胡靜茹 黃凱 陳盈

中國(guó)農(nóng)業(yè)部門環(huán)境足跡區(qū)域間轉(zhuǎn)移的溢出–反饋效應(yīng)

胡靜茹1,2黃凱1,?陳盈1

1.北京林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 北京 100083; 2.復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系, 上海 200438; ?通信作者, E-mail: huangkai@bjfu.edu.cn

以中國(guó)七大區(qū)域的農(nóng)業(yè)部門為研究對(duì)象, 引入水足跡–碳足跡–土地足跡為代表的環(huán)境足跡來(lái)表征其資源環(huán)境影響, 從溢出–反饋的新視角分析區(qū)域間的資源環(huán)境壓力轉(zhuǎn)移。首先在區(qū)域間投入產(chǎn)出模型的基礎(chǔ)上分解出溢出–反饋效應(yīng)模型, 并將其拓展至資源環(huán)境領(lǐng)域, 構(gòu)建耦合環(huán)境足跡的溢出–反饋效應(yīng)模型, 從區(qū)際雙向影響的角度評(píng)價(jià)農(nóng)業(yè)部門的資源環(huán)境壓力轉(zhuǎn)移。研究結(jié)果表明, 2007—2012 年七大區(qū)域的農(nóng)業(yè)部門區(qū)際水足跡–碳足跡–土地足跡的溢出–反饋效應(yīng)空間差別較大; 反饋效應(yīng)較為顯著, 不應(yīng)忽略。在各區(qū)域農(nóng)業(yè)部門反饋占溢出的比例中, 華北區(qū)域最大, 均大于 31.3%; 華東、華南和中南區(qū)域的比例也較大, 均大于 10.7%?？紤]到我國(guó)農(nóng)業(yè)部門現(xiàn)有的區(qū)際資源可使用量和需求量與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平并不匹配, 應(yīng)在一定程度上改善貿(mào)易結(jié)構(gòu), 建立區(qū)域一體化貿(mào)易模式。

環(huán)境足跡; 溢出–反饋效應(yīng); 農(nóng)業(yè)部門; 中國(guó)

作為世界上最大的水資源消耗和碳排放國(guó)之一, 中國(guó)在水、土地和碳排放等方面面臨的挑戰(zhàn)正在加劇。2018 年中國(guó)人均水資源占有量為 1975.6m3 [1], 僅為世界人均水平的 25%。根據(jù)《2018 全球碳預(yù)算》[2], 作為全球最大的能源消費(fèi)國(guó)和碳排放國(guó), 2017 年中國(guó)對(duì)全球二氧化碳排放的貢獻(xiàn)率為27%。此外, 中國(guó)不同區(qū)域的資源可使用量和需求量與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平極不匹配[3], 資源分布不均衡也使中國(guó)資源短缺問(wèn)題進(jìn)一步加劇。農(nóng)業(yè)部門的首要功能是為人類提供賴以生存的糧食[4]。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó), 農(nóng)業(yè)部門是用水量最大、土地利用最多的部門[5–6], 也是全球溫室氣體的重要排放源[7–8]。因此, 研究中國(guó)區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展和區(qū)際貿(mào)易對(duì)資源環(huán)境的脅迫影響, 具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

為了有效地評(píng)估區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展和區(qū)際貿(mào)易對(duì)資源環(huán)境的脅迫影響, 本文引入環(huán)境足跡這一概念。環(huán)境足跡是表征人類活動(dòng)的資源消費(fèi)和環(huán)境影響的指標(biāo)[9]。作為生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的重要對(duì)象和手段, 以碳足跡和水足跡等為代表的環(huán)境足跡類指標(biāo)為科學(xué)度量人類活動(dòng)過(guò)程中排放的溫室氣體、人類消費(fèi)的產(chǎn)品和服務(wù)所消耗的總水資源量提供了參考。本文用水足跡(water footprint, WF)[10]表征基于最終需求所使用的淡水資源量, 用碳足跡(carbon footprint, CF)[11]表征基于能源消耗而排放的溫室氣體的總量, 用土地足跡(land footprint, LF)[12]表征基于最終需求所利用的土地面積, 包括與商品、服務(wù)和投資相關(guān)的土地使用。

在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域, 區(qū)域間的相互作用機(jī)制主要通過(guò)溢出?反饋效應(yīng)來(lái)體現(xiàn)[13]。溢出效應(yīng)一般指一地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)另一地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的單向影響, 反饋效應(yīng)則表示一地區(qū)經(jīng)濟(jì)的變化在對(duì)另一地區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生影響的同時(shí), 后者經(jīng)濟(jì)的變化反過(guò)來(lái)對(duì)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的影響[14], 相當(dāng)于第二次溢出效應(yīng)。溢出和反饋效應(yīng)最早由 Miller[15]提出, 后逐漸得到完善和發(fā)展[15–18]。近年來(lái), 中國(guó)不少學(xué)者也基于溢出?反饋效應(yīng)對(duì)區(qū)域間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系進(jìn)行分析和研究。例如, 潘文卿[13]比較了中國(guó)沿海與內(nèi)陸間經(jīng)濟(jì)影響的溢出?反饋效應(yīng); 吳福象等[19]研究了中國(guó)東、中、西三大區(qū)域的經(jīng)濟(jì)溢出–反饋效應(yīng)。如果將這一概念擴(kuò)展到環(huán)境領(lǐng)域, 對(duì)于兩區(qū)域的封閉體系來(lái)說(shuō), 當(dāng)區(qū)域享有高水平的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)時(shí), 對(duì)區(qū)域的產(chǎn)品需求也會(huì)增加, 從而推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng), 并產(chǎn)生更多的資源消耗。也就是說(shuō), 環(huán)境壓力從區(qū)域溢出到區(qū)域。與此同時(shí), 區(qū)域的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)也會(huì)反過(guò)來(lái)推動(dòng)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng), 并對(duì)區(qū)域產(chǎn)生環(huán)境壓力, 即環(huán)境壓力從區(qū)域通過(guò)區(qū)域又反饋到區(qū)域本身。

為了更好地分析區(qū)域特征和產(chǎn)業(yè)部門間的影響, Isard[20]提出區(qū)域間投入產(chǎn)出(IRIO)法, Wiedmann[21]提出簡(jiǎn)化方法——多區(qū)域投入產(chǎn)出(MRIO)法。目前, 在資源和環(huán)境領(lǐng)域, IRIO 和 MRIO 是研究區(qū)際環(huán)境壓力轉(zhuǎn)移的常用方法, 但現(xiàn)有的研究大都從單向影響的角度, 只涉及溢出效應(yīng)[22–24]。從全球范圍來(lái)看, 對(duì)溢出?反饋的研究仍然集中于經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域, 涉及資源環(huán)境領(lǐng)域的研究較少, 且主要聚焦于碳排放的區(qū)域轉(zhuǎn)移。例如, Li 等[25]對(duì)首都城市群碳排放的溢出和反饋效應(yīng)進(jìn)行了核算, Zhang[26]對(duì)中國(guó)東部、中部和西部碳排放的溢出和反饋效應(yīng)進(jìn)行了評(píng)價(jià), Ning 等[27]測(cè)算了中國(guó)八大區(qū)域碳排放的溢出和反饋效應(yīng), Wang 等[28]分析了“一帶一路”沿線國(guó)家的碳轉(zhuǎn)移情況。此外, 少數(shù)學(xué)者將溢出和反饋模型應(yīng)用于集成環(huán)境足跡和虛擬水的區(qū)域轉(zhuǎn)移。例如, Hu等[29]測(cè)度了中國(guó)七大區(qū)域集成環(huán)境足跡的溢出和反饋效應(yīng), Chen 等[30]基于溢出和反饋效應(yīng)模型測(cè)算城市群尺度上虛擬水的雙向轉(zhuǎn)移。

基于現(xiàn)有研究的不足, 本文進(jìn)一步拓展溢出和反饋效應(yīng)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用。以中國(guó)農(nóng)業(yè)部門為研究對(duì)象, 基于 2007, 2010 和 2012 年《中國(guó) 30 省區(qū)市區(qū)域間投入產(chǎn)出表》, 將 30 省區(qū)市(不包括西藏自治區(qū)、香港、澳門和臺(tái)灣)合并為七大區(qū)域, 對(duì)各區(qū)域與其他 6 個(gè)區(qū)域間水足跡、碳足跡及土地足跡的溢出–反饋效應(yīng)進(jìn)行定量測(cè)度。本研究旨在從溢出和反饋效應(yīng)的新視角, 分析農(nóng)業(yè)部門的資源和環(huán)境壓力轉(zhuǎn)移, 探究區(qū)域間資源環(huán)境壓力轉(zhuǎn)移的雙向影響機(jī)制, 從而明確區(qū)域環(huán)境壓力現(xiàn)狀, 正確地劃分區(qū)域環(huán)境責(zé)任, 以期促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 研究方法與數(shù)據(jù)

1.1 區(qū)域間投入產(chǎn)出模型(IRIO)中的溢出–反饋效應(yīng)

Miller[15]最早運(yùn)用投入產(chǎn)出技術(shù)來(lái)測(cè)度不同地區(qū)間的經(jīng)濟(jì)反饋效應(yīng): 假設(shè)有封閉的兩個(gè)區(qū)域(和), 它們之間的基本區(qū)域間 IO 模型為

其中,表示地區(qū)的總產(chǎn)出,是地區(qū)的最終需求,為區(qū)域 r 的區(qū)域內(nèi)投入產(chǎn)出系數(shù)矩陣,為區(qū)域和的區(qū)域間投入產(chǎn)出系數(shù)矩陣。相似地,,,和也如式(1)所示。

式(1)也可表示為

式(2)可以轉(zhuǎn)化為如下兩個(gè)等式:

如果給出如下定義:= [–(–)–1(–)–1]–1,=(–)–1, 那么式(4)可以簡(jiǎn)寫成

其中,是從區(qū)域到區(qū)域的溢出效應(yīng), 代表區(qū)域的最終需求對(duì)區(qū)域總產(chǎn)量的影響;是區(qū)域?qū)ψ陨韰^(qū)域的反饋效應(yīng), 從區(qū)域經(jīng)過(guò)區(qū)域再回到區(qū)域。

相似地,

在式(5)和(6)的基礎(chǔ)上, 潘文卿[14]進(jìn)一步將式 (1)用以下形式表達(dá):

其中, (i)代表區(qū)域或的區(qū)域內(nèi)乘數(shù), 表示一個(gè)區(qū)域內(nèi)不同產(chǎn)業(yè)部門的影響; (ii)表示區(qū)域與之間的區(qū)域間溢出效應(yīng); (iii)表示區(qū)域與之間的區(qū)域間反饋效應(yīng)。假設(shè)只有該區(qū)域自身的最終需求增加, 而另一區(qū)域的最終需求沒(méi)有任何變化, 則式(7)可表示為

1.2 資源和環(huán)境相關(guān)的溢出–反饋效應(yīng)

其中, MF 代表資源的乘數(shù)效應(yīng), SF 代表資源的溢出效應(yīng), FF 代表資源的反饋效應(yīng)。

因此, 以計(jì)算水足跡為例, 區(qū)域的水足跡的乘數(shù)效應(yīng)(MWF)為

區(qū)域?qū)^(qū)域水足跡的溢出效應(yīng)為

水足跡從區(qū)域再返回到區(qū)域(從區(qū)域到區(qū)域再到區(qū)域)的反饋效應(yīng)為

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究以中國(guó)農(nóng)業(yè)部門為研究對(duì)象, 選擇的區(qū)域間投入產(chǎn)出表分別為 2007, 2010 和 2012 年的《中國(guó) 30 省區(qū)市區(qū)域間投入產(chǎn)出表》[32–34]。依據(jù)各地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特征以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素, 本文將 30 省區(qū)市(不包括西藏自治區(qū)、香港、澳門和臺(tái)灣)合并為七大區(qū)域: 華北區(qū)域(north region, NO)、東北區(qū)域(north east region, NE)、華東區(qū)域(east region, EA)、華南區(qū)域(south region, SO)、中南區(qū)域(central south region, CS)、西北區(qū)域(north west region, NW)和西南區(qū)域(south west region, SW)(圖 1)。農(nóng)業(yè)用水量和農(nóng)業(yè)土地利用來(lái)自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》[35], 農(nóng)業(yè)能源消耗的數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》[36]?；谄渲械哪芰科胶獗? 將能源分為九大類: 煤炭、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油、天然氣、電力和熱力。從聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)[37]獲得二氧化碳排放系數(shù)。

在計(jì)算過(guò)程中, 由于涉及的區(qū)域較多, 為了簡(jiǎn)化表達(dá), 以水足跡為例, NO 及其他 6 個(gè)區(qū)域間的水足跡溢出效應(yīng)和反饋效應(yīng)表示如下: 1)從 NO 農(nóng)業(yè)部門溢出到其他 6 個(gè)區(qū)域的水足跡效應(yīng)表示為SWF～NO; 2)把從其他 6 個(gè)區(qū)域農(nóng)業(yè)部門溢出到 NO的水足跡效應(yīng)表示為 SWFNO～; 3)在第一條的基礎(chǔ)上, 從其他 6 個(gè)區(qū)域反饋到 NO 農(nóng)業(yè)部門的水足跡效應(yīng)表示為 FWFNO～NO; 4)在第二條的基礎(chǔ)上, 把NO 反饋到其他 6 個(gè)區(qū)域農(nóng)業(yè)部門的水足跡效應(yīng)表示為 FWF～NO～。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡溢出效應(yīng)

2007, 2010 和 2012 年中國(guó)區(qū)域間農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡的溢出效應(yīng)如圖 2 所示。圖 2 (a)～(c)分別表示水足跡、碳足跡足跡和土地足跡的溢出效應(yīng)。從總體上來(lái)看, EA、CS 和 NO 的農(nóng)業(yè)部門對(duì)國(guó)內(nèi)其他區(qū)域水足跡–碳足跡–土地足跡的溢出最大, 即這些區(qū)域農(nóng)業(yè)部門對(duì)區(qū)際資源的需求量最大, 并且 EA 農(nóng)業(yè)部門的需求量遠(yuǎn)大于其他兩區(qū)域。以 2012 年為例, SWF～EA, SWF～CS和 SWF～NO分別為 24.59×109, 8.47×109和 8.12×109m3; SCF～EA, SCF～CS和 SCF～NO分別為 8.30×106, 2.47×106和 2.56 ×106t; SLF～EA, SLF～CS和 SLF～NO分別為 42.3×106, 12.74×106和 11.97×106hm2。NW, NE 和 SW 農(nóng)業(yè)部門對(duì)國(guó)內(nèi)其他區(qū)域水足跡–碳足跡–土地足跡的溢出最小。

國(guó)內(nèi)其他區(qū)域農(nóng)業(yè)部門對(duì) NW, NE, SW 和 CS的溢出效應(yīng)最大, 即 NW, NE, SW 和 CS 對(duì)其他 6 個(gè)區(qū)域農(nóng)業(yè)部門的水足跡–碳足跡–土地足跡供給最大。同樣以 2012 年為例, SWFNW～, SWFNE～, SWFSW～和 SWFCS～分別為 22.86×109, 11.61×109, 37.12×109和 9.69×109m3; SCFNW～, SCFNE～, SCFSW～和 SCFCS～分別為 2.37×106, 4.13×106, 2.37×106和 5.77×106t; SLFNW～, SLFNE～, SLFSW～和 SLFCS～分別為 54.01×106, 16.79×106, 11.18×106和 10.74×106hm2。

基于國(guó)家測(cè)繪地理信息局標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站的標(biāo)準(zhǔn)地圖(審圖號(hào)為GS (2016) 1579)制作

圖2 2007, 2010和2012年中國(guó)七區(qū)域間農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡的溢出效應(yīng)

圖3 2007, 2010和2012年中國(guó)七區(qū)域間農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡的反饋效應(yīng)

2.2 農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡反饋效應(yīng)

圖 3 給出 2007, 2010 和 2012 年中國(guó)區(qū)域間農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡的反饋效應(yīng), 左右圖分別代表單區(qū)域通過(guò)其他 6 個(gè)區(qū)域在反饋給自身的效應(yīng)和其他 6 個(gè)區(qū)域通過(guò)對(duì)應(yīng)的單區(qū)域再反過(guò)來(lái)對(duì)自身的反饋。

從單區(qū)域?qū)ψ陨淼姆答亖?lái)看, EA, CS 和 NW 的農(nóng)業(yè)部門對(duì)水足跡–碳足跡–土地足跡反饋數(shù)值最大。以 2012 年的 EA 為例, FWFEA～EA, FCFEA～EA和FLFEA～EA分別為 0.80×109m3, 0.25×106t 和 0.52×106hm2。相反地, 從總體上看, SO 的農(nóng)業(yè)部門對(duì)水足跡–碳足跡–土地足跡反饋數(shù)值最小。同樣以 2012年的 SO 為例, FWFSO～SO, FCFSO～SO和 FLFSO～SO分別為0.12×109m3, 0.02×106t 和 0.09×106hm2。在另一方面,從多區(qū)域?qū)ψ陨淼姆答伣嵌?NO, EA, NW 和 CS的農(nóng)業(yè)部門對(duì)水足跡–碳足跡–土地足跡反饋數(shù)值整體上最大。

2.3 農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡的反饋/溢出百分比

從 2007, 2010 到 2012 年, 中國(guó)不同區(qū)域間農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡的反饋/溢出比例呈現(xiàn)顯著的差別。圖 4 中間的 3 組圓形分別對(duì)應(yīng)水足跡、碳足跡和土地足跡的反饋/溢出比例, 圓的面積越大, 對(duì)應(yīng)的數(shù)值越大。

從總體上看, 2007—2012 年的比例沒(méi)有顯著地增大或減小, 但不同區(qū)域的數(shù)值差別顯著。NO 的農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡的反饋/溢出比例最大。以水為例, 2007—2012 年, NO 區(qū)域?qū)?yīng)的比例分別為 72.3%, 75.6%和 69.3%。此外, EA, SO和 CS 所對(duì)應(yīng)的比例也較大。以 2007 年的水足跡–碳足跡–土地足跡為例, EA 農(nóng)業(yè)部門對(duì)應(yīng)的比例分別為 35.9%, 24.9%和 99.7%, SO 農(nóng)業(yè)部門對(duì)應(yīng)的比例分別為 31.7%, 81.6%和 72.5%, CS 農(nóng)業(yè)部門對(duì)應(yīng)的比例分別為 23.9%, 15.0%和 35.2%。NE, SW 和NW 農(nóng)業(yè)部門對(duì)應(yīng)的比例總體上較小。以 NE 為例, 水足跡–碳足跡–土地足跡對(duì)應(yīng)的比例均在 8.2%～ 13.6%之間。

圖4 2007, 2010和2012年中國(guó)區(qū)域間農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡的反饋/溢出

3 討論

3.1 不同尺度的農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡溢出反饋效應(yīng)

資源和環(huán)境的影響可以通過(guò)貿(mào)易跨區(qū)域轉(zhuǎn)移,一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展可能對(duì)另一個(gè)地區(qū)產(chǎn)生影響。由于經(jīng)濟(jì)的溢出和反饋機(jī)制, 使得區(qū)域間的相互影響非常復(fù)雜。在時(shí)間尺度上, 2007—2012 年農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡的需求總體上略有上升, 但差異不顯著。在空間尺度上, 不同區(qū)域間的溢出效應(yīng)、反饋效應(yīng)以及反饋/溢出比值都存在較大的差異。

對(duì)于區(qū)際溢出效應(yīng), EA, CS 和 NO 的農(nóng)業(yè)部門對(duì)國(guó)內(nèi)其他區(qū)域水足跡–碳足跡–土地足跡的溢出效應(yīng)最大, 表明這 3 個(gè)區(qū)域的農(nóng)業(yè)部門向全國(guó)其他區(qū)域轉(zhuǎn)移的環(huán)境壓力最大。這 3 個(gè)區(qū)域的農(nóng)業(yè)需求使得較多的水資源、土地資源壓力以及碳排放壓力向國(guó)內(nèi)其他區(qū)域轉(zhuǎn)移。區(qū)域本身對(duì)資源的需求、區(qū)域本身的資源稟賦以及成本等因素影響區(qū)域資源壓力的溢出。首先, 這 3 個(gè)區(qū)域都是經(jīng)濟(jì)水平較高的區(qū)域, 吸引著大量的資源–能源流動(dòng), 其發(fā)展高度依賴其他區(qū)域的資源能源, 通過(guò)國(guó)內(nèi)貿(mào)易網(wǎng)絡(luò), 消耗了大量隱含資源[38]。同時(shí), 這 3 個(gè)區(qū)域農(nóng)業(yè)部門生產(chǎn)總產(chǎn)值較大, 并且人口數(shù)量很多, 為了滿足人們的生產(chǎn)生活需要, 地區(qū)農(nóng)業(yè)部門的總需求相對(duì)較大。對(duì)于 NO 地區(qū), 其本身資源豐度低, 所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中傾向于利用外部資源。在這 3 個(gè)區(qū)域中, EA 農(nóng)業(yè)部門是國(guó)內(nèi)貿(mào)易中最大的進(jìn)口者, 它將很大一部分資源壓力轉(zhuǎn)移到國(guó)內(nèi)其他區(qū)域[23–24,39]。究其原因, 一方面, EA 農(nóng)業(yè)部門經(jīng)濟(jì)上的最終需求最大, 自然資源豐度并不大, 并且區(qū)域本身資源消耗的成本也較大, 基于其農(nóng)業(yè)部門的巨大需求, 大量使用其他區(qū)域的資源, 在一定程度上導(dǎo)致 EA 的農(nóng)業(yè)部門向其他區(qū)域轉(zhuǎn)移了最大的資源壓力。另一方面, NW, NE 和 SW 的農(nóng)業(yè)部門對(duì)其他區(qū)域水足跡–碳足跡–土地足跡的溢出效應(yīng)最小, 而其他區(qū)域的農(nóng)業(yè)部門對(duì) NW, NE, SW 和 CS 的溢出效應(yīng)最大。原因是這些區(qū)域自然資源稟賦相對(duì)較大, 如東北區(qū)域, 其黑土地土壤肥沃, 含豐富的有機(jī)質(zhì), 可以給作物提供很好的營(yíng)養(yǎng), 是中國(guó)重要的糧食作物的供應(yīng)地, 西北地區(qū)地廣人稀, 日照和土地資源也很豐富。

對(duì)于區(qū)際反饋效應(yīng), 從單區(qū)域?qū)ψ陨淼姆答亖?lái)看, EA, CS 和 NW 的農(nóng)業(yè)部門對(duì)水足跡–碳足跡–土地足跡反饋效應(yīng)最大。以 2012 年 EA 的農(nóng)業(yè)部門為例, FWFEA～EA, FCFEA～EA和 FLFEA～EA分別為 0.80×109m3, 0.25×106t 和 0.52×106hm2。相反, 總體上 SO 的農(nóng)業(yè)部門對(duì)水足跡–碳足跡–土地足跡反饋效應(yīng)最小。同樣以 2012 年 SO 的農(nóng)業(yè)部門為例, FWFSO～SO, FCFSO～SO和 FLFSO～SO分別為 0.12×109m3, 0.02×106t和 0.09×106hm2。在另一方面, 從多區(qū)域?qū)ψ陨淼姆答伣嵌? 整體上看, NO, EA, NW 和 CS 的農(nóng)業(yè)部門對(duì)水足跡–碳足跡–土地足跡反饋效應(yīng)最大。綜合來(lái)看, NO, EA, NW 和 CS 的農(nóng)業(yè)部門在國(guó)內(nèi)貿(mào)易中對(duì)水足跡–碳足跡–土地足跡的反饋效應(yīng)最大, 也就是說(shuō)這 4 個(gè)區(qū)域的農(nóng)業(yè)部門在國(guó)內(nèi)貿(mào)易中的參與度和依賴程度都較大。雖然 SO 區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá), 同樣需要大量資源和能源, 但其更多地參與國(guó)際貿(mào)易, 對(duì)國(guó)內(nèi)貿(mào)易的依賴程度相對(duì)較小[31]。

反饋/溢出比值在一定程度上證明了區(qū)域間反饋?zhàn)饔迷谫Y源環(huán)境壓力轉(zhuǎn)移中的貢獻(xiàn)是不能忽略的。首先, 從時(shí)間尺度上看, 各區(qū)域環(huán)境足跡溢出/反饋效應(yīng)的比例并沒(méi)有顯著的變化; 其次, 從區(qū)域尺度上看, NO 的農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡的反饋/溢出比值最大, 說(shuō)明 NO 的農(nóng)業(yè)部門在國(guó)內(nèi)貿(mào)易的參與度和依賴程度最大。對(duì)一個(gè)閉合流動(dòng)路徑來(lái)講, 反饋的比值并不小, 部分年份大于100%。原因在于, 反饋與溢出是一個(gè)閉合的流動(dòng)路徑, 分子為大區(qū)域(其他 6 個(gè)區(qū)域)對(duì)單個(gè)區(qū)域的反饋, 分母是小區(qū)域(單個(gè)區(qū)域)對(duì)其他 6 個(gè)區(qū)域的溢出。反饋相當(dāng)于第二次溢出, 當(dāng)單個(gè)區(qū)域農(nóng)業(yè)部門在國(guó)內(nèi)貿(mào)易中的參與度和依賴程度都較大時(shí), 其他 6 個(gè)區(qū)域?qū)@個(gè)單區(qū)域的反饋效應(yīng)就比較大。又因?yàn)?6 個(gè)區(qū)域比一個(gè)區(qū)域大很多, 需求的數(shù)量級(jí)和單個(gè)區(qū)域的數(shù)量級(jí)差別很大, 此時(shí)反饋/溢出比值就可能出現(xiàn)大于 100%的情況。此外, 各區(qū)域之間的足跡比例存在較大的差異。比例較大的區(qū)域集中在 NO, EA, CS 區(qū)域和 SO 區(qū)域。這些區(qū)域在一定程度上均為產(chǎn)品的進(jìn)口區(qū)域, 自身資源稟賦有限, 經(jīng)濟(jì)發(fā)展更加依賴外部進(jìn)口, 大量的環(huán)境壓力溢出到其他區(qū)域, 因而承擔(dān)著較大的反饋效應(yīng)[30]。此外, 西北區(qū)域?yàn)槠叽髤^(qū)域中主要環(huán)境壓力的承受者, 通過(guò)出口大量產(chǎn)品來(lái)滿足自身經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求, 因而受到的反饋效應(yīng)較小, NW 區(qū)域的反饋/溢出比值最小。因此, 比例較大的區(qū)域更應(yīng)承擔(dān)起相應(yīng)的環(huán)境責(zé)任。

3.2 與以往研究結(jié)果的比較

與以往的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域溢出–反饋效應(yīng)研究結(jié)果相比, 本文結(jié)果存在異同之處。首先, 對(duì)單個(gè)區(qū)域來(lái)講, 通過(guò)比較其他區(qū)域?qū)ζ湟绯鲂?yīng)以及本區(qū)域?qū)ψ陨淼姆答佇?yīng), 本文發(fā)現(xiàn)其溢出效應(yīng)遠(yuǎn)大于反饋效應(yīng)。這一結(jié)果與經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域中潘文卿[13]和Hewings 等[40]的研究結(jié)果一致。另外, 本文中反饋/溢出比值總體上沒(méi)有增加, 與潘文卿[13]的研究結(jié)果不同。這說(shuō)明在資源環(huán)境領(lǐng)域, 各產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并不像經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域一樣, 隨著時(shí)間推移而更加依靠區(qū)際間產(chǎn)業(yè)的相互拉動(dòng)作用, 不同區(qū)域之間的水足跡–碳足跡–土地足跡的交互作用沒(méi)有逐年增加。

此外, 與以往研究中認(rèn)為經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的反饋效應(yīng)可以忽略不計(jì)[15–16]不同, 本研究證實(shí)了反饋效應(yīng)是足夠重要的。本研究通過(guò)比較水足跡–碳足跡–土地足跡反饋/溢出比值, 發(fā)現(xiàn)多個(gè)區(qū)域在3年中該比值都較高。例如, EA, NO, SO 和 CS農(nóng)業(yè)部門的反饋/溢出比值較大, 意味著就資源–經(jīng)濟(jì)區(qū)域之間的聯(lián)系而言, EA, NO, SO 和 CS 的農(nóng)業(yè)部門與其他區(qū)域的聯(lián)系更為緊密, 更多的隱性資源(水、土、氣)在這些區(qū)域參與的區(qū)際貿(mào)易中得到轉(zhuǎn)移。這些區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較高, 其經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)國(guó)內(nèi)資源的依賴較多; 相反, NE, SW 和 NW 的農(nóng)業(yè)部門反饋/溢出比值較小, 對(duì)其他區(qū)域資源的依賴較少。

3.3 局限性

由于現(xiàn)有方法的限制, 無(wú)法探究七大區(qū)域內(nèi)部區(qū)域之間的相互關(guān)聯(lián)。未來(lái)可以探尋對(duì)現(xiàn)有的分解模型加以改進(jìn), 進(jìn)一步細(xì)化評(píng)價(jià)兩兩區(qū)域之間的影響。其次, 本研究采用的投入產(chǎn)出表與實(shí)際情況有一定的時(shí)間差, 具有一定的滯后性, 后續(xù)工作可考慮用更新的投入產(chǎn)出表來(lái)進(jìn)行測(cè)算。最后, 由于碳排放缺乏直接的數(shù)據(jù)來(lái)源, 本研究通過(guò)排放系數(shù)法估算得到, 與實(shí)際排放量可能存在一定的偏差。后續(xù)研究中, 將以更科學(xué)的方法和更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)價(jià)區(qū)域間的資源環(huán)境壓力轉(zhuǎn)移, 以提供更具參考價(jià)值的科學(xué)建議。

4 結(jié)論與建議

本文對(duì) 2007—2012 年中國(guó)七大區(qū)域農(nóng)業(yè)部門水足跡–碳足跡–土地足跡的溢出和反饋效應(yīng)進(jìn)行研究, 得出以下結(jié)論。

1)從總體上看, 區(qū)際環(huán)境影響表現(xiàn)為乘數(shù)效應(yīng)較大, 其次為溢出效應(yīng), 反饋效應(yīng)最小, 但反饋效應(yīng)不容忽視。

2)從溢出–反饋角度看, 2007—2012 年中國(guó)七大區(qū)域的區(qū)際水足跡–碳足跡–土地足跡的溢出–反饋效應(yīng)空間尺度差別很大, 但時(shí)間尺度的差別并不顯著。

3)基于華北(NO), 華東(EA)和中南(CS)地區(qū)農(nóng)業(yè)部門的最終需求使得較大的環(huán)境壓力溢出到其他區(qū)域。其他區(qū)域的農(nóng)業(yè)部門對(duì)西北(NW), 東北(NE), 西南(SW)和中南(CS)地區(qū)的溢出效應(yīng)較大。

4)在區(qū)際水足跡–碳足跡–土地足跡的轉(zhuǎn)移中, 反饋效應(yīng)較為顯著, 不應(yīng)被忽略。其中, NO 區(qū)域農(nóng)業(yè)部門的反饋/溢出比值最大, 均大于 31.3%; EA, SO 和 CS 區(qū)域農(nóng)業(yè)部門的反饋/溢出比值較大, 均大于 10.7%。

在上述結(jié)論的基礎(chǔ)上, 本文從溢出–反饋角度得出以下中國(guó)區(qū)域協(xié)調(diào)綠色發(fā)展的相關(guān)政策啟示。

1)明確各區(qū)域環(huán)境壓力現(xiàn)狀, 合理地調(diào)整區(qū)域貿(mào)易結(jié)構(gòu)。NE, NO 和 CS 等區(qū)域?qū)⒋罅凯h(huán)境壓力溢出到其他區(qū)域, 屬于貿(mào)易優(yōu)勢(shì)區(qū)域; NW, SW 和 NE 等區(qū)域承擔(dān)較大的環(huán)境壓力, 屬于貿(mào)易劣勢(shì)區(qū)域。據(jù)此, 應(yīng)合理地調(diào)整貿(mào)易結(jié)構(gòu), 貿(mào)易劣勢(shì)區(qū)域應(yīng)減少低附加值產(chǎn)品的出口, 以便減輕區(qū)域環(huán)境負(fù)擔(dān); 貿(mào)易優(yōu)勢(shì)區(qū)域應(yīng)積極出資, 促進(jìn)貿(mào)易劣勢(shì)區(qū)域的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

2)正確地劃分各區(qū)域的環(huán)境責(zé)任。NO 和 NE等區(qū)域有較大的溢出效應(yīng), 同時(shí)也承擔(dān)著明顯的反饋效應(yīng)。因此, 在區(qū)域責(zé)任劃分時(shí), 不應(yīng)實(shí)行“一刀切”政策, 而應(yīng)充分考慮其反饋效應(yīng)的影響, 合理地劃分區(qū)域環(huán)境責(zé)任。

3)加強(qiáng)區(qū)域聯(lián)動(dòng), 合理地調(diào)整區(qū)域資源稟賦與需求量之間的關(guān)系。NO 和 NE 等區(qū)域資源需求量較大, 自身的資源稟賦不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求, 因此需建立區(qū)域間聯(lián)動(dòng)機(jī)制, 加強(qiáng)合作, 通過(guò)合理規(guī)劃貿(mào)易進(jìn)口或出口等方式調(diào)整資源稟賦與需求量之間的關(guān)系, 實(shí)現(xiàn)資源的合理分配。

4) 重視水足跡、碳足跡和土地足跡等多環(huán)境要素之間的關(guān)系。各足跡之間有聯(lián)系, 也有區(qū)別, 決策者應(yīng)針對(duì)多種環(huán)境要素, 進(jìn)行綜合考慮, 以期實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。

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HU Jingru1,2, HUANG Kai1,?, CHEN Ying1

1. College of Environmental Science and Engineering, Beijing Forestry University, Beijing 100083; 2. Department of Environmental Science and Engineering, Fudan University, Shanghai 200438;? Corresponding author, E-mail: huangkai@bjfu.edu.cn

This study takes seven regional agricultural sectors in China as the research object, and introduces water footprint (WF), carbon footprint (CF) and land footprint (LF) to analyze the spillover-feedback effect of these environmental footprints to characterize their resource and environment impacts. Based on the inter-regional input-output model, this paper first decomposed the spillover-feedback effects model, extended it to the environmental field, constructed the spillover-feedback effects model coupled with environmental footprints, and evaluated the transfer of resource and environment pressure in the agricultural sector from the perspective of inter-regional two-way impacts. The results show that the spillover effects and feedback effects of WF, CF and LF in seven regions of China’s agriculture sectors varied greatly in spatial level in 2007?2012. The feedback effects of WF, CF, and LF were more significant and should not be ignored. Through further analysis of the ratio of feedback effect to spillover effect of each region’s Agricultural Sector, it was found that the ratio of feedback effect to spillover effect of North (NO) region’s agricultural sector was the largest, all more than 31.3%. The ratio of feedback effect to spillover effect of East (EA), South (SO) and Central South(CS) regions’ Agricultural Sectors were also larger, all more than 10.7%. Finally, it was pointed out that the current interregional available resources in China’s Agriculture Sector did not match the demand and the level of regional economic development, so to some extent, the current trade structure should be improved to support agricultural sustainable development.

environmental footprint; spillover-feedback effect; agricultural sector; China

北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 第58卷 第4期 2022年7月

Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, Vol. 58, No. 4 (July 2022)

10.13209/j.0479-8023.2022.061

國(guó)家自然科學(xué)基金(52070017)和北京市自然科學(xué)基金(9172012)資助

2021–07–21;

2021–10–02