我国宣布要在2030年之前实现碳达峰、2060年之前实现碳中和。碳达峰是碳中和的前提与基础，直接影响着为实现碳中和目标而设计怎样的路线图。因此，识别是否达峰与何时达峰就非常重要。通常，我们通过“自下而上”的统计方法来获得碳排放量，进而判断是否达峰；但统计方法有不确定性，在城市尺度可达50–250%（Ciais et al., 2010; Gately and Hutyra, 2017; Gurney et al., 2021）。城市是碳排放的热点，超过70%的碳排放集中在城市区域；因此城市是实现双碳目标的核心与关键。那么，除了统计方法，如何来判断一个城市的碳排放是否达峰？

　　放射性碳同位素（¹⁴C）是定量区分大气CO₂化石来源与生物来源最准确的示踪剂，可用于示踪碳排放。研究表明，近20多年大气Δ¹⁴CO₂值的年际变化主要受碳排放影响，与其有较好的线性关系（Niu et al., 2021）。树木利用光合作用吸收大气中的CO₂, 进而将大气¹⁴CO₂的年际变化保存到年轮中。因此，树轮Δ¹⁴C序列的年际变化可以反应碳排放量的变化。

　　我室牛振川研究员和团队利用北京和西安市树轮Δ¹⁴C近20年序列的年际变化，通过扣除本底14C的影响，发现北京市当地Δ¹⁴C的最低值在2010年，西安市当地Δ¹⁴C的最低值在2013年，这与统计数据显示的北京市和西安市的碳达峰时间相吻合。此外，该研究还通过分析树轮Δ¹⁴C年际差变化的转折点，进一步确定了碳达峰时间，也与清单的碳达峰时间相吻合。这些吻合表明了此方法的可行性。

　　该研究通过分析树轮Δ¹⁴C变化，建立了一种独立于统计方法的“自上而下”的观测方法来识别城市碳达峰，这可服务于我国当前的碳达峰评估。研究成果发表于环境领域的著名期刊《Environmental Science & Technology》。研究受国家自然科学基金（42173082、42330114）、中国科学院先导专项（XDA23010302）和陕西省自然科学基础研究计划（2024JC-JCQN-34）的共同资助。

　　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, 2024,58, 17313–17319

　　图1 北京和西安市2000−2019年树轮Δ¹⁴C、Δ¹⁴Clocal和碳排放量的变化。绿点代表本底Δ¹⁴C值（Hua et al., 2022）；黑色空心点代表单个树轮Δ¹⁴C值；蓝点代表树轮Δ¹⁴C的多点平均值；青色点代表碳排放量（Shan et al., 2022）；红色点代表峰值。

　　图2 树轮Δ¹⁴C和本底Δ¹⁴C（Hua et al., 2022）在不同时期的平均年际下降速率（即斜率, 图中的数字），图中红点代表转折点。