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生态足迹（ecologicalfootprint,EF），最早由加拿大生态经济学家里斯（Rees）于1992年提出，再由其博士生瓦克纳格尔（Wackernagel）进一步完善的一种理论和方法。它是测量人类社会可持续发展的一种重要方法，是人类社会在反思自身单纯追求经济增长带来的资源与环境问题中，所形成的一种衡量人类对自然资源利用程度以及自然界为人类所能提供服务的方法[1]。本文将介绍生态足迹的定义、思想、基本计算方法，总结其在国内外不同尺度、不同领域、不同应用层面、计算方法等方面的最新研究内容与进展，并评析生态足迹理论的优缺点,最后对生态足迹的应用进行展望，从而为有志于从事生态足迹研究的学者做出理论铺垫。 1生态足迹的定义、包含的可持续发展思想、研究内容、计算方法简介 1.1生态足迹定义 里斯曾将生态足迹形象地比喻为“一只负载着人类与所创造的城市、工厂的巨脚踏在地球上留下的脚印”，这也就是生态足迹思维和概念的起源。此后在其学生瓦克纳格尔的研究和发展下，生态足迹定义进一步完善，被看做是一种资源账户[2]。目前较为通用的概括和表述是：生态足迹指特定数量人群按照某种生活方式所消费的自然生态系统提供的各种商品和服务功能，以及在这一过程中所产生的废弃物需要环境吸纳，并以生物生产性土地（或水域）面积来表示的一种可操作的定量方法[3]。笔者以为，这个定义是较为完整和简明易懂的。 1.2生态足迹的可持续发展思想 生态足迹思想起源于可持续发展思想。可持续发展的本质是人类社会的物质生产和消费，均不应给生态环境造成过多的永久性伤害，并且生产和消费应在生态承载力范围内，为后代留下足够的资源，确保资源和环境适宜于人类永续生存[4]。在研究和提出可持续发展的定量分析指标体系中，里斯提出了生态足迹指标来衡量可持续发展程度。其蕴含的思想可从两个方面来看：第一，人类的一切活动和消费均可以换算成土地占用面积（生态足迹）来衡量。第二，人类赖以生存的空间——地球总面积是既定的。一旦超过生态承载力，人类的生存质量会下降，并导致人口下降。因此，生态足迹的思想是一种朴素的、简单量化的可持续性思想。 1.3生态足迹的主要研究内容 生态足迹的研究领域在不断拓展，从不同尺度上，即从全球水平到国家水平、到区域水平甚至到企业和个人水平都有生态足迹研究的身影。生态足迹除了在不同尺度上有大量的研究外，生态足迹在不同行业、不同生态组分、不同应用层面均有研究；生态足迹还与相关交叉学科相结合，产生了新的理论和内容，如生态足迹与社会福利研究、生态足迹与工业工程研究、生态足迹与企业管理研究等相结合；生态足迹在其本身的分析和计算方法上，也在不断的突破和发展，如与能值分析相结合，形成能值-生态足迹分析和计算方法，还有单一物质流的生态足迹分析与计算方法，有考虑时间序列的生态足迹动态分析和计算方法，有生态足迹的生命周期分析方法等。 1.4生态足迹计算方法 （1）生态足迹以生态生产性土地为（ecologicalproductivearea）统一度量基准。生态生产性土地是指具有生态生产（也称生物生产）能力的土地或水体，可分为六大类：化石燃料土地、可耕地、林地、草场、建筑用地和水域[5]。 （2）生态足迹分析与计算的基本假设。生态足迹分析的一个基本假设是：（以上六类）土地用途在空间上是互斥的[6]。在此基础上，瓦克纳格尔还延伸了人类消费产生的废弃物是可跟踪可折算成生物生产性面积及各类用途的生物生产性土地面积可折算成标准公顷—全球公顷等六个假设[7～8]。 （3）生态足迹的指标体系。生态足迹的基本指标有：①生态承载力指在一定区域内，不损害该区域生态环境的情况下，所能承载的人类最大负荷量，最初由环境学者卡顿（Catton）明确定义[9]。②人类负荷与生态足迹，基于生态足迹分析的基本假设，一定尺度或范围内特定人群消费的资源和产生的废弃物，所必须要消耗的生态生产性土地面积，即为生态足迹指标[10]。③生态赤字/盈余，当一个特定区域的生态承载力小于生态承载力时，出现生态赤字，具体生态赤字大小等于生态承载力减去生态足迹的差数。反之为生态盈余[11]。 （4）传统生态足迹的计算。 第一，生态承载力的计算，具体步骤如下：①计算生态生产性面积，一般根据相关统计资料或实地测量，得出各类生态生产性面积。②计算生产力系数，生态生产性面积不能直接比较，需先计算出一个参数以转化为全球平均水平。其计算公式为：某区域某类用地生产力系数=该区域单位平均产量/该类用地全球平均产量[12]。③计算均衡因子，也称为等价因子，等价因子就是为使不同类型的生态生产性土地面积转化为在生态生产力上等价的面积，以便于加总求和。其计算公式为：某类生态生产性土地的等价因子=全球该类用地的平均生态生产力/全球所有生态生产用地的平均生态生产力。由于平均生态生产力用实物表达不能直接比较，故一般用货币价值体现。表1为2010年WWF采用的等价因子表[12～13]。④计算各类人均生态承载力，计算公式为：某类用地人均生态承载力=某区域某类用地生产力系数×某区域某类用地生产力系数×某类生态生产性土地的等价因子。⑤加总六类用地人均生态承载力，得出人均生态承载力，再乘上该区域总人口，就得出总生态承载力。 第二，生态足迹的计算。①计算各主要消费项目的人均年消费量，对区域内的消费项目按生物资源类型进行划分，并计算区域内每一项的人均年消费量。②计算生产各种消费项目人均占用的生态生产性土地面积，计算公式为：某消费项目人均占用生态生产性土地面积=某消费项目人均年消费量（kg）/单位年均生产量（kg/hm2）。③计算各类用地的人均生态足迹，汇总生产各种消费项目人均占用的各类生态生产性土地，然后六类生态生产性用地分别乘上等价因子。在这个计算过程中，难点在于能量消费的生态足迹计算。能量消费作为生态足迹中一个重要的组分，是指专门用于吸收来自化石燃料的CO2、吸收核电厂的辐射以及建设水电站的面积等[2]。能量足迹所占比例较大，发达国家的能量足迹一般占生态足迹总量的一半以上，一个国家的生态赤字也主要来自于能量组分[14]，因此，能量消费和能量土地常进行单独计算。④计算生态足迹，求和六类生态生产性用地的人均生态足迹，得出人均生态足迹。再乘以区域总人口，就得出总生态足迹。#p#分页标题#e# 第三，生态赤字/盈余的计算，人均生态赤字=人均生态承载力-人均生态足迹，若数字大于0，则为人均生态盈余。总生态赤字=总生态承载力-总生态足迹。 2生态足迹在不同尺度上的研究内容与扩展 2.1全球尺度的研究 早在1999年，瓦克纳格尔应用生态足迹模型首次计算了全球生态足迹[2]。从2000年起，世界自然基金会（WorldWideFundforNature，WWF）每两年一次发表关于生态足迹的报告。2010年发表了第六份关于生态足迹的报告LivingPlanetReport2010指出，全球生态足迹持续增长，目前人类对资源的需求已经需要1.5个地球才能满足[15]。该报告同时指出，人类应意识到人类活动对生态系统所造成的后果有些是不可逆的，为全球经济可持续发展提供支撑的生态系统正面临着严重的威胁和挑战。除此之外，全球生态足迹网站（www.footprintnetwork.org）持续有关于全球生态足迹方面的资讯以及部分研究进展介绍。 2.2国家尺度的研究 生态足迹理论最初是由瓦克纳格尔等人用于国家之间的比较研究的[16]。而后加入了时间动态分析[17]，结果表明，无论发达国家、发展中国家、农业为主的国家，还是工业化为主的国家，在过去的40年里，生态足迹都是逐年增加的。其他还有麦克唐纳（McDonald）等对新西兰的生态足迹研究，有厄尔布（ErbK-H）等对澳大利亚的生态足迹研究等[18]。而WWF发表的地球生命力报告指出全球超过一半的国家处于生态赤字状态[19]。在国内，从2008年起中国环境与发展国际合作委员会等与WWF同步发表中国生态足迹报告，2010年发表了《中国生态足迹报告2010——生态承载力、城市与发展》。报告指出，与全球生态足迹的组成相似，中国2007年的碳足迹占生态足迹的54%。研究有徐中民等依据1999年中国统计数据率先对中国生态足迹进行评估[11]，陈成忠等对1961～2001年的中国人均生态足迹进行分析[12]等。 2.3区域尺度的研究 区域尺度指包括省、市、县等不同等级的区域范围。由于地区间的差异更为明显，地区尺度的生态足迹分析更具有针对性，这体现了实践的需要。国外的研究有瓦克纳格尔等对加拿大温哥华的生态足迹总量计算与分析[20]，福尔克（Folke）等对欧洲波罗的海流域29个大城市[21]，穆尼兹（Muniz）和加林多（Galindo）对西班牙的巴塞罗纳[22]，巴利亚尼（Bagliani）等对意大利锡耶纳省的研究[23]等。在国内，省际间的研究有谢高地等对全国及31个省市1980～2005年的生态足迹及生态承载力进行了详细计算[24]。此前陈敏等对2002年中国31个省（市、区）的生态足迹进行了计算[25]。而对单个省份生态足迹进行计算的研究报告则很多，如邓砾等对四川省2001年生态足迹[26]，张颖等对湖南省1996～2008年的生态足迹进行时间序列分析等[27]。另外，还有关于流域性的区域研究或跨省的地区板块生态研究，如王琳对长江三角洲经济区[28]，黄青等对1991年黄土高原地区[29]，陈东景等对西北五省区陕、甘、宁、青、新的1999年生态足迹与发展状况分别进行分析和评价[30]。这些研究均显示，中国绝大多数省（市、区）生态赤字状态堪忧，尤以东部发达省市最为严重，且生态赤字呈上升趋势。另外，有很多学者对城市、县域甚至乡镇进行了生态足迹分析，如何利对长沙市1999～2008年的生态足迹分析[31]，邰姗姗等对大连市生态足迹与水足迹进行了研究[32]，赵云龙等对河北省怀来县的生态足迹进行了计算[33]，阂庆文等计算了浙江省仙居县城乡居民生活消费的生态足迹[34]。 2.4微观（个体）尺度的研究 生态足迹早期的研究主要集中在国家、省级行政区和城市，后来很快就发展到对县域、镇等更小的行政区域进行研究分析，再发展到对微观尺度的研究，如对企业团体足迹[35]、学校足迹[36]、个人足迹的研究[37]。相对来说，目前对微观尺度的生态足迹研究较少，特别是针对企业生态足迹的研究更少，除了尚贝尔（Chambers）和列维斯（Lewis）以英国AnglianWaterServices1998～1999年运营情况为例[38]，系统介绍了将生态足迹方法用企业的评价研究及企业生态足迹测量方法和程序外，很少有专门针对企业生态足迹的研究，国内仅见李兵等发表的企业生态足迹和生态效率研究，提出了专门针对企业生态足迹的生态效率指标[39]。 3生态足迹在不同行业的研究内容与扩展 早在2000年瓦克纳格尔和杨特（Yount）即认为生态足迹作为一种评价可持续性的工具，不仅仅用来评价地理意义上的区域可持续性，也可以广泛用于产品、产业、项目等可持续性评价[40]。戈斯林（Gossling）等第一次把生态足迹作为一种工具应用于旅游业可持续性发展研究[41]，贝农（Beynon）等首次把生态足迹用于乳制品生态足迹评估[42]。此后，相继有学者在其他一些行业进行生态足迹研究，如海尔瓦（Herva）等以西班牙的纺织业为例，具体介绍生态足迹计算和评价方法在产业和企业中的应用[43]；罗伯特（Robert）运用生命周期法针对南极洲的磷虾进行生态足迹评估[44]；其他还有一些类似的诸如在意大利葡萄酒业的生态足迹研究[45]等。在国内，三次产业特别是农业均有人进行定量化的计算和分析，具体包括有农产品的生态足迹分析[46]、交通生态足迹分析、旅游业生态足迹分析[47]、钢铁业生态足迹分析等。其中刘建兴等运用投入产出分析法得出三次产业均为生态赤字状态，其中第二产业生态赤字最大[48]。王建军等对1989～2008年的河南省三次产业生态足迹进行了计算，得出了第二产业的生态赤字开始降低[49]。在产业领域的生态足迹的计算方法上，当前应用较多的是基于产品生命周期的生态足迹计算，较为系统和全面地介绍该方法的学者为Huijbregts所发表的基于生命周期法的生态足迹分析[50]。 4生态足迹在不同生态组分或对象上的研究内容与扩展 生态足迹分析的方法与思想同样也适用于单一生态组分或对象的研究，从生态系统角度来讲，除了土地是基本生态组分以外，水、空气、能量等也是基本生态组分。费恩（Ferng）就提出了能量足迹（energyfootprint）概念并进行了研究[51]。胡克斯特拉（Hoekstra）提出了水足迹（WaterFootprint）概念，将生态足迹概念运用到水资源的算中[52]。其他还有提出运输（交通）足迹[53]、森林足迹等概念的，这些也可归纳为碳足迹的范畴。当前，碳足迹、水足迹已经成为生态足迹派生出来的两个最重要的派生指标。现在，WWF、GFN等均有对碳足迹、水足迹的单独评估。#p#分页标题#e# 4.1碳足迹介绍与最新进展 目前对碳足迹的概念还没有统一的表述，一般认为是特定产品、企业或者组织的碳排放量多少[54]，且在多数研究中碳足迹等同于CO2排放——碳重量。 目前碳足迹分为国家/城市碳足迹、产品碳足迹、企业/组织碳足迹、个人碳足迹四个层面。2008年，针对碳足迹的计算和评价，英国标准协会（BSI）制定了PAS2050产品和服务生命周期温室气体排放评估规范（PAS2050:2008SpecificationfortheAssessmentoftheLifeCycleGreenhouseGasEmissionsofGoodsandServices）[55]。日本2009年制定了碳足迹标准TSQ0010，世界企业永续发展协会（WBCSD）与世界资源研究院（WRI）制定了产品和供应链标准（ProductandSupplyChainStandards，2010），这些均以PAS2050为基础而制定的，均以生命周期法（lifecycleassessment，LCA）的精神来评估企业和产品的碳足迹[56]。目前中国还没有制定单独的碳足迹标准，2009年6月，中国标准化研究院和英国标准协会共同《商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范（PAS2050：2008）及使用指南》中文版，成为我国企业碳足迹评估的基本标准[57]。在国内，青岛啤酒率先完成了碳足迹标识，APP是中国首先对其进行碳足迹评估的企业，另外一些跨国公司主动对在中国的子公司和产品进行碳足迹评估。另外，在国内，尚没有自己的碳足迹标准和独立的评估机构。 基于全球碳减排共识的《京都议定书》自2005年正式生效以后，碳交易（carbontrade）市场率先在欧盟产生。所谓碳交易是指温室气体排放权交易，也就是碳减排购买协议。在中国，第一笔碳交易是江苏梅兰化工股份有限公司和常熟三爱富中昊化工新材料有限公司于2005年12月19日，与世界银行伞型碳基金签订了总额达7.75亿欧元（折合9.3亿美元）的碳减排购买协议。此后一些有远见的公司开始参与碳交易。 在相关学术研究方面，保罗（Paul）等对美国10种网络碳足迹计算器进行了比较[58]；约翰孙（Johnson）对使用2种不同能源的叉车所产生的碳足迹进行了比较[59]；肯尼（Kenny）运用六种碳足迹模型对爱尔兰的家庭碳足迹进行了研究[60]；佩里（Perry）根据清洁的使用提出在加工工业单位生产部门要提高能源利用效率，并提倡使用能源集成系统[61]；孙达拉卡尼（Sundarakani）等研究了产品供应链过程中的碳足迹，并提出了绿色供应管理方案[62]；韦伯（Weber）等通过消费者支出点差及多个国家生命周期测算方法量化全球贸易分配转移对美国家庭碳足迹的影响[63]；德鲁克曼（Druckman）等构建了人们生活需求导致CO2排放的社会经济分类框架，并基于QMRIO模型（quaint-multi-regionalinput-outputmodel）研究了英国1990～2004年家庭碳足迹状况[64]。总的来说，国外对碳足迹的研究相对较为全面，而在国内，目前尚处于理论介绍阶段，仅王皓针对企业的碳足迹，构建了低碳竞争力指数；曹淑艳等针对中国52个产业部门进行了碳足迹流追踪分析[65]。 4.2水足迹介绍与最新进展 胡克斯特拉将水足迹定义为：任何已知人口在一定时间内消耗的所有产品和服务所需要的水资源数量[66]。对于水足迹的研究尺度，同样分为国家层面、区域/城市层面、组织/企业层面、家庭/个人层面的水足迹研究。沙佩盖恩（Chapagain）、胡克斯特拉对国家水足迹账户的建立及计算方法做出研究[67]。 在国内，邓晓军等系统地介绍了水足迹分析理论与方法[68]，2008年以上海市为例对城市水足迹作了计算与分析[69]。何浩等对湖南省水稻水足迹进行了计算并进行了特征分析[70]，卞羽等对福建水资源进行了生态足迹分析[71]。另外，孙义鹏以水足迹为依据，提出水资源的可持续利用对策、相关政策与生态补偿机制等研究[72]；耿涌等根据水资源的流域划分，提出流域生态补偿标准及模型[73]。 5生态足迹在不同应用层面的研究内容与扩展 5.1生态足迹理论在城市规划方面的应用 在可持续发展的思想指导下，传统的城市规划正在向城市生态规划转变。而以生态承载力为条件对城市的可持续发展提出规划约束及导向、对城市不同发展模式的可持续发展潜力进行预测，是城市生态规划的两项重要工作[74]。熊鸿斌等对生态足迹在城市规划环评中的应用进行了研究[75]。全国许多城市或城区，如上海东滩生态城[76]、天津中新生态城等均在规划阶段即提出了生态足迹发展目标[77]。在国外，早在2004年，奥尔登（Holden）就针对生态足迹与城市可持续发展形式（ecologicalfootprintandsustainableurbanform），提出城市规划和建设应遵循的一些原则[78]。 5.2生态足迹理论在建筑工程项目中的应用 生态足迹可以作为一种测算建筑工程可持续性的综合指标，根据生态足迹的原理及项目建设和运行的两个阶段，建筑工程的生态足迹可分为两部分，一部分是项目建设阶段一次性投入物质所需的生态生产土地，另一部分为项目运行阶段经常性的物质和能源消耗及其排放物吸纳所需提供的生态生产土地[79]。林格以奥运会比赛场馆为例，对建设项目的生态足迹及可持续性进行分析和评价[80]，赵琰基于生态足迹提出了住宅项目可持续发展的建议[81]。目前虽然生态环保概念已在该领域被广泛接受，但在交叉领域系统的研究尚少。 5.3生态足迹与生态效率评估 沙林格（Schaltegger）等于1990年首次提出了生态效率（eco-efficiency）的概念[82]，1992年世界可持续发展工商业联合会（WorldBusinessCouncilforSustainableDevelopment，WBCSD）对生态效率进行了明确定义：指通过提供具有价格优势的服务和商品，在满足人类高质量生活需求的同时，将整个生命周期中对环境的影响降到至少与地球的承载力一致的水平上[83]。WBCSD同时提供了现今广为接受的生态效率计算方法：生态效率=产品或服务的价值/环境影响[84]。在国内，李兵等首次对企业生态足迹和生态效率进行研究，并计算出了四川成都某电子有限公司的生态足迹和生态效率[39]。此后有王雪丽对长沙某机械制造企业的生态效率进行了计算评估[85]。而在区域及国家尺度（宏观层面），顾晓薇等提出生态足迹效率指标，计算公式为生态效率=GDP/生态足迹[86]。#p#分页标题#e# 5.4生态足迹在政府政策制定中的应用 生态足迹理论的提出，完全可以进入公共政策制定者的视野，并可以发展成政策制定的指导工具之一。如麦克唐纳等就提出处于生态赤字的国家，完全可以通过进口资源来解决生态赤字问题[87]。格拉齐（Grazi）、克拉捷纳（Kratena）等则从福利经济学的角度证明了生态足迹与社会福利之间具有很强的相关性[88～89]。WWF早在2004年的一份关于生态足迹应用的报告中就指出，奥斯陆、纽约等城市就在公共政策制定中考虑到能源占用、废弃物处理等占用生态生产性土地因素[90]。《中国生态足迹报告2010》提出加强生态系统管理、减少碳足迹、运用资源配置手段等建议，并提供若干具体政策操作手段的意见[91]。 生态足迹在与具体的政策制定的研究与应用中，主要包括：（1）生态足迹与产业政策，如刘钦普对江苏省可耕地的生态承载力进行研究[92]。（2）生态足迹与地区财政转移支付政策。李坤刚等基于生态足迹方法对中国的区域间生态转移支付政策进行了研究[93]；刘强等以生态足迹与生态承载力为依据，对广东省各市的生态补偿进行了量化研究[94]。（3）生态足迹与人口政策，如陈勇、张建坤等根据生态足迹，进行了生态适度人口研究[95～96]。（4）生态足迹与金融货币政策及其他，生态足迹以全球公顷表示，并不存在货币金融化的障碍，诸如跨国家、跨区域的水流域，也是可
