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生態足跡(EcologicalFootprint)的概念是加拿大生態經濟學家WilliamRees和他的博士生Wack-ernagel于1992年在《我們的生態足跡———減輕人類對地球的沖擊》中提出的，即“任何已知人口(某個人、城市或國家)的生態足跡是生產這些人口所消費的所有物質和能量及吸納這些人口所產生的所有廢棄物需要的生物生產土地的總面積”。1996年后，他們又從不同側面對此概念進行了解釋并提出將生態足跡計算模型用于衡量可持續發展，所謂的生態足跡是“一個國家范圍內給定人口的負荷”，用生產性土地面積來度量一個確定人口或經濟規模的資源消費或消納廢棄物吸收水平的賬戶工具，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”［1］。 生態足跡通過引入均衡因子和產出因子實現各國各地區各類生物生產性土地的可加性和可比性，以此作為度量區域可持續經濟發展程度的方法簡單明了，其概念一經提出在世界各國引起了強烈的反響，2000年被引入中國。目前，國內外對生態足跡的研究還處于摸索、完善的階段，其模型的局限性已遭到一些研究者的質疑，諸多研究者結合不同的數理方法以求更加精準的核算模型對不同層次的生態足跡進行核算，其有意義的修正方法和模型也在迅速地發展和完善中［2］。 1生態足跡模型的改進及修正 在傳統的生態足跡模型的實際運用中，越來越多的學者開始質疑其模型的科學性、合理性和功能性，NathanFiala［3］、G．CornelisvanKooten［4］、HansOpschoor［5］、MichelleL．M．Graymore［6］等學者認為假設所有國家的能源用地供給都為零、沒有用于吸收CO2的土地;未把區域的環境壓力、自然系統提供資源、消納廢棄物的功能描述完全;未全面考慮區域的物質交換的開放程度而造成進口型和出口型地區邊界定義的混亂;未考慮土地退化造成承載人類活動的生態生產性土地不斷縮減等因素造成生態足跡模型在實際運用中的嚴重失真。MichelleL．M．Graymore［6］等學者通過評價指標矩陣評價各個可持續發展指標用于區域范圍的有效性，結果指出生態足跡模型無法全面地評價區域可持續性、其累加運算不能清楚地反映土地利用變化的各個環節，基于此的分析也很難深入到各個環節，認為生態足跡法更多起到的是警示、教育的作用。因此，在對該模型的質疑和實際運用中，學者們衍生了一系列的生態足跡改進模型。 為了彌補生態足跡模型的瞬時性和非動態性，學者們在傳統模型的基礎上增加時間序列計算多年份的生態足跡將其轉化為一種動態分析法，NickHanley等［7］學者利用7種不同指標對1980－1990年間的蘇格蘭地區做可持續性分析;荷蘭學者Vuur-enoDoP等［8］分別選取1980年、1987年和1994年為研究時段，對貝寧、不丹、哥斯達尼加和荷蘭的生態足跡進行了時間序列的比較研究;HeimutHaberl等［9］分別采用恒定世界單產、可變世界單產和可變地方實際單產法對奧地利l926－1995年長達70年生態足跡進行了度量;Wackernagel等針對當前時間序列生態足跡變化比較研究以及部分已經著手研究序列年的學者所提出的問題進行了比較深入的分析。 為了解決計算區域生態足跡貿易數據的缺失或不可得，1998年Bicknell［10］等首次將美國經濟學家Leonfief［11］于1931年研究提出的投入產出分析法引入生態足跡研究，提出了“土地乘數”的概念并利用3個虛擬部門的真實土地面積與能源乘數闡述基于投入產出表的生態足跡模型，利用真實土地資源在部門間的流動與分配來展現各部門的生態消費情況，更加真實地反映土地占用情況;Ferng［12］在Bick-nell的研究基礎上提出了“復合土地乘數”的概念;Mcdonald和Patterson［13－14］對Bicknell的模型進行了擴展，通過建立土地占用的投入產出模型，分析新西蘭生態足跡情況以及16個區域的相互依存關系。 鑒于傳統生態足跡模型沒有考慮到在某些情況下如土地干擾程度、土壤惡化與生物多樣性流失對當前與未來生物生產力的影響，Lenzen等［5］修正了傳統生態足跡模型，使用不同類型的土地干擾對澳大利亞的生態足跡進行核算。 為消除均衡因子和產量因子計算中可能帶來的誤差，ZhaoS［16］等對生態足跡方法做了重要的改進，在美國生態學家OdumH．T．［17－18］所創立的“能值分析”(EnergyAnalysis，EA)理論基礎上，用統一標準的太陽能值替代傳統生態足跡中的全球產量，把生態系統或生態經濟系統中不同種類、不可比較的能量通過“能量轉換率”轉換成同一標準的能值進行衡量和定量分析，以評價其在系統中的作用和功能。 從國內研究看，生態足跡法于2000年被引入中國，前期較多學者概述國外的相關理論和改進模型，并嘗試在Wackernagel提出的傳統生態足跡模型和其他外國學者提出的改進模型的基礎上紛紛計算了各個省市各年份的生態足跡，為以后該省市的可持續發展提出建議;中期國內有學者開始質疑生態足跡模型的局限性以及適用性，開始嘗試改進傳統的生態足跡模型，使其更適合用于中國，例如童億勤［19－20］等通過一般生態足跡法的調整，運用本地生態足跡模型，對浙江省11個城市2002年和2005年的本地生態足跡進行了計算，對其本地生態足跡的時空特性和環境生態的潛在危險性進行了分析和評價;張恒義［21］等在全球公頃和國家公頃的模型基礎上建立省公頃生態足跡模型，并采用2005年浙江省平均土地單位產量核算了浙江省各地的生態足跡，并與全球公頃和國家公頃法的結果進行了比較分析。 2生態足跡與其他指標的結合 可持續發展包括經濟、社會和環境三個方面，而生態足跡強調的是人類發展對環境系統的影響及其可持續性，卻沒有涉及經濟、社會、技術方面的可持續性［22－24］，有專家開始嘗試用生態足跡指標與其他一些經濟、社會測度指標相結合，以期能綜合反映更完整意義上的可持續程度。Wilson［25］利用生態足跡、生物承載力盈余評價、環境可持續指數、福利指數、GDP和人文發展指數6個可持續指標，對世界132個國家6個指標的原始數據進行分析以評價世界各國的可持續發展狀況;Hanley［7］以蘇格蘭為例，運用生態足跡模型配合綠色凈國內生產、總值環境空間、凈主要生產力、持續經濟福利指數、真實儲蓄等指標，測度評價了蘇格蘭發展的可持續性;Krate-na［26］把生態足跡與生態系統服務功能價值結合起來，從全球碳循環系統與能量價值角度構建了生態價值附加的生態系統———經濟投入產出復合模型。國內諸多學者引入萬元GDP生態足跡［27－28］、萬元GDP生態赤字［29－30］來反映區域系統社會經濟活動的生態經濟整合效應;陳成忠等利用生態足跡效率(EFE)對中國1949年－2006年的生態可持續性進行了長時間序列的動態評估;王書玉基于彈性理論以及陳六君提出的資源生態足跡彈性系數提出區域生態經濟彈性系數(Ree);任志遠等提出生態壓力指數(T)衡量區域生態環境的承壓程度并劃分生態安全等級劃分體系;吳隆杰提出生態足跡指數(EFI)判斷區域將來生態可持續發展的潛力;徐凌等提出生態安全指數(EEI)作為生態安全評價的指標并初步制定了其等級劃分標準;楊天姿等提出用生態承載缺陷度指標(DLEC)作為可持續發展定量研究的指標;王磊等提出生態占用指數(EOI)表征一個國家或地區占全球生態足跡的份額，以此反映區域社會經濟發展程度和人民消費水平的高低、用生態經濟協調指數(EE-CI)來反映區域社會經濟發展與生態環境的協調性;用可持續發展指數(SDI)來判斷某一區域可持續發展總體狀況，并制定各指標的劃分等級;劉義軍等引用區域人均生態協調系數(DS)分析湖北省發展模式，以期進行區域間的橫向比較;鄭辛酋等提出用人類生態波動指數(IHEF)更直觀地反映區域城市化進程中生態供求變動率、人地關系相對緊張或相對和諧趨向程度;徐中民等首次將Shan-non－Weave公式引入生態足跡的計算中，采用不同土地類型面積作為測算生態足跡多樣性指標(H)并采用Ulanowicz發展能力(C)公式分析中國1999年的發展能力，吳健生等將萬元GDP生態赤字(盈余)因子引入發展能力計算公式;戴娟娟等引入綜合發展滿意度指標(GIR)和可持續發展綜合壓力指數(SE)綜合考慮經濟、社會、技術方面的相關因素以及人類對現有消費模式的滿意程度，全面反映區域可持續發展的程度。#p#分頁標題#e# 3生態足跡模型在戰略環境評價中的應用 在戰略環境評價運用中，GernotStoeglehner，MichaelNarodoslawsky探討生態足跡在不同決策層(戰略環境評價、地方和區域議程和生命周期評價)的作用和貢獻，JosephSomevi以阿伯丁郡住房規劃為例詳細解釋了生態足跡法在戰略環境評價中如何預測影響、如何評價影響以及如何評估不同的替代方案;MarkusMoos把生態足跡模型作為城市規劃者設計城市建設模式的工具，用情景分析法模擬分析生態村落、新城規劃和超規模住宅三種情況，發現消費方式對生態足跡的影響要遠多于區域的建設方式;GuangqingChi、BrianStoneJr測算目前和未來的密歇根州霍頓縣交通運輸網絡的生態足跡，預測未來沿公路的旅游車輛增加會造成交通生態足跡的增加，為其可持續交通規劃提供依據。 然而，國內學者就生態足跡在戰略環境評價中運用的相關研究較少、應用領域大多集中于土地利用規劃，例如楊思博、陳述文、任莉偉、陳丹杰等學者分別將生態足跡模型運用至綏化、重慶、信陽和濟南的土地利用或土地整理規劃中，為新一輪的土地利用規劃編制提供量化的評價方法;熊妁、騰克、寇劉秀、熊鴻斌等學者嘗試將生態足跡法應用到區域的規劃環境影響評價中，分別以武漢化工新城總體規劃、長泰經濟開發區規劃、蘇州市域城鎮體系規劃和合肥市城市總體規劃為例，通過區域生態足跡的計算和預測，分析區域生態承載力現狀和變化規律，探求造成生態赤字的主要因素，從而為規劃提出可持續發展的建議。符海月以廊坊市為例，通過計算人均生態足跡和生態承載力的變化率和剪刀差，分析廊坊市土地利用總體規劃實施期和規劃影響期的人均生態足跡與生態承載力的變化趨勢及差異;戴曉燕運用生態足跡模型分析得到上海市1996－2005年生態足跡的動態變化過程，在此基礎上結合灰色預測方法對近期和遠期的生態足跡及各類用地規模進行了預測，確定生態環境適宜的上海市土地利用調控指標與優化布局;韋靜根據現有生態足跡計算框架存在的缺陷提出了修正方法以及虛擬生態足跡的概念，針對區域規劃實施的長期性、動態性和不確定性，以《博鰲亞洲論壇特別規劃區總體規劃(2005－2020)》為例，采用系統動力學方法建立區域生態足跡系統動力學模型，結合情景模擬分析結果提出了區域可持續發展策略。 4目前研究存在的問題 綜合上述國內外對生態足跡法研究的相關進展，可以發現當前此領域的研究尚存在以下幾方面的不足: 其一，目前的國內外研究仍舊聚焦在結合不同的數理方法或修正某些因子以求得更加精準的核算模型，對于生態足跡模型數據失真的研究也較多集中在模型本身和假設條件，而就模型在小區域尺度的實際運用中所產生的一系列問題諸如越發達地區生態赤字越嚴重等現象的探討深度不夠; 其二，針對傳統生態足跡模型的生態偏向性，目前較多研究試圖將生態足跡與其他相關指標相結合，以期能綜合反映更完整意義上的可持續程度。但這些指標涵蓋的可持續性方面有限，大多測量的重點是從生態承載力為出發點，指標的物理意義重復且具有較高的可替代性，未能與模型融合，難以更為科學、有效、綜合地反映某區域的可持續性、為規劃決策提供實際有價值的參考依據; 其三，生態足跡目前只是一種象征性的指向指標，衡量人類消費對生態環境所產生的壓力程度，但對于制定相關政策而言成果價值有限、更多的只是僅僅作為一個量化的指標，起到警示、教育的作用。目前的研究未找到與可持續發展政策的有機聯系，對于其在戰略環境評價中運用的相關研究也大多集中于城市或區域總體規劃以及土地利用評價，在其他行業規劃環評中的應用缺乏實證研究且方法較為單一。 5未來研究展望 生態足跡模型在近幾十年的爭論中不斷改進、不斷發展，未來的生態足跡模型希望可以從以下幾方面取得重要進展: 首先，生態足跡法更適用于全球、國家層次的評估，難以推廣和較好地運用到較小地域范圍的評估。最初的生態足跡法多用于全球和國家的可持續發展評估，可以將全球或國家近似看成封閉的系統，系統與外界生產、生活方面的交換可以忽略。但隨著研究的不斷深入，生態足跡法逐漸被引入到區域、城市、行業、生產活動，甚至個人，而這些較為微觀的系統是開放的，和其他系統存在大量的交換且并不平衡，在實際的計算過程中，物質進口和出口的剔除很難，這也就導致了“進口型”地區的生態足跡可能被低估，而“出口型”地區的生態足跡可能被高估。在對具體地區進行計算的時候還會出現計算不準的問題，如全球平均生產力、均衡因子和產量因子等參數根本沒有考慮地區差異，因此如何更好地修正生態足跡模型運用于小區域值得深究。 其次，目前學者提出或引入與生態足跡相關的測度指標物理意義相似且具有較高的替代性，如何綜合測量研究各個行業的可持續發展狀態、將經濟、社會、環境等其他方面的測度指標與生態足跡有效融合，補充完善生態足跡的指標體系為國家或地區的經濟發展戰略、環境保護等提供更科學、更全面、更真實的參考依據是今后應用研究中應重點強調的方面。 最后，生態足跡研究目前只是一種象征性的指向指標，沒有找到與可持續發展政策的有機聯系，特別是在戰略環境評價運用中，根據多年生態足跡的數值趨勢變化所提出的結論也過于籠統，導致難以據此提出具體有價值的建議。如何提取和分析生態足跡賬戶中背后所包含的大量信息、如何擴展生態足跡模型在區域可持續發展的應用領域，將生態足跡研究的結果轉化為可以執行的可持續發展政策，使之成為決策者進行環境決策評估工具是生態足跡研究深化的必然方向。
