联合国提出的17项全球可持续发展目标（SDGs）为在不损害后代福祉的前提下，发展健康的经济、社会和环境提供了战略蓝图。人类经济活动影响着这些目标的实现，例如通过提高收入（SDG 1——消除贫困）、提供生计（SDG 8——经济增长）和支持人类需求（SDG 9——基础设施创新）。然而，追求这些积极目标的同时也带来了一定的环境影响，进而对可持续发展产生不利影响。这是因为人类消费推动了生产，可能导致资源枯竭、生态系统退化和气候变化。这些影响会对人类社会产生反馈，例如资源和环境状况的恶化可能影响公民健康和社会公平，而严格的环境保护政策可能会阻碍经济发展。自SDGs提出以来，已有大量研究关注不同尺度上实现这些目标的表现评估，目标之间及其随时间和空间的变化关系，以及定性分析影响SDGs实现的因素。寻找描述各国实现可持续发展目标进展情况的量化指标仍然是一个研究空白。此外，环境状况与SDG目标进展的协同效应迄今尚未量化。已知生产效率和消费模式会影响资源消耗和环境负担。此外，全球贸易将经济产出和相关的环境损害从进口国转移到了出口国。然而，经济（生产和消费）活动如何决定和改变环境条件并进而改变各国SDG进展的细节尚不清楚。环境足迹（EFPs）是一种量化人类经济活动对环境和资源影响的方法。评估EFPs是从需求侧角度制定与环境相关的可持续发展政策和措施的基础。EFPs有多种形式：水足迹（WF）、能源足迹（EF）、碳足迹（CF）、物质足迹（MF）、氮足迹（NF）和土地足迹（LF）。然而，只有物质足迹被采纳为SDGs中的官方评估指标。该研究构建了这六个指标的环境足迹实践与SDGs之间的联系。EFP通常随着经济活动的增加和人口的增长而增加。每单位货币总产出的EFPs表征了一个国家国内生产的环境强度，理想情况下，经济价值的产生应尽可能减少环境破坏。该足迹强度（FI）指数本质上是衡量一个国家国内采购和进口生产效率的指标。每位国民的EFPs则表征了每个公民通过消费量对环境施加的压力。足迹压力（FP）指数反映了一个社会的富裕程度。提高富裕国家的生产效率和遏制过度消费是解决环境影响的最直接方法。后者现在被认为是必要的，因为仅靠技术措施不太可能实现环境目标。此外，单纯注重效率可能会带来反弹效应，即消费水平整体上升。真正缓解环境压力需要同时改变消费模式和生产效率，因此该研究对这两个指标进行了考察。首先，使用多区域投入产出（MRIO）分析，根据各个国家的原始数据计算FI和FP指数，并基于这两个指数构建了EFPs指数。其次，在联合国定义的四个收入组别（低收入组L、中低收入组LM、中高收入组UM和高收入组H）中，建立了这些指数与国家在SDG目标上表现之间的关系。最后，利用可计算一般均衡（CGE）分析，将MRIO数据在不同情景下推算到2030年，建立未来的FI和FP指数，并通过回归模型，预测各国未来在SDG目标上的表现。
不同国家的环境足迹特征存在差异。美国、澳大利亚和加拿大的足迹压力（FP）普遍高于全球平均水平，但其足迹强度（FI）较低。这可能与人口密度、先进的生产技术以及资源丰富程度等因素有关。作为一个人口密度较高的国家，中国的FP接近全球平均水平，但其人均氮足迹（NF）却是全球平均水平的两倍以上。在对比各收入组别的FI和FP时，我们发现收入较高的国家往往表现出较低的FI和较高的FP。在过去的16年里，EFPs与GDP的比率显著下降，而人均EFPs却有所增加，这意味着环境效率的提高未必能减轻环境压力。使用不同环境指标的FI和FP平均值作为环境足迹指数，以评估各国相应的环境表现。大多数EFPs指数在这一时期经历了波动。低收入组的水足迹（WF）、能源足迹（EF）和土地足迹（LF）指数均上升了近10%，但其WF水平仍相对较低。中等收入组的碳足迹（CF）指数录得最高的相对增长。对于高收入组，除了CF外，氮足迹（NF）指数也显著增加。对比四个收入组，WF指数随着收入水平的增加呈现出逐步改善的趋势，而物质足迹（MF）指数则没有显著差异。最显著的差距体现在高收入和低收入国家之间的WF指数上，高收入组领先约65%至105%。然而，随着时间的推移，这一差距略有缩小。总体上，高收入组和中高收入组的表现优于低收入组和中低收入组。FI和FP分别与SDGs指数拟合。对于低收入组，FI、FP与SDGs的关系并不显著；随着收入水平的提高，从中低收入组开始，FI和FP指数的增加与SDGs呈现出负相关关系；进入中高收入组后，这一关系反转，FI、FP与SDGs呈现正相关关系，FI、FP与SDGs协同增长；在高收入国家，这种正相关关系更加显著，斜率超过了中高收入组。
图1. 经济活动的环境足迹。a. 经济活动的环境足迹，包括六种环境足迹：水足迹（WF）、能源足迹（EF）、碳足迹（CF）、物质足迹（MF）、氮足迹（NF）和土地足迹（LF）。b. 各国以每单位美元和人均计算的环境足迹比较，坐标值为相对于全球平均值的百分比差异，符号表示四种收入类别的国家，圆圈的大小表示各国的总人口。c. 四个收入类别的环境足迹趋势。d. 分别拟合足迹强度（FI）、足迹压力（FP）分与SDG指数之间的关系。
经济活动中各部门的联系复杂而精细。使用环境足迹指数作为因变量，以各部门的环境足迹强度（FI）和足迹压力（FP）为自变量，随机森林作为预测模型。通过准确度提升法，评估了不同部门的FI和FP对相应环境足迹指数的重要性。总体而言，除低中收入组外，农业和食品制造部门的重要性尤为突出，尤其是农业人均土地足迹（LFP）和食品制造业人均物质足迹（MFP）。此外，建筑业的变化更有可能影响低中收入组的环境足迹指数，表明中低收入国家正处于快速城市化和基础设施建设阶段。这些部门的巨大需求导致了资源使用、物质消耗和排放，决定了一国环境足迹的整体表现。
图2. 识别影响环境足迹指数的重要部门。横坐标代表在环境足迹指数计算中的各个部门，纵坐标代表每个部门中不同类型的足迹强度（FI）和足迹压力（FP）。
基于CGE模型模拟了2030年全球投入产出矩阵，考虑了人口增长、经济发展和EFPs的预测。与2015年相比，2030年环境足迹的增长率超过54.3%，其中碳足迹（CF）预计增长85.4%，物质足迹（MF）是原值的两倍多。此外，设定了三个情景：生产效率提高、发达国家与发展中国家之间贸易量减少，以及服务业在消费结构中所占比重的增加。每个情景有三个梯度，分别为低（10%）、中（20%）和高（30%）。在所有情景中，EFPs指数在服务业比例增加（SP）情景下改善最为显著，低收入组的改善大于其他组别。从环境足迹对SDG目标进展的协同效应模拟来看，环境足迹改善与饥饿相关目标之间仍存在显著的权衡关系，但这种情况在高收入组中并不明显。改善环境保护和粮食安全之间的平衡仍然是一些国家的主要关注点。在低收入组中，大多数目标的进度随着环境足迹指数的提高而提高，且在四个收入类别中表现最大。生产情景的改善相对最显著，而高收入国家的增幅相对最低。这也是因为高收入群体在SDG目标上的表现已经处于较高水平。
图3. 2030年情景模拟下SDG目标的协同效应。a–d 展示了不同情景下四个收入类别的平均环境足迹指数的变化。e–h 展示了与“保持现状”（BAU）情景相比，2030年SDG目标的变化。
参考文献
Han, S., Li, C., Li, M. et al. Prospects for global sustainable development through integrating the environmental impacts of economic activities. Nat Commun 15, 8424 (2024).
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