生态足迹(Ecological footprint)衡量人类对自然的需求，即支持人或经济所需的自然数量。 它通过生态会计系统跟踪这一需求。 这些记录将人们用于消费的生物生产区域与一个地区或世界内可用的生物生产区域（生物承载力 – 可以再生人们对自然的需求的生产区域）进行对比。 简而言之，它衡量人类对地球生态系统的影响，揭示人类经济对自然资本的依赖。
生态足迹被定义为为人们使用的一切提供所需的生物生产区域：水果和蔬菜，鱼类，木材，纤维，化石燃料使用中的二氧化碳吸收以及建筑物和道路的空间。
足迹和生物承载力可以在个人，区域，国家或全球范围内进行比较。 足迹和生物承载力每年都随着人数，人均消费，生产效率和生态系统生产力的变化而变化。 在全球范围内，足迹评估显示人类的需求与地球可以更新的地球相比有多大。 全球足迹网络计算了联合国的生态足迹以及整个世界和200多个国家的其他数据。 他们估计，截至2013年，人类使用自然资本的速度是自然界的1.6倍。
生态足迹分析在地球周围广泛使用，以支持可持续性评估。 它可用于衡量和管理整个经济中的资源使用，并探索个人生活方式，商品和服务，组织，工业部门，社区，城市，地区和国家的可持续性。 自2006年以来，存在第一套生态足迹标准，详细说明了沟通和计算程序。 最新版本是2009年的更新标准。
概观
关于生态足迹的第一本学术出版物是威廉·里斯于1992年出版的。生态足迹概念和计算方法是在1990年至1994年在加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学的里斯监督下开发的Mathis Wackernagel博士论文。 。 最初，Wackernagel和Rees称这个概念为“适当承载能力”。 为了使这个想法更容易理解，Rees提出了“生态足迹”一词，其灵感来自于一位电脑技师，他称赞他的新电脑“桌面上的小占地面积”。 1996年初，Wackernagel和Rees出版了“我的生态足迹：减少人类对地球的影响”一书，由Phil Testemale插图。
调查结束时的足迹值分为碳，食物，住房，商品和服务以及维持世界人口消费水平所需的地球总足迹数。 该方法还可以应用于诸如产品制造或汽车驾驶之类的活动。 这种资源核算类似于生命周期分析，其中能源，生物质（食物，纤维），建筑材料，水和其他资源的消耗被转换为称为全球公顷（gha）的土地面积的标准化度量。
人均生态足迹（EF）或生态足迹分析（EFA）是一种比较消费和生活方式的手段，并根据大自然提供这种消费的能力进行检查。 该工具可以通过检查一个国家在多大程度上（或更少）使用其境内可用的数量或在多大程度上可以在全球范围内复制该国的生活方式来告知政策。 足迹也可以成为教育人们承载能力和过度消费的有用工具，目的是改变个人行为。 生态足迹可以用来说明许多当前的生活方式是不可持续的。 这种全球比较也清楚地表明了二十一世纪初这个星球上资源利用的不平等。
2007年，全球人均生物生产面积约为人均1.8公顷（gha）。 美国人均足迹为9.0 gha，瑞士为5.6 gha，而中国为1.8 gha。 世界自然基金会声称人类足迹超过了地球的生物承载力（可用的自然资源供应）20％。 Wackernagel和Rees最初估计，当时地球上60亿人的生物生产能力约为每人1.3公顷，这比2006年公布的1.8公顷还小，因为最初的研究既没有使用全球公顷，也没有包括生物生产海洋区域。
许多非政府组织提供生态足迹计算器（见下文的足迹计算器）。
计算
生态足迹的计算是复杂的，在某些情况下是不可能的，它的主要限制是什么？ 在任何情况下，基于对人所消耗的资源及其产生的废物的分析，存在不同的估计方法。 用于开发，生成基础设施和工作中心的公顷数量。
公顷必要的提供必要的植物食品。
饲养牲畜的牧场需要的面积。
生产鱼类所需的海洋表面。
森林公顷必须承担导致我们能源消耗的二氧化碳。 从这个意义上说，不仅达到了能源效率的程度，而且用于获得能源效率的来源也会受到影响：可再生能源的使用越多，生态足迹就越低。
从全球的角度来看，据估计每个居民的行星生物承载力为1.8 ha 2，或者如果我们不得不将土地的生产性土地分配给相同的部分，那么每个居民的生物承载力都是相同的。这个星球上的人口超过60亿，相当于1.8公顷，可以满足他们一年的所有需求。 根据2005年的数据，每人每年的平均消费量为2.7公顷，因此，在全球范围内，我们消耗的资源更多，产生的废物也比地球产生和承认的更多。
足迹测量和方法
2013年，全球足迹网络估计全球生态足迹为1.6个行星地球。 这意味着，根据他们的计算，地球的生态服务使用速度比续订速度快1.6倍。
生态足迹可以按任何尺度计算：对于活动，人，社区，城市，城镇，地区，国家或整个人类。 由于人口集中，城市具有巨大的生态足迹，并且已成为减少足迹的基础。
国家层面的生态足迹核算方法在全球足迹网络的网页上有所描述，或者在学术论文中有更详细的描述。
国民账户审查委员会还发布了关于如何改进账目的研究议程。
方法
国家层面的生态足迹核算方法在全球足迹网络的网页上有所描述，或者在学术论文中有更详细的描述。
虽然没有在每个最后细节中代表人类需求，但这个数字给出了人类需求在地球平均范围内运作的程度的总体估计。 虽然仍有可能进行改进，但自2006年以来已有标准，并于2009年更新。
国民账户审查委员会还发布了关于如何改进账目的研究议程。
在英国的研究
英国的人均生态足迹为5.45全球人均公顷（gha），地区差异从4.80 gha（威尔士）到5.56 gha（东英格兰）不等。
最近的两项研究调查了影响相对较小的小社区。 BedZED是伦敦南部一个拥有96个住宅的混合收入住房开发项目，由Bill Dunster Architects和可持续发展顾问BioRegional为Peabody Trust设计。 尽管受到相对“主流”购房者的欢迎，但由于现场可再生能源生产，节能建筑以及包括现场伦敦首次汽车共享在内的广泛的绿色生活方式，BedZED被发现拥有3.20加仑的足迹。俱乐部。 该报告没有衡量自2002年完工以来参观过BedZED的15,000名游客的足迹。Findhorn Ecovillage是苏格兰Moray的一个农村故意社区，总占地面积为2.56 gha，包括许多客人和访客前往社区进行那里的住宿课程和附近的Cluny Hill学院校园。 然而，仅居民就拥有2.71加仑的足迹，略高于英国全国平均水平的一半，是迄今为止工业化世界中任何社区最低的生态足迹之一。 Keveral Farm是康沃尔郡的一个有机农业社区，其面积为2.4 gha，但社区成员的足迹差异很大。
个人层面的生态足迹
在2012年对消费者行为“绿色”与“棕色”（绿色人群“预计生活影响明显低于”棕色“消费者”）的研究中，结论是“研究发现碳足迹没有显着差异”绿色和棕色消费者“。 2013年的一项研究得出了相同结论
发表在“环境研究快报”上的一项2017年研究表明，个人减少自身碳足迹的最重要方式是减少儿童数量，然后生活无车辆，放弃航空旅行和采用植物性饮食。
生态承载力
在整个陆地表面（约510亿公顷），估计约120亿公顷（陆地和水生）是生物生产的，因为它们每年都会因光合作用而产生一定量的有机物质。 在沙漠和大部分海洋中，光合作用也存在，但由于其产品被人类利用而过于分散。
有五种类型的生物生产表面（2009年数据）：
耕地（约16亿公顷）;
牧场（约34亿公顷）;
森林（约39亿公顷）;
渔业（约29亿公顷）;
土地建成（事实上，假设城市最常建在耕地上）（约2亿公顷）。
为了聚合这些不同的表面，它们被转换成一个新的单位，全球公顷（hag），代表一年中地球上一公顷的平均生物生产力。 因此改变了每种类型的表面的重量，这可以通过以下事实来解释：它们并非都产生相同数量的服务（例如，一公顷的牧场比一公顷的作物产量低）。
在国家层面，每种类型地表的生物承载力计算都考虑到该国的生产力与世界平均水平相比。 由于现有技术，气候，土壤质量的差异，这种生产力低于或高于平均水平……
应该指出的是，不可持续的耕作方法可以提高有关土地的生物承载力：生态足迹不是预测工具，因此注意到这些做法产生的瞬时收益。 然而，足迹可能反映了未来可能的恶化：污染的土壤将看到他们的生产力，因此他们的生物承载力下降。
生态足迹
人类活动消耗资源并产生浪费。 五种类型的生物生产表面对应于六种类型的足迹（5种用于资源，一种用于一种废物：二氧化碳）
耕地
牧场
森林为木材
碳封存森林（或碳足迹）
渔业
建成的土地
因此，森林提供两种不同的竞争服务：提供木质产品或隔离人类排放的一些碳。 森林不能同时提供这两种服务：如果希望从长远来看部分森林能隔离二氧化碳，你必须同意永远不要砍伐它们。
下面的简化示例使得有可能理解用于每个部分印象的计算原理：给定活动需要10吨木材; 然而，世界上每年每公顷森林的平均生产力为2吨。 因此，该活动动员了5公顷的森林。 然后，我们可以将5公顷的森林变成全球公顷，这样就可以汇总不同的部分足迹。
全球订单和趋势
生物承载力约为12.22 Ghag（十亿“全球公顷”），人口为73亿，2014年人均生物承载力为1.68公顷（“全球公顷”）。 2014年，Tertian平均需要2.84公顷。 因此，超支率达到69％，即2014年将有1.69颗行星用于提供可持续的人类消费。
事实上，自20世纪80年代中期以来，全球生态足迹超过了地球生产资源和吸收废物的生物能力，这意味着我们已经过度消耗了储量，实际上是过度开发环境。
尽管在里约热内卢举行的里约地球峰会上确立了可持续发展的承诺和目标，但由于难以改变消费和生产模式，上升趋势尚未逆转。 1992年和约翰内斯堡2002年。
数量级更大的地理区域
2014年的一些基准：
全球平均生态足迹为每人2.84公顷，而平均生物承载力为每人1.68公顷; 因此需要1,69个地球来消耗人类的消费;
法国人需要4.7公顷来维持他的生活水平。 如果所有人类都像法国人一样消耗，我们需要2.79个行星;
美国人需要消费8.37公顷。 如果所有人都以美国人的身份消费，则需要4.97颗行星;
巴西人的生态足迹为3.08公顷（行星1.83）;
中国人的足迹为3.71公顷（2.21颗行星）;
印度人的足迹为1.12公顷（行星0.67）。
海地的足迹为0.67公顷（0.4行星）。
评论和批评
van den Bergh和Verbruggen于1999年发表了早期批评，并于2014年更新。2008年发布了另一项批评。由环境总局（欧洲委员会）委托进行的更完整的审查于2008年6月发布。回顾发现生态足迹“是评估欧盟资源战略进展的一个有用指标”，作者指出，生态足迹分析在将资源利用与承载能力概念联系起来方面具有独特性。 审查指出，需要进一步改进数据质量，方法和假设。
最近对该概念的批评是由Blomqvist等人，2013a，2013年得到Rees和Wackernagel的答复，以及Blomqvist等人，2013b的回应。
另一个批评来自Giampietro和Saltelli（2014a），Goldfinger等人的答复，2014年，Giampietro和Saltelli（2014a）的回应，以及van den Bergh和Grazi（2015）的补充评论。
许多国家已经开展研究合作以测试该方法的有效性。 这包括瑞士，德国，阿拉伯联合酋长国和比利时。
Grazi等。 （2007）对生态足迹方法与空间福利分析进行了系统比较，包括环境外部性，集聚效应和贸易优势。 他们发现这两种方法可以导致不同经济活动空间模式的非常不同甚至相反的排名。 然而，这不应该是令人惊讶的，因为这两种方法解决了不同的研究问题。
纽曼（2006）认为，生态足迹概念可能具有反城市偏见，因为它没有考虑城市增长带来的机会。 计算人口密集地区的生态足迹，例如人口较多的城市或小国 – 例如纽约和新加坡 – 可能会导致人们认为这些人群是“寄生的”。 这是因为这些社区几乎没有内在的生物承载力，而是必须依赖大腹地。 批评者认为，这是一个可疑的特征，因为发达国家的机械化农村农民可能很容易消耗比城市居民更多的资源，因为交通需求和规模经济的无法获得。 此外，这种道德结论似乎是自给自足的论据。 有些人甚至将这一思路进一步发展，声称足迹否认了贸易的好处。 因此，批评者认为足迹只能在全球范围内应用。
该方法似乎通过为这些地区指定更高的生物承载力来奖励用高生产力农业单一栽培替代原始生态系统。 例如，用单一栽培森林或人工林取代古老的林地或热带森林可以改善生态足迹。 同样，如果有机农业产量低于传统方法，这可能导致前者受到“处罚”，生态足迹更大。 当然，这种见解虽然有效，但源于将足迹作为唯一指标的想法。 如果生态足迹的使用与其他指标（如生物多样性指标）相辅相成，则问题可能得到解决。 事实上，世界自然基金会的“生命星球报告”补充了两年一次的足迹计算与生物多样性的生命地球指数。 Manfred Lenzen和Shauna Murray创建了一个经过修改的生态足迹，将生物多样性考虑在澳大利亚使用。
尽管2008年之前的生态足迹模型以与煤电相同的方式处理核电，但两者的实际现实世界效应完全不同。 以瑞典Forsmark核电站为中心的生命周期分析估计Torness核电站2002年的二氧化碳排放量为3.10 g /kW⋅h和5.05 g /kW⋅h。 相比之下，水力发电为11 g / kW·h，安装煤为950 g /kW·h，1999年为美国天然气发电为900 g /kW·h，天然气发电为600 g /kW·h。然而，Mark Hertsgaard发布的数据表明，由于建造核电站的延误和所涉及的成本，对能源效率和可再生能源的投资是核能投资回报的七倍。
瑞典公用事业公司Vattenfall对该公用事业用于发电的能源的全生命周期温室气体排放进行了研究，即：核能，水力，煤炭，天然气，太阳能电池，泥炭和风能。 该研究的最终结果是核电每千瓦时生产的电力产生3.3克二氧化碳。 相比之下，天然气为400，煤为700（根据本研究）。 该研究还得出结论，核电产生的任何电力来源的二氧化碳量最少。
有人声称核废料问题并未接近化石燃料废物问题。 英国广播公司2004年发表的一篇文章指出：“世界卫生组织（世界卫生组织）表示，全球每年有300万人因车辆和工业排放物造成的室外空气污染，以及使用固体燃料在室内造成160万人死亡。” 仅在美国，化石燃料废物每年就会造成20,000人死亡。 煤电厂释放的辐射是相同瓦数的核电站的100倍。 据估计，在1982年，美国燃煤释放的放射性是三哩岛事件的155倍。 此外，化石燃料浪费导致全球变暖，导致飓风，洪水和其他天气事件造成的死亡人数增加。 世界核协会对不同形式的能源生产中由于事故造成的死亡进行了比较。 在他们的比较中，从1970年到1992年，在每年TW（英国和美国）产生的电力死亡率为885，水电为342，煤为342，天然气为85，核为8。
西澳大利亚州政府的“环境状况报告”包括一项生态足迹测量结果，对于西澳大利亚州来说，平均2007年人均平均足迹是该地区的7倍，总面积约为15公顷。
按国家划分的足迹
2013年世界平均生态足迹为每人2.8公顷。 每个国家的平均值为每人10至1个全球公顷。 根据个人生活方式和经济可能性，各国内部也存在很大差异。
温室气体足迹或更窄的碳足迹是生态足迹的一个组成部分。 通常，当仅报告碳足迹时，它以二氧化碳的重量（或代表温室气体变暖潜能值的二氧化碳当量（GGWP））表示，但也可以在生态足迹等陆地区域中表示。 两者都可以应用于产品，人或整个社会。
启示
……世界公民的平均生态足迹约为2.7全球平均公顷，而全球人均生物生产土地和水的面积仅为2.1公顷。 这意味着人类已经超过全球生物承载力30％，现在通过消耗“自然资本”库存而不可持续地生活
讨论和解释
公民身份工具
一旦基本数据可用，生态足迹允许每个人透明地：
使用可用的统计数据来计算它占据的领土;
更好地了解城乡相互依存;
更好地考虑到经济全球化，重新安置的影响;
衡量我们到达或实现可持续或公平发展的程度;
可视化和优先排序问题（以非常有教育意义的方式）;
将供需基本水平转化为自然资源或化石资源;
由于生物圈的限制在给定的时刻“t”供给，随着生态系统的过度开发，生态系统的退化（森林砍伐，荒漠化，侵蚀和土壤，地下水，河口和海洋的退化），供给减少减少生产性生态系统表面的生态系统），或许很快就会出现与人为温室效应有关的海洋入侵或气候灾害;
需求因生活水平，个人或文化偏好而异，但也合理地与气候，季节，与战争和气候危害相关的维修需求有关。
此外，生态足迹使得精确可视化经济发展对不同地区和人口的后果的不平等成为可能。 它针对不同情况的计算确实允许几个雄辩的操作：
比较不同地区的情况及其演变;
表明领土对其他人的依赖，往往更穷，以恢复更公正和公平的关系;
为了表明我们浪费的发展和旅行模式，那些享受生活水平的人认为只是正确的已经占用了超过他们的“合法”和可持续的份额，即使他们以被认为是“正常”的价格支付这个“特权”。市场（环境税也可以基于生态足迹）。
因此，生态足迹是一种不可替代的教育工具，可以证明发展的或多或少的可持续性与不平等的增加之间的联系。
生态足迹和不平等
根据我们生活环境的生产力以及需要为其生活所需资源的人数，可以选择或经历弱势的生态足迹，或多或少地容易或难以实现。 人类对气候和生态干扰后果的地理位置也不相同。 最贫穷的国家的人均生态足迹仍然低于地球可以承受的平均水平，但渴望发展并且通常具有较高的人口统计数据。
有些人提出双重生态债务：
富国向贫穷国家发展;
和当代人对后代。
前者“借”（没有支付或不支付他们合适的价格，只要没有高额税）大面积的自然资源，耕地，森林，主要分布在南方国家。 他们出口部分污染（尤其是那些不了解边境的污染，包括温室气体）。
在国家，区域和地方各级都可以找到全球生物生产资源的不平等和获取途径。 作为第一个近似值，如果在特定时刻思考，家庭的生态足迹与其消费成正比，从而与其收入成比例。 购买力极低的人不会乘坐或购买4×4或豪华住宅，也无法获得有机食品，低能耗设备或HQE。
生态问题与社会不平等之间关系的另一个方面反映在国际组织对联合国旨在大幅度减少贫困的“千年目标”的重视。 很少有人回想起这些目标只能通过整合环境问题来实现。 但生态足迹的演变表明，这些目标意味着质疑“持续经济和物质增长的教条”。
在气候变化的情况下，与经济和人口增长相关的人均生态足迹的增加反映在其他令人震惊的信号中，许多科学着作证明了这一点：
最近一段时间内加速全球变暖，主要与人为引起的温室气体排放有关，主要是甲烷和二氧化碳;
与前工业时代（我们目前在一定程度上，并且考虑到过去和现在的排放量，我们将在不久的将来达到1.5度）相比，两度变暖，灾难全球人力资源是可预测的：干旱，洪水和暴风雨，森林火灾，海平面上升等;
在xxi世纪，根据目前的趋势，变暖将在2度到6度之间，不会引起更多的悲观情景，但不会缺乏基础。
这些灾害将首先影响地球上最依赖气候“危害”的最贫困人口。 他们可以否定2015年的千年目标，并引发超越的回归。 据估计，受全球变暖影响的“自然”灾害影响的人中有90％生活在贫穷国家或地区。 据红十字与红新月报报道，受此类灾害严重影响的人数从1970年代的7.4亿增加到1990年代的20多亿。 相应的经济损失将从1310亿增加到6290亿，超过十年的官方发展援助。 根据联合国环境规划署（联合国环境规划署）的报告，全球变暖的成本每十年翻一番。 如果海平面上升一米，世界上有一半的人口将生活在沿海地区，如果目前的趋势持续下去，可能会对下个世纪进行评估。 可用面积的这些新的减少将导致生态足迹的约束增加。 具体而言，预计在未来几十年内，“环境难民”将大规模迁移：根据牛津大学的研究人员，到本世纪末仅为孟加拉国将有2000万人，到2050年将为世界提供1.5亿人口。
我们知道，地球和生命将以这种或那种方式适应。 但是，如果人们想到必须实施的“拯救地球”的解决方案（这将以某种方式出现，这个公式涉及人类和社会生活，以及它的质量），那么增加生态足迹的制约因素反映在不平等加剧的前景中。 大幅度减少人类生态压力前景的社会可接受性并不是不言而喻的。 这似乎有两个条件。 第一个是关于今天的损害的信息，以及关于追求当前路径和替代方案的风险的争论。 如果没有这种条件，意识将被推迟，紧迫性将决定政治家和专家以他们无法阻止的重大灾难的名义进行权威性决策。 不幸的是，这似乎是今天最有可能的。 第二个涉及正义。 如果在世界和每个国家都没有伴随着社会不平等的急剧减少，那么在所有可以想象的情景中等待我们的经济和心理转化努力以及生活方式的转变将是难以忍受的。
范围
生态足迹的计算没有考虑到：
其他生物所需的生物承载力（因此是最大限度）;
世界某些地区减少这一地区的趋势，海洋的崛起和酸化可能会进一步恶化这一地区;
由于该部门的某些特征：电力消耗的总占地面积，特别是核能的占地面积，实际上也具有重要的生态足迹：铀矿石的提取和加工，废核，温水或高消耗的水通过干冷却，后期工厂的建设和销毁，相应废物的重述，开放周期，扩散风险……评估方法的影响尚未达成共识。在2006年世界自然基金会的报告中，核电足迹是估计相当于化石燃料产生的相同电量，从2008年起讨论和修订的立场; 电力的足迹，在计算中不考虑核电。
然而，专家们根据能源类型对生态足迹的前瞻性评估提供了有用的估计。 例如，对于化石燃料，尤其是石油，2000年代发表的关于石油峰值的研究试图确定创新战略。 据专家介绍，2015年至2025年的石油消费峰值预测，但页岩油的繁荣推迟了几十年的最后期限。
一些作者，如Nicole Stricker，认为应该更好地量化各种能源选择或减少温室气体排放所消耗或降解的水量（例如，除了消耗大量表面之外还使用农业燃料）消耗大量水分的植物。