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自21世纪初加入WTO以来，我国经济受全球贸易一体化的影响迅速增长，各地市的工业化进程也逐渐加速。城市作为政策执行与落实的基本单元，是气候变化减缓的核心。如何在快速工业化的进程中减少化石能源消费与二氧化碳排放备受关注。 6月27日，地球系统科学系关大博教授课题组在《科学》子刊《科学·进展》（Science Advances）发表题为“City-level climate change mitigation in China”的研究论文，探讨中国180余城市的工业化进程，以及城市对中国气候变化减缓的贡献。研究团队历时两年编纂了我国182个城市的二氧化碳排放清单，结合经济数据分析了我国城市所处的不同工业化阶段，揭露了不同阶段城市间的相互依赖关系。 该研究基于CEADs开发的城市尺度碳排放清单编纂框架。城市清单包含17种化石燃料以及7种工业过程的相关排放，涵盖农业、工业、服务业、居民生活消费等在内的46个社会经济部门，与国家、省区级排放清单保持高度的一致性、比较性、具有相同核算口径...
5月14日，地球系统科学系博士生鲁晨曦在《npj-气候与大气科学》发表题为“中俄天然气协议对中国能源消费量，碳排放量，颗粒物污染量的影响”（The effects of the China–Russia gas deal on energy consumption, carbon emission, and particulate matter pollution in China）的文章。通讯作者为清华大学地学系Sergey Venevksy副教授和中央民族大学经管院曹世雄教授。 文章通过引入四种代表性浓度路径（RCP）情景，对比测算有中俄天然气协议（协议内容：俄罗斯从2019年起，每年供应380亿立方米天然气给中国，持续30年，总价4000亿美元）和没有天然气协议这两种情况下，对中国2020年，2030年，2040年和2050年能源消费量，碳排放量和PM2.5，PM10排放量的影响。研究表明，中俄天然气协议对中俄双方是一种双赢的合作方式；对于中国，在RCP8.5， RCP6.0和RCP4.5这三种情景下，中俄天然气协议的存在会降低未来的能源消费量，碳排放量和PM2.5，PM10排放量，但是随着...
5月9日，生态学博士生周建在《理论生物学》在线发表题为“Will Forest Size Structure Follow The -2 Power-Law Distribution under Ideal Demographic Equilibrium State”的研究论文，对生态学代谢理论提出的森林胸径的-2次方幂律分布提出了质疑。地学系林光辉教授为论文通讯作者。 生态学代谢理论是基于生物个体代谢速率与个体大小之间的幂律关系进行尺度外推，试图解释生物种群、群落和生态系统尺度上各种大小数量关系的一套理论，自1997年由West，Brown和Enquist提出以来，在生态学领域产生了颇为广泛的影响。根据植物个体代谢速率正比于其茎杆直径平方的关系，Enquist等人提出了植物种群自疏过程中数量和个体大小的-2次方关系以及森林达到稳态结构时树木胸径的-2次方幂律分布。 周建的研究质疑了森林自疏和稳态胸径分布结构在大小-数量关系上的一致性，通过严格的数学证明，该论文指出树木个体代谢速率与胸径之间的+2次方关系与森林的-2次方幂律分布是相互...
4月19日，地学系博士生周建以第一作者身份在《农林气象》在线发表题为“The relationship between soil CO2efflux and its carbon isotope composition under non-steady-state conditions”的研究论文，揭示了土壤呼吸过程中碳同位素扩散分馏的基本规律。地学系林光辉教授为文章通讯作者。 土壤呼吸释放的CO2碳同位素比值信号，是追踪碳循环过程的重要途径。以往大多数相关研究中，通常利用对土壤呼吸同位素信号的拆分来推算不同呼吸源在总呼吸中的贡献比例。但实际上，只有在稳态条件下土壤释放的CO2碳同位素比值才等于呼吸代谢产生的CO2碳同位素比值。如果CO2在扩散过程中发生了同位素分馏，释放出来的碳同位素比值不再等于代谢产生的碳同位素比值，传统拆分方法就将不再适用。 利用赛默飞公司（Thermo Fisher）提供的Delta Ray激光同位素分析仪，周建，吴耕泓，杨子尧等在对深圳的温室模拟红树林生态系统的呼吸测定中，发现了远超出正常范围的土壤呼吸碳同...
3月22日，地学系博士生周璐作为第一作者、导师徐世明助理教授作为通讯作者在《 The Cryosphere》“冰冻圈”杂志发表题为“On the Retrieval of Sea Ice Thickness and Snow Depth using Concurrent Laser Altimetry and L-Band Remote Sensing Data”的学术论文，并入选《The Cryosphere》亮点论文（Highlight Article），该刊每年遴选出12篇左右优秀论文作为亮点论文。文章提出了一种创新的数据融合算法，通过将激光高度计卫星和L波段被动微波遥感卫星数据进行结合，同时反演海冰厚度和冰上积雪厚度这两个关键参量，并可有效降低现有依赖单颗卫星算法的反演误差。 海冰厚度和冰上积雪是极地冰冻圈水循环的重要参数，其在气候变化研究、同化及导航实际应用中具有十分广泛和重要的应用。传统海冰厚度反演基于高度计卫星，其精度主要受限于对冰上积雪的估计。目前国际上广泛使用的海冰厚度的观测资料是基于气候态观测或者再分析资料的冰上积雪厚度数据，这些积雪厚...
发现内蒙古库布齐沙漠大规模造林对地表温度具有显著影响 1月29日，地球系统科学系博士生王黎明在《地球物理研究-大气》（Journal of Geophysical Research – Atmospheres）发表论文《Response of Surface Temperature to Afforestation in the Kubuqi Desert, Inner Mongolia》。该研究利用内在生物物理机制(IBPM)定量分析了不同生物物理因子产生的具体影响大小及其昼夜和季节动态，并发现内蒙古库布齐沙漠区域的大规模造林对地表温度具有显著的影响，还阐明了造林对地表温度产生影响的机理，可为大规模造林提供了理论依据。论文通讯作者为地球系统科学系林光辉教授和耶鲁大学李旭辉教授。 图1 研究区域和样地照片。 该研究在原有的IBPM理论基础上进行了改进，添加了向下长波辐射、地表热通量和空气温度变化相关项，并对能量不闭合进行了校正，极大的提高了IBPM理论计算的准确性。 图2 半小时尺度上观测到的地表温度变化(ΔTs)和通过IBPM理论计算得到的地表...
发现东亚水禽依据景观特点并遵循多尺度机制对其栖息地进行选择 1月4日，地球系统科学系硕士生张文远为第一作者，司亚丽副教授为通讯作者在《生态指标》（Ecological Indicators）发表题为“东亚水禽春季核心停歇地的多尺度栖息地选择”（Multi-scale habitat selection by two declining East Asian waterfowl species at their core spring stopover area）的研究论文。该文的合作作者还有中国科学院动物所李欣海副教授和地学系俞乐副教授。该文运用卫星追踪数据，对两种在东北停歇的水禽（白额雁和豆雁）的栖息地选择过程进行分析。文章将水禽的栖息地选择过程分为三个尺度：景观尺度，觅食尺度和夜宿尺度，提出并验证了水鸟在栖息地选择过程中遵循多尺度的过程，即在景观尺度的上主要依据粗略的景观特征来选择适宜栖息地，而在觅食和夜宿尺度上则依据精致的景观特征。 生物对环境的响应是一个跨尺度的过程，从单一尺度出发得到的结论会导致对其中生态因子的过...
1月8日，清华大学地球系统科学系（以下简称“地学系”）张强教授研究组在《自然——可持续发展》（Nature Sustainability）期刊创刊号上发表了题为《全球高污染发电机组的靶向治理》 （“Targeted emission reductions from global super-polluting power plant units”）的论文，首次在全球尺度上建立了以机组为单元的电力行业大气污染物排放数据库，并在此基础上识别出高污染发电机组及其对全球大气污染物排放的重要贡献。《自然——可持续发展》同期发表了题为《小机组，高排放》（“small and bad”）的新闻评述，对这一工作给予了高度评价。 化石能源使用过程中排放的温室气体及大气污染物对气候变化、空气质量和人体健康造成严重影响。电力行业的化石能源消费量约占全球消费总量的50%左右，是全球温室气体减排和大气污染控制的最主要目标之一。可监测、可报告、可核查是国际社会对于污染源排放和减排监测的基本要求，然而由于相关基础数据长期不透明、不公...
