全 文 ：　 　 倡 　 刎国家自然科学基金项目（３９３７０５５ 、３９６７０５８６）和陕西省软科学项目（２００３KR０２）资助
收稿日期 ：２００６唱０２唱１５ 　 改回日期 ：２００６唱０４唱０７
中国生态足迹的动态研究 倡
赵先贵 　高利峰 　马彩虹 　邹小梅
（陕西师范大学旅游与环境学院 　西安 　 ７１００６２）
摘 　要 　通过对中国 １９７８ ～ ２００３年的生态足迹的动态研究 ，获得中国生态足迹和生态承载力预测模型 。结果表
明中国人均生态足迹由 １９７８年的 ０畅８９９２hm２ 逐年增加至 ２００３年的 ２畅２５２２hm２ ，人均生态承载力由 ０畅７７２２hm２ 增
加到 ０畅８８１９hm２ 。中国 １９７８年的人均生态赤字为 ０畅１２７hm２ ，２００３ 年人均生态赤字增至 １畅３７０２hm２ 。预测中国
２０１０年和 ２０１５ 年人均生态足迹分别为 ２畅７７６７hm２ 和 ３畅１７１７hm２ ，人均生态承载力分别为 １畅０２２４hm２ 和
１畅１３１９hm２ ，人均生态赤字分别达 １畅７５４３hm２ 和 ２畅０３９８hm２ 。说明中国现有的发展模式是不可持续的 ，生态环境处
于不安全状态 ，生态安全和经济发展间的矛盾加剧 。
关键词 　生态足迹 　生态赤字 　可持续发展 　中国
Dynamics of ecological footprint in China ．ZHAO Xian唱Gui ，GAO Li唱Feng ，MA Cai唱Hong ，ZOU Xiao唱Mei （College of
Tourism and Environmental Sciences ，Shaanxi Normal University ，Xi摧an ７１００６２ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（１） ：１４９ ～ １５２
Abstract 　 The ecological footprint of China from １９７８ to ２００３ was studied ，and the forecast models of ecological footprint
and ecological capacity were obtained ．The results of the analyses on dynamics of ecological footprints show that the eco唱
logical footprint per capita gradually increased from ０畅８９９２hm２ in １９７８ to ２畅２５２２hm２ in ２００３ ，and the ecological capacity
increased from ０畅７７２２hm２ to ０畅８８１９hm２ ．The ecological deficit was ０畅１２７hm２ in １９７８ ，and rose to １畅３７０２hm２ by
２００３ ．The forecast shows that the ecological footprint per capita will be ２畅７７６７hm２ in ２０１０ and ３畅１７１７hm２ in ２０１５ ，and
that the ecological capacity per capita will be １畅０２２４hm２ in ２０１０ and １畅１３１９hm２ in ２０１５ ，and that the ecological deficit
per capita will reach to １畅７５４３hm２ in ２０１０ and ２畅０３９８hm２ in ２０１５ ．The research indicates that the present developing
mode is not sustainable ，the ecological environment is at risk ，and the conflicts between ecological footprint and ecological
capacity are becoming more and more obvious ．
Key words 　 Ecological footprint ，Ecological deficit ，Sustainable development ，China
（Received Feb ．１５ ，２００６ ；revised April ７ ，２００６）
可持续发展研究中的一个难点是如何定量衡量区域发展的可持续性 。生态足迹分析法是由加拿大生
态经济学家 Rees和 Wackernagel于 １９９６年提出的一种度量可持续发展程度的定量方法［７］ 。生态足迹理论
１９９９年被引入中国［１］ ，并很快作为一种新的理论方法被用于定量分析中国和一些省市或地区的可持续发展
问题［２ ～ ６］ 。近年来 ，在国外已开始了长时间范围的动态研究［７ ，８］ ，国内的研究工作则多是针对某一年的静态
研究［１ ～ ３］ ，有关动态的研究报道很少［４ ，５］ 。本文研究了中国近 ２６年来的生态足迹动态规律 ，试图追踪各个
时间段的可持续发展程度 ，预测该区可持续发展的趋势 ，以期为相关决策部门提供参考依据 。
1 　研究方法
生态足迹是将某一国家或地区的人口所消费的所有资源和吸纳这些人口所产生的所有废物所需要的
生物生产面积（Bioproductive area）［１ ～ ８］ 。生物生产面积分为耕地 、草地 、林地 、水域 、建筑用地和化石燃料用
地 ６大类 。生态足迹计算公式为 ：
EF ＝ N × ef ＝ N ∑
n
i ＝ １
（ai × rj ） ＝ N ∑
n
i ＝ １
（ci ／pi ） × rj 　 （ i ＝ １ ，２ ，３ ，⋯ ，n ；j ＝ １ ，２ ，⋯ ，６） （１）
式中 ，EF为总的生态足迹 ，ef 为人均生态足迹 ，N为人口数 ，ai 为第 i 种物质人均占用的生物生产面积 ，rj
为均衡因子 ，ci 为第 i种物质的人均消费量 ，pi 为第 i种物质的世界平均生产能力 ，i为消费的物质种类 ，j
第 １５ 儍卷第 １期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 换　 No ．１
２ ０ ０ ７ 乔年 １ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture Jan ．，　 ２００７ 後
为生物生产面积类型 。单位面积耕地 、化石燃料土地 、牧草地 、林地等的生物生产能力差异很大 ，这种差异
靠均衡因子来消除 。均衡因子为某类生物生产面积的世界平均潜在生产力与全球各类生物生产面积的平
均潜在生产力的比值 。由于数据来源各异 ，不同学者采用的均衡因子也不相同 。为了使研究结果能与全世
界相比较 ，本文采用Wackernagel在世界野生动物基金会（WWF）２００４年报告中给出的 ２００１年的均衡因子 ：
建筑用地和耕地为 ２畅１９ ，水面为 ０畅３６ ，草地为 ０畅４８ ，林地和化石能源用地为 １畅３８ ，水电用地为 １ 。
在生态足迹方法中 ，生态承载力是指一个区域实际提供给人类的所有生物生产土地面积的总和［１ ～ ８］ 。
由于同类生物生产土地面积的生产力在不同国家或地区之间是存在差异的 ，因而不同国家或地区的同类生
物生产土地面积无法直接对比 。为此Wackernagel引入产量因子（Yield factor）的概念 ，产量因子是一个国家
或地区某类生物生产土地的平均生产力与同类土地的世界平均生产力之间的比率 。本研究的耕地和果园
地的产出因子分别为中国每年粮食 、水果平均产量与全球平均产量［１ ～ ８］比值 。建筑用地大都来自产出率高
的耕地 ，产出因子取值与耕地相同 。 其余土地类型的产出因子按文献［１ ～ ５］中对中国生态足迹的计算取
值 ，草地为 ０畅１９ ，林地为 ０畅９１ ，水域是 １ 。生态承载力计算公式为 ：
EC ＝ N × ec ＝ N × ∑
６
j ＝ １
aj × rj × yj 　 （ j ＝ １ ，２ ，３ ，⋯ ，６） （２）
式中 ，EC为区域生态承载力 ，N 为人口数 ，ec为人均生态承载力 ，aj 为人均实际占有的生物生产面积 ，rj 为
均衡因子 ，yj 为产量因子 ，j 为生物生产面积类型 。生态赤字计算公式为 ：
ED ＝ EF － EC ＝ N（ef － ec） （３）
式中 ，ED为区域生态赤字 ，其余符号同前 。
2 　中国生态足迹的计算
中国近 ２６年来的生态足迹计算主要包括 ３ 部分 ：生物资源的消费 、化石能源的消费和贸易调整部分 。
数据来源为中国 １９７８ ～ ２００４年统计年鉴 、中国自然资源数据库 、国家林业局网站和其他有关网站 。生物资
图 1 　中国 1978 ～ 2003年人均生态足迹
Fig ．１ 　 Ecological footprint per capita in China from １９７８ to ２００３
源数据包括农产品中的各种粮食 、油料 、蔬菜和
瓜果 、水果 、动物产品及木材等的相关数据资料 。
能源消费主要包括煤 、石油 、天然气 、电力等 。因
为热力主要由煤和天然气等其他能源转换而来 ，
为了避免重复计算 ，故热力未纳入能源部分账
户 。为了提高数据的可靠性 、准确性 ，尽量从不
同渠道获取数据 ，并对有误差数据进行校正 。贸
易调整是考虑贸易对生物资源和能源消费的影
响而对当前的消费额进行调整 ，出口为负值 ，进
口为正值 。生物资源部分贸易调整较为简单 ，只
要将生物资源的类型与生物生产土地面积的类
型配比即可 。由于中国能源足迹计算是以实际消费量为基础的 ，所以能源贸易调整仅考虑进出口商品的携
带能源 ，而贸易中石油和煤炭的生态足迹仅用于分析中国能源消费足迹 。携带能源的贸易调整计算采用的
计算方法如下［１ ～ ８］ ：
Ni ＝ Mi × HiGi × Wi （４）
式中 ，W i 为中国第 i 种商品贸易的净价值量 ，
Hi 、Gi 为中国该类商品的净贸易的实物量和
价值量 ，Mi 为该类商品的能源密度 ，Ni 为第 i
种商品的能源携带量 。经过均衡转化后的各种
生物资源和能源消费的足迹便构成了中国的生
态足迹（图 １） ，同时计算了相应的生态承载力
（图 ２） ，生态足迹 、生态承载力和生态赤字的变
化见图 ３ ，生态足迹的贸易调整结果和石油及
煤炭的足迹见图 ４ 。
图 2 　中国 1978 ～ 2003年人均生态承载力组成
Fig ．２ 　 Ecological capacity per capita in China from １９７８ to ２００３
１５０　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
3 　结果与分析
3畅1 　中国 1978 ～ 2003年生态足迹动态分析
由计算结果（图 １ 、２ 、３）可以看出 ，中国人均生态足迹由 １９７８ 年的 ０畅８９９２hm２ 逐年增加至 ２００３ 年的
图 3 　中国 1978 ～ 2003年人均生态足迹 、生态
承载力和生态赤字
Fig ．３ 　 Ecological footprint ，ecological capacity and
ecological deficit in China from １９７８ to ２００３
２畅２５２２hm２ ，而人均生态承载力则变化不大 ，由 ０畅７７２２hm２ 增
加到 ０畅８８１９hm２ 。中国 １９７８ 年的人均生态赤字很小 ，仅为
０畅１２７hm２ ，２００３年人均生态赤字增至 １畅３７０２hm２ 。说明中国
人口对自然资本的利用逐年增加 ，到 ２００３年已超出了自然生
态系统的生态承载能力 ，生态足迹与生态承载力之间的矛盾
加剧 ，生态系统退化 ，人地关系紧张 。从贸易调整结果看（图
４） ，中国 １９７８ ～ ２００３年的贸易调整虽为正值 ，但在生态足迹
中所占的比重很小 ，仅为 ０畅２２％ ～ ２畅２６％ 。 石油 １９９５ 年以
前出口多于进口 ，１９９６ 年以后以进口为主 ，其在能源消费足
迹中所占的比重也不大 ；煤炭始终以出口为主 。由此可以认
为当前中国的发展主要是通过消耗本国自然资源存量来弥
补生态承载力供给的不足 ，说明中国目前的发展模式是不可
持续的 ，生态环境处于不安全状态 。
图4　中国1978～2003年贸易调整人均生态足迹和能源足迹
Fig ．４ 　 Ecological footprint and energy footprint
per capita in trade of China from １９７８ to ２００３
3畅2 　中国生态足迹发展趋势预测
利用 SPSS软件分析中国 １９７８ ～ ２００３年生态足迹 、生态
承载力的发展变化与时间（年份）之间的关系（图 ３） ，可以得
到如下 ２个发展预测模型 ：
y１ ＝ 谮０畅７９６７ ＋ ０畅０４３５ x ＋ ０畅０００５ x２ 　 （R ＝ ０畅９８９） （５）
y２ ＝ 谮０畅８０１３ － ０畅００６５ x ＋ ０畅０００４ x２ 　 （R ＝ ０畅７２８） （６）
式（５） 、（６）分别为生态足迹 、生态承载力的发展预测模型 ，式
中 y１ 、y２ 分别是人均生态足迹 、人均生态承载力的预测值 ，x
为要预测的年份距 １９７８年的年数（１９７８ 年为 １） 。假设中国
未来 １０多年内的人口增长率 、消费模式 、土地和贸易状况仍
保持 １９７８ ～ ２００３年间的发展态势 ，则根据上述模型（５） 、（６）
可以预测未来 １０多年的人均生态足迹 、人均生态承载力和人均生态赤字的发展趋势 。如根据上述两个模
型 ，２０１０ 年和 ２０１５ 年中国人均生态足迹分别为 ２畅７７６７hm２ 和 ３畅１７１７hm２ ，人均生态承载力分别是
１畅０２２４hm２ 和 １畅１３１９hm２ ，其人均生态赤字分别达到 １畅７５４３hm２ 和 ２畅０３９８hm２ 。可见 ，如果不改变现有的发
展模式 ，中国生态赤字不断加剧 ，可持续发展将面临更严峻的考验 。
4 　讨 　论
4畅1 　中国生态足迹变化的特点
从人均生态足迹的发展变化看（图 １） ，１９７８ ～ ２００３ 年人均生态足迹增幅由大到小的顺序依次为草地
（２００３年是 １９７８年的 １０畅０１倍） 、水域（７畅４２ 倍） 、建筑用地（２畅２ 倍） 、化石燃料用地（２畅０８ 倍） 、耕地（２畅０６
倍） 、林地（１畅４倍） ，可见 ２６年以来人均消费品增加量最多的是动物产品（肉 、奶 、蛋等）和水产品 。这说明改
革开放以来人们食物消费结构发生了很大变化 ，高营养和高能量食物的消费量大幅度增加 。毫无疑问 ，这
是未来的发展方向 ，因此 ，需要调整农业产业结构 ，大力发展畜牧业和水产养殖业 ，故应提高草地 、林地和水
域等生物生产面积的比重 。从生态足迹组分来看（图 １） ，２６年来人均生态足迹组成中由大到小的顺序依次
为化石燃料用地（３５畅８６％ ～ ４７畅２０％ ） 、耕地（２７畅２１％ ～ ３７畅０４％ ） 、水域（５畅７７％ ～ ２０畅６５％ ） 、林地（３畅６３％ ～
７畅５６％ ） 、建筑用地（４畅２１％ ～ ５畅６８％ ） 、草地（１畅５１％ ～ ６畅１１％ ） 。可见中国的能源足迹所占的比例很大 ，能
源消费以化石燃料为主 ，而其中又以煤为主 ；生物资源的消费主要以农产品为主 。这种对自然资源的过度
依赖 ，是中国出现生态赤字的主要原因之一 。
4畅2 　中国减少生态赤字的措施
现有的研究表明 ，越是经济发达地区 ，其生态足迹需求越大［１ ～ ８］ 。随着经济发展 ，中国生态足迹还会进
第 １ 媼期 赵先贵等 ：中国生态足迹的动态研究 １５１　
一步提高 ，而现有的生态承载力却是有限的 。那么如何解决经济发展和生态压力之间的矛盾呢 ？解决的途
径主要是设法提高生态承载力 、增加全球足迹份额和降低生态足迹需求 。其主要措施一是采用高新技术 ，
提高单位面积自然生态系统的生产率 。中国耕地的产出因子从 １９７８年的 １畅０７增加到 ２００３年的 １畅８６ ，说
明由于推广农业高新技术 ，近 ２６年来中国粮食的单位面积产量增加了 １畅７４倍 ，正是由于高新技术的作用而
使得中国在人口增加 、耕地减少的情况下而人均生态承载力略有增加 。二是高效利用现有资源 ，发展循环
经济 ，实现废物及中间产物再循环利用 ，以挖掘资源和能源的使用潜力 。中国的单位产品能耗比发达国家
高 ５０％ ～ ７０％ ，单位 GDP的能耗高于世界平均水平的 ３畅８倍 。三是控制人口 ，减少人均消费 。改变人们的
生产和生活消费方式 ，建立资源节约型的社会生产和消费体系 。在有限的资源下 ，生态承载力也是有限的 ，
人口急剧增长和追求享受的生活方式使生态足迹不断增大 ，如美国 ２００１ 年的人均生态足迹高达 ９畅５hm２ 。
四是加强对现有资源的保护 ，减少耕地损失 。 中国的人均耕地从 １９７８ 年的 ０畅１０３hm２ 减少到 ２００３ 年的
０畅０９５hm２ ，这种人均耕地的持续减少也是生态赤字增大的重要原因之一 。五是调整能源消费结构 。如前所
述 ，中国的能源消费足迹很高 ，而能源消费中又以煤炭为主 。而从全球平均能源足迹看 ，煤炭为 ５５GJ／hm２ ，
石油和天然气为 ９３GJ／hm２ ，电力为 １０００GJ／hm２ ，可见在消费同样能量的情况下 ，用石油 、天然气和电力时所
产生的足迹仅为煤炭的 ５９畅１４％ 和 ５畅５％ ，所以 ，若能减少煤的消费 ，调整能源消费结构 ，如汽车和取暖改用
天然气 ，充分利用太阳能和风能等 ，则可大幅度降低中国的生态足迹需求 。六是发展经济 ，增加中国的全球
足迹份额 。社会发展的目标和驱动力是提高生活水平 ，减少本国的生态足迹是为了更多的占用全球生态足
迹份额 。从国际贸易看（图 ４） ，中国的农产品 、水产品以出口为主 ，林产品以进口为主 ，但目前所占比重较
小 ；中国煤炭年产量占世界 ４０％ ，煤炭长期以出口为主 ，石油从 １９９６ 年以后才以进口为主 。为了解决社会
经济发展与生态环境安全的矛盾 ，中国在制定进出口政策时 ，应该考虑如何增加我国的全球足迹份额 ，如提
高出口关税 ，遏制长期以来大量出口原煤的现状 。总之 ，对于人口负担重 ，资源有限的中国来说 ，只有从上
述几方面采取有效措施 ，减轻生态压力 ，才能实现可持续发展 。同时 ，考虑到区域经济 、社会和环境条件的
差异性 ，解决中国不同地区经济发展和生态压力矛盾的对策应有针对性 。
参 　考 　文 　献 h
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