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科技支撑全球通往碳中和之路科技创新将在兑现中国“双碳”承诺中 发挥重要作用许志龙科技日报社总编辑2020 年 9 月 22 日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上向国际社会作出碳达峰、碳中和的郑重承诺，中国将力争 2030 年前达到二氧化碳排放峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和，并强调要抓住新一轮科技革命和产业变革的历史性机遇，推动疫情后世界经济“绿色复苏”，汇聚起可持续发展的强大合力。我国是世界上最大的发展中国家，目前还在中高速发展阶段，工业化、城镇化仍在推进之中，减碳并非轻松可以实现。习近平主席向联合国气候变化框架公约第二十六次缔约方大会世界领导人峰会发表书面致辞中提出三条建议。他建议加速绿色转型，强调“要以科技创新为驱动，推进能源资源、产业结构、消费结构转型升级，推动经济社会绿色发展，探索发展与保护相协同的路径”。科技创新将在兑现中国“双碳”承诺中发挥重要作用。科技日报社作为中央主流媒体，多年来持续关注生态环境保护与节能减排等可持续发展绿色科技的进步成果。近年来，更是大量跟踪报道科技界和产业界对“双碳”目标达成的多重探索。全球科技界对气候变化有着基于科学研究视角和历史维度的深刻理解，考察基于文献计量方法的全球气候变化相关基础研究和前沿热点，对帮助全社会各阶层达成共识，具有显著的说服力。科睿唯安作为科技日报社率先发起成立的国际科技传播联盟（IUSTC）首批成员单位，多年来与我社国际部共同发布了新中国成立 70 周年科技进步等多个主题报告，在重大科技议题上发挥了关键影响力。01前言此次，两家机构组成核心课题组，共同研究、策划并组织科技支撑全球通往碳中和之路系列报告，力求结合新闻热点，从专业角度参与讨论这一当下热度较高的重大课题，将深藏在全球知名、权威的文献和专利数据库中不同层面的图景，呈现给社会各相关领域的广大受众，为相关决策层提供治理参考。此次发布的科技支撑全球通往碳中和之路世界碳中和科技发展报告2021之气候变化 定量分析报告，是科睿唯安基于Web of Science核心合集TM（Web of Science Core CollectionTM）数据库，对全球过去 20 年间有关气候变化的基础研究开展了多维度分析，特别是通过引文数据库发现了相关研究的前沿和热点，并借助科学的分析方法和工具，得出了相关定量研究结论。科技日报社邀请该领域权威业界专家，对该报告进行专业解读：一方面结合报告，对学科研究和技术趋势开展中观分析；另一方面针对气候变化的国际合作，提出相关建议。明年，科技支撑全球通往碳中和之路系列研究还将继续关注数字经济等新兴产业自身及助力碳中和研究、碳捕集、利用与封存（CCUS）的进步及成熟度研究、碳交易与碳市场等经济领域技术趋势分析等。期待全社会携手应对气候变化挑战，合力保护人类共同的地球家园。02前言科技支撑全球通往碳中和之路世界碳中和科技发展报告2021之气候变化人类正面临全球气候变化和能源消费的巨大挑战，全球气候变化不仅意味着热浪高温天气增多、空气污染加重，人们的劳动生产效率受到影响，在某种程度上还加速了某些传染病的扩散，对人们的健康产生了恶劣影响 1。2021 年，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的第六次评估报告明确指出，人类活动导致大气、海洋和陆地增暖是毋庸置疑的 2。人类的影响包括排放诸如二氧化碳、甲烷等温室气体，其中二氧化碳排放量自 1970 年以来增加了约 90%3。作为能源消耗的化石燃料燃烧（煤炭、石油和天然气）是这些排放的主要来源，此外农业、森林砍伐和制造业等也产生排放 4。为应对气候变化挑战，2015 年 12 月 12 日，近200个缔约方在联合国气候峰会上通过 巴黎协定，期望能共同遏阻全球变暖趋势。巴黎协定的主要目标之一是“将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在 2 摄氏度以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内”，为了实现这一温控目标，据统计全球已有超过 100 个国家加入“气候雄心联盟”（Climate Ambition Alliance：Net Zero 2050），希望通过努力到 2050 年实现净零排放 5。而我国也在 2020 年第七十五届联合国大会上，向世界郑重承诺力争在 2030 年前实现碳达峰，在 2060 年前实现碳中和。03世界碳中和科技发展报告2021之气候变化气候变化科研论文发表趋势尽管世界气象组织在 1966 年提出“气候变化（Climatic Change）”这一术语，用以描述十年以上时间尺度上、不考虑成因的所有形式的气候易变性（Climatic variability）6，但学术界对这一现象的研究与记载可以上溯至十九世纪。回顾气候变化科学的百年征程，其中有很多具有里程碑意义的贡献。1827 年，法国数学家和物理学家约瑟夫傅里叶发现了温室效应；1861 年，英国物理学家约翰丁达尔在实验室里证明二氧化碳将导致全球温度变化。Web of Science 平台记录了二十世纪以来人类对气候变化的研究。1896 年，诺贝尔化学奖得主、瑞典化学家斯万特阿伦尼乌斯首次使用物理化学的基本原理来计算通过温室效应，大气二氧化碳增加将增加地球表面温度的程度 7；1901 年，瑞典气象学家尼尔斯古斯塔夫埃科赫姆第一次使用“温室效应”这个词来描述大气吸热与逆辐射过程 8。1949 年，剑桥大学 R.M.古迪提出利用辐射-对流过程来解释对流层和平流层低层温度的热力平衡9;1956 年加拿大物理学家吉尔伯特普拉斯发表论文 10，对 20 世纪全球大气中二氧化碳水平的增加及其对地球平均温度的影响进行了预测，与半个世纪后的测量结果非常接近。1967年，美国普林斯顿大学真锅淑郎和理查德韦瑟尔德利用简化的一维辐射对流平衡模型，真实地模拟重现了观测的大气垂直温度廓线，并定量估算了二氧化碳导致的全球增暖，提出了其中水汽的重要反馈作用 11。1976 年，德国学者哈塞尔曼提出了随机气候模型，认为快速变化的白噪声天气的变率，可能造成气候系统的慢变红噪声响应 12;他的另一项贡献是提出包括温室气体在内的影响因子会在气候变化序列中留下特定的信号，这种特定的信号可以被称为“指纹”，通过分离出这种指纹，我们可以检测出人类活动对气候变化的影响。这是我们开展气候变化检测归因研究的理论基础 13。2021 年，美国学者真锅淑郎和德国学者哈塞尔曼因对“地球气候的物理建模、量化可变性和可靠地预测全球变暖”的开创性贡献获得诺贝尔物理学奖，这是气候学家首次被授予物理学奖 14。百年间，关于气候变化的科研论文不断增长，特别是近 20 年间，这一期间发表的论文占气候变化相关论文总量的 95%，且相比于数据库的总体收录论文的增长，此类研究的增长更为快速（图 1）。20 世纪 90 年代初期，气候变化相关论文每年的全球产出不足 1000 篇，但进入 21 世纪以来快速增长，2011 年首次超过 1 万篇，特别是 2015 年以后，每年的产出量增长均超过 2000 篇，至 2020 年全球的相关产出达 32663 篇。04科技支撑全球通往碳中和之路气候变化相关论文Web of Science 全球论文35000002001200220032004200520062007200820092010201120122013201520172014201620182019202050005000001000000150000020000001000015000200002500030000气候变化相关论文Web of Science 全球论文图 1 2001年以来Web of Science每年标引的文献数量（研究论文和综述）以及气候变化相关论文数量。数据范围：2001-2020数据来源：科睿唯安 Web of Science 核心合集过去20年间有关气候变化的基础研究所涉及的学科领域也在悄悄发生变化。环境科学一直是气候变化的首要领域，并且所占的比重呈现上升的趋势（图 2），从 2001 年至 2005 年的 23%，增长至最近五年（2016 年至 2020 年）的31%，增长幅度达到 35%。排在第二位的生态学，在 2006 年至 2015 年间占比一度增长，但近五年占比明显下降。气象与大气科学、多学科地球科学、自然地理学等学科的研究占比也持续下降，能源与燃料、绿色与可持续科技、环境工程和环境研究等新兴学科研究占比则持续上升。此外，气候变化相关研究所涉及的学科越来越广泛，例如与 2001 年至 2005年涉及的学科相比，近五年涌现出很多新的学科，如医疗科学与服务、卫生政策与服务等医疗卫生相关的学科，甚至在文学、语言、戏剧等人文学科也有相关的文献发表。05世界碳中和科技发展报告2021之气候变化多学科地球科学海洋学化学工程环境工程环境科学环境研究经济学林业绿色与可持续科技能源与燃料农艺学气象与大气科学生态学生物多样性保护水生生物学水资源土木工程土壤学植物学自然地理学2001-20052006-20102011-20152016-2020图 2过去20年间气候变化相关研究的学科变化。数据范围：2001-2020数据来源：科睿唯安 InCites谁发表了这些科研论文？作为联合国可持续发展目标中的第十三项，气候变化是全人类需要共同面对的问题。在相关的基础研究中，全球有 219 个国家和地区积极参与并发表了论文。图 3 展示了全球发表气候变化相关论文最多的十个国家/地区的论文产出趋势。可以看到大部分国家/地区在 2010 年以后论文产出增速加快，美国则早在 2006年相关论文的产出就开始快速增长。中国内地相关论文在 2012 年以后才开始出现明显增长，但增长速度最快，在 2014 年论文数量超过英国，并逐步缩小与美国的差距。截止到 2020 年，中国内地的相关论文总数列全球第二。06科技支撑全球通往碳中和之路气候变化相关论文700080009000020012002200320042005200620072008200920102011201220132015201720142016201820192020100020003000400050006000美国中国内地英国德国澳大利亚加拿大法国西班牙意大利意大利图 3发表气候变化相关论文产出Top 10国家/地区。数据范围：2001-2020数据来源：科睿唯安 InCites 他们关注哪些具体主题？之前的分析显示气候变化相关研究涉及的学科十分广泛，那么在过去的 20 年间全球各国所进行的研究中，又涉及哪些具体主题，各国的关注点又是否存在异同？通过进一步分析了以上论文产出最多的 10 个国家/地区论文发表量最多的 10 个微观引文主题*。可以看到这些主题大部分集中在地球科学和环境科学的范畴，涵盖了最大熵模型、蒸散、热浪、厄尔尼诺与南方涛动、海平面上升、多年冻土等自然科学基础研究。同时亦包含了气候影响和适应等相关研究，如环境库兹涅茨曲线、适应气候变化、可再生能源等。很多主题是多国共同关注的焦点。如“蒸散”，这一植被及地面整体向大气输送的水汽总通量研究是其中九个国家/地区论文发表量最多的微观引文主题。“环境库兹涅茨曲线”、“全新世研究”、“微生物生物量”也是各国共同关注的 Top 10 微观引文主题。此外，各国的 Top 10 微观引文主题也各具特色，如“归一化植被指数”只出现在中国内地的 Top 1007世界碳中和科技发展报告2021之气候变化微观引文主题中；“可再生能源”与“科学交流”只出现在英国的Top 10微观引文主题中；关于“热浪”的研究只出现在澳大利亚的Top 10微观引文主题中；“生命周期评估”和“种子传播”只出现在西班牙的 Top 10 微观引文主题中；“食用昆虫”则只出现在意大利的 Top 10 微观引文主题中。还有一些产出较多的引文主题与国家的自然地理环境或经济产业相关，如澳大利亚与法国关注的“珊瑚礁”研究，西班牙与荷兰关注的“海平面上升”，加拿大与西班牙所关注的“渔业”等。表 1十个国家/地区的产出量Top 10微观引文主题。数据范围：2001-2020美国中国内地英国德国澳大利亚加拿大法国西班牙意大利荷兰1蒸散蒸散蒸散蒸散蒸散蒸散蒸散环境库兹涅茨曲线蒸散蒸散2环境库兹涅茨曲线环境库兹涅茨曲线全新世研究环境库兹涅茨曲线珊瑚礁多年冻土全新世研究树木年代学环境库兹涅茨曲线环境库兹涅茨曲线3厄尔尼诺与南方涛动微生物生物量环境库兹涅茨曲线全新世研究适应气候变化树木年代学环境库兹涅茨曲线蒸散树木年代学适应气候变化4树木年代学全新世研究适应气候变化树木年代学最大熵模型适应气候变化树木年代学最大熵模型微生物生物量全新世研究5全新世研究厄尔尼诺与南方涛动最大熵模型厄尔尼诺与南方涛动环境库兹涅茨曲线环境库兹涅茨曲线最大熵模型微生物生物量最大熵模型多年冻土6最大熵模型归一化植被指数厄尔尼诺与南方涛动适应气候变化全新世研究全新世研究厄尔尼诺与南方涛动全新世研究食用昆虫微生物生物量7微生物生物量氧化亚氮可再生能源微生物生物量厄尔尼诺与南方涛动厄尔尼诺与南方涛动微生物生物量生命周期评估适应气候变化海平面上升8适应气候变化树木年代学科学交流最大熵模型微生物生物量最大熵模型繁殖成效种子传播全新世研究树木年代学9多年冻土多年冻土多年冻土多年冻土热浪微生物生物量珊瑚礁海平面上升厄尔尼诺与南方涛动最大熵模型10气溶胶气溶胶微生物生物量氧化亚氮树木年代学渔业气溶胶渔业气溶胶繁殖成效数据来源：科睿唯安 InCites注：“引文主题”主题通过文献之间的引用关系，提供宏观、中观、微观等不同颗粒度层级，微观引文主题的名称通过使用算法工具根据最重要的关键词给进行标注。08科技支撑全球通往碳中和之路中国内地美国欧洲国家全球基准值美国基准值中国内地基准值欧洲基准值气溶胶气溶胶永久冻土永久冻土永久冻土归一化植被指数厄尔尼诺与南方涛动厄尔尼诺与南方涛动环境库兹涅茨曲线环境库兹涅茨曲线蒸散蒸散蒸散环境库兹涅茨曲线厄尔尼诺与南方涛动适应气候变化适应气候变化可再生能源微生物生物量微生物生物量微生物生物量全新世研究全新世研究全新世研究最大熵模型最大熵模型氧化亚氮树木年代学树木年代学树木年代学0.00010002000300040005000600070000.501.001.502.002.50CNCIWeb of Science 论文数中、美、欧Top 10引文论文的主题产出与影响力比较学科规范化的引文影响力（CNCI）是一个消除了出版年、学科领域与文献类型影响的无偏影响力指标，可以使用这个指标公平地进行任意论文集之间影响力的比较。为进一步直观地进行对比，图 4 通过论文产出与学术影响力两个维度分析了中国内地、美国和欧洲国家*在过去 20 年间论文发表量最多的 10 个微观引文主题。与之前的结果类似，中国内地、美国和欧洲国家存在很多共同的关注点，如蒸散是三个国家/地区论文发表量最多的微观引文主题，环境库兹涅茨曲线也不约而同地成为三个国家/地区论文发表量第二的主题。微生物生物量、全新世研究、厄尔尼诺与南方涛动、树木年代学、多年冻土也都出现在三个国家/地区的 Top 10 微观引文主题中。此外，气溶胶出现在中、美两国的 Top 10 微观引文主题中；适应气候变化出现在美国和欧洲国家的 Top 10 微观引文主题中。归一化植被指数和氧化亚氮只出现在中国内地的 Top 10 微观引文主题中，而对可再生能源的研究只出现在欧洲国家的 Top 10微观引文主题中。通过CNCI比较三个国家/地区的学术影响力，可以看到这些气候变化相关的 Top 10 微观引文主题的影响力均超过了同期全球及区域的基准值，充分体现出这些主题在全球学术共同体中受到同行的广泛关注。美国的 Top 10 微观引文主题的影响力水平普遍较高，很多达到全球基准值的两倍多，欧洲国家的总体水平也略高于中国内地。氧化亚氮、环境库兹涅茨曲线和气溶胶是中国内地学术影响力最高且产出量位于前 10 的微观引文主题。图 4中国内地、美国、欧洲国家论文产出量最多的10个引文主题。数据范围：2001-2020数据来源：科睿唯安 InCites注：本报告中的“欧洲国家”包含欧盟 27 国和英国。09世界碳中和科技发展报告2021之气候变化气候变化研究中的合作研究1400035404500200120022003200420052006200720082009201020112012201320152017201420162018201920202000540001060001580002010000251200030合作论文数量合作论文占比（%）气候变化国际合作论文百分比同期全球国际合作论文百分比气候变化国际合作论文气候变化本土合作论文百分比同期全球本土合作论文百分比气候变化本土合作论文气候变化是一项需要全球关注与合作的事业。虽然科研合作往往是自下而上通过科研人员的共同兴趣或学/协会自然形成的，但也可以通过政府机构和私人资助者建立、资助和鼓励联合研究，这是通过制定政策实现的自上而下的过程。图 5 展示全球范围内气候变化的相关研究在过去二十年间的合作开展情况。可以看到无论是国际合作还是本土合作*，科研产出量都在稳步增长。但考虑合作论文的占比，国际合作论文百分比增长迅速，远远超过同期全球国际合作论文总体的占比。到 2020 年气候变化主题中，国际合作论文已达到40%；相比之下，本土合作论文的占比增长缓慢，虽然早期高于全球平均水平，但近年来已略有不及，充分体现出气候变化这一主题越来越多地倾向于引入多边合作。图 5气候变化相关论文合作情况概览。数据范围：2001-2020数据来源：科睿唯安 InCites注：国际合作论文：包含一名或多名国际合著者的论文；本土合作论文：有两名或两名以上作者、两个或两个以上不同地址和组织，所有地址属于同一国家的论文；非合作论文：只有一名作者或一个机构的论文10科技支撑全球通往碳中和之路CNCI 区间35.00%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%气候变化非合作论文气候变化国际合作论文气候变化本土合作论文零被引0CNCI0.1250.125CNCI0.250.25CNCI0.50.5CNCI11CNCI22CNCI44CNCI88 4）内，其论文占比则与本土合作论文相似。这说明，这气候变化这一主题下，国际合作论文产出量日益增长的同时，这些论文也普遍拥有更高学术影响力，同时单纯的本土合作并不能显著提升相关论文的学术影响力。图 6气候变化相关论文影响力全貌图。数据范围：2001-2020数据来源：科睿唯安 InCites11世界碳中和科技发展报告2021之气候变化中美合作：互为对方最大的合作伙伴在气候变化的相关研究中，中美互为对方最大的合作伙伴，在过去的 20 年间，中国内地科研机构与美国合作发表了 7155 篇论文。合作论文数量逐年增长，从2001年的13篇，增长至2020年的1305篇（图 7）。合作论文的年度学术影响力普遍较高，近年来稳定在全球均值的 2 倍左右。其中 2004 年、2006 年和2010 年的学术影响力均值都超过全球平均水平的三倍多，主要因为这三年均有极高影响力的论文发表。如 2004 年发表的题为“Rice yields decline with higher night temperature from global warming”16的文章以及 2006 年发表的题为“Global observed changes in daily climate extremes of temperature and precipitation”17 的文章，其影响力均达到全球均值的 40 倍以上，而 2010 年发表的题为“A global overview of drought and heat-induced tree mortality reveals emerging climate change risks for forests”18的文章，其影响力更达到全球平均值的 170 多倍。值得注意的是，这些影响力极高的论文不仅有中美两国科研人员的参与，也有来自其他国家和地区的参与，以 2010 年的论文为例，由来自北美洲、亚洲、欧洲、非洲、南美洲、大洋洲等地 13 个国家的 20 位科研人员共同完成。14003.544.500200120022003200420052006200720082009201020112012201320152017201420162018201920202000.540016001.5800210002.512003合作论文数量CNCI中美合作论文 CNCI中美合作论文数量图 7中、美在气候变化相关研究中合作论文产出与影响力趋势。数据范围：2001-2020数据来源：科睿唯安 InCites12科技支撑全球通往碳中和之路图 8 展示了这些合作论文的主要贡献机构，其中中国科学院参与发表的论文最多，达到总数的37%，其中中国科学院大学（572篇）、地理科学与资源研究所（416篇）、大气物理研究所（283 篇）和青藏高原研究所（212 篇）发表了超过 200 篇论文。美国参与合作论文最多的 10 所机构中包括 4 家政府机构和 6 所大学。图 8中、美在气候变化相关研究中合作论文产出Top 10机构（红色为中国机构，紫色为美国机构）。数据范围：2001-2020数据来源：科睿唯安 InCites2654574565434420313286273267245236235214200198195192190184169中国科学院美国能源部清华大学北京大学北京师范大学南京信息工程大学美国农业部马里兰大学帕克分校南京大学俄克拉荷马大学诺曼分校兰州大学美国国家海洋和大气管理局（NOAA）美国国家大气研究中心（NCAR）德克萨斯农工大学学院站分校中山大学哥伦比亚大学加利福尼亚大学伯克利分校佛罗里达大学中国农业科学院浙江大学13世界碳中和科技发展报告2021之气候变化在气候变化这一主题下，中、美合作论文涵盖 156 个学科，其中环境科学发文最多（2461 篇），此外气象与大气科学（1393 篇）、多学科地球科学（1218 篇）的论文总数也都超过1000篇。发文量位于前十的学科还包括生态学、能源与燃料、水资源、绿色与可持续科技、环境工程、环境研究和自然地理学。双方在气候变化相关研究中，共同关注的微观引文主题与之前分析的两国各自产出量较多的主题（图 4）高度重合。表 2 展示了在每个微观引文主题中，中、美合作论文的数量以及两国各自所发表的论文总数，并统计了合作论文占该国、该主题下全部论文的百分比。可以看到在很多主题下，两国合作论文占各国总论文的比例相对均衡，如蒸散、环境库兹涅茨曲线、微生物生物量、氧化亚氮等。但在一些主题下，中美合作论文占中国内地论文总数的比例较高，如气溶胶、全新世研究、厄尔尼诺与南方涛动、树木年代学和多年冻土。归一化植被指数的相关研究中，中美合作论文占美国总论文数的比例更高。说明在某些主题下，中、美合作对中国总体研究产出的贡献更大，而在另一些主题中，中、美合作对美国总体研究产出的贡献更大。表 2中、美合作最多的Top 10微观引文主题。数据范围：2001-2020微观引文主题名称中美合作论文数中国内地论文数美国论文数合作论文占比（中国内地）合作论文占比（美国）蒸散9044249478421.28%18.90%环境库兹涅茨曲线4733975300711.90%15.73%微生物生物量4871917198125.40%24.58%气溶胶256727141535.21%18.09%全新世研究3071289228723.82%13.42%归一化植被指数302108468827.86%43.90%厄尔尼诺与南方涛动3551115261431.84%13.58%氧化亚氮198101495119.53%20.82%树木年代学214777247227.54%8.66%多年冻土153751148220.37%10.32%数据来源：科睿唯安 InCites14科技支撑全球通往碳中和之路中国与欧洲国家合作：中国内地是欧洲国家的第二大合作伙伴在气候变化的相关研究中，中国与欧洲也有频繁的合作。在与中国内地合作最多的 Top 10 国家中，有一半来自欧洲。而中国内地也是欧洲国家的第二大合作伙伴，美国是欧洲国家合作最多的国家。在过去的 20 年间，中国内地科研机构与欧洲国家合作发表了 6058 篇论文。合作论文数量逐年增长，从 2001 年的 14 篇，增长至 2020 年的 1343 篇。合作论文的年度学术影响力普遍较高，近年来稳定在全球均值的 2 倍左右。其中 2004年和 2010 年的学术影响力均值都超过全球平均水平的三倍多，由于欧洲国家亦参与前文所述的两篇极高引用论文 16,18 的发表（图 9）。图 9中、欧在气候变化相关研究中合作论文产出与影响力趋势。数据范围：2001-2020数据来源：科睿唯安 InCites140016003.5400200120022003200420052006200720082009201020112012201320152017201420162018201920202000.540016001.5800210002.512003合作论文数量CNCI中欧合作论文 CNCI中欧合作论文数量15世界碳中和科技发展报告2021之气候变化中国内地与欧洲国家合作论文的主要贡献机构中（图 10），中国科学院依然占有绝对优势，参与发表的论文最多，也达到总数的37%，其中中国科学院大学（606篇）、地理科学与资源研究所（301 篇）、青藏高原研究所（245）和大气物理研究所（244 篇）发表了超过 200 篇论文。欧洲国家参与合作论文最多的 10 所机构中，四所来自法国，两所来自德国，英国、丹麦、西班牙和荷兰各占一所。图 10中、欧在气候变化相关研究中合作论文产出Top 10机构（红色为中国机构，绿色为欧洲机构）。数据范围：2001-2020数据来源：科睿唯安 InCites226360540739434233233030029926524221219318418218017717516615090中国科学院法国国家科学研究中心（CNRS）亥姆霍兹联合会北京大学巴黎-萨克雷大学北京师范大学清华大学圣康丁昂伊夫利纳-凡尔赛大学法国原子能和替代能源委员会伦敦大学奥胡斯大学马普学会西班牙高等科学研究理事会中国农业大学瓦赫宁恩大学南京大学中国农业科学院南京信息工程大学中国气象局兰州大学南京农业大学16科技支撑全球通往碳中和之路在气候变化这一主题下，中、欧合作论文涵盖151 个学科，其中环境科学发文最多（2153 篇），此外多学科地球科学（975篇）、气象与大气科学（914篇）的合作论文总数也都超过 900 篇。发文量位于前十的学科还包括生态学、能源与燃料、绿色与可持续科技、环境工程、环境研究、自然地理学和水资源，与中美合作最多的前十个学科分布基本一致。双方在气候变化相关研究中，共同关注的微观引文主题与之前分析的两国各自产出量较多的主题（图 4）高度重合。值得一提的是，有关“微囊藻毒素”的研究并未出现在各自产出最多的 10 个微观引文主题，却出现在中欧合作论文所关注的 Top 10 微观引文主题中。表 3 展示了在每个微观引文主题中，中、欧合作论文的数量以及两个国家/地区各自所发表的论文总数，并统计了合作论文占该国家/地区、该主题下全部论文的百分比。可以看到在很多主题下，两国合作论文占各国总论文的比例相对均衡，如蒸散、环境库兹涅茨曲线、微生物生物量、氧化亚氮等。但在一些主题下，中欧合作论文占中国内地论文总数的比例较高，如全新世研究、气溶胶、厄尔尼诺与南方涛动以及新增的“微囊藻毒素”。与中美合作类似，归一化植被指数的相关研究中，中欧合作论文占欧洲国家总论文数的比例也更高。表 3中、欧合作最多的Top 10微观引文主题。数据范围：2001-2020中欧合作论文数中国内地论文数欧洲国家论文数合作论文占比（中国内地）合作论文占比（欧洲国家）蒸散6794249613115.98%11.07%环境库兹涅茨曲线4953975470512.45%10.52%全新世研究3211289354524.90%9.06%微生物生物量3151917228916.43%13.76%氧化亚氮1961014138219.33%14.18%树木年代学171777303822.01%5.63%气溶胶147727125720.22%11.69%厄尔尼诺与南方涛动1341115213312.02%6.28%微囊藻毒素12829999742.81%12.84%归一化植被指数123108453511.35%22.99%数据来源：科睿唯安 InCites17世界碳中和科技发展报告2021之气候变化0020032004200520062007200820092010201120122013201520172014201620182019202050510010150152002025025合作论文数量CNCI中国与东盟合作论文 CNCI中国与东盟合作论文数量中国与东盟国家合作：近十年开始增长，近五年开始提速图 11中、东盟在气候变化相关研究中合作论文产出与影响力趋势。数据范围：2003-2020数据来源：科睿唯安 InCites在气候变化的相关研究中，中国与东盟国家合作的论文数量只有 737 篇，这主要因为东盟国家整体科研产出相对较低。在东盟国家中与中国内地合作最多的是新加坡（291 篇）。对于东盟国家，在气候变化的相关研究中，美国是其最大合作伙伴，其次是澳大利亚和英国，中国内地排在第四位。中国与东盟国家自 2003 年才开始在气候变化相关研究中开展合作，这篇题为“Field validation of the DNDC model for greenhouse gas emissions in East Asian cropping systems”论文 19，利用日本、中国和泰国种植系统排放的痕量气体（CH4、N2O 和NO）的现场数据集，对脱硝分解(DNDC)模型进行了验证，来自中国、日本、泰国、美国和德国的科研人员参与了论文的发表。2003 年以后的几年，中国内地与东盟国家合作论文产出增长并不明显，直到近十年才开始增长，特别是 2017 年以后的增长速度明显变快，2020 年双方合作发表了 232 篇论文（图 11）。合作论文的年度学术影响力波动较大，主要由于东盟国家论文体量相对较小，且其研究人员往往参与大型国际合作，如在气候变化的相关研究中，东盟国家论文的国际合作百分比高达 70.8%。此类论文能够大幅提升这些小型研究经济体的整体 CNCI值 20。2004 年的 CNCI 值高达 23.0，是由于菲律宾的国际水稻研究所也参与发表了前文所述题为“Rice yields decline with higher night temperature from global warming”的文章 16。18科技支撑全球通往碳中和之路中国内地与东盟 10 国合作论文的主要贡献机构中（发表论文数大于 20 篇），新加坡国立大学参与发表的合作论文最多，达到总数的 25%，中国内地参与发表合作论文最多的机构依然是中国科学院。东盟参与合作论文较多的六所机构中，新加坡与马来西亚各有两所，菲律宾和越南各有一所（图 12）。图 12中、东盟在气候变化相关研究中合作论文产出较多的机构机构（红色为中国机构，灰色为东盟机构）。数据范围：2003-2020数据来源：科睿唯安 InCites新加坡国立大学中国科学院南洋理工大学马来西亚工艺大学上海交通大学国际水稻研究所南京水利科学研究院清华大学孙德胜大学马来亚大学北京大学18815377523533302922222019世界碳中和科技发展报告2021之气候变化在气候变化这一主题下，中、东盟合作论文涵盖107 个学科，其中环境科学发文最多（265 篇），此外绿色与可持续科技（105篇）、能源与燃料（103篇）的合作论文总数也都超过 100 篇。发文量位于前十的学科还包括环境工程、多学科地球科学、环境研究、水资生态学、气象与大气科学和化学工程。学科分布情况与中美合作、中欧合作最多的前十个学科分布略有不同，如绿色与可持续科技、能源与燃料学科排位靠前，且化学工程出现在 Top 10 学科中。双方在气候变化相关研究中，共同关注的微观引文主题与之前分析的中美合作论文以及中欧合作论文也有很大不同。适应气候变化、热浪、最大熵模型、腐殖物质、车辆路径问题和海平面上升等在中美合作、中欧合作论文 Top 10 微观引文主题中未出现的主题成为中国与东盟国家共同关注的 Top 10主题（表 4）。当然，应该注意到，很多主题的论文产出量体量较小。由于东盟国家的总体科研产出体量较小，所以在大部分 Top10 微观引文主题下，中国与东盟国家合作论文在中国论文总量的占比中都较小，但在适应气候变化这一主题中，两者占比相当，说明东盟国家在这一主题中产出相对较多。值得一提的是，在全球气候变化相关论文产出量最多的 10 个国家中，有七个国家（不含中国内地、法国和西班牙）的 Top 10 微观引文主题都包括“适应气候变化”，东盟国家在这一主题下的产出很多通过与其他欧美国家合作共同完成。表 4中、东盟合作最多的Top 10微观引文主题。数据范围：2003-2020中、东盟合作论文数中国内地论文数东盟论文数合作论文占比（中国内地）合作论文占比（东盟）环境库兹涅茨曲线8639755132.16%16.76%蒸散7242494991.69%14.43%适应气候变化193853914.94%4.86%热浪17240657.08%26.15%氧化亚氮1610141561.58%10.26%全新世研究161289511.24%31.37%最大熵模型134951072.63%12.15%腐殖物质13211266.16%50.00%车辆路径问题12217335.53%36.36%海平面上升12255854.71%14.12%数据来源：科睿唯安 InCites20科技支撑全球通往碳中和之路十大“新兴前沿”方向中，新冠疫情影响位居榜首在科学研究主题不断地动态演变中，及时探测、识别并追踪某一专业领域的最新前沿，既是科研人员必须具备的基本素养，又是科研管理者进行科学决策的重要依据。为此，科睿唯安的 Essential Science Indicators(ESI)数据库提供了“研究前沿”（Research Fronts）数据。通过持续跟踪全球最重要的学术论文，研究论文被引用的模式及其聚类，特别是成簇高被引论文*频繁地共同被引用的情况，就可以发现近年来学术共同体关注的焦点主题。在气候变化相关研究论文集中，共有 4727 篇高被引论文，其中的 1279 篇论文是构成研究前沿的核心论文，共涉及 684 个研究前沿。提取 684 个研究前沿中总被引频次前 10%的最具引文影响力的前沿，再以此数据为基础，根据核心论文出版年的平均值重新排序，得到“最年轻”十个的热点研究前沿（表 5）；一个有很多新近的核心论文的研究前沿，通常提示其是一个快速发展的专业研究方向，优先核心论文的时效性核心论文平均出版年在 2019 年 6 月之后，然后将每个ESI 学科的研究前沿按被引频次从高到低排序，得到被引频次排在前面的十个“新兴前沿”（表 6）。表 5气候变化研究相关的十大热点前沿十大热点前沿核心论文数平均发表年被引次数01全球昆虫数量减少202019.4182802利用气候模型研究气候变化432019.2189503点对点的能源交易 272018.3257604基于神经网络理论的河流与土壤预报232018.3170505全球冰川质量变化252018.1207606经济增长与碳排放脱钩272018.1187707在环境条件下高效电催化固氮合成氨302018598808气溶胶研究222018197709共享单车研究352017.9210010格陵兰、南极冰盖研究382017.84211数据来