生态足迹理论及其研究进展

李晓晶 刘源 郗雯

摘 要：生态足迹理论是评价和度量可持续发展程度的重要方法之一，生态足迹分析法容易理解、操作性强、结果明确，因此其在区域可持续评价方面具有广泛应用。文章从生态足迹产生的背景、指标构成、分析框架、研究进展等方面进行了综述，为生态足迹理论的应用提供科学参考。

关键词：生态足迹;生态承载力;均衡因子;产量因子;研究进展

1 生态足迹的概念及产生背景

生态足迹（Ecological Footprint）又称生态占有，是指能够提供特定人口的资源和废弃物消纳的具有生物生产的土地面积[1]。生态足迹概念及其模型最初是由徐中民、杨开忠、张志强等学者引入国内，他们为我国生态足迹理论的研究奠定了基础。目前，生态足迹理论已成为国际上用来度量和评价可持续发展的一个重要方法，其直观且综合的优点被广泛应用于各级范围、各种尺度、多个领域的生态承载力和可持续发展定量评价中。自然生态系统是人类赖以生存和发展的基础，也是提出生态足迹概念的基本思路，人类在生存和发展过程中所需要的产品和服务，以及在生活与生产中产生的废物，均是直接或间接的从自然生态环境中获取或排放，因此给自然生态系统造成了一定的压力，而这种对自然产生的压力只要处于生态系统的承载范围内，自然环境就是安全和可持续状态的，反之，就是不可持续状态的。

2 生态足迹分析的指标体系

2.1 生态生产性用地

生态足迹分析法中“生态承载力”与“生态足迹”等重要指标都是以生态生产性土地来定义的，生态生产性土地分为6大类[2]。化石燃料地：在生态足迹计算及分析中，要综合考虑补偿因消耗的化石能源以及吸收其释放出的CO2所需的化石燃料的土地面积，特别是对于化石燃料资源储备丰富的内蒙古尤为突出。耕地：指种植农作物的土地;耕地在6大类生态生产性土地中生产能力最高，内蒙古耕地有9540万hm2，占内蒙古自治区土地总面积的82.6%，耕地是内蒙古生态生产用地最大的一个类型。牧草地：指用于发展畜牧业的土地;内蒙古草地总面积居全国第1位，约为7880万hm2，占内蒙古自治区总面积的66.6%。林地：指用于林业生产的地区或天然林;全球森林面积约34.4亿hm2，大部分森林生态生产能力较低。建筑用地：指建造住宅、公共设施等的土地;随着城镇化进程加快，建筑用地是耕地的减少的主要原因之一。水域：包括河流、淡水湖泊、海洋、盐水湖泊等;内蒙古水域主要以干旱与半干旱区内陆湖泊为主，主要有呼伦湖、贝尔湖、乌梁素海和岱海四大湖泊。

2.2 生态承载力

生态承载力又称为生态容量，是指区域所能够提供给人类的生态生产性土地面积的总和[3]。生态承载力体现的是自然生态系统承载力的可持续性，其上下2个阀值关系到自然生态系统调节功能的发挥以及人类社会的可持续发展。因此，人类社会要想长期稳定发展必须生存在生态系统的承载力上下2个阀值范围内，即人類的可持续发展必须建立在生态系统完好的自我调节功能、完整的产品和服务供给的前提下，活动于自然生态系统生态承载力范围之内。

2.3 生态足迹

生态足迹是指特定人口持续维持某一物质消费水平所必须的生态生产性土地面积，代表在当前经济及生活条件下，同时满足人类现在以及未来生存对生态环境的要求[4]。生态足迹主要是通过比较自然提供的生态服务和人类对生态服务要求的差距，研究人类对生态系统的依赖性以及生态系统的承载力，最终度量这一地区可持续发展程度。如果这一区域人们对自然生态系统所提供产品与服务的需求小于自然生态系统所能提供最大的生态服务，那么这一地区的发展便是可持续的，反之亦然。

2.4 生态赤字/盈余

生态承载力和生态足迹都是用生物生产性土地面积来衡量的[4]，因此，两者可以直接进行比较，其结果代表这一区域环境和资源利用现状。“生态赤字”表示一个区域的生态承载力小于生态足迹，“生态盈余”状态与之相反。生态赤字表明该地区人类对自然生态服务的需求量超过了其自然生态环境的生态承载力，代表该区处于非可持续发展状态;而生态盈余则表明该地区自然环境的生态承载力大于当地人类的生态足迹，表示该区处于可持续发展状态。

2.5 均衡因子与产量因子

均衡因子：在生态足迹计算中，各种消费量及服务均可用6类基本生态生产性土地面积来代替。由于各类型生态生产性土地生产能力、类型的不同，要想计算各类型总的生态足迹，就要乘以一个均衡系数而建立一个等价关系，用于这一转换的系数就是均衡因子[5]。产量因子：与生态足迹计算过程一样，因资源状况和气候条件的不同，不同国家、地区的6类基本生态生产性土地之间以及同类型土地间的生产力在不同地域和气候背景下也存在差异。因此，为把研究区域的每类土地的面积换算为具有全球平均生产力相应类型土地的等量面积，需要引进一个换算系数即产量因子[5]，引入产量因子的目的就是为了对不同区域同类生物生产性土地的面积进行标准化处理。

2.6 万元 GDP 生态足迹

万元GDP生态足迹是由区域人均生态足迹除以区域人均国内生产总值而得出，万元GDP生态足迹反映了资源利用效率，万元 GDP 生态足迹值越大表明该地区经济发展模式下的资源利用效率越低，反之则资源利用效率越高，其是衡量一定的经济条件下区域人口消费和废弃物处理所需生物生产面积的大小。

2.7 生态足迹理论的基本假设

作为一种可度量可持续发展程度的度量方法，生态足迹理论基于2个最基本的假设[6]：可以确定大多数人类自身消费产生的废弃物、资源利用、能源消耗的数量;可以用生产和吸纳这些资源和废弃物的生物生产面积或生态生产面积来折算资源和废弃物的量。因此，在人口已知的情况下，生态足迹就可以用等效不同类型的生物生产土地的总面积来代替。

3 国内外生态足迹理论研究进展

3.1 国外生态足迹理论的研究进展

国际上有关生态足迹的研究可以追溯到20世纪70 年代，但生态足迹概念最早是由加拿大著名生态经济学家William Rees等于1992年提出，并由其博士生Wackemagel在1996年完善和改进，使之成为现在生态足迹模型最初的构架。在全球尺度研究方面：Wackemagel等率先对全球52个国家的生态足迹进行了分析，结果表明：全球范围内人类的生态足迹远高于全球生态承载力，已有82%的国家出现了生态赤字。同时，世界人均生态足迹的阈值是1.7hm2，若以此速度发展，30a内全球人均生态足迹阀值将下降59%左右。在国家尺度研究方面：受全球尺度生态足迹研究的影响，各国学者在国家生态足迹尺度上也展开了大量研究，张志强在分析《生命行星报告》的基础上，对全球150个国家的生态足迹进行了综合研究。目前，生态足迹分析法也成为评价和度量区域和城市可持续发展的主要方法。

3.2 国内生态足迹理论的研究进展

1999年，生态足迹概念作为度量和评价可持续发展的定量方法而被引进我国，自此很多学者从生态足迹研究进展、理论、方法及计算模型等方面进行了探讨和应用[7]。在国家层面上：徐忠民等分析了1999年我国的生态足迹情况[8];陈六君等[9]研究了1961—1999年中国资源的生态足迹发展状况，并对38a间资源生态足迹增长率和GDP增长率的相互关系进行了分析;刘建兴等[10]对中国1961—2001年的生态足迹进行了计算，并讨论了消费方式及经济增长条件下对生态环境的影响。在区域层面上：随着国家对可持续发展的重视，有关区域、省、市等层面的研究也得到学者们的关注，杨艳等[11]以内蒙古锡林郭勒盟为例对半干旱草原区生态承载力与可持续发展进行研究，结果表明，其人均生态足迹自1981—2008年逐年增加，而人均承载力却在逐年下降，该区域已经呈现出生态赤字状态。此外，陕西、山西、山东、安徽、河北、湖南、甘肃等地也进行了生态足迹及生态承载力方面的研究，相关研究成果为指导城市可持续发展、绿色GDP核算等提供了科学依据和数据参考。

参考文献

[1] 徐中民，程国栋，张志强，等.生态足迹方法的理论解析[J].中国人口·资源与环境，2006，16（6）：69-78.

[2] 杨开忠，杨咏，陈洁，等.生态足迹分析理论与方法[J].地球科学进展，2000，15（6）：630-636.

[3] 兰叶霞. 基于生态足迹的江西省生态安全时空动态定量研究[D].西安：陕西师范大学，2006.

[4] 杜斌，张坤民，温宗国，等.城市生态足迹计算方法的设计与案例[J].清华大学学报（自然科学版），2004，44（9）：1171-1175.

[5] 邬洁，孟伟，吴明作，等.新乡市1997-2005年生态足迹分析[J].河南科学，2007，25（6）：1063-1067.

[6] 徐中民，程国栋，张志强.生态经济学理论方法与应用[M].郑州：黄河水利出版社，2003.

[7] 章锦河，张捷.国内生态足迹模型研究进展与启示[J].地域研究与开发，2007，26（2）：90-96.

[8] 徐中民，张志强，程国栋，等.中国1999年生态足迹计算与发展能力分析[J].应用生态学报，2003，14（2）：280-285.

[9] 陳六君，毛谭，刘为，等.生态足迹的实证分析一中国经济增长中的生态制约[J].中国人口、资源与环境，2004，14（5）：53-57.

[10] 刘建兴，顾晓薇，李广军，等.中国经济发展与生态足迹的关系研究[J].资源科学，2005，2（5）：33-39.

[11] 杨艳，牛建明，张庆，等.基于生态足迹的半干旱草原区生态承载力与可持续发展研究——以内蒙古锡林郭勒盟为例[J].生态学报，2011，31（17）：5096-5104.