后工业社会代谢关联分析：安道尔进口依赖的可持续性挑战与外部化影响

本文运用多尺度社会生态系统代谢分析（MuSIASEM）框架，系统评估安道尔能源与食品进口所隐含的劳动力、土地、水资源及温室气体等关联要素，揭示后工业社会高度依赖外部化进程的可持续性困境，为全球代谢安全研究提供范式案例。

　　

亮点

后工业社会严重依赖进口维持其活动。基于消费的视角（考虑贸易中体现的资源）对于理解其可持续性如何依赖于外部化生产过程至关重要。本文应用多尺度社会生态系统代谢分析（MuSIASEM）开发生代谢框架，将内源性代谢（endosomatic metabolism）和外源性代谢（exosomatic metabolism）的表现与跨尺度能源和食品进口中所包含的关联要素——劳动力、土地、水和排放——联系起来。我们将此框架应用于欧洲轨道上的小国安道尔。通过使用终端使用矩阵（end-use matrix），我们分析了安道尔的代谢模式与其功能特性的关系。我们的分析表明，安道尔的代谢需求严重依赖能源载体和食品的进口。随后，我们通过比较进口中体现的社会环境压力与安道尔能源和农业部门的本地值来量化这种外部化。结果显示，在能源部门，安道尔外部化的劳动力是其国内使用的七倍，土地是40倍，水是六倍，温室气体（GHG）排放是17倍。在农业部门，该国通过食品进口外部化的劳动力是其本地值的八倍，土地是15倍，水是22倍，排放是七倍。这些发现挑战了政治话语中过于简单化的可持续性叙述，并强调需要将外部化纳入现有评估，以全面捕捉后工业社会的全球依赖性和影响。

引言

最先进的西方经济体从工业时代过渡到所谓的后工业阶段（Hansen, 2001）。这一转变的特点是通过大量进口日益依赖外部化生产过程，这些进口利用其他国家的自然资源、劳动力和额外的生产能力。通过这样做，后工业经济体可以获取和控制远超过其领土范围内可用资源的数量和多样性。这种生产的外部化促进了第三产业化（tertiarisation）过程，其中大部分资源——包括人类劳动力——被分配和消耗在服务部门。这一转变支持优先考虑高货币附加值活动的经济策略（Ripa等人, 2021）。然而，将内部经济活动集中在服务业依赖于占用国外的资源和劳动力。这种动态维持了Brand和Wissen（2021）所称的“帝国生活方式”或O'Sullivan等人（2023）描述的与全球不平等模式相关的“缓慢暴力”，这些模式支撑了发达国家享有的舒适生活方式。

理解后工业经济体的可持续性需要采用基于生物物理消费的视角，这允许考虑贸易在稳定经济过程中的作用（Roca-Jusmet和Padilla-Rosa, 2021）。全球化的动态在消费者、生产者及其所依赖的生态系统之间造成了脱节。同样，贸易作为一种机制，将社会环境压力如土地利用变化（Winkler等人, 2021）、劳动力（Pérez-Sánchez等人, 2021）、温室气体排放（Wang等人, 2022）或水资源枯竭（Mekonnen等人, 2024）转移向出口生产国。基于消费的核算框架通过量化进口中隐含的社会环境压力，有助于揭示这些隐藏的影响（Ripa等人, 2021）。

用于量化贸易中体现资源的标准分析工具包括生命周期评估（LCA）（欧盟联合研究中心, 2010）、环境扩展多区域投入产出分析（EMRIO）（Wiedmann等人, 2007）和足迹家族（Galli等人, 2012）。虽然有价值，但这些方法未能解决分析代谢系统的认识论挑战。特别是，它们没有区分：（i）社会内部运作必须维持的基金¹（funds）的表示与基金元素使用的流（flow）元素（例如电力、燃料、食品）；（ii）从环境获取和排放的初级流（primary flows）的表示（例如抽取的水、煤炭、排放）。这种区分对于评估初级流的体现量至关重要，例如，生产进口电力所需的体现石油和天然气，或进口食品项目所需的土地和水。这些方法也没有区分指代结构和功能元素代谢特征的定量评估。结构元素在分析期间具有相对稳定的生物物理特征（Giampietro, 2024）——例如，在特定条件下生产一吨玉米所需的一组投入和产出。相反，指代功能元素的投入和产出特征——例如，作为一个整体的谷物生产——取决于所选结构元素混合物的特征，即在不同条件下种植小麦、玉米和大麦的不同地块组合。

进行这些区分使得通过采用多尺度社会生态系统代谢分析（MuSIASEM）提供的代谢视图来分析外部化成为可能（Giampietro和Mayumi, 2000a, Giampietro和Mayumi, 2000b）。MuSIASEM将社会生态系统概念化为复杂的多层级实体，源于结构和功能元素的层级组织。这些组件在不同尺度上运作，转化保证其维持、繁殖和适应所需的能量和材料（Giampietro, 2023）。该方法实现了关联思维视角（Di Felice等人, 2024），揭示了不同维度（即多个描述领域，如生物物理、生态和社会经济领域）之间的联系，这些联系在单维评估中经常被忽视，如生态足迹（Rees和Wackernagel, 1996）或那些倾向于“碳中心世界观”的评估（Moreno等人, 2015），例如EMRIO分析（Wiedmann, 2009）。后者经常忽视不同维度之间的关键权衡以及可持续性的社会经济维度（Fang等人, 2013）。此外，与忽略人类时间的LCA或通常只包括有偿工作的投入产出（IO）模型不同，MuSIASEM考虑了所有人类时间，包括有偿和无偿，以更好地理解系统内能源和材料使用的社会代谢驱动因素（Manfroni等人, 2021a, Manfroni等人, 2021b）。表1综合了所述方法的主要特征，突出了MuSIASEM的关键区别因素。值得注意的是，正在努力结合其中一些不同的方法，如Martin等人（2023）混合了LCA和MuSIASEM的原则，或Sherwood等人（2017）将投入产出表与LCA结合。

本研究旨在评估一个后工业小区域的可持续性，展示分析其对外部化过程依赖性的相关性。以安道尔为案例研究，我们应用MuSIASEM框架分析该国的代谢模式及其与能源和食品部门外部化过程的关系，研究国内需求与进口中隐含的社会环境影响之间的相互作用。通过这种方式，我们核算了能源和食品进口中嵌入的关联元素——基金和流——例如生产进口核电所需的劳动力和水，以及生产进口动物产品所需的劳动力和土地。该分析解决了两个主要研究问题：（i）能源使用、劳动力需求、土地利用、水资源使用和温室气体排放如何塑造安道尔的可持续性概况？（ii）该国在多大程度上依赖贸易来满足其能源和食品需求，并因此转移了哪些社会环境压力？

安道尔是一个小而多山的国家，经历了从自给自足的农村经济到专门从事服务部门的城市经济的戏剧性转变，使该国卷入资本和人员的全球流动（Lluelles和García, 2018）。通过这种方式，安道尔可以被视为后工业社会的典范案例。由于对贸易的依赖，尽管缺乏足够的农业生产和能源资源，它仍保持了高人口和经济增长率。政治领域旨在通过提高能源效率和本地能源生产，到205年实现安道尔脱碳（Miquel等人, 2021）。在当前的安道尔政策框架中，可持续性和安全是互补的，并与欧洲绿色协议（European Commission, 2019）保持一致。通过生产本地能源载体，可以减少进口和温室气体排放，同时刺激绿色增长。

在此背景下，进行的研究具有相关性，因为它对理解代谢安全有影响，表明提高安全性和可持续性之间的协同作用不如政策议程所暗示的那么直接。首先，政策框架淡化了贸易中体现元素的作用。因此，外部化的关键作用可以被认为是一个未讲述的叙事。在我们的案例中，对外部化过程的依赖缓解了不同维度的紧张关系，允许安道尔专门从事服务部门，并将社会环境压力转移到其他社会生态系统，引发了公正性问题。其次，内部化努力（例如旨在增加本地能源的政策）与不同的生物物理约束发生冲突。综合分析有助于分散对温室气体排放的关注，并考虑其他维度（例如与运营可再生能源生产厂相关的土地和劳动力）。第三，探索与能源和食品安全相关的异速生长代谢（exosomatic）和内稳态代谢（endosomatic）需求²（Giampietro等人, 2014）提供了决定安道尔可持续性要素的整体视图。

选择安道尔作为案例研究是经过深思熟虑的。其城市和农村动态的独特结合以及相对较小和简单的系统为应用完整的MUSIASEM评估工具提供了理想的环境。鉴于其有限的本地生产，该国对外部投入的结构性依赖使其成为通过综合社会代谢分析探索可持续性的典范案例。本研究扩展了先前的MuSIASEM应用，这些应用要么专注于能源使用和人类活动（Pérez-Sánchez等人, 2019; Velasco-Fernández等人, 2020b），要么专注于不同维度而未解决外部化问题（Marcos-Valls等人, 2020），要么专注于能源（Di Felice等人, 2024; Ripa等人, 2021）或食品（Cadillo-Benalcazar等人, 2020）的外部化，但并非两者兼而有之。本文开发的方法解决了内稳态（即食品）和异速生长（即能源）需求的关联，包括外部化。据我们所知，这是社会代谢学者首次对特定系统进行如此全面的分析。表2作为最新MuSIASEM应用现状的说明。

本文的其余部分结构如下：第2节介绍了MuSIASEM的关键分析考虑因素，需要将这些因素背景化以理解定量结果（2.1），并概述了核算外部化的基本原理（2.2）。第3节介绍了安道尔案例研究（3.1）并定义了分析假设（3.2）。第4节呈现了结果和讨论，分析了安道尔的代谢模式，重点关注异速生长和内稳态代谢（4.1），随后进行了外部化评估，核算了能源（4.2）和食品（4.3）进口中体现的关联元素。第4.4节简要讨论了评估的局限性。本文以第5节结束，总结了主要发现和政策含义。

结论

后工业社会严重依赖进口来维持其活动。它们的可持续性分析需要基于消费的视角，量化贸易中体现的资源。基于MuSIASEM，我们的方法整合了跨尺度的信息，分析了内稳态和异速生长代谢对外部化过程的依赖性。为此，对配置系统的结构和功能元素、资源类型（例如作为初级流的石油和作为次级流的电力）以及不同尺度的明确假设至关重要。