生態(tài)足跡研究進(jìn)展述評(píng)

王艷，王力

(1.中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，712100，陜西楊凌;2.中國(guó)科學(xué)院研究生院，100039，北京)

伴隨著環(huán)境的日益惡化、自然災(zāi)害的頻發(fā)、氣候的異常和能源危機(jī)的產(chǎn)生，自然環(huán)境對(duì)人類不合理利用的反應(yīng)越來(lái)越多地呈現(xiàn)在人們面前。如何合理利用自然資源，如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，如何定量分析目前的發(fā)展情況，已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)亟待解決的核心問(wèn)題。在這種生態(tài)背景下，生態(tài)足跡作為一種生物物理類的可持續(xù)發(fā)展測(cè)度方法應(yīng)運(yùn)而生，它從生態(tài)供給與經(jīng)濟(jì)需求2方面，運(yùn)用“生物生產(chǎn)面積”這一基礎(chǔ)概念，實(shí)現(xiàn)了對(duì)區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)供需平衡狀況的綜合測(cè)度。這種方法簡(jiǎn)單的思維模式使生態(tài)足跡計(jì)算模型具有良好的可操作性;因此，該方法自提出以來(lái)，就以其新穎的視角和強(qiáng)可操作性引起眾多學(xué)者的關(guān)注，成為可持續(xù)發(fā)展測(cè)度研究的前沿和熱點(diǎn)［1］。筆者在簡(jiǎn)單介紹生態(tài)足跡的概念、計(jì)算方法以及優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)論述該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展，并對(duì)今后該領(lǐng)域的研究做出展望。

1 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

1.1 生態(tài)足跡的概念和模型

國(guó)外有關(guān)生態(tài)足跡的研究可以追溯到20世紀(jì)70年代，E.P.Odum［2-3］在能量意義上探討了一個(gè)城市所需要的額外的“影子面積”，P.Vitousek等［4］計(jì)算了人類利用自然系統(tǒng)的凈初級(jí)生產(chǎn)力，A.M.Jasson等［5］分析了波羅的海哥特蘭島海岸漁業(yè)所要求的海洋生態(tài)系統(tǒng)面積。在這些前人的研究基礎(chǔ)上，加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家E.R.William等在1992年提出生態(tài)足跡(ecological footprint，簡(jiǎn)稱EF)這一新理論，之后由他的博士生Wackernagel在1996年完善［1，6］。E.R.William 將生態(tài)足跡描述為“一只負(fù)載著人類與人類所創(chuàng)造的城市、工廠等的巨腳踏在地球上留下的腳印”［7-9］。其定義是:任何已知人口(某個(gè)個(gè)人、一個(gè)城市或一個(gè)國(guó)家)的生態(tài)足跡是生產(chǎn)這些人口所消費(fèi)的所有資源和吸納這些人口所產(chǎn)生的所有廢棄物所需要的生物生產(chǎn)土地總面積和水資源量［10-12］。生態(tài)足跡的計(jì)算是基于以下2個(gè)基本事實(shí)［13-16］:1)人類可以確定自身消費(fèi)的絕大多數(shù)資源及其所產(chǎn)生廢棄物的數(shù)量;2)這些資源和廢棄物流能轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的生物生產(chǎn)面積(biologically productive area)。

生態(tài)足跡模型的計(jì)算主要分3部分:生態(tài)足跡、生態(tài)承載力和生態(tài)赤字/盈余。

1)生態(tài)足跡模型。

式中:AEF為總生態(tài)足跡，hm2;N為人口數(shù);aef為人均生態(tài)足跡，hm2;ai為第i種消費(fèi)物品折算的生物生產(chǎn)面積，hm2;ri為均衡因子(某類生物生產(chǎn)面積的均衡因子等于全球該類生物生產(chǎn)面積的平均生態(tài)生產(chǎn)力除全球所有各類生物生產(chǎn)面積的平均生態(tài)生產(chǎn)力［17］);ci為第 i種物品的人均消費(fèi)量，kg;pi為第 i種物品的平均生產(chǎn)能力，kg/hm2。2)生態(tài)承載力模型。

式中:ABC為總生態(tài)承載力，hm2;abc為人均生態(tài)承載力，hm2;j為生物生產(chǎn)性土地類型(根據(jù)生產(chǎn)力大小的差異，地球表面的生態(tài)生產(chǎn)性土地可分為6大類［17-18］:化石能源地(fossil energy land)、可耕地(arable land)、牧草地(pasture)、森林(forest)、建筑用地(built-up areas)和海洋(sea);aj為人均生物生產(chǎn)面積，hm2;rj為均衡因子;yj為產(chǎn)量因子(某個(gè)國(guó)家或地區(qū)某類土地的產(chǎn)量因子是其平均生產(chǎn)力與世界同類土地的平均生產(chǎn)力的比率［17］)。

3)生態(tài)赤字/盈余。

若A值為正則為生態(tài)赤字，表明資源的更新不夠人類的利用，可持續(xù)性的生態(tài)發(fā)展存在危機(jī);若該值為負(fù)則為生態(tài)盈余，表明資源的更新足夠人類的利用，人類的可持續(xù)發(fā)展是可以實(shí)現(xiàn)的。

1.2 生態(tài)足跡模型的優(yōu)缺點(diǎn)

1.2.1 生態(tài)足跡模型的優(yōu)點(diǎn)

1)生態(tài)足跡模型緊扣可持續(xù)發(fā)展理論，是涉及系統(tǒng)性、公平性和發(fā)展性的一個(gè)綜合指標(biāo)［11］。

2)模型簡(jiǎn)單，易于理解，資料易于獲取，可操作性強(qiáng)。該模型采用簡(jiǎn)單的計(jì)算公式，所需數(shù)據(jù)多來(lái)自統(tǒng)計(jì)年鑒，采用熟知的生物生產(chǎn)面積作為單位易于理解。

3)模型可以反映出一定階段(時(shí)期)和一定技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下的社會(huì)經(jīng)濟(jì)沖擊力(需求)與自然生態(tài)承載力(供給)之間的總體性盈虧狀況［19］。

4)具有廣泛的應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域，它可以計(jì)算個(gè)人、家庭、地區(qū)、國(guó)家乃至世界的生態(tài)足跡，也可以計(jì)算旅游業(yè)、餐飲業(yè)等。

1.2.2 生態(tài)足跡模型的缺點(diǎn)

1)屬于靜態(tài)模型。由于模型沒(méi)有考慮時(shí)間因素和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，所以，模型缺乏預(yù)測(cè)功能。

2)模型計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性有待提高。主要原因在于數(shù)據(jù)來(lái)自統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及引入的均衡因子和產(chǎn)量因子的計(jì)算數(shù)據(jù)難以獲得。

3)沒(méi)有考慮人為因素的影響。在人為因素的影響下，自然環(huán)境的承載力會(huì)大大提升，當(dāng)然也會(huì)急劇下降，如農(nóng)田的套種會(huì)提高農(nóng)田的承載力，草地的過(guò)渡放牧?xí)档筒莸氐纳a(chǎn)力;所以，模型中應(yīng)該考慮人為因素的影響。

1.3 國(guó)外研究現(xiàn)狀

自生態(tài)足跡提出以來(lái)，就在學(xué)術(shù)界得到迅速發(fā)展，近年來(lái)，國(guó)外學(xué)者對(duì)生態(tài)足跡模型的研究主要集中在以下幾個(gè)方面。

1)生態(tài)足跡概念的完善。近幾年，J.Kitzes等［20］從3個(gè)方面，即生態(tài)足跡的基本方法和原則、生態(tài)足跡與具體環(huán)境的關(guān)系以及生態(tài)足跡指標(biāo)的解釋和應(yīng)用回答了有關(guān)生態(tài)足跡的十幾個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。M.Wackernagel等通過(guò)解決計(jì)算生態(tài)足跡時(shí)間序列時(shí)暴露的概念問(wèn)題，給出的改進(jìn)方法增強(qiáng)了生態(tài)足跡結(jié)果的清晰性、有效性和可靠性［21］。H.Haberl等［13］通過(guò)生態(tài)足跡和人類對(duì)凈初級(jí)生產(chǎn)量占用(HANPP)的對(duì)比，指出生態(tài)足跡是估計(jì)社會(huì)對(duì)生物生產(chǎn)性面積的專有使用，而HANPP反應(yīng)這種使用在特定地區(qū)的強(qiáng)度。J.Kitzes等［14］通過(guò)對(duì)Fiala的回應(yīng)，對(duì)生態(tài)足跡做了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和解釋，指出生態(tài)足跡賬戶不是進(jìn)行了零溫室氣體排放假設(shè)，而是證明了像其他廢物一樣，生物圈化石碳的零凈積累是長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的必要條件;全球生態(tài)足跡小于全球生態(tài)承載力是可持續(xù)發(fā)展的必要條件而不是充分條件;單獨(dú)討論土地退化和溫室氣體排放很重要，但是不能因此完全放棄綜合指標(biāo)，因?yàn)樗鼈儾荒艽硭蟹矫娴目沙掷m(xù)性。

2)生態(tài)足跡模型的革新。V.Niccolucci等［22］找到了一個(gè)新的研究生態(tài)足跡的角度，引進(jìn)了生態(tài)足跡的深度(即生態(tài)足跡深度h等于生態(tài)承載力ABC與生態(tài)赤字AEO的和與生態(tài)承載力ABC的比值，h=(ABC+AEO)/ABC)，使原來(lái)的二維研究變成了三維，在每年可更新資源流與生態(tài)服務(wù)不足、開(kāi)始使用自然資本儲(chǔ)備時(shí)，使用該方法非常有效;此外，這個(gè)新模型為不同人口、不同地區(qū)對(duì)生態(tài)足跡影響的比較提供了可能性，它強(qiáng)調(diào)當(dāng)代不同地區(qū)和當(dāng)代與下一代之間的資源占有和生態(tài)服務(wù)的公平。M.Wackernagel［15］提出了3個(gè)重要的關(guān)于生態(tài)足跡分析方法的重要改進(jìn)，即擴(kuò)大生態(tài)足跡的范圍和應(yīng)用，運(yùn)用投入—產(chǎn)出分析生態(tài)足跡以及增強(qiáng)當(dāng)前國(guó)家生態(tài)足跡分析的效用和強(qiáng)度。

3)生態(tài)足跡的簡(jiǎn)單應(yīng)用。D.D.Moran等［23］以小于0.8的人類發(fā)展指數(shù)和低于全球人均生態(tài)承載力的人均生態(tài)足跡作為可持續(xù)發(fā)展的最低要求，發(fā)現(xiàn)在2003年調(diào)查的93個(gè)國(guó)家中僅有1個(gè)國(guó)家同時(shí)滿足了這2個(gè)最低要求;在過(guò)去的25年中，高收入國(guó)家有一個(gè)總體趨勢(shì)，即人類發(fā)展指數(shù)的改善伴隨著不成比例的生態(tài)足跡增加，呈現(xiàn)為遠(yuǎn)離可持續(xù)發(fā)展;一些低收入國(guó)家取得了更高水平的發(fā)展，卻沒(méi)有相應(yīng)地增加對(duì)生態(tài)資源的人均需求。K.H.Erb［24］用生態(tài)足跡方法估算澳大利亞1926—2000年75年的土地需求，結(jié)果表明面積的需求來(lái)自2個(gè)因素:消費(fèi)水平和每公頃產(chǎn)量，以澳大利亞為例，消費(fèi)的大幅度增加抵消了產(chǎn)量的激增，因此，面積需求的指標(biāo)需要以土地利用對(duì)環(huán)境影響的指標(biāo)來(lái)補(bǔ)充。R.Siche等［25］用基于能值分析的改進(jìn)生態(tài)足跡模型計(jì)算了秘魯2004年的生態(tài)足跡，表明其生態(tài)盈余39.53 gha/cap，并分析了改進(jìn)后生態(tài)足跡的優(yōu)缺點(diǎn)［26］。

4)生態(tài)足跡的深入應(yīng)用。M.Kissinger等［27］對(duì)具體生態(tài)足跡產(chǎn)生地和每個(gè)貨源地產(chǎn)品特性進(jìn)行研究，提出了有關(guān)以色列糧食產(chǎn)地足跡的具體區(qū)域計(jì)算方法。該方法分為4個(gè)模型:產(chǎn)品模型、具體貨源地的主要能源模型、水運(yùn)中的能源模型以及這些活動(dòng)的CO2排放模型。結(jié)果表明，以色列的糧食足跡主要落在北美洲，其次是黑海地區(qū)。也表明雖然總糧食產(chǎn)品消費(fèi)在研究期呈增加趨勢(shì)，但近幾年由于貨源和糧食組成的改變，生態(tài)足跡呈下降趨勢(shì)。N.Valentina等［28］運(yùn)用生態(tài)足跡方法對(duì)比了2種典型的托斯卡納葡萄酒，一種傳統(tǒng)的和一種有機(jī)的。通過(guò)對(duì)比指出，減少葡萄酒生產(chǎn)生態(tài)足跡的可行方法包括有機(jī)程序、減少燃料和化學(xué)藥品的消耗以及增加包裝材料的重復(fù)利用［29-31］。

1.4 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

生態(tài)足跡從1999年被引入我國(guó)之后，很快就引起了國(guó)內(nèi)學(xué)者的重視，并積極開(kāi)展該方面的研究。起初的研究，一方面多為介紹生態(tài)足跡的概念方法及綜述性文章，如楊開(kāi)忠等［18］、張志強(qiáng)等［11］、黎瑞波等［16］、翟勝等［32］、劉淼等［33］先后介紹了生態(tài)足跡的理論模型、方法和研究進(jìn)展。龍愛(ài)華等［34］綜述了國(guó)際上生態(tài)足跡研究的最新進(jìn)展及研究前沿，指出了國(guó)內(nèi)圍繞生態(tài)足跡研究應(yīng)該盡快開(kāi)展的工作。陳冬冬等［35］，吳隆杰等［36］，章錦河等［37-38］也對(duì)國(guó)內(nèi)外生態(tài)足跡研究進(jìn)行了評(píng)價(jià)和綜述。另一方面則集中于生態(tài)足跡的應(yīng)用，如徐中民等［10］運(yùn)用生態(tài)足跡方法對(duì)甘肅省1998年的生態(tài)足跡進(jìn)行了實(shí)證計(jì)算和分析，結(jié)果表明，甘肅省 1998年人均生態(tài)赤字為0.564 hm2;張志強(qiáng)等［17］對(duì)中國(guó)西部地區(qū) 12個(gè)省(區(qū)市)1999年的生態(tài)足跡進(jìn)行了計(jì)算和分析，結(jié)果表明，除云南、西藏2個(gè)省(區(qū))的生態(tài)足跡為盈余外，其余10個(gè)省(區(qū)市)的生態(tài)足跡均為赤字;2003年，徐中民等［39］對(duì)1999年中國(guó)和各省(區(qū)市)的生態(tài)足跡進(jìn)行了計(jì)算與分析，結(jié)果表明，中國(guó)1999年的人均生態(tài)足跡為1.326 hm2，而人均生態(tài)承載力為0.681 hm2，人均生態(tài)赤字為0.645 hm2，處于一種不可持續(xù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài);董澤琴等［40］運(yùn)用生態(tài)足跡的方法對(duì)遼寧省1999—2001年3年的生態(tài)足跡進(jìn)行了實(shí)證計(jì)算和研究，縱向比較并分析了遼寧省生態(tài)足跡的變化規(guī)律及其原因。

近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的研究有了顯著的進(jìn)展，研究?jī)?nèi)容從簡(jiǎn)單的介紹應(yīng)用朝著多方向、多元化完善理論和多角度應(yīng)用生態(tài)足跡的方向發(fā)展，具體可以概括為以下幾個(gè)方面。

1)基于能值理論的生態(tài)足跡。Zhao等［41］應(yīng)用能值分析理論對(duì)生態(tài)足跡的計(jì)算進(jìn)行了改進(jìn)，稱為能值足跡法。具體的改進(jìn)算法是:同生態(tài)足跡計(jì)算一樣，首先建立起消費(fèi)帳戶，所有的消費(fèi)項(xiàng)目都被折算成相應(yīng)的能值，各個(gè)項(xiàng)目除以區(qū)域能值密度即為能值生態(tài)足跡。在此基礎(chǔ)上，許多學(xué)者將改進(jìn)模型應(yīng)用到不同省份的生態(tài)足跡計(jì)算中，得出了一系列的成果。張芳怡等［42］以江蘇省為例進(jìn)行研究，認(rèn)為基于能值生態(tài)足跡方法比傳統(tǒng)的生態(tài)足跡計(jì)算結(jié)果能更真實(shí)地反映生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的環(huán)境狀況。王建源等［43］以山東省為例進(jìn)行研究，認(rèn)為改進(jìn)后的模型采用能值轉(zhuǎn)換率、能值密度等參數(shù)更加穩(wěn)定，更能反映區(qū)域特征，它將所有的自然資源轉(zhuǎn)化為太陽(yáng)能值進(jìn)行比較，因而具有更強(qiáng)的可比性。陳春鋒等［44］以黑龍江為例，利用能值生態(tài)足跡方法從能量角度探討了人類物質(zhì)需求與生態(tài)系統(tǒng)資源供應(yīng)的關(guān)系，并采用能值轉(zhuǎn)換率、能值密度等更加穩(wěn)定的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，一定程度上克服了傳統(tǒng)生態(tài)足跡方法的缺陷。趙志強(qiáng)等［45］以深圳為例，在改進(jìn)模型的基礎(chǔ)上將人類勞務(wù)納入評(píng)價(jià)系統(tǒng)，突破了傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型偏生態(tài)的弱可持續(xù)性評(píng)價(jià)局限，成為綜合反映區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的可持續(xù)性評(píng)價(jià)模型。王明全等［46］將該法在黑龍江和云南2省應(yīng)用分析，結(jié)果表明，能值生態(tài)足跡是評(píng)價(jià)生態(tài)可持續(xù)狀況的一種新的思路，該法克服了傳統(tǒng)生態(tài)足跡的部分缺點(diǎn)，但是，由于其自身的計(jì)算以及能值理論的特點(diǎn)，能值生態(tài)足跡評(píng)價(jià)結(jié)果也可能會(huì)與現(xiàn)實(shí)的生態(tài)可持續(xù)性狀況有所偏差。因此，能值生態(tài)足跡雖然提供了一種新的研究思路，但其理論的成熟完善還需要進(jìn)一步的努力。

2)基于長(zhǎng)時(shí)間序列研究的生態(tài)足跡。由于生態(tài)足跡模型本身是一個(gè)靜態(tài)指標(biāo)，得出的結(jié)論都是瞬時(shí)性的，而它本身反映的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)隨時(shí)處在動(dòng)態(tài)變化之中［47］。針對(duì)這一缺陷，很多學(xué)者試圖通過(guò)一些方法來(lái)彌補(bǔ)，比如通過(guò)計(jì)算多年的生態(tài)足跡，試圖從中找出生態(tài)足跡的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。劉宇輝等［48］通過(guò)對(duì)中國(guó)1962—2001年40年的生態(tài)足跡實(shí)證研究，得出中國(guó)生態(tài)承載力逐步下降，人均生態(tài)足跡則逐步增加，目前生態(tài)赤字也出現(xiàn)，并將持續(xù)擴(kuò)大。翁伯琦等［49］分析了福建1999—2003年5年間的生態(tài)足跡變化過(guò)程，表明福建的生態(tài)環(huán)境處于不安全狀態(tài)，5年間的萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡總體呈下降趨勢(shì)，表明福建的資源利用率不斷提高。楊永奎等［9］對(duì)重慶市1997—2004年的生態(tài)足跡進(jìn)行了時(shí)間序列的測(cè)度，結(jié)果表明，2004年重慶市的人均生態(tài)足為1.211 hm2，實(shí)際生態(tài)承載力為0.470 hm2，人均生態(tài)赤字為0.741 hm2。還有一些學(xué)者通過(guò)建立模型試圖預(yù)測(cè)生態(tài)足跡的發(fā)展。例如:楊永奎等［9］利用灰色模型對(duì)重慶市的生態(tài)足跡進(jìn)行了預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)重慶市2009年人均生態(tài)赤字將達(dá)到0.870 hm2。陳成忠等［50］利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)方法分解并提取1961—2001年中國(guó)人均生態(tài)足跡與生物承載力變化的波動(dòng)周期，建立了具有周期性波動(dòng)的非線性動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)模型，提出未來(lái)50年中國(guó)人均生態(tài)足跡和生物承載力變化的3種預(yù)測(cè)情景:未來(lái)50年，中國(guó)人均生態(tài)足跡與生物承載力保持過(guò)去40年的年均變化率不變，則人均生態(tài)足跡會(huì)持續(xù)上升，2050年達(dá)到 3.391 g/hm2，人均生物承載力持續(xù)下降，2050年降為0.490 g/hm2;若緩慢變化，即未來(lái)20年中國(guó)人均生態(tài)足跡保持年均增長(zhǎng)率1.195%、人均生物承載力年均減少率0.614%不變，則2025年人均生態(tài)足跡為1.849 g/hm2、人均生物承載力為0.860 g/hm2、人均赤字0.989 g/hm2;若人均生態(tài)足跡快速減少，即2025—2050年中國(guó)人均生態(tài)足跡年均減少率為0.996%，人均生物承載力年均減少率為0.614%不變，則2050年人均生態(tài)足跡為1.381 g/hm2、人均生物承載力為0.739 g/hm2。之后，以小波變換技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)中國(guó)1961—2005年人均生態(tài)足跡波動(dòng)的突變時(shí)間及影響因素進(jìn)行了多時(shí)間尺度分析［51］。盡管這些預(yù)測(cè)方法都還不夠成熟，但為該領(lǐng)域今后的研究提供了一種思路，即把統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)運(yùn)用到生態(tài)足跡中，以解決生態(tài)足跡靜態(tài)指標(biāo)無(wú)預(yù)測(cè)功能的缺陷。

3)旅游生態(tài)足跡的提出與運(yùn)用。自從2002年H.Colin［52］、G.S.Stefan 等［53］開(kāi)始把生態(tài)足跡應(yīng)用在旅游生態(tài)中以來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者也先后提出并不斷完善了旅游生態(tài)足跡模型。章錦河等［54］在國(guó)內(nèi)首次提出了旅游生態(tài)足跡模型，構(gòu)建了旅游交通、住宿、餐飲、購(gòu)物、娛樂(lè)、游覽等6個(gè)旅游生態(tài)足跡計(jì)算子模型，并以黃山市為例，計(jì)算并分析了2002年黃山市游客的旅游生態(tài)足跡及其效率。之后，以九寨溝為例［55］，構(gòu)建了基于旅游生態(tài)足跡效率的自然保護(hù)區(qū)居民生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)度模型，并通過(guò)實(shí)證分析了在不同標(biāo)準(zhǔn)下戶均、人均應(yīng)獲得的補(bǔ)償。王保利等［56］以旅游生態(tài)足跡模型為基礎(chǔ)，評(píng)估了西安市旅游可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r，通過(guò)分析得出，2004年西安的旅游生態(tài)足跡出現(xiàn)人均赤字，反映出西安市的旅游業(yè)處于“不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)”。甄翌等［57］提出了可轉(zhuǎn)移生態(tài)足跡、不可轉(zhuǎn)移生態(tài)足跡和根生態(tài)赤字/盈余的概念，從而改進(jìn)了基于生態(tài)足跡的區(qū)域旅游可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)模型，改進(jìn)后的模型減小了由于貿(mào)易因素而導(dǎo)致區(qū)域旅游可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)結(jié)果的偏差。

4)水資源生態(tài)足跡模型的構(gòu)建。針對(duì)生態(tài)足跡模型忽視了地下資源和水資源的估算這一事實(shí)，國(guó)內(nèi)一些專家學(xué)者開(kāi)始了水足跡的研究。黃林楠等［58］在生態(tài)足跡理論框架下設(shè)立水資源帳戶，并闡述了該帳戶的內(nèi)涵，建立了水資源生態(tài)足跡以及水資源生態(tài)承載力的計(jì)算模型，并利用該模型對(duì)江蘇省1998—2003年水資源生態(tài)足跡的計(jì)算結(jié)果，驗(yàn)證了模型的正確性和科學(xué)性。譚秀娟等［59］通過(guò)構(gòu)建水資源生態(tài)足跡模型，對(duì)我國(guó)1949—2007年水資源的可持續(xù)利用狀況作出了客觀的評(píng)價(jià)，并運(yùn)用ARIMA模型對(duì)我國(guó)水資源生態(tài)足跡的變動(dòng)趨勢(shì)作出了深入的研究。目前，學(xué)術(shù)界對(duì)水資源生態(tài)足跡的研究日趨活躍，它已經(jīng)成為生態(tài)足跡研究的一個(gè)分支。

5)模型的改進(jìn)。自從生態(tài)足跡概念被提出以后，生態(tài)足跡模型的改進(jìn)就開(kāi)始進(jìn)行，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)這方面的研究也不少。如王書(shū)玉等［60］針對(duì)耕地生產(chǎn)每年只播種1次的假設(shè)與耕地的生產(chǎn)在許多情況下1年不只播種1次的現(xiàn)象，提出在計(jì)算耕地類的生態(tài)足跡時(shí)，應(yīng)將Wackernagel方法所計(jì)算的面積(實(shí)際為一個(gè)國(guó)家或地區(qū)所需的播種面積)用其當(dāng)年的復(fù)種指數(shù)(復(fù)種指數(shù)為耕地每年收獲的次數(shù)，它反映了人們?cè)谵r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)農(nóng)業(yè)資源的利用程度，一般用區(qū)域內(nèi)全年農(nóng)作物的播種面積與耕地總面積的比表示)進(jìn)行調(diào)整，得到真實(shí)的耕地類生態(tài)足跡，即所需要的耕地的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積。張恒義等［61］在全球公頃和國(guó)家公頃的基礎(chǔ)上構(gòu)建了省公頃，為準(zhǔn)確計(jì)算省級(jí)以下單位的生態(tài)足跡提供了更為精確的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。

2 存在的爭(zhēng)論

生態(tài)足跡模型自從被提出以來(lái)，就在眾多學(xué)者的質(zhì)疑和爭(zhēng)論中不斷得到發(fā)展和完善。陳成忠等［62］結(jié)合近年來(lái)的研究新進(jìn)展，概括了近10年來(lái)對(duì)生態(tài)足跡的理論假設(shè)、均衡因子、產(chǎn)量因子、計(jì)算方法、過(guò)于靜態(tài)性、缺乏預(yù)測(cè)性等方面的主要爭(zhēng)論。1)對(duì)理論假設(shè)的爭(zhēng)論:不同區(qū)域的“空間互斥性”忽略了土地功能的多樣性和一定程度的可替代性，導(dǎo)致生態(tài)足跡供給計(jì)算結(jié)果偏低的系統(tǒng)誤差［63］。吳隆杰等［36］指出地方生態(tài)足跡分析使用全球和國(guó)家生態(tài)足跡分析的假設(shè)，結(jié)果會(huì)有較大偏差。2)對(duì)均衡因子和產(chǎn)量因子的爭(zhēng)論:很多學(xué)者認(rèn)為，采用均衡因子和產(chǎn)量因子，將各區(qū)域產(chǎn)量調(diào)整為世界平均產(chǎn)量的同時(shí)，使許多區(qū)域信息丟失，只能反映全球的一般狀況，不能反映區(qū)域?qū)嶋H［33-38，47，64］。3)對(duì)計(jì)算方法的爭(zhēng)論:主要集中在能源足跡計(jì)算中，如只考慮CO2以及能源足跡計(jì)算不能滿足化石燃料足跡供應(yīng)的復(fù)雜評(píng)估，還有學(xué)者認(rèn)為，化石能源生態(tài)足跡是“假設(shè)的”，不應(yīng)計(jì)入生態(tài)足跡總賬戶中。4)對(duì)靜態(tài)性、缺乏預(yù)測(cè)性的爭(zhēng)論:生態(tài)足跡模型單個(gè)年份分析是靜態(tài)性的，得出的結(jié)論都是瞬時(shí)性的，而它本身反映的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)又隨時(shí)處在動(dòng)態(tài)變化中［47］。生態(tài)足跡模型沒(méi)有體現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步及社會(huì)系統(tǒng)的適應(yīng)性，無(wú)法反映未來(lái)的變化趨勢(shì)，缺乏預(yù)測(cè)性［62］。

3 研究展望

生態(tài)足跡模型的提出已經(jīng)近20年了，很多學(xué)者對(duì)該模型進(jìn)行了多方面多角度的研究、改進(jìn)和應(yīng)用，雖說(shuō)模型的基本思想和思路一直沒(méi)變，但是基于模型理論假設(shè)、均衡因子和產(chǎn)量因子等問(wèn)題的爭(zhēng)論始終不斷。很多學(xué)者提出了各種不同的觀點(diǎn)試圖改進(jìn)模型，但目前并沒(méi)有達(dá)成共識(shí)的改進(jìn)方法。另外，生態(tài)足跡模型現(xiàn)在的應(yīng)用范圍雖然增多，但應(yīng)用的廣度仍然不夠。因此，今后該領(lǐng)域的研究可以歸為以下3個(gè)方面。

1)改進(jìn)模型，使模型趨于成熟化。主要是找出一些爭(zhēng)論(對(duì)均衡因子和產(chǎn)量因子的爭(zhēng)論、對(duì)理論假設(shè)的爭(zhēng)論、對(duì)加總的爭(zhēng)論、對(duì)計(jì)算方法的爭(zhēng)論和對(duì)靜態(tài)性、缺乏預(yù)測(cè)性以及結(jié)論單一性的爭(zhēng)論等［62］)的解決方法，從而使模型更加完善，使模型的實(shí)用性更強(qiáng)，計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確。此外，可以通過(guò)一些模型的革新給出全新的思路，如三維模型的提出等。

2)不可再生資源計(jì)算和測(cè)度。不可再生資源，如礦物質(zhì)，它本身就不具備可持續(xù)性，與生態(tài)足跡的可持續(xù)測(cè)度相違背，如何計(jì)算、測(cè)度不可再生資源，才能使生態(tài)足跡模型的計(jì)算結(jié)果更合理，是今后研究中應(yīng)該予以重視的問(wèn)題。

3)應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛化和具體化。將生態(tài)足跡模型應(yīng)用到不同的領(lǐng)域，如謝鴻宇等［65］基于生態(tài)足跡的大學(xué)食堂餐具生態(tài)影響分析，是一個(gè)很好的例子，它充分利用了生態(tài)足跡，為人們的環(huán)保行為提供了定量的理論支撐，也為決策者提供了很好的指導(dǎo)。今后應(yīng)將生態(tài)足跡模型應(yīng)用到各個(gè)可能的領(lǐng)域，使其發(fā)揮充分的作用。

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