環境承載力研究的現狀與發展

林 婧，董成森

（1.湖南農業大學生物科學技術學院，湖南 長沙 410128；2.湖南農業大學，湖南省委農村工作部，湖南 長沙 410011）

環境作為人類活動的載體，隨社會經濟的發展，人居環境變差、能源利用效率低、生態系統遭到破壞等問題日益明顯。環境對人類經濟社會活動有一定的承受能力，超過了這個承受能力，經濟就無法實現可持續發展。這個承載能力的極限（或叫閾值）就是環境承載力。

環境承載力研究包含了很多內容，例如衡量人口、資源、環境是否協調，衡量經濟發展是否具有可持續性等。環境承載力作為一個客觀的值，其大小直接影響著社會經濟的發展速度，進而影響生態項目的規劃、建設、資金投入等方面；其變化可以作為判斷可持續發展的客觀依據。在倡導可持續發展的今天，對環境承載力的探討研究，無疑對我國經濟社會的發展有著重要的指導意義。

1 環境承載力的內涵

1.1 承載力概念的起源與發展

承載力概念起源于古希臘時代，本意是指地基的強度對建筑物負重的能力，后來逐漸引申為描述發展的限制程度。其研究最早可追溯到1758年法國經濟學家奎士納的《經濟核算表》，這本書討論了土地生產力與經濟財富的關系。1789年Malthus在《人口原理》中提出了“馬爾薩斯陷阱”，拉開了承載力研究的序幕。1921年，Park和Burgess在人類生態學領域中首次使用了承載力的概念，其特定含義是指在某一環境條件下，某種生物個體可存活的最大數量。隨著全球范圍內人口、經濟、資源與環境等問題的日益突出，矛盾不斷加劇，承載力的概念也隨著發展并逐步應用到自然-社會系統中。在不同的發展階段和資源條件下，產生了不同的承載力概念和相應的承載力理論。例如，學者們提出了土地承載力的概念，在環境污染蔓延全球、資源短缺和生態環境惡化不斷加重的情況下，環境承載力、資源承載力（包括旅游承載力、水資源承載力、礦產資源承載力）等生態單因素承載力概念被相繼提出。

20世紀80年代后期，可持續發展思想的提出為承載力的研究帶來了全新的視角，促使人們對承載力的涵義和要素作出更全面的思考。承載力的概念得到極大的發展和擴充，研究的對象從單資源研究發展到宏觀的復合巨系統綜合性研究，研究目的從種群研究延伸到社會決策，概念核心由物資供需的現象描述轉向系統自持的機制研究，承載力的理念也由靜態容納深化到系統的可持續發展。

1.2 環境承載力的定義

1.2.1 容量角度的定義最初，環境承載力的概念就是從環境容量發展而來，張慧勤等認為環境承載力是指環境對污染的容納能力，即通常所說的環境容量，這是狹義的環境承載力概念；高吉喜在《可持續發展理論探索》一書中指出“環境承載力是指在一定生活水平和環境質量要求下，在不超出生態系統彈性限度條件下環境子系統所能承納的污染物數量，以及可支撐的經濟規模與相應人口數量”。

1.2.2 閾值角度的定義在北京大學完成的《福建省湄洲灣開發區環境規劃綜合研究總報告》中，環境承載力的定義為“在某一時期、某種狀態或條件下，某地區的環境所能承受的人類活動的閾值”；曾維華認為“環境承載力是指在一定時期與一定范圍內，以及一定自然環境條件下，維持環境系統結構不發生質的改變，環境功能不遭受破壞前提下，環境系統所能承受人類活動的閾值”；郭秀銳等學者認為“環境承載力是指在一定時期、一定狀態或條件下，一定環境系統所能承受的生物和人文系統正常運行的最大支持閾值”。

1.2.3 能力角度的定義Schneider強調環境承載力是“自然或人造系統在不會遭到嚴重退化的前提下，對人口增長的容納能力”；彭再德等學者將環境承載力定義為“在一定的時期和一定區域范圍內，在維持區域環境系統結構不發生質的改變，區域環境功能不朝惡性方向轉變的條件下，區域環境系統所能承受的人類各種社會經濟活動的能力”，它可看作是區域環境系統結構與區域社會經濟活動的適宜程度的一種表示。

盡管不同學者對環境承載力的定義有所不同，但其研究核心都是根據自然資源與環境的實際承載能力，確定人口與社會經濟的發展速度，從而更好地解決資源、環境、人口與發展的問題。從整體來看，都強調了環境承載力是環境與人類活動間的聯系橋梁，他使環境與社會經濟的協調有了宏觀準則，人類的可持續發展就必須建立在環境承載力基礎之上。

2 環境承載力研究現狀

2.1 環境承載力的研究內容

2.1.1 承載體自然環境承載體，又叫第一環境承載體，由生命支持系統和物質生產支持系統組成，生命支持系統包括空氣、水、土壤、生物等；物質生產支持系統包括礦產資源、水資源、土地資源、森林資源等。人造環境承載體，又稱第二環境承載體，如社會物質技術基礎、經濟實力、公用設施、交通條件等。

最初，環境承載力的研究多集中在自然資源要素的研究，研究內容多放在了第一環境承載體上，土地資源、水資源、大氣環境、礦產資源等是研究的重點。又因為土地是最重要的自然資源之一，土地資源承載力是最基本的資源承載力，因此尤以土地資源承載力的研究歷史相對較長，取得的成果也相對較多。隨著承載力概念的擴展，文化承載力、社會承載力、經濟承載力等在第二環境承載體基礎上發展而來的要素逐漸被廣泛應用。

2.1.2 承載對象承載對象包括了承載的污染物、承載人口規模、承載人口消費壓力和人類社會及其經濟活動。這些內容一般都在研究構建的指標體系中有所體現。隨著承載力概念框架從P-S-R發展到D-P-S-I-R，人類社會及其經濟活動的一些軟指標在評價體系中所占比例逐漸增加，這更加體現了環境承載力在社會、經濟、環境等方面的中介與協調作用。

2.2 環境承載力的量化研究

近年來，通過對環境承載力的一系列研究，獲得了較大進展和一定的成果，其中環境承載力的量化研究是環境承載力理論研究的深入，其方法有多種，現階段用得較多的有指數評價法、承載率評價法、生態足跡法、資源差量法、系統動力學法、灰色系統分析法等。

2.2.1 指數評價法指數評價法是根據各項評價指標的具體數值，應用統計學方法或其他數學方法計算出綜合承載力，進而實現承載力的定量化評價。目前用于計算承載力指數的方法主要有矢量模法、模糊評價法、主成分分析法等。

2.2.2 承載率評價法承載率評價是通過計算承載率來評價生態（環境）承載力的大小。承載率或承載力飽和度是指區域環境承載量，即承載力指標體系中各項指標的現實取值EBQ，與該區域承載量閾值，即各項指標上限值EBR的比值。承載量閾值可以是容易得到的理論最佳值或預期要達到的目標值（標準值）。

應用承載率評價法進行環境承載力評價，可以從評價結果清晰地看出某地區環境發展現狀與理想值或目標值的差距，但在綜合評價過程中，將各個指標值相加，存在一定的缺陷，忽略了環境系統的非一元線性關系的特點，當某一指標嚴重不足時，可能被其他指標值較高而最終將綜合評價值“拉平”。 因此，楊磊以“乘法法則”改進指標綜合評價過程中的“加法法則”，在綜合評價過程中體現“短板理論”的思想，用改進的承載率評價法對三峽庫區的3個小城鎮做了實例研究，比較分析不同小城鎮環境承載力變化的原因，提出提高環境承載力的措施。

2.2.3 生態足跡法生態足跡法由加拿大生態學家 William Rees 在1992年提出，1996年他和他的學生 Wachermagel又進一步完善了其具體的計算方法，通過將區域的資源和能源消費轉化為提供這種性質流所必須的各種生物生產土地的面積，并與區域內能提供的生物生產型土地面積進行比較，定量判斷一個區域的發展是否處于資源環境承載力的范圍內。此方法直觀、簡便，但多側重于理論和方法的介紹，有一定的局限性，一般以某一年或特定幾年的斷面資料進行分析，缺少系統動態的研究。

2.2.4 資源差量法資源差量法從研究區域的各種資源量與當前發展模式下社會經濟對各種資源的需求量之間的差量關系，以及該地區現有的環境質量與當前人們所需求的環境質量之間的差量關系入手來衡量環境承載力。王中根等構建了包括社會經濟和生態環境2個子系統的指標體系，從資源支持能力與環境支持能力2方面應用這種差量度量評價方法對西北典型干旱區河流流域進行了生態承載力評價分析和預測。

近年來應用得較多的承載力相對剩余率法是資源差量法的發展，該方法將現實的區域環境承載狀況與理想的承載狀況之間的偏差作為定量描述區域環境承載力的基礎。這里的相對剩余率是指：在某一時期，區域環境承載力指標體系中各項指標所代表的該狀態下的取值與各項指標理想狀態下閾值的差值與其閾值間的比值。

2.2.5 系統動力學法系統動力學法是由美國麻省理工學院J.w.Forreste（1956）創立的一門分析研究信息反饋系統的學科，它的主要特點是通過一階微分方程組來反映系統各個模塊變量之間的因果反饋關系。在實際應用中，對不同發展方案采用系統動力學模型進行模擬，對決策變量進行預測，然后將這些決策變量視為環境承載力的指標體系，再運用前述的指數評價方法進行比較，得到最佳的發展方案及相應的承載能力。

1990年，Slesse等采用ECCO模型作為新的資源環境承載力的計算方法，該模型在“一切都是能源”的假設前提下，考慮人口、資源、環境、發展之間的相互關系，以能量為折算標準，建立系統動力學模型，模擬不同發展策略下人口與資源環境承載力之間的彈性關系，確定以長遠發展為目標的區域發展優選方案，取得了較好的效果。進入20世紀90年代之后，面對可持續發展的概念，系統動力學的先進特性使其在多領域、大尺度上得到了廣泛應用，產生了深刻的影響，其應用體現出兩個方面的發展：第一，隨著對象范圍的擴大和結構的復雜化，系統動力學模型的結構也隨之大為復雜；第二，系統動力學方法開始同其他承載力研究方法進行向上的整合，使計算模型向著復合模型系統方向發展。

2.2.6 灰色系統分析法灰色系統分析法是將處理系統不確定性問題的灰色系統理論應用于環境承載力評價的一種方法。灰色系統是指該系統的內部信息和特性只有部分已知，而剩余部分未知的系統。灰色系統分析建模時根據灰色系統的行為特征數據，利用數量不多的數據信息，尋求相關各因素之間的數學關系，建立相應的數學模型，如GM（1，1）模型，GM（1，N）模型。該方法較多用在水資源的承載力研究方面。該方法避免了承載力評價標準中不確定的因素，在評價中僅用到各評價指標的原始量化值，評價結果直觀、科學，尤其對水資源承載力的評價具有較大的應用價值。

2.3 環境承載力的評價指標體系

環境承載力的量化研究是承載力理論研究的深入，建立一套合理的評價指標體系又是量化研究的基礎和關鍵，也就是說，所有的承載力分析都必須依據一定的具體數據結構，即指標框架，才能使環境承載力分析落實到實處，使結果盡可能準確客觀地反映生態系統與人類社會經濟活動之間的關系，這是研究環境承載力的根本條件和理論基礎。

可持續發展背景下的環境承載力研究指標體系的設計，是站在可持續發展思想的系統理論角度，充分考慮“自然-經濟-社會”之間的復雜關系，體現系統論的特色。除遵循一定的原則（如科學性、可操作性、層次性、完備性和動態性）外，還必須充分考慮承載體與受載體之間的互動反饋方式、強度、后效、潛力與相互替代等特點。

根據承載力的概念框架，王密等按壓力和支持力2大類指標，分別構建了喀斯特區域生態承載力和甘南生態環境承載力評價體系。采用P-S-R（壓力-狀態-響應）框架，毛漢英和于丹林構建了承壓類、壓力類和區際交流類3類指標。運用D-P-S-I-R（驅動力-壓力-狀態-影響-響應）框架，王宇峰在構建杭州城市生態系統承載力評價模型時將指標體系分為3大模塊，即城市生態系統自然支撐類、城市生態系統獲得性支撐類和城市生態系統壓力評價類。其中，自然支撐類包括生態彈性指數、資源供給指數和環境容量指數；獲得性支撐類包括社會經濟組織活力指數和社會經濟組織協調指數；壓力評價類包括資源消耗指數和環境污染指數。

根據區域復合生態系統的結構和功能機制，北京大學的洪陽、葉文虎等專家認為承載力的指標體系可以分為3類，即自然資源支持力指標、環境生產支持力指標和社會經濟技術支持水平指標。相類似的，張天宇將指標體系從經濟環境系統、社會生活環境系統、自然資源環境系統進行分類。彭再德把承載力指標體系中的指標因子分為兩類：一類是發展類變量指標因子，即對區域社會經濟活動起支持作用的資源指標；另一類是限制類變量指標因子，即對區域社會經濟活動起限制作用的資源指標。牛文元等將區域承載力研究同實施可持續發展戰略相結合，構建了一套包括5個支持系統（生存支持系統、發展支持系統、環境支持系統、社會支持系統和智力支持系統）、16個系統狀態、47個變量指數、249個具體指標的指標體系，據此對全國30個省、市、自治區的可持續發展總體能力進行了綜合評價。

3 研究的不足與展望

縱觀承載力的發展過程，總體上看，承載力作為一種描述人與環境或物種與環境之間關系的度量工具，經過20世紀中后期以來的研究，已經取得顯著的進展。但仍可以看出：承載力的研究尚未形成完善的理論體系，對于承載力的概念和內涵尚未達成共識，同時缺乏能夠準確描述人與環境或物種與環境之間關系的定量化方法，具體表現為沒有統一的標準，指標的篩選沒有嚴格的依據，實際應用性不強等。根據環境承載力研究進展及發展要求，今后其研究將呈現以下趨勢。

3.1 理論體系將更加完善

目前，雖然很多學者在研究環境承載力，但是環境承載力理論體系仍然不夠完善，不能很好地將區域環境系統和區域社會經濟活動相結合。隨著人類社會經濟活動與環境之間的矛盾日益突出，必將有更多的、各領域的學者，如社會學領域、經濟學領域的學者，投入到環境承載力的研究，這種多學科交叉的研究優勢必將促進環境承載力的理論體系更加完善。

3.2 指標體系和量化方法的研究有待深入

從承載力現有的研究成果中可以看出，資源環境系統中不同要素的承載力以及資源環境綜合要素承載力的相關研究方法，角度各不相同，特點和適用范圍亦不相同，各有優缺點，如何針對某特殊區域選擇量化方法，現在還未有專家進行總結。從指標體系來看，只是多層次、多指標的羅列，缺少反映社會經濟與環境關系以及動態變化的指標，指標的篩選沒有嚴格的依據，在指標的選取和認定上還有很大的隨意性和主觀性，這直接影響了評價結果。而建立科學合理的指標體系、確定正確的量化方法是進行環境承載力研究的基礎。因此，關于如何構建才能反映研究區域內經濟、社會、環境之間關系的指標體系，以及如何選擇針對該研究區最佳的量化方法方面，仍有很多問題值得探討。

3.3 注重社會文化因素對研究的影響

隨著承載力研究的不斷深入，經濟、社會、文化等因素對資源環境承載力的影響越來越受到國內外學者的重視，并逐漸被應用到區域承載力的理論分析和量化模型的研究中。全球化和信息化的發展，使得具有開放系統特征的區域承載力受區內資源環境因素的限制逐漸減小，尤其是人口、經濟等要素高度密集的城市群地區，實際容納的人口規模已經超過了區域資源環境可承載的容量。因此，加強經濟、社會與文化、制度等關系的研究是十分重要的。人類不僅是簡單的施壓者，也是承載力的共同創造者，要求在研究硬件的同時，加強軟件方面的研究，即人文環境的研究，將文化、政策、制度、精神等廣義的承載力指標要素納入評價體系。

3.4 環境承載力的研究將向可操作性、實用性發展

目前，有關環境承載力研究雖然很多，但是能夠真正將環境承載力研究成果用于指導人類社會經濟活動的實例很少，以環境承載力為依據，制定各個地區的經濟發展規劃沒有得到進一步的重視。環境承載力的研究與中國現實的可持續發展聯系緊密，只有建立在可操作基礎上的環境承載力研究才更有意義、更有生命力。所以，環境承載力的研究將在理論研究的基礎上同可持續發展規劃緊密結合，向可操作性、實用性發展，以更好地指導人類社會經濟活動。

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