生態(tài)足跡(EcologicalFootprint)的概念是加拿大生態(tài)經(jīng)濟學(xué)家WilliamRees和他的博士生Wack-ernagel于1992年在《我們的生態(tài)足跡———減輕人類對地球的沖擊》中提出的，即“任何已知人口(某個人、城市或國家)的生態(tài)足跡是生產(chǎn)這些人口所消費的所有物質(zhì)和能量及吸納這些人口所產(chǎn)生的所有廢棄物需要的生物生產(chǎn)土地的總面積”。1996年后，他們又從不同側(cè)面對此概念進行了解釋并提出將生態(tài)足跡計算模型用于衡量可持續(xù)發(fā)展，所謂的生態(tài)足跡是“一個國家范圍內(nèi)給定人口的負荷”，用生產(chǎn)性土地面積來度量一個確定人口或經(jīng)濟規(guī)模的資源消費或消納廢棄物吸收水平的賬戶工具，是“能夠持續(xù)地提供資源或消納廢物的、具有生物生產(chǎn)力的地域空間”［1］。

生態(tài)足跡通過引入均衡因子和產(chǎn)出因子實現(xiàn)各國各地區(qū)各類生物生產(chǎn)性土地的可加性和可比性，以此作為度量區(qū)域可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展程度的方法簡單明了，其概念一經(jīng)提出在世界各國引起了強烈的反響，2000年被引入中國。目前，國內(nèi)外對生態(tài)足跡的研究還處于摸索、完善的階段，其模型的局限性已遭到一些研究者的質(zhì)疑，諸多研究者結(jié)合不同的數(shù)理方法以求更加精準的核算模型對不同層次的生態(tài)足跡進行核算，其有意義的修正方法和模型也在迅速地發(fā)展和完善中［2］。

1生態(tài)足跡模型的改進及修正

在傳統(tǒng)的生態(tài)足跡模型的實際運用中，越來越多的學(xué)者開始質(zhì)疑其模型的科學(xué)性、合理性和功能性，NathanFiala［3］、G．CornelisvanKooten［4］、HansOpschoor［5］、MichelleL．M．Graymore［6］等學(xué)者認為假設(shè)所有國家的能源用地供給都為零、沒有用于吸收CO2的土地;未把區(qū)域的環(huán)境壓力、自然系統(tǒng)提供資源、消納廢棄物的功能描述完全;未全面考慮區(qū)域的物質(zhì)交換的開放程度而造成進口型和出口型地區(qū)邊界定義的混亂;未考慮土地退化造成承載人類活動的生態(tài)生產(chǎn)性土地不斷縮減等因素造成生態(tài)足跡模型在實際運用中的嚴重失真。MichelleL．M．Graymore［6］等學(xué)者通過評價指標矩陣評價各個可持續(xù)發(fā)展指標用于區(qū)域范圍的有效性，結(jié)果指出生態(tài)足跡模型無法全面地評價區(qū)域可持續(xù)性、其累加運算不能清楚地反映土地利用變化的各個環(huán)節(jié)，基于此的分析也很難深入到各個環(huán)節(jié)，認為生態(tài)足跡法更多起到的是警示、教育的作用。因此，在對該模型的質(zhì)疑和實際運用中，學(xué)者們衍生了一系列的生態(tài)足跡改進模型。

為了彌補生態(tài)足跡模型的瞬時性和非動態(tài)性，學(xué)者們在傳統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上增加時間序列計算多年份的生態(tài)足跡將其轉(zhuǎn)化為一種動態(tài)分析法，NickHanley等［7］學(xué)者利用7種不同指標對1980－1990年間的蘇格蘭地區(qū)做可持續(xù)性分析;荷蘭學(xué)者Vuur-enoDoP等［8］分別選取1980年、1987年和1994年為研究時段，對貝寧、不丹、哥斯達尼加和荷蘭的生態(tài)足跡進行了時間序列的比較研究;HeimutHaberl等［9］分別采用恒定世界單產(chǎn)、可變世界單產(chǎn)和可變地方實際單產(chǎn)法對奧地利l926－1995年長達70年生態(tài)足跡進行了度量;Wackernagel等針對當前時間序列生態(tài)足跡變化比較研究以及部分已經(jīng)著手研究序列年的學(xué)者所提出的問題進行了比較深入的分析。

為了解決計算區(qū)域生態(tài)足跡貿(mào)易數(shù)據(jù)的缺失或不可得，1998年Bicknell［10］等首次將美國經(jīng)濟學(xué)家Leonfief［11］于1931年研究提出的投入產(chǎn)出分析法引入生態(tài)足跡研究，提出了“土地乘數(shù)”的概念并利用3個虛擬部門的真實土地面積與能源乘數(shù)闡述基于投入產(chǎn)出表的生態(tài)足跡模型，利用真實土地資源在部門間的流動與分配來展現(xiàn)各部門的生態(tài)消費情況，更加真實地反映土地占用情況;Ferng［12］在Bick-nell的研究基礎(chǔ)上提出了“復(fù)合土地乘數(shù)”的概念;Mcdonald和Patterson［13－14］對Bicknell的模型進行了擴展，通過建立土地占用的投入產(chǎn)出模型，分析新西蘭生態(tài)足跡情況以及16個區(qū)域的相互依存關(guān)系。

鑒于傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型沒有考慮到在某些情況下如土地干擾程度、土壤惡化與生物多樣性流失對當前與未來生物生產(chǎn)力的影響，Lenzen等［5］修正了傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型，使用不同類型的土地干擾對澳大利亞的生態(tài)足跡進行核算。

為消除均衡因子和產(chǎn)量因子計算中可能帶來的誤差，ZhaoS［16］等對生態(tài)足跡方法做了重要的改進，在美國生態(tài)學(xué)家OdumH．T．［17－18］所創(chuàng)立的“能值分析”(EnergyAnalysis，EA)理論基礎(chǔ)上，用統(tǒng)一標準的太陽能值替代傳統(tǒng)生態(tài)足跡中的全球產(chǎn)量，把生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)中不同種類、不可比較的能量通過“能量轉(zhuǎn)換率”轉(zhuǎn)換成同一標準的能值進行衡量和定量分析，以評價其在系統(tǒng)中的作用和功能。

從國內(nèi)研究看，生態(tài)足跡法于2000年被引入中國，前期較多學(xué)者概述國外的相關(guān)理論和改進模型，并嘗試在Wackernagel提出的傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型和其他外國學(xué)者提出的改進模型的基礎(chǔ)上紛紛計算了各個省市各年份的生態(tài)足跡，為以后該省市的可持續(xù)發(fā)展提出建議;中期國內(nèi)有學(xué)者開始質(zhì)疑生態(tài)足跡模型的局限性以及適用性，開始嘗試改進傳統(tǒng)的生態(tài)足跡模型，使其更適合用于中國，例如童億勤［19－20］等通過一般生態(tài)足跡法的調(diào)整，運用本地生態(tài)足跡模型，對浙江省11個城市2002年和2005年的本地生態(tài)足跡進行了計算，對其本地生態(tài)足跡的時空特性和環(huán)境生態(tài)的潛在危險性進行了分析和評價;張恒義［21］等在全球公頃和國家公頃的模型基礎(chǔ)上建立省公頃生態(tài)足跡模型，并采用2005年浙江省平均土地單位產(chǎn)量核算了浙江省各地的生態(tài)足跡，并與全球公頃和國家公頃法的結(jié)果進行了比較分析。

2生態(tài)足跡與其他指標的結(jié)合

可持續(xù)發(fā)展包括經(jīng)濟、社會和環(huán)境三個方面，而生態(tài)足跡強調(diào)的是人類發(fā)展對環(huán)境系統(tǒng)的影響及其可持續(xù)性，卻沒有涉及經(jīng)濟、社會、技術(shù)方面的可持續(xù)性［22－24］，有專家開始嘗試用生態(tài)足跡指標與其他一些經(jīng)濟、社會測度指標相結(jié)合，以期能綜合反映更完整意義上的可持續(xù)程度。Wilson［25］利用生態(tài)足跡、生物承載力盈余評價、環(huán)境可持續(xù)指數(shù)、福利指數(shù)、GDP和人文發(fā)展指數(shù)6個可持續(xù)指標，對世界132個國家6個指標的原始數(shù)據(jù)進行分析以評價世界各國的可持續(xù)發(fā)展狀況;Hanley［7］以蘇格蘭為例，運用生態(tài)足跡模型配合綠色凈國內(nèi)生產(chǎn)、總值環(huán)境空間、凈主要生產(chǎn)力、持續(xù)經(jīng)濟福利指數(shù)、真實儲蓄等指標，測度評價了蘇格蘭發(fā)展的可持續(xù)性;Krate-na［26］把生態(tài)足跡與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值結(jié)合起來，從全球碳循環(huán)系統(tǒng)與能量價值角度構(gòu)建了生態(tài)價值附加的生態(tài)系統(tǒng)———經(jīng)濟投入產(chǎn)出復(fù)合模型。國內(nèi)諸多學(xué)者引入萬元GDP生態(tài)足跡［27－28］、萬元GDP生態(tài)赤字［29－30］來反映區(qū)域系統(tǒng)社會經(jīng)濟活動的生態(tài)經(jīng)濟整合效應(yīng);陳成忠等利用生態(tài)足跡效率(EFE)對中國1949年－2006年的生態(tài)可持續(xù)性進行了長時間序列的動態(tài)評估;王書玉基于彈性理論以及陳六君提出的資源生態(tài)足跡彈性系數(shù)提出區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟彈性系數(shù)(Ree);任志遠等提出生態(tài)壓力指數(shù)(T)衡量區(qū)域生態(tài)環(huán)境的承壓程度并劃分生態(tài)安全等級劃分體系;吳隆杰提出生態(tài)足跡指數(shù)(EFI)判斷區(qū)域?qū)砩鷳B(tài)可持續(xù)發(fā)展的潛力;徐凌等提出生態(tài)安全指數(shù)(EEI)作為生態(tài)安全評價的指標并初步制定了其等級劃分標準;楊天姿等提出用生態(tài)承載缺陷度指標(DLEC)作為可持續(xù)發(fā)展定量研究的指標;王磊等提出生態(tài)占用指數(shù)(EOI)表征一個國家或地區(qū)占全球生態(tài)足跡的份額，以此反映區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展程度和人民消費水平的高低、用生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)(EE-CI)來反映區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性;用可持續(xù)發(fā)展指數(shù)(SDI)來判斷某一區(qū)域可持續(xù)發(fā)展總體狀況，并制定各指標的劃分等級;劉義軍等引用區(qū)域人均生態(tài)協(xié)調(diào)系數(shù)(DS)分析湖北省發(fā)展模式，以期進行區(qū)域間的橫向比較;鄭辛酋等提出用人類生態(tài)波動指數(shù)(IHEF)更直觀地反映區(qū)域城市化進程中生態(tài)供求變動率、人地關(guān)系相對緊張或相對和諧趨向程度;徐中民等首次將Shan-non－Weave公式引入生態(tài)足跡的計算中，采用不同土地類型面積作為測算生態(tài)足跡多樣性指標(H)并采用Ulanowicz發(fā)展能力(C)公式分析中國1999年的發(fā)展能力，吳健生等將萬元GDP生態(tài)赤字(盈余)因子引入發(fā)展能力計算公式;戴娟娟等引入綜合發(fā)展?jié)M意度指標(GIR)和可持續(xù)發(fā)展綜合壓力指數(shù)(SE)綜合考慮經(jīng)濟、社會、技術(shù)方面的相關(guān)因素以及人類對現(xiàn)有消費模式的滿意程度，全面反映區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的程度。