将气候变化对海洋系统的影响纳入温室气体社会成本的挑战和机遇

关于作者 布莱恩·C·普雷斯特是一位经济学家，也是RFF的研究员，专门研究气候变化经济学、能源经济学以及石油和天然气供应。Prest运用经济学理论和计量经济学来通过评估其对社会的影响，改善能源和环境政策。他近期的工作包括改善碳的社会成本的科学依据，以及各种石油和天然气供应政策的经济学建模。他的研究成果已在《自然》、《经济活动布鲁金斯文摘》、《环境与资源经济学家协会杂志》、《环境经济学与管理杂志》等同行评审的期刊上发表。他的工作也受到《华盛顿邮报》、《华尔街日报》、《纽约时报》、《路透社》、《美联社》和《巴伦周刊》等主流媒体的关注。 乔丹·温格林罗斯是RFF的一名研究助理，专注于碳排放的社会成本（SCC）。乔丹目前负责将关于生物多样性丧失的SCC估算添加到RFF-伯克利温室气体影响价值估算器（GIVE）模型中，此前他曾为GIVE模型的发展做出贡献，该模型于2022年在《自然》杂志上发表。加入RFF之前，乔丹曾在加利福尼亚大学伯克利分校环境科学、政策和管理系学习生态学。 弗兰克·埃里克森他是普林斯顿大学的一名助理研究员。他的气候变化经济学研究集中于气候系统的深层次不确定性、气候变化影响的差异性，以及如何理解这两个问题如何影响公共政策设计。 致谢 我们对研讨会参与者和演讲者为他们宝贵的时间和深思熟虑的贡献表示感激。我们还感谢Bernardo Bastien Olvera、Luke Brander、William Cheung、Chris Moore和Rashid Sumaila对这份报告草案的评论。本工作得到了Alex C. Walker Foundation的资助。 关于RFF 资源未来基金会（RFF）是一家位于华盛顿特区的独立、非营利性研究机构。其使命是通过无偏颇的经济研究和政策参与，改善环境、能源和自然资源决策。RFF致力于成为最具信任度的研究见解和政策解决方案的来源，以实现健康的环境和繁荣的经济。 此处所表达的观点为个别作者的见解，可能与RFF的其他专家、官员或董事的观点存在差异。 分享我们的工作 我们的工作可以在 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 国际（CC BY-NC-ND 4.0）许可下分享和改编，除非另有说明。您可以以任何媒介或格式复制和重新分发我们的材料；您必须提供适当的信用，提供许可链接，并说明是否进行了更改，且不得附加额外限制。您可按任何合理的方式进行，但不得以任何方式暗示许可方支持您或您对材料的使用。您不得将材料用于商业目的。如果您混合、转换或在此基础上构建材料，您不得分发修改后的材料。更多信息，请访问https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/. 摘要 社会温室气体成本（SC-GHG）是估计社会因排放增量每吨特定温室气体而承担的经济成本。SC-GHG估计的近期进展代表了向全面核算温室气体影响迈出的重大一步，但它们仍然忽略了气候变化的重要影响，例如其对海洋生态系统和渔业的影响。为了将海洋系统影响纳入SC-GHG估计，未来资源（RFF）的研究人员及其同事召集了一组40名科学家和政策制定者，开展了一系列三次战略研讨会。第一次研讨会旨在让参与者了解最先进的SC-GHG建模方法，以RFF-伯克利温室气体影响价值估算器（GIVE）模型为例。第二次和第三次研讨会重点关注两个被确定为优先领域的主题：珊瑚礁和渔业。讨论的关键主题包括：i）适用于海洋生态系统和经济复杂性的可用统计技术；ii）多种压力因素（如温度增加、极端事件和海洋酸化）对珊瑚礁的累积效应的重要性，以及如何在预测未来气候情景中捕捉它们；iii）在考虑经济动态（如替代效应和享乐适应性）以及资源驱动型地缘政治的情况下，对休闲和商业渔业进行建模的方法。本报告记录了研讨会的对话，作为持续合作以将海洋影响纳入更全面的SC-GHG估计的参考资料。 目录 1. 引言 1 2. 议程 #1：综合评估模型 32.1. GIVE模型32.2. 群体讨论5 第3次研讨会 #2 珊瑚礁 8 3.1. 气候变化与珊瑚礁83.2. 珊瑚礁与生态系统服务评估11 4. 工作坊 #3：渔业 154.1 文献综述154.2. 全球模型的示例174.3. 群体讨论19 5. 结论 23 6. 参考文献 24 1. 引言 近年来，在改善气候变化经济影响估计的科学基础方面取得了显著进展（Carleton等，2022年；NASEM，2017年；Rennert，Errickson等人，2022年；EPA，2023年）。然而，最近最先进的温室气体社会成本（SC-GHG）估计仍然省略了许多气候变化影响的类别，例如对海洋系统的影响。海洋与大气紧密相连，作为温室效应所困热量的主要汇，对人类生活至关重要。尽管对气候变化对渔业和其他与海洋相关的经济和社会制度的影响的科学理解在不断提高，但现有的研究基础为我们提供了在现有知识的基础上开始将海洋影响纳入SC-GHG估计的途径。 为了阐明这一主题，我们与来自海洋相关经济和环境科学学科的众多专家进行了一系列访谈和研讨会。在访谈中，我们寻求专家们就海洋影响经济估值对话的焦点，以及建议其他研究人员在研讨会中包括的参考人员的个人观点。总的来说，我们与来自美国环境保护局（EPA）、国家海洋和大气管理局（NOAA）、斯克里普斯海洋研究所、不列颠哥伦比亚大学、俄勒冈大学、阿姆斯特丹自由大学以及其他几家机构的十几位专家进行了座谈。根据其相关经济损失的预期规模以及准确捕捉这些损失在SC-GHG估算框架（通常是一个综合评估模型）中的可行性，大多数专家倾向于两个重点领域：珊瑚礁和渔业。这两个主题构成了我们两个研讨会的结构，在研讨会之前，我们通过一个初步会议使受邀专家熟悉了SC-GHG方法和文献。每个研讨会都有来自世界各地的约30名顶尖研究人员和政策制定者参加，其中包括至少一位积极研究每个主题的专家。他们热情的参与体现了这一主题在更广泛的环保科学和环境经济学界中的普遍认可（见下一页）。 在本报告中，我们以简化的格式总结了研讨会传达的信息，为未来协作构建涵盖气候对珊瑚礁和渔业的效应的SC-GHG损害函数奠定了基础。 研讨会参与者 • 约书亚·艾布特亚利桑那州立大学• 伯纳多·巴斯蒂恩-奥尔韦拉, 斯克里普斯海洋研究所• 基思·布兰德丹麦技术大学• 伯纳德·布兰德阿姆斯特丹自由大学• 凯恩·卡尔德里亚卡内基科学研究所 • 尼古拉斯·卡萨尔杜克大学• 威廉·庄不列颠哥伦比亚大学• Stephen Colt阿拉斯加安克雷奇大学• Sarah Cooley海洋保护协会• 弗兰克·埃里克森（共同主持人），普林斯顿大学• 卡塔琳娜·法比齐乌斯澳大利亚海洋科学研究所• 以利·费尼切尔耶鲁大学• Chris Free加州大学圣芭芭拉分校• 史蒂夫·盖恩斯加州大学圣芭芭拉分校• 科琳·哈廷美国环境保护署（U.S. Environmental Protection Agency）• 科拉·金顿加州大学伯克利分校• 枪纳·克纳普阿拉斯加安克雷奇大学• 凯琳·克劳茨亚利桑那州立大学• 莉莉·兰不列颠哥伦比亚大学• 李莎·莱文, 斯克里普斯海洋研究所• 克里斯·摩尔美国环境保护署（U.S. Environmental Protection Agency）• 大地成田东京大学• 尼米·恩尼米自然资源经济学公司• 迈克尔·奥本海默普林斯顿大学• Stephen Pacella美国环境保护署（U.S. Environmental Protection Agency）• 吉姆·帕拉迪皮尤慈善信托基金会• 马林·平斯基加州大学圣克鲁兹分校• 布莱恩·普雷斯特(组织者兼主持人), 资源未来• 李莎·雷恩尔斯加州大学伯克利分校• 凯文·雷恩特（共同主持人），未来资源• 凯瑟琳·里克, 斯克里普斯海洋研究所• 艾瑞克·罗伯茨大自然保护协会• 亚历克斯·罗杰斯，REV Ocean• 詹姆斯·桑奇里科加州大学戴维斯分校• Jeffrey Shrader哥伦比亚大学• Rashid Sumaila不列颠哥伦比亚大学• 特拉斯·泰太平洋气候变化影响联盟• 理查德·托尔苏塞克斯大学• Donn Viviani气候保护与恢复倡议• 约旦·温格诺斯（共同主持人），未来资源 2. 第1次研讨会：综合评估建模 在2023年10月27日举行的第一场研讨会上，Brian Prest（未来资源研究所，RFF）介绍了RFF-伯克利温室气体影响价值估算器（GIVE）模型概述，该模型是一个综合评估模型（IAM），旨在估算社会成本温室气体（SC-GHG）。GIVE包括四个不同的气候变化影响类别：与温度相关的死亡率、农业、能源使用和海平面上升（Rennert，Errickson等，2022年）。这些部门被选为关注领域，因为先前的研究表明，它们可能包含最重要的货币化气候损害。 在这里，我们将简要总结GIVE模型，以提供关于如何在SC-GHG中纳入海洋影响背景的信息。我们还将描述此次研讨会的内容以及其中引用的研究，这两者都为随后研讨会关注的特定珊瑚礁和渔业子主题奠定了基础。 2.1. GIVE模型 GIVE模型建立在来自众多不同科学学科的学者协作研究的基础上，结合社会经济变量和温室气体排放的预测、气候模型、气候影响估算以及将未来影响折算为现值的方法。这种方法产生了基于实证研究和可沟通假设的SC-GHG估算（图1）。GIVE模型的一个主要设计特点是，它通过随机抽样进行蒙特卡洛分析，以便使SC-GHG值反映支持气候科学和经济学文献中描述的不确定性。 RFF社会经济预测（RFF-SPs）在GIVE中的应用，如图1的第一列所示，包括预测的人口（Raftery & Ševčíková，2023）、经济增长（Müller等人，2022）和温室气体排放（Rennert，Prest等人，2022），一直延伸到2300年，这是为了捕捉大部分折现气候损害价值所必需的，并使用适当的折现率（Newell等人，2022）。人口和经济增长在国别层面上进行预测，以考虑气候变化对气候影响程度的地域差异，这些因素无疑对评估气候变化对渔业和珊瑚礁的影响同样相关。 温室气体排放源自RFF-SPs并输入至有限幅值脉冲响应（FaIR）模型，这是一个简单、节省的气候模型，旨在模拟全球温度对更复杂的物理模拟中温室气体排放的响应（图1的第二列）（Smith等人，2018年）。FaIR模型代表了碳循环，其中二氧化碳排放在一定程度上被陆地和海洋碳汇所抵消。FaIR模型通过校准改进了早期模型，例如那些在IPCC第五次评估报告中使用的模型。 碳汇的行为依赖于累积碳吸收和并发温度。它还模拟了甲烷氧化成二氧化碳及其他化学过程。它是包括在《 IPCC 第六次评估报告》（IPCC，2023）在内的几个模拟器之一，GIVE 使用针对该报告校准的 FaIR 版本（v1.6.2）。 温度和海洋热含量是FaIR的两个输出变量，随后输入到一个名为BRICK（针对相关冰和气候知识的构建块，如图1的第二列所示）的海平面上升模型中，该模型考虑了格陵兰岛、南极洲和其他地方的冰融，并可将全球海平面预测降至区域值（Wong等人，2017）。BRICK目前被GIVE用于估计海平面上升对沿海社区的直接影响，但它也可能非常适合用于估计其他海洋影响，如珊瑚礁损失。 目前，GIVE估计与农业、与热相关的死亡率、能源部门和海平面上升相关的气候影响（图1第三列）。这些损失部门中的每一个都涉及一个损失函数，该函数以社会经济和气候变量为输入，并返回以美元计的经济影响估计（图2）。GIVE中的社会经济变量通常与RFF-SPs相关联。例如，与热相关的死亡率取决于国家出生率和死亡率，这些数据作为人口预测来自RFF-SPs。损失函数还取决于气候变量。当前GIVE的损失部门仅取决于温度和海平面上升，但与新海洋相关的损失函数可能涉及其他结果，例如海洋热含量或酸性。 在估算损害后，计算