生态足迹是衡量人类对地球可再生自然资产需求的有效工具. 任何区域的生态足迹是生产该区域人口所消费的所有可再生自然资源和吸纳这些人口所产生的所有废弃物所需要的生物生产性土地面积^{[1, 2, 3]}. 地球表面的生态生产性土地依据生产力的大小可分成6个部分：建筑用地、 水域、 牧地、 林地、 耕地和碳汇用地. 生态足迹表示人类对上述类型土地提供的生态产品与生态服务的需求量. 生态足迹核算为人们判断人类对生态系统的消费是否可持续提供了有效工具，能够为我国自然资源可持续利用、 生态系统可持续管理和生态文明建设提供支撑. 自1992 年由加拿大生态经济学家Rees和Wackernagel提出以来，生态足迹的概念和核算方法在全球^{[4, 5, 6]}、 国家^{[7, 8, 9, 10]}、 区域^{[11, 12, 13]}多个尺度得到广泛应用，核算方法也得到不断修改和完善^[14]，形成了包括综合法^[1]、 组分法^[15]、 基于生命周期核算法^[16]、 基于投入产出分析核算法^[17]、 基于净初级生产力核算法^[18]、 基于能值核算法^[19]等在内的核算方法体系. 但不同的核算方法所获得的核算结果存在较大差异，不具有可比性，制约着生态足迹核算理论和方法的进一步推广和应用. 在Wackernagel倡议下成立的全球足迹网络(global footprint network,GFN)一直致力于生态足迹核算方法的标准化，建立了国家生态足迹账户计算方法(2010 版)^{[20, 21]}，为世界各国采取标准化核算方法核算可比较的生态足迹提供了有效工具. 世界自然基金会(world wide fund for nature，WWF)和GFN等机构合作自2000年起每两年发布一次《Living Planet Report》^[22]，公布世界各国人均生态足迹，受到广泛关注. 同时，WWF联合其技术合作伙伴，分别于2008、 2010和2012年发布了三版《中国生态足迹报告》^{[23, 24, 25]}，计算了1961-2008年我国的生态足迹. 其他一些研究也开展了我国长时间序列的生态足迹研究，如刘宇辉等^[26]参考Wackernagel方法^[1]核算了1962-2001年我国生态足迹，Shao等^[27]采用能值法核算了1981-2001年我国生态足迹. 但是由于缺乏统一核算标准，不同研究的核算结果存在较大差异； 此外，已有研究大多采用历年全球平均生产力为衡量标准，受全球平均生产力的动态变化影响较大，难以准确评价我国生态足迹的动态变化趋势； 而且，已有研究针对近10多年全国生态足迹的变化及其社会经济驱动机制关注不足.

新世纪以来，我国社会经济迅猛发展. 2000-2010年，全国GDP年均增长10.57%，按可比价计算，2010年全国经济规模是2000年的2.71倍. 同时，我国城市化进程不断加快，10年间，全国常住城镇常住人口由4.559 4亿增加到6.655 8亿，相当于平均每年新增城镇人口约2 070万. 社会经济的快速发展在显著提高我国综合国力，提高居民消费水平的同时，也使我国可再生自然资源消费量急剧增加，并导致自然资源和生态系统服务的退化，危及我国生态安全和民生福祉. 正确处理经济增长与自然资源需求间的关系是确保我国社会经济可持续发展和民生福祉持续改善的重要基础. 本研究以2000年全球平均生产力为衡量标准，参照国家生态足迹账户计算方法(2010 版)^[21]，重点关注2000-2010年我国社会经济迅猛发展背景下生态足迹的动态变化特征及其社会经济驱动机制，以期为新时期我国自然资源的可持续利用和管理提供支撑.

生态足迹为特定区域消费活动所占用的以全球公顷(global hectares,gha)计算的土地总量. 本研究参照国家生态足迹账户计算方法(2010 版)计算2000-2010年我国的生态足迹，其计算公式为：

根据各类生物性产品的产量和贸易量数据的可获取性，全国生态足迹核算指标如表 1所示，包括6种类型生态足迹和33类生物性资源或能源.

表 1(Table 1)

表 1 生态足迹核算指标 Table 1 Composition and evolution of China's ecological footprint from 2000 to 2010 账户 生态足迹指标 纳入账户的生物性资源和能源类型 生物资源账户 耕地 谷物、 豆类、 薯类、 棉花、 花生、 油菜籽、 芝麻、 麻类、 甘蔗、 甜菜、 烟草、 茶叶、 禽蛋、 猪肉 林地 木材、 油桐籽、 油茶籽、 橡胶、 苹果、 柑橘、 梨、 葡萄、 香蕉、 水域 水产品 草地 牛肉、 羊肉、 奶类、 羊毛 建设用地 建设用地、 电力用地 碳账户 碳足迹 煤、 石油、 天然气

表 1 生态足迹核算指标 Table 1 Composition and evolution of China's ecological footprint from 2000 to 2010

研究中各种生物性资源2000年全球平均产量如表 2所示. 其中，农产品全球平均产量大多根据FAO 统计数据库2000 年的全球总产量和播种面积计算. 由于谷物占粮食绝大部分比重，粮食全球平均产量由谷物全球平均产量代替，食用油的全球平均产量按照油料作物全球平均产量求得. 受资料的限制，林地产品的单产值按特定年份(1993年)世界平均单产进行计算. 水产品的全球平均产量参考文献^[28]. 碳足迹核算所需的人类排放二氧化碳海洋吸收百分比为21.74%，每年世界平均林地的二氧化碳吸收率为3.593 6 t ·whm^-2.

表 2(Table 2)

表 2 各种生物性资源2000年全球平均产量 Table 2 Global average yield of main biological products in 2000 生物资源类型 生物资源 全球平均产量/kg ·hm-2 生物资源类型 生物资源 全球平均产量/kg ·hm-2 农产品 谷物 3 058 林产品 木材/m3 ·hm-2 1.81 豆类 2 169 油桐籽 2 516.23 薯类 13 130 油茶籽 1 856 棉花 1 668.4 橡胶 948.1 花生 1 493 苹果 10 899.5 油菜籽 1 529 柑橘 17 419.5 芝麻 358.3 梨 10 432.4 麻类 1 934.1 葡萄 8 837.1 甘蔗 64 827.2 香蕉 15 396.3 甜菜 41 615.1 水产品 水产品 697.37 烟草 1 619.9 动物产品 牛肉 35.59 茶叶 1 261.2 羊肉 37.89 禽蛋 536.29 奶类 551.55 猪肉 554.43 羊毛 15

表 2 各种生物性资源2000年全球平均产量 Table 2 Global average yield of main biological products in 2000

均衡因子把一种特定土地使用类型(例如，世界平均农地、 牧草地、 林地、 水域、 碳吸收地与建成地)供给或需求的面积转变成世界平均生物生产力面积的单位数——全球公顷数. 均衡因子需要根据每年计算，但由于年份变化较小，本研究中参考WWF 发布的《地球生命力报告2008(Living Planet Report 2008)》 报告中2005年各种土地利用类型的均衡因子^[29](表 3).

表 3(Table 3)

表 3 各种土地利用类型的均衡因子 Table 3 Equivalence factors for each land use type 用地类型 耕地 林地 草地 水域 建设用地 碳吸收用地 均衡因子 2.39 1.25 0.51 0.41 2.39 1.25

表 3 各种土地利用类型的均衡因子 Table 3 Equivalence factors for each land use type

全国生物性资源产量和贸易量数据来源于历年中国统计年鉴，二氧化碳排放量数据来源于世界银行WDI数据库.

IPAT模型及其扩展模型能够简便、 可行地描述人文驱动力对环境压力的影响，自其出现以来得到了相关领域研究人员的广泛认可^{[30, 31]}，可以作为分析我国生态足迹变化驱动力的理论模型. 经典IPAT模型的公式如下：

使用2000年全球平均生产力估算2000-2010年我国生态足迹. 结果显示(图 1)，2000-2010年，我国生态足迹由17.69亿gha增加到32.59亿gha. 10年间，生态足迹年均增长6.30%，明显快于同期世界各国生态足迹增长速度^[32]，也明显快于已有研究核算的1990-2000年我国生态足迹的增长速度^{[33, 34]}. 生态足迹的增加意味着对自然资源的利用程度加大和生态环境压力的加剧.

图 1

Fig. 1

图 1 2000-2010年全国生态足迹组成与变化 Fig. 1 Composition and evolution of China's ecological footprint from 2000 to 2010

碳足迹是10年间增长最快的生态足迹类型，由7.42亿gha增加到18.05亿gha，年均增长9.29%； 占全国生态足迹的比重由41.92%增加到55.38%. 社会经济发展对能源消耗量的急剧增加是碳足迹增加的主要原因，2000-2010年我国能源消费量由14.55亿吨标准煤增加到32.49亿吨标准煤，而能源结构没有得到有效优化，高碳能源煤炭占能源消耗总量的比例一直维持在70%左右. 耕地足迹的绝对量也大幅增加，由6.78亿gha增加到8.91亿gha，年均增长2.77%，十年来我国谷物、 豆类、 猪肉消费量的大幅增加是耕地足迹增幅较大的主要原因. 林地足迹由0.61亿gha增加到1.23亿gha，主要由木材的消费量急剧增加驱动； 草地生态足迹由1.39亿gha增加到2.08亿gha，主要由奶类和牛羊肉消费量的快速增加驱动. 渔业生态足迹略有增加，由0.21亿gha增加到0.30亿gha.

2000-2010年全国人均生态足迹从1.40 gha增加到2.43 gha，年均增长0.10 gha，特别是2003年以后随着碳足迹的大幅增加，人均生态足迹增长更快(表 4).

尽管2010年我国人均生态足迹仍低于2.60 gha的世界平均水平，也远低于美国、 加拿大、 法国、 德国、 英国等欧美发达国家^{[3, 32]}. 但由于我国人口众多，人均生态承载力远低于全球平均水平，2010年约为1.0 gha，人均生态足迹已超过了人均生态承载力的两倍，出现严重的生态赤字. 随着我国社会经济的发展，经济增长进一步由投资驱动型向消费驱动型转变，我国人均自然资源消费量和人均生态足迹将持续增加，而同期生态承载力的提高十分困难，将使我国面临更加严峻的生态赤字. 而且，从全球生态足迹网络评估1961-2010年世界各国的人均生态足迹来看^[32]，大多数国家人均生态足迹随着经济的增长而持续增加或者维持在一个较高的水平，仅有少数国家出现生态足迹拐点，即在上升到一个较高值后随着经济的增长而持续下降； 而且大多数发达国家人均生态足迹在至少超过5.0 gha以后，才进入相对缓慢的增长或者下降的阶段. 这现象与众多研究得出的世界各国人均生态足迹的变化并不满足环境库兹涅茨倒U型曲线假设这一结论一致^{[35, 36, 37, 38]}. 文献^[22]也指出还没有哪个国家既实现了高水平的人类发展，又保持着可持续的生态足迹，高收入国家较高的人类发展水平是以高生态足迹为代价的. 如果未来我国人均生态足迹的变化符合大多数发达国家的变化规律，那么当我国由中等收入国家迈向高收入国家时，将面临巨额的生态赤字.

一些发达国家通过贸易大量进口自然资源和生态系统服务，向国外转移生态足迹，从而减轻了自身的生态压力^{[39, 40]}. 在我国，如果只考虑初级生物产品的直接贸易，不考虑初级生物产品在本区域内进行加工后隐含在产品中的间接贸易，那么中国是生态承载力的净进口国^{[41, 42]}； 本研究根据我国各类初级生物产品进出口量估计，2000-2010年我国贸易中人均净进口生物性产品的生态足迹由0.025 gha增加到0.094 gha； 2010年人均净进口生物性产品的生态足迹占人均生态足迹3.85%，从这方面看，国家贸易有助于减轻我国的生态压力. 但如果考虑进出口贸易产品中隐含的间接生态足迹，中国对发达国家持续贸易顺差背后，隐藏着大量生态资源的直接净出口与依附于商品上的间接净出口，进一步导致我国生态赤字的增加^{[43, 44]}.

根据IPAT方程，一个地区生态足迹主要受3个因素影响：人口、 人均消费(富裕程度)和单位消费的资源强度(技术水平)^{[31, 45]}. 2000-2010年，我国总人口基本保持稳定，因此全国生态足迹的变化主要受人均生态足迹的增长驱动.

表 4(Table 4)

表 4 2000-2010年全国人均生态足迹/gha Table 4 Average ecological footprint per capita in China from 2000 to 2010/gha 项目 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 总生态足迹 1.40 1.41 1.44 1.58 1.77 1.84 1.96 2.08 2.17 2.29 2.43 耕地足迹 0.54 0.53 0.53 0.52 0.57 0.58 0.59 0.58 0.63 0.64 0.66 林地足迹 0.05 0.05 0.06 0.06 0.06 0.07 0.07 0.08 0.08 0.08 0.09 草地足迹 0.11 0.11 0.11 0.12 0.13 0.14 0.14 0.15 0.15 0.15 0.16 渔业用地足迹 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 建设用地足迹 0.10 0.10 0.10 0.10 0.11 0.12 0.12 0.13 0.14 0.14 0.15 碳足迹 0.59 0.60 0.63 0.76 0.89 0.92 1.01 1.12 1.15 1.25 1.35

表 4 2000-2010年全国人均生态足迹 /gha Table 4 Average ecological footprint per capita in China from 2000 to 2010/gha

人均生态足迹主要取决于人均使用的商品与服务以及提供这些商品与服务时各种自然资源的使用效率. 随着科技的进步、 经济结构的优化和管理水平的提高，我国各种资源的使用效率即生态效率不断提高^[46]. 单位GDP和单位消费支出生态足迹的变化也反映了我国生态效率的提高，按2000年可比价计算，2000-2010年全国单位GDP生态足迹由1.78 gha ·万元^-1下降到1.21 gha ·万元^-1，单位居民消费支出生态足迹由3.84 gha ·万元^-1下降到3.09 gha ·万元^-1； 其中除2004年单位GDP和单位居民消费支出生态足迹有所上升外，其余年份均呈持续下降的趋势(图 2). 但由于生态效率提高速度赶不上人均消费的增长速度，使我国人均生态足迹仍快速增长. 总体而言，我国生态足迹与GDP和居民消费支出呈现出弱脱钩的态势，即生态足迹的增长速度慢于GDP和居民消费支出的增长速度，但快于人口和城镇人口的增长速度(图 3).

图 2

Fig. 2

图 2 2000-2010年全国单位GDP和单位居民消费支出生态足迹 Fig. 2 Ecological footprint per unit GDP and per unit household consumption expenditure of China in 2000-2010

图 3

Fig. 3

2000年指数为100 图 3 2000-2010年全国生态足迹和各社会经济指标变化趋势 Fig. 3 Trends of ecological footprint and each socioeconomic indicator of China in 2000-2010

2000-2010年我国快速的经济增长和城镇化是驱动消费支出快速增长的主要驱动因素，也是我国人均生态足迹快速增长的间接驱动力. 2000-2010年，我国经济年均增长10.57%，主要由工业和第三产业拉动，10年间我国经历了快速的工业化和重化工业化过程，驱动了能源消费和碳足迹的急剧增加，而第三产业的快速发展有助于提高城乡居民收入和消费水平，从而加大对自然资源的消费和生态足迹的占用. 10年间我国人口城镇化率由36.22%增加到49.94%，由于城镇居民消费水平高于农村居民，而且消费结构中高生态占用的产品比重也更大，使城市居民的人均生态足迹特别是碳足迹远高于农村居民^{[47, 48]}.

此外，受贸易全球化的影响，一个国家或地区的生产和生活行为所产生的生态足迹可以通过贸易途径实现跨越地区界限的输送^{[40, 49]}. 自2001年加入世贸组织以后，我国与世界各国经济联系日益紧密，2000-2010年，我国货物进出口总额由3.93万亿元增加到20.17万亿元，实现贸易顺差由241.1亿元增加到1 815.1亿元(均为当年价). 主要货物的进出口量也急剧增加，根据统计数据，2000-2010年我国是主要初级生物产品如木材、 大豆净进口国，而且净进口量快速增加，并由谷物净出口国转为净进口国，初级生物产品的净进口向国外转移了生态足迹，拓展了我国经济版图，减轻了本国生态压力. 但值得注意的是，伴随初级生物产品净进口的是我国加工制造品的大量净出口，而隐藏在这些加工制造品中的隐含生态足迹是巨大的^[50]； 据李昭华等^[44]估计，除农林牧渔业外，中国28 个部门的进出口贸易隐含实际用地生态足迹均为净出口，加重了中国的生态资源负担. 从这方面看，我国生态足迹增长中的很大部分由国际贸易驱动. 目前我国对发达国家以劳动密集型与资源密集型为主的出口商品结构尚未得到根本性改变，对外贸易对我国的生态压力持续维持在一个较高的水平.

(1)2000-2010年我国生态足迹由17.69亿gha增加到32.59亿gha，年均增长6.30%，相对于1990-2000年增长速度明显加快； 碳足迹和耕地足迹是10年间增长最快的生态足迹类型. 10年间我国人均生态足迹由1.40 gha增加到2.43 gha，尽管仍低于世界平均水平，但已远超过我国人均生态承载力，并造成巨额生态赤字.

(2)2000-2010年，全国生态足迹的变化主要受人均生态足迹的快速增长驱动. 而经济增长和城镇化所带来的人均消费的产品和服务的增加是人均生态足迹快速增长的主要驱动力. 同时，国际贸易中初级生物产品生态足迹的净进口，以及隐藏在加工产品和服务中的隐含生态足迹的进出口也是驱动我国生态足迹变化的重要因素.

(3)随着城镇化进程的加速和经济的进一步发展，以及经济增长的驱动因素进一步从投资和出口转向国内消费驱动，消费端的生态环境影响将会愈加显著. 从发达国家人均生态足迹的变化规律来看，在我国由中等收入国家迈向高收入国家的过程中，人均生态足迹将维持较高的增长速度，从而使我国的生态赤字进一步加剧，资源环境压力进一步加大，危及我国的生态安全和社会经济的可持续发展.

(4)有必要采取积极的措施控制生态足迹的快速增长，遏制生态赤字的增加：①实施严格的生态红线管理制度，加强自然资源的可持续管理，降低社会经济发展对自然资源的损耗，提高生态承载力； ②实施生态创新战略，提高生态创新投入，通过生态技术创新和应用提升生态效率，促进经济增长与资源消耗的脱钩； ③加强可持续消费的宣传教育，弘扬中华文化中的传统勤俭节约美德，抵制消费模式的西化，倡导适度消费、 理性消费，优化消费结构，减少高生态占用产品的消费； ④采取有益于减轻生态环境压力的贸易策略，不仅需要增加初级生物产品的进口量，还需要通过相关的关税政策，严格控制资源性以及高耗能、 高耗水产品的出口量，减轻国际贸易中隐含生态足迹对我国生物生产性土地的占用； ⑤加强自然资源的资产化管理，完善生态资源产权制度，建立生态资源合理价格的形成机制，提高企业自然资源使用成本，从而推动企业提高生态效率，降低生产过程和单位产品生态足迹. ⑥探索建立生态足迹审计制度，强化政府、 企业和公民的生态保护责任.