生態(tài)足跡與生態(tài)承載力

生態(tài)承載力的概念從自然生態(tài)系統(tǒng)的種群承載力到資源承載力,、環(huán)境承載力，又發(fā)展到生態(tài)系統(tǒng)承載力,。他的概念在不斷發(fā)生演變,。城市生態(tài)系統(tǒng)承載力可以這樣定義：在正常情況下，城市生態(tài)系統(tǒng)維系其自身健康,、穩(wěn)定發(fā)展的潛在能力,，主要表現(xiàn)為城市生態(tài)系統(tǒng)對(duì)可能影響甚至破壞其健康狀態(tài)的壓力產(chǎn)生的防御能力、在壓力消失后的恢復(fù)能力以及為達(dá)到某一適宜目標(biāo)的發(fā)展能力,。

這個(gè)定義非常抽象,，在實(shí)際工作中，往往使用人口等城市生態(tài)系統(tǒng)承載力的外在表征來(lái)進(jìn)行量化,。目前,，國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍使用的生態(tài)承載力的量化方法為生態(tài)足方法，即以可利用的土地面積為單位對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)承載力進(jìn)行表征,。生態(tài)足跡是20世紀(jì)90年代初提出的一種從生態(tài)學(xué)角度來(lái)衡量可持續(xù)發(fā)展程度的方法,。生態(tài)足跡衡量在一定的人口與經(jīng)濟(jì)規(guī)模條件下，人類(lèi)消耗了多少用于延續(xù)其發(fā)展的自然資源,，并將人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生物圈的影響歸納成一個(gè)數(shù)字,，即人類(lèi)活動(dòng)排他性占有的生物生產(chǎn)土地。一個(gè)已知人口(個(gè)人,、城市或國(guó)家) 的生態(tài)足跡,，即是生產(chǎn)相應(yīng)人口所消費(fèi)的所有資源和消納這些人口產(chǎn)生的所有廢物所需要的生物生產(chǎn)面積(包括陸地和水域)。將生態(tài)足跡同國(guó)家或區(qū)域范圍內(nèi)所能提供的生物生產(chǎn)面積相比較,，能夠判斷一個(gè)國(guó)家或區(qū)域的生產(chǎn)消費(fèi)活動(dòng)是否處于當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)承載力范圍之內(nèi),。簡(jiǎn)單的理解，生態(tài)足跡是生態(tài)系統(tǒng)的需求,，生態(tài)承載力是生態(tài)系統(tǒng)的供給,，二者比較可以計(jì)算出生態(tài)赤字或是生態(tài)盈余。這就是生態(tài)足跡法在生態(tài)承載力研究方面的應(yīng)用,。生態(tài)足跡法多用于城市生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀評(píng)價(jià)中,，分析出該區(qū)域人口對(duì)自然資源的利用狀況和計(jì)算時(shí)刻該區(qū)域的可持續(xù)性,。

生態(tài)足跡對(duì)于可持續(xù)性的衡量是一種“強(qiáng)”可持續(xù)性的測(cè)量手段。當(dāng)一個(gè)地區(qū)的生態(tài)承載力小于生態(tài)足跡時(shí),，即出現(xiàn)“生態(tài)赤字”,； 當(dāng)其大于生態(tài)足跡時(shí)，則產(chǎn)生“生態(tài)盈余”,。生態(tài)赤字表明該地區(qū)的人類(lèi)負(fù)荷超過(guò)了其生態(tài)容量,，要滿足現(xiàn)有水平的消費(fèi)需求，該地區(qū)要么從地區(qū)之外進(jìn)口所欠缺的資源以平衡生態(tài)足跡,，要么通過(guò)消耗自身的自然資本來(lái)彌補(bǔ)收入供給流量的不足,。

根據(jù)生產(chǎn)力大小的差異，生態(tài)足跡分析法將地球表面的生物生產(chǎn)性土地分為6大類(lèi)進(jìn)行核算：1)化石能源用地,，用來(lái)補(bǔ)償因化石能源消耗而損失的自然資本存量而應(yīng)儲(chǔ)備的土地,；2)耕地，生物生產(chǎn)性土地中的生產(chǎn)力最大的一類(lèi)土地,；3)牧草地,，即適于發(fā)展畜牧業(yè)的土地；4)林地,，指可產(chǎn)出木材產(chǎn)品的人造林或天然林,；5)建筑用地，包括各類(lèi)人居設(shè)施及道路所占用的土地,；6)水域,，包括可以提供生物產(chǎn)出的淡水水域和海洋。

生態(tài)足跡的計(jì)算步驟如下：

1) 計(jì)算各種消費(fèi)項(xiàng)目的人均生態(tài)足跡

人均生態(tài)足跡分量A i 的計(jì)算公式為

A i = Ci / Yi = ( Pi + Ii – Ei ) / ( Yi × N )

式中： i 為消費(fèi)項(xiàng)目的類(lèi)型,，Ai為第i種消費(fèi)項(xiàng)目折算的人均生態(tài)足跡分量(hm2/人),，Ci 為第i種消費(fèi)項(xiàng)目的人均消費(fèi)量，Yi為生物生產(chǎn)土地生產(chǎn)第i種消費(fèi)項(xiàng)目的世界年均產(chǎn)量(kg/hm2),，Pi,、Ii、Ei分別為第i種消費(fèi)項(xiàng)目的年生產(chǎn)量,、年進(jìn)口量和年出口量,，N為人口數(shù)。

2) 計(jì)算人均生態(tài)足跡

人均生態(tài)足跡E f 的計(jì)算公式為

Ef = ∑ei = ∑rjA i =∑rj (P i + I i – Ei ) / (Y i ×N ) ,，

式中：Ef為人均生態(tài)足跡(hm2/人) ,，ei為人均生態(tài)足跡分量，rj為均衡因子,。

3) 計(jì)算生態(tài)承載力

不同國(guó)家或地區(qū)的某類(lèi)生物生產(chǎn)面積所代表的平均產(chǎn)量同世界平均產(chǎn)量的差異可用“產(chǎn)量因子”(yield factor)表示,。某類(lèi)土地的產(chǎn)量因子是其平均生產(chǎn)力與世界同類(lèi)土地的平均生產(chǎn)力的比率。將現(xiàn)有不同的土地類(lèi)型乘以相應(yīng)的均衡因子和當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)量因子,，就可得到某個(gè)國(guó)家或地區(qū)的生態(tài)承載力（如圖 6）。

人均生態(tài)承載力的計(jì)算公式為

Ec = ∑cj = ∑aj × rj × yj，

式中：Ec為人均生態(tài)承載力(hm2/人),，cj為人均生態(tài)承載力分量,，aj為人均生物生產(chǎn)面積，rj為均衡因子,，yj為產(chǎn)量因子,。

生態(tài)足跡隨總?cè)丝谝?guī)模、人均消費(fèi)水平,、技術(shù)使用的資源密度等的變化而變化,。技術(shù)能夠改變土地的生產(chǎn)力水平，或者資源用于產(chǎn)生商品和服務(wù)的效率,。而生態(tài)承載力受到生產(chǎn)性土地面積以及單位土地生產(chǎn)能力的影響,。技術(shù)、人口和消費(fèi)的變化會(huì)減小或增大生態(tài)承載力和生態(tài)足跡之間的差距,。