公路资源环境承载力研究综述

姚诗汝，张丽娟，温丽雅，董文杰，曹更永

（1.中国计量大学，浙江 杭州，310018；2.浙江省交通运输科学研究院，浙江 杭州，310023）

0 引言

近年来，中国经济发展迅速，人口持续增长，人们对资源的过度开发导致生态环境保护与经济发展之间的矛盾日益严峻[1]。为应对生态环境现状，我国的经济发展逐渐转向高质量发展，人们开始将可持续发展作为开展生产活动的方向[2]。党的十八大将生态文明建设纳入“五位一体”总体布局。十九大报告提出：中国特色社会主义进入新时代，我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要同不平衡不充分的发展之间的矛盾，要求在创造更多物质财富和精神财富的同时，提供更多优质生态产品以满足优美生态环境需要。十九届五中全会规划二〇三五年生态环境根本好转，美丽中国建设目标基本实现。同时我国也明确建设交通强国的宏伟目标，努力实现由交通大国向交通强国的转变。交通建设与沿线生态环境息息相关、相辅相成，是美丽中国建设不可或缺的组成部分，更是可持续发展中重要的一环。

交通运输是国民经济的命脉，公路是其中的重要环节，加强公路建设对于增强综合国力，推动经济社会发展，提高人民生活水平具有重要意义[3]。《国家公路网规划（2013—2030年）》中提出：预计2030年，全社会公路客运量、货运量是当前的2.7、2.2倍，旅客、货物周转量将达到现在的3.2、2.4倍，主要公路的平均日流通量将超过10万辆，达到目前的4倍以上。作为国家基础运输主骨架和与人民群众联系最紧密的交通运输方式，公路的绿色发展与交通强国目标实现密切相关。在公路快速发展的同时，公路资源环境承载力问题日益严重，资源的局限、环境的恶化与公路建设需求之间的矛盾不断扩大[4-5]。目前国内外对资源环境承载力的重点多在单要素承载力研究上，把公路资源环境承载力作为一种限制性条件在城市交通规划中应用的实例较少[6]。文章从资源环境承载力角度出发，分析国内外目前研究现状，明确资源环境承载力概念、总结评价方法，提出现有研究存在的不足和改进建议。对系统了解资源环境承载力现状，深入贯彻可持续发展理念，协调生态文明建设，促进国家经济持续健康发展，实现公路规划与生态建设和谐发展具有深远意义。

1 资源环境承载力基础理论

1.1 资源环境承载力概念

1921年人类生态学家帕克和伯克斯首次讨论了承载力的概念，即在特定的空间、养分、阳光等环境条件下，某种个体存在数量所能达到的最高极限[7]。在承载力研究基础上，学者们开始将研究方向转向资源承载力和环境承载力。1985年联合国教科文组织提出了资源承载力概念，定义为在一段时期内，利用该区域的自然资源和智力、技术资源等，在符合物质生活水平条件下能够持续供养人口的能力。1991年北京大学提出了国内较为严格的环境承载力概念，定义为在一定时期，生态环境在不突破生态系统弹性阈值的基础上能承受人类社会、经济活动作用的能力[8]。资源环境承载力是综合资源承载力和环境承载力的概念，交通领域的资源环境承载力定义为在一定的时空下，生态系统维持在能自我恢复的范围内，交通系统能够发展的最大规模。

1.2 资源环境承载力研究进展

18世纪马尔萨斯发布的《人口论》中提出资源限制人口理论，成为承载力的雏形[9]。20世纪70年代，国外开始研究土地人口承载力。1972年，罗马俱乐部发表《增长的极限》，提出人口迅速增长会带来的各类资源限制和环境污染问题[10]。1995年，Arrow发表《经济增长、承载力和环境》，文中讨论了经济活动与环境承载能力的关系，使得环境承载力被广泛关注[11]。2012年，Running发表的论文中提到，可供人类使用的各种资源在未来十年将会达到“生态边界”[12]。目前国外关于单要素资源环境承载力已有研究，B WIDOD等人[13]在可持续发展的基础上对日惹市区（YUA）土地资源和水资源的环境承载力进行研究。NAIMI[14]通过分析阿尔及利亚首都阿尔及尔的水资源供需平衡，评估该地水资源承载力。

20世纪80年代起，我国开始关注水土资源承载力的研究。随着人口、社会、经济的发展，国内开展了地质环境、大气环境、旅游环境承载力的研究。在有一定的研究基础后，学者们发现将某一单要素承载力置于完整的生态系统中，当单要素承载力达到极限时，系统的整体承载力不一定达到最优[4]，因此学者们开始着眼资源环境综合承载力。刘育博[15]以河北省秦皇岛市卢龙县作为研究对象，建立涵盖自然条件、自然资源、生态环境和社会经济四个层次的县级资源环境承载力评价指标体系，对卢龙县资源环境承载力进行评价与分析。王艳云[16]构建资源环境承载力集成评价模型，对浙江省湖州市长兴县资源环境承载力进行评估。

国内外对资源环境承载力的研究，大致经历了“土地人口承载力—资源承载力—环境承载力—资源环境承载力”的过程，是由单要素的承载力评价到综合性承载力评估的演进过程。综合看来，目前资源环境承载力主要还是集中在单要素的承载力研究，对资源、环境结合考虑的综合性研究还较少，研究实例也较少。

1.3 公路交通资源环境承载力研究进展

20世纪50年代国外开始对交通领域资源环境承载力进行研究，一些发达国家如美国、德国，它们的公路建设起步早，所以有关公路建设的法律法规发展得也较为完善。美国、澳大利亚、瑞典对公路规划、建设、保养、运营的全过程提出了生态保护的要求和措施[17-19]。国外多将研究着眼于公路网容量和公路建设与环境之间的影响等问题。Giuliano和 Genevieve[20]以欧洲国家和美国为研究对象，讨论了交通发展与土地利用格局之间的关系，他们认为城市土地建设达到一定密度后会促进轨道交通的发展。Handy S[21]从交通与土地承载力之间的联系着手，讨论了公路建设对环境的影响，并且提出有效利用土地对于城市交通发展具有重大意义。Barrientos[22]对敏感区域公路建设进行研究，发现公路建设环保措施对环境的潜在效益。国外在将公路交通环境承载力作为一种现实的约束条件，应用到城市交通规划中去的研究较少。

国内关于公路交通环境承载力的研究最早是由北京交通大学的卫振林等人[23]提出的。目前国内对公路交通环境承载力的研究并不多，主要是集中于城市交通规划理论方面，从资源环境承载力角度进行公路规划建设的研究缺少应用实例。研究大部分仅针对单要素的承载力评价展开，并且集中在土地资源环境承载力。孙茜[24]通过对我国公路交通用地情况进行调查，研究了我国公路交通土地资源承载力，并且构造了公路交通网络优化模型与算法。杨秀英[4]构建指标体系，评价区域公路土地资源承载力，通过构建模型和计算得到了最终的公路铁路综合线网调整方案。乔心格[25]从节约资源、低碳减排、环保、生态等方面构建了绿色公路评价指标体系。

由于资源环境承载力的理论体系尚不完善，评价方法准确性难以保证，目前较少有针对资源、环境等复合系统开展的综合承载力评价。

2 公路资源环境承载力评价方法

通过对资源环境承载力的深入研究，学者们使用多种方法、模型，计算、分析和评价区域资源环境承载力，评价方法趋于多样化和系统化。评价方法经历了从定性到定量，从单一到综合，从静态到动态的过程。可分为指标因子权重法、供需平衡法、系统模型法和环境容量法四大类评价方法[6，26-28]。

指标因子权重法通过选取反映区域复合系统特征以及自然系统与人类社会经济系统相互作用的关键指标，建立模拟区域复合系统层次结构的指标体系，来反映区域承载状况。包括模糊评价法、层次分析法、主成分分析法、矢量模法和状态空间法。供需平衡法利用承载主体与承载对象之间的差值来评估区域承载状况，包括能值分析法、生态足迹法和差量对比法。系统模型法通过分析系统运行机制，构建要素间的耦合关系，建立模型模拟复杂多变的区域复合系统，对研究对象未来的变化进行预测和评估。环境容量法以区域环境系统的纳污能力来体现区域资源环境承载力。各评价方法的优劣势见表1。

表1 评价方法优劣势比较Tab.1 Comparison of advantages and disadvantages of evaluation methods

3 公路资源环境承载力研究展望

3.1 公路资源环境承载力研究存在问题

随着学者们对公路资源环境承载力的不断探讨，理论体系已相较之前有所完善，但是生态系统存在复杂的交互作用，而且环境、生态等自然要素和经济、社会等人文要素对评估存在影响，研究仍面临着严峻的挑战，目前资源环境承载力研究存在以下不足：

一是缺乏完整的理论体系。国内外关于资源环境承载力的综合性研究较少，且研究方法仍需创新。资源环境承载力属于多学科综合领域，包括经济、生态、社会，当前研究局限于生态领域，对经济-社会-生态的耦合作用缺乏深入研究。对于公路资源环境承载力的研究多集中于单要素承载力，但是单要素承载力具有独立性，生态文明导向下的评价注重资源环境多要素的整体评价[38-39]。

二是缺少一套资源环境承载力综合评价标准体系。不同评价方法适用情况不同，对于同一区域不同评价方法会导致结果差异显著。单一的评价方法具有一定的局限性，对公路规划建设区域进行评价时缺乏综合评价模型，在评估过程中的指标选取缺乏定量依据，缺少考虑社会发展和科技进步对评价的影响，难以保证评价结果的客观性。

三是理论研究与实践脱节。公路承载能力是动态的，受到多种因素的影响。公路系统是复杂和开放的，它与外部世界紧密相连[40]。研究中对区域系统的开放性特征缺乏考虑，由于区域人口、经济规模的动态性特征，单一的、静态的资源环境承载力评价已无法满足国土资源与空间精细化管理的发展需求。难以实现对区域公路规划和社会经济发展的指导作用。

3.2 公路资源环境承载力研究建议

本文基于对公路资源环境承载力系统内部理论的探讨，分析社会经济和生态环境两个系统之间的运行规律，针对上述不足，对公路资源环境承载力未来的研究提供如下建议：

一是完善公路资源环境承载力理论体系。加强对公路资源环境承载力概念和内涵的探讨，继续丰富公路资源环境承载力的定义、特征、构成要素、机理与演进机制等基础理论内容。研究中需借鉴生态学、地理学、资源科学与环境科学等多门学科，建立完整的的理论体系。在资源环境承载力研究过程中需要考虑其空间尺度，构建多层次、多结构的理论体系，为后续研究提供理论保障。

二是建立综合评价标准体系。考虑自然、经济、社会等多种要素，综合多领域、多视角、多区域，建立有针对性、科学合理的评价体系。评价过程中需要充分考虑复杂系统内部各要素之间的相互作用，对评价过程中相关计算方法进行完善。深入动态模拟研究，监测资源环境承载力随着时间和空间而发生的改变，对于生态治理具有重要意义。

三是加强基础研究与实践应用的联系。结合使用定性与定量评价，综合使用各类评价方法，更加全面地对区域进行评价。进行资源环境承载力评价时应当因地制宜，统筹各类资源，协调各个区域。需要深入研究各种模型的适用性，提高对同一区域不同模型评价结果的差异性。使得资源环境承载力评价能够结合时代的发展而加以优化。

四是注重科技驱动因素。充分发挥GIS、RS等先进技术的作用，加强公路资源环境承载力研究的标准化、数字化与系统化，以满足实用化、业务化的国家需求。提高环境污染治理能力和动态监控能力，对建设公路建立动态监测平台，实时监控、分析区域内与区域间的资源环境状况。

4 结语

资源环境承载力从单要素的评价到综合性的评估，从对资源环境的定量分析到定性分析，呈现出生态文明演进过程和可持续的发展理念。目前资源环境承载力已成为生态文明建设中的重要组成部分，是建设美丽中国和发展交通强国的理论基础，因此在发展过程中更需要充分结合国家方针政策，指导区域公路建设规划。但是，现有资源环境承载力研究还有很多不足，中国公路资源环境承载力的研究多基于传统的方法，研究创新较少，研究过程中忽略了许多重要影响因素，例如科技驱动、社会发展对研究的影响。资源环境承载力研究框架体系不完整，缺乏系统指标体系，理论研究与实际应用脱节，缺少对经济、社会、生态发展的全面考虑等。因此，需要继续深入研究公路资源环境承载力，理解关键概念，完善理论体系，形成系统的评价标准体系，提高对未来态势的预判。加强基础研究与实践应用的联系，结合时代发展，充分发挥先进技术的作用。编制基于资源环境承载力的区域公路规划，合理统筹国土资源，优化公路开发布局结构，缓解资源紧缺、恢复生态稳定，使得生态文明与公路建设共同发展。