中美雙邊貨物貿易自然資本的生態足跡分析

李昭華 傅偉，2沈艷

(1.華中科技大學經濟學院，湖北 武漢 430074;2.上海財經大學經濟學院，上海 200433)

中國對美貿易順差已持續數十年。直至2004年前后，美方才提出用人民幣升值來抑制巨大的雙邊貿易失衡。2005年7月人民幣匯改至2009年，中國對美貿易順差不降反升。此后，美方為扭轉中美雙邊貿易失衡做出逼迫人民幣升值的種種威脅。有人認為，中美貿易失衡，使美國民眾失去成千上萬的就業機會。另一些人則認為，中美貿易使美國消費者長期從購買價廉物美的中國制造消費品中獲得大量消費者剩余，中國出口為美國消費品市場超過30年的物價平穩做出了貢獻。無論是消費者剩余獲取，還是消費品市場物價穩定，現有研究都是從傳統經濟學的貨幣資本(monetary capital)的角度分析中美在雙邊貿易中的利益。而越來越多的生態經濟學研究顯示，貨物和服務在貨幣資本上的等價交換，有可能在自然資本(natural capital)上是不等價交換［1－6］。本研究試圖從生態經濟學的自然資本的角度分析中美在雙邊貨物貿易中的利益。

1 文獻綜述

自然資本，也稱為生態資本(ecological capital)，用來表示生態資源的存量，被生態經濟學文獻廣泛使用，例如，Constanza et al.［7］，Andersson and Lindroth［2］，Monfreda et al.［8］，Moran［5］等人的研究。傳統經濟學用貨幣資本表示貨物和服務的貨幣價值，但生態經濟學認為貨幣資本不能反映貨物和服務的生態價值，故用自然資本表示貨物和服務所含有的生態價值。自然資本測算主要涉及兩個問題，其一，自然資本的測度方式;其二，特定測度方式所采用的計算方法。

Moran et al.［6］概括了自然資本的四種測度方式:①物資流分析(MFA)，以重量測度生態資源;②基于能量的測度，用內涵能量或能量記憶來測度生態資源;③用人類占用的凈原生產力(HANPP)測度生態資源;④生態足跡(ecological footprint，EF)，以面積為單位測度生物圈的可再生能力有多少被人類活動所占用。一國/地區的EF是生產該國/地區貨物和服務的用地，并吸收這些貨物和服務的生產和消費所產生的排放和廢棄物用地，以及提供基礎設施用地面積之和。EF將某一商品所含的自然資本分解為以下六種類型的用地:耕地、草地、林地、水域、建筑用地、碳匯用地，其中，前五種用地為生產該商品的實際用地，碳匯用地為吸收該商品生產的排放所需用地，是虛擬用地。所謂虛擬，是指碳匯用地并不像實際用地那樣，實際地占用地表面積。

基于曹淑艷、謝高地［9］的分析，筆者強調EF的如下缺陷:①核算的不完整。EF模型沒有考慮包括地下水在內的地下資源，并暗含著不可再生資源與可再生資源之間不可相互替代的假設。②缺乏動態性。EF基本模型表達的是存量測度，沒有將存量測度與出入系統的資本流結合起來。③缺乏結構性。EF基本模型直接把土地利用分配給最終消費，得到的部門－土地矩陣能反映部門的直接土地占用需求，但無法反映部門間接土地占用情況。

雖然EF存在缺陷，但在上述四種測度方式中，EF涵蓋并改進了其他三種測度方式，比其他三種測度方式更加形象和直觀，其使用日益廣泛，故本研究采用EF測度中美雙邊貨物貿易中商品所內涵的自然資本，進而揭示中美在雙邊貨物貿易中的生態利益。

在使用EF分析國際貿易的文獻中，EF的計算主要采用投入產出法(input-output，IO)和產品用地系數矩陣法(product land use matrix，PLUM)。IO方法將商品和服務的貿易值轉換成EF面積，轉換所需系數由投入產出表導出，相關文獻見諸Wackernagel et al.［10］，Machado et al.)［11］，Li et al.［12］等人以及大量其他人員的研究。PLUM方法則是將商品的貿易量轉換成EF面積，轉換系數用來自全球足跡網(GFN)為世界大多數國家編撰的國家足跡賬戶(NFA)所提供或其他人員計算的產出系數計算得到。在對國際貿易進行EF分析的文獻中，使用產品用地系數將商品貿易量轉換成為面積的文獻見諸van Vuuren el at.［1］，Andersson and Nevalainen［3］，Hornborg［4］，Moran［5］，Moran et al.［6］等人的研究。

Wiedmann［13］全面、詳細地闡述了IO方法與PLUM方法的優劣對比。筆者在此強調PLUM方法的如下優點:①聯合國食品和農業組織(FAO)數據庫及全球貿易數據庫提供了與NFA中的商品編碼一致的年度貿易數據。故PLUM可以獲得長時期的年度數據。在IO方法中，各國通常不提供年度的投入產出表。②PLUM方法的分辨率可以達到具體的商品。IO方法的分辨率只能到達部門或產業。③PLUM方法的系數矩陣構建相對簡單，NFA給出的轉換系數已經考慮了母產品(例如，桔子)到子產品(例如，桔汁)的轉換率，IO方法的轉換系數則要考慮從最終產品追朔到原材料的完整供應鏈。

在對商品量轉換成EF面積進行EF時間序列的研究中，產出系數的選擇涉及兩個重要問題［14］:其一，產出系數的空間選擇。在空間維度中，產出系數可以在全球產出和當地產出中選擇。全球產出是指使用世界平均產出系數將以噸(tonne)或立方米(m3)表示的商品量轉換為用地面積，當地產出是指使用所研究地區的產出系數進行商品量到用地面積的轉換。使用全球產出可以標準化不同地區間生態生產力的差異，利于不同地區的橫向比較。其二，產出系數的時間選擇。在時間維度中，產出系數可以在可變產出和恒定產出中選擇。可變產出具有動態性，每一年份均使用當年的產出系數進行商品量和用地面積之間的轉換，可以同時反映消費、生產和土地生態生產力等因素對EF的綜合影響。恒定產出具有靜態性，選定一年為基年，假設每一年的生態生產力都與基年相同，歷年都使用基年的產出系數將商品量轉換為用地面積，可以有效地分割各因素對一定人口所占用EF的影響。

本研究采用PLUM方法并選擇全球恒定產出計算1992年至2010年中國向美國出口及從美國進口的全部商品的自然資本。在空間維度上選取全球產出，可以將美國生產的商品中內涵的用地面積和中國生產的商品中內涵的用地面積統一為全球公頃，以便對雙邊貿易中進出口的自然資本進行橫向比較;在時間維度上選取恒定產出，可以排除土地生態生產力的變化對EF造成的名義影響。

對測算得到的自然資本EF值從兩個方面加以分析:①構造EF密集度、EF貿易條件及EF結構，進而分析EF值的貿易特征;②測算1992年至2010年中美雙邊貨物貿易值的順差結構，進而從貨幣資本流向及商品流向的角度揭示自然資本流向的成因。

本研究在以下方面不同于van Vuuren el at.［1］，Andersson and Nevalainen［3］，Hornborg［4］，Moran［5］，Moran et al.［6］等人的研究:① 現有研究缺乏雙邊貿易的時間序列分析，在 van Vuuren el at.［1］的研究中，貿易只是一個次要問題;Andersson and Nevalainen［3］考察2000 年芬蘭與其他地區之間的貿易的EF;Hornborg［4］考察18世紀末及19世紀初英國與北美進行原棉與棉制品、羊毛與羊毛制品貿易中，原料與制成品在貨幣資本的等價交換，其空間(用地)交換和時間(用工)交換卻是不等價的;Moran［5］，Moran et al.［6］則是在全球范圍內考察2002年每個國家的出口的EF。本研究卻是對中美雙邊貨物貿易進行的時間序列分析。② 現有研究中，只有 Moran［5］，Moran et al.［6］構造了產品用地產出系數矩陣。Moran［5］，Moran et al.［6］將各個國名、四類用地產出系數構造了不可直接計算的矩陣，也沒有列出矩陣運算的算式。本研究構造了商品貿易量向量(1×n)、用地轉換系數矩陣(n×5)及等價因子向量(5×1)，用地轉換系數是用地產出系數的倒數，并建立三個矩陣連乘的算式，以計算某一年n種進口或出口商品的每一種用地類型的EF值及五種類型用地之和的EF值。③本研究雙邊貿易商品的EF流向進行貿易特征分析，對比雙邊貨物貿易中自然資本流向、貨幣資本流向及商品流向。

2 EF值測算方法及數據

參照 Moran［5］，Moran et al.［6］構造的產品用地產出系數矩陣，本文構造產品用地轉換系數矩陣，并建立矩陣算式，以計算1992年至2010年中國向美國出口及從美國進口的全部商品的EF值。本研究選擇全球恒定產出并選取2007年為基年，在世界土地生態生產力不變的假設條件下，1992年至2010年均使用2007年世界土地平均產出系數。在全球范圍內，建筑用地不到總用地量的10%，并且，在貿易商品的生態足跡中，建筑用地不到2%［6］，故本研究參照Moran et al.［6］的做法，將貿易商品所含的自然資本分解為耕地、草地、林地、水域和碳匯用地，不考慮建筑用地。

2.1 矩陣及算式

本文構造下列三個矩陣:

式(1)中，vi是第i種商品的貿易量，i=1，2，……，n;

式(2)中，cit是第 i種商品的第 t類用地轉換系數(conversion coefficient)，且①計算家畜及牧產品耕地E F、草地E F 時，用地轉換系數分別等于耕地密集度和草地密集度。是第i種商品的第t類用地產出系數(yield coefficient)，i=1，2，……，n;t=cr，ps，fr，mr，依次表示耕地(cropland)、草地(pasture)、林地(forest)和水域(marine area)。對于yit=0，或yit=NA(缺失)，我們設定 cit=0。對于碳匯用地(carbon sink land)，cics=商品能源密度×電力能源系數×世界電力和熱能碳密度×碳足跡密度。

式(3)中，et是第 t類用地的等價因子，t=cr，ps，fr，mr，cs。各種類型的用地面積乘以等價因子后轉換成為單位面積具有同等生態生產力的面積，以使不同類型的用地面積之間可以進行比較。

2.2 數據來源及處理

2.2.1 數據來源

農產品貿易量、牧產品的貿易量、漁產品的貿易量均來自UN Comtrade，采用HS02商品編碼，林產品的貿易量來自FAO的ForesSTAT Statistical Database，采用FAO商品編碼。碳匯用地所需的商品貿易量來自UN Comtrade，采用SITC Rev.1商品編碼。商品的內涵能源密度、電力能源系數都從NFA2010版中得到。但是NFA2010版未提供世界電力和熱能的碳密度，本文采用NFA2010版的匈牙利賬戶中的CO2核算工作表推算出2010年世界電力和熱能的碳密度。所有產品產出系數及用地均衡因子來自NFA2010。

2.2.2 HS92向HS02及HS96向HS02的版本轉換

UN Comtrade在1992年至1995年、1996年至2001年、2002年至2010年的貿易數據分別采用HS92、HS96及HS02編碼。本文使用HS92與HS02及HS96與HS02的轉換表將HS92及HS96編碼數據轉換成HS02編碼數據，轉換表可從Comtrade數據庫中得到。

3 測算結果及分析

1992年至2010年中國對美國貿易全部商品(出口年均510種，進口年均550種)的EF值及折線圖分別如附表1和圖1所示(鑒于版面所限，附表1略去，有興趣的讀者可向作者索取)。

圖1 1992－2010年中國對美國貿易全部商品的凈進口EF值Fig.1 EF of the whole goods in the Sino-US bilateral trade from 1992 to 2010

圖1顯示，總體而言，在1992年至2010年的中美雙邊貨物貿易中，中國是四種實際用地(耕地、草地、林地、水域)的凈進口國，反映出中國實際用地比較劣勢日趨加劇;1992年至1999年間，美國為碳匯用地的凈出口國，2000年至2010年間，美國轉變為碳匯用地的凈進口國，且凈進口量呈波動上升趨勢，美國通過貨物貿易從中國獲得排放空間。因此，美國用實際用地換取中國的碳匯用地。

為考察中國對美國貨物貿易EF值的貿易特征，筆者構造EF密集度(EFI)、EF貿易條件(TTEF)及EF結構(EFS)如下:

式(6)中，TV為貿易值，EFI體現每一美元出口或進口商品的EF值為EF的貨幣價格。貿易兩國實際用地出口EF的貨幣價格差異體現兩國實際用地豐裕度、生產技術水平、用地集約化程度的差異。貿易兩國碳匯用地出口EF的貨幣價格差異則體現兩國環境規制嚴度和減排技術水平的差異。

TTEF刻畫一國出口自然資本換取進口自然資本的能力。TTEF升高，反映出口自然資本可以換取更多的進口自然資本，EF貿易條件得到改善，反之，則EF貿易條件惡化。

EFS刻畫出口或進口商品的EF值中實際用地與碳匯用地的比例。EFS升高，反映實際用地比例提高，筆者稱之為EF結構綠化，反之，則稱之為EF結構碳化。一國EFSex碳化、EFSim綠化，表明該國在進出口中存在使用換碳匯用地換取實際用地的趨勢。

表1顯示1992－2010年中國對美國貨物貿易EF值的貿易特征。從實際用地看，我國實際用地EFIex遠低于EFIim，體現我國實際用地豐裕度、用地集約化程度遠低于美國;我國EFIex呈遞減趨勢，即我國實際用地的貨幣價格越來越高，意味著我國實際用地的比較劣勢呈加劇趨勢;我國實際用地EFIim相對平穩，反映美國實際用地豐裕度、用地集約化程度保持平穩;實際用地TTEF呈遞增趨勢，即出口實際用地所交換的進口實際用地呈遞增趨勢，我國實際用地EF貿易條件呈改善趨勢。從碳匯用地看，我國EFIex相對平穩，反映我國出口產品的排放含量沒有顯著降低，EFIim值呈遞減趨勢，反映我國從美國進口產品的排放含量呈遞減趨勢，美國碳匯用地的貨幣價格越來越高;碳匯用地TTEF呈遞減趨勢，即出口碳匯用地所交換的進口碳匯用地呈遞減趨勢，我國碳匯用地EF貿易條件呈惡化趨勢。從EF結構看，我國EFSex呈遞減趨勢，反映我國出口商品EF結構呈碳化趨勢;我國EFSim呈遞增趨勢，反映我國從美國進口商品EF結構呈綠化趨勢。

表1 1992－2010年中國對美國貨物貿易EF值的貿易特征Tab.1 Trade traits of EF of the whole goods in the Sino-US bilateral trade from 1992 to 2010

為揭示中美雙邊貨物貿易EF流向的成因，筆者測算了1992年至2010年中美雙邊貨物貿易值按HS分類全部21個類別商品的順差結構。按HS分類第1至第21類商品如附表2所示(鑒于版面所限，附表2略去，有興趣的讀者可向作者索取)。為同時考慮順差和逆差的影響，筆者構造商品順差貢獻率如下:

式(9)中，i=1，2，…，21;t=1992，1993，…，2010;Xit為t年中國向美國出口第i類商品的出口值，Mit為t年中國從美國進口第i類商品的進口值Mit)表示t年中國對美貨物貿易的全部21類商品的凈出口值之和或凈進口值之和，scit表示t年第i類商品的凈出口值或凈進口值占當年全部21個類別商品的凈出口值之和或凈進口值之和的百分比。若Xit－Mit＞0，則scit＞0，表明t年中國對美貿易第i類商品順差;若Xit－Mit＜0，則

scit＜0，表明t年中國對美貿易第i類商品逆差。若=+100%，表明t年中國對美貨物貿易總體順差，若=－100%，表明t年中國對美貨物貿易總體逆差。SCit以百分比來衡量t年第i類商品對全部21類商品凈出口值之和或凈進口值之和的正的或負的貢獻。

表2 1992－2010年中國對美國貨物貿易順差結構商品按HS分類Tab.2 Surplus Structure of China’s Trade of Goods with the U.S.from 1992 to 2010 Based on HS Category of Goods %

1992年至2010年中美雙邊貨物貿易值順差結構由SCit組成，如表2所示。表2顯示，中國對美貿易歷年都是或絕大部分年份是逆差的商品類別為第6類、第17類及第2類、第10類、第3類等五類商品。其中，前兩類(第6、17類)為碳匯用地密集型商品，后三類(第2、3、10類)為實際用地密集型商品。前兩類(第6、17類)碳匯用地密集型商品的逆差貢獻幅度呈現由強漸弱的變化趨勢，后三類(第2、3、10類)實際用地密集型商品的逆差貢獻幅度平穩。

在中國對美貿易的順差商品中，主要順差貢獻的商品類別依次為第16類、第20類、第12類、第11類、第15類、第8類等六類商品，其中，第16、20、15類商品為碳匯用地密集型商品，第12、11、8類商品也是碳匯用地密集型商品，同時還占用實際用地。前四類商品(第16、20、12、11類)的順差貢獻大幅度變化，反映出中國出口順差商品從以鞋、帽(第12類)、紡織制品(第11類)為主導向以機電產品(第16、20類)為主導的結構轉變。機械設備(第16類)的順差貢獻幅度逐年大幅度攀升。

由于化工產品(第6類)及車輛(第17類)的逆差貢獻幅度與機械設備(第16類)的順差貢獻幅度的反方向變化，導致中國中美雙邊貨物貿易中由碳匯用地的凈進口國自2000年起轉變成為碳匯用地的凈出口國。

圖1顯示的中國實際用地凈進口量逐年上升趨勢，也可以從表3的貨物流向中得到解釋:①鞋帽、紡織品、皮革制品等三類占用實際用地的商品(第12、11、8類)的順差幅度逐年大幅度降低，相應的實際用地出口量逐年減少;②植物產品、木漿、動植物油脂等三類實際用地密集型商品(第2、10、3類)的逆差幅度雖然保持平穩，但由于雙邊貿易量逐年攀升，相應的實際用地進口量逐年攀升。這兩個反向變化的合力形成中國實際用地凈進口量逐年上升。

表2實際上是以貨幣資本為測度來描述中美雙邊貿易的貨物流向。表2從貨幣資本的角度展現中國在中美雙邊貨物貿易中實現了出口商品的結構提升，而圖1、表1則從自然資本的角度反映，中國為實現出口商品的結構提升付出了如下代價:碳匯用地EF貿易條件惡化、出口EF結構碳化、從碳匯用地凈進口國轉變為碳匯用地凈出口國。

4 結論

本文采用基于產品用地系數矩陣(PLUM)的生態足跡分析測算1992年至2010年中國對美國貿易全部商品的內涵自然資本，得到以下結論:

(1)在1992年至2010年的中美雙邊貨物貿易中，中國是實際用地的凈進口國，碳匯用地EF貿易條件惡化、出口EF結構碳化。美國自2000年以來是碳匯用地的凈進口國，美國通過貨物貿易從中國獲得排放空間，碳匯用地EF貿易條件改善、出口EF結構綠化，因此，美國不僅獲得消費者剩余和消費品市場物價平穩的貨幣資本利益，也獲得用實際用地換取碳匯用地的自然資本利益。

(2)我國碳匯用地凈出口集中在“雜項制品”、“SITC未另分類的其他商品和交易”、“機械及運輸設備”、“礦物燃料、潤滑油及有關原料”、“飲料及煙草”等五個類別的商品。在這五個類別中，我國自2000年以來為美國提供排放空間。長期以來，我們認為我國制成品、機電產品出口的增長，就意味著出口商品結構的提升。但是，這種出口商品結構提升并未考慮自然資本的代價。我們未曾意識到，制成品、機電產品出口的增長同時也意味著我國為貿易伙伴國提供碳匯用地的負擔加重。我們應該認真思考如何在制成品、機電產品出口增長與生態資源保護之間尋求平衡，如何盡量減少產品出口所付出的生態資源代價。

(3)在1992年至2010年的中美雙邊貨物貿易中，中國實際用地凈進口量呈逐年上升趨勢，反映出中國實際用地比較劣勢日趨加劇。我們需要進一步研究:我國總體上是否呈現生態資源貧瘠化，生態資源貧瘠化又是否與中美貿易正相關。

致謝:華中科技大學經濟學院下列同學參與本課題的研究工作:2006級本科生譚新龍、徐化愚，2009級碩士研究生沈晗;2008級本科生李璇、馮亞平，2011級碩士研究生鄔光燕、吳莉。2012級碩士研究生楊楠承擔投稿的格式調整。作者謹此向他們致以謝忱。作者感謝兩位匿名審稿專家指出論文初稿存在的問題，并提出具體而富有建設性的修改建議。文責由作者自負。

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