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生态足迹

2016-10-25 10:52:49来源:百度百科浏览: 评论:0

  生态足迹(英文:Ecological footprint,EF)就是能够持续地提供资源或消纳废物的、具有生物生产力的地域空间(biologically productive areas),其含义就是要维持一个人、地区、国家的生存所需要的或者指能够容纳人类所排放的废物的、具有生物生产力的地域面积。生态足迹估计要承载一定生活质量的人口,需要多大的可供人类使用的可再生资源或者能够消纳废物的生态系统,又称之为“适当的承载力”(appropriated carrying capacity)。

  简介

  生态足迹(ecological footprint)也称“生态占用”。是指特定数量人群按照某一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(生态系统) 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。它的应用意义是:通过生态足迹需求与自然生态系统的承载力(亦称生态足迹供给) 进行比较即可以定量的判断某一国家或地区目前可持续发展的状态,以便对未来人类生存和社会经济发展做出科学规划和建议。

  在20世纪90年代初由加拿大大不列颠哥伦比亚大学规划与资源生态学教授里斯(Willian E.Rees)提出。它显示在现有技术条件下,指定的人口单位内(一个人、一个城市、一个国家或全人类)需要多少具备生物生产力的土地(biological productive land)和水域,来生产所需资源和吸纳所衍生的废物。生态足迹通过测定现今人类为了维持自身生存而利用自然的量来评估人类对生态系统的影响。

  比如说一个人的粮食消费量可以转换为生产这些粮食的所需要的耕地面积,他所排放的二氧化碳总量可以转换成吸收这些CO2所需要的森林、草地或农田的面积。因此它可以形象地被理解成一只负载着人类和人类所创造的城市、工厂、铁路、农田……的巨脚踏在地球上时留下的脚印大小。它的值越高,人类对生态的破坏就越严重。

  该指标的提出为核算某地区、国家和全球自然资本利用状况提供了简明框架,通过测量人类对自然生态服务的需求与自然所能提供的生态服务之间的差距,就可以知道人类对生态系统的利用状况,可以在地区、国家和全球尺度上比较人类对自然的消费量与自然资本的承载量。生态足迹的意义在于探讨人类持续依赖自然以及要怎么做才能保障地球的承受力,进而支持人类未来的生存。

  生态足迹将每个人消耗的资源折合成为全球统一的、具有生产力的地域面积,通过计算区域生态足迹总供给与总需求之间的差值——生态赤字或生态盈余,准确地反映了不同区域对于全球生态环境现状的贡献。生态足迹既能够反映出个人或地区的资源消耗强度,又能够反映出区域的资源供给能力和资源消耗总量,也揭示了人类生存持续生存的生态阈值。它通过相同的单位比较人类的需求和自然界的供给,使可持续发展的衡量真正具有区域可比性,评估的结果清楚地表明在所分析的每一个时空尺度上,人类对生物圈所施加的加压及其量级,因为生态足迹取决于人口规模、物质生活水平、技术条件和生态生产力。

  计算方法

  生态足迹的计算是基于两个简单的事实:1、我们可以保留大部分消费的资源以及大部分产生的废弃物;2、这些资源以及废弃物大部分都可以转换成可提供这些功能的生物生产性土地。生态足迹的计算方式明确地指出某个国家或地区使用了多少自然资源,然而,这些足迹并不是一片连续的土地;由于国际贸易的关系,人们使用的土地与水域面积分散在全球各个角落,这些需要很多研究来决定其确定的位置。

  生物生产面积类型及其均衡化处理

  在生态足迹计算中,各种资源和能源消费项目被折算为耕地、草场、林地、建筑用地、化石能源土地和海洋(水域)等6种生物生产面积类型。耕地是最有生产能力的土地类型,提供了人类所利用的大部分生物量。草场的生产能力比耕地要低得多。由于人类对森林资源的过度开发,全世界除了一些不能接近的热带丛林外,现有林地的生产能力大多较低。化石能源土地是人类应该留出用于吸收CO2的土地,但目前事实上人类并未留出这类土地,出于生态经济研究的谨慎性考虑,在生态足迹的计算中,考虑了CO2吸收所需要的化石能源土地面积。由于人类定居在最肥沃的土壤上,因此建筑用地面积的增加意味着生物生产量的损失。

  由于这6类生物生产面积的生态生产力不同,要将这些具有不同生态生产力的生物生产面积转化为具有相同生态生产力的面积,以汇总生态足迹和生态承载力,需要对计算得到的各类生物生产面积乘以一个均衡因子,

  即rk=dk/D(k=1,2,3,… 6)

  式中rk为均衡因子,dk为全球第k类生物生产面积类型的平均生态生产力,D为全球所有各类生物生产面积类型的平均生态生产力。本文采用的均衡因子分别为:耕地、建筑用地为2.8,森林、化石能源土地为1.1,草地为0.5,海洋为0.2。

  人均生态足迹分量

  Ai=(Pi+Ii-Ei)/(Yi · N)(i=1,2,3,… m)

  式中Ai为第i种消费项目折算的人均生态足迹分量(hm2/人),Yi为生物生产土地生产第i种消费项目的年(世界)平均产量(kg/hm2),Pi为第i种消费项目的年生产量,Ii为第i种消费项目年进口量,Ei为第i种消费项目的年出口量,N为人口数,本文m=33。在计算煤、焦炭、燃料油、原油、汽油、柴油、热力和电力等能源消费项目的生态足迹时,将这些能源消费转化为化石能源土地面积,也就是以化石能源的消费速率来估计自然资产所需要的土地面积。

  生态足迹

  EF=N·ef =N·Σ(aai)=ΣrjAi=Σ(ci/pi) (1)式(1)中:EF 为总的生态足迹;N 为人口数;ef 为人均生态足迹;ci为i 种商品的人均消费量;pi为i 种消费商品的平均生产能力;aai为人均i 种交易商品折算的生物生产面积,i为所消费商品和投入的类型;Ai为第i 种消费项目折算的人均占有的生物生产面积;rj为均衡因子。

  生态承载力

  在生态承载力的计算中,由于不同国家或地区的资源禀赋不同,不仅单位面积耕地、草地、林地、建筑用地、海洋(水域)等间的生态生产能力差异很大,而且单位面积同类生物生产面积类型的生态生产力也差异很大。因此,不同国家和地区同类生物生产面积类型的实际面积是不能进行直接对比的,需要对不同类型的面积进行标准化。不同国家或地区的某类生物生产面积类型所代表的局地产量与世界平均产量的差异可用“产量因子”表示。某个国家或地区某类土地的产量因子是其平均生产力与世界同类土地的平均生产力的比率。同时出于谨慎性考虑,在生态承载力计算时应扣除12%的生物多样性保护面积。

  ec=aj×rj×yj(j=1,2,3,… 6)

  式中 ec为人均生态承载力(hm2/人),aj为人均生物生产面积,rj为均衡因子,yi为产量因子。

  生态赤字与生态盈余

  区域生态足迹如果超过了区域所能提供的生态承载力,就出现生态赤字;如果小于区域的生态承载力,则表现为生态盈余。区域的生态赤字或生态盈余,反映了区域人口对自然资源的利用状况。

  实例数据

  据统计,日本每人的生态足迹为4.3全球公顷(目前以gha为单位),远远超过日本土地、水源所具备的生产能力(0.8gha),所以日本只能利用别国资源。另外,这一面积是世界人均值(1.8gha)的2.4倍。如果都像日本人这样生活,就要准备24个地球,像美国那样要5个地球。就世界整体而言,生态足迹已超过1980年的地球生产能力,而2001年已超过20%。主要原因是工业国的消费,1992~2002年,世界上高收入的27个国家人均生态足迹增加了8%,但中低收入国家却减少了8%。瑞士测定了本国的生态足迹,与国内生产总值GDP一样,作为反映国家政策运营情况的指标。加拿大、澳大利亚、芬兰都采取了同样的措施。

  优点

  生态足迹分析方法首先通过引入生态生产性土地概念实现了对各种自然资源的统一描述,其次通过引入等价因子和生产力系数进一步实现了各国各地区各类生态生产性土地的可加性和可比性。这使得生态足迹分析具有广泛的应用范围,既可以计算个人、家庭、城市、地区、国家乃至整个世界这些不同对象的生态足迹,对它们的足迹进行纵向的、横向的比较分析。

  总之,生态足迹分析指标为度量可持续性程度提供了一杆“公平秆”,它能够对时间、空间二维的可持续性程度做出客观量度和比较,使人们能明确知晓现实距离可持续性目标尚有多远,从而有助于监测可持续方案实施的效果。另外,生态足迹计算具有很强的可复制性。这使得将生态足迹计算过程制作成一个软件包成为可能,从而可以推动该指标及方法的普及化。

 

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