溫室氣體減排的健康協同效應:綜述與展望

北極星大氣網訊:摘要：加強溫室氣體減排的健康協同效應研究，對於改變溫室氣體減排的成本效益的傳統認識、提高應對氣候變化行動的積極性、促進氣候變化和人群健康問題的協同解決、推動可持續發展進程都具有重大意義。作者從減排帶來健康協同效應的原因、減排健康協同效應的研究概況、減排影響健康的機制以及主要影響機制下的研究方法這四個維度，對溫室氣體減排的協同效應的研究進展進行了梳理和歸納，並在此基礎上提出了本領域未來可能拓展的研究方向，以期為氣候和可持續發展政策的制定提供更堅實的科學基礎。

應對氣候變化與改善人群健康是實現可持續發展目標的重要組成部分。已有研究顯示，應對氣候變化，特別是溫室氣體減排措施可以在根本解決氣候變化問題的同時帶來顯著的人群健康協同效應（Haines et al.，2009；Watts et al.，2015）。因此，加強溫室氣體減排的健康協同效應研究，對於改變溫室氣體減排的成本效益的傳統認識、提高應對氣候變化行動的積極性、促進氣候變化和人群健康問題的協同解決、推動可持續發展進程都具有重大意義。本文旨在對現有研究進展進行認真梳理，對溫室氣體減排影響人群健康的具體機制和模擬方法進行歸納總結，並探討未來可能拓展的研究方向，為進一步深化本領域的研究提供基礎。

一、溫室氣體減排為什麼能帶來健康協同效應？

溫室氣體減排為什麼能帶來健康協同效應？這可以從氣候變化如何影響人群健康的視角找到部分答案。根據2015年《柳葉刀》刊發的《健康與氣候變化：保護公共健康的政策響應》報告（Watts et al.，2015），氣候變化不僅會通過增加高溫、乾旱、暴雨的頻次和強度等方式直接影響人群健康，還會通過加重空氣汙染、加速疾病媒介傳播、影響糧食安全和心理健康等方式間接影響人群的健康（見圖1）。

上述影響有非常多的研究案例。高溫通過暴露反應一方面可以直接導致死亡，另一方面會惡化諸如心血管疾病、呼吸系統疾病、腦血管疾病等慢性疾病（錢穎駿等，2010），並提高相關疾病的住院率。已有研究證明高溫熱浪與人群額外死亡具有正相關關係（Gover，1938），而氣候變化已導致全球高溫熱浪發生的頻率和強度顯著增加（Mattews et al., 2017; Mora et al., 2017）。據統計，2003年歐洲的熱浪導致了2.2萬~4.5萬人的額外死亡（Patz et al.，2005），2010年加拿大魁北克地區因高溫帶來的死亡率較1981—2005年同期增加了33%（Bustinza et al.，2013），2012年極端高溫事件造成的全球死亡人數則超過了其他所有自然災害死亡總人數。氣候變化還會通過影響水系統影響人群健康。氣候變化伴隨著極端水文循環，會提高降水強度，這將導致極端降水事件在統計上被證明與飲用水中病原體水平的提高（Bradbury et al.，2013）以及兒童胃腸道疾病發生率的增加（Uejio et al.，2014）有關。據估計，2039年氣候變化將導致熱帶和亞熱帶地區的腹瀉風險增加8%~11%（Kolstad and Johansson, 2011）；氣候變化造成降雨更加頻繁和強烈發生，預計2100年流入芝加哥流域的汙水將增加50%~120%，這將嚴重威脅當地人群健康和娛樂活動（Patz et al., 2008）。除了通過水質影響人群健康，氣候變化可能導致的暴雨和乾旱頻發都會造成農作物顯著減產，導致脆弱地區和人群的營養不良、飢餓甚至饑荒。Watts等(2015)甚至指出，氣候變化將嚴重影響過去半個世紀全球在改善人群健康方面取得的成就。因此，減少溫室氣體的排放將緩解氣候變化對人群健康的直接和間接影響，從而改善人群健康。

二、溫室氣體減排健康協同效應的研究概況

1990年出版的IPCC第一次評估報告確立了有關氣候變化問題的科學基礎，推動了《聯合國氣候變化框架公約》的制定，拉開了全球控制溫室氣體排放的帷幕。正是由於減少溫室氣體排放的成本大都發生在當下，而其所避免的氣候損失（或者說效益）都發生在相對遙遠的將來，學者們逐漸開始關注溫室氣體減排時能快速產生的協同效應（Wang and Smith，1993），以此來推動溫室氣體減排的進展。健康效應就是協同效應中的重要組成部分。

1990年3月至2019年3月，Web of Science共收錄了1028篇相關文章。其中，最具有裡程碑意義的是《柳葉刀》在2009年11月刊發的將溫室氣體減排與健康協同效應聯繫起來的一系列文章（Haines et al.，2009）。這一系列文章提供了一種量化評估氣候政策成本以及健康協同效應的方法。從此之後，溫室氣體減排的健康協同效應研究數量顯著增加，其中以美國、英國、澳大利亞和中國的研究機構發表的文章最多（見圖2）。

從研究的空間尺度上看，關注國際尺度的研究佔據了所有研究的35.6%，國家尺度的研究佔比為40.0%，20.1%的研究涉及區域（次國家）尺度，只有4.3%的研究關注城市尺度；並且，區域（次國家）尺度以及城市尺度的研究大多是案例研究，而非全球或者全國範圍更精細解析度的研究。從研究的時間尺度來看（見圖3），有63.0%的研究關注減排對人群健康的短期尺度影響，如室外空氣汙染、核電廠輻射和室內空氣汙染等；剩餘37.0%的研究關注的是氣候變化對人群健康的長期尺度影響，如高溫、乾旱、洪水、蚊蟲和病原體、嚴寒、風暴以及颶風等。從研究的話題上看（見圖3），大部分研究集中於模擬減排通過提高室外空氣品質對人群健康產生的直接影響，這主要是因為空氣汙染這一話題備受關注，並且該研究的機理鏈條明確。關注高溫和水系統變化所帶來健康影響的文章分別佔15.8%和10.5%，其他話題研究則相對分散，原因是這些研究在科學機理上還存在不明晰之處，所以難度較大。

從研究結論上看，已有研究認為無論是在發展中國家還是在發達國家，溫室氣體減排帶來的健康收益都可以抵消大部分減排成本，甚至在某些情況下抵消成本、獲得淨收益（West et al.，2013 ;Thompson et al.，2014 ; Cai et al.，2018）。Markandya 等（2018）的研究表明，若實現巴黎協定下各國提交的自主減排目標，印度將是全球健康收益最大的國家。由於其人口眾多，空氣汙染嚴重，溫室氣體減排將帶來巨大的空氣品質改善和健康效益，後者的大小可以完全抵消減排成本，並最終獲得3.28萬億~8.40萬億美元的淨收益；中國淨收益略低於印度，為0.27萬億~2.31萬億美元；在發達國家，儘管其健康收益難以完全抵消減排成本，但歐盟所獲得的健康收益仍可彌補7%~84%的減排成本，美國健康收益仍可彌補10%~41%的減排成本。而如果巴黎氣候協定下的2度溫升目標得以實現，到2050年，全球僅通過協同減少空氣汙染就可每年避免100多萬人早逝，其健康收益將是減排成本的兩倍（WHO，2018）。

不同減排目標和路徑以及不同國家和地區的溫室氣體減排成本和健康收益都會有所不同。根據Cai等（2018）的研究，2030年中國實現自主減排承諾目標的總成本中有18%~62%可以被空氣品質改善所帶來的健康效益抵消，而如果到2050年進一步深度減排，其健康效益將大幅增長至減排成本的3~9倍。Shindell等（2016）認為，美國若施行清潔交通政策，到2030年可因空氣品質改善減少1.4萬人早逝，若施行清潔能源政策，則可減少17.5萬人早逝，短期健康收益達到0.14萬億~1.05萬億美元，並有可能完全彌補清潔能源政策實施的成本。根據Aunan等（2006）的研究，中國山西在6種不同煤炭清潔使用方式下，每年可帶來的健康收益高達1030萬~103090萬美元，淨收益為1990萬~76280萬美元，每減排100萬噸二氧化碳淨收益為2320萬~9320萬美元。

三、溫室氣體減排通過哪些機制影響人群健康？

儘管圖1能體現「溫室氣體減排措施是如何通過減緩氣候變化減少對人群健康影響」，但其並不能完整展現減排措施如何通過影響局地環境以及經濟、社會和行為對人群健康產生的影響。目前系統梳理溫室氣體減排影響人群健康機制的研究還很少見。本文將嘗試對這些機制進行系統的總結。

(一) 減排對人群健康的影響機制

圖4將溫室氣體減排措施進行分類，並列舉了每個類別中主要的措施類型，示意性地刻畫了溫室氣體減排措施通過影響環境（鏈條①），影響經濟、社會和行為（鏈條②），影響氣候變化的幅度（鏈條③），從而影響人群健康的過程。

具體來說，減排可以改善空氣、土壤汙染等環境質量，從而在短期直接影響人群健康（鏈條①），還可以對經濟社會產生影響，例如造成財政收支（Mao et al.，2012）、能源消費結構（Cheng et al.，2016）等的變化，從而影響人群健康（鏈條②），也可以通過緩解氣候變化和引致的環境變化帶來健康效應（鏈條③、鏈條④）。減緩的氣候變化也會通過經濟社會再次影響人群健康（鏈條⑤，例如極端天氣減少對人均收入的影響進而影響健康）。某些減緩措施還會直接影響健康，例如主動交通（騎自行車或步行）（鏈條⑥）。同時，減排措施帶來的巨大健康效應會反過來撬動更多減排措施的積極實施（鏈條⑦），帶來新一輪的健康影響。鏈條⑦採用虛線，正代表當前人們對於氣候變化和減排對健康影響的認識不足，很少將健康影響（如發病率、死亡率等）與氣候變化和減排掛起鉤來。

無論是通過何種機制，減排對不同地區人群健康造成的影響大小都會因為地區間差異化因素（如性別、年齡、個體的健康狀況、社會經濟狀況、公共衛生基礎設施以及人口流動情況等）而產生顯著差異，這些差異化因素在一定前提下可能會放大或縮小減排健康影響的區域差異（祁毓、盧洪友，2015），如老齡人口面對高溫熱浪天氣更為脆弱，故老齡化程度高的地區可能會獲得更大的健康收益。因此，在不同地區和不同人群開展相同內容和相同力度的溫室氣體減排行動，其健康影響可能是截然不同的。可以出臺相關政策對相應的差異化影響因素進行調控，從而更大幅度地提高健康收益。

(二) 減排對人群健康影響的特點

溫室氣體減排對人群健康的影響具有多鏈條、跨系統、交互式的特點。多鏈條的特點已經清晰地顯示在圖4中，這裡不再贅述。所謂跨系統，是指圖中的「溫室氣體減排措施」、「環境影響」、「經濟、社會與行為影響」、「氣候影響」和「健康影響」這五大模塊中的任何一塊都可以獨立成為一個複雜的系統，有著各自相對成熟的模擬或研究工具。例如，學界通常使用自下而上的技術經濟優化模型來模擬成本最優的減排技術組，如MESSAGE（Rao et al.，2013）和MESEIC（Hui et al.，2017）；使用環境質量模擬模型來模擬環境的變化，如WRF-CMAQ（Wong et al.，2012）和GEO-Chem（Bey et al.，2001）；使用自上而下的宏觀經濟模型來模擬社會經濟系統的運行，如REMIND（Bauer et al.，2016）和CHEER（Mu et al.，2017）；使用地球系統模式來模擬氣候變化，如CIESM（Zhou et al.，2014）和IMAGE（Bouwman et al.，2006）；使用統計學方法來模擬反映健康影響的暴露反應關係，如IER函數（Burnett et al.，2014）、LL函數（Pascal et al.，2013）和NLP函數（Chowdhury and Dey，2016）。因此，要全面開展溫室氣體減排對人群健康影響的研究，並考慮五大系統之間的相互影響，必須藉助於多學科交叉的研究團隊，並建立跨系統的耦合模型，難度是非常大的。所謂交互式，一方面是指五大模塊間普遍存在相互影響的情況（例如減排措施既會產生環境影響，也會產生氣候影響，而氣候影響又反過來影響環境）；另一方面是指溫室氣體減排措施的實施影響人群健康的同時，人群健康影響的結果也可能反過來指導減排措施的選擇（如鏈條⑦所示）。

四、主要影響機制下的具體研究方法有哪些？

鑑於溫室氣體減排對人群健康影響機制的「多鏈條」、「跨系統」和「交互式」特點，綜合所有機制系統分析減排的健康協同效應是十分困難的。因此大部分研究選擇其中某一或某幾個影響鏈條進行研究分析。其中研究較多的是碳減排如何通過改變大氣環境質量這一途徑影響人群健康。下面對此途徑的具體研究方法進行綜述和總結。

碳減排主要通過兩個機制來減少大氣汙染：一是通過能源結構的清潔化和低碳化來減少大氣汙染物，二是通過減少「空氣汙染的氣候懲罰效應」（Climate Penalty）（Wu et al.，2008 ; Silva et al.，2013 ; Fiore et al.，2015）。所謂「空氣汙染的氣候懲罰效應」，是指氣候變化導致的溫升通過增加顆粒物和臭氧的二次形成而使健康風險增加。例如，Li等(2017)指出，如果不採取任何緩解政策，氣候變化會導致中國和印度北部2000—2100年的臭氧濃度增加5ppb。在煤炭使用增加、不優先考慮環境問題的A2情景下，同樣會使美國夏季日均8小時最大臭氧濃度在1990—2050年提高4.4ppb，相當於每日總死亡率提高0.11%~0.27%（Michelle and Patz，2007）。如果採取相應的減排措施，由氣候變化導致的空氣汙染將減輕，通過「減少空氣汙染的氣候懲罰效應」帶來的健康效應，也可以部分彌補減排成本。總體上第一種機制相比第二種具有更顯著的改善公眾健康的效果（Doherty et al.，2017）。

本文將2009年之後研究第一個機制的代表性文獻總結於表1。這些研究基本採用的是圖5所示的研究框架。

第一步，在能源經濟模塊，通過能源經濟模型來模擬不同氣候政策情景下的政策成本和能源技術組合，以及與能源技術組合相對應的大氣汙染物排放總量。這裡的能源經濟模塊既有自下而上的能源系統技術優化模型，也有自上而下的可計算一般均衡（Computable General Equiilibrim，CGE ）模型。一般來說，CGE模型的優勢在於模擬社會經濟系統中各行業的相互依存關係及其對價格機制的反饋，而能源系統技術優化模型的優勢在於對能源系統的能源轉化利用技術、汙染物排放和控制技術以及省級能源傳輸的刻畫能力。具體研究時可以按模擬對象選取不同的模型。

第二步，在空氣品質模擬模塊，通過空氣品質模型或Rollback係數法來模擬大氣汙染物的擴散以及化學反應過程，得到大氣汙染物的濃度。前者屬於數值模擬法，即先通過排放清單明確排放源位置，再通過大氣化學傳輸模型模擬汙染物濃度分布，表1綜述的大部分文章都使用了這種方法，這種方法精準但耗時較長；Rollback係數法屬於統計方法，它通過擬合排放量和濃度的歷史變化數據，得到各種汙染物總量變化對濃度變化的貢獻係數，從而可以模擬汙染物總量變化造成的濃度變化，這種方法快速但精度較粗（馬丁，2015; Crawford-Brown et al.，2012，2013）。

第三步，在健康影響物理量評價模塊，大部分研究選擇用流行病的相關模型，如暴露-反應（Exposure-Response）關係模型（Burnett et al.，2014），來模擬不同大氣汙染物暴露濃度下早逝人數和壽命損失年的變化，將其作為衡量健康影響的依據。也有一些研究僅使用PM2.5等汙染物的濃度變化來衡量健康影響（Rao et al.，2013，2016）。

第四步，在健康影響貨幣量評價模塊，運用經濟學方法將第三步得到的健康影響貨幣化，並與第一步得到的政策成本進行比較，得出氣候政策的制定建議。常用的方法是給避免早逝的健康效益賦值，例如用一個人的統計生命價值（Value of Statistics Life，VSL）來定義這個人因避免早逝帶來的健康效益。「統計生命價值」並不等同於「生命價值」，在哲學層面上人的生命是無價的，但是各種自然或人為事故卻可能導致生命損失，為了對這種損失進行評估，研究者需要對人的生命進行統計學意義上的「定價」，這就是「統計生命價值」。經濟學上主要用兩種方法來計算VSL，一種是人力資本法，即認為人的生命價值等於人在一生中創造的財富價值總和，而不是人對生命的自我估價；另一種是支付意願法，這種福利經濟學的方法通過直接問卷調查的形式來詢問人們為規避死亡風險所願意支付的最大金額，從而間接算出人們對自我生命價值的評定，其理論基礎是期望效用理論，即勞動者在選擇風險水平時，會依據其預算約束力圖獲得期望效用的最大化（秦雪徵等，2010）。基於福利經濟學的支付意願法可以更全面、更公平地表徵一個人的生命價值，而人力資本法較大的缺陷是認為低收入者的生命價值將低於高收入者，人與人之間作為個體生命的平等性被忽視了，因此國內外學者更偏好於用支付意願法來評價VSL（梅強、陸玉梅，2007）。

第五步，對比氣候政策的實施成本和貨幣化健康協同效益並給出政策建議。目前大多數研究停留在協同效應的量化分析這一步（表1見原文），最多是通過比較不同政策的協同效益來對潛在的氣候政策進行選擇。然而只計算氣候政策的健康協同效應，並不分析協同治理機制以及識別協同治理效率的關鍵影響因素，對於未來氣候政策制定的支撐是遠遠不夠的。評估氣候政策的協同效應並不能改變氣候政策本身，只有明確協同治理機制以及關鍵影響因素，才能對政策的制定環節形成信息反饋，讓政策制定者明確怎樣的措施才能最大化協同治理效果，從而有效地指導未來氣候政策的制定。

五、研究展望

儘管國內外已經積累了一定研究基礎，但為了給協同解決氣候變化和人群健康問題提供更堅實的科學基礎，未來有關「溫室氣體減排的健康協同效應」領域的研究可以考慮在以下幾個方面進一步推進。

（一）追求精細化——研究溫室氣體減排健康協同效應在區域間的分布格局

已有文獻大多聚焦在國際和國家尺度，但區域或省級尺度氣候政策模擬模型的開發投入不足，導致此類精度的研究數量較少。事實上，區域或省級才是減排政策的實際執行單元，急需區域級減排成本和健康影響的對比分析，以支撐其決策。已有研究指出（ Thompson et al.，2014; Cai et al.，2018）,由於各區域間資源稟賦、社會環境經濟、氣候條件和人口密度等因素的差別，國家級溫室氣體減排政策的減排成本和健康影響會存在顯著的區域分布差異，從而影響決策者對氣候政策區域間公平效果的判斷。因此當前急需開發區域尺度的溫室氣體減排政策模擬模型（如省級尺度能源技術經濟模型），並開展各區域低碳發展健康協同效應的空間分異格局研究。

（二）提高穩健性——開展研究結果的不確定性分析

如前文所述，碳減排人群健康影響具有多鏈條、跨系統的特點。在此背景下，直接或間接人群健康影響的模擬都需要依靠對複雜系統的簡化模型，模型的結構和參數的選取都會直接影響模擬結果。而當前大多數研究僅是核算特定碳減排情景下的健康影響，缺少對模型結構和參數的不確定性分析探討，其結論判斷容易出現以偏概全的情況，因此未來還需要進一步加強對此領域的不確定性分析，以進一步提高其對決策的支撐能力。

（三）增強全面性——推進基於宏觀經濟聯繫和生命周期視角的碳減排政策健康影響研究

某個碳減排技術的推廣或政策的施行不僅對當地的人群健康產生影響，同時也會因為區域間貿易和行業間的上下遊關聯，而對其他區域或行業產生影響。因此某個碳減排技術或政策是否真正有利於人群健康，需要結合上述因素做更全面的評估。例如Chen和He(2014)就基於CGE模型的模擬指出，在考慮火電和其他行業的間接排放後，插電式混合動力汽車仍然比內燃機車更有利於空氣品質和人群健康。此外，每個技術的全生命周期的人群健康影響很可能發生在其他區域和行業，也需要開展全面的評估。

（四）提升支撐力——提出更切實際、更為量化具體的政策改進建議

至少可以考慮從以下兩方面提升研究的政策支撐力。一方面，當前研究大都停留在碳減排的健康影響及其經濟效益核算上，容易給讀者留下「越減排越划算」的以偏概全的印象。事實上，碳減排技術和政策的選擇不僅會影響環境與健康，更會影響經濟、就業與社會。脫離宏觀經濟影響、僅依據健康影響就給出碳減排政策建議顯然是遠遠不夠的。碳減排健康影響研究擴展了傳統碳減排影響研究的邊界，增強了傳統研究的全面性和系統性，下一步仍需要結合一國的實際發展需求、考慮上述多維影響來綜合制定更實際、更具操作性的碳減排政策。另一方面，如果把政策目標從「考慮多維影響、制定可操作的碳減排政策」進一步聚焦為「如何協同減少溫室氣體排放和改善人群健康」上，當前研究依然存在一定的研究不足——僅核算了特定溫室氣體減排情景的健康影響，僅能評價和比較這些減排情景的健康影響的正負和大小，無法給出協同解決氣候變化和人群健康問題的最優實現方案。未來可以考慮將人群健康影響的模擬結果納入傳統溫室氣體減排的優化決策模型中，更新優化決策函數（如從傳統的減排成本最低，變成考慮健康收益後的淨減排成本最低），從而給出量化具體的政策改進建議，更有力地支撐未來氣候政策的制定。

北極星環保網聲明：此資訊系轉載自北極星環保網合作媒體或網際網路其它網站，北極星環保網登載此文出於傳遞更多信息之目的，並不意味著贊同其觀點或證實其描述。文章內容僅供參考。