METODIKA VÝPOČTU NÁRODNÍCH ÚČTŮ EKOLOGICKÉ STOPY
VYDÁNÍ Z ROKU 2008
GLOBAL FOOTPRINT NETWORK Oddělení výzkumu a standardů
UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE Centrum pro otázky životního prostředí
Metodika výpočtu národních účtů ekologické stopy, vydání z roku 2008 (verze 1.1)
Autoři: Brad Ewing Anders Reed Sarah M. Rizk Alessandro Galli Mathis Wackernagel Justin Kitzes
Navrhovaná citace: Ewing B., A. Reed, S.M. Rizk, A. Galli, M. Wackernagel, and J. Kitzes. 2009. Metodika výpočtu národních účtů ekologické stopy, vydání z roku 2008. Global Footprint Network, Oakland a Centrum pro otázky životního prostředí UK, Praha.
Použitá označení či pojmenování a prezentace materiálů v publikaci „Metodika výpočtu národních účtů ekologické stopy“, vydání z roku 2008, neznamenají vyjádření jakéhokoli názoru ze strany organizace Global Footprint Network nebo jejích partnerských organizací ohledně právního statutu jakékoli země, území, města nebo oblasti ani jejich správních orgánů, ani ohledně vymezení jejich hranic.
Z angličtiny přeložila Jarmila Hájková Lektoroval a doplnil David Vačkář
Další informace získáte na adrese: Global Footprint Network 312 Clay Street, Suite 300 Oakland, CA 94607-3510 USA Telefon: +1.510.839.8879 E-mail:
[email protected] Web: http://www.footprintnetwork.org © Global Footprint Network 2008. Všechna práva vyhrazena.
RESUMÉ Požadavky lidí na ekosystémové služby se neustále zvyšují a mnohé naznačuje tomu, že tyto požadavky možná přesahují regenerační schopnost a absorpční kapacitu biosféry. Limitujícím faktorem lidského snažení se tak stále více může stávat produktivita přírodního kapitálu. Je proto třeba vytvořit standardizované způsoby měření, které by sledovaly požadavky lidí na regenerační schopnost a absorpční kapacitu pro odpady v rámci biosféry a také dostupnost této regenerační schopnosti, resp. absorpční kapacity. Jedním z takovýchto standardizovaných způsobů měření je ekologická stopa, která vyjadřuje míru lidského přivlastnění si ekosystémových produktů a služeb z hlediska množství bioproduktivní půdy a plochy moří, které jsou třeba k poskytování těchto služeb. Plocha půdy nebo moře, která je k dispozici k tomu, aby sloužila k určitému konkrétnímu využití, se nazývá biokapacita a představuje schopnost biosféry uspokojovat požadavky lidí na spotřebu materiálů a likvidaci odpadů. Účty ekologické stopy a biokapacity se týkají šesti kategorií využití území: zemědělská půda, pastviny, rybářská loviště, lesní půda, zastavěná půda a půda pro vázání uhlíku (k pojmutí uhlíkové stopy). U každého komponentu je poptávka po ekologických službách vydělena výnosem z těchto ekologických služeb, čímž se získá ekologická stopa pro každou kategorii využití území. Ekologická stopa a biokapacita jsou vybaveny stupnicí faktorů výnosu a ekvivalentních faktorů, jež konvertují tuto požadovanou fyzickou půdu na biologicky produktivní půdu světového průměru nazvanou globální hektar. To umožňuje srovnání mezi různými kategoriemi využití území s různou produktivitou. Národní účty ekologické stopy vypočítávají ekologickou stopu a biokapacitu jednotlivých zemí i celého světa. Podle vydání Metodiky výpočtu národních účtů ekologické stopy z roku 2008 lidstvo v roce 2005 požadovalo zdroje a služby 1,31 planety. Tato situace, kdy celková poptávka po ekologickém zboží a službách přesahuje dostupnou nabídku, je známá jako přestřelení. V globálním měřítku přestřelení znamená, že zásoby ekologického kapitálu se tenčí nebo že se akumuluje odpad.
ÚVOD Lidstvo se spoléhá na ekosystémové produkty a služby - včetně zdrojů, absorpční kapacity pro odpady a prostoru pro vybudování městské infrastruktury. Změny životního prostředí, jako je např. ubývání lesů, zhroucení rybářských lovišť nebo akumulace CO2 v ovzduší, naznačují, že požadavky lidí již dost možná překročily regenerační a absorpční kapacitu biosféry. Pro zajištění budoucí prosperity má zásadní význam opatrné řízení interakce mezi člověkem a biosférou. To vyžaduje spolehlivé metody měření pro zkoumání regenerační kapacity biosféry a její schopnosti absorbovat odpady. Tyto metody měření jsou nanejvýš důležité i při posuzování současné ekologické nabídky (dodávky) a poptávky, při stanovování cílů, zjišťování možností pro zásahy i při sledování pokroku při dosahování stanovených cílů.
Vytváření této měřící metodiky je cílem tzv. účtů ekologické stopy. V roce 1997 začal Mathis Wackernagel spolu se svými kolegy z Universidad Anáhuac de Xalapa s prvními systematickými pokusy o vyhodnocení ekologické stopy a biokapacity národů (Wackernagel et al., 1997). Na základě těchto hodnocení pak v roce 2003 organizace Global Footprint Network iniciovala vydání Národních účtů ekologické stopy, které zatím naposledy vyšly v roce 2008. Národní účty ekologické stopy kvantifikují roční nabídku (dodávku) ekosystémových produktů a služeb a poptávku po nich ve statickém, popisném účetním rámci. Vydání Národních účtů ekologické stopy z roku 2008 vypočítává ekologickou stopu a biologickou kapacitu 201 zemí a celého světa od roku 1961 do roku 2005, což je období, pro které jsou k dispozici kompletní soubory dat díky statistice OSN (Global Footprint Network 2008). Záměrem Národních účtů ekologické stopy je poskytnout vědecky podložené a transparentní výpočty, které umožňují srovnání požadavků jednotlivých zemí na globální regenerační a absorpční kapacitu. Ekologická stopa vypočítává požadavky, které populace a činnosti kladou v daném roce na biosféru, a bere přitom v úvahu technologie a management zdrojů, jež v daném roce převažují. K výpočtu plochy nezbytné pro podporu určité činnosti ekologická stopa využívá výtěžek toků primárních produktů na jednotku plochy. Nabídka (dodávka) vytvářená biosférou se nazývá biologická kapacita nebo biokapacita. Biokapacita je měřítkem množství biologicky produktivní půdy a plochy moří, které jsou k dispozici k poskytování ekosystémových služeb, které lidstvo spotřebovává. Předpokládá se, že jednotlivá využití území, jež jsou zachycena v ekologické stopě, se vzájemně vylučují. Tento dokument popisuje metodiku výpočtu ekologické stopy a biokapacity na národní úrovni. Protože soubory globálních dat o produkci a obchodu jsou zpravidla k dispozici pouze na národní úrovni, tvoří národní účty ekologické stopy základ pro analýzy ekologické stopy pro úroveň nižší, než je úroveň národní, např. pro organizace nebo produkty. Tento materiál uvádí základní výpočty a zásady uplatňované ve vydání Národních účtů ekologické stopy z roku 2008. Výzkumníkům i pracovníkům z praxe poskytuje informace, které prohloubí jejich porozumění metodice výpočtu pro ekologickou stopu, biokapacitu, faktory výnosu, ekvivalentní faktory a kategorie využití území, jež jsou zahrnuty do ekologické stopy, tj. zemědělská půda, pastviny, rybářská loviště, lesní půda, půda pro vázání uhlíku a zastavěná půda. Výpočty národních účtů ekologické stopy vycházejí převážně z mezinárodních datových souborů publikovaných Organizací pro výživu a zemědělství OSN (FAO) v rámci statistické databáze ResourceSTAT 2007, Mezinárodní energetickou agenturou (IEA 2006), divizí statistiky OSN (statistická databáze OSN o obchodu s komoditami – UN Comtrade 2007) a Mezivládním panelem pro změnu klimatu (IPCC 2006). Další zdroje dat zahrnují oponované studie ve vědeckých časopisech a tematické sbírky. Z celkem 201 zemí, jejichž národní účty ekologické stopy byly analyzovány, mělo 150 počet obyvatel vyšší než 1 milion a statistický systém OSN je pokrýval v plné šíři.
Vlastní realizace národních účtů ekologické stopy pomocí šablon vycházejících z příslušných databází je popsána v Průvodci národními účty ekologické stopy 2008 (Kitzes et al. 2008). Tyto účty udržuje a aktualizuje organizace Global Footprint Network, se kterou spolupracuje více než 100 partnerských organizací.
ZÁKLADNÍ PŘEDPOKLADY ÚČETNICTVÍ EKOLOGICKÉ STOPY Účetnictví ekologické stopy vychází ze šesti základních předpokladů (Wackernagel et al. 2002): Většina zdrojů, které lidé spotřebovávají, a většina odpadu, který produkují, je dohledatelná. Většina těchto zdrojů a toků odpadů se může změřit z hlediska biologicky produktivní plochy nezbytné pro udržení toků. Zdroje a toky odpadů, které nelze měřit, se z posuzování vyloučí, což vede k systematickému podhodnocení skutečné ekologické stopy lidstva. Pomocí vážení každé plochy v poměru k její bioproduktivitě se různé druhy ploch mohou převádět na společnou jednotku globálního hektaru, tj. hektaru s průměrnou světovou bioproduktivitou. Protože jeden globální hektar představuje jedno využití a všechny globální hektary v kterémkoli jediném roce představují stejné množství bioproduktivity, lze je sčítat a získat tak agregovaný indikátor – ekologickou stopu nebo biokapacitu. Požadavky a poptávku lidí (vyjádřené jako ekologická stopa) lze přímo porovnávat s dodávkami z přírody (biokapacitou), pokud je obojí vyjádřeno v globálních hektarech. Požadovaná plocha může převýšit plochu nabízenou, jestliže požadavky na ekosystém převyšují regenerační kapacitu tohoto ekosystému (např. lidé mohou od lesů nebo rybářských lovišť dočasně požadovat větší biokapacitu, než mají tyto ekosystémy k dispozici). Tato situace, kdy ekologická stopa převyšuje dostupnou biokapacitu, se nazývá přestřelení.
VÝPOČTY EKOLOGICKÉ STOPY A BIOKAPACITY Ekologická stopa představuje přivlastněnou biokapacitu a biokapacita představuje dostupnost bioproduktivní půdy. Pro kteroukoli kategorii využití území je ekologická stopa (EF – ecological footprint) státu v globálních hektarech dána rovnicí:
EF
P YN
Y EQF
(Rov. 1a)
kde P je množství sklizeného produktu nebo vypuštěného odpadu, YN je národní průměrný výnos pro P, a YF a EQF jsou faktor výnosu a ekvivalentní faktor pro příslušnou kategorii využití území. Biokapacita státu BC pro kteroukoli kategorii využití území se vypočítává následovně:
BC
A YF EQF
(Rov. 2)
kde A je plocha, která je k dispozici pro danou kategorii využití území.
Druhotné produkty Součet ekologických stop všech primárních sklizní a absorpční kapacity (pro odpady) ekosystémových služeb dává celkovou ekologickou stopu domácí produkce určitého státu. V některých případech je však nutné znát ekologickou stopu produktů odvozených z primárních toků ekosystémových statků. Vztah primárních a odvozených statků vyjadřují extrakční poměry specifické pro jednotlivé produkty. Extrakční poměr pro odvozený druhotný produkt EXTRD se používá při výpočtu jeho efektivního výnosu následovně: YD
Y P EXTR D
(Rov. 3a)
kde YP a YD jsou výnos pro primární produkt, respektive efektivní výnos pro odvozený produkt. Zpravidla platí, že EXTRD je jednoduše hmotnostní poměr odvozeného produktu k požadovanému primárnímu vstupu. Tento poměr je znám jako technický konverzní faktor pro odvozený produkt, označený níže jako TCFD. Existuje i několik málo případů, kdy se z téhož primárního produktu zároveň vytváří vícero odvozených produktů. Např. jak sójový olej, tak i sójová pokrutina se extrahují zároveň z téhož primárního produktu a tím je v tomto případě sója. Sčítání ekvivalentů primárních produktů by vedlo k dvojímu započítání, takže
ekologická stopa tohoto primárního produktu se musí rozdělit mezi zároveň odvozované statky. Extrakční poměr pro odvozený statek D je dán rovnicí:
EXTR D
TCF D FAF D
(Rov. 3b)
kde FAFD je alokační faktor ekologické stopy. Ten alokuje ekologickou stopu primárního produktu mezi zároveň odvozované statky podle cen vážených dle TCF. Ceny odvozených statků představují jejich relativní příspěvky k podnětu pro sklizeň primárního produktu. Rovnice vyjadřující alokační faktor ekologické stopy pro odvozený produkt vypadá takto:
TCF D V D FAF D
TCF i V i
(Rov. 3c)
kde Vi je tržní cena každého zároveň odvozovaného produktu. Pro produkční řetězec s pouze jedním odvozeným produktem se pak FAFD rovná 1 a extrakční poměr je roven technickému konverznímu faktoru.
STANDARDIZACE BIOPRODUKTIVNÍCH PLOCH – OD HEKTARŮ KE GLOBÁLNÍM HEKTARŮM Průměrná bioproduktivita se mezi jednotlivými kategoriemi využití území liší, stejně tak jako se pro danou kategorii využití území liší i mezi jednotlivými zeměmi. Aby bylo možné mezi sebou jednotlivé země i kategorie využití území porovnávat, jsou ekologická stopa a biokapacita obvykle vyjádřeny v jednotkách celosvětově průměrné bioproduktivní plochy. Vyjadřování ekologické stopy v celosvětově průměrných hektarech také usnadňuje sledování bioproduktivity začleněné do mezinárodních obchodních toků.
Faktory výnosu Faktory výnosu objasňují odlišné úrovně produktivity pro konkrétní kategorie využití území v jednotlivých zemích. Faktor výnosu umožňuje srovnatelnost mezi výpočty ekologické stopy nebo biokapacity různých zemí. Pro každý rok má každá země faktor výnosu pro zemědělskou půdu, pastviny, rybářská loviště a lesní půdu. Standardně se předpokládá, že faktor výnosu pro zastavěnou půdu je stejný jako faktor pro zemědělskou půdu, protože městské oblasti jsou zpravidla vybudovány na nejproduktivnější půdě nebo v její blízkosti.
Přírodní faktory, jako jsou rozdíly ve srážkách nebo kvalitě půdy, mohou (stejně jako postupy při obdělávání) rozdíly v produktivitě ještě zvětšit. Faktory výnosu váží plochy půdy podle jejich relativních produktivit. Např. průměrný hektar pastvin na Novém Zélandě produkuje více trávy než celosvětově průměrný hektar pastvin. Z hlediska produktivity je tudíž jeden hektar travnatého porostu na Novém Zélandě ekvivalentní více než jednomu celosvětově průměrnému hektaru pastvin. Potenciálně je tedy schopen pokrýt větší produkci masa. Tabulka 1 ukazuje faktory výnosu vypočítané pro několik zemí ve vydání Národních účtů ekologické stopy z roku 2008 (Global Footprint Network).
Tabulka 1: Příklady faktorů výnosu pro vybrané země v roce 2005 Světový průměrný výnos Alžírsko Guatemala Maďarsko Japonsko Jordánsko Nový Zéland Zambie
Zemědělská půda 1 0,6 0,9 1,5 1,7 1,1 2,0 0,5
Lesy 1 0,9 0,8 2,1 1,1 0,2 0,8 0,2
Pastviny 1 0,7 2,9 1,9 2,2 0,4 2,5 1,5
Rybářská loviště 1 0,9 1,1 0,0 0,8 0,7 1,0 0,0
Faktor výnosu je poměr národního výnosu k celosvětově průměrnému výnosu. Vypočítává se na základě roční dostupnosti využitelných produktů. Faktor výnosu pro určitou zemi YFL pro jakoukoli danou kategorii využití území L je dán rovnicí:
A W,i YFL
i U
(Rov. 4a)
A N,i i U
kde U je soubor všech využitelných primárních produktů, které jsou ve výnosu dané kategorie využití území, a AW,i a AN,i jsou plochy nezbytné k tomu, aby poskytly dané zemi roční dostupné množství produktu i v celosvětovém (W), resp. národním (N) výnosu. Tyto plochy se vypočítávají takto:
Pi A N,i
YN
Pi (Rov. 5a) a zároveň
A W,i
YW
(Rov. 5b)
Kde Pi je celkový národní roční růst produktu i a YN a YW jsou národní (N), respektive světové (W) výnosy. Takže AN,i je vždy plocha, která produkuje produkt i v rámci dané země, zatímco AW,i představuje ekvivalentní plochu půdy s celosvětově průměrným výnosem produktu i. Většina kategorií využití území v ekologické stopě poskytuje pouze jediný primární produkt, např. dřevo z lesní půdy nebo trávu z pastvin. Pro ně se rovnice pro faktor výnosu zjednodušuje a vypadá takto:
YN YFL
(Rov. 4b)
YW
U kategorií využití území, jejichž výnos tvoří pouze jediný produkt, pak spojení rovnic 4b a 1a dává zjednodušený vzorec pro ekologickou stopu v globálních hektarech:
P EF
YW
EQF
(Rov. 1b)
V praxi je zemědělská půda jedinou kategorií využití území, pro kterou se využívá rozšířená forma výpočtu faktoru výnosu.
Ekvivalentní faktory Aby bylo možné kombinovat a spojovat ekologické stopy nebo biokapacity různých kategorií využití území, je nutný druhý převodní faktor. Ekvivalentní faktory převádějí skutečné plochy v hektarech u různých kategorií využití území na jejich ekvivalenty v globálních hektarech. Faktory výnosu a ekvivalentní faktory se aplikují ve výpočtech ekologické stopy i biokapacity a výsledky jsou v konzistentních, srovnatelných jednotkách. Ekvivalentní faktory převádějí plochu poskytovanou nebo požadovanou v rámci určité kategorie využití území (tj. celosvětově průměrná zemědělská půda, pastviny, rybářská loviště, lesní půda, zastavěná půda a půda pro vázání uhlíku) na jednotky celosvětově průměrné biologicky produktivní plochy – globální hektary. Ekvivalentní faktor pro zastavěnou plochu je nastaven jako rovný faktoru pro zemědělskou půdu a faktor půdy pro vázání uhlíku je nastaven jako rovný faktoru pro lesní půdu. To odpovídá předpokladu, že infrastruktura bývá na produktivní zemědělské půdě nebo v její blízkosti a že k vázání uhlíku dochází na lesní půdě. Ekvivalentní faktor vodní plochy je nastaven jako rovný jedné, což je v souladu s předpokladem, že nádrže vodních elektráren zaplavují celosvětově průměrnou půdu. Ekvivalentní faktor pro plochu moří se vypočítává tak, že jeden globální hektar pastvin
vyprodukuje určité množství kalorií hovězího, které je rovno množství kalorií lososa, které lze vyprodukovat jedním globálním hektarem mořské plochy. Ekvivalentní faktor pro sladké vody je nastaven jako rovný ekvivalentnímu faktoru pro mořskou plochu. Např. v roce 2005 měla zemědělská půda ekvivalentní faktor 2,64, což znamenalo, že produktivita celosvětově průměrné půdy byla více než dvojnásobná než průměrná produktivita pro veškerou sloučenou půdu. V témže roce měly pastviny ekvivalentní faktor 0,40, takže průměrná produktivita pastvin tvořila 40 % produktivity celosvětově průměrného bioproduktivního hektaru. Ekvivalentní faktory se vypočítávají pro každý rok a jsou v daném roce pro každou zemi neměnné.
Tabulka 2: Ekvivalentní faktory v roce 2005 Kategorie ploch Zemědělská půda Lesní půda Pastviny Mořské rybářství Sladkovodní rybářství Zastavěná půda
Ekvivalentní faktor (gha/ha) 2,64 1,33 0,5 0,4 0,4 2,64
Ekvivalentní faktory se v současné době vypočítávají pomocí indexů úrodnosti z modelu Globálních agroekologických zón (GAEZ) a dat o skutečných plochách zemědělské půdy, lesní půdy a pastvin z FAOSTATu (FAO a IIASA Global Agro-Ecological Zones 2000 Statistická databáze FAO ResourceSTAT 2007). Model GAEZ rozděluje veškerou půdu na světě do pěti kategorií na základě vypočítané potenciální produktivity plodin. Veškerá půda má přiřazený kvantitativní index úrodnosti, který vychází z následující škály: Velmi úrodná (VS) – 0,9 Úrodná (S) – 0,7 Středně úrodná (MS) – 0,5 Okrajově úrodná (mS) – 0,3 Neúrodná (NS) – 0,1 Výpočet ekvivalentních faktorů předpokládá, že nejproduktivnější půda je určena k nejproduktivnějšímu využití: nejvhodnější půda, která je k dispozici, bude využita k pěstování plodin, druhá nejvhodnější půda bude využita pro lesy a nejméně vhodná půda bude sloužit jako pastviny. Ekvivalentní faktory se vypočítávají jako poměr průměrného indexu úrodnosti pro danou kategorii využití území k průměrnému indexu úrodnosti pro všechny kategorie využití území. Obr. 1 ukazuje schéma tohoto výpočtu.
Obr. 1: Schéma výpočtů ekvivalentního faktoru. Celkový počet hektarů bioproduktivní půdy je uveden na horizontální ose. Vertikální čárkované čáry oddělují tuto celkovou plochu půdy do tří kategorií využití území (zemědělská půda, lesy a pastviny). Délka každého horizontálního pruhu v grafu ukazuje celkové množství půdy, která je k dispozici v rámci každého indexu úrodnosti. Vertikální umístění každého pruhu odráží „skóre“ úrodnosti pro daný index úrodnosti, v rozmezí mezi 10 a 90.
OBCHOD Všechny výrobní procesy se spoléhají na využívání biokapacity, která jim v různých bodech produkčního řetězce poskytuje materiálové vstupy a slouží k odstraňování odpadů. Všechny produkty tak v sobě nesou vtělenou ekologickou stopu a toky mezinárodního obchodu v podstatě představují toky přivlastněné biokapacity. Cílem většiny analýz ekologické stopy je stanovit míru přivlastnění biokapacity konečnou poptávkou, ale ekologická stopa se počítá v bodě primární sklizně nebo absorpce odpadu. Sledování ekologické stopy vtělené do odvozených produktů tak má zásadní význam pro přiřazování ekologické stopy produkce konečnému uživateli, kterému slouží. Jednou z výhod výpočtu ekologické stopy na národní úrovni je to, že podrobná data o obchodu umožňují, aby ekologické stopy zboží a služeb mohly být správně přiřazeny spotřebitelům. Národní účty ekologické stopy vypočítávají ekologickou stopu zdánlivé spotřeby, protože údaje o změnách zásob u různých komodit obvykle nejsou k dispozici. Ekologická stopa spotřeby, EFC, je
ekologickou stopou veškerého zboží a služeb vyprodukovaných v určité zemi plus ekologická stopa dovezeného zboží a služeb mínus ekologická stopa vyvezeného zboží a služeb, jak vyjadřuje vzorec: EFC = EFP + EFI + EFE
(Rov. 6)
kde EFp je ekologická stopa produkce a EFI a EFE jsou ekologické stopy vtělené do toků importovaných, respektive exportovaných komodit. Země, ve které poptávka po ekologických statcích a službách převyšuje domácí nabídku (dodávku), je ekologickým dlužníkem. Tato země se musí buď spoléhat na vnější biokapacitu prostřednictvím dovozu a poptávky v „globálních pastvinách“, anebo úplně vyčerpat svůj vlastní ekologický kapitál. Naopak ekologický věřitel má čistý přebytek biokapacity. To však samo o sobě není kritériem udržitelnosti. Jednoduše to znamená, že poptávka dané země po konkrétních službách zařazených do ekologické stopy by mohla být v daném roce pokryta vlastními domácími dodávkami. Obrázek 2 ukazuje poměry ekologické stopy k biokapacitě pro dlužící země a poměry biokapacity k ekologické stopě pro věřitelské země v letech 1961 a 2005, jak byly vypočítány v roce 2008 v rámci Národních účtů ekologické stopy. I když některé země zůstávají ekologickými věřiteli i v roce 2005, svět jako celek se přehoupnul do stavu přestřelení. Poptávka dlužících zemí po ekosystémových statcích a službách nad rámec toho, co jejich vlastní domácí ekologický kapitál může poskytnout, nyní přesahuje dostupnou dodávku ze zbývajících věřitelských zemí.
Obr. 2: Rozdělení zemí na ekologické dlužníky a ekologické věřitele v letech 1961 a 2005.
KATEGORIE VYUŽITÍ ÚZEMÍ V NÁRODNÍCH ÚČTECH EKOLOGICKÉ STOPY Účty ekologické stopy a biokapacity zahrnují šest kategorií využití území: zemědělská půda, pastviny, rybářská loviště, lesní půda, zastavěná půda a půda pro vázání uhlíku. S výjimkou půdy pro vázání uhlíku má každá z těchto kategorií přiřazenu odpovídající biokapacitu. Ekologická stopa představuje poptávku po ekosystémových produktech a službách z hlediska těchto kategorií využití území, zatímco biokapacita představuje dodávku půdy, která je k dispozici k pokrytí požadavků všech těchto kategorií. V roce 2005 byla plocha biologicky produktivní půdy a vody na Zemi přibližně 13,4 miliardy hektarů. Světová biokapacita byla také 13,4 miliardy globálních hektarů, protože celkový počet průměrných hektarů je roven celkovému počtu skutečných hektarů. Po vynásobení ekvivalentními faktory se však relativní plocha každé kategorie využití území vyjádřená v globálních hektarech liší od distribuce skutečných hektarů, jak ukazuje obrázek 3. Globální bioproduktivní plocha Zemědělská půda
Pastviny
Lesní půda
Rybářská loviště
Zastavěná půda
14 12
Rozloha (miliardy)
10 8 6 4 2 0
Hektary
Globální hektary
Obr. 3: Relativní plocha kategorií využití území na světě v hektarech a globálních hektarech v roce 2005. Obrázek 4 ukazuje ekologickou stopu lidstva tak, jak byla vypočítána ve vydání Národních účtů ekologické stopy z roku 2008, ve vztahu k regenerační schopnosti planety Země a její absorpční kapacitě pro odpady v jednotlivých letech. Různé kategorie využití území jsou
zobrazeny nad sebou, aby ukázaly celkovou ekologickou stopu. Ekologická stopa lidstva v roce 2005 sestávala z 24 % zemědělské půdy, 10 % pastvin, 9 % lesní půdy, 3 % rybářských lovišť, 52 % půdy pro vázání uhlíku a 2 % zastavěné půdy. Poměr ekologické stopy k biokapacitě se v letech 1961 až 2005 zvýšil z 0,54 na 1,31 planety. V roce 2005 lidstvo poptávalo zdroje a služby minimálně 1,31 planety, což znamená, že by trvalo přibližně alespoň 1 rok a 4 měsíce, než by se zregenerovalo vše, co lidstvo v roce 2005 použilo. Jak je vysvětleno dále, účty jsou navrženy konkrétně tak, aby odpovídaly spíše konzervativnějším odhadům globálního přestřelení. Důsledně podhodnocují ekologickou stopu a nadhodnocují biokapacitu tam, kde jsou data neprůkazná nebo kde je problematika nedostatečně zdokumentována.
Ekologická stopa lidstva Ekologická stopa (miliardy globálních hektarů)
20,0 18,0 16,0
Půda pro vázání uhlíku
Zemědělská půda
Pastviny
Lesní půda
Rybářská loviště
Zastavěná půda
Biokapacita 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 1961
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
Obr. 4: Světové přestřelení podle vydání národních účtů ekologické stopy z roku 2008. Ekologická stopa lidstva vyjádřená v počtu požadovaných planet se v posledních 45 letech podstatným způsobem zvýšila.
Zemědělská půda Zemědělská půda je ze všech kategorií využití území nejvíce bioproduktivní a skládá se z plochy nutné k pěstování všech plodin, včetně krmiva pro dobytek, olejnatých plodin a kaučuku. Zemědělství zpravidla využívá nejúrodnější a nejproduktivnější plochy půdy, pokud tato půda nepodlehla urbanizaci. Zemědělská půda tudíž poskytuje lidem biologické služby
s vyšší užitnou hodnotou než tatáž fyzická plocha patřící do jiné kategorie využití území. Tato skutečnost se odráží v tom, že počet globálních hektarů zemědělské půdy je velký ve srovnání se skutečným (fyzickým) počtem hektarů zemědělské půdy, jak ukazuje obr. 3. V celosvětovém měřítku bylo v roce 2005 1,6 miliardy hektarů označeno jako zemědělská půda (Statistická databáze FAO ResourceSTAT 2007). Národní účty ekologické stopy vypočítávají ekologickou stopu zemědělské půdy podle kvantity produkce celkem 195 různých kategorií plodin. Ekologická stopa pro každou kategorii plodin se vypočítává jako plocha zemědělské půdy, která by byla požadována k vyprodukování sklizeného množství při světově průměrném výnosu. Ve vydání Národních účtů ekologické stopy z roku 2008 je zemědělská půda jedinou kategorií využití území, jejímž výnosem je více než jeden primární produkt a která tudíž pro výpočet národního faktoru výnosu používá rovnici 4a. Na lokální úrovni může být zemědělská půda v deficitu, jestliže země spotřebovávají více plodin nebo dobytka (do něhož je promítnutá zemědělská půda), než jakou mají svou vlastní biokapacitu k jejich produkci. Nicméně v globálním měřítku biokapacita zemědělské půdy představuje spojenou plochu půdy určenou pro pěstování všech plodin, což ekologická stopa zemědělské půdy nemůže překročit.
Pastviny Ekologická stopa pastvin stanoví plochu zatravněné půdy nezbytnou k výživě dobytka navíc vedle krmivových plodin. Pastviny sestávají ze zatravněné půdy a půdy s řídkým výskytem stromů a slouží k výživě dobytka na maso, mléko, kůže a vlněné produkty. V roce 2005 bylo 4,8 miliard hektarů půdy na celém světě klasifikováno jako pastviny nebo ostatní půda s výskytem stromů. Ostatní půda s výskytem stromů je definována jako plocha, která obsahuje nízké celkové procento zápojového porostu, osamělých stromů a keřů, a v národních účtech ekologické stopy se s ní zachází jako s plochou pastvin (Statistická databáze FAO ResourceSTAT 2007). Ekologická stopa pastvin se vypočítává podle rovnice 1, kde výnos je průměrný nadzemní NPP pro zatravněnou půdu. Poptávka po produktivitě pastvin, PGR, je množství biomasy požadované pro dobytek poté, co byly započítány krmné plodiny, a to dle rovnice: PGR = TFR - FMt - FCrop - FRes
(Rov. 7)
Kde TFR je vypočítaný celkový požadavek na krmivo a FMkt, FCrop a FRes jsou množství krmiva, které jsou k dispozici z plodin uplatněných na trhu (Mkt), respektive plodin pěstovaných přímo pro krmivo (Crop), resp. zbytků z plodin (Res). Jelikož výnos z pastvin přestavuje množství nadzemní primární produkce, která je v daném roce k dispozici, není přestřelení pro tuto kategorii využití území během delších časových období fyzicky možné. Z tohoto důvodu nemůže ekologická stopa produkce pastvin pro určitou zemi převýšit její biokapacitu. Ve svém vydání Národních účtů ekologické stopy
z roku 2008 organizace Global Footprint Network podstatným způsobem vylepšila výpočet ekologické stopy pastvin ve srovnání s vydáním z roku 2006. Pomohli k tomu výzkumní pracovníci z Institutu sociální ekologie na Klagenfurtské Univerzitě ve Vídni (Haberl et al. 2007; Krausmann et al. 2007). Na lokální úrovni může být půda pastvin v deficitu, jestliže země spotřebovávají více dobytka (do něhož je promítnutá půda pastvin), než jakou mají svou vlastní biokapacitu k jejich produkci. Na globální úrovni však poptávka nemůže u této kategorie využití území přestřelit nabídku, protože trávy jsou jednoleté rostliny a tudíž se předpokládá, že z předcházejícího roku zde nejsou žádné zásoby, které by se mohly vyčerpat.
Rybářská loviště Ekologická stopa rybářských lovišť se vypočítává na základě množství roční primární produkce požadované k udržení určitého vyloveného vodního druhu. Výnosy z moří se vypočítávají jako ekvivalent primární produkce odhadnutého globálního udržitelného úlovku pro reprezentativní soubor rybích druhů, distribuovaný podle lokálních poměrů primární produkce. Biokapacita je spíše než na výši rybí populace založena na odhadech udržitelných výlovů ryb, v ekvivalentech primární produkce. Roční primární produkce vtělená do určitého množství ryb se stanoví vynásobením mokré hmotnosti ryb jejím požadavkem na primární produkci, který se označuje jako PPR. Toto PPR je hmotnost roční primární produkce požadované k udržení určité ryby dané trofické úrovně na jednotku rybí biomasy (Pauly and Christensen, 1995). Vypočítává se takto:
1 PPR
CC
DR
( TL
1 )
(Rov. 8)
TE
kde CC je obsah uhlíku v biomase ryb (s mokrou hmotností), DR je míra vyřazeného nechtěného úlovku ryb, TE je účinnost přenosu biomasy mezi trofickými úrovněmi a TL je trofická úroveň příslušného rybího druhu. V národních účtech ekologické stopy má DR přiřazenou globální průměrnou hodnotu 1,27 pro všechny rybí druhy, což znamená, že na každou tunu vylovených ryb se také vyloví 0,27 tuny nechtěného úlovku (Pauly and Christensen, 1995). Tato míra nechtěného úlovku se v rovnici pro PPR aplikuje jako konstantní koeficient, přičemž se předpokládá, že trofická úroveň nechtěného úlovku je stejná jako trofická úroveň druhu primárně požadovaného. Tyto aproximace se využívají kvůli nedostatku podrobnějších dat o nechtěném úlovku.
Předpokládá se, že TE je 0,1 pro všechny ryby, což znamená, že 10 % biomasy se transferuje mezi následnými trofickými úrovněmi (Pauly and Christensen, 1995). Odhad roční dostupné primární produkce použitý při výpočtu výnosů z moří je založen na odhadech udržitelných výlovů různých druhů ryb (Gulland 1971). Tato množství se převádějí na ekvivalenty primární produkce pomocí rovnice 8 a jejich součet se pak bere jako celkový ekvivalent primární produkce, který se může na globální úrovni udržitelně vylovit. Celkový ekvivalent udržitelně vylovitelné primární produkce PPS se tedy vypočítává takto: PPS
( Q S, i
PPR i )
(Rov. 9)
Kde QS,i je odhadnutý udržitelný výlov druhu i a PPRi je ekvivalent primární produkce pro druh i v tunách primární produkce uhlíku na tunu rybí biomasy. Tato celková vylovitelná primární produkce je alokována napříč světovými oblastmi kontinentálního šelfu za účelem získání odhadů biokapacity. Světově průměrný výnos z moří YM je tak dán rovnicí:
PPS YM
AC S
(Rov. 10)
Kde PPS je globální udržitelný výlov vypočítaný jako ekvivalent primární produkce pro odhadnutý udržitelný výlov ryb a ACS je celková plocha světových kontinentálních šelfů. Faktory výnosu z moří se vypočítávají na základě průměrných podílů NPP v jednotlivých zemích v rámci jejich exkluzivních ekonomických zón. Rybářská loviště se mohou dostat do přestřelení, jestliže plocha potřebná pro udržitelný výlov ryb přesáhne plochu, která jek dispozici.1
Lesy Ekologická stopa lesní půdy se vypočítává na základě roční těžby palivového dřeva a ostatního dřeva, jež tvoří dodávky lesních produktů spotřebovaných v určité zemi, a zahrnuje veškerou zalesněnou plochu. Výnos je jednoduše čistý roční přírůst obchodovatelného dřeva na hektar. V roce 2005 bylo na světě 3,95 miliardy hektarů lesní půdy; tato plocha zahrnuje také půdu pro vázání uhlíku, ale kvůli limitovaným údajům současné účty nerozlišují mezi lesy pro lesní produkty, pro dlouhodobé vázání uhlíku a pro rezervace biodiverzity. Odhady produktivity dřeva od UNEC, FAO („Forest Resource Assessment“, „Global Fiber Supply“) a
1
I přes široké uznávání nadměrného rybolovu v globálním měřítku současné soubory dat a metoda národních účtů ekologické stopy neukazují, že poptávka převyšuje v tomto komponentu nabídku. V této oblasti je tudíž třeba další výzkum, který by vyjasnil způsob započítávání poptávky po rybách. Global Footprint Network se takového výzkumu v současné době účastní.
Mezivládního panelu pro změnu klimatu hovoří o světovém průměrném výnosu 2,36 m 3 vytěžitelného dřeva na hektar ročně (UNEC, 2000, FAO 2000, FAO 1998, IPCC 2006). Ekologická stopa lesní půdy může být v přestřelení jak na lokální tak i na globální úrovni. Když k tomu dochází, lesní zásoby se během času snižují kvůli nadměrné spotřebě lesních produktů.
Půda pro vázání uhlíku Půda pro vázání uhlíku představuje množství lesní půdy potřebné k pojmutí antropogenních emisí uhlíku. Je to biokapacita, která vyrovnává ekologickou stopu uhlíku. Protože většina suchozemského vázání uhlíku v biosféře se odehrává v lesích, předpokládá se, že půda pro vázání uhlíku je lesní půda. Z tohoto důvodu by bylo možné ji považovat za podkategorii lesní půdy. Ve vydání z roku 2008 už lesy pro produkci dřeva nejsou oddělené od lesů pro vázání uhlíku. 2 Půda pro vázání uhlíku je jediným komponentem ekologické stopy, který se věnuje výhradně sledování určitého odpadního produktu - oxidu uhličitého. Uhlíková ekologická stopa se vypočítává jako množství lesní půdy nutné k absorpci antropogenních emisí, které pocházejí především ze spalování fosilních paliv. Půda pro vázání uhlíku je největším přispěvatelem k současné celkové ekologické stopě lidstva a v letech 1961 až 2005 se zvýšila více než desetinásobně. Nicméně především v nízkopříjmových zemích není uhlíková stopa vždy dominantním přispěvatelem k celkové ekologické stopě. Analogicky k rovnici 1b je vzorec pro uhlíkovou ekologickou stopu EFC následující: PC EFC
(1
S YC
Ocean
) *
EQF
(Rov. 11)
Kde PC je roční produkce emisí uhlíku, SOcean je procento antropogenních emisí izolovaných oceány v daném roce a YC je roční míra vázání uhlíku na hektar světově průměrné lesní půdy. V současné době je půda pro vázání uhlíku v přestřelení jak na globální úrovni, tak i v mnoha jednotlivých zemích. Jinými slovy - ekologická stopa lesa ve spojení s uhlíkovou ekologickou stopou přesahuje celkovou biokapacitu lesů. To vedlo k akumulaci oxidu uhličitého v biosféře a atmosféře.
2
Organizace Global Footprint Network zatím nenašla spolehlivý soubor globálních dat o tom, na jak velké lesní ploše probíhá dlouhodobé vázání uhlíku. Účty tudíž nerozlišují, která část lesní půdy slouží k produkci lesních produktů a kolik je jí trvale stranou za účelem poskytování služby vázání uhlíku. Je také třeba poznamenat, že i jiné plochy mohou být schopné tuto službu vázání uhlíku poskytovat.
Zastavěná půda Ekologická stopa zastavěné půdy se vypočítává na základě plochy půdy pokryté lidskou infrastrukturou, tj. dopravou, bydlením, průmyslovými stavbami a přehradami pro vodní elektrárny. V roce 2005 bylo na světě 165 milionů hektarů zastavěné plochy. Vydání Národních účtů ekologické stopy z roku 2008 se drží vydání z roku 2006 a předpokládá, že zastavěná plocha zapírá půdu, která by předtím mohla být zemědělskou půdou – dokud nebudeme mít konkrétní důkaz o tom, že se tento předpoklad nezakládá na pravdě. Tento předpoklad vychází z pozorování, že lidská sídla jsou obvykle umístěna ve vysoce úrodných oblastech s potenciálem pro vysoké výnosy plodin (Wackernagel et al. 2002). Vzhledem k nedostatku dat o plochách a kategoriích půdy, která je zaplavována, předpokládá se, že všechny přehrady vodních elektráren zaplavily půdu s průměrnou globální produktivitou a pokrývají plochu úměrnou jejich kapacitě pro výrobu elektřiny. Zastavěná půda má biokapacitu rovnou své ekologické stopě, protože obě veličiny zachycují množství bioproduktivity, které je ztraceno zásahem fyzické infrastruktury.
ZÁVĚR Jestliže národy, města a firmy chtějí zůstat konkurenceschopnými ve světě se stále více limitovanými zdroji, jsou potřeba přesné a účinné nástroje pro účetnictví zdrojů. Ekologická stopa je jedním z takovýchto nástrojů, který popisuje požadavky lidí na regenerační a absorpční kapacitu biosféry. V roce 1961, což je první rok, pro který jsou národní účty ekologické stopy k dispozici, tvořila ekologická stopa lidstva přibližně polovinu toho, co biosféra mohla poskytnout – lidstvo žilo z ročního ekologického úroku planety a nevyčerpávalo její kapitál. V osmdesátých letech však požadavky lidí překročily biokapacitu planety. Přestřelení se nadále zvyšuje a v roce 2005 dosáhlo 31 %. S tím, jak tyto roční deficity stále narůstají do stále většího ekologického dluhu, ekologické rezervy se tenčí a odpady, jako např. oxid uhličitý, se akumulují v biosféře a atmosféře. Tento materiál popsal základní principy a výpočty použité ve vydání Národních účtů ekologické stopy z roku 2008. Pokud se chcete dozvědět více o struktuře a výsledcích tohoto vydání Národních účtů, navštivte prosím webové stránky Global Footprint Network a stáhněte si Guidebook to the National Footprints Accounts: 2008 Edition a The Ecological Footprint Atlas 2008. Jsou k dispozici na: www.footprintnetwork.org/atlas.
ODKAZY Ewing B., S. Goldfinger, M. Wackernagel, M. Stechbart, S.M. Rizk, A. Reed, J. Kitzes. 2008. The Ecological Footprint Atlas 2008. Oakland: Global Footprint Network. www.footprintnetwork.org/atlas. FAO FAOSTAT Statistical Databases. http://faostat.fao.org/site/291/default.aspx (zpřístupněno v říjnu 2008). FAO 2000. Forest Resource Assessment 2000. Rome, Organizace pro výživu a zemědělství. FAO and International Institute for Applied Systems Analysis Global Agro-Ecological Zones. 2000. http://www.fao.org/ag/agl/agll/gaez/index.htm (zpřístupněno v říjnu 2008). Food and Agriculture Organization of the United Nations. 1998. Global Fiber Supply Model. ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/006/X0105E/X0105E.pdf (zpřístupněno 2. října 2008). Galli, A., J. Kitzes, P. Wermer, M. Wackernagel, V. Niccolucci & E. Tiezzi, 2007. An Exploration of the Mathematics behind the Ecological Footprint. International Journal of Ecodynamics. V tisku. Global Footprint Network 2008. National Footprint Accounts, vydání z roku 2008. K dispozici na www.footprintnetwork.org. Gulland, J.A. 1971. The Fish Resources of the Ocean. West Byfleet, Surrey, Spojené království: Fishing News. Haberl, H., K.H. Erb, F. Krausmann, V. Gaube, A. Bondeau, C. Plutzar, S. Gingrich, W. Lucht and M. and Fischer-Kowalski. 2007. Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in earth’s terrestrial ecosystems. Proc. Natl. Acad. Sci. 104: 12942-12947. IEA Statistics and Balances. http://data.iea.org/ieastore/statslisting.asp (zpřístupněno v říjnu 2008). Intergovernmental Panel on Climate Change. 2006. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Svazek 4: Agriculture Forestry and Other Land Use. http://www.ipccnggip.iges.or.jp/public/2006gl/vol4.html (zpřístupněno v říjnu 2008). Kitzes, J., A. Galli, S. Rizk, A. Reed, and M. Wackernagel. 2008. Guidebook to the National Footprint Accounts: Vydání z roku 2008. Oakland: Global Footprint Network. www.footprintnetwork.org/atlas. Krausmann, F., K. H. Erb, S. Gingrich, C. Lauk and H. Haberl. 2007. Global patterns of socioeconomic biomass flows in the year 2000: A comprehensive assessment of supply, consumption and constraints. Ecological Economics. (doi: 10.1016/j.ecolecon.2007.07.12).
Pauly, D. and V. Christensen. 1995. Primary production required to sustain global fisheries. Nature 374, 255-257. UN Commodity Trade Statistics Database. 2007. http://comtrade.un.org (zpřístupněno v říjnu 2008). UN European Commission, International Monetary Fund, Organization for Economic Cooperation and Development and World Bank. 2003. Handbook of National Accounting – Integrated Environmental and Economic Accounting 2003. Wackernagel, M., Larry Onisto, Alejandro Callejas Linares, Ina Susana López Falfán, Jesus Méndez García, Ana Isabel Suárez Guerrero, Ma. Guadalupe Suárez Guerrero, Ecological Footprints of Nations: How Much Nature Do They Use? How Much Nature Do They Have? Commissioned by the Earth Council for the Rio+5 Forum. Distribuuje International Council for Local Environmental Initiatives, Toronto, 1997. Wackernagel, M., B. Schulz, D. Deumling, A. Callejas Linares, M. Jenkins, V. Kapos, C. Monfreda, J. Loh, N. Myers, R. Norgaard and J. Randers. 2002. Tracking the ecological overshoot of the human economy, Proc. Natl. Acad. Sci. 99(14), 9266-9271.
