综述：全球托盘系统的环境影响机制与循环路径：一项结构化的证据综合研究

《Environmental Impact Assessment Review》：Environmental impact mechanisms and circularity pathways of global pallet systems: A structured evidence synthesis

托盘作为全球物流核心资产，其环境负荷产生机制复杂且受多重因素交互影响。本研究构建多层级交互框架（MLIF），系统解析材料制造强度、物流拓扑结构、再生能力及区域基础设施四维要素的协同作用，揭示不同治理场景下环保策略的差异化效果。现有研究多聚焦单一材料或生命周期阶段，导致环境评估结果可比性差、政策转化率低。通过整合跨区域、跨材料数据，MLIF首次建立全系统关联模型，明确上游制造与物流网络布局对碳足迹的贡献度显著高于材料类别本身，并证实循环干预措施需与区域能源-废物系统深度耦合才能实现减排目标。为制定全球统一的低碳托盘治理框架提供理论支撑。

　　

张婷婷|陶源|费凡|保罗·埃金斯

南京林业大学经济管理学院，中国江苏省南京市210037

摘要

托盘是全球使用最广泛的物流资产之一，支撑着全球超过80%的贸易流动，同时约占全球航运相关碳排放的5%。尽管托盘无处不在，但对托盘系统的环境评估仍然零散，通常仅关注个别材料、生命周期的孤立阶段或单一指标，这限制了其可比性和政策相关性。随着全球货运活动的扩大和脱碳压力的加剧，迫切需要从系统层面理解与托盘相关的环境负担是如何产生的，以及在不同背景下缓解策略的效果如何。本文构建了一个多层次交互框架（MLIF），通过四个相互关联的结构决定因素来综合跨材料和跨地区的证据：材料和制造强度、物流拓扑与流通几何结构、维修-再制造-回收能力，以及区域能源系统和废物基础设施条件。该框架并非简单汇总异质性结果，而是揭示了影响托盘生命周期环境绩效的机制。综合分析表明，上游生产过程和物流几何结构往往比材料类别本身对生命周期结果的影响更大。诸如延长使用寿命、使用回收材料替代品和低碳能源等广泛推广的干预措施，只有在符合系统支持条件的情况下才能带来益处；否则可能导致负担转移或缓解效果减弱。通过阐明这些交互机制并识别持续存在的方法学局限性，本文为低碳和循环型全球物流基础设施的治理提供了基础。

引言

全球为将升温限制在1.5°C并实现国家碳中和目标所做的努力，加剧了人们对支撑国际供应链的基础设施的关注（K?l?? Sar?gül等人，2025年）。过去三十年中，所有运输方式的货运活动稳步增长，仅海运贸易每年就达到约120亿吨，几乎是1990年代初水平的三倍（联合国贸易和发展会议（UNCTAD），2025年；Wang等人，2022年）。这种增长加剧了对实物物流资产的依赖，其中托盘最为普遍。全球有超过60亿个托盘在流通，超过80%的贸易货物通过托盘运输（Alexander等人，2025年；Zhang等人，2024a）。托盘的广泛使用和高周转率产生了大量的材料、能源和废物流动，使其成为现代物流中碳排放、资源消耗和废物产生的重要因素（Li等人，2025a；Zhao等人，2025年）。托盘生命周期的排放量约占全球航运碳排放的5%（Fry等人，2024年），这突显了它们在供应链脱碳战略中的重要性（Dotelli等人，2025年）。

尽管如此，关于托盘系统的环境知识仍然零散，难以转化为系统层面的决策（Abejón等人，2020年；Zhang等人，2024b）。现有研究主要按材料类别（如木材、塑料或钢材）或生命周期的孤立阶段（如制造或报废管理）来考察托盘（Khan等人，2023年；Westhues等人，2018年）。许多评估还依赖于单一指标，最常见的是碳足迹，从而掩盖了多维度的环境权衡（Carrano等人，2014年；Tornese等人，2016年）。尽管生命周期评估（LCA）为评估托盘影响提供了可靠的方法论基础（Chen等人，2025年；ISO，2006a，ISO，2006b），但功能单位（FUs）、系统边界和数据假设的一致性不足限制了研究之间的可比性（Bergman和Bowe，2012年；Buehlmann等人，2009年）。因此，现有文献仅记录了托盘在特定条件下的影响（Carrano等人，2014年；Glock，2017年）。然而，它未能充分解释为什么不同地区、流通模式和基础设施背景下的环境绩效存在显著差异，也不清楚常见的缓解策略在何种条件下能带来净环境效益而非负担转移（Deviatkin等人，2019年；Fei等人，2026年）。

随着托盘技术、物流网络和治理框架的发展，以材料为中心或特定阶段的分析局限性日益明显（Horn等人，2025年；Yang等人，2025年）。虽然木质托盘在成熟的林业和维修基础设施的支持下继续主导全球流通，但塑料和钢制托盘在自动化、卫生和耐用性要求的推动下在特定应用中得到扩展（Weththasinghe等人，2022年）。另一方面，技术变革和政策干预正在共同重塑托盘的生产、流通、再利用和报废方式。包括植物检疫法规、物流标准化倡议和延长生产者责任（EPR）计划在内的政策工具，越来越多地影响托盘的处理方式、可修复性和报废路径（Anil，2010年；Chen等人，2019b；Machala等人，2025年）。因此，托盘系统的环境结果不仅取决于材料组成，还取决于管理托盘流通、再利用和报废管理的更广泛系统条件（Bengtsson和Logie，2015年；Zacchei等人，2022年）。这些相互作用的影响无法通过孤立的材料比较或简化的生命周期表示来充分捕捉（Corbière-Nicollier等人，2001年）。

本文通过将托盘的环境绩效视为相互作用系统机制的结果，而非材料本身的固有属性，来填补这一空白。我们构建了一个多层次交互框架（MLIF），围绕四个关键结构决定因素综合跨材料和跨地区的证据：（i）材料和制造强度（MMI），（ii）物流拓扑与流通几何结构（LTCG），（iii）维修-再制造-回收能力（RRRC），以及（iv）区域能源系统和废物基础设施条件（RESIC）（图1）。该框架展示了这些层面的一致或不一致如何导致环境负担的产生，以及为什么某些广泛推广的干预措施在某些背景下成功而在其他背景下失败。通过明确将环境影响与系统结构和治理条件联系起来，本文为设计可扩展的、低碳和循环型托盘系统提供了以决策为导向且具有政策相关性的分析基础。

方法

本文采用结构化的比较证据综合方法，整合了来自托盘相关环境评估的异质性发现。鉴于现有研究中功能单位（FUs）、系统边界、物流假设和区域能源条件的巨大差异（Kang等人，2021年；Kim等人，2023年；Lal和You，2023年），数值协调在分析上的价值有限，且可能掩盖潜在的系统差异（Araman和Bush，2015年；Huang等人，2022年；Li等人

托盘系统的发展与全球标准化

七十多年来，全球托盘行业一直由一套广泛采用的设计和材料主导，木质托盘在大多数地区占据主导地位（White等人，2001年；Zhang等人，2026年）。2024年，全球托盘需求约为60亿个，比十年前增加了约40亿个，反映了全球贸易、仓库自动化和电子商务物流的扩张（The Freedonia Group，2025年）（图3）。北美、欧洲和

进一步的管理实践

数字化提供了最直接的机会之一。新兴的跟踪基础设施，如射频识别（RFID）标签（Duraccio等人，2015年；Kirch等人，2017年）、嵌入式物联网传感器（Lu，2025年）和基于区块链的供应链管理系统（Bunge等人，2022年；Luo等人，2024年），能够实时监控托盘的位置、使用次数、处理条件和损失率。将这些技术整合到托盘共享操作中可以

展望

未来十年将是决定托盘系统向真正低碳和循环型配置过渡速度的关键时期。尽管现有证据为材料和物流影响提供了基础性理解，但在电子商务快速增长、物流自动化、废物法规收紧以及电力和运输基础设施脱碳的背景下，托盘流动的变化仍存在重大不确定性（Duan等人，2019年）。

CRediT作者贡献声明

张婷婷：概念化、方法论、数据整理、软件开发、初稿撰写、资金筹集。陶源：项目管理、监督、撰写——审阅与编辑。费凡：撰写——审阅与编辑。保罗·埃金斯：项目管理、监督、撰写——审阅与编辑。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

作者衷心感谢国家自然科学基金（编号72504128、72474219）和中央高校基本科研业务费（FRF-TP-22-086A1）的财政支持。任何错误责任完全由作者承担。本文内容反映作者的观点，不一定代表资助方的立场。我们感谢https://igoutu.cn/icons提供的免费图标资源。