我國宣布要在2030年之前實現碳達峰、2060年之前實現碳中和。碳達峰是碳中和的前提與基礎，直接影響著為實現碳中和目標而設計怎樣的路線圖。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”的統計方法來獲得碳排放量，進而判斷是否達峰；但統計方法有不確定性，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域；因此城市是實現雙碳目標的核心與關鍵。那么，除了統計方法，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）是定量區分大氣CO2化石來源與生物來源最準確的示蹤劑，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碳排放量的變化。

中國科學院地球環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，發現北京市當地Δ14C的最低值在2010年，西安市當地Δ14C的最低值在2013年，這與統計數據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，這可服務于我國當前的碳達峰評估。研究成果發表于環境領域的著名期刊《Environmental Science & Technology》。研究受國家自然科學基金（42173082、42330114）、中國科學院先導專項（XDA23010302）和陜西省自然科學基礎研究計劃（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, 圖中的數字），圖中紅點代表轉折點。