...研究員林金泰在PNAS發表文章揭示國際貿易對全球大氣環境的影響

近日，北京大學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汙染和全球汙染傳輸的影響。北京大學物理學院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。

產品生產和消費及其相關的交通運輸、電力生產等經濟活動導致大量的汙染物排放，是造成目前區域大氣複合汙染及全球汙染傳輸的主要原因。由於大氣汙染物的跨境傳輸，國際上眾多國家十分重視其它國家排放的大氣汙染物對本國空氣品質的影響，比如美國特別關注源自中國等亞洲國家的大氣汙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產品生產的角度，認為只要產品生產是在某個國家進行，相應的汙染物排放就屬於該國家的排放，而不考慮該產品是否在該國家消費。

通過國際貿易，一個國家消費的產品可以從其它國家進口，因此產品的產地及相應的汙染物排放地區從消費國轉移到出口國，改變了全球汙染物排放的空間分布。另外，由於各個國家工業結構、能源結構、排放控制水平等方面的差異，生產同樣的產品導致的汙染物排放量也可能有很大區別，因此國際貿易可能引起全球排放總量的變化。由於大氣汙染物的生命周期（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致大氣中汙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。

由北京大學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汙染和傳輸的影響。該研究從產品消費的角度，借鑑經濟學研究中的投入-產出分析方法，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（產品生產、交通運輸、電力生產等）導致的汙染物排放。研究發現，中國作為主要的貿易大國，其2006年與產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別佔人為源排放總量的36%、27%、22%和17%，出口美國的排放約佔出口相關總排放量的21%。並且，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品質的影響，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%來自與產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）。

 圖1：2006年中國產品出口的相關汙染物及前體物排放對北半球近地面大氣中的汙染物濃度的百分比貢獻：（a）硫酸鹽顆粒物，（b）臭氧，（c）黒碳顆粒物，（d）一氧化碳 

    這一研究同時分析了與中國出口相關的大氣汙染物對全球環境的影響，發現這些汙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，可影響美國的空氣品質：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別有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，美國從中國進口產品而減少本國排放，同時增加了中國地區的汙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汙染增加而美國東部的汙染減少了（圖2a）。由於美國東部人口密度遠大於西部，因此美國從中國進口產品而減少本國生產有利於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品質，同時也能減少美國西部的汙染水平。因此，對國際貿易的相關環境影響的評估有益於增強國際交流和協作，減少全球汙染排放和傳輸。