生态足迹：对生物多样性的影响外文翻译资料

 2022-09-16 10:09

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生态足迹：对生物多样性的影响

Alessandro Galli , Mathis Wackernagel , Katsunori Iha , Elias Lazarus

关键词:生物多样性公约；战略目标A；生物多样性监测；指标；生态足迹；

生态承载力；数据库结构；压力位移

【摘要】2010年10月,世界各国领导人聚集在日本名古屋参加生物多样性公约第十届会议。会议修订了2011-2020年期间生物多样性的新目标和新标准。这次会议提供了一个积极的发展方向。但是考虑到之前在2010年实现生物多样性目标上的失败,为了使新的努力在保护生物多样性问题上获得持久的成功，新方法的实现以及相关的测量和监测系统是必须的。从爱知生物2020 年生物多样性的目标被分类成五个战略性目标可以明确的看出需要采取综合方法来监测生物多样性。其中，最重要的战略目标旨在通过政府和社会利用有效的的生物多样性手段来找到生物多样性流失的根本原因。

本文的目的是通过描述生态足迹法用于追踪人类对生物多样性不断施加的压力，从而为生态足迹工具如何有助于提高环境保护科学的进步提供思路。足迹的指标和数据集能够提供主要的特征信息，它能不断地完善生态足迹测算工具的理论，地理特征以及时空覆盖范围。

2013 保留权归爱思唯尔有限公司所属。

1.概述

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我们社会的物质幸福建立在生物领域的自然资本包括生活在地球上物种的丰富性。然而，正如一些研究报告一直指出，生物多样性在以一个前所未有的速度下降并且人为压力导致生物多样性下降的原因（BIP，2010;布查等，2010;欧洲经济区，2010; Ellis等，2010。 ; Lenzen等人，2012; Loh等人，2005; SCBD，2010;沃波尔等人，2009; Weinzettel等人，2013年）。Butchart等人.（2010）得出的结论是，在全球范围内，领导人们为了减缓或扭转生物多样性衰退的而做出的努力还不足够并且生物多样性公约2010年生物多样性目标（CB​​D，2006;生物多样性公约秘书处，2003年）没有实现：虽然反应有所增加，但是他们没有设法抵消越来越大的压力。未能按时达成2010年目标的原因有多种。虽然保护区和FSC认证森林的面越来越大，但（国内和国际）也越正在采取来越多的政策来对付外来入侵物种问题同时国家政府和国际组织投资更多的资金用于解决生物多样性目标缺乏以及许多政策不当等生物多样性相关问（Butchart等人，2010）。

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生物多样性是我们这个星球上最引人注目的方面之一;然而我们现在并不知道地球上栖息着多少物种（莫拉等。，2011）。此外，监测生物多样性变化的全球观测系统还不存在（佩雷拉等人，2012）并且在国家和区域一级监测和共享框架上缺乏一致性（佩雷拉等人，2013年）。根据2020年爱知生物多样性目标，提出大约100多项指标来证明开发全球观测系统的复杂性（CBD,2010）佩雷拉等人 （2013 年） 作为出发点为全球的生物多样性监测程序提出了EBV（基本生物多样性变量）过程。毫无疑问，这是在正确的方向迈出的一步，无疑在正确的方向前进的一步，EBV进程仍然缺乏对生态系统和生物多样性以及决策过程中的生物多样性的经济意义的适当关注点。2020 年爱知生物多样性目标 (CBD，2010年) 的五个战略目标中，战略目标 A-'通过政府和社会利用有效的的生物多样性手段来解决生物多样性流失的根本原因'主要是针对那些是迄今为止都没有考虑如何检测和监控生物多样性流失的最不发达国家。

人为对生态系统的压力和对地球健康和社会和谐和经济稳定的潜在破坏性后果程度几乎不影响主要政治和经济决策。Butchart等人（2010）的趋势报告中选择的五个参数（生态足迹，氮沉积，外来物种，鱼类资源过度开发和气候的影响）表明，在过去的几十年里，人类活动引起的压力不断增加。rockstrouml;M等人（2009）的研究结果认为，由于这种人为压力的增加，人类活动可能已经超出地球系统安全工作范围。人类压力的积累是许多环境问题的根本原因，世界各国领导人正面临选择合适的政策和投资，以防止不利影响的挑战（Bauler，2012; Heink和Kowarik，2010;moldan等，2012）。

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根据最近的一项研究（McCarthy 等，2012）表明，减少濒危物种灭绝风险的成本可能高达47亿6000万美元每年，而有效地管理全球保护站将每年花费约76.1美元亿成本。在历史上努力保护生物多样性一直都是为了保护栖息地和物种。然而，尽管在保护区（宝翠et al.，2012）有比受威胁的栖息地更多的调节服务潜在能力（Maes et al.，2012），但是随着人类施加的压力越来越大，保护区（PA）可能不再能够降低物种灭绝的风险的物种灭绝的速度。由于生物多样性丧失，为了实现2020年爱知生物多样性目标，因此测量和监测人为压力的程度是非常有必要的，而且需要大幅加强应对全球性生物多样性丧失而做出的努力。

一系列广泛的测量数据可用于识别背后的推动力的影响，并且帮助对保持经济和社会发展作出决策（例如，蔡平等，2009）。其中一个是生态足迹，即本文所描述的生态系统服务的核算系统。

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随着人类对地球生态系统的需求迅速增加（goudie，1981；haberl，2006；Nelson et al.，2006；rockstrouml;M et al.，2009），生物圈未来能提供给人类和其他许多物种资源的能力正在退化。 Barnosky等人（2012）认为，接近一个全球尺度的临界转变是因为存在许多人为压力，所以需要检测预警和预测生态系统的压力后果的工具。生态足迹（Wackernagel et al.，2002）可以是一个这样的工具。

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本文的目的是这样清楚地描述的主要探究的问题和生态足迹方法的主要特点，并解释这个指标如何指向生物多样性丧失的五大关键机制。通过提供有关国家的发展趋势的结果，并举例说明足迹账户如何跟踪全球生物多样性（或间接）的压力，本文概述了如何利用该工具应对对生态系统造成直接影响的措施。如何用于补充对生物多样性的具体生态系统造成直接影响的措施。

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2.测算方法

2.1.生态足迹和生态承载力：概述

追求可持续的发展是人类发展基本方法，这其中包括避免栖息地破坏和物种的灭绝，因此这就需要我们更好的理解我们将要面临的选择。为此，政策制定者和决策者需要相关的知识和工具来处理地球上的生态系统和生态资产以及人类活动所对地球造成的压力。生态足迹方法（Wackernagel等人，2002）在一个重要方面提供了定义衡量可持续发展的资源维度。它提供了一个会计系统，用来跟踪生态再生能力，人类的需求，以及生产的可再生能源和生态服务，通过与他们的日常生活做比较，来看看他们有多少再生能力，以及他们所现有的生态资产。这种会计工具可应用于全球的生态盟友，在区域和国家层面提供了两个指标来洞察：

在需求方面，生态足迹测量的是生物逻辑生产的土地以及海域的生态资产，即人口需要生产的可再生资源和它所使用的生态服务。在供应方面，生态承载力跟踪生态资产，可以在国家、地区或在全球层面，使用他们的能力来生产可再生资源和生态服务。

无论是生态足迹还是生态承载力的结果都是在全球范围内用可以比较的标准化的单位来表示，“全球公顷”（GHA）–公顷的生物生产性土地或在某一年的世界平均生物生产力海区（加利et al.，2007；2001 et al.，2004）。

虽然无法追踪生物圈中的每个人相关的压力，但生态足迹试图捕捉到在生物圈内争夺空间的所有需求。需求是指具有生物生产力的土地和海域，产生人类需求的可再生资源和生态服务的使用（图1）。通过测量在生理上为竞争生产空间的需求、生态承载力和生态足迹指标，重点对象是对生态系统供给服务的生物基流和调节服务的废物吸收。该服务通过生态足迹账户量化的例子，为他们提供包括以下几种生态类型：提供植物性食物和纤维产品作物的土地；格拉茨土地和农业动物产品；渔场（海洋和内陆）鱼产品；森林的木材和其他林产品以及固废物（CO2，主要来自化石燃料的燃烧）从而调节气候。建设性用房和其他城市基础设施的表面也进行跟踪（borucke et al.，2013）。

图1 各使用土地类别生态足迹（见Borucke等（2013）对每个类别的计算方法附加信息）。土地类型，如耕地，牧场，森林和渔场参阅供应服务的需求，而碳吸收土地是指为封存二氧化碳的调节服务的需求。来源：Maddox d的研究（2012年）。

消费生态足迹（EFC）是通过跟踪生态资产其浪费和产生所有商品生产，加上进口减去出口。其计算方法如公式1所示（见borucke et al.，2013）。

EFC=EFP EFI-EFE (1)

在EFP和EFE主要分别体现在进口和出口的商品流动的足迹。

从生态足迹在全球公顷计算，生态足迹（EF）的每一个单一的产品，无论是国产、进口或出口的，计算公式为：

EF=pi/Ywj*EQFi (2)

其中p是收获的各主要产品量（或二氧化碳排放）的国家;Ywj是一年一度的世界平均商品生产产量（或碳吸收能力的情况下，P是CO2）；EQFi是土地利用类型、生产产品等价因子。

消费生态足迹（EFC）表示需求的生物承载力由一个国家的居民而生产的生态足迹（EFP）表示的需求是在一个特定的地理区域从生产过程中产生的生物承载力，如一个国家或地区。进口的生态足迹（EFI）和出口（EFE）表明，在国际贸易中使用生态承载力：如果出口中所包含的生态足迹高于进口，那么一个国家是一种可再生资源和生态服务的净出口国。相反，一个国家的足迹所体现的从外部的地域界限进口是高于出口是依赖于可再生资源和生态服务所产生的生态资产。

虽然生态足迹量化人的需求，生物能力作为一个生态基准和量化的能力，以满足这一需求。生态承载力(3)它为每一个国家提供了一个评估该国生态资产的能力，并且产生可再生资源和生态服务。

BC=sum;Anitimes;YFnitimes;EQFi (3)

其中，I是可以为每个产品的生产在I国的水平，该药的生物生产面积，I国具体产量因子对土地生产的产品I和eqfi是土地利用类型生产每个产品一个详细解释生态足迹和生态承载力当量因子可参考borucke等人（2013）的研究。

生态足迹的方法的主要目的是促进认识地球的生态限制，在这种前提条件下以这种方式帮助维护生态系统（健康的森林，清澈的水，干净的空气、肥沃的土壤、生物多样性等）和生命支持服务，从而使生物圈提供给我们更多的资源。生态足迹账户的背后是提供管理和监测评估和应对生物承载力能力，其生物物理限制是人类活动对地球生态系统产生的压力。

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2.2 国家足迹账户：数据库描述和说明
生态足迹和生物承载力可以从单一的产品到城市和地区，国家或者全世界作为一个整体来计算。然而，国家级生态足迹评估通常被认为是最完整的（Kitzes等，2009）被称为国家足迹账户（NFA）。第一个系统的尝试计算生态足迹和国家的生物承载力工作始于1997年（Wackernagel 等，1997），而最新的NFA的版本已在2011年发行（全球足迹网络，2011）。

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NFA的2011版计算并报告了1961-2008年全球约160个国家的生态足迹和生态承载力（全球足迹网络，2011）。为了进行这样的计算中，需要从约30个数据集库里提取约6000万各基本的源数据点。在NFA的计算主要数据来源为联合国机构或附属机构，如联合国粮食和农业组织（粮农组织统计，2011年），联合国统计司（联合国商品贸易统计数据库-联合国商品贸易统计，2011年）的数据库和国际能源机构（IEA，2011）。其他数据来源包括浏览同行研究和专题收藏。源数据库的完整列表，从Borucke等人（2013）研究得出，总结于表1中。

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得到的最原始的数据以CSV或类似的纯文本文件格式保存。对一些资料进行整理然后使用微软Excel进行计算，之后，原始数据和中间结果存储在一个MySQL数据库。然后由数据库环境内执行的脚本每次形成诸如小数整理这样的进一步的数据预处理。通过特定的数据管理软件查询数据库中相应的国家和年份值并计算每个国家的生态足迹，由此产生的信息被组织在微软Excel工作簿中107个相互关联的工作表，这构成了特定国家的特定年份的NFA工作簿，然后对应每个国家和年份的结果存储到MySQL并且可根据要求被分配给用户。全球足迹网络工作的内部维护数据库没有设置公开访问，而国家足迹账户许可证和主要国家的结果和时间趋势图可在全球足迹网络的网站查询到。在计算NFA时，可以直接接触各个数据库的托管机构（例如，粮农组织，国际能源署等）访问需要用到的全球足迹网络，有时可能需要订阅访问。

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国家消费生态足迹的结果以每个单独的土地类型的水平，或以总结成单一的数字形势给出报告（图2），后者是最常用的报告格式。标准化的因子，简称为收益率因子和等价因子，用于标定每一个单独的土地类型在在全球范围内给土地类型的贡献值。因此，其价值可以添加到汇集的总数中。（见Galli 等，2007；borucke et al.，2013

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