國內生態承載力研究進展

(西南林業大學地理學院 云南 昆明 650024)

隨著環境惡化逐漸加重，生態問題日益突出，如何評估生態系統的承載能力，實現生態文明與社會經濟的可持續發展，成為亟需解決的一個重大課題。因此，生態承載力的內涵和研究方法受到可持續發展研究者的關注，成為生態學、地理學與環境科學的交叉前沿領域。目前，在概念內涵、研究方法、評估區域生態承載力、劃分生態脆弱區、時空演化等方面，取得了一定的研究成果，關于生態承載力的研究大量涌現。本文在現有研究成果的基礎上，概述了生態承載力的概念內涵，總結了目前常用的研究方法，討論了目前研究中存在的不足，并對生態承載力的發展趨勢提出建議。

一、生態承載力概念內涵

1921年美國學者Park等提出了生態學領域的承載力概念，即在生存空間、營養物質、陽光等某些特定環境生態因子組合而成的生態環境條件下某物種個體能夠存在的數量的極大值[1]。隨后，各國不同領域的專家學者由于學術背景差異，對生態承載力提出不同的定義。這些定義的涵義基本一致，即將生態承載力定義為在特定狀況下某一生態系統所能承受的最大種群數量。此后，隨著社會發展，延伸出一系列與承載力相關的概念，如環境承載力、種群承載力、生態承載力等。

國內學者對于生態承載力的研究始于上世紀九十年代初，主要是從生態系統的結構和功能來入手的。高吉喜把生態承載力定義為生態系統的自我維持、自我協調的能力[2]。不同的發展階段產生不同的承載力概念和相應的承載力理論，體現了人類社會對自然界的認識不斷深化，資源承載力、環境承載力的評估都以人類為核心生態系統承載力評估為前提[3]。國內學者提出的生態承載力概念，大部分表明在人類干擾下的生態系統承受力，必須考慮生態系統本身及其對其影響較大的社會和經濟因素。

生態承載力的內涵包括三個方面，一是研究對象是包括人類在內的復合生態系統，二是研究生態系統的自我協調和恢復能力，以及人類活動的影響。 三是與時空尺度密切相關[4]。

二、生態承載力研究方法

隨著生態承載力描述的對象由簡單到復雜，研究方法也相應地由單一到復合、由描述統計到數學建模，體現出多角度、系統化、機制化、多元化的特色。

(一)資源供需類

1.自然植被凈第一性生產力估測法

自然植被凈第一性生產力(NPP)是指生態系統中綠色植物通過光合作用，在單位時間和空間內累積光合量與累積呼吸量之差。1975年Lieth等首次采用植被凈第一性生產力模型研究生態承載力[5]。目前計算NPP的模型有20余種，大體分為氣候統計模型、光能利用率模型(CASA模型)、水熱平衡模型等。隨著遙感技術的發展，利用遙感模型進行NPP估算已深入到許多領域。

植被凈第一性生產力的，研究內容集中于生態系統層面。但是僅從生物生產力角度研究生態承載力，不能反映環境質量的變化以及人類各種社會經濟活動對生態承載力產生的影響。

2.生態足跡法

Rees和Wackernagel 將生態足跡明確定義為“滿足一定經濟、人口規模的資源需求和吸納他們產生的廢棄物所必需的生態土地面積”[6]。國內生態足跡的研究開始于20世紀90年代后期，生態足跡的概念首次由徐中民引入[7]。國內生態足跡模型的研究不僅注重理論介紹分析，而且也從空間和時間跨度上進行分析研究。空間上對區域的應用實踐研究逐漸擴展，從大尺度的地區[8]、省市[9-10]已經擴展到縣域[11]，甚至個人水平等更小尺度的生態足跡研究也出現了。時間方面，從靜態和動態兩個方面進行研究。

生態足跡法簡單有效、易于理解，但模型參數的彈性不足，眾多學者對生態足跡模型的方法改進做出研究[12-13]。生態足跡法能夠對時、空二維的可持續性程度做出客觀量度和比較，并具有易于理解和可操作性強的優點，是可持續發展評價的首選方法。缺陷在于過分重視經濟社會對生態環境的影響，缺乏對生態系統的多功能度量。

3.供需平衡法

供需平衡法的原理是通過區域各種資源存量與目前經濟社會發展中產生的資源需求量之間的差距，以及區域生態環境質量現狀與期望生態環境質量目標之間的相對差距，來評估區域承載力[14]。

供需平衡法簡化了生態承載力的測量方法，但是不能計算出未來的生態承載力確切值，也沒有反應不同資源要素之間及其生態環境質量之間的相互關系。

(二)指標體系類

1.高吉喜綜合評價法

高吉喜提出用生態彈性力、資源與環境承載力來反映生態系統的承載支持能力，從這三方面構建評價指標體系，對生態承載力狀況進行研究評價[2]。

2.“壓力一狀態一響應”指標體系

20世紀90年代以來，以“壓力一狀態一響應”(PSR)概念框架為基礎的指標體系逐漸完善與成熟，其簡潔、全面和非線性特征，促使其成為應用最廣泛的一大類方法[15]。目前主要有兩種計算方法，即直接求和法和狀態空間法。

直接求和法，是指某一層次指標將下級指標的承載力相對值在引入權重進行調整之后，直接求和得到該指標的相對值。狀態空間法通常由表示系統各要素狀態向量的三維狀態空間軸組成，在生態承載力研究中，毛漢英等將三維軸界定為人類活動軸、資源軸和環境軸[16]。

指標評價法靈活考慮因素較全面，但是需要大量確切數據，指標體系龐大而且復雜，且評價指標的分值及其權重的確定具有主觀性和任意性，造成結果的不真實性，進而約束了指標體系的應用。

(三)系統模型類

1.系統動力學(SD)-多目標線性規劃(MOP)整合模型

系統動力學模型以反饋控制理論為基礎，以計算機仿真技術為手段，研究復雜系統結構、功能與動態行為關系[17]。在進行生態承載力的研究時，SD模型能比較容易地得到不同方案下的生態承載力，模擬區域承載力的變化趨勢。但是這一方法在預測方案的最優設計上，有些參數難以準確定量，隨意性較大。MOP模型采用分解的方法將大的系統分解為若干子系統，由模型變量、約束條件和目標函數等3部分組成，3個子系統既獨立發展又相互關聯，通過構建核心模型確定最優方案。是以線性的、確定的、靜態的觀點研究問題，難以考察系統的全面動態過程。

整合模型的優點為能充分反映系統發展所固有的趨勢性和連貫性，正確描述系統的結構和功能；能客觀地尋找出關鍵決策點，并實現對這些關鍵決策點最優值的準確求解[18]。

2.其他模型

在承載力的研究中，模糊目標規劃模型、層次分析模型、灰色系統模型等方法也得到了較為廣泛的應用。

三、生態承載力發展趨勢

(1) 應提供對跨境地區和生態脆弱地區的大規模評估，構建生態預警平臺，并持續分析生態承載力和區域主導產業。

(2) 加強承載力的綜合研究。單因素的承載力的研究具有局限性，且不能滿足經濟社會發展和資源開發的需求。綜合交叉性研究已經成為今后生態承載力研究的必然趨勢。

(3) 加強承載力的動態研究。現階段生態承載力研究雖然能夠反映某一時期的狀況，但無法顯示動態變化，也無法對下一階段進行預測，未來應由靜態研究向動態趨勢方向發展。

【參考文獻】

[1]Park R E, Burgess E W. An introduction to the science of sociology[M]. Chicogo: University of Chicago Press, 1921.

[2]高吉喜. 可持續發展理論探索一一生態承載力理論、方法與應用[M].北京：中國環境科學出版社,2001.

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