生态足迹研究现状及其评述

生态足迹研究现状及其评述

摘要：近年来，生态足迹模型在理论和实际应用上得到了广泛的关注，本文按照wackernagel等提出的传统生态足迹模型以及bicknell等提出的投入产出生态足迹模型的发展脉络，介绍了传统模型在数据、消费项目、模型的修正与耦合方面的最新研究进展，单区域投入产出与多区域投入产出生态足迹的研究前沿，以及国际上关于核足迹计算方法的争论，最后本文对现状进行评述。

关键词：生态足迹；投入产出；多区域投入产出；系统动力学中图分类号：q14 文献标识码：a 文章编号：1001-828x（2012）03-0-02

引言

据统计，仅国际生态经济学会会刊ecological economics自1996年第11期发表生态足迹研究的文章以来，至2010年第1期，共发表有关生态足迹理论评述、区域实证、方法改善、行业应用的论文达56篇。ecological economics在2000年第3期还以专刊形式集中讨论了生态足迹研究的理论价值和应用问题。2000年起世界自然基金会wwf(worldwide fund for nature)和rp(redefining progress)两大世界非政府机构分别每年和每两年公布一次部分国家的生态足迹研究结果，主要工业国家把生态足迹指标纳入官方指标体系。国际智库环球足迹网络gfn(global footprint network)每年都更新模型法和应用的进展，并且每年公布全球一百多个国家

的国家足迹账户nfa(national footprint accounts)及生态足迹报告。2008年国合会和wwf共同委托环gfn与中国科学院地理科学与资源研究所联合发布《中国生态足迹报告》，致力于提高社会公众认知度、促进中外专家之间的联合研究、并为中国高层领导决策提供政策建议。

一、生态足迹简介

生态足迹ef(ecological footprint)，也称生态占用(ecological appropriation)，指能够持续地向一定人提供他们所消耗的所有资源和消纳他们所产生的所有废物的土地和水体的总面积。

ef的计算主要基于以下两个事实：人类能够估计自身消费的大多数资源、能源及其所产生的废弃物数量；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。主要考虑如下6种类型：化石能源用地、耕地、林地、牧草地、建筑用地和水域，将这6类具有不同生态生产力的生物生产面积加权求和。

ef核算公式：，式中i为消费商品和投入的类型；ef为总的生态足迹；n为人口数；ef为人均生态足迹；为均衡因子；为i类商品的人均消费量；为i类消费商品的世界平均生产能力。

二、研究进展

1.传统模型完善

(1)数据的完善

目前国际一致的商品描述及代码体系hs 2002版已有190多个

国家和地区用它作为关税表和国际贸易统计数据收集的基础，超过98%国际商品贸易已被反映在hs中，鉴于此daniel d.moran等构建产品土地利用矩阵plum(product land use matrix)，粗略计算贸易中含有的生态足迹，为2008年版的nfa提供铺垫。nfa2008年版采用hs02 (harmonized system 2002)，这些数据计算150个超过一百万人口的国家在1961-2005年的生态足迹和生物承载力。nfa2009年版计算240个国家或地区在1961-2006年的生态足迹和生物承载力，提供更加完善的数据。

(2)消费项目的完善

有学者认为生物生产性与非生物生产性土地类型的划分并不明确且主观臆断，鉴于此，出现了完善国家足迹账户增加新的土地类型文献，例如增加湿地土地类型，tiezzi 等对浅水湖和湿地进行初步研究，结果表明浅水湖的生态承载力某种程度上大于海洋，但是二者的生态系统复杂很难相关数据。

2008年版nfa的其他改动：纪录的农地产品种类增加；从动物饲料总需求中减去市场提供的饲料和残渣后，估计对整体放牧地生物承载力需求将会增加；增加渔场足印所计及的渔类品种数目；亦加入更多二氧化碳排放的来源，包括燃气排放、制造水泥、热带森林火灾、以及若干生化燃料。

(3)模型的修正与耦合

nguyen h x等把不可再生能源和非生物资源(如矿产资源等)的消耗换算成热力学放射本能(exergy)的消耗，并把它和地球每年从

太阳辐射获得的放射本能相比较，从而把不可再生资源纳入了生态足迹分析方法的计算；曹宝等针对reesw 等提出的生态足迹模型中存在的问题与不足(如：产量因子和当量因子参数选取偏差，生态功能差异表现不充分，模型不具动态性等)提出了改进。利用改进后的生态足迹模型计算天津市1995—2005年的生态足迹及其动态变化。

刘淼等选用传统生态足迹分析方法及其改进方法——实际土地需求法，结合遥感(rs)和地理信息系统(gis)技术对岷江上游地区1982—2000年的可持续发展状况进行了时间动态分析。

卢远等将生态足迹模型与系统动力学模型进行耦合，构造区域可持续发展的动力学模型，按目前社会经济发展及人口增长的状态，对广西2003—2020年生态足迹及生态承载状况进行模拟预测。wei jin等针对ef模型的静态以及政策含义不足的问题，融合系统动力学模型建立了动态的ef模型，将system drivers与ef的消费项目结合，用组合法计算ef。

2.投入产出生态足迹

(1)单区域投入产出

bicknell等在研究新西兰生态足迹时，第一个将投入产出表引入生态足迹的计算。将国内土地类型按生产部门划分为农业用地、林地和退化土地3类，直接利用土地乘数，计算出的部门用地并非仅是本身的产业用地而己，还包括了与该部门产品生产有关的产业部门的用地面积。投入产出分析法的结果体现了国家贸易对环境的

影响，以及特定人口的持续消费在多大程度上依赖于进口贸易。

ferng用土地组成乘数改进了bicknell等提出的土地乘数，从而用矩阵表示农业、制造业和商业三部门经济模型中的用于满足特定人群最终消费的生产性土地足迹的组成，用其分析了台湾的生产性用地；并提出了基于投入产出的能源足迹的计算框架，用于台湾的能源用地分析与政策辅助分析。

hubacek等是第一个用实物投入产出表估算了国际贸易中的土地占用(生态足迹)。hubacek等认为运用实物型投入产出模型来计算生态足迹更合适，实物型投入产出分析表明从环境压力的角度将土地占用与部门间的物质流动联系起来比在价值型投入产出模型中将土地占用与货币流动联系起来更为客观真实。

wiedmann等最近提出了货币投入产出分析和现有国家生态足迹账户(nfa)相结合可以将足迹分配到不同的经济部门、最终需求类型、国家以下区域和社会经济群体。该方法改进了原有的生态足迹和物流分析法，解决了原有的生态足迹和物流方法无法反映的经济活动间的相互联系，以及由产业间依存关系产生的间接环境影响。

曹淑艳等在已有研究的基础上，引入土地利用差异转化系数(某类土地利用的产量因子与其均衡因子的乘积)改进模型，以保证投入产出表的行、列组分加和操作的有效性。

kratena[沿用wiedmann的生态足迹分配方法，以德国的投入产出模型与生态足迹账户相结合为例，将每个部门的总产出按照生态承载力和生态超载分为相应的份额，进而生态足迹扩展引入额外的