生态足迹理论与方法发展浅析
马爱慧
(华中农业大学土地管理学院，湖北，武汉 430070)
摘要：生态足迹作为一种用来定量衡量可持续发展状态的指标得到了广泛的关注和应用，与此同时也备受争议。本文介绍了生态足迹的概念及研究方法的基础上，着重阐述了生态足迹分析方法的局限，同时展望生态足迹未来发展趋势——耕地生态足迹。
关键词：生态足迹，生态承载力；生态赤字
1．前言
人类是从自然环境中不断进化而来的，而且人类生存要依赖于自然并受到自然环境的影响和制约。从18世纪工业革命开始，人类攫取自然资源的能力以及高度膨胀的消费欲望，极大地刺激着生产力的发展。伴随着人口的剧增、资源的短缺和环境的恶化逐渐从局部扩大到全球，威胁着地球的自然环境，也越来越明显地威胁着人类的未来。这时人们发出“只有一个地球”的呼吁，世界环境与发展委员会主席布仑特莱1987年在《我们共同的未来》的报告中，首次提出“可持续发展”的概念，即“既满足当代人的要求，又不损害后代满足他们需求的能力的发展”。即“我们今天的发展不要对明天的发展带来危害”。可持续发展实质是以自然、社会、经济整个复合系统为研究对象，主要协调经济系统与生态系统之间的关系，这种发展的可持续主要取决于自然资源。即取决于人类的经济活动是否处于生态系统的承载范围之内，人类要持续依赖自然以及怎么做才能保障地球的承受力，进而支持人类未来的生存和发展。由此生态足迹概念出现。
2．基本概念
加拿大生态经济学家 William Rees等在1992年提出，并在1996年由Wackernagel逐
【1】步对其进行改进与完善。生态足迹”也称“生态占用”，它显示在现有技术条件下，指定
的人口单位内（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
【2】（biological productive land）和水域，来生产所需资源和吸纳所衍生的废物。生态足
迹是通过测定现今人类为了维持自身生存而消费的自然提供的产品和服务。比如说一个人的粮食消费量可以转换为生产这些粮食的所需要的耕地面积，他所排放的二氧化碳总量可以转换成吸收这些CO2所需要的森林、草地或农田的面积。因此它可以形象地被理解成一只负载
【2】 着人类和人类所创造的城市、工厂、铁路、农田……的巨脚踏在地球上时留下的脚印大小。
3．计算方法
3．1生态足迹
生态足迹是基于土地面积量化的指标，土地面积主要考虑6种类型：化石燃料土地、可耕地、林地草地、建筑用地和水域。生态足迹是在一定的技术水平、一定的经济规模下的人
【3】【4】【5】为： 口资源消费和消纳废弃物所需要的生物生产土地面积，计算公式
EF=Nef=N∑(rjaai)=N∑rj(ci/pi)
(i=1,2,3,…..,n j=1,2…..,6)
式中， i为消费品和投入的类型；j为土地面积类型；pi为i种消费商品的平均生产能力；ci 为i 种商品的人均消费量；aai为i种交易产品折算的生物生产面积；N为人口数；ef为人均生态足迹，EF为总的生态足迹。
3．2生态承载力
生态承载力是一个地区所能提供给人类的生物生产性土地面积的和，可以用此来衡量该地区的生态容量，可将现有的耕地、可耕地、林地草地、建筑用地和水域等空间的物理面积乘以相应的均衡因子和当地的生产力系数，就可得到平均生态空间面积即生态承载力。根据世界环境与发展委员会的报告，人类将12％的生物生产性土地面积用于生物多样性面积保
【1】【6】如下： 护，因此在计算时，应从中扣除这一部分，就算公式
EC=0.88Nec=0.88N∑(ajrjyj)
（j=1,2,3…..6）
其中EC为区域内生态承载力,ec人均生态承载力，aj,rj,yj分别表示人均生物生产面积、均衡因子和产量因子；N为总人口数。
3．3生态赤字/盈余
如果一个地区的自然生态所提供的生态承载力小于生态足迹时，则出现生态赤字，这表明该地区生态系统面临严峻的考验；如果生态承载力大于生态足迹，则出现生态盈余，这表明该地区生态系统处于可持续发展状态中；两者相等表明该地区的生态环境处于生态平衡状态。
4．该方法局限
生态足迹把人口所消费的所有资源转换成所需要的生物生产土地，通过对一系列复杂的消费转换成简单直观、量化的过程，来评价人类社会的可持续发展。但就生态足迹的理论而言仍然倍受置疑。
1、可持续本身考虑的就是经济系统与生态系统的可持续，但生态足迹强调的是人类的过去、现在、未来消费发展和对环境影响，并没有考虑经济的可持续性，只关注生态的可持续，两者存在矛盾。
2、生态足迹分析中忽视了温室气体的量，温室气体对环境的作用还不完全清楚，更何况对此进行经济量化，所以人类忽略了部分产生的温室气体。
3、在计算生态足迹时，技术水平是世界的平均水平或者是全球尺度，只描述产量的增加，不能涉及技术进步。所以只能是基于现状静态数据的分析方法，其计算结果不能反映未来的发展趋势，其所得结论具有瞬时性。
4、由生态足迹和生态承载力的公式可知，他们都是人口和人均物质量的一个函数。试想一个地广人稀求出的人均生态足迹和一个人口密度较大但面积较小的国家的人均生态足迹比较后，哪个国家更具有可持续呢？ 5、生态足迹模型中没有考虑可持续发展的重要因素之一土地退化。已被破坏的土地不
能被利用或者土地利用效率很低，为维持生存，人们会寻求新的土地去生产，这就不是可持续的发展。另一方面，如果人们利用土地低效率，但没有破坏土地，此土地利用是否是可持续的。
6、生态足迹只考虑规模扩大，忽视集约生产。集约生产和规模的扩大已成为产量增加的动力因素。假设A和B两个国家，每个国家生产不同的产品，B国家富裕并有充足的产品供出口；A国家相对贫困，食品不足，需进口。假设市场是均衡市场供给等于需求，A需要更多的食品，所以价格上涨，在自由市场中就会有生产多的产品。有两种方式可以实现期望，一是集约生产，通过提高技术，来提高食物产量。二是扩大生产规模，需要更多的土地。A可能付出更多的租金来获得技术，提高自己的产量，最终一个新的平衡产生，总共的土地量不知道是否增加！
7、误差不可避免。由于各地自然生态条件的差异，造成质量的差异，所以各因子很难有一个确定的标准，可能导致需求的计算结果偏高或偏低。
总之，在生态足迹概念提出及指标计算时，引起极大的反响，学者对生态足迹的优缺点进行深入的探讨，虽然生态足迹在判定全球的可持续发展方面具有一定的价值，但对区域计算生态足迹并不能反映某一区域生态经济系统的可持续性，所以仍难作为政策制定的充分的依据。但它可使政策研究者找到解决问题的切入点。所以当前生态足迹的概念和生态足迹分析方法及其指标需要适当地扩展。它将在不断改进的过程中逐渐完善，并有效地促进人类对可持续发展的探索。
5．展望：耕地生态足迹
追溯生态足迹早期的研究，可知主要集中在全球的生态足迹、国家的生态足迹、区域和城市生态足迹,近年来逐步发展到县域、镇等更小的行政区域。研究区域也扩展到城郊区、农牧交错带、 生态脆弱区等。之后有许多学者将生态足迹模型应用到单一的项目上，比如旅游、物流、居民消费等拓宽了研究领域。耕地作为具有景观功能、生态维护功能、社会和经济安全保障功能的公共资源，其生态足迹也将逐渐被关注。
中国当前人均生态足迹为1.6全球公顷，人均生物承载力为0.8全球公顷。生态足迹是生态承载力的两倍，说明中国人地关系已经十分紧张，为实现可持续，必须消除高额的生态赤字。具中国生态足迹报告所知农用地是占生态足迹的比例是最高的，生态学角度来考虑，耕地资源又是所有生态生产性土地中生产力最大的一类，它聚焦的生物量最多，人类赖以 生存的食品绝大多数来自耕地，它关系到人类的粮食安全。根据联合国粮农组织的报告,目前世界上几乎所有最好的可耕地约13.5亿公顷，都处于开发状态，而且每年都有100万耕地被建设用地占用或退化，据估计世界上人均耕地面积已不足0.25公顷了。
虽然我国执行了最严格的土地管理制度，加强了耕地保护工作，但随着人口增长和经济社会的发展，我国耕地保护面临的形势依然严峻，在今后一个相当长的时期内我国人口还会持续增长，随着城市化进程的加快还会占用大量耕地，人增地减的趋势难以逆转，人多地少的矛盾更加突出。耕地总体质量有下降趋势，补充耕地的空间愈来愈小。国家粮食安全具有全局性和普遍性，人口增长的趋势不会变，对粮食总的需求不断增加，解决我国粮食安全问题的核心是保护和提高耕地资源安全，实现耕地资源的可持续利用。所以有必要对耕地状况彻底了解，帮助人类做出以自然为依据的抉择。基于耕地重要性，生态足迹探寻的重点也将朝此倾斜。
参考文献：
[1]包萨出荣贵.库伦旗1987-2005年耕地生态足迹动态分析[J].内蒙古师范大学学报,2008,37(4):562-565.
[2]王书华.区域生态经济理论、方法与实践[M].北京;中国发展出版社,2008,2.
[3]任志远,李晶等.城郊土地利用变化与区域生态安全动态[M].北京;科学出版社,2006.
[4]桑秋,苏飞等.辽宁省耕地生态足迹动态分析[J].安徽农业科学,2008,36(3):1142-1143.
[5]谢新源,陈悠等.国内外生态足迹研究[J].四川环境,2008,27(1):66-71.
[6]张永芳,张勃等.兰州市生态足迹变化趋势及其影响因子分析[J].干旱区资源与环境,2008,22(9):25-29.
生态足迹理论与方法发展浅析
马爱慧
(华中农业大学土地管理学院，湖北，武汉 430070)
摘要：生态足迹作为一种用来定量衡量可持续发展状态的指标得到了广泛的关注和应用，与此同时也备受争议。本文介绍了生态足迹的概念及研究方法的基础上，着重阐述了生态足迹分析方法的局限，同时展望生态足迹未来发展趋势——耕地生态足迹。
关键词：生态足迹，生态承载力；生态赤字
1．前言
人类是从自然环境中不断进化而来的，而且人类生存要依赖于自然并受到自然环境的影响和制约。从18世纪工业革命开始，人类攫取自然资源的能力以及高度膨胀的消费欲望，极大地刺激着生产力的发展。伴随着人口的剧增、资源的短缺和环境的恶化逐渐从局部扩大到全球，威胁着地球的自然环境，也越来越明显地威胁着人类的未来。这时人们发出“只有一个地球”的呼吁，世界环境与发展委员会主席布仑特莱1987年在《我们共同的未来》的报告中，首次提出“可持续发展”的概念，即“既满足当代人的要求，又不损害后代满足他们需求的能力的发展”。即“我们今天的发展不要对明天的发展带来危害”。可持续发展实质是以自然、社会、经济整个复合系统为研究对象，主要协调经济系统与生态系统之间的关系，这种发展的可持续主要取决于自然资源。即取决于人类的经济活动是否处于生态系统的承载范围之内，人类要持续依赖自然以及怎么做才能保障地球的承受力，进而支持人类未来的生存和发展。由此生态足迹概念出现。
2．基本概念
加拿大生态经济学家 William Rees等在1992年提出，并在1996年由Wackernagel逐
【1】步对其进行改进与完善。生态足迹”也称“生态占用”，它显示在现有技术条件下，指定
的人口单位内（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
【2】（biological productive land）和水域，来生产所需资源和吸纳所衍生的废物。生态足
迹是通过测定现今人类为了维持自身生存而消费的自然提供的产品和服务。比如说一个人的粮食消费量可以转换为生产这些粮食的所需要的耕地面积，他所排放的二氧化碳总量可以转换成吸收这些CO2所需要的森林、草地或农田的面积。因此它可以形象地被理解成一只负载
【2】 着人类和人类所创造的城市、工厂、铁路、农田……的巨脚踏在地球上时留下的脚印大小。
3．计算方法
3．1生态足迹
生态足迹是基于土地面积量化的指标，土地面积主要考虑6种类型：化石燃料土地、可耕地、林地草地、建筑用地和水域。生态足迹是在一定的技术水平、一定的经济规模下的人
【3】【4】【5】为： 口资源消费和消纳废弃物所需要的生物生产土地面积，计算公式
EF=Nef=N∑(rjaai)=N∑rj(ci/pi)
(i=1,2,3,…..,n j=1,2…..,6)
式中， i为消费品和投入的类型；j为土地面积类型；pi为i种消费商品的平均生产能力；ci 为i 种商品的人均消费量；aai为i种交易产品折算的生物生产面积；N为人口数；ef为人均生态足迹，EF为总的生态足迹。
3．2生态承载力
生态承载力是一个地区所能提供给人类的生物生产性土地面积的和，可以用此来衡量该地区的生态容量，可将现有的耕地、可耕地、林地草地、建筑用地和水域等空间的物理面积乘以相应的均衡因子和当地的生产力系数，就可得到平均生态空间面积即生态承载力。根据世界环境与发展委员会的报告，人类将12％的生物生产性土地面积用于生物多样性面积保
【1】【6】如下： 护，因此在计算时，应从中扣除这一部分，就算公式
EC=0.88Nec=0.88N∑(ajrjyj)
（j=1,2,3…..6）
其中EC为区域内生态承载力,ec人均生态承载力，aj,rj,yj分别表示人均生物生产面积、均衡因子和产量因子；N为总人口数。
3．3生态赤字/盈余
如果一个地区的自然生态所提供的生态承载力小于生态足迹时，则出现生态赤字，这表明该地区生态系统面临严峻的考验；如果生态承载力大于生态足迹，则出现生态盈余，这表明该地区生态系统处于可持续发展状态中；两者相等表明该地区的生态环境处于生态平衡状态。
4．该方法局限
生态足迹把人口所消费的所有资源转换成所需要的生物生产土地，通过对一系列复杂的消费转换成简单直观、量化的过程，来评价人类社会的可持续发展。但就生态足迹的理论而言仍然倍受置疑。
1、可持续本身考虑的就是经济系统与生态系统的可持续，但生态足迹强调的是人类的过去、现在、未来消费发展和对环境影响，并没有考虑经济的可持续性，只关注生态的可持续，两者存在矛盾。
2、生态足迹分析中忽视了温室气体的量，温室气体对环境的作用还不完全清楚，更何况对此进行经济量化，所以人类忽略了部分产生的温室气体。
3、在计算生态足迹时，技术水平是世界的平均水平或者是全球尺度，只描述产量的增加，不能涉及技术进步。所以只能是基于现状静态数据的分析方法，其计算结果不能反映未来的发展趋势，其所得结论具有瞬时性。
4、由生态足迹和生态承载力的公式可知，他们都是人口和人均物质量的一个函数。试想一个地广人稀求出的人均生态足迹和一个人口密度较大但面积较小的国家的人均生态足迹比较后，哪个国家更具有可持续呢？ 5、生态足迹模型中没有考虑可持续发展的重要因素之一土地退化。已被破坏的土地不
能被利用或者土地利用效率很低，为维持生存，人们会寻求新的土地去生产，这就不是可持续的发展。另一方面，如果人们利用土地低效率，但没有破坏土地，此土地利用是否是可持续的。
6、生态足迹只考虑规模扩大，忽视集约生产。集约生产和规模的扩大已成为产量增加的动力因素。假设A和B两个国家，每个国家生产不同的产品，B国家富裕并有充足的产品供出口；A国家相对贫困，食品不足，需进口。假设市场是均衡市场供给等于需求，A需要更多的食品，所以价格上涨，在自由市场中就会有生产多的产品。有两种方式可以实现期望，一是集约生产，通过提高技术，来提高食物产量。二是扩大生产规模，需要更多的土地。A可能付出更多的租金来获得技术，提高自己的产量，最终一个新的平衡产生，总共的土地量不知道是否增加！
7、误差不可避免。由于各地自然生态条件的差异，造成质量的差异，所以各因子很难有一个确定的标准，可能导致需求的计算结果偏高或偏低。
总之，在生态足迹概念提出及指标计算时，引起极大的反响，学者对生态足迹的优缺点进行深入的探讨，虽然生态足迹在判定全球的可持续发展方面具有一定的价值，但对区域计算生态足迹并不能反映某一区域生态经济系统的可持续性，所以仍难作为政策制定的充分的依据。但它可使政策研究者找到解决问题的切入点。所以当前生态足迹的概念和生态足迹分析方法及其指标需要适当地扩展。它将在不断改进的过程中逐渐完善，并有效地促进人类对可持续发展的探索。
5．展望：耕地生态足迹
追溯生态足迹早期的研究，可知主要集中在全球的生态足迹、国家的生态足迹、区域和城市生态足迹,近年来逐步发展到县域、镇等更小的行政区域。研究区域也扩展到城郊区、农牧交错带、 生态脆弱区等。之后有许多学者将生态足迹模型应用到单一的项目上，比如旅游、物流、居民消费等拓宽了研究领域。耕地作为具有景观功能、生态维护功能、社会和经济安全保障功能的公共资源，其生态足迹也将逐渐被关注。
中国当前人均生态足迹为1.6全球公顷，人均生物承载力为0.8全球公顷。生态足迹是生态承载力的两倍，说明中国人地关系已经十分紧张，为实现可持续，必须消除高额的生态赤字。具中国生态足迹报告所知农用地是占生态足迹的比例是最高的，生态学角度来考虑，耕地资源又是所有生态生产性土地中生产力最大的一类，它聚焦的生物量最多，人类赖以 生存的食品绝大多数来自耕地，它关系到人类的粮食安全。根据联合国粮农组织的报告,目前世界上几乎所有最好的可耕地约13.5亿公顷，都处于开发状态，而且每年都有100万耕地被建设用地占用或退化，据估计世界上人均耕地面积已不足0.25公顷了。
虽然我国执行了最严格的土地管理制度，加强了耕地保护工作，但随着人口增长和经济社会的发展，我国耕地保护面临的形势依然严峻，在今后一个相当长的时期内我国人口还会持续增长，随着城市化进程的加快还会占用大量耕地，人增地减的趋势难以逆转，人多地少的矛盾更加突出。耕地总体质量有下降趋势，补充耕地的空间愈来愈小。国家粮食安全具有全局性和普遍性，人口增长的趋势不会变，对粮食总的需求不断增加，解决我国粮食安全问题的核心是保护和提高耕地资源安全，实现耕地资源的可持续利用。所以有必要对耕地状况彻底了解，帮助人类做出以自然为依据的抉择。基于耕地重要性，生态足迹探寻的重点也将朝此倾斜。
参考文献：
[1]包萨出荣贵.库伦旗1987-2005年耕地生态足迹动态分析[J].内蒙古师范大学学报,2008,37(4):562-565.
[2]王书华.区域生态经济理论、方法与实践[M].北京;中国发展出版社,2008,2.
[3]任志远,李晶等.城郊土地利用变化与区域生态安全动态[M].北京;科学出版社,2006.
[4]桑秋,苏飞等.辽宁省耕地生态足迹动态分析[J].安徽农业科学,2008,36(3):1142-1143.
[5]谢新源,陈悠等.国内外生态足迹研究[J].四川环境,2008,27(1):66-71.
[6]张永芳,张勃等.兰州市生态足迹变化趋势及其影响因子分析[J].干旱区资源与环境,2008,22(9):25-29.