生態(tài)足跡模型在我國耕地可持續(xù)利用評價中的應用研究

何春燕

（廣西大學，530004，廣西南寧）

1 生態(tài)足跡模型指標和耕地可持續(xù)的相關含義

1.1 生態(tài)足跡模型各項指標的含義

生態(tài)足跡的概念最早是William Rees 在1992 年提出的，后來Wackernagel 對這個定量研究方法進一步拓展?！熬弈_踏在地球上留下的腳印”是William Rees 對于生態(tài)足跡的生動比喻。當前對生態(tài)足跡的廣泛定義是“在一定的社會條件下，人類為了維持自身生活、生存所消費的由自然生態(tài)系統(tǒng)提供的各種商品和服務功能，和消納廢棄物所需要具有生態(tài)生產力的土地面積之和”。生態(tài)足跡模型是將生態(tài)足跡換算出來的生態(tài)生產性土地面積與研究區(qū)域內實際的土地面積進行比較，判斷研究區(qū)域的可持續(xù)程度。

生態(tài)承載力是指在一定的社會條件下，對區(qū)域某種個體的最大容納量。生態(tài)足跡與生態(tài)承載力相減，就能計算出研究區(qū)域內屬于生態(tài)赤字或者生態(tài)盈余。

1.2 耕地可持續(xù)的含義

聯合國糧農組織在1993 年提出了土地的生產性、安全性、資源保護性、經濟可行性和社會可接受性這5項土地可持續(xù)利用評價標準。結合自然、社會等多方面因素系統(tǒng)地對耕地可持續(xù)利用狀況進行評價，能有效分析耕地的可持續(xù)利用情況，為耕地利用與保護提供理論支持。

國內學者基于不同的研究視角，對耕地可持續(xù)性內涵的理解大致有兩種：一是耕地利用方式可持續(xù)，表現為耕地生產力的穩(wěn)步提高或長期增長；二是耕地產出可持續(xù)，表現為耕地產出能滿足人們的日常需求，供需達到動態(tài)平衡。

2 生態(tài)足跡模型在我國耕地可持續(xù)利用評價中的應用研究

國內對于生態(tài)足跡理論的研究是在1996 年之后，在創(chuàng)新性應用等方面的研究整體上比國外滯后了幾年，當前該理論主要應用于宏觀尺度上的生態(tài)足跡核算和生態(tài)環(huán)境較為脆弱地區(qū)的可持續(xù)狀況的度量。目前，它的應用領域包括了模型與運算方法的改進、基于生態(tài)足跡對不同研究尺度和研究對象的可持續(xù)評價等多個方面。

當前，生態(tài)足跡模型在耕地可持續(xù)利用評價中的應用主要有兩種：一是對均衡因子和產量因子進行調整，主要用全球公頃法和地方公頃法來調整參數因子。張寅玲等分別采用兩種生態(tài)足跡對2000—2008 年的蘭州市耕地生態(tài)足跡進行計算，認為改進的生態(tài)足跡模型更能夠反映蘭州市耕地可持續(xù)利用情況[1]。白茹冰基于國家公頃和省公頃對河南省及其18 個地市2008—2017 年的耕地生態(tài)足跡和生態(tài)承載力進行動態(tài)分析[2]；趙興國等用“地方公頃法”對云南省的耕地生態(tài)足跡進行測算，評估當地的耕地利用可持續(xù)情況[3]。二是將其他理論和方法應用到傳統(tǒng)的生態(tài)足跡模型之中。王燕鵬等結合能值分析河南省1978—2007 年的耕地生態(tài)足跡，認為河南省生態(tài)足跡持續(xù)增長，而生態(tài)承載力整體呈下降趨勢，河南省的耕地可持續(xù)性也在變弱[4]。劉欽普等使用能值-生態(tài)足跡模型對江蘇省的耕地資源進行計算[5]；李坤剛等基于資源產出法和碳循環(huán)模型改進傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型[6]。

生態(tài)足跡模型在耕地利用可持續(xù)評價中的研究逐步深化，其計算方法、評價對象等都有所創(chuàng)新。生態(tài)足跡理論與耕地生態(tài)足跡、耕地能值足跡等有機結合，其內涵逐步擴大，在實際的測算過程中，結合相關的模型和統(tǒng)計方法，使得測算結果更準確，耕地生態(tài)系統(tǒng)評估進一步深化。

3 生態(tài)足跡模型指標的測算

生態(tài)足跡分析的基本假設是各類生態(tài)生產性土地的用途在空間上是互斥的，在統(tǒng)一標準后可以互相比較，而人類消耗和排放的廢棄物的數量都可以折算為生態(tài)生產性土地面積。生態(tài)足跡的計算公式：

（1）式中，EF 為總生態(tài)足跡，N 為區(qū)域人口數，ef為人均生態(tài)足跡，i 為消費物質的種類，ci為第i 種物質的人均消費量，pi為第i 種物質的全球平均生產力，ri為i 類消費品對應土地類型的均衡因子。

生態(tài)承載力計算公式：

（2）式中，EC 為總的生態(tài)承載力，ec 為人均生態(tài)承載力，j 為生態(tài)生產性土地類型，aj為人均占有的生態(tài)生產性土地面積，rj為均衡因子，yj為產量因子。

ED/ER 為總的生態(tài)赤字/生態(tài)盈余。生態(tài)承載力和生態(tài)足跡之間的差距產生了生態(tài)赤字或者生態(tài)盈余，這是生態(tài)足跡模型的最主要的應用。

耕地可持續(xù)發(fā)展評價指標計算公式：

SUI 為區(qū)域耕地資源的可持續(xù)利用系數，SUI 的范圍為0～1。當SUI=0.5 時，耕地生態(tài)足跡與耕地生態(tài)承載力二者達到平衡狀態(tài)，此時的耕地資源正好可以滿足區(qū)域人口的需求。當SUI 趨向于0 時，耕地利用狀況不可持續(xù)，現有的耕地資源已經逐漸滿足不了區(qū)域人口的需求；相反，當SUI 向1 發(fā)展時，耕地利用可持續(xù)。

4 生態(tài)足跡模型在可持續(xù)利用評價上存在的不足

生態(tài)足跡理論在研究和應用的過程中得到了不斷的發(fā)展和完善，理論基礎充分、研究成果豐富、應用范圍廣泛。但是，也依舊存在許多的問題和爭議。

（1）現有生態(tài)承載力的研究一般是基于生物資源的可再生能力，很少考慮水資源、能源資源，以及社會發(fā)展帶來的科技、經濟進步等諸多因素對生態(tài)承載力產生的積極或消極的影響。

（2）由于區(qū)域貿易的存在，在計算國家生態(tài)足跡時很難獲得相關的區(qū)域貿易數據，在實際運算中，多數學者以生產量來代替消費量，造成了測算結果的偏差；而且生態(tài)足跡指標值只考慮最終產品，沒有考慮中間產品。

（3）生態(tài)足跡理論假設各類生態(tài)生產性土地只有一種用途，且各種用地在空間上是互斥的，但是各類型土地的用途大多具有重復性，難以完全分離，這個假設會使生態(tài)足跡的計算結果出現偏差。

（4）評估指標具有單一性。生態(tài)足跡強調人類對生態(tài)系統(tǒng)造成的影響，但是沒有全面考慮經濟發(fā)展、技術進步對生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)的影響，也不考慮人類對現有消費方式的滿意程度以及對未來發(fā)展的多元化要求，對于土地利用可持續(xù)性的描述過于單一。

5 生態(tài)足跡模型在可持續(xù)利用評價中的應用展望

生態(tài)足跡模型在可持續(xù)利用評價中的應用范圍日益擴大，隨著相關研究的不斷深入，生態(tài)足跡模型的理論和計算方法一定會得到改進。

（1）生態(tài)足跡指標體系逐步完善。由于相關指標的局限性，生態(tài)足跡不能精確反映研究對象的可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)。除此之外，生態(tài)足跡模型未充分考慮礦產資源、水資源等對自然系統(tǒng)的作用。在未來的應用中，生態(tài)足跡指標與經濟、社會等指標相結合，形成更為科學、全面、計算更加簡便的生態(tài)經濟效益指標，綜合衡量區(qū)域可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)，是必然趨勢。

（2）政策相關性加強。在未來的應用研究中，生態(tài)足跡理論結合經濟學原理和社會學理論等構建新的生態(tài)足跡理論體系，為國家或區(qū)域的經濟發(fā)展戰(zhàn)略和環(huán)境保護措施提供更加科學的參考依據，是生態(tài)足跡研究面臨的一個重要課題。

（3）預測性加強。生態(tài)足跡模型的相關指標是靜態(tài)的，它可以評估區(qū)域發(fā)展現狀，但是對人口、技術、經濟等變量給生態(tài)足跡帶來的影響未充分考慮，對未來變化趨勢的預測性不強?？茖W技術日新月異，如何衡量科學技術對生態(tài)足跡的影響，增強生態(tài)足跡模型的預測性，是今后研究的重要方向。

（4）應用范圍擴大。目前的研究和應用以區(qū)域可持續(xù)發(fā)展度量為主，未來的應用中，生態(tài)足跡模型在環(huán)境、經濟和社會發(fā)展等領域的應用范圍會逐步擴大，除了傳統(tǒng)的區(qū)域和空間尺度上的研究會進一步加深以外，微觀方面的生態(tài)足跡分析和生態(tài)效益評估將會是未來的主要應用方向。