交通生態足跡理論研究進展

李 杰，趙文斌

(武漢工程大學環境與城市建設學院，湖北 武漢 430074)

0 引 言

生態足跡的成熟理論是1992年加拿大生態經濟學家William Rees 提出的，之后由其學生Wackernagel M對模型進行了完善和發展[1-5]，1999年被引入中國，專家學者在不同區域層次上進行了研究，推動了在我國的發展.生態足跡是指提供物質基礎和吸收廢物的生態生產性土地面積和水域面積，它直觀地表示出區域內人類經濟活動對自然資本的消耗及與生態系統能夠提供資源之間的關系，并將其數量上的平衡作為評價區域是否可持續發展的依據.若某區域范圍內人類對于自然資本的消耗小于生態環境的供給，則該區域處于可持續的發展狀況，反之，則是不可持續發展的.生態生產性土地包括化石燃料用地、耕地、牧草地、林地、建筑用地和水域等六大類.隨著城市發展步伐的不斷加快，作為直觀表示環境資源利用狀況的計算分析方法，生態足跡理論在不同層面上的應用研究也不斷加深.

1 交通生態足跡分析理論

交通產業作為一個國家的支柱型產業，同時交通產業也是一個對能源消耗極大的部門，它對于環境的負面作用直接影響到人們的日常生活.

隨著城市化水平的不斷提高，城市規模的擴大使交通需求顯著增長[6]，同時交通對于環境的壓力也不斷增長，如何選取一種合適的方法保持城市交通的可持續發展，引起了人們的重視.由于生態足跡指標能夠對人類改善自身周邊環境、消耗能源等方面進行核算，從新穎的角度直觀揭示發展與自然環境之間的矛盾，從而逐漸成為研究交通產業可持續發展的主流方法.

1.1 交通生態足跡的概念

根據生態足跡的定義，我們可對城市交通生態足跡作如下定義：人們在城市交通活動中由于需要滿足一定的生態資源和能源消費需求以及考慮交通系統所排放的廢棄物的吸收從而對生態生產性土地這種自然資本直接或間接的占用和需求量[7].

1.2 交通生態足跡的基本假設

類似于生態足跡的假設，交通生態足跡也有以下基本假設：

a. 對于交通系統中的能源消耗，空氣污染物的排放，所選取的核算項目是可以度量的，同時也是可以找到與之相對應的生物生產性土地面積.

b. 對于交通車輛行駛過程中產生的熱量，噪音等對于環境有影響的因素，由于模型暫時無法完全準確的統計，所以不予考慮.

2 交通生態足跡的研究進展

2.1 國外交通生態足跡研究進展

隨著經濟的快速發展，私人小汽車逐步走進了一般的家庭，私人小汽車保有量不斷的提高，對于資源和環境的影響不斷加大，私人小汽車的發展越來越受到人們的重視.國內外的一些學者對此也做了相關的研究.

Mirjan E. Bouwman等選取了4個參數對Netherland地區不同交通工具對環境的影響進行分析評價[8]，其評價結果如表1所示.

表1 Netherland地區不同交通工具對環境的影響評價

Table 1 The environment impact assessment of different vehicles in Netherland

交通方式空間占用/(10m2/pkm)能源消耗/(MJ/pkm)出行費用/(DFL/pkm)出行時間/(min/pkm)汽油汽車0.551.790.371.34柴油汽車0.551.420.241.34天然氣汽車0.551.440.251.34軌道交通0.210.980.160.94巴士公共交通0.511.110.191.92自行車0.710.040.15.4步行1.70.03010.77其他方式0.592.110.251.36

(空間占用單位為10平方米人公里，能源消耗單位為兆焦耳人公里，出行費用單位為DFL人公里，DFL1.00=0.45美元，出行時間為分鐘人公里)

考慮現代人出行更注重時間，所以暫不考慮自行車和步行出行方式.從表中可以直觀地看出，若出行人使用汽車，那么在相同的出行時間內3種汽車類型中柴油車和天然氣汽車的空間占用、能源消耗及出行費用相當，相反汽油汽車的能源消耗及出行費用明顯高于其他兩者.私人汽車與軌道及巴士公共交通相比，考慮到軌道及公共交通載客人數多，就能源消耗這個方面而言，軌道及公共交通對于環境的影響小于私人汽車.而軌道交通與巴士公共交通相比，軌道交通在4個方面都優于公共交通.因此，乘坐軌道交通是優先度最高的選擇.

Federici M等以意大利中部城市錫耶納(Siena)為例[9]，運用3種不同的能源分析方法(energy， embodied energy, exergy and emergy analysis)，研究了錫耶納城市的公路與鐵路交通系統的能源消耗與利用效率，以及對區域生態足跡與可持續發展的影響.與此同時，還比較了不同運輸方式的廢氣排放量，表明小汽車的尾氣排放量最大.因此建議交通部門應大力發展鐵路的貨運功能和公路的大眾公交功能，限制私人小汽車的發展，有利于減少生態足跡與對環境的壓力.

在2005年，Holden等通過對交通能耗的生態足跡研究[10]，指出可持續交通不但要發展環境友好的小汽車，還需制定鼓勵這種汽車的使用戰略及減少汽車出行量戰略.

Guangqing Chi等研究了如何將生態足跡評價縣級公路交通道路系統的既定土地使用與交通規劃過程[11]，以前這種方法只適合在國家和區域尺度進行，因為這些尺度的決策者通常擁有土地的管轄權以及使用權.同時他們也分析了以縣級為單位的交通系統對于化石能源用地占用的情況，并以此建立了生態足跡分析與地理信息系統的簡單線性回歸模型，由此預測未來土地需求的交通網絡.

Adjo A 等介紹了一個可持續發展足跡模型，可用于分析運輸和其它基礎設施系統的區域可持續發展的影響[12].運輸系統可作為對其有影響的自然資產的函數，同時他們用來自亞特蘭大和芝加哥等大都市的數據來演示如何將此模型應用到現實生活中，并對此模型關于政策和實踐的影響進行了討論.

2.2 國內交通生態足跡研究進展

梁勇等利用生態足跡的方法計算分析了北京市在2002年全市不同交通工具的生態足跡大小[13]，他們分別從能源消耗、建成用地占用及林地占用三個角度分析私人小汽車對于環境的影響.其中私人小汽車占2002年北京市能源用地生態足跡的58.02%，占建成用地面積的59.26%，占林地生態面積的58.05%.其結果均表明，政府應提出合理的交通政策，同時大力發展公共交通.

史占國等利用全壽命周期的方法對于私人小汽車的生命周期內生態足跡進行了統計核算[14]，經過計算得出私人小汽車生命周期內生態足跡占用為32.38 hm2，同時他們對于小汽車不同生命周期階段的分析得出汽車使用階段的生態占用最大，占到總生態占用的61.06%.由此建議減少小汽車生態占用應從汽車使用階段入手.

重慶大學的任玉瓏等從經濟、環境及能源三個方面對柴油汽車進行了評價，建立一套“3E”評價模型[18].從該模型可以看出柴油汽車在汽車使用效率上高于汽油汽車，而在消耗相同油量情況下柴油汽車明顯比汽油汽車排放污染物少.由此，建議加速柴油汽車技術上的開發，逐漸取代汽油汽車，以減輕城市環境的負擔.

崔世華等將生態足跡法與生命周期評價方法結合起來，探討了城市交通活動對自然影響的測度，提出城市交通活動對自然影響的測度框架，并對城市交通活動各階段對自然影響的測度進行了分析[19].指出建立各種交通方式生命周期各階段資源消耗以及污染排放等方面的數據庫賬戶，是實現城市交通系統可持續發展必不可少的基礎工作.

李艷梅利用生態足跡方法對中國的總交通生態足跡進行了研究[20]，結果表明化石能源用地占據了總交通生態足跡的絕大部分，而且兩者均呈現出不斷提高的趨勢，由此可見化石能源的消耗是制約交通繼續發展的制約因素.

總之，交通生態足跡計算可分為兩個方面：一是某一區域或城市各種交通工具的生態足跡計算，可進行橫向比較，對該地區的交通結構和相關政策的調整具有指導意義；二是某一區域或城市某種交通工具從生命周期全過程進行生態足跡的計算，了解在整個生命周期中，哪個階段消耗的資源和排放的污染物最多，對環境的壓力最大，從而指導如何減少資源消耗及污染控制.

3 交通生態足跡的研究展望

交通生態足跡模型可以直觀地對區域交通的可持續發展能力進行表示，操作性強，同時可以將不同的交通工具生態足跡進行橫向比較，但是在理論上還是有很多的缺點，需要進行不斷的改進和修正.例如，對于車輛行駛過程中產生的噪音對環境的影響就無法準確地找到相應的生產性土地面積來描述，這方面對于模型的修正希望能在今后的研究中加以體現.

交通生態足跡可以表示不同交通工具對于環境的壓力，但卻無法表示出環境壓力對于某種交通工具限制；可以計算出某型車輛生態足跡的大小，但是無法確定其生態標桿，也就無法進行比較，對于政府制定相關政策而言，作用并不大.因此，希望能結合城市發展、經濟狀況以及環保政策等方面來考慮，提出合理的交通工具承載力計算模型.

我國對于大中型城市交通生態足跡研究偏少，有些研究也僅僅局限于本城市的生態足跡計算，無法做到和其他同規模級別城市的相互比較，無法為本城市交通系統未來發展提供必要的借鑒.另外，希望能夠加大對時間序列上的城市交通生態足跡研究，作為預測城市未來走向及政府部門相關政策頒布的依據.

交通工具在利用全生命周期方法計算生態足跡時，未考慮汽車報廢回收的生態足跡，加強對這方面的研究，建立汽車報廢階段數據庫，提出此階段的生態足跡計算模型，使全生命周期方法更加真實的反應交通工具的生態足跡.

參考文獻：

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