全球各国为了应对温室气体排放情况的加剧（主要是CO2排放）,组织了多次国际气候会议,共同商议解决和防范措施。中国作为全球最大的发展中国家和碳排放量最大的国家,已经承诺碳排放量在2030年左右达到峰值并争取尽早达到峰值,2020年单位GDP碳排放量比2005年下降40%-45%,并明确将节能减排与绿色发展全面融入到国民经济和社会发展的战略规划中,积极推动生态文明建设。城市作为各项产业活动和人类生活的中心聚集地,已成为实现低碳经济发展的关键。近年来,随着中国经济的发展,居民生活水平的提高,对生活品质要求越来越高,对作为城市物流业主流分支的冷链物流的需求量急剧增加,冷链物流与普通物流相比能源消耗和CO2排放量更大。目前中国虽然已建立全国范围内的碳排放权交易市场,该试点碳市场重点覆盖电力、热力、水泥、钢铁、石化等高排放行业,冷链物流业暂时未纳入其中,但是由于冷链物流的高污染性高碳排放性将是中国政府未来关注的重点。论文选取冷链物流系统中碳排放的主要节点仓储与配送环节进行研究,仓储环节从冷库改造和新建配送中心两个方面研究,配送环节从配送车辆和配送路径两个方面研究,论文的主要工作和结论如下:（1）关于低碳城市冷链物流冷库改造选择研究,论文提出一个双层规划模型,上层决策部门为冷链物流主管部门,确定最佳碳排放权配额和单位碳减排补贴率使社会总成本最小化,下层决策部门为冷链物流企业,通过上层变量来影响下层的碳排放量、碳减排量以及冷库改造选择的决策,使每个冷链物流企业总成本最小化。运用混沌粒子群算法进行求解,并对武汉市冷链物流冷库改造选择进行数值分析。主要结论:联合采用政府碳排放权交易和碳减排补贴优化措施比单独采用其中一种,对促进企业节能减排更有效;政府可以通过调整碳减排补贴限额来调整总碳减排量、改造企业的数量和确定改造企业,也可以通过调整单位碳减排补贴率来调整冷链物流企业总碳排放量和总碳减排量。（2）关于低碳城市冷链物流竞争性配送中心选址的研究,论文提出一个双层规划模型,上层决策部门为冷链物流主管部门,通过确定最佳的新建冷链配送中心选址和规模,设置合理的碳排放权交易政策,使社会总成本最小化;下层从物流用户角度出发,考虑新建与已有冷链配送中心之间的竞争,通过选择合理的冷链物流服务使得自己的成本最小。运用云粒子群算法进行求解,并对武汉市冷链物流新建配送中心选址进行数值分析。主要结论:客户对冷链物流最低需求量的变化会显著影响新建冷链配送中心的选址、规模和数量,新建冷链配送中心的吸引力会显著影响新建冷链配送中心的总规模,政府通过碳排放权交易价格和配额政策来调整总碳排放量和社会总成本是可行的,对每个新建冷链配送中心选址的规模也有一定的影响。（3）关于低碳城市冷链物流混合多车型配送车辆和路径的研究,在存在燃油和电动冷藏车多种车型竞争的情况下,研究冷链物流企业在成本、碳排放和距离三种企业目标时配送车辆和路径的选择,以及政府电动冷藏车补贴成本和碳排放权交易价格对企业配送车辆和路径的影响。运用混沌粒子群算法进行求解,并对武汉市冷链物流混合多车型配送车辆和路径进行数值分析。主要结论:企业配送车型和路径选择与企业目标密切相关,政府电动冷藏车的补贴政策和碳排放权交易价格对企业配送车型选择和配送路径有直接影响。（4）关于低碳城市冷链物流电动冷藏车配送车辆和路径的研究,在存在多种电动冷藏车车型和软时间窗的情况下,比较考虑碳排放和不考虑碳排放、考虑时间窗和不考虑时间窗等不同的情形配送车辆和路径的选择问题。运用混沌粒子群算法进行求解,并对武汉市冷链物流电动冷藏车配送车辆和路径进行数值分析。主要结论:企业考虑碳排放成本比不考虑碳排放成本（加上实际发生的碳排放成本）的总成本低0.68%,总距离低5.22%,总碳排放量低4.83%。企业在总成本中考虑碳排放成本会对企业的最优化配送路径产生影响,进而影响到总碳排放量和总成本。论文从冷库改造选择、竞争性配送中心选址和混合多车型等三个方面做了创新性研究,以期为冷链物流主管部门和冷链物流企业提供科学决策的依据,具有非常重要的理论和现实意义。