可持續(xù)發(fā)展定量研究的一種新方法——生態(tài)足跡法

1、可持續(xù)發(fā)展定量研究的一種新方法生態(tài)足跡法可持續(xù)發(fā)展衡量的指標體系及其評價方法和模型研究是可持續(xù)發(fā)展研究的重要內(nèi)容，它可以為政府的可持續(xù)發(fā)展決策提供重要的科學(xué)依據(jù)和優(yōu)先考慮的問題，還可以為公眾提供可持續(xù)發(fā)展的有效信息?？沙掷m(xù)發(fā)展的定量評價方法是當前可持續(xù)發(fā)展研究的前沿和熱點1,2。20世紀90年代以來，國際上提出了一些直觀的、較易操作的指標體系及其定量評價的計算方法。如世界銀行的“國家財富”指標體系；Wackernage1等提出的“生態(tài)足跡”(EF)的概念及其模型3,4；Daly和Cobb提出的“可持續(xù)經(jīng)濟福利指數(shù)”(ISEW)5；Cobb等提出的“真實發(fā)展指標”(GPI)；PrescottA1

2、ten提出的“可持續(xù)性的睛雨表”(Barometer of Sustainablity)模型6。這些新的指標體系及其定量計算方法和模型已在一些國家和地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展評價中得到了應(yīng)用。然而可持續(xù)發(fā)展指標和評價模型總體上仍處于探索之中，并且存在著許多局限性，現(xiàn)在還沒有一套公認的標準方法7。本文將詳細介紹基于具體生物物理量度量可持續(xù)發(fā)展程度的新方法生態(tài)足跡分析法，分析生態(tài)足跡法的優(yōu)點和局限性及其在國內(nèi)外的研究進展，并對其局限性提出一些完善的方法。1 生態(tài)足跡法1.1 生態(tài)足跡的概念關(guān)于生態(tài)足跡的概念，William E R曾將其形象地比喻為“一只負載著人類與人類所創(chuàng)造的城市、工廠的巨腳踏在地球上留下

3、的腳印”8。1996年以后William E R和Wackernagel又從不同的側(cè)面對其進行了定義：“一個國家范圍內(nèi)給定人口的消費負荷”、“用生產(chǎn)性土地面積來度量一個確定人口或經(jīng)濟規(guī)模的資源消費和廢物吸收水平的賬戶工具”9?？傊?，無論如何定義，關(guān)于生態(tài)足跡總有一個清晰、科學(xué)而嚴格的定義，那就是：生態(tài)足跡是一種可以將全球關(guān)于人口、收入、資源應(yīng)用和資源有效性匯總為一個簡單、通用的進行國家間比較的便利手段一種賬戶工具3”；生態(tài)足跡(Wackernagel，1999)是指能夠持續(xù)地提供資源或消納廢物的、具有生物生產(chǎn)力的地域空間9，它從具體的生物物理量角度研究自然資本消費的空間8。1.2 生態(tài)足跡法的

4、基本假設(shè)生態(tài)足跡是基于以下5個基本假設(shè)來進行計算的10：人類可以確定自身消費的絕大多數(shù)資源及其產(chǎn)生廢物的數(shù)量；這些資源和廢物流能夠轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的生物生產(chǎn)土地面積；一旦采用生物生產(chǎn)力來衡量土地時，不同地域間的土地可以用相同的單位公頃或者英畝來表示，即：每單位不同地區(qū)的土地面積都能夠轉(zhuǎn)化為全球均衡面積，每一個單位的全球均衡面積代表著相同的生物生產(chǎn)力；各類土地在空間上是互斥的，例如：一塊土地當它被用來修建公路時，它就不可能同時是森林、可耕地、牧草地等；既然分析地球上哪些地域具有生物生產(chǎn)力是可行的，自然系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)總供應(yīng)能力和人類系統(tǒng)對自然系統(tǒng)的總需求數(shù)量就能夠相比較。1.3 生態(tài)足跡計算模型生態(tài)足跡

5、模型通過計算人類為了自身生存而消費的自然的量來評價人類對生態(tài)系統(tǒng)的影響。任何個人或區(qū)域人口的生態(tài)足跡，應(yīng)該是生產(chǎn)這些人口所消費的所有資源和吸納這些人口所產(chǎn)生的廢棄物而需要的生態(tài)生產(chǎn)性土地的面積總和。其計算公式為：EF= 1 EC= 2 其中，i為消費商品或生產(chǎn)生物的類型；cci為第i種消費商品的生產(chǎn)足跡；aci為第i種消費商品的消費總量；pi為第i種商品的生物生產(chǎn)單位面積產(chǎn)量；epi為第i種生物資源的生產(chǎn)足跡；aei為第i種資源生物生產(chǎn)總量；wi為第i種消費品或生物資源土地類型生產(chǎn)力權(quán)值；EF為某一地區(qū)的生態(tài)足跡總量；EC為地區(qū)生態(tài)承載力供應(yīng)。在生態(tài)足跡指標計算中，把人類使用的各種資源和能源消

6、費項目折算為6種類型生物生產(chǎn)土地面積可耕地、林地、草地、化石燃料土地、建筑用地和水域，然后再分別乘以相應(yīng)的均衡因子11，就可以得到某類生物生產(chǎn)性面積，然后再加總計算生態(tài)足跡和生態(tài)承載力。將計算得到的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力面積進行比較，從而為分析和判斷一個國家或地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的程度提供定量的依據(jù)。1.4 生態(tài)足跡法的優(yōu)缺點生態(tài)足跡法的優(yōu)點：生態(tài)足跡分析方法首先通過引入生態(tài)生產(chǎn)性土地概念實現(xiàn)了對各種自然資源的統(tǒng)一描述，其次通過引入等價因子和生產(chǎn)力系數(shù)進一步實現(xiàn)了各國各地區(qū)各類生態(tài)生產(chǎn)性土地的可加性和可比性。這使得生態(tài)足跡分析具有廣泛的應(yīng)用范圍，既可以計算個人、家庭、城市、地區(qū)、國家乃至整個世界這些不

7、同對象的生態(tài)足跡，對它們的足跡進行縱向的、橫向的比較分析?？傊?，生態(tài)足跡分析指標為度量可持續(xù)性程度提供了一桿“公平稈”，它能夠?qū)r、空二維的可持續(xù)性程度做出客觀量度和比較，使我們能明確知曉現(xiàn)實距離可持續(xù)性目標尚有多遠，從而有助于監(jiān)測可持續(xù)方案實施的效果。另外，生態(tài)足跡計算具有很強的可復(fù)制性。這使得將生態(tài)足跡計算過程制作成一個軟件包成為可能，從而可以推動該指標及方法的普及化12,13。生態(tài)足跡法的局限性:計算過程較為復(fù)雜；在歸納的基礎(chǔ)之上再進行歸納，從而假設(shè)太多；在采用土地面積作為測量單位上還存在爭議；對生態(tài)系統(tǒng)的考慮不完整，完全人類中心制，從而忽略了其他物種的存在和影響；生態(tài)足跡對某些微小變化

8、的反應(yīng)不敏感；對數(shù)據(jù)的要求較高；對政策分析還不盡合用，只是提供了單方面的信息，不能反映可持續(xù)發(fā)展的方方面面。2 生態(tài)足跡分析法在國內(nèi)外已有的研究實踐生態(tài)足跡評價方法已應(yīng)用于各種規(guī)模的人口。從全球到國家14,15、地區(qū)到城市1618、社區(qū)到家庭、商業(yè)企業(yè)到個人出行活動各級水平。此外，還用來進行技術(shù)比較，應(yīng)用到從養(yǎng)魚19到種植西紅柿20等各個方面。已有的研究主要從3個空間尺度展開。(1) 全球尺度的研究。Wackernagel等(1997)率先應(yīng)用生態(tài)足跡分析方法，對全球人類可利用的生態(tài)空間和生態(tài)占用空間兩方面分別進行了測算。結(jié)果說明，1999年全球人均生態(tài)承載力僅為2.2 hm214，扣除12的

9、生物生產(chǎn)土地面積，實際上人均可利用的面積包括海洋在內(nèi)將縮減到不足2.0 hm2。所以人均2 hm2的生物生產(chǎn)面積就是1999年全球人均生態(tài)承載力的底線或生態(tài)閾值10。另據(jù)最新報告15，在未來5年內(nèi)，全球生態(tài)足跡仍將以5的速度增長。在靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上，生命行星報告2002Living Planet Report 2002,由世界野生動物基金自然國際組織、“發(fā)展定義組織”和聯(lián)合國環(huán)境署世界守恒監(jiān)測中心三家機構(gòu)共同研究撰寫的項目報告中，研究人員重新核算了世界19701999年的生態(tài)足跡。此外，國際互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)有很多專業(yè)網(wǎng)站提供生態(tài)足跡的相關(guān)信息和在線計算等見 :/ redefiningprogres

10、, , ecologicalfootprint , 。 (2) 國家尺度的研究。最早出現(xiàn)在1997年，Wackernagel在Ecological Footprint of Nations中，對世界上52個國家和地區(qū)的生態(tài)足跡進行了計算3,4。研究結(jié)果說明，生態(tài)足跡最大的是美國，人均10.9 hm2，孟加拉國的最低，人均僅0.6 hm2；中國1997年的人均量EF值為1.2 hm2，而其人均生態(tài)承載力僅為0.8 hm2，人均生態(tài)赤字為0.4 hm2。隨后，Manfred Lenzen, Helmut Habe

11、rl21,22等也對國家尺度的生態(tài)足跡進行了研究。徐中民、陳東景23等以中國2000年統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)為依據(jù)，對中國1999年的生態(tài)足跡進行了計算和分析。(3) 在區(qū)域和城市層次上。Folke等(1997)以歐洲波羅的海流域29個大城市為研究案例，計算得出占波羅的海流域面積0.1%的這些城市，其生態(tài)足跡至少需要整個波羅的海流域的75%到1.5倍的生態(tài)系統(tǒng)，是這些城市面積的5651130倍；全球744座大城市中生活的占全球20%的人口的海產(chǎn)品消費占用了全球25%的生產(chǎn)性海洋生態(tài)系統(tǒng)，要消納這些城市排出的C02，需要全球森林全部碳匯能力再增加10；Wackernage1等將生態(tài)足跡指標應(yīng)用于瑞典及其

12、亞區(qū)，改良了生態(tài)足跡與生物承載力的計算方法10；Vuuren等計算與分析了貝寧、不丹、哥斯達黎加和荷蘭等國家的生態(tài)足跡。中國在區(qū)域生態(tài)足跡的研究始于90年代末，主要有：張志強等24對中國西部地區(qū)1998年生態(tài)足跡的分析和計算；秦耀辰等25運用生態(tài)足跡法對河南省的可持續(xù)發(fā)展進行了評價；王書華等26以河北省新樂市為例，基于生態(tài)足跡模型對城郊經(jīng)濟協(xié)調(diào)進行了評估；張坤民7等也對廣州、寧波、揚州和蘇州19912000年的生態(tài)足跡進行了計算和分析；趙秀勇27等對南京市1998年的生態(tài)足跡進行了計算；李金平和王志石28對澳門2001年的生態(tài)足跡進行了計算但城市研究僅停留在生活消費生態(tài)足跡的測算，更小尺度的全

13、面研究尚未可見29。3 結(jié) 語隨著全球性的人口、自然資源、生態(tài)環(huán)境問題的復(fù)雜化和人們對可持續(xù)發(fā)展模式認識的深入，人類離可持續(xù)發(fā)展目標究竟有多遠？生態(tài)足跡模型為人類衡量生態(tài)可持續(xù)提供了一種廉價而快速的計算框架，同時生態(tài)足跡指標對理解和解釋可持續(xù)發(fā)展的邏輯關(guān)系很有幫助，是涉及到可持續(xù)性、公平性和發(fā)展等諸多方面的一個綜合指標。然而，無論在理論上還是在方法上，生態(tài)足跡分析法都存在需要進一步完善的地方12。第一，可以試圖將生態(tài)足跡分析法與其他能反映社會經(jīng)濟方面的可持續(xù)度量指標結(jié)合起來，使兩者互相補充以全面反映可持續(xù)發(fā)展程度。傳統(tǒng)的GDP也許是一個很好的“搭檔”。其次，生態(tài)足跡分析法是一種基于靜態(tài)指標的分析方法，生態(tài)足跡指標無法反映未來的可持續(xù)趨勢。生態(tài)足跡分析法可以通過計算各指標的時間序列值來追蹤各個時點的可持續(xù)程度，從而來補救指標靜態(tài)性的缺憾。第三，生態(tài)足跡分析沒有把自然系統(tǒng)提供資源、消納廢棄物的功能描述完全。另外，現(xiàn)有的生態(tài)足跡分析中有關(guān)污染的生態(tài)影響這一點墨跡寥寥。事實上，由于酸雨、工業(yè)廢水等導(dǎo)致的資源條件的惡化，世界上的生態(tài)生產(chǎn)性土地及水域面積是在