生态足迹方法在国外相关研究的应用较为广泛，一些学者对生态足迹概念等本身进行了研究^{[1, 2, 3]} ；而有些学者针对某个特定国家或地区开展生态足迹研究^{[4, 5, 6, 7, 8, 9]}；有些则是针对某些行业如旅游业^{[10, 11]}或农作物^[12]、化石能源^[13]等资源的生态足迹进行了分析。生态足迹的概念在1999年被引入我国^[14]，许多学者分别从理论、方法、计算模型及研究进展等方面进行了介绍和研究，主要集中在：①对生态足迹方法的研究和评价^{[15, 16]}；②对我国各个城市生态足迹的研究^{[17, 18, 19]}；③对某个行业的生态足迹分析如对水资源生态足迹的研究^{[20, 21]}以及对旅游生态足迹的分析^[22]。虽然对生态足迹的研究很丰富，但对西藏自治区生态足迹和承载力评价的研究并不多见。

西藏地处高原，生态环境脆弱。长期以来，我国和当地政府十分重视西藏生态环境保护和生态建设工作，但受区域社会经济发展状况所限，西藏有关生态环境本底及演化过程的科学观测和积累的数据偏少，大大制约了对西藏生态系统功能和效用的评价。通过对用于可持续发展测算的多种方法的适用程度、针对性、数据要求等方面的分析和选择，本文运用生态足迹方法定量计算并探讨西藏2005—2010年间的生态足迹和生态承载力的纵向变化过程和特征，评价西藏在社会经济发展过程中存在的问题及可持续发展现状，以期为西藏正确处理人口、资源、环境与经济社会发展之间的关系，制定相关政策提供科学依据。

西藏(北纬26°50′—36°53′，东经78°25′—99°06′)位于青藏高原西南部,北邻新疆，东连四川，东北紧靠青海，东南连接云南，南与缅甸、印度、不丹、锡金、尼泊尔等国毗邻，西与克什米尔地区接壤，地势由西北向东南倾斜，地形复杂多样，是中国西南边陲的重要门户。全区面积120.223万 km²，约占全国总面积的1/8^[23]。西藏高原生态安全是国家生态安全的重要组成部分，是我国乃至亚洲地区重要的生态安全屏障，土地类型丰富，如图 1所示。

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式中,A_j为生态生产性土地面积(hm²)，其中j=0,1,2,3,4,5分别代表化石能源地、可耕地、牧草地、森林、水域、建成地。Ci为资源消费量；EPi为单位生态生产力； yF 为产量调整因子，，所以有表示第j类生态生产性土地中第i种生态产品的全球平均产量。

(2)等量化处理

由于6种不同土地类型的生态生产力不同，为了将不同生态生产性土地类型的空间汇总为总生态生产力和生态足迹，各种类型的生态生产性土地面积要乘以一个等价因子 eF :

所以有:

式中， AF 为总生态足迹(全球标准面积)。

本文采用世界自然基金会(WWF)提出的等价因子：耕地和建筑用地为2.21，林地与化石燃料用地为1.34，草地为0.49，水域为0.36 2006年世界自然基金会(wwf)提供的数据 。

图 1 西藏土地利用类型 Fig. 1 Land use type of Tibet

图选项

生态承载力是指在一定自然环境和社会经济条件下，生态生产性土地的最大值。本文采用面积转换法来测算生态承载力^[24]：

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式中，AC为标准生态承载力，S_j为实际土地面积，eR_j为产量因子，eF_j为等量化因子。

当生态承载力大于生态足迹( AC > AF )时，出现生态盈余，表明该地区的发展处于生态承载力范围之内，生态系统是安全的，资源属于可持续利用；而当一个地区的生态承载力小于生态足迹( AC < AF )时，出现生态赤字，表明该地区的生态承载力不能满足当前经济活动的生态需求，即生态系统不能充分提供生产生活所需的资源和充分净化人类活动所排放的废弃物。

由于数据本身的可得性，本文对西藏自治区生态足迹和承载力变化分析的时间区间是2005—2010年。

由公式(1)可知，计算生态足迹需要测算 C_i, 西藏自治区的消费总体上可以分为生物资源消费和能源消费两大类。这两类消费的生态足迹累加大体可以得到西藏总生态足迹。

西藏生物资源消费分为农村消费和城镇居民消费。各类生物性产品消费量及建成地面积的统计数据来源于2005—2011年《西藏统计年鉴》。根据公式(1)，将西藏不同生物资源的人均消费量乘以当年人口总数，得到该地区不同产品的总消费量，再将该值与其全球平均产量相比即得到消费该项产品所产生的生态足迹。为保证计算结果可以进行不同国家不同地区之间的比较，本文的全球平均产量大多根据2010年FAO统计数据库2009年的参考数据求算。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；猪肉、牛羊肉、牛羊奶、家禽、蛋类、茶叶、木材全球平均产量由谢鸿宇由2003年WWF数据求算，其中牛羊肉平均产量数据根据FAO牛羊世界总产量和各自全球平均产量加权平均求算；牛羊奶全球平均产量由牛奶代替，水产品、干鲜瓜果全球平均产量直接引用谢鸿宇计算的数据^[25]。

西藏的能源消费主要包括煤炭、汽油和电力三类，数据由西藏自治区统计局提供。西藏的电力主要包括水电和火电。由于西藏水资源储量相当丰富，有利于发电，因而，水电消费造成人为的生态足迹是可以忽略不计，本文只计算火电消费形成的生态足迹。火电的消费量根据当年水电和火电发电量比例求得。WWF发布的《Living Planet Report 2012》将化石能源地定义为“用于吸收化石能源燃烧排放的温室气体的森林”。事实上，草地也具有较强的吸碳能力，而西藏同时拥有丰富的森林和草地资源，因而，本文引用谢鸿宇对化石能源地定义的修正，将化石能源地定义为：用于吸收化石能源燃烧排放的温室气体的森林和牧草地。1吨能源所需土地类型面积参数引用其的计算结果^[25]。

本文生态承载力采用面积转换法，利用西藏2005—2010年数据计算。根据生态足迹的土地类型，需要对西藏的可耕地、水域、林地、草地面积以及林地和草地的吸碳能力产生化石能源地面积进行转换。其中，可耕地面积按照历年西藏统计年鉴中的农作物播种面积计算；水域面积是基于MODIS数据最大水体像元提取最大水体面积观测得到；林地面积来自西藏国土资源厅统计数据；草地面积则基于GIMMS和SPOT VEGETATION(SPOT VGT)两种数据集的NDVI数据以及草地矢量数据(比例尺1 ∶ 100 000)等观测到的草地盖度计算得出。

根据西藏不同的消费类型，将生态足迹分别划分为可耕地、牧草地、森林、水域、化石能源地、建成地六类土地类型的生态足迹，2005—2010年间西藏人均生态足迹变化如图 2所示，其中牧草地、水域以及建成地生态足迹总体呈降低趋势，化石能源以2008年最高。

图 2 2005—2010年生态足迹 Fig. 2 Ecological footprint (2005—2010)

图选项

根据世界环境与发展委员会的建议，在计算生态承载力时扣除了12％的生物多样性保护面积^[26]。生态承载力化石能源地(森林)和化石能源地(牧草)面积=森林(或牧草)实际面积×吸碳产量因子×等量化因子。其中，吸碳产量因子=本地区森林固碳能力/全球平均固碳能力，故本文认为产量因子与吸碳产量因子一致。西藏的生态承载力的测算结果如图 3所示。

图 3 2005—2010年生态承载力 Fig. 3 Ecological capacity (2005—2010)

图选项

根据统计数据和上述计算公式，西藏2005—2010年西藏整体和不同土地类型的人均生态承载力、人均生态足迹以及人均生态赤字或盈余如表 1所示；不同土地类型的人均生态盈余或赤字变化趋势如图 4所示； 整体的人均生态承载力、人均生态足迹及其对比情况如图 5所示。

图 4 2005—2010年不同土地类型生态盈余或赤字变化趋势 Fig. 4 Trends of ecological deficit or surplus in different lands (2005—2010)

图选项

图 5 2005—2010年人均生态承载力、生态足迹、生态盈余及其对比 Fig. 5 Comparison of ecological capacity,footprint and surplus (2005—2010)

图选项

计算结果表明：

(1)总体上，西藏的生态承载力远大于生态足迹，西藏处于生态盈余状态(表 1，图 5)，因此西藏整体上处于生态健康状态；同时，西藏各个生态账户均显示处于盈余状态。

(2)从趋势上看(图 2—图 5)，人均生态承载力呈现平滑下降趋势，从2005年14.78 hm²/人下降到了2010年的13.77 hm²/人。其中，可耕地、牧草地、林地人均生态承载力2005—2010年一直呈现下降趋势，可耕地人均生态承载力从0.31 hm²/人下降到了0.29 hm²/人，牧草地人均生态承载力从1.97 hm²/人下降到了1.82 hm²/人，林地人均生态承载力从6.05 hm²/人下降到了5.64 hm²/人；水域的生态承载力变化不大，在0.46—0.43 hm²/人之间；森林和牧草地化石能源地具有较高的生态承载力；生态足迹从2005—2010年呈现出震荡式上升趋势，总体从2005年的0.34 hm²/人上升到了2010年的0.83 hm²/人，其中，2009年出现一个比较明显的上升。因而，西藏的生态盈余整体上是逐年递减的，2005年为14.44 hm²/人，而2010年下降到12.94 hm²/人。

(3)从结构上来看(表 1)，林地和牧草地及其转换的化石能源地生态承载力所占比重达到了95%，可耕地面积所占比重较小；生态足迹中，西藏人均可耕地面积比较稳定，而导致西藏生态足迹震荡式上升的是人均林地面积。其中，2009年更是达到了1.70 hm²/人，相比其他年份变化较大。

对五类土地类型进行具体分析并给出对应的政策建议。

由表 1可以看出，西藏可耕地的生态承载力与生态足迹都处于相对稳定的状态，生态承载力与生态足迹相比大约有35%的盈余。这一方面说明西藏的可耕地资源相对充裕，另一方面表明在人口增加导致总生态足迹增加时，为保持人均盈余处于稳定状态，可以通过提高单位可耕地的产出或者草地开垦、林地开垦的方式完成。西藏农用地中，草地面积64,459,680 hm²，占83.04%；林地面积12,680,360 hm²，占16.33%；耕地面积360,767 hm²；占0.46%^[23]。可见，西藏可耕地具有较高的开发潜力，由于西藏的可耕地分布不均，主要集中在一江两河区域，同时要保障青稞作物。因此，要发展高质高效的农业，走农牧业平衡发展的路子。

由表 1可以看出，西藏林地是人均生态足迹、承载力和盈余最大的土地类型，说明西藏保存着大量的原始森林，虽然林地消费占生态足迹比重较大，但与林地生态承载力相比，仍然有较大的生态盈余，从实际计算结果来看，2007年生态足迹占承载力的1%，最高2009年生态足迹占承载力的30%，2005—2010年，林地生态足迹波动较大，2009年消费增加较多，2010年则又出现明显回落，虽然林地资源比较丰富，但并未得到充分利用，其原因可能与西藏本身的地理环境有关，森林资源虽然丰富，但大量的森林由于海拔、周边环境的等因素而处于原始状态，人迹罕至，无法利用。牧草地也是生态盈余中较大的土地类型，这得益于西藏较高的草地盖度，平均值达到48.7%，西藏的草场数量庞大，草地人均生态足迹仅占人均生态承载力的5%左右，说明西藏草地利用率较低，西藏草地整体利用率低并不能说明草地的生态环境是可持续的，原因在于西藏草地利用可能存在过度集中或过度分散的情况，某些草地由于地域或海拔的原因根本无法利用，而有些适合放牧的草地则存在生态退化的风险。藏北草原以自然生为主，生产力低，放牧压力大。藏南草原以自然生和人工种植相结合，饲草还配以其它农作物秸秆，生产力高，经济结构相对合理。因而，草地生态环境仍可能存在局部脆弱性，应继续加强对区域草地生态的保护。

由表 1可以看出，西藏水域盈余也较大，这主要得益于西藏水域生态足迹较小，水域资源又非常丰富。西藏有河流356条，其中流域面积大于1万 km²的河流有20余条，大于2000 km²的河流有100多条。众多河流水量充沛，落差大，天然水能理论蕴藏量达2.006亿kW，占全国的30%，在全国各省、区中居首位。全区500 kW以上电站可开发水能为5659.3万 kW，年发电量3300亿 kW·h，占全国的17.1%，仅次于四川、云南居全国第三位。目前已开发利用的水力资源只占资源总量的1%^[23]。由此可见，西藏水资源有天然优势，应该大力开发西藏水资源，根据我国《能源发展“十二五”规划》，西藏应立足于保障自需用电，突破水电瓶颈制约，建设“西电东送”能源接续基地。

由表 1可以看出，西藏的化石能源地类型也存在很大的生态盈余，原因是西藏林地和牧草地资源丰富，根据二者的吸碳能力，西藏化石能源地盈余较大，这说明该区域林地、牧草地生物量整体碳汇功能具有较大潜力，作为全国重要的碳汇地之一，应通过进一步开展西藏区域碳循环研究，合理利用西藏林地与牧草地资源，为西藏区域环境可持续发展提供保证。

综上所述，通过对2005—2010年西藏生态足迹与承载力的计算与实证分析看出，西藏从整体上看处于生态盈余状态，该地区生态系统承受的压力较小，虽然局部地区有生态退化的现象，但整体上仍然有一定的承载能力。Living Planet Report 2012发布的2008年世界平均生态足迹为2.7，生态承载力为1.78；中国平均生态足迹为2.13，生态承载力为0.87，而西藏地区2010分别为0.83和13.8，可以看出西藏生态足迹相比中国和世界平均水平低很多，表明该地区经济发展尚处在初级阶段；同时生态承载力大大高于世界和中国平均水平，表明发展有较大潜力。盈余数量从趋势上看是减少的，说明西藏的生态环境确实存在局部恶化风险。对于地处高寒的西藏，生态系统脆弱，一旦破坏很难恢复。因此在注重西藏经济社会发展的同时，要密切关注局部地区生态环境恶化的风险。

致谢： 感谢安康、段晓男、张林、鲁安新、郭学军、张镱锂、朱立平、徐中民、祁威在数据和论文方面的帮助。部分数据来自青藏高原科学数据共享平台。