基于全球公顷和国家公顷的生态足迹核算差异分析
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摘要 为对基于全球公顷或是国家公顷来核算生态足迹的差异进行比较分析，分别采用全球公顷法和国家公顷法对安徽省2003年生态足迹进行核算。全球公顷法核算的生态足迹需求、生态承载力、生态赤字分别为1.765 909 hm2/cap，0.435 083 hm2/cap，1.330 826hm2/cap；而国家公顷法核算的结果则分别为0.955 026 hm2/cap，0.102 027 hm2/cap，0.852 999 hm2/cap。对核算结果差异的产生原因进行分析表明：①采用全球公顷法将会扩大国家生态足迹的核算误差；②全球平均产量难以体现产品之间的属性差异；③ 使用全球公顷法核算时的数据汇总难度大；④以国家为统计对象的全球公顷法在全球范畴内进行国际比较时具有优越性，但在对国家以下尺度进行生态超载分析时采用国家公顷法和国家平均产量更符合实际状况。
关键词 全球公顷；国家公顷；生态足迹核算；安徽省
中图分类号 F062.2;X171.1 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2007）05-0080-04
生态足迹模型作为一种非货币化定量测度可持续发展的有效方法，可从全球、国家、地区或更小的尺度来追踪、评价研究对象对于自然资本的需求以及与其自身供给能力之间的关系，自1992年由William Rees提出并由Wackernagel进一步完善以来，已广泛应用于能源、旅游、种养殖业等产业和其它相关领域。目前，西方一些主要工业国家已经把生态足迹指标纳入官方可持续发展的评价体系，核算方法也由适用于全球、国家和区域层次的综合法［1］，发展到适用于城镇、村庄、学校、公司、个人或单项活动的成分法［2］，以及投入产出法［3,4］等。以全球公顷（global hectare, gha）为计量单位进行生态足迹核算虽然便于国际比较，但在进行国家级以下不同省、市生态足迹比较和结果分析时，采用全球统一的均衡因子和全国统一的产量因子，无法精确反映各省、市的实际生产力状况和区域发展特征。为更真实反映一个地区的实际生态负荷及生态承载能力，国内外许多学者进行了一些新尝试，如Van Vuuren［5］利用可变地方实际单产法对贝宁湾、不丹、哥斯达黎加和荷兰的生态足迹核算；Haberl等［6］利用恒定世界单产、可变世界单产和可变地方实际单产法对奥地利的生态足迹核算；Wackernagel等［7］采用可变世界单产和可变地方实际单产法对奥地利、菲律宾和韩国的生态足迹核算等。上述生态足迹核算方式虽然在一定程度真实反映了区域实际发展状况，但由于它不能对不同生产力的生物生产性面积进行标准化等同相加，以及对自然资源配置和配置的公平性反映较少，在进行数据比较和分析中也受到一定的制约［8,9］。为此，本文采用国家公顷(national hectare, nha)为计量单位进行省、市级尺度上的生态足迹核算，并以安徽省2003年生态足迹核算为例，对两种核算方法产生的差异进行比较分析。
1 生态足迹核算方法
1.1 生态足迹核算
基于国家公顷的生态足迹核算方法与全球公顷的生态足迹核算方法基本类似，所不同的是，在计算过程中要用消费产品的全国平均生产能力来代替全球平均生产能力，以及相应的以国家公顷为核算标准的均衡因子和产量因子。核算公式为：
式中i为消费商品和投入的类型；j为生物生产土地的类型；Pi为i种消费商品的全国平均生产能力；Ci为i种商品的人均消费量；aai为人均i种交易商品折算的生物生产面积；N为人口数，ef为人均生态足迹；EF为总的生态足迹,rj为均衡因子。
2.2 核算结果的比较分析
2.2.1 生态足迹
从表1和表2可以发现，全球公顷法和国家公顷法核算的结果差异主要集中在化石能源、耕地和建筑用地（由于计算时考虑建筑用地主要占用的是较为肥沃的土地或耕地，这部分核算通常做法是按照耕地的平均产量得出的，因此，对于两种不同核算方法得出的建筑用地结果差异，可通过耕地的构成比例变化来解释），而这些差异的产生主要是由于各类土地生产力在总生物生产土地面积的生产力中所占权重不同导致的均衡因子差别造成的，其中人均耕地和化石能源用地的生态足迹需求比例变化最大，耕地比例由gha法中的32.70%增加到nha法中的7420%，化石能源比例由gha法中的33.44%下降至nha法中的12.41%，这说明我国耕地平均生产力产出在各类土地中所占权重较大。相反，化石能源平均生产力产出在各类土地中所占权重相对较小。另外，用nha法计算的耕地、林地、草地和水域需求与gha法相比都低，说明与我国作为农业大国的国情相符合，具有较高的农业生产力水平。
2.2.2 生态承载力
从生态承载力看（见表1、表2），与gha法相比，nha法核算的总生态承载力较小，由gha法的0.494 4 ha/cap下降至nha法的0.115 9 ha/cap（包括保护生物多样性面积的12%），只有草地承载力高于gha法核算结果，其它各项都低于gha法核算的生态承载力。究其原因，承载力核算是由均衡因子和产量因子进行二次加权得出的结果，该文的产量因子表示的是安徽省各类土地平均生产力与国内各类土地平均生产力的比值，而安徽省的平均生产力相对于国内总体平均水平还较低，但草地的平均生产力高于国内的平均生产力，这也说明了其它各种类型的土地生产力还有很大的提升空间。
2.2.3 生态赤字
由表1、表2可以看出，无论是采用gha法还是nha法进行核算，2003年安徽省都存在生态赤字，两种方法的结果分别为1.330 826 ha/cap和0.845 395 ha/cap。生态赤字的存在表明人类对自然的影响超出了其生态承载能力的范围，可认为安徽省的发展模式处于一种不可持续的状态。
采用gha法核算出现较高的生态赤字，而采用nha法核算的生态赤字较小，两者的差异性说明了按照nha等量化的土地具有更高的生物生产力，可以提供更多的消费。若计算生态足迹与生态承载力的比值，即将安徽省生态承载力作为基准1，可求出安徽省对生物生产性土地的相对需求量。结果显示，以gha法核算的生态足迹是生态承载力的4倍，即2003年安徽省需4个安徽省的生物生产性土地来提供所消费的资源；而以nha法核算的结果表明需9个安徽省的生物生产性土地来提供所消费的资源，核算结果的相对趋势差异较大。C. Monfreda 和M. Wackernagel (2004)在全面分析了生态足迹账户核算中存在的各种可能误差后指出［10］，生态足迹核算存在系统偏差，即低估生态足迹，高估生态承载力，从而低估生态超载状况。尤其对于核算国家范畴以内的生态足迹时，在相同的数据来源、核算模式以及研究对象范围的情况下，采用以国家平均产量为基础核算的国家公顷法相对以全球平均产量为基础核算的全球公顷法能减少系统误差，更接近真实反映实际生态足迹及赤字状况。
3 全球公顷法核算的缺陷
目前整个生态足迹核算体系都是以全球平均产量为基础，由全球平均产量进而求得的全球公顷、均衡因子、产量因子构成了生态足迹计算的三个核心支柱。因此，全球平均产量及不同生物生产面积的大小直接影响着以全球公顷为单位的生态足迹核算的精确度。
(1) 采用全球公顷法将会扩大国家生态足迹的核算误差。不同国家由于受自然条件、地理位置、发展状态的影响，各类生物生产性面积在总生物生产性面积中所占的权重存在和世界平均水平差异过大的现象，这样就会使得一些国家的生态足迹核算结果与现实偏差较大。
(2) 全球平均产量难以体现产品之间的属性差异。在现有的生态足迹计算模式及其假设前提条件下，所汇总核算的消费量中，既包括初级产品（如牧草）也包括二级产品（如动物制品）。初级产品和产地无关，都具有相同的生态足迹；而二级产品的生态足迹受不同国家或地区的不同经济技术发展水平的影响较大，使用全球平均产量就很难体现这一差异。同时，在统计汇总各种生物生产土地的面积时，也存在将具有同类型但不同生产力的生物生产面积同等计算的问题。在今后的生态足迹核算中，可以尝试用生产力因子来代替产量因子进行计算。
(3) 全球公顷法核算的数据汇总难度大。统计口径不一，缺项漏项严重，各种产量统计值本身就存在较大误差；汇总核算时误差将进一步传递和放大从而较大的影响核算精度。
传统的利用全球平均产量核算，以全球公顷为单位的生态足迹账户主要揭示了以全球为视角、总体上而言的相对生态耗竭程度，方便进行国际比较。但是在描述生态耗竭的来源、位置、程度、原因，以及国家、国内各个不同区域的生态赤字状况时仍然存在较大的误差，难以准确体现个体和区域的差异性。以我国为例，在生态足迹核算中采用全球平均产量为基准时，尤其是核算各省、市以下尺度的生态足迹，就难以体现不同地区的比较优势。例如，中国的耕地和森林绝对面积较大，相对世界平均水平而言具有相对的高生产力。原因在于，一是由于国土内的耕地、森林大多处于中纬度地区，热量充足，气候湿润，具有相对优越的自然条件；二是由于中国具有悠久的农业发展历程，在人多地少的矛盾驱动下，以及中国土地长期利用下发展的高度集约耕种方式；三是由于近半个世纪来农业机械化、技术水平的大幅提高使得农业亩产量不断增长。此时，若采用世界平均产量进行核算，就会出现我国特别是一些农业大省的生态承载力偏低的现象。再者，国内的自然资源多集中在我国中西部地区，而经济发展速度快的是在东部、南部、沿海这些具有地理优势的地区。经济发达地区的消费以及资源利用模式普遍存在高消耗、高消费、高污染的“三高”问题，而从中部到西北地区则存在着经济、技术水平落后，资源利用效率低，同时存在牺牲生态、耗竭资源换取经济效益的问题，并且还承受着经济较发达地区的生态赤字转移。因此，如何根据我国国情，更加准确地通过对国内不同地区、范围的生态足迹进行横向比较和纵向分析，考察在经济发展进程中的地区差异，发掘其生产、消费以及资源利用模式等方面存在的问题，通过生态足迹核算结果来评价可持续性程度，进而作为预警机制并可为政策制定提供决策支持。
4 结 论
生态足迹模型作为一种新型的理论，直接建立消费与资源的定量化关系，较有效地评价了人类活动对环境的影响，与传统的可持续发展评价方法相比，最突出的优点就是表达简明，易于理解。但由于该模型涉及因素众多，且有些因素本身就存在不确定性、实效性和地域性，影响了核算结果的准确性和可操作性。本文通过实例探讨了采用国家公顷法和全球公顷法进行生态足迹核算的结果差异，并分析了这种差异产生的原因，认为以国家为统计对象的全球公顷法在全球范畴内进行国际比较时具有优越性，但在对国家以下尺度进行生态超载分析时采用国家公顷法和国家平均产量更符合实际状况。
参考文献(References)
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注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。