第15卷第6期2000年12月学术论文
地球科学进展
ADVANCEINEARTHSCIENCESVol.15 No.6Dec.,2000
生态足迹分析理论与方法
杨开忠,杨 咏,陈 洁
X
(北京大学城市与环境学系,北京大学中国区域经济研究中心,北京 100871)
摘 要:可持续发展的量度问题是持续发展的重要课题。加拿大生态经济学家William和其博士生
创新的思路和方法的普Wackernagel倡导的生态足迹分析法,以基于生态生产性土地的量化指标、
适性而日益流行。系统地介绍了生态足迹分析法的理论框架、指标体系和计算方法,并通过介绍世界52个国家和地区的生态足迹具体地阐述生态足迹分析法的应用。最后,对该方法及其应用前景
进行了评价。
关 键 词:生态足迹;可持续发展;可持续性
中图分类号:F062.2 文献标识码:A 文章编号:1001-8166(2000)06-0630-07 可持续发展作为一种新的发展理念和模式,自1987年《我们共同的未来》发表以来,已经从理论走向实践。可持续发展是全球共同的责任,它的实现需要世界各国间的广泛合作。有效地对世界各国的可持续发展程度进行客观的度量,是全球性可持续发展合作的重要基础。因此,继1992年里约热内卢联合国环境与发展大会之后,各国学者开始致力于量化可持续发展程度的研究,先后提出了一些富有价值的评价方法和指标体系,生态足迹分析法即是其中一例。
生态足迹分析法是由加拿大生态经济学家William和其博士生Wackernagel于90年代初提出的一种度量可持续发展程度的方法,它是一组基于土地面积的量化指标,其中最具代表性的是生态足迹:“一只负载着人类与人类所创造的城市、工厂
[1]……的巨脚踏在地球上留下的脚印”。生态足迹这
毁。生态足迹分析法从需求面计算生态足迹的大小,从供给面计算生态承载力的大小,通过对这二者的比较,评价研究对象的可持续发展状况。近年来,在
以Wackernagel为代表的“加拿大生态足迹小组”的努力下,该方法正以其较为科学、完善的理论基础、形象明了的概念框架、精简统一的指标体系以及方法本身的普适性而开始流行。
1 生态足迹分析的基本概念
1.1 生态生产性土地与全球生态标杆
“生态生产性土地”是生态足迹分析法为各类自然资本提供的统一度量基础。生态生产也称生物生产,是指生态系统中的生物从外界环境中吸收生命过程所必需的物质和能量转化为新的物质,从而实现物质和能量的积累。生态生产是自然资本产生自然收入的原因。自然资本产生自然收入的能力由生态生产力(ecologicalproductivity)衡量。生态生产力越大,说明某种自然资本的生命支持能力越强。
由于自然资本总是与一定的地球表面相联系,因此生态足迹分析用生态生产性土地的概念来代表自然资本。所谓生态生产性土地(ecologically
一形象化概念既反映了人类对地球环境的影响,也包含了可持续性机制。这就是,当地球所能提供的土地面积容不下这只巨脚时,其上的城市、工厂就会失去平衡;如果巨脚始终得不到一块允许其发展的立足之地,那么它所承载的人类文明将最终坠落、崩
X基金项目:国家自然科学基金项目“区域复杂空间格局演化规律的研究”(编号:49971027)资助。
第一作者简介:杨开忠(1962-),男,教授,主要从事区域发展研究。:
第6期 杨开忠等:生态足迹分析理论与方法 631productivearea)是指具有生态生产能力的土地或水体。这种替换的一个可能好处是极大地简化了对自然资本的统计,并且各类土地之间总比各种繁杂的自然资本项目之间容易建立等价关系,从而方便于计算自然资本的总量。事实上,生态足迹分析法的所有指标都是基于生态生产性土地这一概念而定义的。根据生产力大小的差异,地球表面的生态生产性土地可分为6大类:
(1)化石能源地(fossilenergyland)
生态足迹分析法强调资源的再生性。从理论上讲,为了保证自然资本总量不减少,我们应该储备一定量的土地来补偿因化石能源的消耗而损失的自然资本的量。但实际情况是,我们并没有作这样的保留。所以,从这个角度来看,我们现在是在直接消费着资本。
(2)可耕地(arableland)
从生态分析来看,可耕地是所有生态生产性土地中生产力最大的一类:它所能集聚的生物量是最多的。根据联合国粮农组织(FAO)的报告,目前世界上几乎所有最好的可耕地,大约13.5亿hm2,都已处于耕种的状态;并且每年其中大约100万hm
2
(6)海洋(sea)
海洋覆盖了地球上366亿hm2的面积,相当于人均6hm2。但是,海洋里95%的生态生产量归功于这6hm中的大约0.5hm,它是海洋所能给予人类最慷慨的量了。由于人们喜欢吃的鱼在食物链中排位较高,人类实际能从海洋中获取的食物是比较有限的。具体说来,这0.5hm大约每年能提供鱼18kg,而其中仅有12kg能最后落实在人们的饭桌上,其所能保证的仅是人类卡路里摄入量的1.5%。生态足迹分析的一个基本假设是:各类土地在空间上是互斥的。譬如,一块地当它被用来修建公路时,它就不可能同时是森林、可耕地、牧草地等。这条“空间互斥性”使得我们能够对各类生态生产性土地进行加总,从宏观上认识自然系统的总供给能力和人类系统对自然系统的总需求。根据上面对各类生态性土地的分析,我们已知道现在全球人均对各类生态性土地的拥有量分别为:0hm化石能源地、0.25hm可耕地、0.6hm牧草地、0.6hm林地、0.03hm建成地及0.5hm海洋面积。考虑到各类土地之间生产力的差异,分别赋予它们1.1、2.8、0.5、1.1、2.8、0.2的权重[1],然后将上述值加权求和,得到人均拥有约1.8hm生态土地的一个结果。根据世界环境与发展委员会(WCED)的报告,至少有12%的生态容量需被保存以保护生物多样性,这意味着在人均1.8hm拥有量中需扣除约0.2hm土地来供给地球上其他生物生存所需。这样能为人所使用的土地面积仅剩下1.6hm2/人。这个1.62
全球生态标杆”(globalhm的土地即是所谓的“
ecologicalbenchmark)的值。可见,全球生态标杆实际上是全球人均总生态承载力,衡量的是人均全球
总生态容量。
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
的土地又因土质严重恶化而遭废耕。这意味着,今天世界上平均每个人所能得到的可耕地面积已不足0.25hm2了。
(3)牧草地(pasture)
即适用于发展畜牧业的土地。全球目前大约有33.5亿hm2的牧草地,折合人均约0.6hm2。绝大多数牧草地在生产力上远不及可耕地,不仅是因为它们积累生物量的潜力不如可耕地,也因为由植物能量转化到动物能量过程存在着著名的1/10率而使得实际上可为人所用的生化能的量减少了。
(4)森林(forest)
指可产出木材产品的人造林或天然林。当然,森林还具有其它许多功能,如防风固沙、涵养水源、改善气候、保护物种多样性等。全球现有森林约34.4亿hm,相当于人均0.6hm的面积。目前,除了少数偏远的、难以进入的密林地区外,大多数森林的生态生产力并不高。此外,牧草地的扩充已经成为森林面积减少的主要原因之一。
(5)建成地(built-upareas)
包括各类人居设施及道路所占用的土地。这类地的世界人均拥有量现已接近0.03hm2。由于人类的大部分建成地位于地球最肥沃的土地上,建成地2
2
2 指标体系
在生态生产性土地的概念基础上,生态足迹研究者建立了一系列指标来计量人地系统间自然资本的供需情况和可持续程度。
2.1 生态容量与生态承载力(ecologicalcapacity)
传统研究中所采用的生态承载力以人口计量为基础,它反映在不损害区域生产力的前提下,一个区域有限的资源能供养的最大人口数。然而,在现实世界中,贸易、技术进步、地区之间迥异的消费模式等因素不断地向这个基于人口的“生态承载力”指标功能发出挑战。人们认识到人类对环境的影响不仅取
地球科学进展 第15卷632
影响规模,因此单从其中一个方面来衡量生态容量是不准确的。
Hardin在1991年进一步明确定义生态容量为在不损害有关生态系统的生产力和功能完整的前提下,可无限持续的最大资源利用和废物产生率。生态足迹研究者接受了Hardin的思想,并将一个地区所能提供给人类的生态生产性土地的面积总和定义为该地区的生态承载力,以表征该地区生态容量。2.2 人类负荷(humanload)与生态足迹
(ecologicalfootprint)
人类负荷指的就是人类对环境的影响规模,正如前面所提到的,它由人口自身规模和人均对环境的影响规模共同决定。生态足迹分析法用生态足迹来衡量人类负荷。它的设计思路是:人类要维持生存必须消费各种产品、资源和服务,人类的每一项最终消费的量都追溯到提供生产该消费所需的原始物质与能量的生态生产性土地的面积。所以,人类系统的所有消费理论上都可以折算成相应的生态生产性土地的面积。在一定技术条件下,要维持某一物质消费水平下的某一人口的持续生存必需的生态生产性土地的面积即为生态足迹,它既是既定技术条件和消费水平下特定人口对环境的影响规模,又代表既定技术条件和消费水平下特定人口持续生存下去而对环境提出的需求。在前一种意义上,生态足迹衡量的是人口目前所占用的生态容量;从后一种意义讲,生态足迹衡量的是人口未来需要的生态容量。由于考虑了人均消费水平和技术水平,生态足迹涵盖了人口规模与人均对环境的影响力。
2.3 生态赤字/盈余(ecologicaldeficit/remainder)
一个地区的生态承载力小于生态足迹时,出现生态赤字,其大小等于生态承载力减去生态足迹的差数;生态承载力大于生态足迹时,则产生生态盈余,其大小等于生态承载力减去生态足迹的余数。生态赤字表明该地区的人类负荷超过了其生态容量,要满足其人口在现有生活水平下的消费需求,该地区要么从地区之外进口欠缺的资源以平衡生态足迹,要么通过消耗自然资本来弥补收入供给流量的不足。这两种情况都说明地区发展模式处于相对不可持续状态,其不可持续的程度用生态赤字来衡量。相反,生态盈余表明该地区的生态容量足以支持其人类负荷,地区内自然资本的收入流大于人口消费的需求流,地区自然资本总量有可能得到增加,地区的生态容量有望扩大,该地区消费模式具相对可持¹
2.4 全球赤字/盈余(globaldeficit/remainder)
假定地球上人人具有同等的利用资源的权利,那么各地区可利用的生态容量就可以定义为其人口与全球生态标杆的乘积。因此,如果一个地区人均生态足迹高于全球生态标杆,即该地区对环境的影响规模超过其按照公平原则所分摊的可利用的生态容量,因而产生赤字。这种赤字称为该地区的全球生态赤字。相反,如果人均生态足迹低于全球生态标杆,即该地区对环境的影响规模低于其按照公平原则所分摊的可利用的生态容量,因而产生盈余。这种盈余称为全球盈余。全球赤字用于测度地区发展不可持续程度,全球盈余用来衡量可持续程度。
3 生态足迹计量分析方法
3.1 生态足迹计算方法
生态足迹计量分析的重点是生态足迹计算。按照数据的获取方式,计算一个地区的生态足迹通常有两种方法。第一种是自下而上法,即通过发放调查问卷、查阅统计资料等方式先获得人均的各种消费数据;第二种方法是自上而下法,根据地区性或全国性的统计资料查取地区各消费项目的有关总量数据,再结合人口数得到人均的消费量值。无论那种方法,生态足迹的计算都遵循以下5个步骤和具体方法:
第一步,计算各主要消费项目的人均年消费量值。
(1)划分消费项目。Wackernagal在1997年计算52个国家和地区的生态足迹时,将消费分为消费性能源和食物,而在1998年对智利首都圣地亚哥的研究中将消费分为粮食及木材消费、能源消费和日常用品消费等项目[2];
(2)计算区域第i项年消费总量,计算公式为:消费=产出+进口-出口;¹
(3)计算第i项的人均年消费量值(Ci,kg)。第二步,计算为了生产各种消费项目人均占用的生态生产性土地面积。
利用生产力数据,将各项资源或产品的消费折算为实际生态生产性土地的面积,即实际生态足迹的各项组分。设生产第i项消费项目人均占用的实
宏观经济学告诉我们:消费=产出+进口-出口-存货增量。我们对这两个计算公式差异的理解是:两者的研究对象不同,宏观经济学研究的是一个经济体,其所谓消费是这个经济体在运行过程中消耗的资源总量,存货由于并没有参与该经济体的运行,故不被纳入其消费内;而生态足迹分析所讨论的是整个人类系统的消费,存货可以被理解成其中某种社会代谢过程所消耗的
第6期 杨开忠等:生态足迹分析理论与方法 633际生态生产性土地面积为Ai(hm2/人),其计算公式如下:
Ai=Ci/Pi
其中Pi为相应的生态生产性土地生产第i项消费项目的年平均生产力(kg/hm2)。
第三步,计算生态足迹。
(1)汇总生产各种消费项目人均占用的各类生态生产性土地,即生态足迹组分;
(2)计算等价因子(C)。6类生态生产性土地的生态生产力是存在差异的。等价因子就是一个使不同类型的生态生产性土地转化为在生态生产力上等价的系数。其计算公式为:某类生态生产性土地的等价因子=全球该类生态生产性土地的平均生态生产力÷全球所有各类生态生产性土地的平均生态生产力;
(3)计算人均占用的各类生态生产性土地等价量;
(4)求各类人均生态足迹的总和(ef):
ef=2CAi
(5)计算地区总人口(N)的总生态足迹(EF):EF=N×(ef)
第四步,计算生态容量。
(1)计算各类生态生产性土地的面积;(2)计算生产力系数。由于同类生态生产性土地的生产力在不同国家和地区之间是存在差异的,因而各国各地区同类生态生产性土地的实际面积是不能直接进行对比的。生产力系数就是一个将各国各地区同类生态生产性土地转化为可比面积的参数,是一个国家或地区某类土地的平均生产力与世界同类平均生产力的比率。例如,加拿大牧地的生产力系数等于2.04,表明相同面积条件下加拿大的牧地生产力要比世界平均的牧地生产力高出104%。
(3)计算各类人均生态容量。其计算公式为:
某类人均生态容量=各类生态生产性土地的面积×等价因子×生产力系数
(4)总计各类人均生态容量,求得总的人均生态容量。
第五步,计算生态盈余(或赤字)和全球生态盈余(或赤字)。
3.2 52个国家和地区生态足迹分析
1997年,Wackernagel[3]在《国家生态足迹》(EcologicalFootprintofNations)的论文中,对52个国家和地区的生态足迹进行了计算,见表1。这52个国家和地区包括了世界经济论坛全球竞争力报告中所涉及的47个国家,涵盖了世界80%的人口和
95%的总产出,它们对全球的可持续发展举足轻重。分析它们的生态足迹,有助于了解世界可持续发展的总体形势,更为理性地实践可持续性发展。3.2.1 全球人地关系已十分紧张
对表1中52个国家和地区的总指标值进行加总,结果表明:52国的总生态承载力是86833287.4km2,而总生态足迹却高达117168462.0km2,竟整整超支了35%。这表明,当前全球人地关系已十分紧张,为实现可持续性,必须消除高达35%的生态赤字[4]。
3.2.2 对地球影响最大的5个国家
对表1各国各地区的总生态足迹进行排序,结果表明,美国、中国、俄罗斯、日本、印度依次排在前五位。其中,中国和印度虽然人均生态足迹分别只有1.2hm和0.8hm,低于世界2.3hm的平均水平,但因人口规模很大,所以总的生态足迹很高,对环境影响规模很大;而其他3国,虽然人口规模远低于中国和印度,但人均生态足迹很高,所以总的生态足迹很高,对环境影响规模很大。3.2.3 可持续性类型
按照目前是否处于可持续状态、处在怎样的可持续状态,我们可以把52个国家和地区分为4种类型,如表2所示。
(1)地方—全球可持续性的国家:即人均生态足迹既未超出人均生态容量也未超出全球生态标杆(其值为1.8hm/人),因而其发展既保持在本国生态容量范围之内同时又不危害全球生态安全的国家。这种类型的国家仅有中国、印度和巴基斯坦3个,在所有类型中是最少的。
(2)地方可持续—全球不可持续性的国家:即人均生态足迹未超出人均生态容量但超出全球生态标杆、因而其发展虽然保持在本国生态容量之内但却危及了全球可持续性。这类国家共有7个。(3)地方非可持续性—全球可持续性的国家:即人均生态足迹超出人均生态容量但未超出全球生态标杆,因而从地方来看是不可持续的,但从全球来看是可持续的国家。这类国家共有11个。
(4)地方—全球非可持续性的国家和地区:即人均生态足迹既超出人均生态容量也超出全球生态标杆(其值为1.8hm/人),因而无论从地方尺度还是从全球尺度来看目前都处于非可持续性状态的国家。这种类型的国家和地区共计30个,是所有类型中最多的。
2
2
2
2
2
地球科学进展 第15卷634
表1 52个国家和地区的生态足迹Table1 Ecologicalfootprintsof52countries
国 家冰 岛新西兰美 国奥地利加拿大爱尔兰日 本芬 兰俄罗斯瑞 典丹 麦法 国挪 威澳大利亚新加坡葡萄牙比利时瑞 士荷 兰德 国英 国阿根廷意大利西班牙捷 克希 腊智 利波 兰以色列泰 国马来西亚香 港巴 西南 非委内瑞拉匈牙利哥斯达黎加墨西哥菲律宾韩 国土耳其尼日利亚哥伦比亚秘 鲁印度尼西亚约 旦中 国埃 及埃塞俄比亚印 度巴基斯坦孟加拉国世 界
人 口(万人)27.40365.40818.90855.00010.10357.70567.20514.90638.10886.20519.40843.30437.50805.30289.90981.40017.40733.20569.70184.50858.70540.50724.70972.90031.10051.20469.10852.10585.40004.60101.80591.30704.60332.50277.70003.70357.50724.50037.50586.40429.30836.90620.00469.10363.10584.90731.50544.50841.40023.00868.60589.80248.00
生态足迹(ef,hm2/人)
9.99.88.48.17.06.66.36.36.05.85.85.75.75.45.35.15.05.04.74.64.64.64.54.24.23.93.53.43.12.82.72.72.62.62.62.52.52.32.22.01.91.71.71.71.61.51.21.21.00.80.80.72.3
生态承载力(ec,hm2/人)
2.514.36.29.78.58.31.79.63.97.82.13.84.64.30.52.21.62.62.82.11.83.81.42.62.51.34.92.31.11.31.70.52.41.61.42.02.01.40.70.71.60.81.31.50.90.61.30.60.90.80.90.61.8
生态赤字(ed,hm2/人)
------7.44.52.11.61.51.74.63.32.02.03.71.91.11.14.82.93.42.41.92.52.80.83.11.61.72.61.41.12.01.51.02.20.11.01.20.50.50.91.51.30.30.90.40.20.71.00.10.50.10.00.10.10.5
总生态足迹(EF,万hm2)271.263580.92225278.7615025.5021070.702360.8279173.363243.8787828.605139.963012.5233306.812493.754348.621536.475005.145087.003666.007377.5937648.7026950.0216286.3025761.1516686.184330.624099.685141.8513097.141814.7416812.885674.861596.5143431.9611264.505922.022509.25893.7522366.3515482.509172.8012215.6720122.736154.004197.4732580.96877.35149677.807853.405841.4077618.4011894.888812.861355270.4
总生态承载力(EC,万hm2)68.505225.22166277.1817993.5025585.852968.9121364.244943.0457088.596912.361090.7422204.542012.503462.79144.952159.081627.841906.324395.1617187.4510545.6613453.908014.5810329.542577.751366.567198.598859.83643.947805.983573.06295.6540091.046932.003188.782007.40715.0013614.304926.253210.4810286.889469.524706.003703.6518326.79350.94162150.953926.705257.2677618.4013381.747553.881060646.4
总生态赤字(ED,万hm2)-156-2-4-57-129-1111
202.76644.30319.69968.00515.15608.09809.12699.17276.20772.40921.78102.27481.25885.83391.52846.06459.16759.68982.43461.25404.36832.40746.57356.64752.87733.12056.74237.31170.80006.90101.80300.86670.46332.50733.24501.85178.75752.05556.25962.32928.79653.21448.00493.82254.17584.90473.15272.25584.14
0486.86258.98624.00
26131214
5
[***********][***********]412589
-
[**************]-241921142
8105110114-12
3
-
-
-11294
数据来源:人均GDP数值根据1996年《国际统计年鉴》计算,其余各项引自Wackernagel(1997)《国家生态足迹》(EcologicalFootprintsofNations).
第6期 杨开忠等:生态足迹分析理论与方法 635
表2 可持续性的不同类型
Table2 Differenttypesofsustainability
国家或地区全球尺度可持续全球尺度不可持续
地方尺度可持续中国、印度、巴基斯坦新西兰、芬兰、瑞典、爱尔兰、奥地利、加拿大、智利
地方尺度不可持续
孟加拉国、埃塞俄比亚、埃及、约旦、印度尼西亚、秘鲁、尼日利亚、哥伦比亚
冰岛、美国、日本、俄罗斯、丹麦、法国、挪威、澳大利亚、新加坡、荷兰、德国、英国、阿根廷、意大利、西班牙、捷克、希腊、波兰、以色列、泰国、马来西亚、香港、巴西、南非、委内瑞拉、匈牙利、哥斯达黎加、墨西哥、韩国、土耳其
4 结 语
生态足迹分析方法首先通过引入生态生产性土
地概念实现了对各种自然资源的统一描述,其次通过引入等价因子和生产力系数进一步实现了各国各地区各类生态生产性土地的可加性和可比性。这使得生态足迹分析具有广泛的应用范围,既可以计算个人、家庭、城市、地区、国家乃至整个世界这些不同对象的生态足迹,对它们的足迹进行纵向的、横向的比较分析,也可以就不同行动方案计算生态足迹,比如自己开小汽车上班和坐公共汽车上班的生态足迹。总之,生态足迹分析指标为度量可持续性程度提供了一杆“公平秤”,它能够对时、空二维的可持续性程度做出客观量度和比较,使得我们能明确知晓现实距离可持续性目标尚有多远,从而有助于监测可持续方案实施的效果。另外,生态足迹计算具有很强的可复制性。这使得将生态足迹计算过程制作成一个软件包成为可能,从而可以推动该指标及方法的普及化。
然而,无论在理论上还是在方法上,生态足迹分析方法都存在需要进一步完善的地方。
第一,生态足迹分析法是一种生态可持续性的分析方法。它强调的是人类发展对环境系统的影响及其可持续性,而不关心经济、社会、技术方面的可持续性,并不考虑人类对现有消费模式的满意程度。对于这种生态偏向性,生态足迹研究者建议将生态足迹指标与传统经济指标相结合来综合反映更完整意义上的可持续程度。因此,尽管生态足迹分析法在量度和评价生态可持续性方面是比较有效的,但是单用生态足迹分析法来评价可持续发展程度是不全面的。为了弥补这个不足,人们试图将该方法及其指标体系与其它能反映社会经济方面的可持续度量指标结合起来,使两者互相补充,以全面反映可持续发展程度。传统的GDP也许会是一个很好的“搭档”。此外,国际上一批可持续发展研究者们也正试图将生态足迹指标体系与“satisfactionbarometer”结合[5]
活质量满意程度的指标。
其次,生态足迹分析法是一种基于静态指标的分析方法。在计算生态足迹时,它假定人口、技术、物
质消费水平都是不变的。因此,即使它得出结论说“中国、印度、巴基斯坦是最具可持续性的国家”,这一结论也是瞬时性的;中国与印度都具有庞大的人口基数,3个国家人民的物质生活水平都不高,经济都尚处于发展中,人口的增长、生活生产消费水平的提高都会导致这种“可持续性”的缺失;同时,技术进步,对资源的配置效率提高等反过来也可能会加强此“可持续性”;总之,生态足迹指标无法反映未来的可持续趋势。生态足迹分析法通过计算各指标的时间序列值来追踪各个时点的可持续程度,从而来补救指标静态性的缺憾。
第三,如Wackernagel[6]所言,生态足迹分析没有把自然系统提供资源、消纳废弃物的功能描述完全。例如在干旱地区,淡水是一种举足轻重的生态资源,应当被纳入生态足迹的计算中。另外,现有的生态足迹分析中有关污染的生态影响这一点墨迹寥寥。事实上,由于酸雨、工业废水等导致的资源条件的恶化,世界上的生态生产性土地及水域面积是在不断缩减着的。换一个角度来说,我们现在实际所占有的生态足迹要比计算结果更大。值得庆幸的是当前生态足迹分析方法及其指标体系还是一个在不断改进的新生事物。“加拿大生态研究小组”目前正在研究如何将环境污染的生态影响纳入生态足迹的计算表格中。生态足迹分析法将逐渐完善,并有效地促进人类对可持续发展的探索。
参考文献
[1] WilliamER.RevisitingCarryingCapacity:Area-Based
IndicatorsofSustainability[A].In:WackernagelM,ed.EcologicalFootprintsofNations[EB/OL]http://www.ecouncil.ac.cr/rio/focus/report/english/footprint/,1996.
[2] 李永展.台湾地区生态足迹量度之研究[Z].台湾区域科学学
会98年度年会论文研讨会(B),2000.
[7]
地球科学进展 第15卷636
See:http://www.encouncil.ac.cr/rio/focus/report/english/footprint.html,1997.
[4] WilliamER.EcologicalFootprintsAndSustainabilityGap.
[EB/OL]http://www.interchg.ubc.ca/plan/scarp.html,1996.
[5] WackernagelM.TheEcologicalFootprintsofSantiagode
Chile[EB/OL].http://www.iclei.org/iclei/santiago.html,
1998.
[6] WackernagelM.WhatWeUseandWhatWeHave:
EcologicalFootprintandEcologicalCapacity[EB/OL].http://www.rprogress.org/resources/,1999.
[7] LowerFraserBasinEco-ResearchProject.Howsustainable
areourchoices[EB/OL].See:http://www.ire.ubc.ca/ecoresearch/ecoftpr.html,2000.
ECOLOGICALFOOTPRINTANALYSIS:
CONCEPT,METHODANDCASES
YANGKai-zhong,YANGYong,CHENJie
(DepartmentofGeography,ChinaCenterforRegionalEconomicResearch,
PekingUniversity,Beijing 100871,China)
Abstract:Themeasureofsustainabledevelopmenthasalwaysbeenanimportantsubject.TheecologicalfootprintanalysisinitiatedbyWilliamE.Rees,Canadianecologicaleconomist,andWackernagelMathis,theformer'spostgraduatehasgraduallybecomepopularonaccountofthemeasuringindexesbasedonecologicallyproductivearea,innovativethoughtwayandit'swideadaptability.Thepurposeofthispaperistointroducetheconception,area-basedindicatorsandcomputationofecologicalfootprintanalysissystematically.Andthenit'sapplicationisdiscussedthroughtheintroductiontotheecologicalfootprintof52countriesanddistricts.Finallythepaperdiscussesthemethodandforecastsitsapplication.
Keywords:Ecologicalfootprint;Sustainabledevelopment;Sustainability.
第15卷第6期2000年12月学术论文
地球科学进展
ADVANCEINEARTHSCIENCESVol.15 No.6Dec.,2000
生态足迹分析理论与方法
杨开忠,杨 咏,陈 洁
X
(北京大学城市与环境学系,北京大学中国区域经济研究中心,北京 100871)
摘 要:可持续发展的量度问题是持续发展的重要课题。加拿大生态经济学家William和其博士生
创新的思路和方法的普Wackernagel倡导的生态足迹分析法,以基于生态生产性土地的量化指标、
适性而日益流行。系统地介绍了生态足迹分析法的理论框架、指标体系和计算方法,并通过介绍世界52个国家和地区的生态足迹具体地阐述生态足迹分析法的应用。最后,对该方法及其应用前景
进行了评价。
关 键 词:生态足迹;可持续发展;可持续性
中图分类号:F062.2 文献标识码:A 文章编号:1001-8166(2000)06-0630-07 可持续发展作为一种新的发展理念和模式,自1987年《我们共同的未来》发表以来,已经从理论走向实践。可持续发展是全球共同的责任,它的实现需要世界各国间的广泛合作。有效地对世界各国的可持续发展程度进行客观的度量,是全球性可持续发展合作的重要基础。因此,继1992年里约热内卢联合国环境与发展大会之后,各国学者开始致力于量化可持续发展程度的研究,先后提出了一些富有价值的评价方法和指标体系,生态足迹分析法即是其中一例。
生态足迹分析法是由加拿大生态经济学家William和其博士生Wackernagel于90年代初提出的一种度量可持续发展程度的方法,它是一组基于土地面积的量化指标,其中最具代表性的是生态足迹:“一只负载着人类与人类所创造的城市、工厂
[1]……的巨脚踏在地球上留下的脚印”。生态足迹这
毁。生态足迹分析法从需求面计算生态足迹的大小,从供给面计算生态承载力的大小,通过对这二者的比较,评价研究对象的可持续发展状况。近年来,在
以Wackernagel为代表的“加拿大生态足迹小组”的努力下,该方法正以其较为科学、完善的理论基础、形象明了的概念框架、精简统一的指标体系以及方法本身的普适性而开始流行。
1 生态足迹分析的基本概念
1.1 生态生产性土地与全球生态标杆
“生态生产性土地”是生态足迹分析法为各类自然资本提供的统一度量基础。生态生产也称生物生产,是指生态系统中的生物从外界环境中吸收生命过程所必需的物质和能量转化为新的物质,从而实现物质和能量的积累。生态生产是自然资本产生自然收入的原因。自然资本产生自然收入的能力由生态生产力(ecologicalproductivity)衡量。生态生产力越大,说明某种自然资本的生命支持能力越强。
由于自然资本总是与一定的地球表面相联系,因此生态足迹分析用生态生产性土地的概念来代表自然资本。所谓生态生产性土地(ecologically
一形象化概念既反映了人类对地球环境的影响,也包含了可持续性机制。这就是,当地球所能提供的土地面积容不下这只巨脚时,其上的城市、工厂就会失去平衡;如果巨脚始终得不到一块允许其发展的立足之地,那么它所承载的人类文明将最终坠落、崩
X基金项目:国家自然科学基金项目“区域复杂空间格局演化规律的研究”(编号:49971027)资助。
第一作者简介:杨开忠(1962-),男,教授,主要从事区域发展研究。:
第6期 杨开忠等:生态足迹分析理论与方法 631productivearea)是指具有生态生产能力的土地或水体。这种替换的一个可能好处是极大地简化了对自然资本的统计,并且各类土地之间总比各种繁杂的自然资本项目之间容易建立等价关系,从而方便于计算自然资本的总量。事实上,生态足迹分析法的所有指标都是基于生态生产性土地这一概念而定义的。根据生产力大小的差异,地球表面的生态生产性土地可分为6大类:
(1)化石能源地(fossilenergyland)
生态足迹分析法强调资源的再生性。从理论上讲,为了保证自然资本总量不减少,我们应该储备一定量的土地来补偿因化石能源的消耗而损失的自然资本的量。但实际情况是,我们并没有作这样的保留。所以,从这个角度来看,我们现在是在直接消费着资本。
(2)可耕地(arableland)
从生态分析来看,可耕地是所有生态生产性土地中生产力最大的一类:它所能集聚的生物量是最多的。根据联合国粮农组织(FAO)的报告,目前世界上几乎所有最好的可耕地,大约13.5亿hm2,都已处于耕种的状态;并且每年其中大约100万hm
2
(6)海洋(sea)
海洋覆盖了地球上366亿hm2的面积,相当于人均6hm2。但是,海洋里95%的生态生产量归功于这6hm中的大约0.5hm,它是海洋所能给予人类最慷慨的量了。由于人们喜欢吃的鱼在食物链中排位较高,人类实际能从海洋中获取的食物是比较有限的。具体说来,这0.5hm大约每年能提供鱼18kg,而其中仅有12kg能最后落实在人们的饭桌上,其所能保证的仅是人类卡路里摄入量的1.5%。生态足迹分析的一个基本假设是:各类土地在空间上是互斥的。譬如,一块地当它被用来修建公路时,它就不可能同时是森林、可耕地、牧草地等。这条“空间互斥性”使得我们能够对各类生态生产性土地进行加总,从宏观上认识自然系统的总供给能力和人类系统对自然系统的总需求。根据上面对各类生态性土地的分析,我们已知道现在全球人均对各类生态性土地的拥有量分别为:0hm化石能源地、0.25hm可耕地、0.6hm牧草地、0.6hm林地、0.03hm建成地及0.5hm海洋面积。考虑到各类土地之间生产力的差异,分别赋予它们1.1、2.8、0.5、1.1、2.8、0.2的权重[1],然后将上述值加权求和,得到人均拥有约1.8hm生态土地的一个结果。根据世界环境与发展委员会(WCED)的报告,至少有12%的生态容量需被保存以保护生物多样性,这意味着在人均1.8hm拥有量中需扣除约0.2hm土地来供给地球上其他生物生存所需。这样能为人所使用的土地面积仅剩下1.6hm2/人。这个1.62
全球生态标杆”(globalhm的土地即是所谓的“
ecologicalbenchmark)的值。可见,全球生态标杆实际上是全球人均总生态承载力,衡量的是人均全球
总生态容量。
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
的土地又因土质严重恶化而遭废耕。这意味着,今天世界上平均每个人所能得到的可耕地面积已不足0.25hm2了。
(3)牧草地(pasture)
即适用于发展畜牧业的土地。全球目前大约有33.5亿hm2的牧草地,折合人均约0.6hm2。绝大多数牧草地在生产力上远不及可耕地,不仅是因为它们积累生物量的潜力不如可耕地,也因为由植物能量转化到动物能量过程存在着著名的1/10率而使得实际上可为人所用的生化能的量减少了。
(4)森林(forest)
指可产出木材产品的人造林或天然林。当然,森林还具有其它许多功能,如防风固沙、涵养水源、改善气候、保护物种多样性等。全球现有森林约34.4亿hm,相当于人均0.6hm的面积。目前,除了少数偏远的、难以进入的密林地区外,大多数森林的生态生产力并不高。此外,牧草地的扩充已经成为森林面积减少的主要原因之一。
(5)建成地(built-upareas)
包括各类人居设施及道路所占用的土地。这类地的世界人均拥有量现已接近0.03hm2。由于人类的大部分建成地位于地球最肥沃的土地上,建成地2
2
2 指标体系
在生态生产性土地的概念基础上,生态足迹研究者建立了一系列指标来计量人地系统间自然资本的供需情况和可持续程度。
2.1 生态容量与生态承载力(ecologicalcapacity)
传统研究中所采用的生态承载力以人口计量为基础,它反映在不损害区域生产力的前提下,一个区域有限的资源能供养的最大人口数。然而,在现实世界中,贸易、技术进步、地区之间迥异的消费模式等因素不断地向这个基于人口的“生态承载力”指标功能发出挑战。人们认识到人类对环境的影响不仅取
地球科学进展 第15卷632
影响规模,因此单从其中一个方面来衡量生态容量是不准确的。
Hardin在1991年进一步明确定义生态容量为在不损害有关生态系统的生产力和功能完整的前提下,可无限持续的最大资源利用和废物产生率。生态足迹研究者接受了Hardin的思想,并将一个地区所能提供给人类的生态生产性土地的面积总和定义为该地区的生态承载力,以表征该地区生态容量。2.2 人类负荷(humanload)与生态足迹
(ecologicalfootprint)
人类负荷指的就是人类对环境的影响规模,正如前面所提到的,它由人口自身规模和人均对环境的影响规模共同决定。生态足迹分析法用生态足迹来衡量人类负荷。它的设计思路是:人类要维持生存必须消费各种产品、资源和服务,人类的每一项最终消费的量都追溯到提供生产该消费所需的原始物质与能量的生态生产性土地的面积。所以,人类系统的所有消费理论上都可以折算成相应的生态生产性土地的面积。在一定技术条件下,要维持某一物质消费水平下的某一人口的持续生存必需的生态生产性土地的面积即为生态足迹,它既是既定技术条件和消费水平下特定人口对环境的影响规模,又代表既定技术条件和消费水平下特定人口持续生存下去而对环境提出的需求。在前一种意义上,生态足迹衡量的是人口目前所占用的生态容量;从后一种意义讲,生态足迹衡量的是人口未来需要的生态容量。由于考虑了人均消费水平和技术水平,生态足迹涵盖了人口规模与人均对环境的影响力。
2.3 生态赤字/盈余(ecologicaldeficit/remainder)
一个地区的生态承载力小于生态足迹时,出现生态赤字,其大小等于生态承载力减去生态足迹的差数;生态承载力大于生态足迹时,则产生生态盈余,其大小等于生态承载力减去生态足迹的余数。生态赤字表明该地区的人类负荷超过了其生态容量,要满足其人口在现有生活水平下的消费需求,该地区要么从地区之外进口欠缺的资源以平衡生态足迹,要么通过消耗自然资本来弥补收入供给流量的不足。这两种情况都说明地区发展模式处于相对不可持续状态,其不可持续的程度用生态赤字来衡量。相反,生态盈余表明该地区的生态容量足以支持其人类负荷,地区内自然资本的收入流大于人口消费的需求流,地区自然资本总量有可能得到增加,地区的生态容量有望扩大,该地区消费模式具相对可持¹
2.4 全球赤字/盈余(globaldeficit/remainder)
假定地球上人人具有同等的利用资源的权利,那么各地区可利用的生态容量就可以定义为其人口与全球生态标杆的乘积。因此,如果一个地区人均生态足迹高于全球生态标杆,即该地区对环境的影响规模超过其按照公平原则所分摊的可利用的生态容量,因而产生赤字。这种赤字称为该地区的全球生态赤字。相反,如果人均生态足迹低于全球生态标杆,即该地区对环境的影响规模低于其按照公平原则所分摊的可利用的生态容量,因而产生盈余。这种盈余称为全球盈余。全球赤字用于测度地区发展不可持续程度,全球盈余用来衡量可持续程度。
3 生态足迹计量分析方法
3.1 生态足迹计算方法
生态足迹计量分析的重点是生态足迹计算。按照数据的获取方式,计算一个地区的生态足迹通常有两种方法。第一种是自下而上法,即通过发放调查问卷、查阅统计资料等方式先获得人均的各种消费数据;第二种方法是自上而下法,根据地区性或全国性的统计资料查取地区各消费项目的有关总量数据,再结合人口数得到人均的消费量值。无论那种方法,生态足迹的计算都遵循以下5个步骤和具体方法:
第一步,计算各主要消费项目的人均年消费量值。
(1)划分消费项目。Wackernagal在1997年计算52个国家和地区的生态足迹时,将消费分为消费性能源和食物,而在1998年对智利首都圣地亚哥的研究中将消费分为粮食及木材消费、能源消费和日常用品消费等项目[2];
(2)计算区域第i项年消费总量,计算公式为:消费=产出+进口-出口;¹
(3)计算第i项的人均年消费量值(Ci,kg)。第二步,计算为了生产各种消费项目人均占用的生态生产性土地面积。
利用生产力数据,将各项资源或产品的消费折算为实际生态生产性土地的面积,即实际生态足迹的各项组分。设生产第i项消费项目人均占用的实
宏观经济学告诉我们:消费=产出+进口-出口-存货增量。我们对这两个计算公式差异的理解是:两者的研究对象不同,宏观经济学研究的是一个经济体,其所谓消费是这个经济体在运行过程中消耗的资源总量,存货由于并没有参与该经济体的运行,故不被纳入其消费内;而生态足迹分析所讨论的是整个人类系统的消费,存货可以被理解成其中某种社会代谢过程所消耗的
第6期 杨开忠等:生态足迹分析理论与方法 633际生态生产性土地面积为Ai(hm2/人),其计算公式如下:
Ai=Ci/Pi
其中Pi为相应的生态生产性土地生产第i项消费项目的年平均生产力(kg/hm2)。
第三步,计算生态足迹。
(1)汇总生产各种消费项目人均占用的各类生态生产性土地,即生态足迹组分;
(2)计算等价因子(C)。6类生态生产性土地的生态生产力是存在差异的。等价因子就是一个使不同类型的生态生产性土地转化为在生态生产力上等价的系数。其计算公式为:某类生态生产性土地的等价因子=全球该类生态生产性土地的平均生态生产力÷全球所有各类生态生产性土地的平均生态生产力;
(3)计算人均占用的各类生态生产性土地等价量;
(4)求各类人均生态足迹的总和(ef):
ef=2CAi
(5)计算地区总人口(N)的总生态足迹(EF):EF=N×(ef)
第四步,计算生态容量。
(1)计算各类生态生产性土地的面积;(2)计算生产力系数。由于同类生态生产性土地的生产力在不同国家和地区之间是存在差异的,因而各国各地区同类生态生产性土地的实际面积是不能直接进行对比的。生产力系数就是一个将各国各地区同类生态生产性土地转化为可比面积的参数,是一个国家或地区某类土地的平均生产力与世界同类平均生产力的比率。例如,加拿大牧地的生产力系数等于2.04,表明相同面积条件下加拿大的牧地生产力要比世界平均的牧地生产力高出104%。
(3)计算各类人均生态容量。其计算公式为:
某类人均生态容量=各类生态生产性土地的面积×等价因子×生产力系数
(4)总计各类人均生态容量,求得总的人均生态容量。
第五步,计算生态盈余(或赤字)和全球生态盈余(或赤字)。
3.2 52个国家和地区生态足迹分析
1997年,Wackernagel[3]在《国家生态足迹》(EcologicalFootprintofNations)的论文中,对52个国家和地区的生态足迹进行了计算,见表1。这52个国家和地区包括了世界经济论坛全球竞争力报告中所涉及的47个国家,涵盖了世界80%的人口和
95%的总产出,它们对全球的可持续发展举足轻重。分析它们的生态足迹,有助于了解世界可持续发展的总体形势,更为理性地实践可持续性发展。3.2.1 全球人地关系已十分紧张
对表1中52个国家和地区的总指标值进行加总,结果表明:52国的总生态承载力是86833287.4km2,而总生态足迹却高达117168462.0km2,竟整整超支了35%。这表明,当前全球人地关系已十分紧张,为实现可持续性,必须消除高达35%的生态赤字[4]。
3.2.2 对地球影响最大的5个国家
对表1各国各地区的总生态足迹进行排序,结果表明,美国、中国、俄罗斯、日本、印度依次排在前五位。其中,中国和印度虽然人均生态足迹分别只有1.2hm和0.8hm,低于世界2.3hm的平均水平,但因人口规模很大,所以总的生态足迹很高,对环境影响规模很大;而其他3国,虽然人口规模远低于中国和印度,但人均生态足迹很高,所以总的生态足迹很高,对环境影响规模很大。3.2.3 可持续性类型
按照目前是否处于可持续状态、处在怎样的可持续状态,我们可以把52个国家和地区分为4种类型,如表2所示。
(1)地方—全球可持续性的国家:即人均生态足迹既未超出人均生态容量也未超出全球生态标杆(其值为1.8hm/人),因而其发展既保持在本国生态容量范围之内同时又不危害全球生态安全的国家。这种类型的国家仅有中国、印度和巴基斯坦3个,在所有类型中是最少的。
(2)地方可持续—全球不可持续性的国家:即人均生态足迹未超出人均生态容量但超出全球生态标杆、因而其发展虽然保持在本国生态容量之内但却危及了全球可持续性。这类国家共有7个。(3)地方非可持续性—全球可持续性的国家:即人均生态足迹超出人均生态容量但未超出全球生态标杆,因而从地方来看是不可持续的,但从全球来看是可持续的国家。这类国家共有11个。
(4)地方—全球非可持续性的国家和地区:即人均生态足迹既超出人均生态容量也超出全球生态标杆(其值为1.8hm/人),因而无论从地方尺度还是从全球尺度来看目前都处于非可持续性状态的国家。这种类型的国家和地区共计30个,是所有类型中最多的。
2
2
2
2
2
地球科学进展 第15卷634
表1 52个国家和地区的生态足迹Table1 Ecologicalfootprintsof52countries
国 家冰 岛新西兰美 国奥地利加拿大爱尔兰日 本芬 兰俄罗斯瑞 典丹 麦法 国挪 威澳大利亚新加坡葡萄牙比利时瑞 士荷 兰德 国英 国阿根廷意大利西班牙捷 克希 腊智 利波 兰以色列泰 国马来西亚香 港巴 西南 非委内瑞拉匈牙利哥斯达黎加墨西哥菲律宾韩 国土耳其尼日利亚哥伦比亚秘 鲁印度尼西亚约 旦中 国埃 及埃塞俄比亚印 度巴基斯坦孟加拉国世 界
人 口(万人)27.40365.40818.90855.00010.10357.70567.20514.90638.10886.20519.40843.30437.50805.30289.90981.40017.40733.20569.70184.50858.70540.50724.70972.90031.10051.20469.10852.10585.40004.60101.80591.30704.60332.50277.70003.70357.50724.50037.50586.40429.30836.90620.00469.10363.10584.90731.50544.50841.40023.00868.60589.80248.00
生态足迹(ef,hm2/人)
9.99.88.48.17.06.66.36.36.05.85.85.75.75.45.35.15.05.04.74.64.64.64.54.24.23.93.53.43.12.82.72.72.62.62.62.52.52.32.22.01.91.71.71.71.61.51.21.21.00.80.80.72.3
生态承载力(ec,hm2/人)
2.514.36.29.78.58.31.79.63.97.82.13.84.64.30.52.21.62.62.82.11.83.81.42.62.51.34.92.31.11.31.70.52.41.61.42.02.01.40.70.71.60.81.31.50.90.61.30.60.90.80.90.61.8
生态赤字(ed,hm2/人)
------7.44.52.11.61.51.74.63.32.02.03.71.91.11.14.82.93.42.41.92.52.80.83.11.61.72.61.41.12.01.51.02.20.11.01.20.50.50.91.51.30.30.90.40.20.71.00.10.50.10.00.10.10.5
总生态足迹(EF,万hm2)271.263580.92225278.7615025.5021070.702360.8279173.363243.8787828.605139.963012.5233306.812493.754348.621536.475005.145087.003666.007377.5937648.7026950.0216286.3025761.1516686.184330.624099.685141.8513097.141814.7416812.885674.861596.5143431.9611264.505922.022509.25893.7522366.3515482.509172.8012215.6720122.736154.004197.4732580.96877.35149677.807853.405841.4077618.4011894.888812.861355270.4
总生态承载力(EC,万hm2)68.505225.22166277.1817993.5025585.852968.9121364.244943.0457088.596912.361090.7422204.542012.503462.79144.952159.081627.841906.324395.1617187.4510545.6613453.908014.5810329.542577.751366.567198.598859.83643.947805.983573.06295.6540091.046932.003188.782007.40715.0013614.304926.253210.4810286.889469.524706.003703.6518326.79350.94162150.953926.705257.2677618.4013381.747553.881060646.4
总生态赤字(ED,万hm2)-156-2-4-57-129-1111
202.76644.30319.69968.00515.15608.09809.12699.17276.20772.40921.78102.27481.25885.83391.52846.06459.16759.68982.43461.25404.36832.40746.57356.64752.87733.12056.74237.31170.80006.90101.80300.86670.46332.50733.24501.85178.75752.05556.25962.32928.79653.21448.00493.82254.17584.90473.15272.25584.14
0486.86258.98624.00
26131214
5
[***********][***********]412589
-
[**************]-241921142
8105110114-12
3
-
-
-11294
数据来源:人均GDP数值根据1996年《国际统计年鉴》计算,其余各项引自Wackernagel(1997)《国家生态足迹》(EcologicalFootprintsofNations).
第6期 杨开忠等:生态足迹分析理论与方法 635
表2 可持续性的不同类型
Table2 Differenttypesofsustainability
国家或地区全球尺度可持续全球尺度不可持续
地方尺度可持续中国、印度、巴基斯坦新西兰、芬兰、瑞典、爱尔兰、奥地利、加拿大、智利
地方尺度不可持续
孟加拉国、埃塞俄比亚、埃及、约旦、印度尼西亚、秘鲁、尼日利亚、哥伦比亚
冰岛、美国、日本、俄罗斯、丹麦、法国、挪威、澳大利亚、新加坡、荷兰、德国、英国、阿根廷、意大利、西班牙、捷克、希腊、波兰、以色列、泰国、马来西亚、香港、巴西、南非、委内瑞拉、匈牙利、哥斯达黎加、墨西哥、韩国、土耳其
4 结 语
生态足迹分析方法首先通过引入生态生产性土
地概念实现了对各种自然资源的统一描述,其次通过引入等价因子和生产力系数进一步实现了各国各地区各类生态生产性土地的可加性和可比性。这使得生态足迹分析具有广泛的应用范围,既可以计算个人、家庭、城市、地区、国家乃至整个世界这些不同对象的生态足迹,对它们的足迹进行纵向的、横向的比较分析,也可以就不同行动方案计算生态足迹,比如自己开小汽车上班和坐公共汽车上班的生态足迹。总之,生态足迹分析指标为度量可持续性程度提供了一杆“公平秤”,它能够对时、空二维的可持续性程度做出客观量度和比较,使得我们能明确知晓现实距离可持续性目标尚有多远,从而有助于监测可持续方案实施的效果。另外,生态足迹计算具有很强的可复制性。这使得将生态足迹计算过程制作成一个软件包成为可能,从而可以推动该指标及方法的普及化。
然而,无论在理论上还是在方法上,生态足迹分析方法都存在需要进一步完善的地方。
第一,生态足迹分析法是一种生态可持续性的分析方法。它强调的是人类发展对环境系统的影响及其可持续性,而不关心经济、社会、技术方面的可持续性,并不考虑人类对现有消费模式的满意程度。对于这种生态偏向性,生态足迹研究者建议将生态足迹指标与传统经济指标相结合来综合反映更完整意义上的可持续程度。因此,尽管生态足迹分析法在量度和评价生态可持续性方面是比较有效的,但是单用生态足迹分析法来评价可持续发展程度是不全面的。为了弥补这个不足,人们试图将该方法及其指标体系与其它能反映社会经济方面的可持续度量指标结合起来,使两者互相补充,以全面反映可持续发展程度。传统的GDP也许会是一个很好的“搭档”。此外,国际上一批可持续发展研究者们也正试图将生态足迹指标体系与“satisfactionbarometer”结合[5]
活质量满意程度的指标。
其次,生态足迹分析法是一种基于静态指标的分析方法。在计算生态足迹时,它假定人口、技术、物
质消费水平都是不变的。因此,即使它得出结论说“中国、印度、巴基斯坦是最具可持续性的国家”,这一结论也是瞬时性的;中国与印度都具有庞大的人口基数,3个国家人民的物质生活水平都不高,经济都尚处于发展中,人口的增长、生活生产消费水平的提高都会导致这种“可持续性”的缺失;同时,技术进步,对资源的配置效率提高等反过来也可能会加强此“可持续性”;总之,生态足迹指标无法反映未来的可持续趋势。生态足迹分析法通过计算各指标的时间序列值来追踪各个时点的可持续程度,从而来补救指标静态性的缺憾。
第三,如Wackernagel[6]所言,生态足迹分析没有把自然系统提供资源、消纳废弃物的功能描述完全。例如在干旱地区,淡水是一种举足轻重的生态资源,应当被纳入生态足迹的计算中。另外,现有的生态足迹分析中有关污染的生态影响这一点墨迹寥寥。事实上,由于酸雨、工业废水等导致的资源条件的恶化,世界上的生态生产性土地及水域面积是在不断缩减着的。换一个角度来说,我们现在实际所占有的生态足迹要比计算结果更大。值得庆幸的是当前生态足迹分析方法及其指标体系还是一个在不断改进的新生事物。“加拿大生态研究小组”目前正在研究如何将环境污染的生态影响纳入生态足迹的计算表格中。生态足迹分析法将逐渐完善,并有效地促进人类对可持续发展的探索。
参考文献
[1] WilliamER.RevisitingCarryingCapacity:Area-Based
IndicatorsofSustainability[A].In:WackernagelM,ed.EcologicalFootprintsofNations[EB/OL]http://www.ecouncil.ac.cr/rio/focus/report/english/footprint/,1996.
[2] 李永展.台湾地区生态足迹量度之研究[Z].台湾区域科学学
会98年度年会论文研讨会(B),2000.
[7]
地球科学进展 第15卷636
See:http://www.encouncil.ac.cr/rio/focus/report/english/footprint.html,1997.
[4] WilliamER.EcologicalFootprintsAndSustainabilityGap.
[EB/OL]http://www.interchg.ubc.ca/plan/scarp.html,1996.
[5] WackernagelM.TheEcologicalFootprintsofSantiagode
Chile[EB/OL].http://www.iclei.org/iclei/santiago.html,
1998.
[6] WackernagelM.WhatWeUseandWhatWeHave:
EcologicalFootprintandEcologicalCapacity[EB/OL].http://www.rprogress.org/resources/,1999.
[7] LowerFraserBasinEco-ResearchProject.Howsustainable
areourchoices[EB/OL].See:http://www.ire.ubc.ca/ecoresearch/ecoftpr.html,2000.
ECOLOGICALFOOTPRINTANALYSIS:
CONCEPT,METHODANDCASES
YANGKai-zhong,YANGYong,CHENJie
(DepartmentofGeography,ChinaCenterforRegionalEconomicResearch,
PekingUniversity,Beijing 100871,China)
Abstract:Themeasureofsustainabledevelopmenthasalwaysbeenanimportantsubject.TheecologicalfootprintanalysisinitiatedbyWilliamE.Rees,Canadianecologicaleconomist,andWackernagelMathis,theformer'spostgraduatehasgraduallybecomepopularonaccountofthemeasuringindexesbasedonecologicallyproductivearea,innovativethoughtwayandit'swideadaptability.Thepurposeofthispaperistointroducetheconception,area-basedindicatorsandcomputationofecologicalfootprintanalysissystematically.Andthenit'sapplicationisdiscussedthroughtheintroductiontotheecologicalfootprintof52countriesanddistricts.Finallythepaperdiscussesthemethodandforecastsitsapplication.
Keywords:Ecologicalfootprint;Sustainabledevelopment;Sustainability.