何春燕

（廣西大學(xué)，530004，廣西南寧）

1 生態(tài)足跡模型指標(biāo)和耕地可持續(xù)的相關(guān)含義

1.1 生態(tài)足跡模型各項(xiàng)指標(biāo)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(duì)這個(gè)定量研究方法進(jìn)一步拓展。“巨腳踏在地球上留下的腳印”是William Rees 對(duì)于生態(tài)足跡的生動(dòng)比喻。當(dāng)前對(duì)生態(tài)足跡的廣泛定義是“在一定的社會(huì)條件下，人類為了維持自身生活、生存所消費(fèi)的由自然生態(tài)系統(tǒng)提供的各種商品和服務(wù)功能，和消納廢棄物所需要具有生態(tài)生產(chǎn)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(chǎn)性土地面積與研究區(qū)域內(nèi)實(shí)際的土地面積進(jìn)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(huì)條件下，對(duì)區(qū)域某種個(gè)體的最大容納量。生態(tài)足跡與生態(tài)承載力相減，就能計(jì)算出研究區(qū)域內(nèi)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(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織在1993 年提出了土地的生產(chǎn)性、安全性、資源保護(hù)性、經(jīng)濟(jì)可行性和社會(huì)可接受性這5項(xiàng)土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合自然、社會(huì)等多方面因素系統(tǒng)地對(duì)耕地可持續(xù)利用狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，能有效分析耕地的可持續(xù)利用情況，為耕地利用與保護(hù)提供理論支持。

國(guó)內(nèi)學(xué)者基于不同的研究視角，對(duì)耕地可持續(xù)性內(nèi)涵的理解大致有兩種：一是耕地利用方式可持續(xù)，表現(xiàn)為耕地生產(chǎn)力的穩(wěn)步提高或長(zhǎng)期增長(zhǎng)；二是耕地產(chǎn)出可持續(xù)，表現(xiàn)為耕地產(chǎn)出能滿足人們的日常需求，供需達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

2 生態(tài)足跡模型在我國(guó)耕地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究

國(guó)內(nèi)對(duì)于生態(tài)足跡理論的研究是在1996 年之后，在創(chuàng)新性應(yīng)用等方面的研究整體上比國(guó)外滯后了幾年，當(dāng)前該理論主要應(yīng)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(yīng)用領(lǐng)域包括了模型與運(yùn)算方法的改進(jìn)、基于生態(tài)足跡對(duì)不同研究尺度和研究對(duì)象的可持續(xù)評(píng)價(jià)等多個(gè)方面。

當(dāng)前，生態(tài)足跡模型在耕地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)中的應(yīng)用主要有兩種：一是對(duì)均衡因子和產(chǎn)量因子進(jìn)行調(diào)整，主要用全球公頃法和地方公頃法來調(diào)整參數(shù)因子。張寅玲等分別采用兩種生態(tài)足跡對(duì)2000—2008 年的蘭州市耕地生態(tài)足跡進(jìn)行計(jì)算，認(rèn)為改進(jìn)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(guó)家公頃和省公頃對(duì)河南省及其18 個(gè)地市2008—2017 年的耕地生態(tài)足跡和生態(tài)承載力進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析[2]；趙興國(guó)等用“地方公頃法”對(duì)云南省的耕地生態(tài)足跡進(jìn)行測(cè)算，評(píng)估當(dāng)?shù)氐母乩每沙掷m(xù)情況[3]。二是將其他理論和方法應(yīng)用到傳統(tǒng)的生態(tài)足跡模型之中。王燕鵬等結(jié)合能值分析河南省1978—2007 年的耕地生態(tài)足跡，認(rèn)為河南省生態(tài)足跡持續(xù)增長(zhǎng)，而生態(tài)承載力整體呈下降趨勢(shì)，河南省的耕地可持續(xù)性也在變?nèi)鮗4]。劉欽普等使用能值-生態(tài)足跡模型對(duì)江蘇省的耕地資源進(jìn)行計(jì)算[5]；李坤剛等基于資源產(chǎn)出法和碳循環(huán)模型改進(jìn)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(píng)價(jià)中的研究逐步深化，其計(jì)算方法、評(píng)價(jià)對(duì)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(jī)結(jié)合，其內(nèi)涵逐步擴(kuò)大，在實(shí)際的測(cè)算過程中，結(jié)合相關(guān)的模型和統(tǒng)計(jì)方法，使得測(cè)算結(jié)果更準(zhǔn)確，耕地生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估進(jìn)一步深化。

3 生態(tài)足跡模型指標(biāo)的測(cè)算

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

（1）式中，EF 為總生態(tài)足跡，N 為區(qū)域人口數(shù)，ef為人均生態(tài)足跡，i 為消費(fèi)物質(zhì)的種類，ci為第i 種物質(zhì)的人均消費(fèi)量，pi為第i 種物質(zhì)的全球平均生產(chǎn)力，ri為i 類消費(fèi)品對(duì)應(yīng)土地類型的均衡因子。

生態(tài)承載力計(jì)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(chǎn)性土地類型，aj為人均占有的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積，rj為均衡因子，yj為產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)用。

耕地可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算公式：

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

4 生態(tài)足跡模型在可持續(xù)利用評(píng)價(jià)上存在的不足

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

（1）現(xiàn)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(huì)發(fā)展帶來的科技、經(jīng)濟(jì)進(jìn)步等諸多因素對(duì)生態(tài)承載力產(chǎn)生的積極或消極的影響。

（2）由于區(qū)域貿(mào)易的存在，在計(jì)算國(guó)家生態(tài)足跡時(shí)很難獲得相關(guān)的區(qū)域貿(mào)易數(shù)據(jù)，在實(shí)際運(yùn)算中，多數(shù)學(xué)者以生產(chǎn)量來代替消費(fèi)量，造成了測(cè)算結(jié)果的偏差；而且生態(tài)足跡指標(biāo)值只考慮最終產(chǎn)品，沒有考慮中間產(chǎn)品。

（3）生態(tài)足跡理論假設(shè)各類生態(tài)生產(chǎn)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(fù)性，難以完全分離，這個(gè)假設(shè)會(huì)使生態(tài)足跡的計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)偏差。

（4）評(píng)估指標(biāo)具有單一性。生態(tài)足跡強(qiáng)調(diào)人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成的影響，但是沒有全面考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步對(duì)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)的影響，也不考慮人類對(duì)現(xiàn)有消費(fèi)方式的滿意程度以及對(duì)未來發(fā)展的多元化要求，對(duì)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(píng)價(jià)中的應(yīng)用展望

生態(tài)足跡模型在可持續(xù)利用評(píng)價(jià)中的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，隨著相關(guān)研究的不斷深入，生態(tài)足跡模型的理論和計(jì)算方法一定會(huì)得到改進(jìn)。

（1）生態(tài)足跡指標(biāo)體系逐步完善。由于相關(guān)指標(biāo)的局限性，生態(tài)足跡不能精確反映研究對(duì)象的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。除此之外，生態(tài)足跡模型未充分考慮礦產(chǎn)資源、水資源等對(duì)自然系統(tǒng)的作用。在未來的應(yīng)用中，生態(tài)足跡指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等指標(biāo)相結(jié)合，形成更為科學(xué)、全面、計(jì)算更加簡(jiǎn)便的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)，綜合衡量區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，是必然趨勢(shì)。

（2）政策相關(guān)性加強(qiáng)。在未來的應(yīng)用研究中，生態(tài)足跡理論結(jié)合經(jīng)濟(jì)學(xué)原理和社會(huì)學(xué)理論等構(gòu)建新的生態(tài)足跡理論體系，為國(guó)家或區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略和環(huán)境保護(hù)措施提供更加科學(xué)的參考依據(jù)，是生態(tài)足跡研究面臨的一個(gè)重要課題。

（3）預(yù)測(cè)性加強(qiáng)。生態(tài)足跡模型的相關(guān)指標(biāo)是靜態(tài)的，它可以評(píng)估區(qū)域發(fā)展現(xiàn)狀，但是對(duì)人口、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等變量給生態(tài)足跡帶來的影響未充分考慮，對(duì)未來變化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)性不強(qiáng)。科學(xué)技術(shù)日新月異，如何衡量科學(xué)技術(shù)對(duì)生態(tài)足跡的影響，增強(qiáng)生態(tài)足跡模型的預(yù)測(cè)性，是今后研究的重要方向。

（4）應(yīng)用范圍擴(kuò)大。目前的研究和應(yīng)用以區(qū)域可持續(xù)發(fā)展度量為主，未來的應(yīng)用中，生態(tài)足跡模型在環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍會(huì)逐步擴(kuò)大，除了傳統(tǒng)的區(qū)域和空間尺度上的研究會(huì)進(jìn)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(píng)估將會(huì)是未來的主要應(yīng)用方向。