《公约》仅规定发达国家应在20世纪末将其温室气体排放回复到其1990年水平，但没有为发达国家规定量化减排指标。1995年在柏林举行的COP1认为上述承诺不足以缓解全球气候变化；会议据此通过了“柏林授权”，决定谈判制定一项议定书，为发达国家规定2000年后减排义务及时间表；同时决定不为发展中国家引入除公约义务以外的任何新义务。
国际社会为制定议定书举行了多次谈判，但由于减、限排温室气体直接涉及各国的经济发展，与会各方难以达成一致。1997年12月1～11日，COP3（又称“京都会议”）在日本京都举行，会议终于完成谈判，制定了《京都议定书》。它为发达国家规定了有法律约束力的量化减排指标，而没有为发展中国家规定减排或限排义务。
1997年《京都议定书》通过后的几次缔约方会议上，通过了几个重要的文件：1998年COP4通过了“布宜诺斯艾利斯行动计划”；2001年COP6续会通过了“波恩政治协议”；2001年COP7为落实“波恩政治协议”达成了一揽子决定，统称“马拉喀什协定”。
1.2.2.1 “布宜诺斯艾利斯行动计划”
为制定《京都议定书》的实施细则，并落实发展中国家关心的资金安排等问题，在1998年的COP4上经激烈谈判，与会方达成了“布宜诺斯艾利斯行动计划”。该行动计划规定了COP6前应通过的《京都议定书》实施规则和要素，为其后的谈判提供了框架，指明了方向。会上，发达国家力推“后京都进程”，旨在使发展中国家承担减、限排温室气体义务。东道国阿根廷提出了所谓发展中国家“自愿承诺”的议题，造成发展中国家分化趋势的扩大。最终妥协的结果是“布宜诺斯艾利斯行动计划”的通过。发展中国家打掉了“自愿承诺”，挫败了启动“后京都进程”的企图。
1.2.2.2 “波恩政治协议”
2000年COP6以失败告终，未完成重要议题的谈判。2001年3月，美国总统布什宣布美国将不批准《京都议定书》。但国际社会决心继续促进推动议定书生效的进程。在此背景下，COP6续会于2001年7月在波恩召开，并经艰苦谈判通过了“波恩政治协议”。该协议的通过是气候变化谈判的重大突破，打击了美国的单边主义。但作为妥协的产物，它对日、加、澳、俄等国做出了较大让步，削弱了《京都议定书》的环境效果。(www.xing528.com)
“波恩政治协议”主要包含以下四个方面内容：第一，建立三个基金。在《公约》下建立“气候变化专项基金”和“最不发达国家基金”，在《京都议定书》下建立“适应性基金”。第二，提出开展“土地利用、土地利用变化和林业”活动时应遵循的原则。第三，对《京都议定书》三机制的原则、性质、范围、参与资格与遵约机制以及管理机构等核心问题做出了规定。第四，对《京都议定书》遵约程序的基本原则、机构组成、决策程序和不遵约后果等核心内容做了规定。
1.2.2.3 “马拉喀什协定”
2001年10月25日至11月9日，在摩洛哥马拉喀什举行的COP7的主要任务是完成落实“波恩政治协议”的技术性谈判。经艰苦谈判，会议以一揽子方式通过了落实“波恩政治协议”的一系列决定，统称为“马拉喀什协定”。
为争取俄、日等国批准《京都议定书》，“七十七国集团加中国”和欧盟在碳汇、遵约问题上表现出较大灵活性，这无疑将削弱《京都议定书》的环境效果。但COP6续会上就资金、技术转让、能力建设等问题形成的决定草案，在本次会上未做修改即予通过；对于续会遗留下来的《京都议定书》三机制、遵约程序和碳汇问题，在本次会上终于达成一揽子解决方案，从而维护了“波恩政治协议”的完整性，巩固了发达国家向发展中国家提供资金援助方面首次取得的较大进展。
《京都议定书》的生效条件是55个《公约》缔约方批准，且其中的附件一国家缔约方1990年温室气体排放量之和占全部附件一国家缔约方1990年温室气体排放总量的55%以上。由于美国1990年温室气体排放量占附件一国家的36.1%，在美国拒绝批准《京都议定书》的情况下，要达到生效条件，意味着几乎所有其他附件一国家都必须批准。俄罗斯因占1990年附件一国家17.4%的排放量而持有决定《京都议定书》生死的一票。在俄罗斯2004年11月18日向联合国正式递交加入文件后，《京都议定书》于2005年2月16日生效。截至目前共有175个缔约方批准、加入、接受或核准《京都议定书》（详见附录1）。
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