在能源危机和环境问题的双重压力下，生物能源的可再生性和清洁性使其成为化石能源的重要替代能源之一。随着生物能源研究的深入，对生物能源和碳排放之间关系的认识也越来越趋于理智和客观。科学的估算生物能源利用过程中排放的CO2量，分析其时空变化规律，探究影响CO2排放的因素，可为科学的研究生物能源利用过程的碳平衡问题提供理论基础，并为规划生物能源的发展和为制定生物能源可持续发展政策提供参考。

生物能源是中国农村地区的主要能源之一，其利用过程中所排放的CO2量对我国能源利用的碳排放有极大影响。本论文主要从如下四个方面对中国农村地区生物能源利用的CO2排放量进行评估：

（1）对国内外有关生物能源利用的CO2排放估算的文献进行分析归类，提取估算方法，分析各方法的适用条件，并与化石能源利用过程中CO2排放量估算方法进行对比。结果表明，生物能源利用过程中CO2排放的主要估算方法有：实测法、物料平衡法、排放因子法、模型法和生命周期评价法。在具体的应用中，需要根据生物能源的种类、利用方式以及数据获得条件等情况综合考虑，以选择合适的估算方法。

（2）运用排放因子法对2000-2010年中国农村地区生物能源（秸秆、薪柴和沼气）利用的CO2排放总量进行了估算，结果表明，中国农村生物能源利用每年排放的CO2总量为6.8-9.8亿吨，其中秸秆利用贡献最大，其次是薪柴。近几年沼气发展较快，但历年所占比例均低于4%。结果还表明，中国农村地区生物能源利用的CO2总排放量在2006年之前保持增长趋势，之后在波动中稍有下降，这一趋势主要受秸秆和薪柴利用CO2排放量变化影响。

（3）采用排放因子法估算了2010年中国各省/直辖市/自治区农村生物能源利用的CO2排放量，运用ArcGIS和Geoda对其空间分布特征和自相关性进行研究。结果表明，排放量在4000万吨以上的地区主要有黑龙江、辽宁、安徽和山东，该区域以农业为主，种植业发达。低排放量区主要位于西藏、青海、新疆和宁夏等地区，该区域的生物质资源相对较贫乏。中国农村生物能源利用CO2排放量的全局 Moran’s I 值为0.1109，山东、河南和云南等地的CO2排放量分布具有相对较高的自相关性。

（4）运用对数平均权重Divisia分解方法研究了生物能源利用CO2排放量的影响因素，结果表明，经济发展和能源消耗强度对人均CO2排放量的影响最为显著，生物能源碳排放强度和能源结构对人均CO2排放量变化的贡献相对较小。借助ArcGIS的可视化空间分析功能，对生物能源利用人均CO2排放量/农村人均纯收入的空间变化规律进行了研究，结果表明该值的大小从侧面反映了与经济发展相关的中国农村生物能源利用的碳排放水平。

本论文的研究揭示了中国农村生物能源利用与碳排放之间的关系，对科学认识我国农村生物能源利用过程中CO2排放的现状和变化规律提供了数据支撑，为深入研究生物能源利用的碳排放与社会经济发展等众多因素之间的定量关系奠定了基础。

Under the dual pressure of the energy crisis and environmental issues, renewability and cleanliness of bioenergy make itself one significant substitute of fossil energy. With in-depth study of bioenergy, understanding of the relationship between bioenergy and the environment becomes more and more rational and objective. It can provide a theoretical basis of scientifically analyzing the process of bioenergy use and exploring the process of carbon balance. It also can provide a reference for determining the direction of bioenergy development and for sustainable development policies research of bioenergy and environment.

Bioenergy is one of the major energy for rural areas of China, and it is of a significant effect on carbon emissions from energy use for CO2 emissions from bioenergy utilization. Focusing on bioenergy use of the rural areas in China, assessment on CO2 emissions is made following four aspects below in this study:

（1）Classify the literatures both at home and abroad assiociated with CO2 emissions from bioenergy use, extrate estimation methods and analyze the application conditions for each method. Comparation of estiomation methods between bioenergy and fossil fuel is made then. It is finally concluded that there are five approaches are usually used: practical measurement method, material balance method, emission factor estimation method, model method and life cycle assessment method. In specific applications, appropriate method should be chosen depending both on the species and use pattern of bioenergy, and availability of the data.

（2）CO2 emissions from bioenergy use (including straw, firewood and biogas) from 2000 to 2010 are estimated using the emission factor method. It is concluded that the total CO2 emissions from bioenegy use maintaine at 0.47 to 0.68 billion tons, which are mainly contributed by straw, followed by firewood, last biogas that develops rapidly these years but still with a small proportion of less than 4%. It is also conluded that the total amount of emissions keeps an increasing trend before 2006, and after that shows a slight decrease in the fluctuations, which is affected mainly by emissions of straw and firewood.

（3）CO2 emissions from bioenergy use is rural areas of each provinces, municipalities or autonomous regions of China in 2010 are estimated by the method of emission factor, and their spatial distribution and self-correlation characteristics are studied also by the use of ArcGIS and Geoda. It is concluded that zones with emissions above 40 million tons are mainly in Heilongjiang, Liaoning, Anhui and Shandong, where are mainly in agricultural economy with low level of industrialization, and zones with lowest emissions are mainly in Tibet, Qinghai, Xinjiang and Ningxia autonomous regions which are relatively poor in biomass resources. Global Moran’s I value of CO2 emissions from bioenergy use in rural areas of China is 0.1109. Distribution of CO2 emissions from bioenergy in Shandong, Henan and Yunnan shows high autocorrelations.

（4） Impact factors of the CO2 emissions from bioenergy use are researched by the use of Divisia decomposition on the average number of weights. Some conclusions are conducted that economic development and energy intensity affect the per capita CO2 emissions most significantly, and carbon emission intensity factor and energy structural factors are relatively the small impact factors. With the visualization display function of ArcGIS, spatial variation of a ratio that per capita CO2 emissions from bioenergy use to rural per capita net income is studied. The values reflect carbon emission levels of China’s rural bioenergy use related to rural economy of China.

This study reveals the relationship between China’s rural bioenergy use and carbon emissions and provides data support for objectively understanding the status and trend of CO2 emissions from bioenergy use in rural areas of China. It is also a basis of deeply studying the quantitative relationship between carbon emissions of bioenergy use and many factors such as socio-economic development.