环境承载力研究的现状与发展

林 婧，董成森

（1.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.湖南农业大学，湖南省委农村工作部，湖南 长沙 410011）

环境作为人类活动的载体，随社会经济的发展，人居环境变差、能源利用效率低、生态系统遭到破坏等问题日益明显。环境对人类经济社会活动有一定的承受能力，超过了这个承受能力，经济就无法实现可持续发展。这个承载能力的极限（或叫阈值）就是环境承载力。

环境承载力研究包含了很多内容，例如衡量人口、资源、环境是否协调，衡量经济发展是否具有可持续性等。环境承载力作为一个客观的值，其大小直接影响着社会经济的发展速度，进而影响生态项目的规划、建设、资金投入等方面；其变化可以作为判断可持续发展的客观依据。在倡导可持续发展的今天，对环境承载力的探讨研究，无疑对我国经济社会的发展有着重要的指导意义。

1 环境承载力的内涵

1.1 承载力概念的起源与发展

承载力概念起源于古希腊时代，本意是指地基的强度对建筑物负重的能力，后来逐渐引申为描述发展的限制程度。其研究最早可追溯到1758年法国经济学家奎士纳的《经济核算表》，这本书讨论了土地生产力与经济财富的关系。1789年Malthus在《人口原理》中提出了“马尔萨斯陷阱”，拉开了承载力研究的序幕。1921年，Park和Burgess在人类生态学领域中首次使用了承载力的概念，其特定含义是指在某一环境条件下，某种生物个体可存活的最大数量。随着全球范围内人口、经济、资源与环境等问题的日益突出，矛盾不断加剧，承载力的概念也随着发展并逐步应用到自然-社会系统中。在不同的发展阶段和资源条件下，产生了不同的承载力概念和相应的承载力理论。例如，学者们提出了土地承载力的概念，在环境污染蔓延全球、资源短缺和生态环境恶化不断加重的情况下，环境承载力、资源承载力（包括旅游承载力、水资源承载力、矿产资源承载力）等生态单因素承载力概念被相继提出。

20世纪80年代后期，可持续发展思想的提出为承载力的研究带来了全新的视角，促使人们对承载力的涵义和要素作出更全面的思考。承载力的概念得到极大的发展和扩充，研究的对象从单资源研究发展到宏观的复合巨系统综合性研究，研究目的从种群研究延伸到社会决策，概念核心由物资供需的现象描述转向系统自持的机制研究，承载力的理念也由静态容纳深化到系统的可持续发展。

1.2 环境承载力的定义

1.2.1 容量角度的定义最初，环境承载力的概念就是从环境容量发展而来，张慧勤等认为环境承载力是指环境对污染的容纳能力，即通常所说的环境容量，这是狭义的环境承载力概念；高吉喜在《可持续发展理论探索》一书中指出“环境承载力是指在一定生活水平和环境质量要求下，在不超出生态系统弹性限度条件下环境子系统所能承纳的污染物数量，以及可支撑的经济规模与相应人口数量”。

1.2.2 阈值角度的定义在北京大学完成的《福建省湄洲湾开发区环境规划综合研究总报告》中，环境承载力的定义为“在某一时期、某种状态或条件下，某地区的环境所能承受的人类活动的阈值”；曾维华认为“环境承载力是指在一定时期与一定范围内，以及一定自然环境条件下，维持环境系统结构不发生质的改变，环境功能不遭受破坏前提下，环境系统所能承受人类活动的阈值”；郭秀锐等学者认为“环境承载力是指在一定时期、一定状态或条件下，一定环境系统所能承受的生物和人文系统正常运行的最大支持阈值”。

1.2.3 能力角度的定义Schneider强调环境承载力是“自然或人造系统在不会遭到严重退化的前提下，对人口增长的容纳能力”；彭再德等学者将环境承载力定义为“在一定的时期和一定区域范围内，在维持区域环境系统结构不发生质的改变，区域环境功能不朝恶性方向转变的条件下，区域环境系统所能承受的人类各种社会经济活动的能力”，它可看作是区域环境系统结构与区域社会经济活动的适宜程度的一种表示。

尽管不同学者对环境承载力的定义有所不同，但其研究核心都是根据自然资源与环境的实际承载能力，确定人口与社会经济的发展速度，从而更好地解决资源、环境、人口与发展的问题。从整体来看，都强调了环境承载力是环境与人类活动间的联系桥梁，他使环境与社会经济的协调有了宏观准则，人类的可持续发展就必须建立在环境承载力基础之上。

2 环境承载力研究现状

2.1 环境承载力的研究内容

2.1.1 承载体自然环境承载体，又叫第一环境承载体，由生命支持系统和物质生产支持系统组成，生命支持系统包括空气、水、土壤、生物等；物质生产支持系统包括矿产资源、水资源、土地资源、森林资源等。人造环境承载体，又称第二环境承载体，如社会物质技术基础、经济实力、公用设施、交通条件等。

最初，环境承载力的研究多集中在自然资源要素的研究，研究内容多放在了第一环境承载体上，土地资源、水资源、大气环境、矿产资源等是研究的重点。又因为土地是最重要的自然资源之一，土地资源承载力是最基本的资源承载力，因此尤以土地资源承载力的研究历史相对较长，取得的成果也相对较多。随着承载力概念的扩展，文化承载力、社会承载力、经济承载力等在第二环境承载体基础上发展而来的要素逐渐被广泛应用。

2.1.2 承载对象承载对象包括了承载的污染物、承载人口规模、承载人口消费压力和人类社会及其经济活动。这些内容一般都在研究构建的指标体系中有所体现。随着承载力概念框架从P-S-R发展到D-P-S-I-R，人类社会及其经济活动的一些软指标在评价体系中所占比例逐渐增加，这更加体现了环境承载力在社会、经济、环境等方面的中介与协调作用。

2.2 环境承载力的量化研究

近年来，通过对环境承载力的一系列研究，获得了较大进展和一定的成果，其中环境承载力的量化研究是环境承载力理论研究的深入，其方法有多种，现阶段用得较多的有指数评价法、承载率评价法、生态足迹法、资源差量法、系统动力学法、灰色系统分析法等。

2.2.1 指数评价法指数评价法是根据各项评价指标的具体数值，应用统计学方法或其他数学方法计算出综合承载力，进而实现承载力的定量化评价。目前用于计算承载力指数的方法主要有矢量模法、模糊评价法、主成分分析法等。

2.2.2 承载率评价法承载率评价是通过计算承载率来评价生态（环境）承载力的大小。承载率或承载力饱和度是指区域环境承载量，即承载力指标体系中各项指标的现实取值EBQ，与该区域承载量阈值，即各项指标上限值EBR的比值。承载量阈值可以是容易得到的理论最佳值或预期要达到的目标值（标准值）。

应用承载率评价法进行环境承载力评价，可以从评价结果清晰地看出某地区环境发展现状与理想值或目标值的差距，但在综合评价过程中，将各个指标值相加，存在一定的缺陷，忽略了环境系统的非一元线性关系的特点，当某一指标严重不足时，可能被其他指标值较高而最终将综合评价值“拉平”。 因此，杨磊以“乘法法则”改进指标综合评价过程中的“加法法则”，在综合评价过程中体现“短板理论”的思想，用改进的承载率评价法对三峡库区的3个小城镇做了实例研究，比较分析不同小城镇环境承载力变化的原因，提出提高环境承载力的措施。

2.2.3 生态足迹法生态足迹法由加拿大生态学家 William Rees 在1992年提出，1996年他和他的学生 Wachermagel又进一步完善了其具体的计算方法，通过将区域的资源和能源消费转化为提供这种性质流所必须的各种生物生产土地的面积，并与区域内能提供的生物生产型土地面积进行比较，定量判断一个区域的发展是否处于资源环境承载力的范围内。此方法直观、简便，但多侧重于理论和方法的介绍，有一定的局限性，一般以某一年或特定几年的断面资料进行分析，缺少系统动态的研究。

2.2.4 资源差量法资源差量法从研究区域的各种资源量与当前发展模式下社会经济对各种资源的需求量之间的差量关系，以及该地区现有的环境质量与当前人们所需求的环境质量之间的差量关系入手来衡量环境承载力。王中根等构建了包括社会经济和生态环境2个子系统的指标体系，从资源支持能力与环境支持能力2方面应用这种差量度量评价方法对西北典型干旱区河流流域进行了生态承载力评价分析和预测。

近年来应用得较多的承载力相对剩余率法是资源差量法的发展，该方法将现实的区域环境承载状况与理想的承载状况之间的偏差作为定量描述区域环境承载力的基础。这里的相对剩余率是指：在某一时期，区域环境承载力指标体系中各项指标所代表的该状态下的取值与各项指标理想状态下阈值的差值与其阈值间的比值。

2.2.5 系统动力学法系统动力学法是由美国麻省理工学院J.w.Forreste（1956）创立的一门分析研究信息反馈系统的学科，它的主要特点是通过一阶微分方程组来反映系统各个模块变量之间的因果反馈关系。在实际应用中，对不同发展方案采用系统动力学模型进行模拟，对决策变量进行预测，然后将这些决策变量视为环境承载力的指标体系，再运用前述的指数评价方法进行比较，得到最佳的发展方案及相应的承载能力。

1990年，Slesse等采用ECCO模型作为新的资源环境承载力的计算方法，该模型在“一切都是能源”的假设前提下，考虑人口、资源、环境、发展之间的相互关系，以能量为折算标准，建立系统动力学模型，模拟不同发展策略下人口与资源环境承载力之间的弹性关系，确定以长远发展为目标的区域发展优选方案，取得了较好的效果。进入20世纪90年代之后，面对可持续发展的概念，系统动力学的先进特性使其在多领域、大尺度上得到了广泛应用，产生了深刻的影响，其应用体现出两个方面的发展：第一，随着对象范围的扩大和结构的复杂化，系统动力学模型的结构也随之大为复杂；第二，系统动力学方法开始同其他承载力研究方法进行向上的整合，使计算模型向着复合模型系统方向发展。

2.2.6 灰色系统分析法灰色系统分析法是将处理系统不确定性问题的灰色系统理论应用于环境承载力评价的一种方法。灰色系统是指该系统的内部信息和特性只有部分已知，而剩余部分未知的系统。灰色系统分析建模时根据灰色系统的行为特征数据，利用数量不多的数据信息，寻求相关各因素之间的数学关系，建立相应的数学模型，如GM（1，1）模型，GM（1，N）模型。该方法较多用在水资源的承载力研究方面。该方法避免了承载力评价标准中不确定的因素，在评价中仅用到各评价指标的原始量化值，评价结果直观、科学，尤其对水资源承载力的评价具有较大的应用价值。

2.3 环境承载力的评价指标体系

环境承载力的量化研究是承载力理论研究的深入，建立一套合理的评价指标体系又是量化研究的基础和关键，也就是说，所有的承载力分析都必须依据一定的具体数据结构，即指标框架，才能使环境承载力分析落实到实处，使结果尽可能准确客观地反映生态系统与人类社会经济活动之间的关系，这是研究环境承载力的根本条件和理论基础。

可持续发展背景下的环境承载力研究指标体系的设计，是站在可持续发展思想的系统理论角度，充分考虑“自然-经济-社会”之间的复杂关系，体现系统论的特色。除遵循一定的原则（如科学性、可操作性、层次性、完备性和动态性）外，还必须充分考虑承载体与受载体之间的互动反馈方式、强度、后效、潜力与相互替代等特点。

根据承载力的概念框架，王密等按压力和支持力2大类指标，分别构建了喀斯特区域生态承载力和甘南生态环境承载力评价体系。采用P-S-R（压力-状态-响应）框架，毛汉英和于丹林构建了承压类、压力类和区际交流类3类指标。运用D-P-S-I-R（驱动力-压力-状态-影响-响应）框架，王宇峰在构建杭州城市生态系统承载力评价模型时将指标体系分为3大模块，即城市生态系统自然支撑类、城市生态系统获得性支撑类和城市生态系统压力评价类。其中，自然支撑类包括生态弹性指数、资源供给指数和环境容量指数；获得性支撑类包括社会经济组织活力指数和社会经济组织协调指数；压力评价类包括资源消耗指数和环境污染指数。

根据区域复合生态系统的结构和功能机制，北京大学的洪阳、叶文虎等专家认为承载力的指标体系可以分为3类，即自然资源支持力指标、环境生产支持力指标和社会经济技术支持水平指标。相类似的，张天宇将指标体系从经济环境系统、社会生活环境系统、自然资源环境系统进行分类。彭再德把承载力指标体系中的指标因子分为两类：一类是发展类变量指标因子，即对区域社会经济活动起支持作用的资源指标；另一类是限制类变量指标因子，即对区域社会经济活动起限制作用的资源指标。牛文元等将区域承载力研究同实施可持续发展战略相结合，构建了一套包括5个支持系统（生存支持系统、发展支持系统、环境支持系统、社会支持系统和智力支持系统）、16个系统状态、47个变量指数、249个具体指标的指标体系，据此对全国30个省、市、自治区的可持续发展总体能力进行了综合评价。

3 研究的不足与展望

纵观承载力的发展过程，总体上看，承载力作为一种描述人与环境或物种与环境之间关系的度量工具，经过20世纪中后期以来的研究，已经取得显著的进展。但仍可以看出：承载力的研究尚未形成完善的理论体系，对于承载力的概念和内涵尚未达成共识，同时缺乏能够准确描述人与环境或物种与环境之间关系的定量化方法，具体表现为没有统一的标准，指标的筛选没有严格的依据，实际应用性不强等。根据环境承载力研究进展及发展要求，今后其研究将呈现以下趋势。

3.1 理论体系将更加完善

目前，虽然很多学者在研究环境承载力，但是环境承载力理论体系仍然不够完善，不能很好地将区域环境系统和区域社会经济活动相结合。随着人类社会经济活动与环境之间的矛盾日益突出，必将有更多的、各领域的学者，如社会学领域、经济学领域的学者，投入到环境承载力的研究，这种多学科交叉的研究优势必将促进环境承载力的理论体系更加完善。

3.2 指标体系和量化方法的研究有待深入

从承载力现有的研究成果中可以看出，资源环境系统中不同要素的承载力以及资源环境综合要素承载力的相关研究方法，角度各不相同，特点和适用范围亦不相同，各有优缺点，如何针对某特殊区域选择量化方法，现在还未有专家进行总结。从指标体系来看，只是多层次、多指标的罗列，缺少反映社会经济与环境关系以及动态变化的指标，指标的筛选没有严格的依据，在指标的选取和认定上还有很大的随意性和主观性，这直接影响了评价结果。而建立科学合理的指标体系、确定正确的量化方法是进行环境承载力研究的基础。因此，关于如何构建才能反映研究区域内经济、社会、环境之间关系的指标体系，以及如何选择针对该研究区最佳的量化方法方面，仍有很多问题值得探讨。

3.3 注重社会文化因素对研究的影响

随着承载力研究的不断深入，经济、社会、文化等因素对资源环境承载力的影响越来越受到国内外学者的重视，并逐渐被应用到区域承载力的理论分析和量化模型的研究中。全球化和信息化的发展，使得具有开放系统特征的区域承载力受区内资源环境因素的限制逐渐减小，尤其是人口、经济等要素高度密集的城市群地区，实际容纳的人口规模已经超过了区域资源环境可承载的容量。因此，加强经济、社会与文化、制度等关系的研究是十分重要的。人类不仅是简单的施压者，也是承载力的共同创造者，要求在研究硬件的同时，加强软件方面的研究，即人文环境的研究，将文化、政策、制度、精神等广义的承载力指标要素纳入评价体系。

3.4 环境承载力的研究将向可操作性、实用性发展

目前，有关环境承载力研究虽然很多，但是能够真正将环境承载力研究成果用于指导人类社会经济活动的实例很少，以环境承载力为依据，制定各个地区的经济发展规划没有得到进一步的重视。环境承载力的研究与中国现实的可持续发展联系紧密，只有建立在可操作基础上的环境承载力研究才更有意义、更有生命力。所以，环境承载力的研究将在理论研究的基础上同可持续发展规划紧密结合，向可操作性、实用性发展，以更好地指导人类社会经济活动。

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