第二章生态足迹理论介绍
2.1生态足迹
2.1.1生态足迹定义
生态足迹(ecological footprint),又被称生态占用空间,它是由加拿大生态经济学教授William Rees最早在1992年提出,并由他的博士学生Wackemagel加以完善发展,并由此初步形成了生态足迹分析理论。生态足迹的提出者起初是这样比喻生态足迹的,“一只负载着人类与人类所创造的城市、工厂……的E脚踏在地球上留下的脚印。”[31]这只E脚在地球上留下的“脚印”形象的反映出人类的生产生活对自然环境的影响,而“这只巨脚能否在地球上站稳”则包含了可持续发展机制。反映了人类的生产生活对自然环境的影响不言自明,包含了可持续发展机制,则是指当生态足迹远远超过其生态承载力时,平衡的天平逐渐倾斜,由生态资源所承载的人类文明,便因为这种失衡而倾倒,随之带来巨脚之上的人类文明的崩溃,消退[32]。随后William E.R和Wackemagel又给出了各种不同的定义,归结起来指一定人口的生态足迹是生产这些人口所消费的资源和吸纳这些人口所产生的废物所需要的生物生产性面积。
2.1.2生态足迹的假设
生态足迹基于以下假设(Wackemagel 2005)
(1)、人类的活动所需的生产生活用品资源以及由此产生的废物,都可以确定。
(2)、上述所确定的资源和废物,能够应用切合实际的标准生产能力,将其换算为生产或消除它们相应的生物生产性土地类型及面积。
(3)、折算后的这些生物生产性土地,根据不同土地类型的生产能力,可以转化为无差异的生物生产性土地面积。比如耕地的生产能力大,乘以较高的因子转化为无差异土地面积,而为人类提供资源能力较差的水域和草地则乘以较小的因子,这样便转化为可比较的无差异土地面积。
(4)、土地利用的互斥性。该模型将土地用途分为六大类,分别为耕地、牧草地、建设用地、水域、化石燃料地、林地。互斥性的意思指,比如如果一块土地被用于耕地,那么这块土地就不能再用于建设用地等其他用地。这种互斥性使我们能够将上述无差异的标准土地面积加总。
(5)人类消耗的土地面积与生态系统所能提供的土地面积,可以通过标准的全球生物生产力面积表示,通过比较便能得到土地面积的供求关系。
2.1.3生物生产性面?只
通过假设我们最终要将生态资源的消费转化为无差异的全球生物生产力面积,转化的标准是由土地的生物生产力决定的,生物生产力指自然资本产生自然收入以供人类消费的能力,生物生产力高,则生产人类所需的自然资源的能力就高,转化为无差异的全球生物生产力面积就越大,即平衡因子便越大。不同类型的土地面积当乘以平衡因子后,便得到生物生产性面积。
因生产力不同而划分的主要土地类型主要有以下六种:
(由于沙漠、深海等类型的土地无法为人类提供所需的资源,因此不计算在内):
(1)可耕地:可耕地是用于农作物的生产用地,是所有生物生产性土地中生产力最大的一种,是人类利用效率最高的一种。人类的植物性食物、动物饲料直接来源于可耕地,而动物性食物间接来源于此。目前甚至用来生产生产用能源,如甘鹿、玉米生产乙醇燃料等。但是,可耕地面临着供需的矛盾,世界人口从而需求不断增长,而可耕地却没有增加。因为人类的足迹几乎遍布地球的各个角落,目前几乎把世界上所有最好的可耕地都进行了开发,而且每年都有大量耕地被建设用地占用或耕地使用不科学而退化,据估计世界上人均可耕地面积已不足0.25hm2T[34]。由于其生产力最高,给予2.8的平衡因子。
(2)化石能源地,又被称为碳足迹,是指人类的生产生活会消耗各种能源资源,为保证自然资本的可持续性,必须有相应的产生能源的土地以弥补消耗。
这种消耗-生产能源的过程主要是通过C02循环来实现的,即能源消耗产生C02,植物吸收C02实现能量的积累。因此,为弥补能源消耗而留存的能源积累用土地称为化石能源地。其不包括海洋吸收的C02。平衡因子为1.1。
(4)牧草地:牧草地主要用来进行畜牧业发展,为人类提供肉类食物、毛皮、奶等。牧草地的生产能力远不及耕地,并且在牧草向动物性食物等的转化过程中存在着1/10的资源损耗。给予0.5的平衡因子(5)林地:林地指生产纸楽、木材、薪柴所需的土地。林地除了有提供上述木质资源外还存在其他的生态作用,林地的存在降低了风速,防止了水土的流失、从而涵养水源,进而改善气候、为多样性的物种提供了生存空间等。给予平衡因子1.1.
(6)建筑用地:建筑用地主要是指为人类提供基础设施的用地,包括运输、住房、工业设施和水电站库区等用地。建筑用地的多少几乎与可耕地的多少是此消彼长的关系,因为建筑用地几乎建设在肥沃的土地之上。因为上述原因给予2.8的平衡因子。
(7)水域:水域主要为人类提供水产品的水域。主要分布为淡水水域和沿海海域。由于其生产力最低,给予0.2的平衡因子。
上述的生物生产性土地可以概括为两类:一类是对应食物资源的生物质足迹,包括耕地、林地、牧草地、水域;另一类是对应能源资源的能源性足迹或碳足迹,包括化石能源地和建筑用地。
根据生物生产性土地的分析,考虑土地生产力的差异,分别赋予2.8、1.1、0.5、1.1、2.8、0.2的权重,然后将其加权求和,得出总的生物生产性土地面积。
再将其中的12%面积作为生物多样性的保护,从而我们所能拥有的土地面积,目前全球人均生物生产性土地面积约为2.0hm2,被称为“全球生态标杆(globalecological benchmark) ”。为保证可持续的发展应将研究地区的人均生物生产性面积控制在2.0hm2之内。然而人类所面临的困难很大,因为世界人口在不断增长。据有关估计到2030年,世界人口将达到100亿,届时人均生态足迹仅为1.2hm2。我们只能寄希望于生物生产率或能量转化率旳大幅提高。
2.1.4对模型的调整
对不同地域的研究有不同的特点,以体现针对性,也是体现不同文章的侧重点的地方。对全球生态足迹的研究,不用考虑生态的输入输出,因为整个地球是一个封闭的系统,与外界环境没有交换。相反,对于一个国家进行研究,贝腰考虑贸易对整个国家生态足迹的影响,如对粮食的进口则减小对本国耕地的需求,即减少本国的生态需求。另外,贸易数据的可得性也使得这种研究成为可能。对于更小的区域,比如对一个城市的研究,尽管贸易数据不容易得到,如无法准确得知多少粮食是通过与外界的交易得到的。但却可以精确的得到城市的消费量和生产量,消费量便是对生态足迹的需求,供给量是对生态足迹的供给。因此,对国家研究要对贸易进行调整,对城市的研究,而无需进行调整,用消费量和供给量表示即可。
2.2生态足迹比较分析
2. 2.1生态承载力
仅仅计算出生态足迹即生物生产性面积的需求还是不够的,同时还必须计算出所研究地域的生态承载力,即所研究地域实际所拥有的能够为人类提供资源和消纳废物的生物生产性土地面积。它反映了所研究地域的生物生产性土地的总供给。生态承载力主要是由当地的土地资源与气候资源所决定的,其承载力的大小也受人类生产效率的影响,当人类利用单位土地生产的生态资源越高时,其一定的土地面积的承载力则相应提高。在计算过程中,承载力的计算是用考虑生产能力的情况下根据实际所拥有的土地面积进行加权计算的方法。
2.2.3生态赤字或盈余
通过生态足迹(即生物生产性土地需求)和生态承载力(即生物生产性土地供给)比较,发现所研究地域的生物生产性土地供需矛盾,找出矛盾中最突出的关键点,从而做出合理的判断,为当地经济提供有针对性的建议,使经济能够处于可持续发展的路径上。
