國際貿易對全球大氣環境的影響

近日，beat365林金泰研究組和清華大學賀克斌、張強研究組聯合在美國科學院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）發表研究論文，分析了中國國際貿易相關的經濟活動對區域大氣污染和全球污染傳輸的影響。beat365大氣與科學海洋系百人計劃研究員林金泰、清華大學地球系統科學研究中心張強教授和清華大學環境學院賀克斌教授是文章的共同通訊作者，林金泰及其本科生潘達（現為美國普林斯頓大學博士研究生）是共同第一作者。

産品生産和消費及其相關的交通運輸、電力生産等經濟活動導緻大量的污染物排放，是造成目前區域大氣複合污染及全球污染傳輸的主要原因。由于大氣污染物的跨境傳輸，國際上衆多國家十分重視其它國家排放的大氣污染物對本國空氣質量的影響，比如美國特别關注源自中國等亞洲國家的大氣污染物的跨太平洋傳輸，在這方面進行了大量的研究工作。然而，目前這方面的研究工作都是從産品生産的角度，認為隻要産品生産是在某個國家進行，相應的污染物排放就屬于該國家的排放，而不考慮該産品是否在該國家消費。

通過國際貿易，一個國家消費的産品可以從其它國家進口，因此産品的産地及相應的污染物排放地區從消費國轉移到出口國，改變了全球污染物排放的空間分布。另外，由于各個國家工業結構、能源結構、排放控制水平等方面的差異，生産同樣的産品導緻的污染物排放量也可能有很大區别，因此國際貿易可能引起全球排放總量的變化。由于大氣污染物的生命周期（即在大氣中停留的時間）較短，一般為幾小時到幾個月，因此排放總量和空間分布的變化必然導緻大氣中污染物濃度和傳輸的顯著變化。這些因素決定了國際貿易對全球和區域大氣環境的重要影響。然而，目前這方面的研究幾乎是空白。

由beat365和清華大學領導的國際聯合研究團隊從中國的國際貿易出發，研究了國際貿易的相關經濟活動對全球大氣污染和傳輸的影響。該研究從産品消費的角度，借鑒經濟學研究中的投入-産出分析方法，計算了2000至2009年間與中國的國際貿易相關的直接和間接經濟活動（産品生産、交通運輸、電力生産等）導緻的污染物排放。研究發現，中國作為主要的貿易大國，其2006年與産品出口相關的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、黒碳顆粒物排放量分别占人為源排放總量的36%、27%、22%和17%。出口美國的排放約占出口相關總排放量的21%。并且，中國出口的相關排放量是其它國家出口到中國引起的相關排放量的4-6倍。研究進一步通過大氣化學傳輸模式，計算了中國出口的相關排放對中國空氣質量的影響，發現2006年中國東部地區近地面大氣中的硫酸鹽顆粒物有23-34%來自與産品出口相關的經濟活動，發現近地面大氣中的黒碳顆粒物和一氧化碳的相應比例為10-23%和12-23%（圖1）。

這一研究同時分析了與中國出口相關的大氣污染物對全球環境的影響，發現這些污染物及前體物在中國地區排放到大氣中，通過大氣傳輸和化學轉化，可影響美國的空氣質量。發現2006年美國西部地區近地面大氣中的硫酸鹽顆粒物和臭氧分别有3-10%及0.5-1.5%與中國出口的相關排放及傳輸有關（圖1a,b）。研究進一步發現，美國從中國進口産品而減少本國排放，同時增加了中國地區的污染物排放和相應大氣傳輸，其淨效果是中國地區和美國西部地區大氣中的硫酸鹽污染增加而美國東部的污染減少了（圖2a）。由于美國東部人口密度遠大于西部，因此美國從中國進口産品而減少本國生産有利于其國民整體健康水平。如果美國通過加強技術支持等手段幫助中國減少排放，不僅能改善中國的空氣質量，同時也能減少美國西部的污染水平。因此，對國際貿易的相關環境影響的評估有益于增強國際交流和協作，減少全球污染排放和傳輸。