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地理科学进展 >

2023 , Vol. 42 >Issue 11: 2213 - 2230

DOI: https://doi.org/10.18306/dlkxjz.2023.11.011

研究综述

北极气候与环境变化对第三产业影响的研究进展及展望

  • 陈力原 , 1, 2 ,
  • 朱文泉 , 1, 2, * ,
  • 效存德 3 ,
  • 王世金 4 ,
  • 吴通华 4 ,
  • 赵涔良 1, 2 ,
  • 郭红翔 1, 2
展开
  • 1.北京师范大学遥感科学国家重点实验室，北京 100875
  • 2.北京师范大学地理科学学部遥感科学与工程研究院，北京 100875
  • 3.北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室，北京 100875
  • 4.中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室，兰州 730000
*朱文泉(1975— )，男，湖南永兴人，博士，教授，主要研究方向为资源环境遥感与可持续发展。E-mail:

陈力原(1997— )，男，北京人，博士生，主要研究方向为北极变化与可持续发展。E-mail:

收稿日期: 2023-03-27

  修回日期: 2023-07-20

  网络出版日期: 2023-11-24

基金资助

国家重点研发计划项目(2020YFA0608504)

收起

Progress and prospects of the research on the impact of Arctic climate and environmental changes on the tertiary sector

  • CHEN Liyuan , 1, 2 ,
  • ZHU Wenquan , 1, 2, * ,
  • XIAO Cunde 3 ,
  • WANG Shijin 4 ,
  • WU Tonghua 4 ,
  • ZHAO Cenliang 1, 2 ,
  • GUO Hongxiang 1, 2
Expand
  • 1. State Key Laboratory of Remote Sensing Science, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
  • 2. Institute of Remote Sensing Science and Engineering, Faculty of Geographical Science, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
  • 3. State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
  • 4. State Key Laboratory of Cryospheric Science, Northwest Institute of Eco-environment and Resources, CAS, Lanzhou 730000, China

Received date: 2023-03-27

  Revised date: 2023-07-20

  Online published: 2023-11-24

Supported by

National Key Research and Development Program of China(2020YFA0608504)

Fold

摘要

北极日益加剧的气候与环境变化对当地社会经济造成了系列影响。从第三产业视角认识北极变化的影响，能为北极/全球的可持续发展和域外国家参与北极事务提供参考。论文通过文献综述，系统梳理了北极变化对第三产业典型行业的影响途径与效果。结果发现，以气温升高、降水增加、冰层消融、冻土退化为代表的各北极变化均以多种途径广泛影响着第三产业，并对大部分行业要素产生了利害并存的影响。这些影响为相关研究和中国提供了多项启示。未来研究需要：① 填补影响途径的认知冷点，综合北极变化的致利与致害效应；② 探究北极变化的间接和级联影响；③ 融合多源数据。中国可以通过提高对北极规则制定的参与度，改善“冰上丝绸之路”的运输设施和运输保障，丰富北极旅游产品并创造贸易增长条件，进而把握北极第三产业变化的机遇。

关键词： 北极; 气候变化; 环境变化; 第三产业; 中国

本文引用格式

陈力原 , 朱文泉 , 效存德 , 王世金 , 吴通华 , 赵涔良 , 郭红翔 . 北极气候与环境变化对第三产业影响的研究进展及展望[J]. 地理科学进展, 2023 , 42(11) : 2213 -2230 . DOI: 10.18306/dlkxjz.2023.11.011

Abstract

The escalating climate and environmental changes in the Arctic have a series of impacts on the local society and economy. Understanding these impacts from the perspective of the tertiary sector can provide references for the sustainable development of the Arctic and globally, as well as for the participation of non-Arctic countries in Arctic affairs. This study systematically reviewed the literature to identify the pathways and effects of Arctic changes on typical industries within the tertiary sector. The results show that various Arctic changes, such as rising temperatures, increasing precipitation, ice melting, and permafrost degradation, have widely influenced the tertiary sector through multiple pathways, presenting both benefits and challenges for most elements of the industries. These impacts offer several insights for relevant studies and for China. Further research is needed to: 1) address the knowledge gaps regarding the pathways of impacts and comprehensively integrate the beneficial and harmful effects of Arctic changes; 2) explore the indirect and cascading impacts of Arctic changes; and 3) integrate multi-source data for research. China can take advantage of the opportunities presented by the changes in the Arctic tertiary sector by: 1) increasing its participation in Arctic rule-making; 2) improving transportation infrastructure and security of the "Polar Silk Road"; and 3) diversifying Arctic tourism products and creating conditions for trade growth.

Key words： Arctic; climate change; environmental change; tertiary sector; China

北极正经历全球最快速与剧烈的气候与环境变化[1-2]。最新观测和预测显示，北极升温速率是全球平均的3~4倍[3-4]，这种“北极放大”效应将进一步加剧未来的北极气候与环境变化(以下简称“北极变化”)。气温升高、极端天气频发、冰雪消融、冻土退化等北极变化会形成一系列社会经济影响[5]。作为包含经济行业种类最多的产业，第三产业将在北极变化的驱动下出现复杂的改变。了解北极变化对第三产业的影响对北极乃至全球实现联合国可持续发展目标(SDGs)具有重要意义。一方面，在环北极地区(circumpolar Arctic)①(①环北极地区的地理范围详见 https://www.arcticstat.org/mapD:\customXml\item1.xml。其陆地区域覆盖阿拉斯加、格陵兰、法罗群岛、冰岛，以及加拿大、芬兰、挪威、瑞典、俄罗斯的北极地区。本文用词“北极”也指该地区。)，第三产业是当地经济的主导产业，其从业人员比例近7成[6]、产业附加值占各地区生产总值的比重为60%~80%(俄罗斯北极地区除外)[7]；加强该产业对北极变化的适应力有助于北极社会经济的稳定与发展。另一方面，第三产业中的多个行业(如交通运输业、批发零售业、旅游业等)联系着北极内外国家的物质、资金、文化流动；应对北极变化对这些行业的影响有助于维护全球社会经济正常运转，并为域外国家参与北极事务、协同北极发展提供契机。
在北极变化领域，现有科学报告和综述论文往往从社会系统视角和单一行业视角探讨气候与环境变化对第三产业的影响。社会系统视角汇总了北极变化的多维社会影响，部分涉及第三产业。例如，《Impacts of a warming Arctic》记录了冰层消融带来的旅游、水运和安全事故增加，以及冻土退化引发的交通和卫生设施损坏[1]。《Arctic climate change update 2021: Key trends and impacts》分析了冻土退化、海岸侵蚀、极端天气频发的社会影响，包括破坏交通线路、释放污染物和病毒、威胁户外活动安全[8]。Callaghan等[9]回顾了北极积雪覆盖变化的多重影响，认为冬季道路运营周期缩短、旅游景观和活动减少以及人类健康受到威胁。此外，《Climate change 2022: Impacts, adaptation and vulnerability》中的《Polar regions》章节[2]、Hovelsrud等[10]、Stephen[11]综述了北极快速变化背景下，跨三次产业的多个经济部门(涉及交通运输业、旅游业、卫生业)所受影响。单一行业视角则聚焦第三产业中的特定行业(主要是旅游和交通运输业)，梳理了北极变化的影响。例如，《Arctic climate change update 2021: Key trends and impacts》总结了游轮旅游业(cruise tourism)在“最后机会旅游”(last chance tourism)和海冰消融条件下的机遇和风险[8]。至于更宽泛的北极旅游业，张丹等[12]从经营时长和旅游资源两方面归纳了北极变化的影响，而Pasgaard等[13]阐述了北极变化对旅游地点可达性、季节性、吸引力的改变。Ng等[14]和曹云锋等[15]则针对海上运输，汇总了气候变化情景下北极航道通航能力的预测结果，展示了海冰消融的影响。可见，社会系统视角呈现了北极变化对众多经济部门的庞杂影响，适用于科研/科普层面的全貌概览，但难以为政策制定和参与提供直观的切入点；而单一行业视角局限于行业内部，容易忽视北极变化影响在行业间的关联，所提供的参考不足以支撑多行业间的协调。相比之下，以介于社会系统和单一行业之间的产业为视角，围绕第三产业下的多个行业总结北极变化影响，既能揭示特定行业所受影响并提供针对性方案，又能发掘北极变化在多个行业间的关联影响，兼顾决策的系统性。
本文从第三产业视角出发，参照第四版《国际标准产业分类体系》[16]中的行业定义以及《The economy of the north 2020》中北极各地区的行业划分[7]，确定了北极第三产业的行业类型与内涵。进一步依据行业的经济价值、对北极变化的敏感性、与外部的关联性，选取了交通运输业、旅游业、批发与零售业、公共服务业(由公共行政、卫生、教育3个行业组成[7,17])4个典型行业作为研究对象。具体地，公共服务业下的3个行业、批发与零售业、房地产业、交通运输业在北极各地区的附加值占比普遍较高(图1)；但其中房地产业受到的北极变化影响相对单一(主要是极端天气频发和冻土退化对房屋的损害)，且所受影响基本不会外溢至其他国家/地区，故不选为典型行业；尽管旅游业并非《国际标准产业分类体系》中的行业[16]，但众多关于北极气候变化或经济的研究已将其作为独立的经济活动进行探讨[7-8,18]，多个北极地区也将旅游业视为一个行业开展了经济核算[7]，发现旅游业是北极近年来快速增长的经济部门，故将其选为典型行业。在此基础上，本文围绕“北极变化如何影响当地第三产业”这一核心问题开展文献综述，分行业、分要素梳理北极气候与环境(包括陆地和近岸海域环境)变化对第三产业典型行业的影响途径与效果，并根据这些影响提出对研究和中国的启示。本文意义在于，全面、直观地展示北极变化对第三产业典型行业的复杂影响，为后续研究指出现存问题与解决方向，以及为中国把握北极第三产业变化的机遇提供参考。
图1 北极各地区第三产业各行业的附加值占地区总产值的比例

注：图中未展示包含多个细分行业的其他服务业。数据来源于《The economy of the north 2020》[7]，其中加拿大北极地区为2017年数据，其他地区为2018年数据。

Fig.1 Percentage of value added of industries of the tertiary sector to gross regional product in each Arctic region <br

1 北极变化对第三产业典型行业的影响途径与效果

1.1 交通运输业

1.1.1 行业概况

交通运输业主要包括各种形式的人员和货物运输活动，在北极具有重要的经济地位和庞大的行业规模。该行业的附加值占北极各地区生产总值的4%~13%[7]。其中，水运主要依托北极航道，其中的东北航道在2021年的货运量达202.7万t，有158万t运向中国[19]。陆运依靠21.5万km的公路和3.7万km的铁路[20]，并利用河湖、土地冻结形成的冬季道路作为补充[21]，仅加拿大北极地区就有约1万km的冬季道路[22]。此外，管道、河流、航空也常用于运输。上述运输方式均依赖于气候和环境条件，对北极变化敏感。交通运输业所受影响事关北极内外的人、物流动和社会经济运转。

1.1.2 影响途径与效果

北极气候与环境变化影响交通运输业的基础设施、运输路线、运输季节、运输条件(图2)。首先，北极变化对基础设施的影响表现为破坏运输网络的节点(机场、港口)和路径(道路、管道)。例如，冻土退化造成的地面塌陷会损坏道路、管网及机场[1]，预计北极到2050年将有超1.3万km的道路和100多个机场受此威胁[23]。
图2 北极气候与环境变化对交通运输业要素的影响途径

Fig.2 Impact pathways of Arctic climate and environmental changes on elements of the transportation industry

其次，北极变化对运输路线、运输季节的影响可归纳为改变路径连通性的时空分布。对于运输路线，冰层消融促使东北航道的范围扩大和北移、西北航道的新路线开辟[24]，但也会连同气温、降水、积雪变化制约冬季道路的通行路线[25]并使其适宜区减小[26]。Stephenson等[27]发现，相比21世纪初(2000—2014年)，北极在21世纪中叶(2045—2059年)的冬季道路适宜区(对于2000 kg的车辆)将减少121万km2(-14%)，而PC6级破冰船的可达水域将增加419万km2(+23%)。对于运输季节，气温升高、冰雪消融等北极变化的影响主要为：水运季节延长[28-29]、日程改变[21,26]以及冬季道路季节缩短[21,26]。具体地，Chen等[30]预计PC6级破冰船穿越东北航道的季节将从2021—2025年的8—10月延长至2026—2050年的7—12月；Scheepers等[31]发现春、秋季流量增加延长了河流的通航期，但夏季水位下降会缩短河流运力处于高值的时期，进而导致河运安排变化[32]；Gädeke等[21]预计2021—2050年北极冰路的适宜期相比1971—2000年缩短30%。
再次，北极变化对运输条件的影响作用于路径阻力和载具运力。前者意味着以降水增加、极端天气频发、冰层消融为主的北极变化会改变多种运输方式的路径状况(如道路的能见度[33]、冬季道路的稳定性[2,8]、航道的浮冰和风浪[2,34]、河流的水位和流量[31])，进而改变运输的可达性、安全性和效率[35]。后者意味着多种北极变化会影响载具的运输性能。例如，在陆运中，积雪减少将限制雪地摩托的可用速度[25]，而降水增加和冻土退化导致地面软化、积水将限制全地形车的适用性[36]；在水运中，气温升高会减少船只因低温产生的故障[37]，而冰层消融有助于船只加速[27]。
总体上看，气温升高、降水增加和冻土退化是对北极交通运输业影响最广泛的气候与环境变化特征，作用于行业内各要素。其中，运输条件对北极变化最为敏感，几乎受到各种北极变化的影响(图2)。北极变化对除基础设施以外的各交通运输业要素造成了利害并存的影响(表1)。
表1 北极气候与环境变化对交通运输业要素的影响效果

Tab.1 Effects of Arctic climate and environmental changes on elements of the transportation industry

行业要素 气候与环境变化 致利影响 致害影响 影响类型
基础设施 气温升高、降水增加 — 损耗道路质量[17,38] 直接影响
冻土退化、海岸侵蚀 — 破坏道路[39-40]、管道[41]、机场[2,23]和港口 直接影响
运输路线 冰层消融 扩大东北航道的通航范围、开辟西北航道新路线[24,27-28]，提高航道的通航率[28-29] — 直接影响
气温升高、降水(降雪)增加、冻土退化、冰层消融、
积雪减少		 — 限制冬季道路的通行路线[25]和覆盖
范围[26-27,38]		 直接影响
运输季节 冰层消融 延长北极航道的通航季节[28⇓-30,42] — 直接影响
气温升高、降水(降雪)增加、冻土退化、冰层消融、
积雪减少		 — 缩短冬季道路的适宜期[1,21,26] 直接影响
水文变化 延长春季、秋季的河流通航期[31] 缩短夏季具有高河流运力的时期[31]，
改变夏/秋季的河运安排[32]		 直接影响
运输条件 气温升高、降水增加、
极端天气频发		 改变道路的路况(如湿滑结冰、低能见度、堵塞封闭)和可达性[27,33,43] 直接影响
气温升高、冰层消融 降低船只被冰围困的风险[34]、低温故障
几率[37]，提高航行速度[27]		 增加浮冰风险[1,2,8]，降低冬季道路的
可靠性[2,8]		 直接影响
降水增加、极端天气频发 — 引起恶劣海况(如风暴、大浪)[2,8,44]和航空
安全隐患[45]		 直接影响
水文变化 提升春季的河流运力(流量增加)[31] 降低夏季的河流运力(水位和流量下降)，
形成低水位河运风险[31]		 直接影响
降水增加、积雪减少、
冻土退化		 — 降低雪地摩托[25]和全地形车的运输性能[36] 直接影响

1.2 旅游业

1.2.1 行业概况

旅游业包含为旅行提供物质和服务的各类经济活动，涵盖出行、游玩、餐饮、住宿、购物与休闲等方面。该行业为北极创造了数十亿美元的经济效益[46]，已成为众多北极社区收入和经济增长的主要来源[1,10]。旅游业占北极各地区生产总值的比重一般为2%~8%，在冰岛和阿拉斯加地区最高，于2017年超过8%[47]。同时，北极旅游业具有庞大的全球市场。2017年北极入境游客达6637万人次[46]，中国在近年来成为了北极旅游的重要客源地[47]。北极旅游业依赖当地的景观和气候，易受北极变化干扰。了解北极变化对旅游业的影响对当地经济和游客福祉至关重要。

1.2.2 影响途径与效果

北极气候与环境变化影响的旅游业要素包括游客、旅游出行、旅游景观、购物娱乐、餐饮住宿(图3)。首先，北极变化影响游客的感受和行为。在气温升高、冰层消融、栖息地变化的影响下，北极特征的逐渐消亡推动了游客进行“最后机会旅游”的意愿和行动[48-49]。更温暖的天气和更多降雪符合游客偏好[48-49]，而降水和极端天气的增多会降低游客外出观光的意愿，也会阻碍游客前来[50-51]。
图3 北极气候与环境变化对旅游业要素的影响途径

Fig.3 Impact pathways of Arctic climate and environmental changes on elements of the tourism industry

其次，北极变化从目的地、时间、出行方式三方面影响旅游出行。例如，冰层消融通过创造有利的水运条件，间接导致游轮旅游前往更高纬和偏远的目的地、有更长的出行季节[52-53]，并使游轮成为更普遍的旅游出行方式[8]。同时，为了追寻观赏物种，栖息地变化也间接推动出游目的地趋于偏远[54]；积雪减少则会缩短依赖雪景的旅游出行季节(如芬兰萨里塞尔卡的圣诞旅游季和西格陵兰的冬季活动季)[55-56]；冰层消融、降水和极端天气频发导致的恶劣运输条件(如危险冰况、暴风雪)还会间接限制游轮前往目的地[57]，并打乱游轮、航班的出行时间[52,55]。
再次，北极变化影响自然和人文两大类旅游景观。北极的自然景观主要包括气候景观(低温和降雪)、生物景观(植被和野生动物)、冰雪地景观。北极放大效应削弱了当地的低温特征[17]，而降雪和极端天气(如暴风雪)的增加能提供更多吸引游客的气候景观[55]。至于生物景观，各种动植物分布随栖息地变化[55]，北极熊等依赖冰层的动物还将因冰层消融而难以观察[52,57]。同时，冰层消融和积雪减少也威胁到冰川和积雪地景观[9,52]。人文景观主要有建筑遗迹和当地习俗(狩猎、放牧等)。前者易受冻土退化和海岸侵蚀破坏[58-59]，后者的运作(如狩猎对象、放牧地点、资源利用方式等)因冰层消融、积雪减少、栖息地变化而逐渐偏离原生传统[9,11]。
此外，北极变化会改变娱乐购物的条件和方式。气温和降雪的增加能为滑雪、雪橇、雪地摩托等娱乐活动营造有利的温度和积雪条件[55-56]。但是更多的降雨和极端天气则会通过形成湿雪、减少上层积雪、导致设备禁用而破坏活动条件[55-56]，并会降低娱乐活动的安全性——据统计，由极端天气引发的雪崩导致斯瓦尔巴群岛在2000—2021年间有9人因旅游活动死亡、挪威特罗姆瑟在2011—2021年间有20余人因滑雪死亡[8]。降雨和极端天气增加还会与积雪减少一并降低游客参与户外活动的机会，使游客转向室内活动，也会带动更多的室内购物[51,55]。
最后，北极变化还通过影响食源物种供给和建筑安全间接作用于餐饮住宿。例如，北极嘉鱼作为旅游餐饮的常见食物，其野生种群的数量和捕捞量随气温升高和栖息地变化而减少，肉质也受气温升高的损害[60]。冻土退化和海岸侵蚀会对包括旅游住宿用房在内的北极建筑造成破坏。不过，降水增加和极端天气频发则会带动室内的餐饮和住宿需求[55]。
总体上看，降水增加、极端天气频发和栖息地变化这3个气候与环境变化特征对北极旅游业的影响最广泛，作用于行业内各要素。其中，作为旅游业基础的旅游景观是对北极变化最敏感的行业要素，受各种北极变化影响(图3)。北极变化对旅游业各要素的影响兼具致利和致害效果(表2)。
表2 北极气候与环境变化对旅游业要素的影响效果

Tab.2 Effects of Arctic climate and environmental changes on elements of the tourism industry

行业要素 气候与环境变化 致利影响 致害影响 影响类型
游客 气温升高、冰层消融、
栖息地变化		 带动游客参与“最后机会旅游”[48-49] — 间接影响
气温升高、降水(降雪)
增加		 温暖天气与降雪迎合游客偏好[50-51] — 直接影响
降水增加、极端天气
频发		 — 降低游客的观光意愿，阻碍游客前来[55,61] 直接影响
旅游出行 冰层消融 延长游轮旅游季节[52⇓-54]，使游轮
成为更普遍的旅游出行方式[8]		 — 间接影响
积雪减少 — 缩短依赖雪景的旅游出行季节[55-56] 直接影响
冰层消融、栖息地变化 使游轮前往更高纬[52-53]和偏远的地区[54,57] 间接影响
冰层消融、降水增加、
极端天气频发		 — 改变游轮、航班的出行安排[52,55]，限制游轮前往目的地[57] 间接影响
旅游景观 气温升高 — 削弱寒区的低温景观特征[17] 直接影响
降水(降雪)增加、极端
天气频发		 提供(极端)降雪等气候景观[55] — 直接影响
栖息地变化 改变生物景观(植被和野生动物)的分布[55] 直接影响
冰层消融 — 减少对依赖冰层动物的观察机会[52,57] 直接影响
冰层消融、积雪减少 — 破坏冰川和积雪地景观[9,52] 直接影响
冻土退化、海岸侵蚀 — 损坏建筑遗迹等人文景观[58-59] 直接影响
冰层消融、积雪减少、
栖息地变化		 — 干扰狩猎、放牧等当地习俗[9,11] 直接影响
购物娱乐 气温升高、降水(降雪)
增加		 为滑雪、雪橇、雪地摩托等娱乐活动营造有利的温度和积雪条件[55-56] — 直接影响
积雪减少 — 减少雪上娱乐活动[17,56] 直接影响
降水增加、极端天气
频发		 增加室内购物量[51]，带动室内娱乐活动[55] 损害娱乐活动的雪面条件和设备[55-56]，
降低滑雪等娱乐活动的安全性[8]，阻碍
户外活动[51]		 直接影响
餐饮住宿 气温升高、栖息地变化 — 降低食材(如北极嘉鱼)的数量和质量[60] 间接影响
冻土退化、海岸侵蚀 — *破坏建筑[62-63]，威胁旅游住房安全 直接影响
降水增加、极端天气
频发		 增加室内餐饮和住宿服务的
需求[55]		 — 直接影响

注：*表示该影响效果在北极旅游业中缺乏实证案例。

1.3 批发与零售业

1.3.1 行业概况

北极是全球原料、能源的出口地和最终产品的进口地[64]。当地的批发与零售贸易活跃，这些贸易活动所属的批发与零售业是北极经济的重要支撑。以冰岛为例，其2021年进出口贸易总额占GDP的54.1%，比全球平均水平高8%，进出口额分别达78.3亿美元和59.6亿美元(https://data.worldbank.org.cn/)，2020年零售总额也高达34.6亿欧元(https://ec.europa.eu/eurostat/)。考虑到大宗商品价格和需求量(特别是来自中国等新兴经济体)的长期上涨预期[65]，以及批发与零售业和其他行业(采矿、制造、运输业等)的互利关系[64]，北极批发与零售业的发展潜力和价值巨大。作为北极经济和产业发展的推动力和全球贸易的组分，批发与零售业受到的北极变化影响事关区域和全球经济。

1.3.2 影响途径与效果

北极气候与环境变化影响批发与零售业中的商品、市场、销售(图4)。首先，北极变化影响商品的供应量、生产以及成本。北极变化影响自然禀赋，间接作用于当地农林牧渔和矿物能源等商品的供应量。例如，随着气温逐渐升高，北极鳕鱼的产量先增加后减少[66]；积雪减少、冻土退化及雪面雨(rain-on-snow)会危及商业驯鹿和经济林的生存[9]。气候与环境变化对商品生产的影响在北极尚无实证支撑，但类比全球相关案例(全球变暖导致的长期高温危害生产线和户外工作人员[67-68])可推测，该影响可能表现为：气温升高通过改善商品生产人员的工作环境，间接提高商品生产效率；而冻土退化会破坏商品生产设施。冰层消融提高了北极航道对于商品运输的可用性，间接节省了商品的水运成本。研究估算，在中国与北美、欧洲的贸易中，用北极航线替代传统航线可降低11.6%~27.7%的商品物流成本[69]。
图4 北极气候与环境变化对批发与零售业要素的影响途径

Fig.4 Impact pathways of Arctic climate and environmental changes on elements of the wholesale and retail trade industry

其次，气候和环境变化主要从供给和需求两方面影响全球批发与零售市场。尽管北极缺乏相关的实证案例，但这种全球影响可以映射到北极地区。在供给侧，气候与环境变化可能通过影响农业和工业生产，间接改变市场供应特征[68]。例如，温湿条件的改善可能使北极某种作物的种植成本降低、产量和品质提升，进而提高其市场竞争力和份额，并在出口贸易中形成比较优势。在需求侧，气候与环境变化会改变零售和进口贸易中的需求。例如，更温暖的天气将促进居民对户外设施和装饰的需求；积雪减少会导致与冬季运动相关的商品需求下降[70]；极端天气频发引起的农作物歉收和生活物资匮乏会间接导致额外的进口产品需求。另外，在冰层消融的影响下，沿北极航道更便利的商业运输有助于增加进出口贸易机会、扩大批发与零售市场。据估计，北极航道使中国与北欧五国的进出口潜力提高了45%~112%[69]。
此外，降水增加和极端天气频发还将直接影响批发与零售业的销售环节，表现为降低客流量并导致销售量下降[70]。
总体上看，气候变化特征中的降水增加和极端天气频发、环境变化特征中的冰层消融和积雪减少对北极批发与零售业的影响相对广泛，对商品和市场要素均有作用。商品是对北极变化最敏感的批发与零售业要素，相比其他要素受到更多种北极变化的影响(图4)。北极变化对商品和市场的影响形成致利和致害两方面效果(表3)。
表3 北极气候与环境变化对批发与零售业要素的影响效果

Tab.3 Effects of Arctic climate and environmental changes on elements of the wholesale and retail trade industry

行业要素 气候与环境变化 致利影响 致害影响 影响类型
商品 气温升高、降水增加、极端天气
频发、冻土退化、积雪减少		 改变商品(如农作物、鱼类、驯鹿、经济林、矿物与能源)的供应量[9,66⇓-68] 间接影响
气温升高 *提高员工的商品生产效率[67-68] — 间接影响
极端天气频发、冻土退化 — *破坏商品生产设施[67-68] 直接影响
冰层消融 降低商品的物流成本[1,71] — 间接影响
市场 气温升高、降水增加、
积雪减少		 *改变居民对零售商品(如户外装饰、冬季运动设备)的需求[70] 直接影响
气温升高、降水增加、
极端天气频发		 *改变市场供应特征(包括市场的竞争力和份额以及出口的比较优势)[68]，改变进口产品需求 间接影响
冰层消融 增加贸易机会并扩大市场[72] — 间接影响
销售 降水增加、极端天气频发 — *降低客流量和销售量[70] 直接影响

注：*表示该影响效果在北极批发与零售业中缺乏实证案例。

1.4 公共服务业

1.4.1 行业概况

北极公共服务业是向公众提供公共物品和服务的行业总体，包括公共行政(政府性质活动，如法律制定与管理、税收、国防、外交等事务)、卫生(医疗和社会保障活动)、教育(各种形式的教学活动)行业[73]。该行业是当地第三产业的主要组成部分，其附加值一般占各地区生产总值的20%~30%[7]。除了可观的经济价值外，北极公共服务业还为当地提供了充足的社会保障。在部分地区，政府部门创造了超过一半的就业机会[1]；在冰岛，教育和卫生业分别保障了78%的人口接受高等教育以及2.8张/千人的医院床位(https://data.worldbank.org.cn/)。因此，北极变化对公共服务业的影响直接关系到当地居民福祉。

1.4.2 影响途径与效果

北极变化对自然、社会的广泛影响间接推动公共行政业从制度与治理、财政、国际关系方面做出应对(图5)。对于制度与治理，当地政府推出了一系列适应性制度和法规，如渔业配额[74]、资源开采限制[17]、运输管制和替代能源优惠[17-18]、设施建设标准[75]，并推动救援系统建设[76]、社区和居民适应力发展[75]、新型职能(跨国合作、资源保护)机构设立[17]等治理行动。在财政方面，政府需要为北极变化引起的安全/设施/生计损失提供经济补贴[77]，并资助气候变化应对项目[75]。北极变化还将改变供暖、运输、设施维修、产业经济等方面的财政收支，进而影响地方税收和转移支付[17]。对于国际关系，多方面的北极变化既会引发资源竞争(渔业捕捞、油气开采等)[78]、主权纠纷(北冰洋海域划界)[17]等形式的国际冲突，也会带来气候变化适应协作[18]等方面的国际合作契机。
图5 北极气候与环境变化对公共服务业要素的影响途径

Fig.5 Impact pathways of Arctic climate and environmental changes on elements of the public service industry

北极变化对卫生业的影响体现在身心健康、基础设施、污染物暴露、疾病暴露4个方面(图5)。对于身心健康，气温升高能缓解低温致死风险[79]，但冰层消融导致了更多冰面坠落事故[80]，且几乎任何北极变化都可能引起居民的负面情感[2,81-82]。对于基础设施，以冻土退化为首的多种北极变化将破坏卫生(如医院和排污系统)、食物仓储、供水设施[1,81,83]。对于污染物暴露，气温升高、冰层消融、冻土退化会导致持久性环境污染物和重金属(特别是汞)释放到大气和水系统中[2,81-82]，同时，冰层消融还将使大气中汞的沉降速率降低。据估计，21世纪北极大气中汞的平均浓度将提高4%[84]。至于疾病暴露，一方面，冻土退化和冰层消融会释放病原[49,85-86]；另一方面，水热条件和宿主的栖息地变化将有利于疾病传播——病原的繁殖与存活率提升[87-88]、宿主数量/密度增加、栖息地与迁徙路径的变化与交叠形成传播条件[89-90]。
北极变化影响教育业的基础设施、受教育者、教育资源(图5)。冻土退化会破坏学校设施并致使学校关停[2]。各种北极变化还会导致生计脆弱性增加，迫使学生为从事生计相关活动而辍学[91]。不过，研究也发现，北极冰层消融、冻土退化可以作为科研与教育资源。如美国TEA(Teachers Experiencing Antarctica and the Arctic)项目邀请教师和学生前往阿拉斯加北坡参与极地考察与实验，参与者再通过课堂、讲座向学生和公众分享北极知识[92]。
已有研究更为具体地揭示了北极变化对卫生业的各种影响。对于该行业，气温升高、冰层消融、冻土退化的影响最为广泛，作用于行业内各要素。身心健康和疾病暴露是对北极变化最敏感的卫生业要素(图5)，受到大部分北极变化特征的影响。不同于其他行业，北极变化对卫生业各要素的影响主要表现为致害效果(表4)。
表4 北极气候与环境变化对公共服务业要素的影响效果

Tab.4 Effects of Arctic climate and environmental changes on elements of the public service industry

行业要素 气候与环境变化 致利影响 致害影响 影响方式
公共行政 制度与治理 整体变化 制定适应性制度和法规[17-18,74-75]，
开展应对行动[17,75-76]		 — 间接影响
财政 整体变化 增加财政补贴和资助的拨款[75,77]，改变财政收入和支出结构[17] 间接影响
国际关系 整体变化 促进北极治理等方面的国际
合作[18]		 引发资源竞争、主权争端形式的
国际冲突[17,78]		 间接影响
卫生 身心健康
 气温升高 降低低温死亡率[79] — 直接影响
冰层消融 — 增加冰面坠落事故[80-81] 直接影响
气温升高、降水增加、
极端天气频发、冻土退化、冰层消融、积雪减少		 — 损害心理健康(包括产生负面情绪、降低地方感等)[2,81-82] 直接影响
基础设施
 气温升高、极端天气
频发、冰层消融、冻土
退化、海岸侵蚀		 — 破坏卫生、食物仓储、供水设施
及其功能[1,81,83]		 直接影响
污染暴露
 气温升高、冰层消融、
冻土退化		 — 释放持久性污染物和重金属[49,85-86]；减少大气中汞的沉降[84] 直接影响
疾病暴露
 冻土退化、冰层消融 — 释放冰层、冻土中的病毒[89-90,93-94] 直接影响
气温升高、降水增加、
冰层消融、栖息地变化、水文变化		 — 形成并扩大适宜的生存环境[87⇓-89,95]，营造传染条件[87,94] 直接影响
教育 基础设施 冻土退化 — 损坏学校设施，导致关停[2] 直接影响
受教育者 整体变化 — 为从事生计相关活动而辍学[91] 间接影响
教育资源 冰层消融、冻土退化 提供科研与教学素材[92] — 直接影响

2 北极变化对第三产业的影响带给研究和中国的启示

2.1 研究不足与展望

2.1.1 对影响途径与效果的认识不全面

对于第三产业各典型行业，研究涉及的北极变化影响途径存在明显的冷/热点。其中：交通运输业侧重运输路线和季节(特别是水运)所受影响[24,28⇓-30,96]；旅游业对北极变化影响餐饮住宿的探讨仅限于食源物种供应变化[60]；批发与零售业的关注度较低，北极变化对商品、市场的影响普遍缺乏实证支撑；在公共服务业内，卫生业中的疾病暴露是探究北极变化影响的热点途径，而教育业所受影响则少有关注，同时研究基本不会从各种北极变化对公共行政业的耦合影响中[17]，细分出特定北极变化的具体影响途径。
至于影响效果，研究尚缺乏对北极变化致利与致害综合效应的认知。这种利害并存的效果一方面体现在同一行业的不同要素间，例如冰层消融使水运通航季节延长，也会导致浮冰风险增加；另一方面体现在同一要素的不同方面，例如运输的范围和季节长度随着北极变化在水运方面增长，却在陆运方面下降；栖息地变化导致旅游观赏的生物景观在不同地区出现异质性变化。目前只有个别研究整合了北极变化的致利与致害效应。典型案例是Stephenson等[27]综合考虑北极变化对水运、陆运可达性影响的相反效果后，估算了北极各地到达最近住区的用时变化。
未来研究需要填补影响途径的认知冷点、考虑北极变化的致利致害综合效应。对于前者，一是要关注较少涉及和缺乏实证支撑的行业与要素；二是要从各种北极变化对公共行政要素的复合作用中解构出关键影响途径。对于后者，需要纳入行业内多个要素并考虑要素的多个方面，系统整合它们在北极变化下的致利与致害效应。以上内容有助于更全面地认识北极变化的影响途径、权衡北极变化影响的利害。

2.1.2 有待探索间接和级联影响

第三产业内外的行业相互关联，理论上北极变化会在行业间形成广泛的间接影响。然而，北极变化对第三产业典型行业的间接影响却未被充分刻画。已揭示的间接影响主要有：北极变化影响水运进而影响旅游出行，公共行政对北极变化的响应取决于其他行业所受影响。有待探究的间接影响既包括第三产业内部的跨行业影响，例如北极变化影响旅游业对批发与零售业的带动作用、应对北极变化的公共行政措施会制约运输/旅游/贸易[17]；也包括三次产业间的跨产业影响，例如农产品和矿物的运输和贸易受到北极变化对农业和工业生产影响的间接作用[68,73](图6)。
图6 北极气候与环境变化对第三产业的间接、级联影响示意图

Fig.6 Schematic diagram of the indirect and cascading impacts of Arctic climate and environmental changes on the tertiary sector

北极变化的间接影响还会传递、累积，形成级联影响(图6)。相关研究对级联影响的探讨也存在空白。一方面，间接影响尚未被系统地串联。例如，已有研究分别提出北极变化引起的排放管制将限制交通运输[17](“北极变化→公共行政→交通运输”)，以及北极变化对水运的影响会作用于旅游出行[52]和贸易机会[72](“北极变化→交通运输→旅游/批发与零售”)，但是沿“北极变化→公共行政→交通运输→旅游/批发与零售”过程的级联影响效果尚不得而知。另一方面，环境反馈作为级联影响的重要环节却少有考虑。例如，北极水运增加使温室气体和污染物增多[97]，由此导致的气温升高等一系列北极变化又反作用于水运能力和旅游景观，而这种环境反馈的影响贡献仍有待探讨。
未来研究有必要探索北极变化对第三产业的间接和级联影响。一方面，应依据行业关系图谱，构建跨行业、跨产业的北极变化影响框架，从中确定间接和级联影响链条；另一方面，应统筹行业和环境的互馈作用，将环境反馈纳入级联影响过程。以上内容有助于系统性认识北极变化对第三产业的影响，以支撑多行业协同治理。

2.1.3 北极变化对第三产业影响的量化受限

现有研究中，北极变化对第三产业影响的定量评估主要有两方面限制。一是大部分行业要素缺乏定量评估的数据基础，所受影响多源于调查和访谈[51-52,55-56]以及文献[67-68,70]中的定性描述，难以量化影响程度。仅有运输范围/季节、旅游出行以及污染物/疾病暴露等要素便于获得可量化的数据。二是对运输范围/季节、旅游出行的量化精细程度有待提高。目前遥感反演冰参数的空间分辨率较粗(一般为1~25 km[98])，难以满足现实应用中高精度的运输/出行规划需求[15,99]。
未来研究中，融合多源数据是提供量化数据基础、提高量化精细程度的有效途径。对于前者，可以融合社交媒体数据和行业相关统计数据，用于表征行业要素的代理变量，进而量化北极变化的影响。例如，已有研究在北极利用社交媒体中海量照片的地理位置刻画旅游足迹[100]，这能反映旅游景观的吸引力；也可以尝试利用进出口和零售贸易额等经济指标反映批发与零售的市场特征。对于后者，可以融合多源遥感数据，生产高空间分辨率的冰参数并为运输/出行规划提供辅助数据。例如，利用Sentinel-1影像提取10 m级的海冰分布[101-102]；将ICESat-2激光高度计测量的海冰出水高度与高分辨率光学影像(如Sentinel-2)的反照率建立拟合关系，由此精细估算海冰出水高度与厚度[103]；而搭载船舶定位系统(AIS)的卫星能提供高精度的船舶轨迹点[53,104]，辅助运输/出行规划。

2.2 中国的机遇及其实现途径

中国是近北极国家和北极事务的利益攸关方[105]。北极变化对第三产业典型行业的影响为中国参与北极事务、协同北极发展提供了新机遇，中国可以通过以下3种途径把握北极第三产业变化带来的机遇(图7)：
图7 北极第三产业变化带给中国的机遇及其实现途径

Fig.7 China's opportunities in the changing tertiary sector of the Arctic and the ways to use them

(1) 提高对北极规则制定的参与度
北极变化的影响会促使航道利用、资源开发、环保等领域的治理规则做出更新。随着北极治理逐渐走向“半开放”模式[106]，中国等域外国家有更多机会参与相关规则的制定。然而，北极地缘政治局势(例如，俄乌冲突导致北极理事会②(②北极理事会是北极地区重要的治理机制。中国于2013年成为北极理事会正式观察员国，在北极议题上具有合法权利，有权自动获邀列席会议。详见参考文献[106]。)停摆，美国的新北极战略声称中俄加剧北极地区的竞争，北极国家间存在海域主权争端)在一定程度上制约了中国参与北极规则制定。
面对上述机遇与挑战，中国可以通过两种方式提高对北极规则制定的参与度。其一，增加对北极治理的贡献，以增强话语权[107]。例如：为北极治理机制创新贡献中国智慧；通过使用绿色技术进行北极开发、规范企业/个人在北极的环保行为，承担保护北极的国际责任[108]。其二，深化与北极国家的合作。中国可考虑：进一步阐释《中国的北极政策》并回应他国质疑[109-110]，以消除国际社会误解；依托联合声明、共同倡议等形式的软法，从科研、环保等“低政治”领域切入[111]，建立各项北极合作关系。
(2) 改善“冰上丝绸之路”的运输设施和运输保障
北极冰层消融增强了“冰上丝绸之路”的通航潜力，但极端天气/冻土退化对沿线运输设施的破坏限制了“冰上丝绸之路”的运输能力。对此，中国可以发挥资金和基建能力优势，投资并参与沿线和周边腹地的运输设施建设与维护[112]，以提高航道和配套运输体系的可用性。
极端天气频发和冰层消融导致的浮冰还将加剧北极水运的风险。为了保障“冰上丝绸之路”的常态化、商业化利用，中国应提高极地运输的保障能力，主要包括：发展冰级船的建造技术和能力；提高海冰观测、海洋天气预报的精度[113]；确保通讯导航覆盖度和设备性能；完善对北极运输事故的应急救援体系[114-115]。
(3) 丰富北极旅游产品、创造贸易增长条件
北极变化带动了“最后机会旅游”，冰层消融还促使游轮旅游的运营范围和时长增加。中国应丰富北极旅游产品，以应对北极旅游需求的上涨。一方面可以围绕北极特色的旅游景观(如冰雪、北极熊、极光等)打造更多专题旅游项目；另一方面，可以通过开发更多北极游轮航线、纳入更具吸引力的游轮活动(如探险、讲座等)，着重打造更丰富的游轮旅游产品。
气候与环境变化改变了北极的市场供需，冰层消融为水运创造的有利条件降低了商品运输成本、带来了更多贸易机会。为适应上述趋势，中国有必要：① 完善港口功能，增强北方港口对北极出口油气、矿产等商品的承接、分流、转运、储备能力[116]。② 优化产业布局。根据新的贸易形势，明确港口周边的产业发展和转移方向[117-118]。例如，有研究指出东北地区可结合自身产业基础和“冰上丝绸之路”的贸易机会，发展高端装备制造和资源加工等行业[119]。③ 调整贸易结构，以适配北极市场需求，由此拓展对北极国家的贸易市场[120]。

3 结论

本文从第三产业视角系统梳理了北极变化对典型行业的影响途径与效果，并总结了这些影响对研究和中国的启示，获得了以下主要结论：
(1) 北极变化对第三产业典型行业的影响途径广泛，形成利害并存的效果
对于交通运输业，气温升高、降水增加和冻土退化对基础设施、运输路线、运输季节、运输条件均有影响。除基础设施外，其他行业要素受到了北极变化的致利与致害两方面影响。
对于旅游业，降水增加、极端天气频发和栖息地变化广泛影响了游客、旅游出行、旅游景观、购物娱乐、餐饮住宿。北极变化对各要素的影响兼具致利、致害效果。
对于批发与零售业，降水增加、极端天气频发、冰层消融、积雪减少同时影响商品和市场两个要素。这两个要素在北极变化的影响下产生利害并存的效果。
公共服务业中，卫生业受到的北极变化影响得到了具体揭示。气温升高、冰层消融、冻土退化对身心健康、污染暴露、疾病暴露和基础设施均产生影响。北极变化对这些要素的影响主要是致害作用。
(2) 北极变化对第三产业的影响为相关研究和中国提供了多项启示
未来研究需要：① 填补影响途径的认知冷点，整合北极变化影响在多要素、多方面的致利致害综合效应，以全面认识北极变化的影响；② 构建跨行业、跨产业的北极变化影响框架，统筹行业和环境的互馈作用，以探索北极变化的间接和级联影响；③ 融合多源数据，以提供定量评估的数据基础、提高量化的精细程度。
中国可以通过以下3种途径，把握北极第三产业变化带来的机遇：① 提高对北极规则制定的参与度；② 改善“冰上丝绸之路”的运输设施和运输保障；③ 丰富北极旅游产品并创造贸易增长条件。

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