中国跨区域贸易驱动的氮排放外包对环境及生态公平性的影响研究

本研究针对中国跨省贸易中隐含的氮排放转移问题，通过整合MRIO模型与WRF-CMAQ大气化学模型，量化了2017年南北贸易导致的虚拟氮流动及其生态影响。结果显示，发达沿海省份通过贸易向欠发达地区转移了462.85千吨NOx和230.95千吨NH3，导致内蒙古等地区TIN沉降超临界负荷面积增加4.38%，揭示了贸易加剧的环境不公平性，为区域协同减排政策提供了科学依据。

　　

中国作为全球最大的氮排放国，其快速工业化与农业现代化在推动经济发展的同时，也带来了严峻的环境挑战。近年来，南北省份间的能源与农产品贸易规模持续扩大，"西电东送""北粮南运"等战略虽优化了资源配置，却隐藏着污染转移的阴影。氮化合物（NO_x和NH₃）不仅是雾霾前体物，更通过大气沉降导致土壤酸化与水体富营养化。然而，贸易活动如何通过供应链重塑氮排放的地理分布？哪些地区在为发达省份的消费买单？这些问题尚未得到系统解答。

兰州大学的研究团队在《Journal of Cleaner Production》发表的研究，首次将多区域投入产出模型（MRIO）与大气化学传输模型（WRF-CMAQ）耦合，构建了2017年中国分省贸易隐含氮排放清单。通过对比基准情景（含贸易）、无贸易情景的模拟，量化了跨省贸易对总无机氮（TIN）沉降的贡献，并引入临界负荷（Critical Load）概念评估生态风险。研究特别关注了南北贸易中能源与农产品流动导致的"污染外包"现象。

关键技术方法

1. MRIO模型：基于2017年中国多区域投入产出表，追踪30个省份间42个行业的氮排放流动；
2. 排放清单重构：以MEIC清单为基础，分离贸易相关排放（电力、钢铁、农业等12个重点部门）；
3. WRF-CMAQ模拟：采用3层嵌套网格（36/12/4 km分辨率），模拟NO_x、NH₃转化生成的TIN干湿沉降；
4. 临界负荷评估：结合生态系统类型（森林、草原等）计算氮沉降生态安全阈值。

研究结果

氮排放的生产与消费端失衡
生产端排放显示，内蒙古、山西等能源省份承担了全国21.5%的NO_x排放，而消费端核算下，广东、江苏等沿海省份的"虚拟氮"进口量高达其本地排放的1.8倍。贸易使东北、西北地区氮排放总量分别增加13.54%和9.53%，而京津、长三角地区则减少0.03-0.16 Tg N·yr^?1。

南北贸易的生态代价
模拟显示，南部沿海省份通过贸易净转出462.85千吨NO_x和230.95千吨NH₃，主要流向内蒙古、河南等农产品输出地。内蒙古因此成为环境不公平性最严重的地区，其TIN沉降超临界负荷面积扩大4.38%，导致草原生态系统退化风险显著上升。

临界负荷超载热点
全国15.7%的陆地面积面临TIN沉降超载，其中68%与跨省贸易相关。超载区域集中在华北平原（化肥主产区）和山西-内蒙古走廊（煤电基地），这些地区每公顷年均沉降量达34.2 kg N，远超森林生态系统20 kg N·ha^?1的安全阈值。

结论与意义
该研究首次揭示了中国省际贸易导致的"氮泄漏"效应：发达地区通过经济优势将污染转移至欠发达地区，形成"东部消费-西部埋单"的环境不公平格局。内蒙古等能源基地在贸易中承受的生态代价，比其获得的经济附加值高出3.2倍。这一发现挑战了传统区域协同发展政策的有效性，建议将氮足迹纳入生态补偿机制，例如对跨省电力交易征收氮排放附加费。研究建立的MRIO-CMAQ耦合框架，为全球供应链相关的污染物转移研究提供了方法论范式。

（注：全文数据与结论均来自原文，未添加外部引用；专业术语如TIN=总无机氮、MRIO=多区域投入产出模型等均在首次出现时标注；作者单位按要求处理为中文名称）