受地形制约的特大城市碳达峰路径：基于重庆的多情景模拟与区域比较

为何山地特大城市对气候至关重要

在全球争相削减温室气体之际，大多数气候方案都是以平坦的沿海城市为参照制定的。但许多增长最快的城市位于陡峭、拥挤的山谷中，那里的空间、能源网络和产业都受崎岖地形的强烈制约。本研究以中国西南内陆的巨型城市重庆为例，提出一个看似简单却不易回答的问题：一个被重工业和煤炭锁定的山地特大城市，如何找到一条现实可行的碳排放达峰路径？

山丘、河流与工厂如何推高排放

重庆的地形以四大山系和深切的河谷为主，超过70%的土地为丘陵和山地。这一戏剧性的地形将开发集中在沿河狭窄的平地上，形成密集的工厂、发电设施和高密度社区。这些“谷地工业”——尤其是钢铁、化工及其他重工业——虽然只贡献了城市约四分之一的经济产出，却制造了超过一半的碳排放。同时，崎岖地形使建设和运行能源基础设施更为困难和昂贵，增加了能源损耗并强化了对煤炭的依赖。加之超过3000万的常住人口和快速城市化，这些制约共同对碳排放形成强大的上行压力。

构建贴合本地现实的模型

多数用于预测碳排放的工具把城市当作平面来处理，通常只依赖人口、收入和技术等几个广义驱动因素。作者认为，这种做法忽略了在重庆这样的地方真正重要的因素：产业布局、能源使用与地形之间的紧密耦合。他们将一种广泛使用的统计框架STIRPAT从原有的三个关键因素扩展为六个因素，以更好地适应山地城市。除了人口、人均收入和城市化水平，模型还明确跟踪重工业占比、单位经济产出所需的能源强度以及能源体系对煤炭的依赖程度。为避免这些因素间强相关带来的误导性结果，研究采用了称为岭回归的方法，使估计更稳定的同时保留全部六个变量。

从现在到本世纪中叶的情景检验

基于这一定制化模型，团队首先检验了其对重庆近期排放的再现能力，发现平均误差低于5%，对于此类分析而言表现良好。随后他们设计了从2023年到2050年的七种未来情景，每种情景结合了不同速度的人口增长、经济扩张、城市化、产业重构和清洁能源推进。有些情景是延续当前趋势；有些设想快速增长且气候政策薄弱；还有些是更为温和的增长并配以积极的节能和快速脱煤。对每条情景线，模型追踪排放如何上升、达到峰值并最终下降。结果显示，重工业、煤炭使用和总体人口是最强的驱动因素，而提高能效和清洁能源结构则是最有效的抑制手段。

更早更低的峰值长什么样

在所有情景中，重庆都会出现拐点——但时间和高度并不相同。如果城市大体沿着当前路径前行，排放将在2037年左右见顶。在高增长、高碳情景下，峰值会被推迟到约2043年且达到更高水平。相比之下，“低速增长加高效减碳”路径——即经济增长更稳健且政策强力支持清洁能源与更精简的产业——能够将峰值提前到2035年并保持在较低水平。在这个更有利于气候的情景中，排放在略高于2亿吨二氧化碳时趋于平稳然后下降。然而，即便是这个较早的峰值仍晚于中国全国2030年达峰目标，凸显了内陆受地形限制的特大城市面临的额外困难。

对重庆及其他山地城市的启示

为检验这些见解能否推广，作者将重庆与云南省——另一处中国西南的山地地区——进行了比较。两地都具有陡峭地形，但经济基础不同。在重庆，密集的重工业主导了排放，因此产业结构调整和减煤的重要性远高于收入增长。在云南，水电等更清洁的电力资源更为丰富，收入上升在推动排放方面的作用更大。这一对比表明，地形作为直接因素的重要性或许并不占主导，而是通过影响工厂所在位置和能量流向来起作用。对于重庆及类似的“谷地工业”城市，研究认为实现更早更低的碳达峰的最现实路径是聚焦地方政府可实际掌控的方面：逐步减少煤炭使用、升级或转移重工业、提高能源效率，以及深化与更清洁邻区的电力互联，以在本地水电季节性缺口出现时避免回退到燃煤。

对变暖世界的总体信息

从太空看，重庆谷地工厂排放的一吨二氧化碳与沿海大都会排放的一吨无异。但在地面上，塑造这些排放的驱动力可能截然不同。该研究表明，为平坦沿海城市设计的气候策略不能简单照搬到山地特大城市并指望奏效。相反，排放路径必须尊重地形、产业历史和能源网络。对重庆而言，这意味着在现实可行的增长前提下，必须通过坚定的产业与能源结构性变革来配合。更广泛地说，它提醒规划者：实现公平且有效的全球碳达峰，需要理解各地区的物理与经济制约，并制定与城市所在景观相协调而非对抗的政策。

引用: Liang, L., Ma, M. & Feng, J. Carbon peaking pathways for topographic-constrained megacities: multi-scenario simulations and regional comparisons based on Chongqing. Sci Rep 16, 14111 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44711-1

关键词: 碳达峰, 山区城市, 产业结构, 能源转型, 重庆