南京信息工程大学、中国科学院地理资源所陈报章研究团队和中国科学院青藏高原所陈发虎研究团队，回顾了进入21世纪以来中国碳排放和碳汇的历史现状和变化态势，分析了国家及区域尺度实现碳中和的挑战性，发现中国九个大区及各省市面临的挑战存在巨大差异，指出每个省、城市必须制定因地制宜的碳达峰碳中和路线图。该研究以“Challenges to achieve carbon neutrality of China by 2060：status and perspectives”（2060年中国实现碳中和所面临的挑战: 现状与展望）为题发表在Science Bulletin 2022年第20期上。
全球变暖，我们要怎么办？因此，从1992年开始，国际社会进行了大量有关气候的谈判。《巴黎协定》于2015年达成，2016年正式生效。其目标是到21世纪末将全球平均温度上升幅度控制在不超过工业化革命前水平的2℃之内，并力争不超过工业化革命前的1.5℃。要实现这个目标， 2030年人为二氧化碳的排放量需要减少45%、在2070（2℃）或2050年（1.5℃）左右实现净零排放，即碳中和。
碳中和是什么？它是指通过平衡二氧化碳人为的排放量与人为的去除量，实现二氧化碳的净零排放。欧盟国家是“碳中和”的首倡者，欧美等发达国家提出要在2050年达到碳中和。2020年，中国在联合国第75届会议上承诺了要在2030年碳排放量达到峰值，2060年实现碳中和。这是一个雄心勃勃但又极其艰难的目标。实现碳中和，碳减排就成为一个紧迫的问题，并带来广泛的社会后果。如何实现碳中和？需要制定一个可实现的路线图和有效的应对气候变化政策。为此，我们必须清楚地认识国家、区域和省级尺度上当前碳平衡的状况及其不确定性。
图1 中国与美国、日本、欧盟碳中和挑战性对比
图1显示了我国（红色和橙色线）及一些典型碳排放大国自20世纪60年代到目前的二氧化碳排放情况和未来可能的碳中和线路图。可以看出，从碳达峰到碳中和的时间，美国是43年，欧盟是71年，而我国只有30年, 所以我们的减排压力非常大, 大幅度减排对我国来说是巨大的挑战。
图2 中国自21世纪以来每年人为碳排放量、生态系统固碳量和距离碳中和差距情况 （ Gt = 10亿吨）
图2展示了中国自21世纪以来年度人为碳排放量、生态系统固碳量和距离碳中和差距情况。可以看出，自21世纪以来，我国二氧化碳排放量快速增长，从2012、2013年开始进入了碳排放的“平台期”。目前全世界每年总共排放约400亿吨二氧化碳，中国大约占四分之一，即100亿吨左右。这400亿吨的二氧化碳，只有48%在大气中累积，剩下的分别有26%被陆地和海洋所吸收。
中国的陆地生态系统到底能吸收多少二氧化碳？该文综述了不同学者根据不同方法获得的自20世纪80年代到21世纪20年代中国生态系统固碳速率及年际变化的结果，发现我国目前每年固碳速率在10~40亿吨二氧化碳之间，但多数学者认为可信的结果为每年固碳速率在10~20亿吨二氧化碳之间。基于全球著名的5套自上而下的大气反演模型集合的结果，该文认为我国陆地生态系统每年固持16亿吨左右二氧化碳。此外，该研究还发现碳汇估算存在较大的不确定性，因此，需要发展自上而下和自下而上结合的集成方法，以期达到准确估算我国以及省级尺度生态系统碳汇速率和潜力。
图3 中国九大区域2010~2019期间碳平衡状况
中国九个大区及各省市面临的挑战存在巨大差异（图3），主要表现在碳总排放量、碳达峰时间、社会经济发展水平、产业结构、能源结构、清洁生产技术和效率、减排技术水平等方面。因此，每个省、城市必须制定因地制宜的碳达峰碳中和路线图（图4）。
图4 基准情景与不同缓解措施情景下实现碳中和线路图对比。中国历史排放量（灰色实线）、与过去十年平均增长率相同增长率的排放情景（灰色虚线）、“十四五”减排情景（红色实线）、IPCC-SSP1情景（紫色实线），以及中国能源发展战略规划2035减排情景（橙色区域）对比。
