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摘要：人类从自然生态系统获取本身发展必需的物质和能源,同时向自然系统排放大量的废弃物,即通过自身的活动对其环境施加影响。人类这种对自然生态系统的耗用和影响程度即为生态足迹。更形象地说，生态足迹是指：“一只负载着人类与人类所创造的城市、工厂等的巨脚踏在地球上留下的脚印”。生态足迹的基本思想就是把消费与支持消费需要的各类土地联系起来，把物质消费转换为生态生产性土地面积，以此来度量人类消费对生态资源的占用和对生态环境的冲击。
关键词：生态足迹，生产力土地，物质消费
中图分类号：B845文献标识码： A
1.生态足迹概念及内涵
生态足迹分析的思路是：人类要维持生存必须消费所需的原始物质与能源,但人类每一项最终的消费量都可以追溯到生产该原始物质与能量的生物生产性土地面积上[1]。如果生态足迹的需求小于供给,则人类社会发展在自然生态系统承受范围内；否则,则人类社会发展处于不可持续发展状态。作为一种度量可持续发展程度的方法,生态足迹的计算是基于以下基本原理：(l)人类可以确定自身消费的绝大多数资源、能源及其所产生的废弃物的数量；(2)这些资源和废物流能折算成生产和吸收这些资源和废物流的生物生产面积。
2.生态足迹模型理论综述
生态足迹在国外的应用极其广泛，生态足迹评价方法已应用于各种规模的人口，从全球（大洲）到国家、地区到城市、社区到家庭、商业企业到个人出行活动、个人生活消费等各级水平。
2.1.以全球作为研究范围
1997 年，Mathis Wackernagel 等率先应用生态足迹分析方法，对全球人类可利用的生态空间和生态占用空间两方面进行了测算，分别计算了 1993，1995，1997和1999年的全球生态足迹，其研究结果表明：全球绝大部分国家处于生态赤字状态，人类的发展已经越来越远离可持续性，生态安全进一步受到威胁。
更为深入、全面和系统的全球尺度的生态足迹分析研究，则是世界自然基金会（WWF）从 2000 年开始发布的《绿色星球年度报告》（Living Planet Report）（2000、2002、2004）。报告显示：从20世纪80年代人类生态足迹首次超过地球生态承载力以来，生态赤字一直在不断地扩大；到 2001 年，人类生态足迹已经是 1961 年的 2.5 倍，总量达 1.35 ×1010hm2，人均生态足迹2.2hm2，是地球生物圈 1.13×1010hm2生物生产面积供给的 120%；2005年人均生态足迹2.7，生态承载力2.1，生态赤字0.6；2010年全球生态足迹2.7，生態承载力1.78，生态赤字0.92公顷。上述研究对于人们了解目前的资源利用情况非常方便，并使人们对生态环境保护的迫切性引起重视。
2.2.以国家作为研究范围
这一尺度的生态足迹指标主要用来分析一个国家的土地利用特点，指导资源利用策略。最早也是出现在 1997 年，Wackernagel等计算了世界 52 个国家和地区的生态足迹。根据全球生态足迹网站global footprint network研究结果， 2010年生态足迹2.2，生态承载力1.0，人均生态赤字1.2公顷。研究结果显示，中国人均生态足迹在持续增长，导致生态赤字现象越来越严重。
2.3.以区域城市和以下尺度作为研究范围
Jennie Moore等从城市代谢和生态足迹角度分析了渥太华新城各资源组成的生态足迹，其总生态足迹是渥太华地区面积的36倍，EFA研究指出，耕地和林地占用了渥太华地区90%的生态承载力[2]。Wackernagel主要研究了东京、伦敦等大城市。东京的生态足迹为4811.94万hm²,是日本国土面积(3777万hm²)的1.27倍，而日本实际可居住面积仅为国土面积的1/3，即要养活东京的现有人口，需要3.834个日本。
3.生态足迹模型评估指标的选取及计算
3.1.生态足迹的计算
在生态足迹模型中，对区域生态足迹的计算是该模型的关键和重点。在本文
的研究过程中，考虑到相关资料和数据获取的难易程度和准确性，结合全国和吉林市的统计资料和数据，采用自上而下的方式计算生态足迹。按照以下几项步骤和程序来计算生态足迹：
（1） 确定商品的年消费总量，并计算人均年消费值，公式如下：
Ai×N=Pi+Li-Ei
Ai为研究区域内第i种商品的人均消费量，N为该区域的人口总数，Pi为该区域内第i种商品的生产量，Li为该区域内第i种商品的进口总量，Ei为该区域内第i种商品的出口总量。由于数据获取的问题，在本文的研究中，未考虑区域进口和出口的消费项目数量。
（2） 计算各种消费商品需要占用的生态生产性土地面积
根据全国所有生产该类消费商品的土地的平均生产能力，计算研究区域内消费的第i种商品，在区域的实际情况下，人均所占用的生态生产性土地面积。
（3） 采用以下公式计算研究区域的生态足迹
EF=N·ef=N·rj·∑ai=N·rj·∑ci/di
j =1,2,3,4,5,6. i =1, 2,⋅⋅⋅⋅⋅⋅,n
式中：EF 为总的生态足迹；N为人口数；ef为人均生态足迹；aj为人均第i种消费项目（商品）折算的生物生产性土地面积；ci为第i种商品的人均消费量；di为第i种消费商品的平均生产能力；rj为不同类型的生物生产性土地的均衡因子； j为生物生产面积类型；i为消费商品的投入类型。
3.2.生态承载力
生态承载力的概念早期来源于生态学，指一定条件下某个地区的生态环境系统为人类活动和生物生存所能持续提供的最大生态服务能力，其概念在不断的发展演变。具体计算公式如下：
EC=N·ec=N·∑（aj·rj·yj）
j =1,2,3,4,5,6.
式中：EC为总的生态承载力；ec为人均生态承载力； N 为人口数；aj为
人均生物生产性土地的面积；rj为均衡因子；yj为产量因子。
3.3.生态盈余/赤字
生态赤字或盈余有生态足迹与生态承载力的关系来确定，将两者做差，吐过生态足迹大于生态承载力是，则产生生态赤字，反之则为生态盈余。
计算区域的人均生态赤字/盈余，计算公式为：
人均生态赤字/盈余＝aec-ef
式中，aec 为人均生态承载力（hm2/人），ef 为人均生态足迹（hm2/人）
3.4.生态压力指数
由于生态足迹法存在缺陷，为了改进该方法在评价区域可持续发展中的不足，赵先贵等在此方法基础上提出了生态压力指数、生态占用指数、生态经济协调指数和可持续发展指数等4个概念，并制定了相应的指标等级划分标准，形成新的指标体系。生态压力指数被定义为某一国家或地区可更新资源的人均生态足迹与生态承载力的比值，该指数越大，说明区域的生态压力越大，生态安全性越差；而生态占用指数代表经济发展水平的高低，而生态经济协调指数反映经济发展与生态的协调性。计算公式为：
T=EF/EC或 t=ef/ec
式中，T 或 t：是区域生态足迹压力指数；EF：区域总生态足迹；EC：区域总生态承载力；ef：区域人均生态足迹；ec：区域人均生态承载力。
依据生态压力指数预测生态安全的标准为：
4.生态足迹模型应用与不足
然而，生态足迹法的不足和缺陷也是显而易见的有学者对生态足迹法进行了尖锐的批判：（1）对假设条件的合理性提出质疑，按照生态足迹的假设和计算方法，能源足迹占总生态足迹的30%-50%,这与事实并不符合。（2）生态足迹法与发展理论的矛盾,生态足迹法中没有考虑技术因素,而技术进步是发展的一个重要参数。（3）与历史数据存在矛盾,用生态足迹的方法,根据现有的计算数据,如果地球上的人都按照美国的方式生活,只要一个地球就可以了这与其他一些方法所推出的五个地球矛盾。（4）零温室气体排放非最优,大气是可以容纳一部分温室气体的,而在生态足迹法中,只要排放温室气体就会产生生态足迹。（5）由全球生态足迹得出的限值有问题由于地区之间存在贸易,因此由全球生态足迹得出的地区发展限值是有问题的。
总体来说，生态足迹法评估可持续发展提供了一个很好的工具，值得研究。然而，作为相对“年轻”的方法，它不完善的方面也是不容忽视的。
参考文献
[1] 徐中民,张志強,程国栋.甘肃省1998年生态足迹计算与分析[J].地理学报,2000,55(5):607-616
[2] Jennie Moore，Meidad Kissinger，William E. Rees An urban metabolism and ecological footprint assessment of Metro Vancouver[J]. Journal of Environmental Management，2013:51-61
[3] 何爱红. 中国中部地区的生态足迹与可持续发展研究[M]. 中国社会科学出版社.2013
关键词：生态足迹，生产力土地，物质消费
中图分类号：B845文献标识码： A
1.生态足迹概念及内涵
生态足迹分析的思路是：人类要维持生存必须消费所需的原始物质与能源,但人类每一项最终的消费量都可以追溯到生产该原始物质与能量的生物生产性土地面积上[1]。如果生态足迹的需求小于供给,则人类社会发展在自然生态系统承受范围内；否则,则人类社会发展处于不可持续发展状态。作为一种度量可持续发展程度的方法,生态足迹的计算是基于以下基本原理：(l)人类可以确定自身消费的绝大多数资源、能源及其所产生的废弃物的数量；(2)这些资源和废物流能折算成生产和吸收这些资源和废物流的生物生产面积。
2.生态足迹模型理论综述
生态足迹在国外的应用极其广泛，生态足迹评价方法已应用于各种规模的人口，从全球（大洲）到国家、地区到城市、社区到家庭、商业企业到个人出行活动、个人生活消费等各级水平。
2.1.以全球作为研究范围
1997 年，Mathis Wackernagel 等率先应用生态足迹分析方法，对全球人类可利用的生态空间和生态占用空间两方面进行了测算，分别计算了 1993，1995，1997和1999年的全球生态足迹，其研究结果表明：全球绝大部分国家处于生态赤字状态，人类的发展已经越来越远离可持续性，生态安全进一步受到威胁。
更为深入、全面和系统的全球尺度的生态足迹分析研究，则是世界自然基金会（WWF）从 2000 年开始发布的《绿色星球年度报告》（Living Planet Report）（2000、2002、2004）。报告显示：从20世纪80年代人类生态足迹首次超过地球生态承载力以来，生态赤字一直在不断地扩大；到 2001 年，人类生态足迹已经是 1961 年的 2.5 倍，总量达 1.35 ×1010hm2，人均生态足迹2.2hm2，是地球生物圈 1.13×1010hm2生物生产面积供给的 120%；2005年人均生态足迹2.7，生态承载力2.1，生态赤字0.6；2010年全球生态足迹2.7，生態承载力1.78，生态赤字0.92公顷。上述研究对于人们了解目前的资源利用情况非常方便，并使人们对生态环境保护的迫切性引起重视。
2.2.以国家作为研究范围
这一尺度的生态足迹指标主要用来分析一个国家的土地利用特点，指导资源利用策略。最早也是出现在 1997 年，Wackernagel等计算了世界 52 个国家和地区的生态足迹。根据全球生态足迹网站global footprint network研究结果， 2010年生态足迹2.2，生态承载力1.0，人均生态赤字1.2公顷。研究结果显示，中国人均生态足迹在持续增长，导致生态赤字现象越来越严重。
2.3.以区域城市和以下尺度作为研究范围
Jennie Moore等从城市代谢和生态足迹角度分析了渥太华新城各资源组成的生态足迹，其总生态足迹是渥太华地区面积的36倍，EFA研究指出，耕地和林地占用了渥太华地区90%的生态承载力[2]。Wackernagel主要研究了东京、伦敦等大城市。东京的生态足迹为4811.94万hm²,是日本国土面积(3777万hm²)的1.27倍，而日本实际可居住面积仅为国土面积的1/3，即要养活东京的现有人口，需要3.834个日本。
3.生态足迹模型评估指标的选取及计算
3.1.生态足迹的计算
在生态足迹模型中，对区域生态足迹的计算是该模型的关键和重点。在本文
的研究过程中，考虑到相关资料和数据获取的难易程度和准确性，结合全国和吉林市的统计资料和数据，采用自上而下的方式计算生态足迹。按照以下几项步骤和程序来计算生态足迹：
（1） 确定商品的年消费总量，并计算人均年消费值，公式如下：
Ai×N=Pi+Li-Ei
Ai为研究区域内第i种商品的人均消费量，N为该区域的人口总数，Pi为该区域内第i种商品的生产量，Li为该区域内第i种商品的进口总量，Ei为该区域内第i种商品的出口总量。由于数据获取的问题，在本文的研究中，未考虑区域进口和出口的消费项目数量。
（2） 计算各种消费商品需要占用的生态生产性土地面积
根据全国所有生产该类消费商品的土地的平均生产能力，计算研究区域内消费的第i种商品，在区域的实际情况下，人均所占用的生态生产性土地面积。
（3） 采用以下公式计算研究区域的生态足迹
EF=N·ef=N·rj·∑ai=N·rj·∑ci/di
j =1,2,3,4,5,6. i =1, 2,⋅⋅⋅⋅⋅⋅,n
式中：EF 为总的生态足迹；N为人口数；ef为人均生态足迹；aj为人均第i种消费项目（商品）折算的生物生产性土地面积；ci为第i种商品的人均消费量；di为第i种消费商品的平均生产能力；rj为不同类型的生物生产性土地的均衡因子； j为生物生产面积类型；i为消费商品的投入类型。
3.2.生态承载力
生态承载力的概念早期来源于生态学，指一定条件下某个地区的生态环境系统为人类活动和生物生存所能持续提供的最大生态服务能力，其概念在不断的发展演变。具体计算公式如下：
EC=N·ec=N·∑（aj·rj·yj）
j =1,2,3,4,5,6.
式中：EC为总的生态承载力；ec为人均生态承载力； N 为人口数；aj为
人均生物生产性土地的面积；rj为均衡因子；yj为产量因子。
3.3.生态盈余/赤字
生态赤字或盈余有生态足迹与生态承载力的关系来确定，将两者做差，吐过生态足迹大于生态承载力是，则产生生态赤字，反之则为生态盈余。
计算区域的人均生态赤字/盈余，计算公式为：
人均生态赤字/盈余＝aec-ef
式中，aec 为人均生态承载力（hm2/人），ef 为人均生态足迹（hm2/人）
3.4.生态压力指数
由于生态足迹法存在缺陷，为了改进该方法在评价区域可持续发展中的不足，赵先贵等在此方法基础上提出了生态压力指数、生态占用指数、生态经济协调指数和可持续发展指数等4个概念，并制定了相应的指标等级划分标准，形成新的指标体系。生态压力指数被定义为某一国家或地区可更新资源的人均生态足迹与生态承载力的比值，该指数越大，说明区域的生态压力越大，生态安全性越差；而生态占用指数代表经济发展水平的高低，而生态经济协调指数反映经济发展与生态的协调性。计算公式为：
T=EF/EC或 t=ef/ec
式中，T 或 t：是区域生态足迹压力指数；EF：区域总生态足迹；EC：区域总生态承载力；ef：区域人均生态足迹；ec：区域人均生态承载力。
依据生态压力指数预测生态安全的标准为：
4.生态足迹模型应用与不足
然而，生态足迹法的不足和缺陷也是显而易见的有学者对生态足迹法进行了尖锐的批判：（1）对假设条件的合理性提出质疑，按照生态足迹的假设和计算方法，能源足迹占总生态足迹的30%-50%,这与事实并不符合。（2）生态足迹法与发展理论的矛盾,生态足迹法中没有考虑技术因素,而技术进步是发展的一个重要参数。（3）与历史数据存在矛盾,用生态足迹的方法,根据现有的计算数据,如果地球上的人都按照美国的方式生活,只要一个地球就可以了这与其他一些方法所推出的五个地球矛盾。（4）零温室气体排放非最优,大气是可以容纳一部分温室气体的,而在生态足迹法中,只要排放温室气体就会产生生态足迹。（5）由全球生态足迹得出的限值有问题由于地区之间存在贸易,因此由全球生态足迹得出的地区发展限值是有问题的。
总体来说，生态足迹法评估可持续发展提供了一个很好的工具，值得研究。然而，作为相对“年轻”的方法，它不完善的方面也是不容忽视的。
参考文献
[1] 徐中民,张志強,程国栋.甘肃省1998年生态足迹计算与分析[J].地理学报,2000,55(5):607-616
[2] Jennie Moore，Meidad Kissinger，William E. Rees An urban metabolism and ecological footprint assessment of Metro Vancouver[J]. Journal of Environmental Management，2013:51-61
[3] 何爱红. 中国中部地区的生态足迹与可持续发展研究[M]. 中国社会科学出版社.2013