科研动态

最新发表 | 《国家科学评论》中国温室气体收支计量专题

《国家科学评论》(National Science Review,NSR)于2025年第4期出版了“中国温室气体收支计量”专题,由朴世龙院士担任特邀编辑。

专题共收录 10 篇高水平论文,包含 2 篇 Research Article、2 篇 Review和 6 篇 Perspective,系统报道了涵盖中国四大部门40余个通量项的二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)三种温室气体的收支,也包括了三位国际同行对全球和中国温室气体收支研究的评论与展望。

该专题提升了中国温室气体收支评估的计量水平、及时性与准确性,构建了自主可控、双向约束的具备高可验证性的温室气体收支计量体系,为碳中和目标下科学制定温室气体减排增汇路径提供了坚实的科学依据。其研究范式和方法体系得到了国际同行的认可,推动了区域温室气体收支核算能力的提升,为提升全球温室气体收支能力奠定了基础。


Special Topic: Accounting China's Greenhouse Gas Budget


GUEST EDITORIAL

National greenhouse gas budget lays solid foundation for climate action

Shilong Piao, Zhengtang Guo

Natl Sci Rev 2025, 12(4): nwaf106

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf106

作者:朴世龙(北京大学)、郭正堂(中国科学院地质与地球物理研究所)


                

本文是专题的特邀编者按。编者指出,国家温室气体收支计量为气候行动奠定坚实基础。


RESEARCH ARTICLE

China's greenhouse gas budget during 2000–2023

Wenping Yuan, Minqi Liang, Yuanyi Gao, Ling Huang, Li Dan, Hongtao Duan, Songbai Hong, Fei Jiang, Weimin Ju, Tingting Li, Ziyang Lou, Shilong Luan, Xiao Lu, Zhangcai Qin, Lishan Ran, Lulu Shen, Fei Teng, Xiangjun Tian, Yilong Wang, Jing Wei, Jiangzhou Xia, Xiaosheng Xia, Lijun Yu, Xu Yue, Haicheng Zhang, Wen Zhang, Yuzhong Zhang, Xu Zhao, Qiuan Zhu, Shilong Piao, Xuhui Wang

Natl Sci Rev 2025, 12(4): nwaf069

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf069

作者:袁文平(北京大学)、王旭辉(北京大学)等


                

本文基于自主研发的温室气体收支计量体系,采用双向约束的方法,系统评估了2000–2023年中国三种温室气体收支及其变化。研究表明,2023年,中国的温室气体总排放(14.3 Gt CO₂-eq yr⁻¹)中CO₂排放占81.8%,CH₄和N₂O分别占12.7%和5.5%。虽然中国温室气体的总排放量过去二十年显著增加,但近年来增速明显趋缓。与全球绝大多数国家不同,中国的土地利用是温室气体汇。

Recent stabilization of agricultural non-CO₂ greenhouse gas emissions in China

Yuanyi Gao, Zimeng Li, Songbai Hong, Lijun Yu, Shihua Li, Jing Wei, Jinfeng Chang, Yao Zhang, Wen Zhang, Wenping Yuan, Xuhui Wang

Natl Sci Rev 2025, 12(4): nwaf040

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf040

作者:洪松柏(北京大学)等


本文利用排放因子、机器学习、过程模型等多元方法,构建了1980-2023年长时序、高分辨率的中国农业CH₄和N₂O排放数据集。本文揭示了中国农业排放各子部门的时空变化及其驱动因素,探讨了过去44年中国农业经营措施的改进和政策的调整对非CO₂温室气体排放的影响,为进一步制订减排政策提供了科学依据。


REVIEW

Towards verifying and improving estimations of China's CO₂ and CH₄ budgets using atmospheric inversions

Yilong Wang, Yuzhong Zhang, Xiangjun Tian, Xuhui Wang, Wenping Yuan, Jinzhi Ding, Fei Jiang, Zhe Jin, Weimin Ju, Ruosi Liang, Xiao Lu, Lu Shen, Shuai Sun, Tao Wang, Hongqin Zhang, Min Zhao, Shilong Piao

Natl Sci Rev 2025, 12(4): nwaf090

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf090

作者:汪宜龙(中国科学院青藏高原研究所)、张羽中(西湖大学)等


                

本文以中国为例,综述了大气反演法应用于估算国家尺度CO₂和CH₄通量的原理、方法和最新进展。近10年,中国CO₂和CH₄排放总量的反演值分别为8.35±1.39 Pg CO₂ a-1和60.8±5.9 Tg CH₄ a-1,与国家温室气体清单估算值基本一致,但模型间不确定性仍是重要挑战。文章建议,通过改进观测网络、开展模式比对、改进反演方法、独立评估反演结果等手段,更好地支持温室气体收支核算、改进国家清单和支撑气候目标实现。

Methane and nitrous oxide budget for Chinese natural terrestrial ecosystems

Tingting Li, Xinyi Liu, Jiahui Tian, Wenping Yuan, Xuhui Wang, Xiu-Qun Yang, Songbai Hong, Yilong Wang, Qiuan Zhu, Lijun Yu, Jiangzhou Xia, Han Xiao, Minqi Liang, Shihua Li, Zimeng Li, Yingxuan Wang, Kerou Zhang, Min Xu, Zhangcai Qin

Natl Sci Rev 2025, 12(4): nwaf094

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf094

作者:李婷婷(中国科学院大气物理研究所)等


中国自然陆地生态系统是CH₄和N₂O的重要源和汇。本文综述了基于站点外推、模型和反演的中国自然陆地生态系统的CH₄和N₂O清单,并系统分析了现有清单的不确定性来源。文章进一步研制了1980-2020年CH₄和N₂O新清单,为量化气候变化和土地利用对CH₄和N₂O收支的影响提供了新视角。


PERSPECTIVE

It is time to optimize forest management policy for both carbon sinks and wood harvest in China

Xi Li, Haicheng Zhang, Rong Shang, Jingmin Chen, Daju Wang, Jianhua Zhu, Huaguo Huang, Simei Lin, Baihong Pan, Wenping Yuan, Shilong Piao

Natl Sci Rev 2025, 12(4): nwae464

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae464

作者:袁文平(北京大学)等


本文提出一种新的木材采伐方案,满足国内所有木材需求,并量化了其对森林碳汇和土壤侵蚀的影响。文章认为,当前中国的保护导向森林管理政策已不再适应现实需求,国家森林经营政策应从保护导向转向利用与保护的平衡,以实现中国森林碳汇与木材采伐的双赢目标。

China Land Carbon Budget (CLCB1.0): a comprehensive estimate of the land carbon budget in China

Jiangzhou Xia, Xiaosheng Xia, Xuhui Wang, Weimin Ju, Zhengyang Lin, Zhangcai Qin, Yuxing Sang, Yanzi Yan, Wenping Yuan, Xu Yue, Haicheng Zhang, Hao Zhou, Qiuan Zhu

Natl Sci Rev 2025, 12(4): nwaf052

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf052

作者:居为民(南京大学)、王旭辉(北京大学)等


                

中国陆地碳收支项目(CLCB1.0)征集了来自国内5个单位的6个陆地碳循环模型,基于共同的试验流程和气候与土地利用变化数据对1980-2023年中国陆地碳汇的时空变化开展了首次集合模型评估。研究发现,在过去40年中,中国的陆地碳汇增长率大约是全球平均水平的四倍。未来,CLCB项目将会每年进行中国陆地碳汇核算。

High-resolution mapping of CH₄/N₂O emissions from industrialization-related anthropogenic sources in China

Ziyang Lou, Haoyu Zhang, Xu Zhao, Qiang Liu, Minqi Liang, Hui Wang, Huiwen Yang, Bofeng Cai, Jingyi Lu, Ying Cui, Jingyi Wu, Fei Teng, Xiao Lu, Wenping Yuan, Mengyao Liu

Natl Sci Rev 2025, 12(4): nwae481

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae481

作者:楼紫阳(上海交通大学)等


本文核算了工业化相关的人为CH₄和N₂O排放,量化了能源、工业过程与产品使用(IPPU)、废弃物与废水等部门的相对贡献,厘清了不同部门间的影响关联及其时空分布,揭示了排放过程的时空热点和潜在的控制措施,并提出了可能的减排策略,为实现工业发展、产业结构调整、碳中和目标间的协同提供数据支撑。

From global to national GHG budgets: the REgional Carbon Cycle Assessment and Processes-3 (RECCAP3)

Josep G Canadell, Benjamin Poulter, Ana Bastos, Philippe Ciais, Judith Hauck, Robbie Andrew, Pierre Friedlingstein, Giacomo Grassi, Robert B Jackson, Jens Daniel Müller, Corinne Le Quéré, Michael O'Sullivan, Prabir Patra, Glen P Peters, Julia Pongratz, Marielle Saunois, Stephen Sitch, Hanqin Tian, Yohanna Villalobos, Xuhui Wang

Natl Sci Rev 2025, 12(4): nwaf037

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf037

作者:Josep G Canadell(澳大利亚联邦科学与工业研究组织)等


为支持全球净零排放目标,全球碳计划(Global Carbon Project)启动RECCAP3项目,推进国家尺度温室气体收支核算。作者认为本次中国国家尺度的温室气体收支研究是该领域的先行示范。项目将整合多源数据,量化自然与人为排放,弥合国家清单与全球碳核算之间的差距,重点关注冻土、热带森林等关键区域,并为《巴黎协定》全球盘点提供科学支撑。

China's land carbon budget in the context of the Global Carbon Budget

Pierre Friedlingstein, Stephen Sitch, Michael O'Sullivan

Natl Sci Rev 2025, 12(4): nwaf073

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf073

作者:Pierre Friedlingstein(英国埃克塞特大学)等


本文比较了全球碳计划的陆地碳汇模型集合(Trendy)和中国陆地碳收支模型集合(CLCB)对中国陆地碳汇的估算:两个模型集合的估算结果一致表明,过去40年中,中国的陆地碳汇增长速率远快于全球平均值,为全球陆地碳汇的增加做出了突出贡献。中国陆地碳收支模型集合通过更高的空间分辨率和更细致的土地利用变化评估证实了中国陆地碳汇的快速增长。

Atmospheric inversions for carbon dioxide and methane at a national scale

Frédéric Chevallier, Grégoire Broquet

Natl Sci Rev 2025, 12(4): nwaf063

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf063

作者:Frédéric Chevallier(法国巴黎萨克雷大学)等


本文简述了大气反演方法在验证国家尺度温室气体通量、支撑《巴黎协定》方面的应用与发展。作者指出高分辨率区域大气反演在验证中国陆地碳汇和甲烷排放方面提供了更精细数据,尤其是反演空间分辨率和观测密度的提升,可进一步攻克诸如边界条件和大气传输模型误差等挑战。作者呼吁建立国际标准来量化反演结果的准确性,以确保透明性和一致性。