由加拿大生态经济学家Rees(1992)和Wackernagel等(1996；1997)提出的生态足迹(ecological footprint，EF)作为一种衡量人类对自然资源利用程度的方法(徐中民等，2000；张志强，2000；张丽君，2004)引起了全世界生态学界的关注。

从目前检索到的文献来看，能源消耗是最主要的足迹。在相关的研究和计算中，基本上沿用了生态足迹理论与方法中关于空间的互斥性观点，认为林地主要是用来生产木材(胡小飞等，2006)，化石能源用地承载力为0。因此，就出现了无论森林资源多么丰富，是否开发利用，开发利用的程度如何，所有地区(域)都处于生态赤字的状态。

根据陈敏等(2006)对2002年省域生态足迹的研究，除西藏、台湾、香港、澳门(没有能源消耗数据)以外，其他各省(市、区)的化石燃料(地)足迹均为负数。从目前对北京(张颖，2006)、杭州(章鸣，2004)、上海(张芳等，2006)、延边(胡小飞等，2006)等城市生态足迹的研究表明：仅仅能源足迹一项就可以导致任何一个具有一定工业经济规模的区域和城市出现生态需求大于生态承载力的情况。

从目前关于生态足迹的研究文献来看，人类仅仅能够通过提高单位面积粮食、牧草、木材产量以满足对物质产品的需要；而人类通过植树造林和保护天然森林资源，改善生态环境，提高生态承载力，降低生态赤字(包括降低能源消耗产生的能源足迹的努力)全部为0，按照这样的计算方法，人类的生态环境建设在可持续发展中的努力是没有意义的，这样的认识是不符合林业生产实际的。

绿色植物通过光合作用将大气中的CO₂转变为有机物储存起来，是降低大气中CO₂浓度的根本途径(杨洪晓等，2005)。森林是陆地生态系统的重要组成部分，森林的生长过程是重要的碳汇。随着世界对森林保护的日益重视，森林在吸收能源消耗所排放的CO₂的重要功能日益明显。

1 生态足迹理论与方法的探讨 1.1 生态足迹理论中的林业用地

生态足迹理论将地区表面生态型土地分为6类：耕地、草地、林地、化石能源用地、建筑用地和近海海域(Wackernagel et al., 1997)。在生态足迹理论与方法中有3个部分直接涉及到林地：第一是用于木材生产的伐木地(也就是6类土地占用中的森林用地)，第二是用于生物多样性保护需要的土地(12%的全部土地供给)，第三是化石能源用地，在Rees和Wackernagel等人的生态足迹理论体系中，能源消费的生态足迹是指能源生产及其消费后吸收其所产生CO₂需要的空间。

Wachernagel的生态足迹理论认为，6类生态型土地之间相互排斥。从目前对于林地经营的目的来看主要是生产木材，几乎没有任何一个国家或地区预留专门的林业用地专门用于吸纳能源消耗所产生CO₂，因此几乎所有相关的研究计算过程中均认为能够提供的化石能源用地为0，也就是说，森林对于人类的贡献仅仅局限于提供木材。

1.2 森林固碳与木材生产作用的非排斥性

人类经济活动燃烧矿物燃料以获得能量时，会产生大量的CO₂。如果没有森林作为地球碳交换的重要组成部分，大气中CO₂浓度会不断增大，对地球上生物具有毁灭性的影响。实际上，地球上所有的绿色植物在进行光和作用时都会吸收CO₂，同时放出O₂。海洋能够吸收31%的CO₂，而在生物库中，森林是碳的主要吸收者和主要贮存者, 森林能够吸收69%的CO₂(张芳等，2006)。森林也正是由于地球生态系统的这种功能，维护了包括人类在内的地球生态系统碳循环的平衡。

从市场经济行为来看，私人林业生产行为不会提供专门的林地用于吸收CO₂，但是森林在其长期的生长过程中能够提供包括固碳功能在内的多种间接效益，并在达到一定的经济成熟期提供木材产品作为直接经济效益。森林在没有被采伐以前，就能提供间接效益；即使森林最终被采伐，森林的固碳作用也不能忽视，因为在这个过程中，积聚在森林中的碳实际上只有少部分通过燃烧等方式重新回到大气圈中，而大部分的碳被长期固定下来。森林是最重要的碳汇，无论是用于生态环境建设或木材生产的森林都具有碳汇功能，只不过由于不同森林生物量积累的速度、数量和结构不同，森林碳汇功能的大小存在差异。

20世纪90年代后期以来，中国林业从以木材生产为中心转移到以生态环境建设为中心，森林在保护和改善生态环境方面的公益作用日益突出。特别是“林业六大工程”的建设在恢复天然林资源和扩大人工林资源方面取得了举世瞩目的成就，改善了生态环境。基于这样的现实，目前生态足迹理论中忽略森林资源能够提供包括固碳效益在内的多种生态效益的计算方法是不合理的。

2 森林作为化石能源用地供给的计算方法

森林具有强大的CO₂吸收功能。因此，应当采取恰当的方法，将全部森林(包括用于生产木材的)折算为化石能源用地供给，以便充分反映天然森林资源和用以改善生态环境的人工林生产在环境保护和恢复方面的积极作用。

2.1 生态足迹的一般计算方法

本文计算2003年的能源生态足迹，主要是与第6次全国森林资源清查的数据对应进行分析。

生态足迹总的计算公式为：，其中，EF：人均生态足迹，i：消费类型，j：土地类型，r_j：第j类土地的均衡因子，P_i、I_i、E_i：分别为第i种消费项目的年生产量、进口量和出口量，γ_i：生物生产性土地生产第i种消费项目的年平均产量，N：人口数。

生态足迹考虑的是生态环境的需求，与之对应的是生态供给即生态承载力。生态承载力的计算公式为：EC=a_j×r_j×y_j，其中，EC：人均生态承载力，a_j：第j种土地的人均生物生产面积，y_j：第j种土地的产量因子。生态足迹理论是将生态足迹和生态承载力比较，如果生态足迹大于生态承载力即出现生态赤字，相反称为生态盈余。

3.2 能源生态足迹的计算方法

能源生态足迹主要是指为了吸收这些能源生产和消费所产生的CO₂所需要的森林面积。在表 1中的世界平均能源足迹和均衡因子来自于2004年的《生命地球报告》(http://www.panda.org/news.facts/publications/living.planet.report/index.cfm)，能源消费数据来自于2005年的《中国统计年鉴》(中华人民共和国统计局，2005)。其中，化石能源足迹指的是只考虑占用林地资源的能源比如煤炭、石油，而不包括水电、核电或者生物能源。由于目前有关研究文献都将能源用地的供给以0计算，所以化石能源足迹其实就是化石能源生态赤字。

根据2006年的《生命地球报告》(http://www.panda.org/news.facts/publications/living.planet.report/index.cfm)，中国总人均生态足迹为1.6 ghm²，从表 1可以看出，2003年中国的人均化石能源足迹为0.825 8 ghm²，化石能源足迹约占全部生态足迹的52%。

2.3 中国森林提供的化石能源用地承载力

由于林地树种不同，生物生长量不同，所处的地理位置不同，需要用单位面积的产量(森林蓄积)因子进行均衡处理。单位面积产量因子为特定地区单位面积某产品的产量与世界平均产量的比值。森林的产量为特定地区单位面积蓄积量与世界平均单位面积蓄积量的比值，参考2004年的《生命地球报告》(http://www.panda.org/news.facts/publications/living.planet.report/index.cfm)，中国的林地产量因子取为0.91。有关中国森林资源的数据来自于全国第6次全国森林资源清查(1999—2003年)资料。

在计算全国及部分省区的化石能源足迹时，使用的是2003年全年的化石能源总消费，这些数据来自于《新中国五十五年统计资料汇编》(中国统计出版社，2005)，由于数据所限，没有考虑工业品的携带能源及贸易调整。表 2中化石能源承载力是用森林面积用来计算的，而化石能源承载潜力是用全部的林业用地来计算的。由于西藏、台湾、香港、澳门缺少化石能源消费数据，所以无法计算。

计算结果表明，全国森林能够提供固碳作用的林地等量面积为人均0.166 3 ghm²，约占同时期全部化石能源足迹的20%，如果全部的林业用地都能恢复森林，所能够提供的化石能源承载力可以达到目前化石能源足迹水平的33%。根据2006年的《生命地球报告》(http://www.panda.org/news.facts/publications/living.planet.report/index.cfm)，2003年中国的生态赤字为0.8 ghm²，这样的计算结果忽略了现有森林在提供能源用地供给方面可以减少约20%的生态赤字。分省(区、市)的分析可以得到类似的结论，具体分析结果见图 1。

从图 1可以看出，如果将森林列为能源用地，则各省(区、市)的生态赤字都可以得到降低，其中海南省最为明显，其森林承载力是化石能源足迹的2.3倍，林地承载潜力是化石能源足迹的2.6倍，参考其他文献(徐中民等，2006；符国基，2005)对海南省的生态足迹的计算，海南省的生态赤字约在0.5~0.7之间。这意味着，由于海南省人均森林面积达到1 hm²以上，森林覆盖率达到48%，而且年人均化石能源消费远低于全国平均水平(全国为每人每年1.23 t，海南为每人每年0.8 t，折算为标准煤)，所以海南省其实是处于生态盈余状态下的。

3 结论与建议 3.1 现有森林资源在提供化石能用地方面的能力

中国现有的森林资源提供了人均约0.17 ghm²的化石能源用地承载力，为同期能源生态足迹的20%。由于各省经济发展不平衡，特别是经济发达、人口密集、森林资源比较少的地区，如北京、上海、天津、浙江、辽宁、宁夏，能源生态足迹较大；而在水电资源比较丰富、化石能源消耗比较少、森林资源比较多的地区，如河南、云南、海南能源足迹较小(由于河南省的能源消费中，有大约46%的水电，而水电的能源用地是以耕地来计算，所以其化石能源足迹也比较小)。

3.2 中国林业在提供化石能源用地供给的潜力

根据第6次全国森林资源清查的数据，中国的林业用地为2.849 256亿hm²，约占全部国土面积的29.5%，但是现有的森林覆盖率只有18%，而且包括木材在内的林地生物产出量还不高。这表明，我国在改善生态环境、降低生态赤字方面还有着巨大的潜力。中国林业应该继续以生态环境建设为中心，加强天然林资源的管理，减少天然林的采伐，同时提高人工林资源的造林数量和质量，增加生物生长量，争取将森林承载潜力转化为现实的承载能力，在创造巨大生态效益的同时，也产生经济效益。

计算表明，通过林业部门和全社会的努力，如果中国的林业用地面积能够全部或者绝大部分进行造林，并进行妥善地保护，就能够提供人均大约0.27 hm²的林地面积用于吸收CO₂，中国的生态环境将会得到更大的改善。实际上森林在吸收CO₂的同时，还提供了缓解总悬浮颗粒物(TSP)、降尘，吸收CO等方面的生态效益，本文并没有将这些效益进行具体计算。还需要指出的是：本文中所采用的中国的林地产量因子0.91是生态足迹方法中通用的、一个比较粗略的折算因子，林种、树种、蓄积量等都会影响森林吸收CO₂的能力。

3.3 建议

对于将森林资源作为吸收CO₂的能源用地，本文的研究还是比较初步的。这个分析角度一方面对生态足迹的计算有着重要的修正作用，另一方面，在森林生态效益补偿问题的研究中也具有重要的启示。我国对森林生态效益补偿机制的研究已经开展了很多年，对建立公共补偿机制和森林资源涵养和保护水源的补偿研究已经取得了可喜的进展，并推进了相关补偿政策和措施的实施，但是对于森林固碳作用的生态效益补偿机制问题的研究目前还没有取得明显进展。

基于生态足迹理论，对化石能源用地的研究有助于推进经济发达地区通过建立碳补偿机制，投资经济不发达地区的林业建设，缓解森林培育期间资金、技术、管理等供给不足问题，增加森林资源供给，推进经济和环境的整体协调和可持续发展。