我國宣布要在2030年之前實現(xiàn)碳達峰、2060年之前實現(xiàn)碳中和。碳達峰是碳中和的前提與基礎(chǔ)，直接影響著為實現(xiàn)碳中和目標(biāo)而設(shè)計怎樣的路線圖。因此，識別是否達峰與何時達峰就非常重要。通常，我們通過“自下而上”的統(tǒng)計方法來獲得碳排放量，進而判斷是否達峰；但統(tǒng)計方法有不確定性，在城市尺度可達50–250%（Ciais et al., 2010; Gately and Hutyra, 2017; Gurney et al., 2021）。城市是碳排放的熱點，超過70%的碳排放集中在城市區(qū)域；因此城市是實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的核心與關(guān)鍵。那么，除了統(tǒng)計方法，如何來判斷一個城市的碳排放是否達峰？

放射性碳同位素（14C）是定量區(qū)分大氣CO2化石來源與生物來源最準(zhǔn)確的示蹤劑，可用于示蹤碳排放。研究表明，近20多年大氣Δ14CO2值的年際變化主要受碳排放影響，與其有較好的線性關(guān)系（Niu et al., 2021）。樹木利用光合作用吸收大氣中的CO2, 進而將大氣14CO2的年際變化保存到年輪中。因此，樹輪Δ14C序列的年際變化可以反應(yīng)碳排放量的變化。

中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所牛振川研究員和團隊利用北京和西安市樹輪Δ14C近20年序列的年際變化，通過扣除本底14C的影響，發(fā)現(xiàn)北京市當(dāng)?shù)卅?4C的最低值在2010年，西安市當(dāng)?shù)卅?4C的最低值在2013年，這與統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示的北京市和西安市的碳達峰時間相吻合。此外，該研究還通過分析樹輪Δ14C年際差變化的轉(zhuǎn)折點，進一步確定了碳達峰時間，也與清單的碳達峰時間相吻合。這些吻合表明了此方法的可行性。

該研究通過分析樹輪Δ14C變化，建立了一種獨立于統(tǒng)計方法的“自上而下”的觀測方法來識別城市碳達峰，這可服務(wù)于我國當(dāng)前的碳達峰評估。研究成果發(fā)表于環(huán)境領(lǐng)域的著名期刊《Environmental Science & Technology》。研究受國家自然科學(xué)基金（42173082、42330114）、中國科學(xué)院先導(dǎo)專項（XDA23010302）和陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計劃（2024JC-JCQN-34）的共同資助。

Zhenchuan Niu*, Weijian Zhou, Yunfei Huang, Sen Wang, Guiqian Zhang, Xue Feng, Xuefeng Lu, Mengni Lyu, and Jocelyn C. Turnbull. Identification of Urban Carbon Emission Peaks through Tree-ring 14C. Environmental Science & Technology, 2024,

圖1 北京和西安市2000?2019年樹輪Δ14C、Δ14Clocal和碳排放量的變化。綠點代表本底Δ14C值（Hua et al., 2022）；黑色空心點代表單個樹輪Δ14C值；藍點代表樹輪Δ14C的多點平均值；青色點代表碳排放量（Shan et al., 2022）；紅色點代表峰值。

圖2 樹輪Δ14C和本底Δ14C（Hua et al., 2022）在不同時期的平均年際下降速率（即斜率, 圖中的數(shù)字），圖中紅點代表轉(zhuǎn)折點。