森林、草地、建筑用地和水域 6 种类型[1]。 在生态足迹分析中,可以以吸收化石能源燃烧排
放的温室气体 CO2所需要的森林来定量表征化石能源的使用对生态环境造成的影响。 我国学者从国家[2]、省
市[3鄄4]、地区[5]等不同空间尺度上探讨了生态足迹的状况或变化,也研究了旅游[6]、餐饮[7]、水泥[8]、纸张[9]、
畜产品[10]等行业的生态足迹现状。 但已有的研究工作多数集中在某个时间断面,尤其是在行业研究上,缺少
基于纵向时间序列的生态足迹变化研究工作。 交通运输业是资源占用型和能源消耗型行业,随着全球客货运
输量的逐年增长,交通运输业的化石能源消耗量逐年上升。 不同交通运输方式的能耗及其效率[11鄄12]、CO2排
放及其影响因素受到人们的关注[12鄄15],但对铁路运输中的机车耗能关注较少[16]。 铁路是我国国民经济的大
动脉和大众化交通工具,承担了我国中长途主要客货运输任务,目前我国正处于铁路建设运营大发展时期。
在铁路运输中,蒸汽机车燃烧原煤、内燃机车耗用柴油均会排放 CO2,电力机车耗电也会间接导致火电厂排放
CO2。 本研究基于机车能耗统计资料、电力年度统计数据,分析 33 年来我国铁路机车牵引能耗的生态足迹及
其强度变化特点,为我国铁路行业减少生态足迹和节能降耗工作提供参考。
1摇 数据来源及分析方法
1. 1摇 数据来源与说明
本研究的统计数据来自铁道部统计部门逐年的《全国铁路统计资料汇编》和《铁路简明统计资料》 [17],主
要利用下列统计数据:蒸汽机车、内燃机车和电力机车逐年的耗煤量、耗油量和耗电量,3 种机车逐年承担的
牵引工作量,全路逐年的货物周转量、旅客周转量和全部周转量。 蒸汽机车燃煤、内燃机车燃油会直接排放
CO2,电力机车本身不排放 CO2,但电力机车牵引用电来自发电厂,由于发电方式的不同,发电厂所消耗的资源
也不同,相应占用的生态生产性土地也不同,所以电力机车耗用电力的生态足迹需要根据发电方式的不同分
别进行计算,由于核电、风电占我国电力比例很小,本文只计算火电和水电的生态足迹。 1975—2007 年我国
火电和水电平均比重分别为 80. 3%和 18. 9% [18],我国火电厂绝大多数是燃煤发电,因而电力机车用电会间
接导致火电厂排放 CO2。 水电属于清洁能源,其电力生产过程不排放 CO2,但电站建设过程中会占用土地,在
生态足迹分析中,将水电的生态足迹归于水电站蓄水发电所淹没的可耕地[19]。 我国逐年发电量中的火电、水
电比重和火电厂发电标准煤耗数据来自国家电网的电力生产统计年报[18]。
1. 2摇 铁路机车牵引能耗生态足迹的计算方法
我国铁路蒸汽机车和内燃机车的牵引能耗生态足迹计算公式如下:
EF i =
Hi 伊 F i
B (1)
式中,EF i为机车牵引耗用 i类化石能源产生的生态足迹(104hm2);Hi为 i类化石能源年消耗总量(104 t);
F i为 i类化石能源的 CO2排放因子,柴油和原煤的 CO2排放因子[20]分别为 3. 16 和 1. 98;B 为森林 CO2平均吸
收因子(t CO2·hm-2·a-1),通过森林的 NEP(生态系统碳净积累量)可以算得 B 值。 NEP表征的是单位面积植
被 1 年所固定的碳的数量,根据谢鸿宇等人的研究[19],世界森林 NEP 均值为 3. 81 t / hm2,即森林 CO2吸收能
力为 13. 97 t CO2·hm-2·a-1。
我国电力机车牵引耗用火电产生的间接生态足迹计算公式为:
EFdh =
D 伊 Ch 伊 S 伊 1. 4 伊 Fd
B 伊 104
(2)
式中,EFd h为电力机车牵引耗用火电产生的间接生态足迹(104 hm2);D 为我国电力机车年耗电量(108
kW·h);Ch为我国发电量中的火电比重(% );S为火电厂单位发电量的标准煤耗(g·kW-1·h-1);1. 4 为标准煤
与原煤的折算系数;Fd为原煤的 CO2排放因子;B同式(1)。
我国电力机车牵引耗用水电产生的间接生态足迹计算公式为:
EFds = D 伊 Cs 伊 A 伊 106 (3)
式中,EFd s为电力机车牵引耗用水电产生的间接生态足迹 ( hm2 );D 为我国电力机车年耗电量
3141摇 5 期 摇 摇 摇 何吉成:中国铁路机车牵引能耗的生态足迹变化 摇
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(108 kW·h);Cs为我国发电量中的水电比重(% );A为我国单位水电的生态足迹,根据谢鸿宇等人的研究[19],
我国 1kW·h水电的生态足迹是 2. 1448伊10-6 hm2 可耕地。
1. 3摇 机车牵引能耗生态足迹强度的计算方法
铁路运输工作包括货物运输和旅客运输,铁路货物周转量是指一定时期内使用铁路货车完成的货物运量
与运送距离的乘积之和,单位为吨公里。 铁路旅客周转量是指一定时期内使用铁路客车运送的旅客人数与运
输距离的乘积之和,其单位为人公里。 铁路运输的全部周转量包括货物周转量和旅客周转量,铁路行业采用
换算吨公里作为计量全部周转量的单位,并规定:全部周转量 =货物周转量+旅客周转量[21]。 机车牵引工作
量表示各类机车牵引列车完成的工作量,它是反映机车运用情况的重要数量指标,一般用牵引总重吨公里来
表示,其计算方法是:牵引总重吨公里 =牵引总重伊牵引机车实际走行公里[21]。 由于铁路机车牵引能耗统计
没有将货运能耗和客运能耗分开进行统计,在这里,设定机车能耗生态足迹强度为单位全部周转量的生态足
迹。 铁路的全部周转量也没有按蒸汽机车、内燃机车和电力机车分开统计,可根据上述 3 类机车逐年承担的
牵引工作量比重来估算这 3 类机车各自完成的全部周转量,从而获得各自的能耗生态足迹强度。 其计算公
式为:
EIi =
EF i 伊 104
Ti
(4)
式中,EIi为 i类机车牵引能耗的生态足迹强度(m2 /万换算吨公里);EF i为 i类机车牵引能耗的生态足迹
(104hm2);Ti为 i类机车完成的全部周转量(亿换算吨公里)。
2摇 我国铁路机车牵引能耗的生态足迹及强度
2. 1摇 蒸汽机车的牵引能耗生态足迹及强度
蒸汽机车是通过蒸汽机把原煤的热能转换成机械能,用来牵引列车的一种机车。 1975—1986 年我国蒸
汽机车的生态足迹一直较大,逐年生态足迹均在 250 万 hm2以上,1984 年达到最高,为 277 万 hm2,12a平均值
为 266 万 hm2。 自 1986 年以后,由于蒸汽机车承担的牵引工作量逐步减少,其生态足迹逐年大幅降低,1990
年降至 200 万 hm2以下,1996 年不到 100 万 hm2,2001 年已不到 10 万 hm2(图 1a)。 从 1975 年到 2001 年,平
均每年生态足迹减少 9. 59 万 hm2,年均降低 3. 6% 。 就生态足迹强度来说(图 1a),1975—1985 年处于缓慢下
降期,由 576. 12 m2 /万换算吨公里降至 426. 10 m2 /万换算吨公里,生态足迹强度在 1986—1991 年期间缓慢上
升,1992—2001 年则进入快速上升期,由 491. 53 m2 /万换算吨公里增至 908. 61 m2 /万换算吨公里,年均增长
46. 34 m2 /万换算吨公里。
2. 2摇 内燃机车的牵引能耗生态足迹及强度
内燃机车消耗的能源为柴油,从 1975 年到 2007 年,我国内燃机车不断增多,它承担的牵引工作量逐年增
多,因此其生态足迹逐年上升(图 1b)。 1975—1988 年逐年生态足迹均不到 50 万 hm2,1995 年超过 80 万
hm2,2000 年超过 100 万 hm2,2007 年达到 117. . 06 万 hm2,相当于 1975 年生态足迹的 14. 7 倍,平均每年增加
3. 41 万 hm2,年均增长 42. 8% 。 就生态足迹强度而言,1975—1989 年的生态足迹强度逐年降低,其值由
157郾 84 m2 /万换算吨公里降至 78. 38 m2 /万换算吨公里,1990—2007 年的生态足迹强度基本在 82. 26 m2 /万
换算吨公里上下波动,这期间虽然生态足迹不断增长,但其生态足迹强度一直保持在较低水平。
2. 3摇 电力机车的牵引能耗生态足迹及强度
电力机车以电力作为能源来牵引列车,1975 年到 2007 年,我国电力机车不断增多,其生态足迹也逐年上
升。 就火电来说(图 1c),1975 年的生态足迹只有 1. 28 万 hm2,1986 年超过 10 万 hm2, 2005 年已超过 100 万
hm2,2007 年的生态足迹则达到 128. 88 万 hm2,相当于 1975 年生态足迹的 100. 6 倍,从 1975 年到 2007 年电
力机车火电年均生态足迹增加 3. 99 万 hm2。 就电力机车的火电生态足迹强度来说,1975—1988 年的生态足
迹强度持续降低,其值由 153. 85 m2 /万换算吨公里降至 96. 96 m2 /万换算吨公里,1989—2007 年的生态足迹
强度基本在 97. 02 m2 /万换算吨公里上下波动。
4141 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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120010008006004002000160
120
80
40
0160
120
80
40
01.41.21.00.80.60.40.20
30025020015010050
1201008060402001401201008060402000.8
0.6
0.4
0.2
0
生态足迹强度
生态
足迹
Eco
logic
al foo
tprin
t/(10
4 hm2
)
生态
足迹
强度
/(m2 /
万换
算吨
公里
)
Ecol
ogica
l foo
tprin
t inte
nsity
/(m2 /
104 c
onve
rted t
km)
生态足迹
年份 Year
a 蒸汽机车
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
b 内燃机车
c 电力机车(火电)
d 电力机车(水电)
图 1摇 我国 3 种机车逐年牵引能耗生态足迹及其强度
摇 Fig. 1摇 Annual specificecological footprint and their intensities of
three kinds of locomotive
与火电相比,电力机车的水电生态足迹很小,33a
的均值不到火电均值的 1% 。 33a 来,水电也在逐年上
升(图 1d)。 1975 年的生态足迹只有 99. 03 hm2可耕
地, 1988 年超过 1000 hm2可耕地, 2004 年已超过 5000
hm2可耕地,2007 年的生态足迹则达到 6983. 47 hm2可
耕地,相当于 1975 年生态足迹的 70. 5 倍,从 1975 年到
2007 年电力机车水电年均生态足迹增加 215. 14 hm2。
就电力机车的水电生态足迹强度来说,1975—1994 年
的生态足迹强度呈波动降低势态,其值由 1. 19 m2 /万
换算吨公里降至 0. 6 m2 /万换算吨公里,1995—2007 年
的生态足迹强度基本在 0. 57 m2 /万换算吨公里左右,
其生态足迹强度维持在较低水平。
2. 4摇 我国铁路机车牵引总能耗生态足迹及强度变化
如不考虑到电力机车的水电生态足迹(与火电相
比,其值很小,基本可以忽略),将 3 类机车的生态足迹
汇总后即可得到我国铁路机车的年生态足迹总量。 从
1975 年到 2007 年,我国铁路机车生态足迹呈波动变化
趋势(图 2),1975—1985 年属于波动上升期,年均生态
足迹为 285. 88 万 hm2,1985 年达到最高值,其值高达
312. 35 万 hm2;1986—2000 年属于快速下降期,由 1986
年的 303. 61 万 hm2降至 2000 年的 170. 03 万 hm2,年均
降低 9. 54 万 hm2;2001—2007 年则进入快速上升期,由
2001 年的 174. 55 万 hm2上升到 2007 年的 245. 94 万
年份 Year
生态
足迹
/(104
hm2 )
Ecol
ogica
l foo
tprin
t
生态
足迹
强度
/
(m2 /万
换算
吨公
里)
Ecol
ogica
l foo
tprin
t inte
nsity
/
(m2 /1
04 co
nvert
ed t k
m)
400350300250200150100600
400
200
01975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
图 2摇 我国机车牵引生态足迹总量及其强度
摇 Fig. 2 摇 Total ecological footprint and its intensity of China
railways locomotives
hm2,年均增加 11. 90 万 hm2。
从 1975 年到 2007 年,我国铁路客货运输量不断增
大,但生态足迹强度呈逐年降低态势(图 2),其值由
1975 年的 528. 79 m2 /万换算吨公里降至 2007 年的
85郾 54 m2 /万换算吨公里,降幅达 83. 8% ,年均降低
13郾 85 m2 /万换算吨公里,其中,1984 年以前的生态足
迹强度均在 300 m2 /万换算吨公里以上,1991 和 2000
年的生态足迹强度分别降至 200 m2 /万换算吨公里和
100 m2 /万换算吨公里以下。
3摇 讨论与结论
我国铁路机车和民航飞机由国家相应部门统一管
理,其能耗统计数据完整规范,根据《中国交通年鉴》 [22]
提供的民航飞机耗油数据,我们将铁路机车牵引能耗的
生态足迹与民航飞机的能耗生态足迹进行了比较(表
1)。 与民航飞机能耗生态足迹相比,2000 年以前,我国
铁路机车牵引能耗生态足迹较大,是前者的数倍。 但 2000 年以后,民航飞机能耗生态足迹上升较快,逐步接
近并与铁路机车相当。 就能耗生态足迹强度而言,铁路机车的生态足迹强度远远低于民航飞机,1991—2007
年民航飞机能耗的平均生态足迹强度为 950. 55 m2 /万换算吨公里,而铁路机车能耗的平均生态足迹强度只
5141摇 5 期 摇 摇 摇 何吉成:中国铁路机车牵引能耗的生态足迹变化 摇
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有 117. 24 m2 /万换算吨公里,只有前者的 12. 3% (表 1)。 摇
表 1摇 我国铁路机车与民航飞机的能耗生态足迹比较
Table 1摇 Comparison of the ecological footprints of locomotives and airplanes
年份
Year
飞机能耗生态
足迹 / (104hm2)
Ecological footprint
of airplanes
机车牵引能耗生态
足迹 / (104hm2)
Ecological footprint
of locomotives
民航飞机能耗生态足
迹强度 / (m2 /万换算吨公里)
Ecological footprint
intensity of airplanes
机车牵引能耗生态
足迹强度 / (m2 /万换算吨公里)
Ecological footprint
intensity of locomotives
1991 29. 86 266. 56 958. 83 193. 54
1992 38. 27 254. 40 912. 23 173. 10
1993 47. 68 242. 16 964. 79 157. 63
1994 53. 02 234. 54 929. 88 146. 05
1995 61. 20 226. 53 869. 81 138. 31
1996 67. 95 216. 20 879. 34 133. 10
1997 73. 85 204. 05 920. 11 123. 00
1998 85. 14 178. 45 1021. 18 111. 86
1999 87. 35 170. 25 971. 01 102. 41
2000 94. 76 170. 03 928. 29 95. 79
2001 120. 76 174. 55 1063. 92 92. 42
2002 135. 31 179. 23 1024. 84 90. 15
2003 136. 39 188. 09 1032. 41 89. 80
2004 177. 85 206. 38 959. 24 88. 87
2005 197. 99 218. 51 932. 23 86. 78
2006 225. 6 226. 01 915. 23 84. 73
2007 254. 77 245. 94 876. 06 85. 54
总生
态足
迹强
度/
(m2 /万
换算
吨公
里)
Total
ecol
ogica
l foo
tprin
t inte
nsity
/
(m2 /1
04 co
nvert
ed t k
m)
700
600
500
400
300
200
100
0 10 20 30 40
电气化率 Electrification rate/%
Y = 112.16 + 751.98/Xr2 = 0.89 P < 0.001
图 3摇 铁路电气化率与总牵引能耗生态足迹强度的关系
摇 Fig. 3摇 The correlation of electrification rate with total ecological
footprint intensity
从生态足迹来源上看,蒸汽机车牵引耗用原煤、内燃机车牵引耗用柴油造成的 CO2排放属于直接排放,其
能耗生态足迹属于直接生态足迹。 电力机车牵引耗电导致了电力生产行业的 CO2排放,这属于 CO2的间接排
放,其能耗生态足迹属于间接生态足迹。 从图 1 可以看出,电力机车的火电间接生态足迹强度比内燃机车的
生态足迹强度还大,其原因与我国电力结构长期不合理有关。 在我国电力构成中,火电比例太高,水电、风电、
核电等清洁能源比例太低,如果火电在我国发电量中低于 50%的话,则电力牵引所导致的间接生态足迹将大
为降低。 因此,大力发展水电、核电、风电等清洁能源,对我国电力行业本身和其它相关能源利用行业的节能
减排工作都具有重要的意义。
电气化铁路里程占全部铁路营运里程的比例称为
电气化率,从 1975 年到 2007 年,我国铁路电气化率逐
步升高,20 世纪 80 年代初期以前不到 5% ,80 年代末
期超过 10% ,90 年代末期超过 20% ,2007 年的达到
37郾 8% 。 我国铁路 33 年来铁路电气化率和总生态足迹
强度之间的关系可用非线性方程来拟合(图 3),根据我
国中长期铁路网调整规划,到 2020 年我国铁路电气化
率要达到 60%以上[23],可以推算到 2020 年,我国铁路
机车牵引能耗生态足迹将降低为 124. 7 m2 /万换算吨
公里。
本研究根据我国铁路部门多年的统计数据,计算了
1975—2007 年我国铁路蒸汽、内燃和电力机车逐年牵
引能耗生态足迹,并分析了我国铁路运输行业的机车牵
6141 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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引能耗生态足迹强度及其变化特点。 获得的主要结论有:
(1)1975—2001 年,我国铁路蒸汽机车牵引能耗生态足迹年均减少 9. 59 万 hm2,年均降低 3. 6% 。 从
1975—2007 年,内燃机车牵引能耗生态足迹年均增加 3. 41 万 hm2,电力机车的火电生态足迹年均增加 3郾 99
万 hm2,电力机车的水电生态足迹年均增加 215. 14 hm2可耕地,我国铁路机车生态足迹总量呈波动态势。
(2)从 1975—2007 年,我国铁路机车牵引能耗的生态足迹强度呈逐年降低态势,其值从 1975 年的
528郾 79 m2 /万换算吨公里降至 2007 年的 85. 54 m2 /万换算吨公里,年均降低 13. 85 m2 /万换算吨公里。
References:
[ 1 ]摇 Wackernagel M, Lewan L, Hansson C B. Evaluating the use of natural capital with the ecological footprint: Applications in Sweden and
subregions. Ambio, 1999, 28(7):604鄄612.
[ 2 ] 摇 Cao S Y, Xie G D. Applying input鄄output analysis for calculation of ecological footprint of China. Acta Ecologica Sinica, 2007, 27 (4 ):
1449鄄1507.
[ 3 ] 摇 Dong Z Q, Sun T H. Ecological footprints: calculation and analysis of ecological footprints from 1999 to 2001 in Liaoning province. Acta Ecologica
Sinica, 2004, 24(12):2735鄄2739.
[ 4 ] 摇 Yang Y D, Wang D R. Dynamic calculation and analysis of ecological footprint of Chongqing after establishing municipality status. Acta Ecologica
Sinica, 2007, 27(6):2382鄄2390.
[ 5 ] 摇 Xu Z M, Chen G D, Zhang Z Q. Measuring sustainable development with the ecological footprint method鄄take Zhangye prefecture as an example.
Acta Ecologica Sinica, 2001, 21(9):1484鄄1493.
[ 6 ] 摇 Cao H, Chen Q H. The dynamic change on tourist ecological footprint of Fuzhou city, Fujian province. Acta Ecologica Sinica, 2007, 27(11):
4686鄄4695.
[ 7 ] 摇 Xie H Y, Lin M Z, Chen F D, Zhao M C, Zhao H Q. The ecological impact analysis of tableware in college canteen based on ecological footprint.
Acta Ecologica Sinica, 2009, 29(5):2669鄄2674.
[ 8 ] 摇 He C L, Wu J H, Liu W L. Calculation method of cement ecological footprint. Acta Ecologica Sinica, 2009, 29(7):3549鄄3558.
[ 9 ] 摇 Xie H Y, Tan Y J, Hu A Y, Lin K R. The analysis of paper ecological footprint. Acta Ecologica Sinica, 2008, 28(5):2232鄄2236.
[10] 摇 Xie H Y, Chen X S, Yang M Z, Zhao H Q, Zhao M C. The ecological footprint analysis of 1kg livestock product of China. Acta Ecologica Sinica,
2009, 29(6):3264鄄3270.
[11] 摇 Saidur R, Sattar M A, Masjuki H H, Ahmed S, Hashim U. An estimation of the energy and energy efficiencies for the energy resources
consumption in the transportation sector in Malaysia. Energy Policy, 2007, 35(8): 4018鄄4026.
[12] 摇 Lenzen M. Total requirements of energy and greenhouse gases for Australian transport. Transportation Research Part D: Transport and Environment,
1999, 4(4): 265鄄290.
[13] 摇 Liao C H, Tseng P H, Lu C S. Comparing carbon dioxide emissions of trucking and intermodal container transport in Taiwan. Transportation
Research Part D: Transport and Environment, 2009, 14(7): 493鄄496.
[14] 摇 Poudenx P. The effect of transportation policies on energy consumption and greenhouse gas emission from urban passenger transportation.
Transportation Research Part A: Policy and Practice, 2008, 42(6): 901鄄909.
[15] 摇 Lakshmanan T R. Factors underlying transportation CO2 emissions in the U. S. A. : a decomposition analysis. Transportation Research Part D:
Transport and Environment, 1997, 2(1): 1鄄15.
[16] 摇 Jong J C, Chang E F. Models for estimating energy consumption of electric trains. Journal of the Eastern Asia Society for Transportation Studies,
2005, 6: 278鄄291.
[17] 摇 Chinese Railway Statistics Center. Concise Railway Statistics. Beijing: China Railway Publishing House, 2009.
[18] 摇 State grid information & telecommunication Co. , Ltd. Annual statistic report of power generation. State power information network, 2008. http: / /
www. sp. com. cn / dlsc / dltj / .
[19] 摇 Xie H Y, Chen X S, Lin K R, Hu A Y. The ecological footprint analysis of fossil energy and electricity. Acta Ecologica Sinica, 2008,28(4):
1729鄄1735.
[20] 摇 Wang W G, Zheng G G. Annual Report on Climate Change Actions (green book of climate change) (2009). Beijing: Social Sciences Academic
Press, 2009.
[21] 摇 Tong L B. Railway Introduction. Beijing: China Railway Publishing House, 2006.
[22] 摇 Compilation Committee of Yearbook of China Transportation&Communications. Yearbook of China Transportation&Communications (1992—2008).
7141摇 5 期 摇 摇 摇 何吉成:中国铁路机车牵引能耗的生态足迹变化 摇
http: / / www. ecologica. cn
Beijing: Yearbook House of China Transportation&Communications, 1992鄄2008.
[23] 摇 Li J. New Understanding of China Railway. Beijing: China Railway Publishing House, 2009.
参考文献:
[ 2 ]摇 曹淑艳, 谢高地. 基于投入产出分析的中国生态足迹模型. 生态学报, 2007, 27(4):1449鄄1507.
[ 3 ] 摇 董泽琴, 孙铁珩. 生态足迹研究———辽宁省生态足迹计算与分析. 生态学报, 2004, 24(12):2735鄄2739.
[ 4 ] 摇 杨永奎, 王定勇. 重庆市直辖以来生态足迹的动态测度与分析. 生态学报, 2007, 27(6):2382鄄2390.
[ 5 ] 摇 徐中民, 程国栋, 张志强. 生态足迹方法:可持续性定量研究的新方法———以张掖地区 1995 年的生态足迹计算为例. 生态学报, 2001,
21(9):1484鄄1493.
[ 6 ] 摇 曹辉, 陈秋华. 福州市旅游生态足迹动态. 生态学报, 2007, 27(11):4686鄄4695.
[ 7 ] 摇 谢鸿宇, 林媚珍, 陈妃端, 赵美婵, 招华庆. 基于生态足迹的大学食堂餐具生态影响分析. 生态学报, 2009, 29(5):2669鄄2674.
[ 8 ] 摇 贺成龙, 吴建华, 刘文莉. 水泥生态足迹计算方法. 生态学报, 2009, 29(7):3549鄄3558.
[ 9 ] 摇 谢鸿宇, 谭韵静, 胡安焱, 林凯荣. 纸张生态足迹. 生态学报, 2008, 28(5):2232鄄2236.
[10] 摇 谢鸿宇, 陈贤生, 杨木壮, 招华庆,赵美婵. 中国单位畜牧产品生态足迹分析. 生态学报, 2009, 29(6):3264鄄3270.
[17] 摇 铁道部统计中心. 铁路简明统计资料. 北京: 中国铁道出版社, 2009.
[18] 摇 国网信息通信有限公司. 电力生产统计年报. 国家电力信息网,2008. http: / / www. sp. com. cn / dlsc / dltj / .
[19] 摇 谢鸿宇, 陈贤生, 林凯荣, 胡安焱. 基于碳循环的化石能源及电力生态足迹. 生态学报, 2008, 28(4):1729鄄1735.
[20] 摇 王伟光, 郑国光. 应对气候变化报告(2009):通向哥本哈根(气候变化绿皮书). 北京: 社会科学文献出版社, 2009.
[21] 摇 佟立本. 铁道概论. 北京: 中国铁道出版社, 2006.
[22] 摇 《中国交通年鉴》编辑委员会. 中国交通年鉴(1992—2008). 北京: 中国交通年鉴社, 1992鄄2008.
[23] 摇 李军. 中国铁路新读. 北京: 中国铁道出版社, 2009.
8141 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 5 March,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Root system characters in growth and distribution among three littoral halophytes YI Liangpeng, WANG Zuwei (1195)………………
Population dynamics of endophytic bacteria isolated from the roots of infected Cymbidium faberi YANG Na, YANG Bo (1203)………
Spatial variability of forest soil total nitrogen of different soil layers
ZHANG Zhenming, YU Xinxiao, WANG Yousheng, et al (1213)
……………………………………………………………………
…………………………………………………………………
Habitat prediction for forest musk deer (Moschus berezovskii) in Qinling mountain range based on niche model
LUO Chong,XU Weihua, ZHOU Zhixiang, et al (1221)
………………………
……………………………………………………………………………
Growth release determination and interpretation of Korean pine and Koyama spruce in Shengshan National Nature Reserve, Hei-
longjiang Province, China WANG Xiaochun, ZHAO Yufang (1230)………………………………………………………………
Growth tolerance and accumulation characteristics of the mycelia of two macrofungi species to heavy metals
LI Weihuan, YU Lanlan, CHENG Xianhao, et al (1240)
…………………………
…………………………………………………………………………
Characters of the OMI NO2 column densities over different ecosystems in Zhejiang Province during 2005—2009
CHENG Miaomiao, JIANG Hong, CHEN Jian, et al (1249)
……………………
………………………………………………………………………
The forest gap diameter height ratio in a secondary coniferous forest of Guan Di Mountain
FU Liyong,TANG Shouzheng, LIU Yingan (1260)
……………………………………………
…………………………………………………………………………………
Landscape responses to changes in water levels at Poyang Lake wetlands
XIE Dongming, ZHENG Peng, DENG Hongbing, et al (1269)
………………………………………………………………
……………………………………………………………………
Effect of simulated nitrogen deposition on litter decomposition in a Bambusa pervariabilis × Dendrocala mopsi plantation, Rainy
Area of West China TU Lihua, DAI Hongzhong, HU Tingxing, et al (1277)……………………………………………………
Effect of aromatic plant-derived nutrient solution on the growth, fruit quality and disease prevention of pear trees
GENG Jian, CUI Nannan, ZHANG Jie, et al (1285)
……………………
………………………………………………………………………………
Influences of different plastic film mulches on temperature and moisture of soil and growth of watermelon in gravel-mulched land
MA Zhongming, DU Shaoping, XUE Liang (1295)
……
…………………………………………………………………………………
Effects of drought stress on photosynthetic traits and protective enzyme activity in maize seeding
ZHANG Renhe, ZHENG Youjun, MA Guosheng, et al (1303)
………………………………………
……………………………………………………………………
Photosynthetic diurnal variation characteristics of leaf and non-leaf organs in winter wheat under different irrigation regimes
ZHANG Yongping, ZHANG Yinghua, WANG Zhimin (1312)
…………
………………………………………………………………………
The root system hydraulic conductivity and water use efficiency of alfalfa and sorghum under water deficit
LI Wenrao,LI Xiaoli,ZHANG Suiqi,et al (1323)
……………………………
……………………………………………………………………………………
Latitudinal gradient in beta diversity of forest communities in America
CHEN Shengbin, OUYANG Zhiyun,ZHENG Hua, et al (1334)
…………………………………………………………………
……………………………………………………………………
Influence of silts on growth and development of Acorus calamus and Acorus tatarinowii in turbid water
LI Qiang, ZHU Qihong, DING Wuquan, et al (1341)
………………………………
……………………………………………………………………………
Roles of earthworm in phytoremediation of pyrene contaminated soil PAN Shengwang, WEI Shiqiang,YUAN Xin,et al (1349)………
Population dynamics of Frankliniella occidentalis (Thysanoptera:Thripidae) along with analysis on the meteorological factors
influencing the population in pomegranate orchards LIU Ling, CHEN Bin, LI Zhengyue, et al (1356)…………………………
Geophagy of Macaca Thibetana at Mt. Huangshan, China YIN Huabao,HAN Demin,XIE Jifeng,et al (1364)………………………
The structure and dynamic of insect community in Zhalong Wetland MA Ling, GU Wei, DING Xinhua,et al (1371)………………
Analysis of layer progressive discriminant relationsbetween the occurrence of Bipectilus zhejiangensis and soil
DU Ruiqing,CHEN Shunli, ZHANG Zhengtian,et al (1378)
…………………………
………………………………………………………………………
New mutations in hind wing vein of Apis cerana cerana (Hymenoptera: Apidae) induced by lower developmental temperature
ZHOU Bingfeng, ZHU Xiangjie, LI Yue (1387)
………
……………………………………………………………………………………
18S rRNA gene variation and phylogenetic analysis among 6 orders of Bivalvia class
MENG Xueping, SHEN Xin, CHENG Hanliang,et al (1393)
…………………………………………………
………………………………………………………………………
Laboratory study on ethology of Spinibarbus hollandi LI Weiming, CHEN Qiuwen,HUANG Yingping (1404)…………………………
Dynamic change in ecological footprint of energy consumption for traction of locomotives in China HE Jicheng (1412)………………
Approach to spatial differences analysis of urban carrying capacity:a case study of Changzhou City
WANG Dan, CHEN Shuang, GAO Qun, et al (1419)
……………………………………
……………………………………………………………………………
Social adaptive capacity for water resource scarcity in human systems and case study on its measuring
CHENG Huaiwen, LI Yuwen, XU Zhongmin (1430)
………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of physical leaf features of host plants on leaf-mining insects DAI Xiaohua,ZHU Chaodong, XU Jiasheng, et al (1440)……
Review and Monograph
Progresses of free-air CO2 enrichment (FACE) researches on C4 crops: a review
WANG Yunxia, YANG Lianxin, Remy Manderscheid,et al (1450)
………………………………………………………
………………………………………………………………
Scientific Note
Influence of limestone powder doses on fine root growth of seriously damaged forests of Pinus massoniana in the acid rain
region of Chongqing, China LI Zhiyong, WANG Yanhui, YU Pengtao, et al (1460)……………………………………………
Leaf surface microstructure of Ligustrum lucidum and Viburnum odoratissimum observed by Atomic force microscopy (AFM)
SHI Hui, WANG Huixia, LI Yangyang, LIU Xiao (1471)
…………
…………………………………………………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊★
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊 Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊 Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
　 ★《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1． 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
　 　 编辑部主任: 孔红梅　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 执行编辑: 刘天星　 段　 靖
生　 态　 学　 报
(SHENGTAI　 XUEBAO)
(半月刊　 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷　 第 5 期　 (2011 年 3 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
　
(Semimonthly,Started in 1981)
　
Vol． 31　 No． 5　 2011
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