编者按
小咖解文是环境学院研团推出的文献解读与作者访谈特色栏目，会定期推送身边朋辈的优秀科研成果，并在开始增设背景介绍，结尾增加作者采访部分，旨在增强环境学院内部的学术交流氛围，激发大家的科研活力。
本期为子刊专场，将带你深入剖析文献内容和研究历程，从前沿课题的背景介绍，到作者亲述的科研心得，一站式解锁科研背后的思考与努力！
本次小咖解文给大家带来一篇发表在Nature Cities的文章《Outsourced carbon mitigation efforts of Chinese cities from 2012 to 2017》，希望对大家有所帮助。
文章基本信息
文章标题：Outsourced carbon mitigation efforts of Chinese cities from 2012 to 2017（2012-2017年中国城市外包的碳减排行动）
发表时间：2024年6月27日
期刊名称：Nature Cities（自然·城市）
DOI：https://doi.org/10.1038/s44284-024-00088-8
作者简介：夏成琪，2020级硕博连读，就读于清华大学环境学院环境系统分析教研所，导师为王灿教授，研究方向为面向低碳转型的城市社会经济系统分析。
01 研究背景
作为经济活动的枢纽，城市在生产和生活消费中扮演着重要角色，是碳排放的主要来源之一。城市的碳减排成效对中国实现碳中和承诺以及全球减碳目标的推进具有重要意义。然而，城市并非孤立存在，其需求通过供应链不断外包到其他地区，形成了复杂的生产与消费网络。因此，城市内部的生产活动与外部供应链的关系密不可分，生产活动的环境影响往往跨越城市的边界，影响到其他城市。这种跨城市的碳排放不仅是减排政策需要关注的问题，也关系到碳减排效果的公平性。
许多城市将自身的碳减排责任外包给其他城市，从而形成了一种“搭便车”行为。即，一个城市利用其他城市的减排努力，而自己减少本地的减排措施。这种外包减排的现象成为了碳减排进程中的重要障碍。碳减排的公平性受到挑战，因为不同城市的减排负担不均衡，而跨城市的排放影响也未能得到充分认识和管理。因此，研究城市间的供应链和碳减排机制，探索外包减排的驱动因素，帮助各城市制定更加公平的减排政策，已成为一个迫切的课题。
02 研究思路
为了填补现有研究中的空白，本研究致力于在城市层面探讨外包碳减排的行为。研究通过比较本地减排与外包减排在供应链中的贡献，分析碳减排的驱动因素，并进一步揭示外包减排对城市碳足迹的影响。本研究选择了2012至2017年这一时期，期间中国经历了经济改革，工业结构转型从高速增长转向高质量发展。
为了量化外包减排行为，本研究构建了一个环境扩展的多区域投入产出（MRIO）模型，涵盖了309个中国城市，并计算了这些城市在该时期的碳足迹。该模型能够准确追踪供应链中的碳排放流动，帮助识别哪些城市在减排过程中受益于外部供应链，而哪些城市则因依赖外部资源而未能充分承担自身减排责任。
通过将碳足迹的变化归因于本地和外包因素，本研究揭示了外包减排机制的具体运作方式，探讨了供应链中的环境影响如何传递并影响不同城市的减排努力。研究的最终目标是帮助各城市识别外包减排的受益者，优化减排策略，促进城市间的协作，从而实现更有效的区域合作和更公平的减排分配。
03 研究结果
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中国城市碳足迹的演变
从2012年到2017年，中国309个城市的碳足迹从7138.5百万吨增加到7219.8百万吨，其中157个城市的碳足迹有所增长，增长主要集中在少数超级排放者，高技术城市作为中国人口和经济活动中心，其碳足迹增长尤为显著。
碳足迹的变化与中国经济转型密切相关，服务业、建筑业和能源行业碳足迹显著增加，而设备制造业则有所下降。不同类型城市的碳足迹演变存在显著异质性，高技术城市的服务业碳足迹增长最快，反映了这些城市向服务型经济转型的趋势。
碳排放的外包份额从2012年的78.6%上升至2017年的81.9%，外包排放在80%的城市中已成为主导因素，这一变化源于对清洁高效外包服务的需求增加，尤其是在农业、轻工业和高科技城市，而能源和重工业城市则受到更严格环境法规的影响，外包排放有所减少。总的来说，建筑业上游供应链的碳密集型产业对各类城市的碳排放产生了溢出效应，导致50.8%的城市外包排放增加。
▲ 图1：a,b: 中国城市2012年（a）和2017年（b）的碳足迹。c: 碳足迹变化。d,e: 2012年（d）和2017年（e）的外包份额。f: 2012年至2017年的外包份额变化。g: 2012年和2017年不同城市类型碳足迹部门平均构成。h: 不同城市类型碳足迹变化中本地和外包的平均贡献。
2
城市碳足迹演变的驱动因素
从2012年到2017年，中国城市碳足迹的变化受碳强度、生产结构和最终需求等因素的影响。碳强度和生产结构的改善分别减少了碳足迹的17.2%和14.5%，但最终需求的增加导致碳足迹上升了34.6%。不同城市间的变化存在显著差异，特别是高科技城市的消费需求增长推动了碳足迹上升。供应链的外包对碳减排有重要影响，许多城市的减排更多依赖上游城市的生产结构升级和外部进口，而非本地努力。
▲ 图1：2012 年至 2017 年中国城市碳足迹变化中驱动因素（碳强度、产业结构和最终需求）的贡献及该因素的地方和外包贡献。
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关键城市通过供应链从外包碳减排效果中受益
通过比较本地和外包碳减排努力的贡献，研究发现约78%的城市（240个城市）是外包受益者。这些城市的外包努力带来了较大碳减排贡献，尤其是在上游城市的减排努力大于本地减排努力的情况下。外包碳减排的效果与技术进步密切相关，但最终需求会放大减排贡献。
研究将城市分为五类：强受益者、弱受益者、榜样、勤奋者和表现不佳者。强受益者依赖上游城市的减排努力，尤其是重工业和能源城市。弱受益者则在本地和外包减排中都有贡献，且大多处于低碳经济转型中。榜样城市在减排上表现突出，主要是重工业城市，它们较少依赖上游城市的减排。勤劳工作者和表现不佳者则面临减排进展缓慢的挑战，尤其是远离主要城市的北方城市，需要更多的政策支持和补贴以促进减排。这些城市应该加强绿色贸易并朝着强受益者的方向转型。
▲图3：a: 城市按最终需求排放变化的分类，考虑本地（x 轴）和外包（y 轴）的缓解措施。b: 城市分类的地理分布。
04 研究结论
★ 外包碳减排普遍存在：尽管大多数中国城市本地减排较少，但依赖上游城市的减排努力，尤其是高科技和重工业城市。
★ 不同城市面临不同挑战：能源城市和重工业城市需要通过技术进步和产业升级实现减排，而高科技城市则需避免将碳密集型产业转移给其他城市。
★ 针对性政策至关重要：需要根据各城市的减排潜力制定政策，如支持低碳技术投资、加强绿色贸易合作，并考虑需求侧因素对减排的影响。
作者采访
Q1
如何准确识别和量化外包减排的“真正”贡献，而避免模型中可能存在的双重计算或外包效应过度估计的问题？
“外包减排”其实是我们自己定义的新概念（这可能也是吸引期刊编辑的一点），采取投入产出这种结构化模型计算，其不确定性主要是投入产出表的不确定性和排放数据的不确定性两方面，这主要是通过蒙特卡罗等分析来尽可能阐述其不确定性。
Q2
您当初是怎么想到向Nature子刊这种顶尖期刊投稿的，有没有考虑到接收难度大的问题，您是如何权衡的？
首先我暂无亟需发表论文的压力，硕转博后便做好长期做研究和长期投稿的打算。
此外，子刊反馈速度较快，我可以在较短时间内收到反馈意见，若被拒稿也基本只会花费一两周时间，其实时间成本并非很大，值得尝试。因此，我鼓励大家勇于尝试高水平期刊的投稿，但不要过于有压力。
Q3
您在写这篇文章的过程中遇到了哪些困难，是如何克服和解决的？
最大的困难是审稿过程中的困难，审稿人对我们的提出的新概念有所质疑，认为反直觉。我一方面对其礼貌回应、解释我们的想法，另一方面也在文章的讨论与展望部分对其提到的意见进行充分讨论。
Q4
作为博士生，您是如何缓解科研压力的呢？
一是多与人聊天交流，尤其是多与同年龄段人群聊天，这对于缓解焦虑很重要；二是建议多运动，运动既可以强身健体，也可以缓解学习工作的压力。
Q5
在科研方面，请问师兄有什么建议给师弟师妹呢？
建议尽快发表自己的第一篇文章，树立科研自信，建议不要因过度追求完美而陷入内耗和低效。
供稿丨环境学院研团总支
审核丨程泽堃 陈子晗 王振宇
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