姓 名：曹植
职称职务：教授，博士生导师
邮 箱：zhicao@nankai.edu.cn; zhicaoie@gmail.com
入选国家级青年人才计划、南开大学百名青年学科带头人计划。主要从事产业生态、物质流分析、全生命周期评估、环境系统分析、气候韧性等领域的研究。在Nature Sustainability、Nature Communications、Environmental Science & Technology和Applied Energy等资源环境类顶级期刊发表论文30余篇，担任Resources, Conservation & Recycling、Ecosystem Health and Sustainability等期刊的编辑，长期为Nature Sustainability、Environmental Science & Technology等期刊审稿，兼任国际产业生态学会（ISIE）社会经济代谢分会理事、气候债券倡议组织（CBI）低碳水泥标准委员会委员、中国自然资源学会政策研究专业委员会理事。主要活跃于国际产业生态领域，致力于拓展与应用社会经济代谢和全生命周期分析方法，研究物质在社会经济系统中的流动、转化、蓄积和报废，评估由此产生的环境影响。先后指导或合作指导硕士研究生9名，博士研究生4名，曾主持或参与比利时基金委研究基金、美国能源部、欧盟地平线、中科院战略先导、国家基金委重大等项目，博士期间曾获得中国科学院院长奖优秀奖等奖项。
工作经历
2023.02 – 教授（博导）
南开大学，环境科学与工程学院
2021.01 – 2023.02 助理教授（长聘教轨、博导）
比利时安特卫普大学，工学院可持续建成环境与基础设施研究组
2019.12 – 2020.12 博士后
美国西北大学，工学院化学与生物工程系能源与资源系统分析研究组
2017.07 – 2019.10 博士后
南丹麦大学，工学院生命周期工程研究中心
教育背景
2014.09 – 2017.07博士，中国科学院地理科学与资源研究所，自然资源学（导师：沈镭）
2011.09 – 2014.07硕士，中国地质大学（北京），测绘工程
2007.09 – 2011.07学士，东北大学，测绘工程
主要学术贡献概述
一直致力于完善、拓展和应用物质代谢分析方法和可持续性评估方法，研究物质在社会经济系统中的流动、转化、蓄积和报废，评估由此产生的环境影响以及材料的再生循环潜力，并据此提出不同时空尺度社会经济可持续转型的策略。具体研究问题和案例覆盖全球和区域水泥建材存量与未来供需、建成环境与基础设施低碳发展、城市矿山开发潜力、新兴能源技术对关键稀缺材料供需的影响等多个领域。专注于“如何评估、预测与调控不同社会经济系统中物质代谢及相关资源环境影响？”这一关键科学问题，开展了多年基础性、延续性研究，在以下三个方面取得了系统性创新成果。
1. 完善动态物质流分析方法：完善了动态物质流分析的核算方法及相关不确定性分析，有机结合物质存量核算的自上而下法和自下而上法，针对不同数据可得性场景提出了相应的物质流量与存量不确定性分析方法、数据校正方法和动态建模方法。相关模型和方法在全球水泥建材循环利用潜力评估、中国建筑存量资源代谢分析、中国城市矿山潜力评估等领域进行了模型构建和实践上的创新，帮助理解了物质在不同社会经济系统中和不同时空尺度下的流动、转化、蓄积、报废和再利用。相关成果已发表在Nature Communications、Environmental Science & Technology和Applied Energy等期刊，并被国际能源署（Energy Technology Perspectives 2020第3章）和IPCC等国际组织（第六次报告第三工作组第11章）大篇幅引述。
2. 解析物质-能源-碳的耦合：在准确把握历史流量与存量演变的基础上，开发了基于存量驱动的材料需求与报废量预测方法和模型，揭示了全球范围内物质流量与存量的时空变化规律，并提出了适用于探索全球水泥与混凝土行业减排潜力、评估新兴能源技术对关键稀缺材料供需的影响等重要问题的物质-能源-碳耦合分析框架，帮助解析社会经济系统中物质-能源-碳的耦合。相关成果已发表在Nature Communications、和Environmental Science & Technology等期刊，并被2020年国际能源署（IEA）发布的能源技术展望年度报告（Energy Technology Perspectives ）工业减排章节引用，并入选美国化学学会编辑良择亮点文章（ACS Editors’ Choice）。
3. 拓展现有物质代谢分析方法：探索了物质流分析方法与其他各类产业生态方法（包括全生命周期评价、环境气候变化综合评估模型、投入产出分析）的集成，拓展现有物质流分析方法的功能和应用场景。以建筑存量为例，将动态物质流分析和基于可计算一般均衡的环境气候变化综合评估模型整合在一个模型框架内，利用存量水平与存量发展模式反映建筑部门的物质效率演变，探索物质效率演变对资本与劳动分配以及各部门碳排放的影响。以建材产业链等为例，在动态物质流分析方法的基础之上，集成了各生命周期阶段的单元过程模型，分析了物质各阶段节能减排措施和物质效率提升措施的技术特点与潜在制约，系统评估了建材全生命周期的物质效率提升空间、资源集约效应和减排潜力。相关成果已发表在Nature Communications、Nature Sustainability和Environmental Science & Technology等期刊。
学术论著
第一作者或通讯作者（附中科院JCR分区及2020-2021年影响因子）
1. Jiang, J., Chu, C.*, Song, L., Gao, X., Huang, B., Zhang, Y., Zhang, Y., Liu, Y., Hou, L., Ju, M., and Cao, Z*. From prospecting to mining: a review of enabling technologies, LCAs, and LCCAs for improved construction and demolition waste management. Waste Management. （已接收）
2. Watari, T.*, Cao, Z.*, Hata, S., & Nansai, K. (2022). Efficient use of cement and concrete to reduce reliance on supply-side technologies for net-zero emissions. Nature Communications.（综合类期刊一区，IF=14.919，已接收）
3. Cao, Z., & Masanet, E. (2022). Material efficiency to tackle the sand crisis.Nature Sustainability, 5(5), 370-371.（综合类期刊一区，IF=19.346）
4. Cao, Z., Myers, R.J., Lupton, R.C., Duan, H., Sacchi, R., Zhou, N., Miller, T.R., Cullen, J.M., Ge, Q. & Liu, G. (2020). The sponge effect and carbon emission mitigation potentials of the global cement cycle. Nature Communications, 11(1), pp.1-9.（综合类期刊一区，IF=14.919）
5. Cao, Z., O’Sullivan, C., Tan, J., Kalvig, P., Ciacci, L., Chen, W., Kim, J., & Liu, G. (2019). Resourcing the fairytale country with wind power: a dynamic material flow analysis. Environmental Science & Technology.（资源环境领域一区，IF=9.028）
6. Cao, Z., Liu, G., Duan, H., Xi, F., Liu, G., & Yang, W. (2019). Unravelling the mystery of Chinese building lifetime: A calibration and verification based on dynamic material flow analysis. Applied Energy, 238, 442-452.（能源、环境领域一区，IF=9.746）
7. Cao, Z., Liu, G., Zhong, S., Dai, H., & Pauliuk, S. (2018). Integrating Dynamic Material Flow Analysis and Computable General Equilibrium Models for Both Mass and Monetary Balances in Prospective Modeling: A Case for the Chinese Building Sector. Environmental Science & Technology, 53(1), 224-233.（资源环境领域一区，IF=9.028）
8. Cao, Z., Shen, L., Zhong, S., Liu, L., Kong, H., & Sun, Y. (2018). A probabilistic dynamic material flow analysis model for Chinese urban housing stock. Journal of Industrial Ecology, 22(2), 377-391.（资源环境领域二区，IF=6.946）
9. Cao, Z., Shen, L., Løvik, A. N., Müller, D. B., & Liu, G. (2017). Elaborating the history of our cementing societies: an in-use stock perspective. Environmental Science & Technology, 51(19), 11468-11475.（资源环境领域一区，IF=9.028）
10. 曹植, 沈镭, 刘立涛, 钟帅, & 刘刚. (2017). 基于自下而上方法的中国水泥生产碳排放强度演变趋势分析. 资源科学, 39(12), 2344-2357.（中文核心）
11. Cao, Z., Shen, L., Liu, L., Zhao, J., Zhong, S., Kong, H., & Sun, Y. (2017). Estimating the in-use cement stock in China: 1920–2013. Resources, Conservation and Recycling, 122, 21-31.（资源环境领域一区，IF=10.204）
12. Cao, Z., Shen, L., Zhao, J., Liu, L., Zhong, S., Sun, Y., & Yang, Y. (2016). Toward a better practice for estimating the CO2 emission factors of cement production: An experience from China. Journal of Cleaner Production, 139, 527-539.（资源环境领域一区，IF=9.297）
13. Cao, Z., Shen, L., Liu, L., & Zhong, S. (2016). Analysis on major drivers of cement consumption during the urbanization process in China. Journal of Cleaner Production, 133, 304-313.（资源环境领域一区，IF=9.297）
14. Cao, Z., Shen, L., Zhao, J., Liu, L., Zhong, S., & Yang, Y. (2016). Modeling the dynamic mechanism between cement CO2 emissions and clinker quality to realize low-carbon cement. Resources, Conservation and Recycling, 113, 116-126.（资源环境领域一区，IF=10.204）
15. 沈镭, 赵建安, 王礼茂, 刘立涛, 王燕, 姚予龙, 耿元波, 高天明, 曹植*. (2016). 中国水泥生产过程碳排放因子测算与评估. 科学通报, (26), 2926-2938.（EI）
合作作者
1. Dombi, M., Szakály, Z., Kiss, V. Á., Cao, Z., & Liu, G. (2021). Material hide-and-seek: Looking for the resource savings due to international trade of food products. Earth’s Future, 9, e2020EF001861.（地学领域一区，IF=7.495）
2. Song, L., Dai, S., Cao, Z., Liu, Y. & Chen, W.Q. (2021). High spatial resolution mapping of steel resources accumulated above ground in mainland China: Past trends and future prospects. Journal of Cleaner Production, 297, p.126482.（资源环境领域一区，IF=9.297）
3. 宋璐璐, 曹植, 代敏. (2021). 中国乘用车物质代谢与碳减排策略. 资源科学, 43(3), 501-512.（中文核心）
4. Xue, L., Cao, Z., Scherhaufer, S., Östergren, K., Cheng, S. & Liu, G. (2021). Mapping the EU tomato supply chain from farm to fork for greenhouse gas emission mitigation strategies. Journal of Industrial Ecology, 25(2), pp.377-389.（资源环境领域二区，IF=6.946）
5. Zhilyaev, D., Cimpan, C., Cao, Z., Liu, G., Askegaard, S. & Wenzel, H. (2021). The living, the dead, and the obsolete: A characterization of lifetime and stock of ICT products in Denmark. Resources, Conservation and Recycling, 164, p.105117.（资源环境领域一区，IF=10.204）
6. Liu, L., Cao, Z., Liu, X., Shi, L., Cheng, S., & Liu, G. (2020). Oil security revisited: An assessment based on complex network analysis. Energy, 194, 116793.（能源领域二区，IF=7.147）
7. Liu, Q., Cao, Z., Liu, X., Liu, L., Dai, T., Han, J., Duan, H., Wang, C., Wang, H., Liu, J., Cai, G., Mao, R., Wang, G., Tan, J., Li, S., & Liu, G. (2019). Product and metal stocks accumulation of China’s megacities: Patterns, drivers, and implications. Environmental Science & Technology,53 (8), 4128–4139.（资源环境领域一区，IF=9.028）
8. Ciacci, L., Vassura, I., Cao, Z., Liu, G., & Passarini, F. (2019). Recovering the “new twin”: Analysis of secondary neodymium sources and recycling potentials in Europe. Resources, Conservation and Recycling, 142, 143-152.（资源环境领域一区，IF=10.204）
9. Qu, Q., Wang, L., Cao, Z., Zhong, S., Mou, C., Sun, Y., & Xiong, C. (2019). Unfolding the price effects of non-ferrous industry chain on economic development: A case study of Yunnan province. Resources Policy, 61, 1-20. （资源经济领域二区，IF=5.634）
10. Han, J., Meng, X., Liang, H., Cao, Z., Dong, L., & Huang, C. (2018). An improved nightlight-based method for modeling urban CO2 emissions. Environmental Modelling & Software, 107, 307-320.（资源环境领域二区，IF=5.288）
11. 刘刚, 曹植, 王鹤鸣, 刘立涛, 陈伍, 王键. (2018). 推进物质流和社会经济代谢研究, 助力实现联合国可持续发展目标. 中国科学院院刊, 33(1), 30-39. （中文核心）
12. 刘立涛, 沈镭, 刘晓洁, 成升魁, 钟帅, 曹植, 张超, 孔含笑, 孙艳芝. (2017). 基于复杂网络理论的中国石油流动格局及供应安全分析. 资源科学, 39(8), 1431-1443. （中文核心）
13. Yang, Y., Wang, L., Cao, Z., Mou, C., Shen, L., Zhao, J., & Fang, Y. (2017). CO2 emissions from cement industry in China: A bottom-up estimation from factory to regional and national levels. Journal of Geographical Sciences, 27(6), 711-730. （地学领域二区，IF=3.534）
14. 赵建安, 郑宗强, 曹植, 姚建华. (2016). 中国水泥生产碳排放系数省区空间差异性及成因分析. 资源科学, 38(9). （中文核心）
15. 孔含笑, 沈镭, 钟帅, 曹植. (2016). 关于自然资源核算的研究进展与争议问题. 自然资源学报, 31(3). （中文核心）
荣誉与奖励
2021 荷兰4TU Resilience Engineering Fellow
2021 YERUN Research Mobility Awards
2019 ACS Editors’ Choice亮点文章
2019 MDPI Resources Travel Award
2017 中国科学院院长奖优秀奖
2017 地理科学与资源研究所所长奖学金
2016 研究生国家奖学金
学术服务
期刊编辑：Resources, Conservation & Recycling（Special Content Editor）、Ecosystem Health and Sustainability（青年编委）、Resources, Environment and Sustainability（青年编委）、Frontiers in Energy Research（特刊编辑）
期刊评审：产业生态、资源管理、环境生态等领域核心SCI期刊的长期审稿人（包括Nature Sustainability、Joule、One Earth、Environmental Science & Technology、Applied Energy、Waste Management、Resources, Conservation and Recycling、Journal of Cleaner Production、Journal of Industrial Ecology、Building Research & Information、Ecological Economics）
