城读│《增长的极限》：三十年来对与错
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《增长的极限》: 三十年来对与错
作者对《增长的极限》多情景分析结果与1970-2000年三十年来现实数据进行比较，分析结果部分地支持了《增长的极限》模型，特别是“标准运行”情景。当前世界依然面临《增长的极限》预测的“过冲与崩溃”问题。
Turner, G. M. (2008). A comparison of the limits to growth with 30 years of reality. Global Environmental Change, 18, 397-411.
Source: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959378008000435
1972年，MIT的研究团队发表《增长的极限》。本书作者(Meadows, D.H., Meadows, D.L.,Randers, J., Behrens)受罗马俱乐部委托，为公众写作此书：利用“World3”计算机模型分析“世界问题”（world problematique），探索1900到2100年间的全球经济系统的五个子系统（人口、粮食生产、工业生产、污染以及不可再生资源消耗）的互动模式。
本书一经出版，反响强烈而持久。本书售出上百万本，翻译成30种语言出版。从科普角度，唤起公众对环境和可持续发展问题的讨论；从科学角度，首次引入“系统动力”模型全新的计算方法和数量情景分析方法(quantitative scenario analysis)至环境学科。这是第一个把世界经济与环境联系起来的综合全球模型。
《增长的极限》传达出最有力的讯息莫过于: 全球经济的持续增长可能会导致我们在21世纪某一时刻超过地球资源承载的极限，有可能造成全球人口和经济系统的崩溃。但是，这种崩溃还是可能避免的，如果我们尽早改变行为、政策和技术的话。
然而，人们只注意到《增长的极限》有关“过冲与崩溃”（overshoot and collapse）的警告，却忽视了《增长的极限》对可持续发展应该采取的政策和从根本上改变行为的建议。
《增长的极限》出版至今，批评不断。许多批评指控它错误地预测世界资源将会在二十世纪末耗尽，世界系统将会崩溃。类似的批评不绝如缕，不仅见于各大报章媒体，也见于学术研究。本文指出，这一指控是错误的。
实际上，《增长的极限》计算机模型目的不在于作出具体的预测，而是为更好地理解世界经济系统行为提供一个新途径。《增长的极限》利用计算机模型，尝试反映不同情境的不同参数设定，即假定有什么条件，会产生什么样的发展结果。模型运行结果不是对未来特定年份的具体参数值的准确预测，而是作为反映未来系统行为趋势的指标。
本文对1974年《增长的极限》第二版的多情景分析结果与1970-2000年三十年来实际观测数据进行对照分析，总结《增长的极限》说对了什么，又说错了什么。模型预测值与实际观测值的差异有助于找出（1）未来有哪些情景更可能发生，从而选择更可持续发展的道路；（2）找出不确定性最大的领域与研究监测最关键的领域。
《增长的极限》多情景分析结果
增长的极限模型通过四个关键的要素来理解世界系统行为模式：
1、 反馈回路（feedback loops）：分为正向与负向。当两者均衡时输出结果显示为稳定的状态，而一方过强时则出现不稳定的状态。比如正向反馈回路主导时将出现指数增长。
2、 现存资源（presence of resources）：如农业用地。
3、 系统间信号延迟（delays in the signals）：如污染程度加剧的影响在数十年间并不会马上反映到预期寿命或农业生产中。
4、 世界经济系统是由各个子系统构成的，解决某个单独的部门的问题往往离不开其他部门。
《增长的极限》模型共输出8个变量：全球人口；粗出生率；粗死亡率；人均服务；人均食物；人均工业产值；不可再生资源（自1900年剩余）；持续性污染（以1970年为基准标准化）。其中，“人均服务”特指健康与教育方面的服务，有助于提高人均寿命或降低生育率的，因此并没有将所有服务部门都纳入。
《增长的极限》中一些变量建立在外部参数的基础上。通过对这些外部参数进行不同的设置，可以模拟不同的情景，以分析不同的政策、技术与经济模式下发展的差异。
本文分析其中三个主要情景：“标准运行”、“综合技术”和“稳定世界”情景。
“标准运行”情景指物理、经济以及社会的各项参数都维持1900-1970一致发展水平情况下的情景。这种模式下，经济增长贯穿整个20世纪乃至21世纪早期，但环境压力在21世纪伊始出现，如资源消失、污染指数增加、人均食物、服务与物质财富的增长减缓。这种模式下，由于污染导致的资源减少与生态破坏，全球系统的过冲与崩溃在21世纪中叶出现。
“综合技术”指尝试通过纯粹技术手段来解决可持续发展问题的情景。资源的使用效率极高、75%的物质循环使用、污染程度也降低到1970年的25%、农业土地产出翻倍、生育控制在全世界推行。这些举措使得全球系统的崩溃推迟到了21世纪的后期。
“世界稳定”指同时运用技术方案与社会政策以达到人口、物质财富、食物、服务等关键因素保持均衡的情景。包括：完美的生育控制、两个孩子的家庭规模偏好、服务与健康消费偏好、污染控制技术、工业资本转向维护农业用地、增加工业资本使用寿命等。
从这些情景可见，即使在模型参数上有很大改变（比如污染对于健康和环境的影响关系），全球系统的“过冲与崩溃”一般趋势依然存在。
情景分析结果与三十年观测数据对比
1人口：如图2所示，实际全球人口数据与“标准运行”情景最接近。这可能是出生率与死亡率的补偿矛盾机制（compensating discrepancy）的结果。另外，实际数据与“综合技术”情景的拟合效果甚至更好，而“稳定模式”预测人口则显著低于实际人口（约25%）。
2.出生率与死亡率：如图3与图4所示，出生率与死亡率的实际观测数据都下降迅速，人口的实际增长率与“标准运行”情景相符。而“综合技术”情景很好的拟合了出生率，“稳定世界”情景预测的出生率下降速度快于实际观测值。实际观测的死亡率低于所有情景模式的预测值。
图5比较了实际观测的净出生率与“标准运行”情景的预测值的差异。实际净出生率表明，大约到2030年左右，出生率与死亡率持平，世界人口将会稳定下来，世界人口峰值可能高于“标准运行”情景的预测值。
3.人均服务：运用识字率和人均用电量测量人均服务。图6表明实际观测到的成人与少年识字率显著低于模型结果。而实际观测值的人均用电量则与“标准运行”情景结果相近。“综合技术”与“稳定世界”情景均未能与实际观测数据很好匹配，过于高估实际情况。
4.人均粮食：观测的人均粮食（人均食物能量供给）呈现增长停滞，与“标准运行”情景预测极为接近。2000年时两者的差别不到5%。在“综合技术”与“稳定世界”情景下，单位粮食产出要比实际观测值更高。
5.人均工业产值：“标准运行”情景结果与实际观测值十分接近。除了1980-1984年，两者相差十分细微。期间的差异可能与20世纪80年代的石油危机有关——石油危机导致工业产出的放缓。
“综合技术”情景预测由于各部门技术的提高导致物质和财富的迅速飞跃。而“稳定世界”情景中由于政策指导下没有过度再投资，且由于对于服务消费胜过物质消费的偏好，其工业产值呈渐近线状。虽然其在2000年与实际观测值相当，但随后迅速下降，而观测值则保持增长的势头
6．不可再生资源：如图9所示，实际剩余不可再生资源在1970年时大概在96%-87%之间，到2000年下降到91%-76%。在“标准运行”情景中，2000年的下限值水平大约比观测值低5%。实际的剩余资源减少率比情景分析结果要小。观测值的上限与“综合技术”情景在时间序列上高度吻合。而“稳定世界”情景则呈现出资源的线性减少，且水平介于观测值的上下限之间。
7.持续性污染：“标准运行”情景中，污染自1970年开始加剧，2000年“标准运行”情景结果与观测数据差异约为15%。由于污染控制技术以及资源高效使用，“综合技术”与“稳定世界”情景都出现了低于观测值一半的大气二氧化碳浓度。
下表汇总2000年实际观测的数据与《增长的极限》“标准运行”情景中各项预测的差距。差距介于20-50%之间被认为属于合理的模型预测的不确定性范围内。
“稳定世界”和“综合技术”情景高估了相对于人口的食物产出、服务和物质生产。“稳定世界”低估了人口增长。三个情景不同程度预测了留存的不可再生资源。“稳定世界”和“综合技术”情景低估了污染程度。
尽管上述情景分析结果与实际观测数据的对比分析尚不能100%肯定《增长的极限》模型，但是，如果《增长的极限》模型存在根本缺陷的话，情景分析结果不可能在那么多情况与实际数据相吻合。
本文的分析结果部分支持了《增长的极限》模型，特别是“标准运行”情景。《增长的极限》模型并未预测世界系统将于2000年崩溃，相反，该模型预测了全球经济体系在2000年的增长。
总结
综上所述，1970-2000年实际观测数据最接近于《增长的极限》中“标准运行”情景分析的各项结果，该情景预测全球系统将会在本世界中期崩溃。
与之对照，“综合技术”情景则对于食物、工业、服务的产出以及污染的增长预测过于乐观。而“稳定世界”情景中各关键要素的发展轨迹也与实际数据相差甚远。
全球污染对《增长的极限》模型影响重大，幸而污染程度及其对于生态系统和人类健康的最终影响之间关系的不确定性在减小，尤其是温室气体和气候变化的影响。
当前我们依然面临着“标准运行”情景中的“过冲与崩溃”问题。如果没有其他科学研究推翻《增长的极限》，本文的对比分析结果支持《增长的极限》的结论：除非在结合技术进步条件下显著、迅速减少消费行为，全球系统正处于不可持续发展的轨道上。
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