關(guān)于對環(huán)境足跡的指標分類(lèi)與整合進(jìn)行分析的研究論文

　　自 2012 年“足跡家族”的概念提出至今，系統性與綜合性已成為足跡研究者追求的重要目標。隨著(zhù)生物多樣性足跡、土地足跡、能源足跡、化學(xué)足跡、氮足跡、磷足跡、社會(huì )足跡和經(jīng)濟足跡等一系列足跡指標相繼出現，足跡研究突破了以往聚焦某些經(jīng)典足跡指標的局限，試圖從全局的視角統觀(guān)人類(lèi)活動(dòng)對地球環(huán)境系統的壓力和影響，在國際上引發(fā)了強烈的關(guān)注與反響�！犊茖W(xué)》(Science)最近刊文，高度評價(jià)了足跡類(lèi)指標在可持續發(fā)展領(lǐng)域的重要貢獻，并指出以降低人類(lèi)足跡為目標的全球性技術(shù)、資源和經(jīng)濟變革迫在眉睫。一般認為，環(huán)境可持續性、經(jīng)濟可持續性和社會(huì )可持續性是共同支撐人類(lèi)可持續發(fā)展的三重支柱。其中，環(huán)境可持續性既是社會(huì )和經(jīng)濟可持續性的前提與基礎，同時(shí)也是最難以實(shí)現的瓶頸因素。作為整個(gè)足跡家族中最主要、最核心的部分，環(huán)境足跡為全面測度地球環(huán)境系統的人為壓力及其影響、科學(xué)評價(jià)環(huán)境可持續發(fā)展狀態(tài)提供了一條可行的途徑。本文以環(huán)境足跡為研究對象，探討指標分類(lèi)的新框架，在此基礎上嘗試性地提出兩種環(huán)境足跡的整合范式，以期為環(huán)境綜合評價(jià)提供科學(xué)依據。

　　1 環(huán)境足跡分類(lèi)框架

　　隨著(zhù)環(huán)境足跡陣容的不斷擴大，指標分類(lèi)日益為各國學(xué)者所關(guān)注。國際上的相關(guān)研究主要有 ：將碳足跡、水足跡、能源足跡、排放足跡和工作環(huán)境足跡與生命周期評價(jià)(LCA)相結合，從而形成環(huán)境績(jì)效戰略評價(jià)體系;將生態(tài)足跡、碳足跡、水足跡分別歸為土地類(lèi)、LCA 類(lèi)、物質(zhì)流分析(MFA)類(lèi)指標;將環(huán)境足跡細分為碳足跡、水足跡、能源足跡、土地足跡和水污染足跡;將環(huán)境足跡重新定義，包括生態(tài)足跡、碳足跡、綠水足跡、藍水足跡、灰水足跡和材料足跡。上述分類(lèi)方法各有側重，但或多或少存在著(zhù)一些明顯的缺陷 ：(1)環(huán)境足跡類(lèi)型涵蓋不全面，一些重要的足跡指標被遺漏 ;(2)未對資源消耗和廢料排放的足跡類(lèi)型作明確區分 ;(3)未對生態(tài)足跡和水足跡等經(jīng)典足跡作進(jìn)一步分類(lèi) ;(4)未考慮內部組分加和方式對足跡指標類(lèi)型的影響。鑒于此，本節將根據各類(lèi)足跡指標所涉及資源代謝方式和組分加和方式的不同，分兩步構建一個(gè)新的環(huán)境足跡分類(lèi)框架，以便為探尋足跡整合研究范式奠定基礎。

　　1.1 步驟一：基于資源代謝方式初步分類(lèi)根據所涉及資源代謝方式的不同，可將環(huán)境足跡分為資源足跡和排放足跡兩大類(lèi)，其中一些資源足跡或(和)排放足跡還組成了復合足跡。下面分別予以論述。

　　1.1.1 資源足跡

　　資源足跡旨在表征產(chǎn)品生命周期中因自然資源開(kāi)采而產(chǎn)生的環(huán)境壓力或影響。按資源性質(zhì)的不同分為可再生資源足跡和不可再生資源足跡兩類(lèi)。其中，可再生資源足跡包括綠水足跡、藍水足跡和土地足跡等 ：綠水足跡是指存儲于土壤、并通過(guò)蒸發(fā)或植物蒸騰消耗的淡水體積 ;藍水足跡是指存儲于地表和地下并被消耗的淡水體積;土地足跡以供給所需生物資源所占用的土地面積表示。不可再生資源足跡包括化石能源足跡、材料足跡和生物多樣性足跡等 ：化石能源足跡通常以中和化石能源碳排放所占用的林地面積表示;材料足跡主要是指人類(lèi)消耗的金屬、建材和礦物等不可再生資源，也有研究將可再生資源包含在內;生物多樣性足跡考查的是世界自然保護同盟紅色名錄所列的瀕危物種，故也將其視為不可再生資源。

　　1.1.2 復合足跡

　　復合足跡是指由上述若干資源足跡或(和)排放足跡組成的環(huán)境足跡，如生態(tài)足跡、水足跡和污染足跡等。其中，生態(tài)足跡包括了屬于可再生資源的土地足跡和不可再生資源的化石能源足跡 ;水足跡包括了屬于可再生資源的綠水足跡和藍水足跡，以及排放足跡下的灰水足跡 ;污染足跡則由排放足跡下的灰水足跡、氮足跡、磷足跡和化學(xué)足跡組成，這里暫不考慮它們之間可能存在的賬戶(hù)重疊問(wèn)題。

　　1.2 步驟二：基于組分加和方式進(jìn)一步分類(lèi)某些資源足跡和排放足跡還可進(jìn)一步細分為不同組分。以材料足跡為例，其金屬部分包括了銻(Sb)足跡、銅(Cu)足跡、鋁(Al)足跡、鐵(Fe)足跡等多種組分，目前有兩種方式對其加和 ：

　　(1)假定所有組分的權重系數均為 1，等權加和所有材料消費量，所得結果代表了材料消耗的總質(zhì)量;(2)引入非生物質(zhì)損耗潛勢(ADP)作為權重，將所有材料的消費量與其對應 ADP 相乘，加和得到考慮稀缺度差異的材料消費量。其中，ADP 以 Sb 為基準，通過(guò)對比全球儲量與現有消耗速度之間的關(guān)系，表征了不同材料在全球范圍內相對于 Sb 的稀缺度。2 環(huán)境足跡整合范式足跡整合是當前環(huán)境足跡研究中最核心也最具挑戰性的課題。一些學(xué)者做了有益的探索，總結起來(lái)主要有以下幾項工作 ：為實(shí)現生態(tài)足跡、碳足跡和水足跡在區域尺度上的方法一致性，提出了基于區域投入產(chǎn)出(MRIO)的足跡核算框架;為確保環(huán)境足跡在機構尺度上的方法一致性，基于 LCA 計算各類(lèi)環(huán)境足跡;為保證結果的可比性，分別通過(guò)多標準優(yōu)化法和生態(tài)時(shí)間法將各類(lèi)環(huán)境足跡轉換為歐元和時(shí)間。

　　但是總的來(lái)看，足跡整合研究還處于起步階段，尚未形成共識性、普適性的整合路徑。鑒于足跡內部的組分加和對足跡間整合有著(zhù)重要啟示作用，本節基于已構建的環(huán)境足跡分類(lèi)框架，嘗試性提出以下兩種足跡整合范式。

　　2 結論與展望環(huán)境

　　足跡是近年來(lái)國際生態(tài)經(jīng)濟學(xué)研究的熱點(diǎn)課題。本文基于所涉及的資源代謝途徑，將環(huán)境足跡分為資源足跡、排放足跡和復合足跡三大類(lèi) ;基于足跡內部各組分之間的加和方式，又進(jìn)一步細分等權加和特征化加和兩類(lèi)。該分類(lèi)框架對環(huán)境足跡整合有著(zhù)重要的啟示作用，據此提出了兩種整合范式 ：一種基于系統資源代謝，采用實(shí)物量等權加和所有物質(zhì)輸入、輸出與消耗，從而實(shí)現了以絕對質(zhì)量為單位的資源總足跡、排放總足跡和環(huán)境總足跡的公式化表達 ;另一種基于 LCIA，通過(guò)特征化加和清單物質(zhì)達到核算各類(lèi)環(huán)境足跡的目的，并對它們進(jìn)行標準化和權重化處理，最終得到無(wú)量綱的環(huán)境影響綜合評價(jià)指數。包含清晰系統邊界和所有物質(zhì)組分的清單分析是實(shí)踐兩種范式的基礎。LCA 主要適用于微觀(guān)層面，而在中觀(guān)和宏觀(guān)層面引入 MFA、MRIO 或混合方法進(jìn)行清單分析往往更為可行。因此，如何彌合不同尺度清單數據分析手段之間的差異，應作為今后環(huán)境足跡研究的一個(gè)重要方向。此外，由于環(huán)境影響有全球性、區域性和本地性之分，無(wú)論是特征化模型的開(kāi)發(fā)、標準參照系的選取，還是權重因子的確定，都應符合具體研究的實(shí)際情況。在數據可得性有保證的前提下，以上兩種范式均可用于產(chǎn)品、機構、區域乃至國家等各尺度的環(huán)境足跡核算與整合。當然，環(huán)境足跡僅能表征人類(lèi)活動(dòng)作用于地球環(huán)境系統的壓力和影響，只有與承載力指標相結合，才能真正實(shí)現由環(huán)境影響評價(jià)向環(huán)境可持續性評價(jià)的轉變。

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