化工系朱兵團(tuán)隊(duì)在中國(guó)省域和行業(yè)物質(zhì)足跡的研究中取得重要進(jìn)展

清華新聞網(wǎng)12月17日電 12月16日，清華大學(xué)化工系朱兵教授課題組和荷蘭萊頓大學(xué)環(huán)境科學(xué)研究所阿諾德·圖克(Arnold Tukker)教授課題組等研究團(tuán)隊(duì)合作在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）在線(xiàn)發(fā)表了題為《中國(guó)省域和行業(yè)物質(zhì)足跡》（Provincial and sector-level material footprints in China）的研究論文。研究首次報(bào)道了中國(guó)省域和行業(yè)尺度的物質(zhì)足跡，揭示了中國(guó)物質(zhì)足跡的空間異質(zhì)性，闡明了中國(guó)各省、各經(jīng)濟(jì)部門(mén)對(duì)資源消耗的跨區(qū)域驅(qū)動(dòng)，填補(bǔ)了國(guó)家以下尺度全區(qū)域物質(zhì)足跡的研究空白。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開(kāi)資源消耗，資源的大量使用帶來(lái)了全球性的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。聯(lián)合國(guó)環(huán)境署指出，各國(guó)和各地區(qū)享用資源帶來(lái)的福祉和承受其造成的環(huán)境影響并不均衡，高收入國(guó)家往往將物質(zhì)需求及相關(guān)的環(huán)境影響通過(guò)貿(mào)易直接或間接地轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國(guó)家。傳統(tǒng)的物質(zhì)流指標(biāo)“國(guó)內(nèi)物質(zhì)消費(fèi)（Domestic material consumption）”可以測(cè)算一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的表觀(guān)資源消費(fèi)量，但并不能準(zhǔn)確衡量和追溯其完整的最終資源需求。因此學(xué)術(shù)界提出了“物質(zhì)足跡（Material footprint）”指標(biāo)，從全生命周期視角，通過(guò)全球產(chǎn)業(yè)鏈，跨越地理邊界，系統(tǒng)追蹤國(guó)家或區(qū)域經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的最終需求所導(dǎo)致的原生資源消耗。“物質(zhì)足跡”可被理解為一個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對(duì)地球索取的物質(zhì)資源總量。由于其反映了完整、真實(shí)的資源消耗情況，兼顧區(qū)域公平性，成為衡量國(guó)家層面資源利用量的新指標(biāo)，并在國(guó)際博弈的大背景下逐漸成為研究熱點(diǎn)。

當(dāng)前，物質(zhì)足跡領(lǐng)域缺乏國(guó)家以下尺度全區(qū)域的研究，然而對(duì)世界重大經(jīng)濟(jì)體（如中國(guó)）而言，其廣袤內(nèi)部區(qū)域往往具有較大差異，存在發(fā)展不平衡、不充分情況。在資源管理政策精細(xì)化的趨勢(shì)下，需要進(jìn)一步提升物質(zhì)足跡研究的分辨率，更深入地理解復(fù)雜產(chǎn)業(yè)和貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)作用下的大國(guó)內(nèi)部區(qū)域真實(shí)資源需求差異，從而為整體性和區(qū)域性的資源管理和環(huán)境治理提供科學(xué)支撐。 

2010年中國(guó)區(qū)域間凈物質(zhì)足跡轉(zhuǎn)移（生物質(zhì)、化石能源、金屬和非金屬資源）

本研究首次報(bào)道了國(guó)家以下尺度全區(qū)域的物質(zhì)足跡。研究構(gòu)建了與國(guó)際核算框架一致的中國(guó)省域全口徑資源開(kāi)采數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)在環(huán)境拓展的多區(qū)域投入產(chǎn)出分析框架下，通過(guò)從大量包含地區(qū)和行業(yè)信息的區(qū)域進(jìn)出口數(shù)據(jù)中提取的細(xì)分省域?qū)ν赓Q(mào)易結(jié)構(gòu)，將中國(guó)多區(qū)域投入產(chǎn)出表與全球多區(qū)域投入產(chǎn)出高分辨率模型EXIOBASE相鏈接，建立了全球背景下的中國(guó)省域和行業(yè)全口徑物質(zhì)足跡的核算模型，也為未來(lái)進(jìn)一步開(kāi)展物質(zhì)資源領(lǐng)域相關(guān)研究打下了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

通過(guò)對(duì)物質(zhì)需求的全生命周期追溯，本研究定量剖析了2007和2010年中國(guó)各省及其經(jīng)濟(jì)部門(mén)的物質(zhì)足跡水平、物質(zhì)足跡強(qiáng)度和構(gòu)成特征。以2010年為例，研究發(fā)現(xiàn)省域物質(zhì)足跡分布在1.9-19.3億噸之間，人均物質(zhì)足跡分布在10.0-36.2噸之間，存在較大差異，反映出各省物質(zhì)資源最終需求的不均衡性。行業(yè)物質(zhì)足跡強(qiáng)度上，南部沿海省份顯著低于全國(guó)平均水平，而中西部省份幾乎所有行業(yè)的物質(zhì)足跡強(qiáng)度都達(dá)到了全國(guó)平均水平的近2倍。同時(shí)，中國(guó)的物質(zhì)資源開(kāi)采地區(qū)和資源消費(fèi)地區(qū)存在顯著的空間隔離，經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)的沿海省份的大量物質(zhì)資源需求需要直接或間接地通過(guò)省際間和國(guó)際貿(mào)易來(lái)滿(mǎn)足，沿海省份由外部供給的物質(zhì)足跡占比46%。隱含在省際間貿(mào)易的物質(zhì)跨區(qū)域轉(zhuǎn)移量巨大，高達(dá)96億噸，占全國(guó)物質(zhì)足跡總量的41%。

此外，研究的時(shí)間段內(nèi)，資本投資是中國(guó)物質(zhì)足跡的主要影響因素，較發(fā)達(dá)地區(qū)約50%的物質(zhì)足跡由資本投資驅(qū)動(dòng)，而西部部分省份物質(zhì)足跡的資本投資驅(qū)動(dòng)比例高達(dá)80%。透過(guò)物質(zhì)足跡提供的全生命周期視角，量化剖析中國(guó)省域物質(zhì)需求在規(guī)模、強(qiáng)度、空間和結(jié)構(gòu)性等多個(gè)維度上的差異，有助于研究者、決策者和公眾更深刻地認(rèn)識(shí)區(qū)域發(fā)展的不均衡性以及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與資源消耗“脫鉤”的必要性，合力推進(jìn)資源效率提升和區(qū)域協(xié)同，最終實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

清華大學(xué)化工系博士生蔣萌、荷蘭萊頓大學(xué)助理教授保羅·貝倫斯(Paul Behrens)和清華大學(xué)化工系博士畢業(yè)生王濤為本文共同第一作者，清華大學(xué)化工系朱兵教授和萊頓大學(xué)阿諾德·圖克教授為本文共同通訊作者。清華大學(xué)為第一完成單位。清華大學(xué)化工系副教授陳定江、博士生劉琳和任子健參加了該研究工作。研究的合作者還包括中科院地理所唐志鵬副研究員、華東理工大學(xué)余亞?wèn)|副教授、挪威科技大學(xué)周文戟高級(jí)研究員、北京大學(xué)賀燦飛教授、朱晟君研究員。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家科技支撐計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：

www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1903028116

供稿：化工系

編輯：李華山

審核：周襄楠