基本介紹
- 中文名：生態足跡
- 外文名：Ecological footprint,EF
- 也稱：生態占用
- 提出者：里斯（Willian E.Rees）
基本信息,計算方法,實例數據,套用實例,優點,批評,新觀點,
基本信息
生態足跡（ecological footprint）也稱“生態占用”。是指特定數量人群按照某一種生活方式所消費的，自然生態系統提供的，各種商品和服務功能，以及在這一過程中所產生的廢棄物需要環境(生態系統) 吸納，並以生物生產性土地(或水域) 面積來表示的一種可操作的定量方法。它的套用意義是：通過生態足跡需求與自然生態系統的承載力(亦稱生態足跡供給) 進行比較即可以定量的判斷某一國家或地區目前可持續發展的狀態，以便對未來人類生存和社會經濟發展做出科學規劃和建議。
生態足跡
生態足跡在20世紀90年代初由加拿大大不列顛哥倫比亞大學規劃與資源生態學教授里斯（Willian E.Rees）提出。它顯示在現有技術條件下，指定的人口單位內（一個人、一個城市、一個國家或全人類）需要多少具備生物生產力的土地（biological productive land）和水域，來生產所需資源和吸納所衍生的廢物。生態足跡通過測定現今人類為了維持自身生存而利用自然的量來評估人類對生態系統的影響。
比如說一個人的糧食消費量可以轉換為生產這些糧食的所需要的耕地面積，他所排放的二氧化碳總量可以轉換成吸收這些CO2所需要的森林、草地或農田的面積。因此它可以形象地被理解成一隻負載著人類和人類所創造的城市、工廠、鐵路、農田……的巨腳踏在地球上時留下的腳印大小。它的值越高，人類對生態的破壞就越嚴重。
該指標的提出為核算某地區、國家和全球自然資本利用狀況提供了簡明框架，通過測量人類對自然生態服務的需求與自然所能提供的生態服務之間的差距，就可以知道人類對生態系統的利用狀況，可以在地區、國家和全球尺度上比較人類對自然的消費量與自然資本的承載量。生態足跡的意義在於探討人類持續依賴自然以及要怎么做才能保障地球的承受力，進而支持人類未來的生存。
生態足跡
生態足跡生態足跡將每個人消耗的資源折合成為全球統一的、具有生產力的地域面積，通過計算區域生態足跡總供給與總需求之間的差值——生態赤字或生態盈餘，準確地反映了不同區域對於全球生態環境現狀的貢獻。生態足跡既能夠反映出個人或地區的資源消耗強度，又能夠反映出區域的資源供給能力和資源消耗總量，也揭示了人類生存持續生存的生態閾值。它通過相同的單位比較人類的需求和自然界的供給，使可持續發展的衡量真正具有區域可比性，評估的結果清楚地表明在所分析的每一個時空尺度上，人類對生物圈所施加的加壓及其量級，因為生態足跡取決於人口規模、物質生活水平、技術條件和生態生產力。
計算方法
生態足跡評價模型生物生產面積類型及其均衡化處理
在生態足跡計算中，各種資源和能源消費項目被折算為耕地、草場、林地、建築用地、化石能源土地和海洋（水域）等6種生物生產面積類型。耕地是最有生產能力的土地類型，提供了人類所利用的大部分生物量。草場的生產能力比耕地要低得多。由於人類對森林資源的過度開發，全世界除了一些不能接近的熱帶叢林外，現有林地的生產能力大多較低。化石能源土地是人類應該留出用於吸收CO2的土地，但目前事實上人類並未留出這類土地，出於生態經濟研究的謹慎性考慮，在生態足跡的計算中，考慮了CO2吸收所需要的化石能源土地面積。由於人類定居在最肥沃的土壤上，因此建築用地面積的增加意味著生物生產量的損失。
即rk=dk/D(k=1，2，3，… 6)
式中rk為均衡因子，dk為全球第k類生物生產面積類型的平均生態生產力，D為全球所有各類生物生產面積類型的平均生態生產力。本文採用的均衡因子分別為：耕地、建築用地為2.8，森林、化石能源土地為1.1，草地為0.5，海洋為0.2。
人均生態足跡分量
Ai=(Pi+Ii-Ei)/(Yi · N)(i=1，2，3，… m)
式中Ai為第i種消費項目折算的人均生態足跡分量（hm2/人），Yi為生物生產土地生產第i種消費項目的年（世界）平均產量（kg/hm2），Pi為第i種消費項目的年生產量，Ii為第i種消費項目年進口量，Ei為第i種消費項目的年出口量，N為人口數，本文m=33。在計算煤、焦炭、燃料油、原油、汽油、柴油、熱力和電力等能源消費項目的生態足跡時，將這些能源消費轉化為化石能源土地面積，也就是以化石能源的消費速率來估計自然資產所需要的土地面積。
生態足跡
EF=N·ef =N·Σ（aai）=ΣrjAi=Σ（ci/pi） （1）式（1）中：EF 為總的生態足跡；N 為人口數；ef 為人均生態足跡；ci為i 種商品的人均消費量；pi為i 種消費商品的平均生產能力；aai為人均i 種交易商品折算的生物生產面積，i為所消費商品和投入的類型；Ai為第i 種消費項目折算的人均占有的生物生產面積；rj為均衡因子。
生態承載力
在生態承載力的計算中，由於不同國家或地區的資源稟賦不同，不僅單位面積耕地、草地、林地、建築用地、海洋(水域)等間的生態生產能力差異很大，而且單位面積同類生物生產面積類型的生態生產力也差異很大。因此，不同國家和地區同類生物生產面積類型的實際面積是不能進行直接對比的，需要對不同類型的面積進行標準化。不同國家或地區的某類生物生產面積類型所代表的局地產量與世界平均產量的差異可用“產量因子”表示。某個國家或地區某類土地的產量因子是其平均生產力與世界同類土地的平均生產力的比率。同時出於謹慎性考慮，在生態承載力計算時應扣除12%的生物多樣性保護面積。
ec=aj×rj×yj(j=1，2，3，… 6)
式中 ec為人均生態承載力(hm2/人)，aj為人均生物生產面積，rj為均衡因子，yi為產量因子。
生態赤字與生態盈餘
實例數據
據統計，日本每人的生態足跡為4.3全球公頃(目前以gha為單位)，遠遠超過日本土地、水源所具備的生產能力(0.8gha)，所以日本只能利用別國資源。另外，這一面積是世界人均值(1.8gha)的2.4倍。如果都像日本人這樣生活，就要準備24個地球，像美國那樣要5個地球。就世界整體而言，生態足跡已超過1980年的地球生產能力，而2001年已超過20%。主要原因是工業國的消費，1992～2002年，世界上高收入的27個國家人均生態足跡增加了8%，但中低收入國家卻減少了8%。瑞士測定了本國的生態足跡，與國內生產總值GDP一樣，作為反映國家政策運營情況的指標。加拿大、澳大利亞、芬蘭都採取了同樣的措施。
套用實例
Wackernagel等人的開創性研究
Willian Rees的博士生Wackernagel等曾對世界上52個國家和地區1997年的生態足跡進行了實證計算研究表明，全球平均人均生態足跡為2.8hm2，而可利用生物生產面積僅為2hm2，全球人均生態赤字0.8hm2。在計算的52個國家和地區中35個國家和地區存在生態赤字，只有12個國家和地區的人均生態足跡低於全球人均生態承載力。中國1997年的人均生態足跡為1.2 hm2，而其人均生態承載力僅為0.8 hm2，人均生態赤字為0.4 hm2。因此，從全球範圍而言，人類的生態足跡已超過了全球生態承載力的35%，人類現今的消費量已超出自然系統的再生產能力，即人類正在耗盡全球的自然資產存量。
生態足跡研究
生態足跡研究世界自然基金會的《2004地球生態報告》
為了讓各個國家在占用了多少自然資源上“有賬可查”，2004年，世界自然基金會(WWF)的《2004地球生態報告》使用了“生態足跡”這一指標，並列出了一份“大腳黑名單”。這份由WWF和聯合國環境規劃署共同完成的報告於2004年10月21日在瑞士格蘭德正式發布。十幾位來自WWF總部、挪威管理學院、美國威斯康辛大學和全球足跡網路的專家參與了研究，報告的數據來自聯合國糧農組織、國際能源機構、政府間氣候變化專門委員會以及聯合國環境項目世界保護監測中心。
在這份“大腳黑名單”上，阿聯以其高水平的物質生活和近乎瘋狂的石油開採“榮登榜首”———人均生態足跡達9.9公頃，是全球平均水平(2.2公頃)的4.5倍；美國、科威特緊隨其後，以人均生態足跡9.5公頃位居第二。貧困的阿富汗則以人均0.3公頃生態足跡位居最後。中國排名第75位，人均生態足跡為1.5公頃，低於2.2公頃的全球平均水平。“但中國人口數目龐大，其人均生態承載能力(即大自然能夠給予的消耗量)僅為0.8公頃，生態赤字高達0.7公頃，而全球的平均生態赤字為0.4公頃。”專家們認為，由於開發中國家的人均自然消耗量還將迅速增加，中國的整體生態形勢更加不容樂觀。報告顯示，美國、日本、德國、英國、義大利、法國、韓國、西班牙、印度均是生態赤字很大的國家。“很簡單，如果生態足跡超過了生態承載能力，就是不可持續的。為實現全球的可持續發展，每個人都有義務和責任來減少自然資源的消費，減小自身的生態足跡。”《報告》的主要作者、生態學家駱喬森(Jonathan Loh)說。報告說，巴西、加拿大、印度尼西亞、阿根廷、剛果、秘魯、安哥拉、巴布亞紐幾內亞、俄羅斯、紐西蘭等國家由於國土面積遼闊、人口相對稀少或者位於熱帶亞熱帶地區，在“生態盈餘(總生態足跡小於總生態承載容量)榜”上位居前列。“就在這些生態盈餘國家的居民為全球生態環境作出貢獻時，西方人正在以難以持續的極端水平消耗自然資源———北美人均資源消耗水平不僅是歐洲人的兩倍，甚至是亞洲或非洲人的七倍。”專家們批評說，“如果全球的居民都達到美國居民的生活水平，人類將需要5個地球。”報告的作者們稱，他們試圖從另一角度尋找“誰應該對目前的全球生態危機負有更大責任”這一爭論不休話題的答案。
“那些生態赤字較大國家的資源消耗量已經超過了本國的資源再生能力，其結果就是加劇了環境惡化，或者將這種生態危機通過原材料進口等國際貿易方式轉移到了其他國家或地區。”郝克明還擔心，大大小小的環保組織如何說服人們為了追求高水平生活而不去高破壞地消耗地球資源。“在目前，使政府、工業界和公眾轉向可再生能源，推廣節能的技術、建築和交通系統具有至關重要的意義。”馬丁說。
《亞太區2005生態足跡與自然財富報告》
2006年4月19日公布的《亞太區2005生態足跡與自然財富報告》顯示，亞太區人民耗損資源的速度接近該地區自然資源復原速度的兩倍，而居住在該地區的人類所需的地球資源比該地區生態系統可提供的資源量高出1.7倍。自1961年到2001年，中國人均生態足跡的增長几乎超出了原來的一倍。亞洲是目前世界上經濟發展最快、人口最多的區域，其整體生態足跡對全球影響深遠，但歐洲人和北美洲人的平均足跡仍比亞洲人高3倍到7倍。在過去的8年裡，中國的人均生態足跡比較穩定。
《中國生態足跡報告》
國際環境組織世界自然基金會（WWF）與中國環境與發展國際合作委員會（China Council for International Cooperation on Environment and Development）共同發布了《中國生態足跡報告》
。生態足跡通過農田、木材、水、煤炭以及垃圾處理用地等一系列自然資源的使用量，來衡量人類對大自然的需求狀況。報告發現，中國的人均生態足跡仍在世界上居於較低水平；但自上世紀六十年代以來，中國消耗的生態資源增加了近一倍。
中國生態足跡報告會議
中國生態足跡報告會議報告警告稱，如果中國的人均資源消耗達到美國的水平，“那么中國將需要全球的可用生物承載力。”
世界自然基金會發表聲明稱，報告主要使用了2003年的數據，這是目前可用的最新的全面數據。但報告作者表示，研究結果反映了目前仍在持續的趨勢。
報告稱，中國2003年的人均資源消耗量居世界第69位，略低於敘利亞。美國在這項指標中排名世界第二，阿聯高居第一，日本則位列第27位。
根據報告的定義，一個國家的生態足跡指的是滿足該國人口需求的、具有生物生產力的土地與水域的面積。
研究發現，中國人均生態足跡僅為1.6公頃，遠低於2.2公頃的世界平均水平。但中國所能提供的自然資源經計算僅為人均0.8公頃，這意味著中國消耗了相當於其自身生態系統供給能力兩倍的資源。
為了彌補其中部分缺口，中國從加拿大、印度及美國等國家進口原材料。但研究發現，其中部分原材料隨後又通過製成品的形式再出口到西方國家，這使得中國成為自然資源的淨出口國。
報告表示，未來一、二十年內，中國的消耗水平可能仍將對其自身的生態系統構成威脅，並對全球生物承載力施加更大的壓力。
優點
生態足跡分析方法首先通過引入生態生產性土地概念實現了對各種自然資源的統一描述，其次通過引入等價因子和生產力係數進一步實現了各國各地區各類生態生產性土地的可加性和可比性。這使得生態足跡分析具有廣泛的套用範圍，既可以計算個人、家庭、城市、地區、國家乃至整個世界這些不同對象的生態足跡，對它們的足跡進行縱向的、橫向的比較分析。
總之，生態足跡分析指標為度量可持續性程度提供了一桿“公平稈”，它能夠對時間、空間二維的可持續性程度做出客觀量度和比較，使人們能明確知曉現實距離可持續性目標尚有多遠，從而有助於監測可持續方案實施的效果。另外，生態足跡計算具有很強的可複製性。這使得將生態足跡計算過程製作成一個軟體包成為可能，從而可以推動該指標及方法的普及化。
批評
早期的關於人口過剩（overpopulation）的很多理論和計算預測都已經被證明是錯誤的，重要原因之一就是科學技術的進步使得一些以前不能利用或利用率低的資源變得可以和更經濟有效的利用。關於生態足跡的理論和計算也存在類似問題，因為它的統計和計算涉及到大量的資源利用和消費問題。
生態足跡
生態足跡一些專家認為，生態足跡的計算結果只能反映經濟決策對環境的影響，也就是只注意了經濟產品和社會服務能的耗費，而未注意生態產品和生態服務能的耗費，而且在考慮資源的消費時，只注意了資源的直接消費而未考慮間接消費，同時也忽略了資源開發利用中其它的重要影響因素，如工業城市化的推進擠占耕地，由於污染、侵蝕等造成的土地退化情況。生態足跡方法並沒有設計成一個預測模型，是一種基於現狀靜態數據的分析方法，其計算結果不能反映未來的發展趨勢，其所得結論具有瞬時性。因此方法的計算結果不能反映人類活動的方式、管理水平的提高和技術的進步等因素的未來影響。同時在將生產能力差異很大的耕地、化石能源土地、牧草地、林地等轉化為可比較的生物生產型面積時，採用乘轉化因子（均衡因子和產量因子），轉化因子的確定顯然假定了不同的生物生產面積類型之間固定的替代彈性，事實上，它們之間的環境影響是不可相互替代的。而且該轉化因子的確定主要是考慮生物物理方面的因素，並未考慮長期的技術潛力和社會方面的權重（如市場價格的影響）。計算能源淨消費所需的生物生產面積是通過計算吸收燃燒化石燃料所產生的CO2所需的生物生產面積，顯然忽略了另外一種重要的溫室氣體甲烷。
當前生態足跡分析方法及其指標還是一個在不斷改進的新生事物。“加拿大生態研究小組”等很多科研機構和學者正在研究如何將環境污染的生態影響納入生態足跡的計算表格中。生態足跡分析法將逐漸完善，並有效地促進人類對可持續發展的探索。
在世界地球日網站（見詞條參考資料）上可以檢測世界各國某人對地球資源的影響，用生態足跡測驗需要多少生產力的土地與水資源才能容納你的所用所棄，並與其他人的生態足跡及地球所能供應的資源做比較。
“生態足跡法（ecological footprint）”這一概念是生態經濟學家Ress教授及其學生Wackernagel教授和Wada博士提出並加以發展的。生態足跡就是能夠持續地提供資源或消納廢物的、具有生物生產力的地域空間（biologically productive areas），其含義就是要維持一個人、地區、國家或者全球的生存所需要的或者能夠只納人類所排放的廢物的、具有生物生產力的地域面積。生態足跡估計要承載一定生活質量的人口，需要多大的可供人類使用的可再生資源或者能夠消納廢物的生態系統，又稱之為“適當的承載力”（appropriated carrying capacity）。生態足跡將每個人消耗的資源折合成為全球統一的、具有生產力的地域面積，通過計算區域生態足跡總供給與總需求之間的差值——生態赤字或生態盈餘，準確地反映了不同區域對於全球生態環境現狀的貢獻。生態足跡既能夠反映出個人或地區的資源消耗強度，又能夠反映出區域的資源供給能力和資源消耗總量，也揭示了人類生存持續生存的生態閾值。它通過相同的單位比較人類的需求和自然界的供給，使可持續發展的衡量真正具有區域可比性，評估的結果清楚地表明在所分析的每一個時空尺度上，人類對生物圈所施加的加壓及其量級，因為生態足跡取決於人口規模、物質生活水平、技術條件和生態生產力。
新觀點
紐西蘭作家Robert和Brenda Vale的新書《是時候吃掉狗狗了：環保生存奧義指南》深入分析了貓貓狗狗這些常見寵物對環境的影響。兩位作者從“生態足跡”的角度出發，研究了寵物們的碳排放量，包括飼育所需的食物和土地空間。其研究結果看上去並不樂觀：牧羊犬幾乎可以與越野車相提並論了。
有些數據值得關註：按照推薦份額，中型犬每日消耗300克壓縮狗糧，其中包含90克肉類和156克穀物。他們由此計算出“Fido”每年要將164千克肉類和95千克穀類囫圇入腹。而養殖一公斤雞肉每年將需要43.3平方米的土地，如果是牛肉和羊肉則還將遠高於此。生產一公斤穀物需要13.4平方米土地。因而總共需要占用0.84公頃。對於德國牧羊犬這樣的大型犬，這個數字將是1.1公頃。
一輛年裡程6000英里的豐田陸地巡洋艦越野車將消耗55.1千焦能量，這個數字既包含了車輛製造也包括行駛燃料。而1公頃土地每年大致可產出135千焦的能量，所以陸地巡洋艦的生態足跡是0.41公頃——這比一條中型犬占用的半數還少。
德國牧羊犬：1.1公頃，相比之下大型越野車的耗費是0.41公頃，
貓咪：0.15公頃 (比一輛大眾高爾夫型車略低)，
金魚：0.00034公頃 (相當於兩支手機)。
