1、Abstract Review of the application research on the ecological footprint Abstract:Since sustainable development has become the trend of the whole worlds economic development, the contradiction between economic development and environmental protection has been one important difficult that all States n
2、eed to overcome. The ecological footprint can measure the sustainable development of a region or a field, so various countries pay a lot of attention on it. This paper introduces the concept of ecological footprint model, calculation methods, the advantages and disadvantages, and review current rese
3、arch trends of the domestic and foreign. Then based on the situation of our country make the outlook on the future of research in ecological footprint. This paper argues that the number of the Chinas current ecological footprint is larger, ecological deficit is severe, and the number will be more la
4、rger each year, so it is not conducive to the implementation of the sustainable development strategy. The ecological footprint model should play a greater role in Chinas economic development, should expand the application areas, to provide more sustainability assessment for variable industries; shou
5、ld refine the research dimension to calculate the ecological footprint of individuals and families; should calculate the ecological footprint after the use of new technologies to provide a theoretical guidance for the direction of new technologies. Keywords： ecological footprint； ecological capacity
6、； sustainable development 摘要 I 生态足迹应用研究综述 摘要 :自从可持续发展成为全经济发展的趋势之后，经济发展与环境保护之间的矛盾一直是各国需要克服的困难，而作为可以衡量某一地区或某一领域可持续发展状况的生态足迹也相应的被各国学者所重视，成为一项重要的测量指标。本文介绍了生态足迹的概念、模型、计算方法及优缺点，回顾了国内外目前的研究动态，并立足于我国现状对生态足迹以后再国内的研究做出了展望。本文认为，我国目前生态足迹数值较大，生态赤字较为严重，且有逐年扩大的趋势，不利于可持续发展战略的实施。而生态足迹模型应当在我国的经济发展中起到更大的作用，应当拓展应用领域，为更
7、多地 行业提供可持续性评估；应当细化研究维度，更多地为个人及家庭生态足迹进行测算；应当在研究时加入新技术使用之后的测算，为新技术的研究方向提供一定的理论指导。 关键词 ：生态足迹；可持续发展；生态承载力 目录 II 目录 摘要 . I Abstract . I 第一章 绪论 . 1 1.1 本文研究背景及意义 . 1 1.2 本文研究目标和研究方法 . 1 1.3 本文主要内容 . 2 第二章 生态足迹简介 . 3 2.1 生态足迹定义 . 3 2.1.1 生物生产性土地 . 3 2.1.2 生态足迹的条件 . 3 2.2 生态足迹的计算模型 . 4 2.2.1 生态足迹常见的三种计算 方法
8、. 4 2.2.2 生态足迹模型 . 4 2.2.3 影响生态足迹计算结果的因素 . 5 2.3 生态足迹的优缺点 . 6 2.3.1 生态足迹的优点 . 6 2.3.2 生态足迹存在的缺陷 . 6 2.4 关于生态足迹的改进模型的研究 . 6 第三章 生态足迹研究成 果展示 . 8 3.1 生态足迹在经济可持续性发展评估方面的应用 . 8 3.2 生态足迹在旅游业方面的应用 . 9 3.3 生态足迹在土地利用规划方面的应用 . 9 3.4 生态足迹在能源利用方面的应用 . 10 3.5 生态足迹在其他方面的应用 . 10 第四章 生态足迹的发展 前景展望 . 12 4.1 应当拓展生态足迹应
9、用的领域 . 12 4.2 应当细化生态足迹应用的尺度 . 12 4.3 生态足迹应当加强预测研究 . 13 结论 . 14 第一章 绪论 1 第一章 绪论 1.1 本文研究背景及意义 1992 年在里约热内卢召开联合国环境与发展大会之后，可持续发展这一全新的、科学的发展模式进入到全球各国的眼中，备受各国关注。尤其是近年来环境日益恶化、自然灾害频繁发生、能源告竭等危机相继展现在人们的面前，这使得可持续发展再一次呈现在人类的面前，而如何实现可持续发展及定量分析可持续发展状况已经成为急需解决的问题。衡量一个国家或地区是否是可持续发展，其标准已经不是单纯强调经济发展的量，更为重要的是经济发展的质。因
10、而一种能够利用科学的方法评价经济发展的可持续状况的模型是各国学者努力寻找的对象。随着研究的不断深入， 各国学者也提出了许多理论模型，如：“可持续性晴雨表” 、“可持续经济福利指数” 、“人文发展指标” 、“生态足迹法” 等等 1。而生态足迹 (ecological footprint， EF)自从被 Ress 教授提出以来，以其思路新奇、计算方法简单易掌握、适用范围广等优点迅速受到各国学者的重视，并将其应用在许多领域。这是一种相对比较完善的测量指标，解决了传统理论中普遍忽略的生态承载力可持续性问题，实现了测量区域的生态供需状况。 目前我国人民的环境保护意识相对于欧美发达国家仍旧比较淡薄，地方政
11、府在制定发展政策方面 也往往没有充分重视生态因素的影响，使得我国部分地区的生态赤字逐年递增。本课题进行的生态足迹的应用研究是寄希望于借用前人的研究成果，系统阐述生态足迹在各个领域内的应用现状，提出对于改善生态环境有所帮助的一些建议，对我国的可持续发展有着一定的现实意义。本课题的研究有利于更好地解决经济发展与资源环境保护之间的矛盾，有利于解决资源高效利用问题和环境污染问题，能够在一定程度上给我国建设环境保护型和资源节约型社会提供新的思路。 1.2 本文研究目标和研究方法 由于目前可持续发展和环境保护是人们普遍关注的问题，所以与之密切 相关的生态足迹也备受重视，这就使得有关于生态足迹研究方面的资料
12、日益增加，甚至可以夸张的说的浩如烟海。这些文献中很多都是偏向于生态足迹在某一方面的应用，对于其他方面则很少涉及，所以使得人们在整体把握生态足迹方面略有不足。本文的研究目标就是整理这些有关生态足迹的略显杂乱的文献，对其作出归纳总结性的描述，以方便人们对于生态足迹有一个整体的印象。 本课题研究方法是文献研究，通过阅读、归纳、总结近几年国内外有关于生第一章 绪论 2 态足迹方面的期刊文章，形成一篇类似于大纲的文章。也能够使人们更好地了解国内外生态足迹最新的研究动态，使得 在研究生态足迹相关问题时能够更加的省时省力，少走弯路。 1.3 本文主要内容 自从生态足迹被提出以来，国内外学者对该模型进行了大量
13、的研究，将其应用在许多领域，包括了旅游业，能源贸易，土地利用规划，可持续性发展评估等等。本文第一部分首先是简单介绍一下文章写作的背景意义及研究方案；然后在第二部分将会介绍生态足迹的基本内容，包括生态足迹的定义，计算方法，计算模型、其存在的一些缺陷不足及改进后的生态足迹模型；第三部分将会阐述国内外学者近年对生态足迹的研究领域及研究成果，其中除 了应用研究的成果外也会提到部分生态足迹模型研究的成果；最后将立足于我国的现状对生态足迹应用的前景进行展望并提出一些简单的合理化的建议。第二章 生态足迹简介 3 第二章 生态足迹简介 2.1 生态足迹定义 生态足迹（ EF）是 20 世纪 90 年代初由加拿
14、大教授 William.E.Ress 所提出，由其博士生 Mathis Wachernagel 进一步完善，是用来衡量自然资源利用程度的一种易操作的模型。生态足迹是指能够提供地区内人群一定生活标准所需要的能源以及容纳其产生的废弃物的所占用的具有生物生产力的地域面积。通俗来讲，人类的一切活动需要消耗 自然资源并产生废弃物，因此会对自然产生压力，这些压力需要一定的土地面积来承担，而这些土地面积就是生态足迹。 Ress 曾经形象的将其比喻为“一只负载着人类及其文明的巨脚踏在地球上而留下的脚印”。 当提到生态足迹时，我们还不得不提到与生态足迹相对应的另一个概念：生态承载力（ ecological ca
15、pacity，简称为 EC）。生态承载力是指一个地区的自然环境所能够为人类活动提供的最大容量。生态承载力与足迹之间是作用力与反作用力的关系 2，生态足迹的增大往往会降低生态承载力，而生态承载力的提高往往会减小生态足迹。 生态足迹模型计算得到的结果一般是和当地生态承载力相比较，若是大于生态承载力，称之为生态赤字（ ED）；若是小于生态承载力，则称之为生态盈余（ ES）。 2.1.1 生物生产性土地 在生态足迹模型中，具有生物生产力的土地称之为生物生产性土地，根据不同类型被分为了六种（图 1）： 为我们提供粮食作物和经济作物的耕地 (arable land)，这是几种类型的土地中生产力最大一种；用
16、于发展畜牧业，提供肉食和禽蛋类产品的的牧草地 (pasture)； 用于提供各类水产品的淡水区域及海水区域，可以笼统的称之为水域 (water area)；用于提供林类产品的人工林地和自然森林，统称为森林 (forest)；用于容纳化石燃料产生的废弃物 (如： CO2， SO2， NOX)的化石能源地 (fossil energy land)；用于提供人类活动所需要的居住用地、交通用地、水电设施用地以及其他各类生产活动用地，称之为建筑用地 (built-up areas)。其中，前四种生物生产性土地是生物资源消费所需，后两种是能源消费所需。 2.1.2 生态足迹的条件 我们能够利用生态足迹模型
17、解决问题是基于六个条件：一是人类的生产和消费活动实际是消耗资源并产生废弃物的过程；二是能够量化人类自身所消耗的资源以及所产生的废物；三是消耗的资源和产生的废弃物能够转化成为具有生物生产力的地球表面面积；四是各类土地具有空间排斥性，即一种土地若是用于一种用途，那么就不能在用于其他的用途；五是六种具有生物生产性的土地虽然生产第二章 生态足迹简介 4 不同，但是能够转化为一个统一的单位；六是生态足迹超过生态承载力的部分将由过度消耗本地资源承担或者转嫁给其他地区分担，转嫁方式可以是从其他地区输入资源或者在其他地区处置 废弃物等。 图 1 生态足迹框架 2.2 生态足迹的计算模型 2.2.1 生态足迹常
18、见的三种计算方法 常见的生态足迹的计算方法有三种：综合法，成分法和投入产出法 3。 综合法是由 Wakernagel 所提出，是目前应用最广泛的方法。这是一种利用国家层级数据的方法，对数据的整体性要求很强，因此更常见于国家级的宏观层面，在较小区域的生态足迹计算中不占优势。 成分法是由 Simmons 和 Chambers 提出，计算方法与综合法本质是相同的，但是这种方法可以较好的利用地区的数据而进行当地的生态足迹分析。但是由于对消费项目的划分过于依赖，从而导致这种方法受主观性影响较强，影响了结果的准确性。 投入产出法是由 Leontief 提出 1，这种方法将生物生产性土地的划分方式不同于其他
19、计算方法，是将其按照生产部门来划分的，因而可以在一定程度上增强该模型的结构性。但是由于这种方法还存在一些不足，所以应用并不广泛。 2.2.2 生态足迹模型 生态足迹的计算模型通常包括三个部分：生态足迹（ EF）、生态承载力（ EC）、生态赤字 /盈余（ ED/ES）。 生态足迹模型 生态足迹 EF 生态承载力 EC 耕地 化石能源用地 海洋 森林 牧草地 建筑用地 农产品 林产品 畜牧产品 水产品 各类能源 各类建筑需要 第二章 生态足迹简介 5 由于六类生物生产性土地所具有的生产力并不相同，所以在使用时需要将其转换为具有相同生产力的土地面积。由此，我们需要一个均衡因子，可以将其设为 aj ，
20、表示第 j 种生物 生产性土地的均衡因子。此外，由于国家与地区之间相同类型的生物生产性土地所具有的生产力也不相同，同样需要将其转化为相同生产力的土地面积。所以，我们需要另外一个产量因子，可以设为 bj ，表示第 j 种生物生产性土地的产量因子。 生态足迹的模型可以表示为： EF=Nef=Najn1i ii p/c ）（(1) (1)式中， EF 为生态足迹总量， ef 为人均生态足迹量， i 为第 i 种消费项目，ci 为第 i 种消费项目的人均消费量， pi 为第 i 种消费项目的平均生产量， N 为研究地区内的人口总量。 生态承载力的模型为： EC=Nec=Nnj jjj bap1 )(2
21、) (2)式中， EC 为生态承载力总量， ec 为人均生态承载力的量， pj 为第 j 种生物生产性土地的人均面积。由于在生态足迹中，生物生产性土地划分为六种类型，所以 j 的取值为 1,2， ， 6。 生态赤字 /盈余为： ED/ES=EC-EF (3) 当 EFEC 时，会有 ED 出现，此时为生态赤字；当 EFEC 时，会有 ES 出现，此时为生态盈余。 2.2.3 影响生态足迹计算结果的因素 一个模型计算出来的结果可能会受到多方面的影响，而要想保证模型计算出来的结果是真实可靠的，就必须对能够影响模型结果的因素进行分析。同样，也有学者曾经对影响生态足迹模型的因素进行过分析，这些分析对于
22、保证一个模型的稳定性和可靠性有着重要的意义。田存志等（ 2011） 4在研究中以云南省的生态足迹为例，经研究发现除了均衡因子和产量因子会对生态足迹模型产生影响之外，计算方法、数据分类、参数的确定都会对其结果产生影响，而重要统计数据条目的变化对结果影响最大，甚至超过了计算因子的影响。所以，在使用生态足迹模型时，一定要重视数据的采集过程，当然各类参数的确定也非常重要。前期的准备工作越是严谨，模型得出的结果才能令人信服。 第二章 生态足迹简介 6 2.3 生态足迹的优缺点 生态足迹自从被提出以来，迅速得到了各国学者的广泛关注，并将其应用在各个领域，这说明了生态足迹有着其他理论无法比拟的优势。然而，即
23、便生态足迹 这一理论有着许多优点，我们也不能否认其仍然存在着许多的不足之处尚待改进。 2.3.1 生态足迹的优点 1）生态足迹这一理论简明形象，能够比较容易的为普通人所理解，这一点不同于其他的理论过于复杂，不易被接受。而正是因为容易被接受，所以在大力推广可持续性发展与环境保护的今天，有着无可比拟的优势，能够为生态保护事业做出更大的贡献。 2）生态足迹模型适用的不但领域广泛，而且应用尺度也非常广。应用领域方面，生态足迹在能源利用，土地利用规划，可持续性发展分析，旅游业，能源生态足迹等等许多领域都有涉及。在应用尺度面，在宏观 层面可以分析国家层级的数据，从微观层面，可以分析地区、省级乃至企业、社区
24、的状况。 3）生态足迹是一种系统性的评价指标，能够将不同地区不同种类的生物生产性土地用均衡因子和产量因子消除其中的差别，使得它们能够用一个统一的标准进行测量比较，加强了模型的可操作性。 2.3.2 生态足迹存在的缺陷 1）生态足迹模型是一个静态的模型，虽然生态足迹能够评估一个地区或者行业的可持续性，但是该模型在使用时忽略了许多处在发展中的因素，比如：人口数量，技术水平等，而这些被忽略的因素会改变我们对于生态系统的压力。所以，这就导致了模型 缺乏了预测未来可持续性的能力。 2）生态足迹使用的均衡因子和产量因子取值困难。均衡因子的提出是基于不同类型的生物生产性土地之间能够用统一的标准来度量，产量因
25、子则是认为不同地域的生物生产型土地的生产力可以统一量化。但是实际上，这两个因子的取值是非常困难的，这就使得该模型计算得出的结果不够精确。 3）生态足迹对于废弃物的处理过于简单。在生态足迹模型中，往往把能源废弃物转化为 CO2，但是，并不是能够完全的涵盖其他废弃物的影响。另外，在模型中，处理 CO2 的生物生产性土地单纯的定义为森林，但在实际中，牧草地对于温室气 体的处理能力也是相当可观的。这些对于废弃物的简单处理方式导致了这一模型受到了许多争议 5。 2.4 关于生态足迹的改进模型的研究 第二章 生态足迹简介 7 国内外学者在使用生态足迹模型进行可持续发展状况评估的同时，也对这一模型进行了许多
26、方面的改进和完善。国外学者 Niccolucci 将生态足迹模型进一步发展，提出了生态足迹深度这一崭新的概念，将生态承载力 EC 与生态赤字 ED联系在了一起：生态足迹深度等于 （ EC+ED） /EC6。 Kissinger 等 7则将生态足迹的应用进一步细化，提出了根据产品货源地的不同进行具体区域的研究方法，并 且成功研究了以色列的粮食足迹。 而国内学者在生态足迹模型的改进方面最大的成果是提出了能值改进生态足迹模型，该模型使得人类的劳动价值在其中得以体现。同时，针对生态足迹是静态这一缺陷，我国学者将时间序列引入到生态足迹模型中，尽管并不是非常成熟，但是却为生态足迹的预测性功能提供了一个新的研究方向 8。
