生态足迹的计算与国家资源消耗

2023-11-21 理论教育版权反馈

【摘要】：6.3.1.3生态足迹的计算计算一个国家或地区的生态足迹需要两个条件:第一,人类能够估计自身消费的大多数资源、能源及其所产生的废弃物数量;第二,这些资源和废弃物流能够折算成生产和消费这些资源和废弃物流的生态生产性面积。

6.3.1.1　生态足迹的定义

William Rees开始将生态足迹的概念形象地比较为“一只负载着人类与人类所创造的城市、工厂等的巨脚踏在地球上留下的脚印”。后来William Rees和Wackernagel又从不同侧面对其进行定义,最后得出的一个清晰、科学而又严格的定义为:“生态足迹是指能够持续地提供资源或吸纳废物的、具有生物生产力的地域空间,它是从具体的生物物理量角度研究自然资本消费的空间。”本书把具有生态生产能力的全部面积比喻为足迹,并把它分为六个部分:建筑用地、近海生域、草地、林地、农用地和能源用地。人类的全部消费与可持续状态由此六项不同地球表面所提供的生态生产能力所维持,但需要特别说明两点:第一,虽然地球表面大部分为水域,但能提供生态生产力的水域为近海,大约只有全部水域的8%;第二,与能源相关的土地使用不仅是指煤矿、石油占用的地表面积,更是指为吸收温室气体二氧化碳所需要的森林保留地。

6.3.1.2　生态足迹理论中的基本概念

(1)生态生产:也称生物生产,是指生态系统中的生物从外界环境中吸收生命过程所必需的物质和能量,转化为新的物质,从而实现物质和能量的积累。

(2)生态生产性土地:是指具有生态生产能力的土地或水体。根据生产力性质的差异,地球表面的生态生产性土地可分为六大类:化石能源地、可耕地、牧草地、森林、建成地、海洋。

(3)全球生态标杆:是全球人均总生态承载力,是衡量人均全球总生态容量的指标,其值为1.9全球公顷,可写作1.9ghm2(1999年)。

(4)生态容量:1991年由Hardin提出,是指在不损害有关生态系统的生产力和功能的前提下,可无限持续的最大资源利用和废物生产率。

(5)生态承载力:一个地区所能提供给人类的生态性土地的面积总和定义为该地区的生态承载力,以表征该地区的生态容量。

(6)人类负荷:是指人类对环境的影响规模,它是由人口自身规模和人均对环境的影响规模共同决定的。

6.3.1.3　生态足迹的计算

计算一个国家或地区的生态足迹需要两个条件:第一,人类能够估计自身消费的大多数资源、能源及其所产生的废弃物数量;第二,这些资源和废弃物流能够折算成生产和消费这些资源和废弃物流的生态生产性面积。因此,在计算某个区域的生态足迹时要计算该区域所消费的资源以及所产生的废弃物占用的生物生产土地或海洋面积。

根据上述理论和概念,其主要的计算步骤如下:

(1)划分消费项目,计算各主要消费项目的消费量。在划分消费项目时,国家层级的生态足迹计算使用综合法,即自上而下利用国家级的数据归纳,它的计算以各行各业的生产消费为出发点;而区域[省(自治区)及地、市、县]、行业、公司、学校、个人的生态足迹采用成分法,即自下而上利用当地数据,它是以人类的衣食住行等活动为出发点计算。但在计算中,两种方法都将土地分为农用地、草牧地、建筑用地、林地、化石能源用地和近海域六类。

用综合法计算时,国际上通常将消费划分为十类,分别为动植物食品、非木材植物纤维、木材、动物性非食品、其他植物类、化工品、非金属制成品、金属品和木制品。用成分法计算时,则要根据所要计算的内容选择对消费项目的划分。例如计算一个城市的生态足迹可以将消费划分为能源、运输、垃圾及废弃物、旅行等;计算洗衣机的生态足迹则可将洗衣机的消费划分为携带能源量、二氧化碳排放量、氧化氮排放量等。

(2)利用平均产量数据,将各消费量折算为生物生产性土地面积。可以用一个简单的例子来说明均衡因子的折算。假定有两个国家:A 国和B 国,各有2种不同功能的生产力土地总面积共计30hm2,总生产力为32kg数字见表6-7。

表6-7　不同土地的不同产量(假设)

pagenumber_ebook=91,pagenumber_book=77

A 国和B国所组成的全球生产能力面积为30hm2,全球总产量为2种土地产物的混合产量32kg,因此可以求得总的平均生产力1.07kg/hm2。由于2种土地具有不同的生产能力,因此这两种土地在转化为ghm2时需要通过均衡因子折算,即各类土地的平均产量与1ghm2的比值。表6-8为不同土地的均衡因子。(www.chuimin.cn)

表6-8　不同土地的均衡因子(假设)

pagenumber_ebook=91,pagenumber_book=77

土地面积等量化处理的目的在于方便各个国家进行比较,因为很难准确计算全球各类生物性产量的总平均值,同时产量每年都在变化,计算起来比较麻烦,故采用不同的均衡因子估计值计算。表6-9为对土地均衡因子的四种不同的估算值,不同的地区和国家可以根据具体情况选择适当的估算值进行计算。

表6-9　土地均衡因子估算值

pagenumber_ebook=91,pagenumber_book=77

资料来源:Chambers,N.etal2000;World Wide Fund for Nature Living Planet Report2000,2002;EU Ecological Footprint,STOA2002。

由表6-9中可以看出虽然四种土地均衡因子的估计值不同,但是它们有共同的特点:①六种土地类型中农用地的生产力最高,海域的生产力最低;②建筑用地和农用地的均衡因子相同,因为建筑用地是来自于农用地;③能源用地和林地的均衡因子相同,因为林地吸收消耗能源所释放的二氧化碳。

在估算均衡因子时,计算生产力用的是该土地生产产品的产量 (kg),但是考虑到不同产品之间产量并没有可比性,用产品的价值来计算生产力会更好,因为价值具有可加性。不同产品的产量相加,例如1亩小麦的年产量大约400kg,而1亩蔬菜的年产量可以达到近5000kg,如果将这两种产量相加其物理意义将无法解释。如果在计算均衡因子的时候将产品的产量改为该产品的价值,这个问题便可以解决,因为价值具有可加性。这样,在计算均衡因子时,其他计算过程都不需要改变,只要将产品的产量换成产品价值,计算出的均衡因子也是无量纲的,对后面计算生态足迹并没有影响。

(3)通过均衡因子把各类生物生产性土地面积转换为等价生产力的土地面积;将其汇总、加和计算出生态足迹的大小。任何个人或区域人口的生态足迹,应该是生产这些人口所消费的所有资源和吸纳这些人口所产生的所有废弃物而需要的生态生产性土地的面积总和,其计算公式为

pagenumber_ebook=92,pagenumber_book=78

式中:EF 为某一地区的生态足迹总量;i为消费商品或生产生物的类型;cci为第i 种消费商品的生态足迹;aci为第i 种消费商品的消费总量;pi为第i 种商品的生物生产单位面积产量;wi为第i种消费品或生物资源土地类型生产力权值。

在生态足迹指标计算中,由于不同国家和地区的资源禀赋不同,不仅单位面积的耕地、林地、草地、化石燃料土地、建筑用地和水域的生态生产能力差异很大,而且单位面积同类型生物生产面积的生态生产力差异也很大,需要对不同类型的面积进行调整。把人类使用的各种资源和能源消费项目折算为六种类型生物生产土地面积 (耕地、林地、草地、化石燃料土地、建筑用地和水域),然后分别乘以相应的均衡因子,就可以得到某类生物生产性面积,然后再加总计算生态足迹。

(4)通过产量因子计算生态承载力,并与生态足迹比较,分析可持续发展的程度。生态承载力的计算公式为

pagenumber_ebook=92,pagenumber_book=78

式中:EC 为某一地区的生态承载力的供给;i为消费商品或生产生物的类型;epi为第i种生物资源的生态足迹;aei为第i 种生物资源的生产总量;pi为第i 种商品的生物生产单位面积产量;wi为第i种消费品或生物资源土地类型生产力权值。

在计算生态承载力时,先把人类使用的各种资源和能源消费项目折算为6种类型的生物生产面积,然后再分别乘以相应的均衡因子,就可以得到某类生物生产性面积,然后再加总计算生态承载力。

生态足迹的计算与国家资源消耗

相关推荐