自20世纪50年代以来，由于人类活动的影响，大气Δ¹⁴C发生了剧烈的年际变化；而我国还缺乏相应的观测记录。树轮是记录大气当年Δ¹⁴C的良好材料，通过连续树轮样品可以重建大气¹⁴C的年际变化趋势，并探究人类活动对其年际变化的影响。

　　中国科学院地球环境研究所牛振川研究员和团队通过树木年轮¹⁴C，重建了我国上甸子区域本底点1948-2018年大气Δ¹⁴C的年际变化序列，并量化了大气核爆和化石燃料排放对大气Δ¹⁴C年际变化的影响。研究表明，上甸子树轮Δ¹⁴C与国际上已发表的树轮和大气Δ¹⁴C具有相似的年际变化规律（图1）。我国的大气核试验使得上甸子大气Δ¹⁴C值比北半球1区树轮Δ¹⁴C的平均值高26.5±17.4‰，上甸子大气Δ¹⁴C值下降的半衰期（即峰值下降到一半时所用的时间）被延长了约2.7年（图2）。改革开放、尤其是2000年以来我国大量化石燃料的排放使得上甸子大气Δ¹⁴C值的下降速率被加快约1.8‰ yr^-1（图3）。2000年以后，大气Δ¹⁴C值与化石燃料排放量显著负相关（r²>0.95），1‰的Δ¹⁴C值下降分别对应着京津冀2.3百万吨和我国23.3百万吨化石碳排放量的增加（图4）

　　该研究量化了大气核爆和化石燃料排放对我国本底大气Δ¹⁴C年际变化的影响，建立了化石燃料排放与大气Δ¹⁴C的线性关系，有助于我国当前的“双碳”行动。

　　研究受到国家自然科学基金（41773141、41573136和41730108）和中科院先导A（XDA23010302）的共同资助，已发表在大气环境领域的知名刊物《Atmospheric Environment》。论文详细信息如下：

　　Zhenchuan Niu, Xue Feng, Weijian Zhou, Peng Wang, Yu Liu, Xuefeng Lu, Hua Du, Yunchong Fu, Ming Li, Ruochen Mei, Qiang Li, Qiufang Cai. Tree-ring Δ¹⁴C time series from 1948 to 2018 at a regional background site, China: Influences of atmospheric nuclear weapons tests and fossil fuel emissions. Atmospheric Environment, 2021, 246, 118156. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2020.118156

　　图1 上甸子（SDZ）1948-2018年的树轮Δ¹⁴C值以及国际上已发表的历年Δ14C值

　　图2 1964–1984年期间不同地点树轮Δ¹⁴C值的指数下降。t_1/2指的是Δ¹⁴C峰值下降一半时所需时间。Shika-machi、Niepolomice和NH zone 1的树轮Δ¹⁴C值分别来自Yamada et al. (2005), Rakowski et al. (2013)和Hua et al. (2013)。

　　图3 上甸子和北半球1区1982–2010年树轮Δ¹⁴C值的指数下降，北半球1区的树轮Δ¹⁴C值来自Hua et al. (2013)。

　　图4 2000–2018年期间上甸子树轮Δ¹⁴C值分别与京津冀和我国化石碳排放量的相关性，碳排放量数据分别来自Shan et al. (2018, 2020)和 Friedlingstein et al. (2019)。