论文部分内容阅读
摘要：生态足迹是人类对自然资源消耗的量度。通过比较生态足迹和生物承载力，人们建立起生态帐户。控制生态帐户的赤字才能实现可持续发展。本文介绍了生态足迹的概念和计算方法、分析了世界生态足迹状况和我国生态足迹的发展变化，以帮助教师了解21世纪环境保护新概念和策略。
关键词：生态足迹：生物承栽力：可持续发展
文章编号：1008—0546(2010)05—0002—04
中图分类号：X171.1
文献标识码：A
doi：10.3969／j.issn.1008-0546.2010.05.001
“生态足迹”(Ecological Footprint)是人类对自然资源消耗的量度。可持续发展要求人类对自然资源的消耗严格控制在大自然可以再生的范围之内。为了衡量一个国家或地区的发展是否处于可持续发展状态，加拿大英属哥伦比亚大学的雷斯教授(William Rees)和魏克内教授(MathisWackemagel)于1992-1996年创造了生态足迹理论，用于衡量某一国家或地区目前可持续发展的状态，并对未来人类生存和社会经济发展做出科学规划和建议。目前。生态足迹概念及其研究方法已经在世界范围内得到广泛运用。世界自然基金会(WWF)1998年起，每两年发布一篇《全球生态报告》(Living Planet Report)，用量化的方法评价全球生态状况。世界自然基金会与中国环境与发展国际合作委员会(CCICED)·合作于2003年首次发布了《中国生态足迹报告》，全面而量化地描述了中国可持续发展的状况。最新一期《中国生态足迹报告》发布于2008年。
一、生态足迹的基本原理
1 生态足迹的概念
生态足迹。也称为生态占有，它是指在现有技术条件下，指定的人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)需要多少具备生物生产力的土地(biological productive land)和水域，来生产所需资源和吸纳所衍生的废物。这里的所需资源包括各种消费和服务。 生态足迹的单位是“gha”(global hectare)，即“全球公顷”，它并非通常的土地面积公顷(hectare)，一个单位的“全球公顷”相当于1公顷具有全球平均产量的生产力空间。
生态足迹概念的创造者雷斯教授曾将其形象地比喻为“一只负载着人类与人类所创造的城市、工厂……的巨脚在地球上留下的脚印”。
2 生态足迹的计算
生态足迹的计算基于以下两个事实：(1)人类能够估计自身消费的大多数资源及其所产生的废弃物数量。(2)这些资源和废弃物能折算成生产和消纳这些资源和废弃物的生态生产性面积，
在生态足迹计算中，将具有生态生产能力的全部面积、各种资源和能源消费项目折算为农用地、近海水域、能源用地、建筑用地、草地和林地这6种生物生产面积类型。如图2所示。
由于全球有一百多个国家，每个国家的农用地、建筑用地、林地等的生产能力有很大差异，因此需要平均产量和等量因子(equivalence factor)将这些不同的土地面积折算成以gha为单位的全球公顷面积，以方便国际比较。
计算生态足迹的重要步骤如下：(1)划分消费项目，计算各主要消费项目的消费量。(2)利用平均产量数据，将各消费量折算成生物生产性土地面积。(3)通过等量因子将各类生物生产性土地面积转换为等价生产力的土地面积，再将其汇总。具体计算公式为：
式中。EF为总的生态足迹；eF为人均生态足迹：N为人口数；i为消费商品和投入的类型；n为消费项目数；ack为i种交易商品折算的生物生产面积；ci为i种商品的人均消费量；pi为i种消费商品的平均生产能力。
3 生物承载力
生物承载力指的是某国家或地区可用的具有生物生产力的土地和水域。是指运用现有管理方案和提取技术，生态系统生产有用生物材料和吸纳人类制造废弃物的能力。其中“有用的”界定也随时间发生变化，如用玉米秸秆生产纤维素乙醇，导致秸秆成了有用的材料，因而提高了玉米地的生物承载力。生物承载力的单位也是全球公顷，其计算方法与生态足迹相似，只是生物承载力计算的是可供的，而不是消耗的自然资源。
通过计算和比较某地区的生态足迹与生物承载力，可以衡量某个国家或地区的发展是否符合可持续发展的要求。如果某个国家或地区生态足迹超过了该国或该地区所能提供的生物承载力，即消耗大于其自身生态系统可以提供的量，就出现生态赤字，赤字只有依靠两种形式来弥补：进口其他地区的生物承载力而消耗全球共有自然资源，或者透支子孙后代的资源而耗竭本地区的生物承载力。如果生态足迹小于该国或该地区的生物承载力，则表现为生态盈余。因此，生态足迹账户可以判断一个国家、地区或者全世界是否按照生态方式生活。通过生态帐户，政府、国家或个人可以了解他们对生物资本的依赖程度，以及如何在资源日益约束的世界进行战略规划。
人类需要自我控制。以实现可持续发展。但“可衡量的才是可控制的”，控制的前提是衡量。生态足迹和生物承载力为人类提供了一把科学的衡量标尺，使人们原先对生态定性的、模糊的认识上升为清晰的、量化的、在全球范围内具有可比性的数据。
二、全球生态足迹状况
据世界自然基金会报告，人类的生态足迹从1961年以来持续增长。1980年代开始人类生态足迹与生物承载量的比值超过了1。产生生态赤字。本世纪初(2001年)。全球的生态足迹为135亿gha，人均2.2gha；而地球所能提供的资源(生物承载力)限度是113gha，人均1.8gha，人均生态赤字达0.4 gha，约21％。2005年，全球生态足迹为175亿gha，人均2.7 gha；生物承载力为136亿gha，人均2.1 gha，人均生态赤字达0.6 gha，约30％。
人口、人均消费和资源效率三个因素决定生态足迹的大小，具有生物生产力的面积和平均生产能力决定生物承载量的高低。从以上数据可知，虽然随着生产力发展水平的提高，全球生物承载力有所提高。但远远不能满足生态足迹增长的需要，人均生态赤字5年间从0.4gha增至0.6 gha。2005年，全球需求的生物承载力超出地球可供能力的约30％。这表明，当今世界的发展依然是以高消耗自然资源为代价的，人类已经在大大透支子孙后代的资源了。
美国和中国的国家生态足迹最大，它们的生态足迹总额分别达约21％的全球生态承载力，但2005年美国的人均生态足迹是9.4gha，而中国人均是2.1gha，美国人均生态足迹是中国的4.5倍。生物承载力在全球的分布也不均匀，美国、巴西、俄罗斯、中国、印度、加拿大、阿根廷和澳大利亚八国拥有全球超过一半的生物承载力。其中三个国 家的人口和消费模式使其成为生态负债国，生态足迹大于其国家生物承载力，这三个国家是美国(生态足迹是国家生物承载力的1.8倍)、中国(生态足迹是国家生物承载力的2.3倍)和印度(生态足迹是国家生物承载力的2.2倍)。
1 国外生态足迹状况
世界上主要发达国家，由于本身经济发达。社会所消耗的自然资源要比发展中国家所消耗的自然资源多许多，排放的废弃物也比发展中国家多，因此，其社会总体生态足迹比发展中国家要高许多，并随着社会的发展，其差距有越来越大的趋势。生态足迹不断扩大的状况在工业化发达国家尤其严重，西方人正在以难以维持地球可持续发展的极端水平消耗资源。据世界自然基金会报告，2001年北美人均资源消费水平是欧洲的2倍，是亚洲或者非洲人均资源消费的7倍：德国人均“生态足迹”达到4.8gha，北美国家甚至达到9.2gha。在所有国家中，阿联酋以其高水平的物质生活和近乎疯狂的石油开采“荣登榜首”——人均生态足迹达9.9gha。是全球平均水平的4.5倍：美国、科威特紧随其后，以人均生态足迹9.5gha位居第二。贫困的阿富汗则以人均0.3gha生态足迹位居最后。2005年各国人均生态足迹数据如下图所示：
人们形象的称呼阿联酋、美国等为大脚黑名单国。这些国家的生活方式过于消耗资源是其重要原因。如阿联酋首都迪拜豪华酒店成堆，酒店为每一位客人平均消耗275-325度电，而同类德国酒店只为约100度电。研究还显示迪拜的一家五星级酒店每年排放6500吨二氧化碳，是欧洲一家同等规模酒店的两倍。美国人的生活方式中，几乎人手一部汽车、大量使用空调、衣物烘干机等。不过美国更多的是通过进口其他国家的生物承载力而不是超前使用本国的生物承载力来弥补其生态赤字，从某种意义上说。这是在让其他国家为他们的消费和发展付账。
值得一提的是丹麦，该国人均生态足迹从2001年的6.4gha上升到2005年的8.0gha，在全球排名从第九上升为第四。其生态足迹大幅度的上升，表明该国近几年的发展已严重破坏了生态环境。但从2001年到2005年，美国、科威特、中国等国的生态足迹有所下降。可见。各国在对待发展与环境的矛盾上采取了不同的措施，从而影响本国生态足迹的值。
2 我国生态足迹状况
我国属于发展中国家，我国的生态足迹随着我国改革开放的脚步在逐年地升高，在过去的40年里，中国的人口翻了—倍，中国的生态足迹也翻了一倍，如今，中国是除了美国之外，从自然界索取资源最多的国家。自从生态足迹理论首次提出后不久，中国的生态足迹就开始计算了。根据《2003年中国生态足迹报告》显示，中国2003年生态足迹是人均1.6gha。位居世界第69位，虽然低于全球平均值2.2gha，但是由于我国人口太多，我国国土所能提供人均资源限度仅为0.8gha，相当于需要两个中国大小，才能维持生态足迹与生物承载力的平衡。我国人均生态赤字高于全球的平均水平。我国部分生态赤字是通过进口自然承载力来弥补的。2003年，我国进口了13亿gha生物承载力，几乎等于德国全国的生物承载力。
世界自然基金会公布的数据中，2001年我国的人均生态足迹为2.2gha。2005年为2.1gha。由此可知，我国的生态足迹值这几年变化并不大，相对以前生态足迹大幅度提高而言，这似乎是一个好的开始。如表2所示：
然而，这并不是说目前我国的发展就符合可持续发展要求。根据中国生态足迹研究：1980—2000年，中国生态赤字的省份由最初的19个扩大为26个，说明未来中国生态赤字所受的损害可能进一步增强，跨国生态占用不可避免。逐年扩增的生态赤字主要是由于化石能源消费的迅速增长造成的。与世界平均相应水平相比，中国生态足迹与生物承载力变化非常迅速，说明在一定程度上，中国决定着全球可持续发展的未来情形。
虽然我国人均生态足迹水平较低，居全球69位，但我国人口负担重，生态足迹形势并不乐观。为改善生态足迹与生物承载力之间的矛盾，2008年《中国生态足迹报告》提出了CIRCLE综合发展策略，即城市紧缩化策略(compact)、个人坚持生态敏感型消费策略(Individual)、减少潜在资源消费策略(Reduce)、碳减排策略(Carbon)、提高土地生产力策略(Land)、以及资源使用高效化策略(Efficiency)。[16]这些策略的实施，既涉及政府决策，也关乎每个人的生活方式。只有每个人都具备了良好的环保意识，并能以行动承担起自己作为一个公民的责任。才有可能减缓生态过载现状，实现可持续发展。
三、研究生态足迹的意义
在当今社会，人类为了生存。资源消耗已经严重超过了地球的极限，生态形势已经越来越严峻了。每个国家都有自己的生态危机，越来越多的国家出现生态赤字。
在世界上的某些地方，生态赤字甚至可以意味着毁灭，它可能导致资源紧缺、生态系统崩溃、贫穷、饥荒，甚至引起战争，这绝不是危言耸听。
生态足迹可以让国家了解本国的生态平衡体系。并显示出具体的数据，这些数据都是衡量本国资源及制定未来发展策略所必需的，因此，生态足迹可以说是一种工具，一种衡量某地区生态是否符合可持续发展的标尺。通过这个标尺，人们可以根据它来评价本国的生态资产价值。确定生态是否处于危机状态，并根据生态现状制定最适合可持续发展的政策。
因此，生态足迹作为21世纪环境保护的新概念，对于人类社会发展所起的作用是巨大的，犹如GDP对于国民经济的发展所起的作用。我们需要了解和运用它来更好地实现可持续发展。
关键词：生态足迹：生物承栽力：可持续发展
文章编号：1008—0546(2010)05—0002—04
中图分类号：X171.1
文献标识码：A
doi：10.3969／j.issn.1008-0546.2010.05.001
“生态足迹”(Ecological Footprint)是人类对自然资源消耗的量度。可持续发展要求人类对自然资源的消耗严格控制在大自然可以再生的范围之内。为了衡量一个国家或地区的发展是否处于可持续发展状态，加拿大英属哥伦比亚大学的雷斯教授(William Rees)和魏克内教授(MathisWackemagel)于1992-1996年创造了生态足迹理论，用于衡量某一国家或地区目前可持续发展的状态，并对未来人类生存和社会经济发展做出科学规划和建议。目前。生态足迹概念及其研究方法已经在世界范围内得到广泛运用。世界自然基金会(WWF)1998年起，每两年发布一篇《全球生态报告》(Living Planet Report)，用量化的方法评价全球生态状况。世界自然基金会与中国环境与发展国际合作委员会(CCICED)·合作于2003年首次发布了《中国生态足迹报告》，全面而量化地描述了中国可持续发展的状况。最新一期《中国生态足迹报告》发布于2008年。
一、生态足迹的基本原理
1 生态足迹的概念
生态足迹。也称为生态占有，它是指在现有技术条件下，指定的人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)需要多少具备生物生产力的土地(biological productive land)和水域，来生产所需资源和吸纳所衍生的废物。这里的所需资源包括各种消费和服务。 生态足迹的单位是“gha”(global hectare)，即“全球公顷”，它并非通常的土地面积公顷(hectare)，一个单位的“全球公顷”相当于1公顷具有全球平均产量的生产力空间。
生态足迹概念的创造者雷斯教授曾将其形象地比喻为“一只负载着人类与人类所创造的城市、工厂……的巨脚在地球上留下的脚印”。
2 生态足迹的计算
生态足迹的计算基于以下两个事实：(1)人类能够估计自身消费的大多数资源及其所产生的废弃物数量。(2)这些资源和废弃物能折算成生产和消纳这些资源和废弃物的生态生产性面积，
在生态足迹计算中，将具有生态生产能力的全部面积、各种资源和能源消费项目折算为农用地、近海水域、能源用地、建筑用地、草地和林地这6种生物生产面积类型。如图2所示。
由于全球有一百多个国家，每个国家的农用地、建筑用地、林地等的生产能力有很大差异，因此需要平均产量和等量因子(equivalence factor)将这些不同的土地面积折算成以gha为单位的全球公顷面积，以方便国际比较。
计算生态足迹的重要步骤如下：(1)划分消费项目，计算各主要消费项目的消费量。(2)利用平均产量数据，将各消费量折算成生物生产性土地面积。(3)通过等量因子将各类生物生产性土地面积转换为等价生产力的土地面积，再将其汇总。具体计算公式为：
式中。EF为总的生态足迹；eF为人均生态足迹：N为人口数；i为消费商品和投入的类型；n为消费项目数；ack为i种交易商品折算的生物生产面积；ci为i种商品的人均消费量；pi为i种消费商品的平均生产能力。
3 生物承载力
生物承载力指的是某国家或地区可用的具有生物生产力的土地和水域。是指运用现有管理方案和提取技术，生态系统生产有用生物材料和吸纳人类制造废弃物的能力。其中“有用的”界定也随时间发生变化，如用玉米秸秆生产纤维素乙醇，导致秸秆成了有用的材料，因而提高了玉米地的生物承载力。生物承载力的单位也是全球公顷，其计算方法与生态足迹相似，只是生物承载力计算的是可供的，而不是消耗的自然资源。
通过计算和比较某地区的生态足迹与生物承载力，可以衡量某个国家或地区的发展是否符合可持续发展的要求。如果某个国家或地区生态足迹超过了该国或该地区所能提供的生物承载力，即消耗大于其自身生态系统可以提供的量，就出现生态赤字，赤字只有依靠两种形式来弥补：进口其他地区的生物承载力而消耗全球共有自然资源，或者透支子孙后代的资源而耗竭本地区的生物承载力。如果生态足迹小于该国或该地区的生物承载力，则表现为生态盈余。因此，生态足迹账户可以判断一个国家、地区或者全世界是否按照生态方式生活。通过生态帐户，政府、国家或个人可以了解他们对生物资本的依赖程度，以及如何在资源日益约束的世界进行战略规划。
人类需要自我控制。以实现可持续发展。但“可衡量的才是可控制的”，控制的前提是衡量。生态足迹和生物承载力为人类提供了一把科学的衡量标尺，使人们原先对生态定性的、模糊的认识上升为清晰的、量化的、在全球范围内具有可比性的数据。
二、全球生态足迹状况
据世界自然基金会报告，人类的生态足迹从1961年以来持续增长。1980年代开始人类生态足迹与生物承载量的比值超过了1。产生生态赤字。本世纪初(2001年)。全球的生态足迹为135亿gha，人均2.2gha；而地球所能提供的资源(生物承载力)限度是113gha，人均1.8gha，人均生态赤字达0.4 gha，约21％。2005年，全球生态足迹为175亿gha，人均2.7 gha；生物承载力为136亿gha，人均2.1 gha，人均生态赤字达0.6 gha，约30％。
人口、人均消费和资源效率三个因素决定生态足迹的大小，具有生物生产力的面积和平均生产能力决定生物承载量的高低。从以上数据可知，虽然随着生产力发展水平的提高，全球生物承载力有所提高。但远远不能满足生态足迹增长的需要，人均生态赤字5年间从0.4gha增至0.6 gha。2005年，全球需求的生物承载力超出地球可供能力的约30％。这表明，当今世界的发展依然是以高消耗自然资源为代价的，人类已经在大大透支子孙后代的资源了。
美国和中国的国家生态足迹最大，它们的生态足迹总额分别达约21％的全球生态承载力，但2005年美国的人均生态足迹是9.4gha，而中国人均是2.1gha，美国人均生态足迹是中国的4.5倍。生物承载力在全球的分布也不均匀，美国、巴西、俄罗斯、中国、印度、加拿大、阿根廷和澳大利亚八国拥有全球超过一半的生物承载力。其中三个国 家的人口和消费模式使其成为生态负债国，生态足迹大于其国家生物承载力，这三个国家是美国(生态足迹是国家生物承载力的1.8倍)、中国(生态足迹是国家生物承载力的2.3倍)和印度(生态足迹是国家生物承载力的2.2倍)。
1 国外生态足迹状况
世界上主要发达国家，由于本身经济发达。社会所消耗的自然资源要比发展中国家所消耗的自然资源多许多，排放的废弃物也比发展中国家多，因此，其社会总体生态足迹比发展中国家要高许多，并随着社会的发展，其差距有越来越大的趋势。生态足迹不断扩大的状况在工业化发达国家尤其严重，西方人正在以难以维持地球可持续发展的极端水平消耗资源。据世界自然基金会报告，2001年北美人均资源消费水平是欧洲的2倍，是亚洲或者非洲人均资源消费的7倍：德国人均“生态足迹”达到4.8gha，北美国家甚至达到9.2gha。在所有国家中，阿联酋以其高水平的物质生活和近乎疯狂的石油开采“荣登榜首”——人均生态足迹达9.9gha。是全球平均水平的4.5倍：美国、科威特紧随其后，以人均生态足迹9.5gha位居第二。贫困的阿富汗则以人均0.3gha生态足迹位居最后。2005年各国人均生态足迹数据如下图所示：
人们形象的称呼阿联酋、美国等为大脚黑名单国。这些国家的生活方式过于消耗资源是其重要原因。如阿联酋首都迪拜豪华酒店成堆，酒店为每一位客人平均消耗275-325度电，而同类德国酒店只为约100度电。研究还显示迪拜的一家五星级酒店每年排放6500吨二氧化碳，是欧洲一家同等规模酒店的两倍。美国人的生活方式中，几乎人手一部汽车、大量使用空调、衣物烘干机等。不过美国更多的是通过进口其他国家的生物承载力而不是超前使用本国的生物承载力来弥补其生态赤字，从某种意义上说。这是在让其他国家为他们的消费和发展付账。
值得一提的是丹麦，该国人均生态足迹从2001年的6.4gha上升到2005年的8.0gha，在全球排名从第九上升为第四。其生态足迹大幅度的上升，表明该国近几年的发展已严重破坏了生态环境。但从2001年到2005年，美国、科威特、中国等国的生态足迹有所下降。可见。各国在对待发展与环境的矛盾上采取了不同的措施，从而影响本国生态足迹的值。
2 我国生态足迹状况
我国属于发展中国家，我国的生态足迹随着我国改革开放的脚步在逐年地升高，在过去的40年里，中国的人口翻了—倍，中国的生态足迹也翻了一倍，如今，中国是除了美国之外，从自然界索取资源最多的国家。自从生态足迹理论首次提出后不久，中国的生态足迹就开始计算了。根据《2003年中国生态足迹报告》显示，中国2003年生态足迹是人均1.6gha。位居世界第69位，虽然低于全球平均值2.2gha，但是由于我国人口太多，我国国土所能提供人均资源限度仅为0.8gha，相当于需要两个中国大小，才能维持生态足迹与生物承载力的平衡。我国人均生态赤字高于全球的平均水平。我国部分生态赤字是通过进口自然承载力来弥补的。2003年，我国进口了13亿gha生物承载力，几乎等于德国全国的生物承载力。
世界自然基金会公布的数据中，2001年我国的人均生态足迹为2.2gha。2005年为2.1gha。由此可知，我国的生态足迹值这几年变化并不大，相对以前生态足迹大幅度提高而言，这似乎是一个好的开始。如表2所示：
然而，这并不是说目前我国的发展就符合可持续发展要求。根据中国生态足迹研究：1980—2000年，中国生态赤字的省份由最初的19个扩大为26个，说明未来中国生态赤字所受的损害可能进一步增强，跨国生态占用不可避免。逐年扩增的生态赤字主要是由于化石能源消费的迅速增长造成的。与世界平均相应水平相比，中国生态足迹与生物承载力变化非常迅速，说明在一定程度上，中国决定着全球可持续发展的未来情形。
虽然我国人均生态足迹水平较低，居全球69位，但我国人口负担重，生态足迹形势并不乐观。为改善生态足迹与生物承载力之间的矛盾，2008年《中国生态足迹报告》提出了CIRCLE综合发展策略，即城市紧缩化策略(compact)、个人坚持生态敏感型消费策略(Individual)、减少潜在资源消费策略(Reduce)、碳减排策略(Carbon)、提高土地生产力策略(Land)、以及资源使用高效化策略(Efficiency)。[16]这些策略的实施，既涉及政府决策，也关乎每个人的生活方式。只有每个人都具备了良好的环保意识，并能以行动承担起自己作为一个公民的责任。才有可能减缓生态过载现状，实现可持续发展。
三、研究生态足迹的意义
在当今社会，人类为了生存。资源消耗已经严重超过了地球的极限，生态形势已经越来越严峻了。每个国家都有自己的生态危机，越来越多的国家出现生态赤字。
在世界上的某些地方，生态赤字甚至可以意味着毁灭，它可能导致资源紧缺、生态系统崩溃、贫穷、饥荒，甚至引起战争，这绝不是危言耸听。
生态足迹可以让国家了解本国的生态平衡体系。并显示出具体的数据，这些数据都是衡量本国资源及制定未来发展策略所必需的，因此，生态足迹可以说是一种工具，一种衡量某地区生态是否符合可持续发展的标尺。通过这个标尺，人们可以根据它来评价本国的生态资产价值。确定生态是否处于危机状态，并根据生态现状制定最适合可持续发展的政策。
因此，生态足迹作为21世纪环境保护的新概念，对于人类社会发展所起的作用是巨大的，犹如GDP对于国民经济的发展所起的作用。我们需要了解和运用它来更好地实现可持续发展。