从“牛吃草”说起

张定源

小时候做过一道数学题，也许你也曾做过著名物理学家牛顿曾出过这样一道题：有一块草地，青草每天在生长已知这片青草10头牛吃，可以吃22天;16头牛吃，可以吃10天;那么如果供25头牛吃，可以吃多少天？

这个所谓“牛吃草”问题，又称之为“牛顿问题”这是一个非常有趣又特别复杂的问题，其中蕴藏着极其丰富的内涵实际情况远比牛顿假设的那样复杂，草不是每天都以同样的速度生长，草或者生长或者衰败;牛吃草也不是等量的，有时吃多有时吃少所以，要真正解决“牛吃草”问题不是一件容易的事但我们知道，草地的面积总归有限，这片有限的草地，能养活多少头牛也应该是有限的，这就延伸出资源承载力问题如果不顾资源承载力，在这片草地上让牛任意繁殖，其后果将会如何呢？

驯鹿的故事

这是一个真实的故事。1944年，美国海岸警卫队将29头驯鹿放到了圣马太岛上。这个小岛，位于阿拉斯加，四面环水，环境优美，既没有人类居住，又没有驯鹿的天敌，这座岛上覆盖着驯鹿爱吃的地衣。在这里，驯鹿仿佛进入天堂，不仅吃饱、长大，而且迅速繁殖。到了1963年，岛上驯鹿的数量已经超过6000头。1965年5月，美国海岸警卫队派了一架飞机，希望拍摄这些驯鹿的生活。不过机组人员没有发现驯鹿，他们不知道此时的岛上只剩下42头驯鹿了;到1980年，这剩余的42头驯鹿也都死了。驯鹿之所以死，正是种族增长过快、资源消耗过多的结果。当驯鹿消耗的地衣超过自然界可以补充的地衣时，它们就超过了资源承载力“极限值”。因为驯鹿对自己的状况一无所知，所以仍在不断地繁殖，并消耗着有限的资源。驯鹿摧毁了它们自己的生活环境，最终导致整个群体灭亡。

什么是承载力呢？

1922年，Hawden和Palme首次提出草场所能支持的牲畜的最大数量就是承载力。1933年，Leopold又从密度角度提出了一个类似的定义，他说在一定的变化范围内，草场单位面积所能支持野生食草动物的最大密度就是承载力。因此，从承载力角度来看，如果有人上岛给驯鹿采取一定的节育措施或定期从岛上迁移出一部分驯鹿，始终让资源承载力保持在其“阈值”之内，今天的圣马太岛上留下的绝不是累累鹿骨。

然而，人类历史上出现“圣马太岛上驯鹿”那样的悲剧也并非少见。远古至今，幼发拉底河和底格里斯河滋润着两河流域这一片广袤的平原，两河文明以其古老而又独特的魅力一直吸引着世界眼球，但是它的不公命运又让人们扼腕叹息。两河流域的不幸，也就是地儿太肥美了，可谓“禀赋”优等，而且还位于几大古典帝国反复争夺的“交通要道”。持续不断的战争，严重摧毁环境，过度开发资源，最终超出其生态环境承载力，导致土地严重盐碱化、沼泽化，直至文明消亡。

生态环境承载力是一個区域生物种群及其活动的最大负荷或最大约束。牛吃草的同时，也通过粪便等回馈草地，使草生长更好。一定数量的牛生活在适宜的草地上，它们和谐共处，草一直在生长，而牛永远都有草吃。如果那些生活在新月沃土上的古巴比伦人懂得这些道理，并能够遵从“生态环境承载力”的约束，或许今天依然可见熠熠生辉的两河文明。

Malthus，T.R.小的时候可能也是受到“牛吃草”的启发，1798年，他写了一本书，叫《人口原理》，他在书中强调人口具有迅速繁殖的倾向，这种倾向受资源环境的约束，会限制经济的增长。后来，WilliamVogo延续7 Malthus的思路，1949年，在《生存之路》一书中，他以粮食为标准研究土地资源承载力，在理论界产生了较大影响。他认为，人类的生存完全取决于环境，同时又影响着环境，而赖以生存的自然资源（土壤、水、植物、动物）的供给能力又受到物理、生物和人为等环境阻力的影响和制约。据此，Vogo首次将人类对资源环境的过度开发导致的生态变化称为“生态失衡”，并明确提出区域承载力概念，以反映区域资源环境所能承载人口与经济发展的容量。

世界共关注

1972年，罗马俱乐部发表《增长的极限》，构建著名的“世界模型”，深入分析了人口增长、工业化发展与不可再生资源枯竭、生态环境恶化和粮食生产的关系，认为全球的增长将会因粮食短缺和环境破坏在某个时段达到极限，提出经济“零增长”发展模式，从而引发全世界对资源环境承载力的强烈关注。1977年，联合国粮农组织协同联合国人口基金会和国际应用系统分析研究所，对全球五个区域117个发展中国家的土地资源的人口承载能力展开调查，成为资源环境承载力较有影响力的一次实践。1985年，MalcolmSleeser等综合考虑人口、资源、环境和发展之间的关系，通过模拟不同策略方案下人口与承载力之间的动态变化关系，建立一套同时满足人口、政治、环境与资源条件的目标和政策。1987年，联合国环境与发展委员会在《我们的共同未来》报告中首次出现“可持续发展”一词。1992年，在巴西里约热内卢联合国环境与发展大会上通过的《21世纪议程》中正式提出可持续发展理念，标志着人类文明进入生态文明时代。

美国经济学家、诺奖得主Arrow1995年在《SCIENCE》上发表“经济增长、承载力和环境”一文，再次引发了承载力研究的热潮。在建设社会主义生态文明的新时代，我们要更加自觉地珍爱自然，更加积极地保护生态。唯有如此，才能真正避免“圣马太岛上驯鹿悲剧”重演;唯有如此，才能让“寂静的春天”不再寂静;唯有如此，才能真正读懂白朴小令《天净沙·秋》：“孤村落日残霞，轻烟老树寒鸦，一点飞鸿影下。青山绿水，白草红叶黄花。”