未来几十年，全球在食物、水和能源方面的获取状况将如何演变？麻省理工学院研究人员共同撰写的一项新研究表明，答案可能因地区、资源种类和收入水平的不同而存在巨大差异。
该研究基于对多种资源情景的广泛建模，发现在某些地区，到2050年，低收入人群可能需要将其收入的约50%用于购买食物，而同一地区的高收入群体在食物上的支出比例可能仅约为5%。
“在很多这类结果中，低收入群体面临的潜在不安全性要严重得多，”麻省理工学院可持续科学与战略中心及麻省理工学院能源计划的首席研究科学家珍妮弗·莫里斯说道，她也是详述这些发现的新论文的共同作者。她指出，不同全球地区的政策制定者可以评估这些结果，以了解其人口中不同群体未来可能面临的长期、大规模资源安全风险。
“任何占据你收入一半的支出，都有可能对你的整个生活造成不稳定影响，因为这样一来，用于其他关键需求和基本生活必需品的资源就少之又少了，”莫里斯说。
该研究着重于预测未来食物、水和能源的获取情况，基于对影响其可得性的十几个主要因素的长期变化进行分析，这些因素包括经济状况、农业生产、贸易条件、气候、土地利用等。
“这项研究表明，未来食物、能源和水安全不安全的问题并不存在单一的驱动因素，”杜兰大学研究科学家、论文共同作者吉珠·金说。“收入固然重要，但区域条件、土地利用、能源系统、水资源可用性以及消费者行为都共同影响着人们面临的风险。”他补充说，对政策制定者而言，“这意味着他们需要考虑在每个地区造成脆弱性的具体因素组合。”
这篇题为《通过多部门情景集合识别未来资源安全结果的关键不确定性和驱动因素》的论文发表在《地球的未来》期刊上。
除了莫里斯和金之外，该论文的作者还包括太平洋西北国家实验室的地球科学家布莱恩·奥尼尔、太平洋西北国家实验室的系统工程师马歇尔·怀斯、斯坦福大学管理科学与工程学教授约翰·韦扬特，以及塔夫茨大学土木与环境工程副教授乔纳森·拉蒙塔涅。
填补空白
当前这项研究填补了研究长期资源安全等问题的科学家在建模方面存在的一个空白。鉴于长期分析的复杂性，许多研究采用了科学家所称的“共享社会经济路径”情境，即涵盖对未来广泛全球叙事的一小组情景，而非探讨具体结果，比如世界不同地区不同收入群体的长期资源获取状况可能如何以关联方式发生变化。两年前，同一组作者曾撰写论文，呼吁进行更多针对人类福祉结果的、具有社会经济特异性的情景分析；当前这项研究正是他们开发此类建模方法的努力成果。
“对于这类研究，我们关注的是人类福祉结果，收入因素确实非常重要，”莫里斯说。
为开展这项研究，研究人员采用了该领域一个现有框架——全球变化分析模型（GCAM）7.1版本，该模型呈现了能源、经济、水、土地和气候之间的相互作用，将世界划分为32个地区、235个流域和384个土地利用区域，并对商品价格等随时间变化的因素进行调整。
研究团队使用了与资源可得性相关的12个主要变量，包括人口、国内生产总值、收入分配、碳强度、土地利用、农业贸易、多种能源消费情景、多种水资源利用预测等。他们针对这些因素运行了3735种不同情景的模拟，以更好地理解2050年可能出现的资源结果范围。
从整体来看，建模确实揭示了一些显著的区域差异。到2050年，食物安全问题可能在撒哈拉以南非洲部分地区最为严峻，而能源安全问题可能在亚洲、东欧和中东部分地区的低收入居民中最为突出。
但即便在同一地区内，资源安全状况也可能存在巨大差异。在南部非洲，建模显示，按收入计算最贫穷的10%人口可能需要将收入的49.6%用于食物支出，而最富裕的10%人口这一比例仅为5.5%。在西非和东非，按收入计算最底层10%人口预计的食物支出负担分别为48.4%和42.5%。
为了解这可能代表的随时间变化情况，研究人员将结果与GCAM模型中2015年的数据进行了比较。2015年，西非收入最低群体的平均食物负担约为收入的25%，而2050年的估计值则在约20%到75%之间不等。在南部非洲，2015年收入最低群体将约20%的收入用于食物支出，但学者们的建模预测这一食物负担将增至25%到65%之间。预计负担范围之广，反映出未来可能情景的广泛跨度。
在能源方面，按收入划分的差异同样明显。例如，在中东部分地区，2050年最高收入阶层的居民能源负担估计仅为1.7%，而最低收入阶层则高达18.9%；在东欧，最低收入阶层的能源负担达到收入的11.3%，而最高收入阶层则不到5%。
“区域平均值可能会使未来资源安全风险看起来比实际情况更易于应对，”金说。“这意味着，仅停留在平均水平的分析，可能恰恰会忽略那些在未来变化中最为脆弱的人群。”
理解其中的动态机制
诚然，正如学者们所强调的，资源获取方面存在诸多不确定性，而不确定性始终是对全球经济和资源进行建模时不可避免的一部分。尽管如此，他们认为，这类预测能够比以往提供更为详细的2050年社会状况展望。
“至少，这项研究突出了值得关注的领域，并表明这些领域在世界不同地区存在差异，”莫里斯说。“这类研究的一个成果，就是将这些情况呈现出来，并提供这样的洞见。这也能为针对特定地区和问题的进一步研究提供方向。”
研究人员还认为，这些结果将为可能关心其整个社会长期资源供应问题的政策制定者提供一份新的路线图。虽然拥有新的预测数据很有价值，但建模还能帮助分析人员和政策制定者了解哪些因素最明显地影响着未来的资源结果。
“我们的方法旨在识别产生不同资源安全结果的条件，而不是预测某一种最可能出现的未来，”金说。
“这与我们通常看到的情景分析方法有所不同，”莫里斯补充道。“这种方法之所以受到人们的关注，是因为它们具有广泛的用途和应用场景。”
这项研究部分得到了美国能源部、斯坦福大学和韩国国家研究基金会的支持。
Q&A
Q1：2050年全球食物和能源获取的差距具体有多大？
A：研究显示，在南部非洲，最贫穷的10%人口可能需将收入的49.6%用于食物，而最富裕的10%人口仅需5.5%。在中东部分地区，最低收入阶层的能源负担可能达18.9%，而最高收入阶层仅为1.7%。
Q2：这项研究是如何进行预测的？
A：研究人员采用了全球变化分析模型（GCAM）7.1版本，结合人口、GDP、收入分配、土地利用、能源和水资源等12个主要变量，运行了3735种不同情景的模拟，以预测2050年可能出现的资源获取状况。
Q3：哪些地区在2050年面临的资源安全风险最大？
A：研究发现，食物安全问题可能在撒哈拉以南非洲部分地区最为严峻，而能源安全问题可能在亚洲、东欧和中东部分地区的低收入居民中最为突出，且区域内部的收入差异会加剧这种不平等。
