城市支持系统的承载力分析

4.2　城市支持系统的承载力分析

承载力是从工程地质领域转借过来的概念，其本意主要指地基的强度对建筑物负重的能力，现已演变为对城镇建设发展的限制程度进行描述的常用概念之一。1921年，帕克(Park)和伯吉斯(Burgess)在人类生态学领域中提出了生态承载力的概念，即在某一特定环境条件下(主要指生存空间、营养物质、阳光等生态因子的组合)，某种个体存在数量的最高极限。随着世界范围内可持续发展战略的全面实施，生态承载力的概念也在环境、社会和经济领域广泛应用。

4.2.1　生态承载力的内涵与由来

生态承载力不同于物理承载力。自然系统的生态平衡是一种亚稳定状态，它围绕中心位置波动。在超过类似物理承受点之前，物理系统变形，而生命系统将建立新的动态平衡；超过承受点以后，物理系统毁灭，而生命系统将被新的平衡取代。造成这两种系统差异的原因除了遵循物理和化学原理以外，生命系统在条件变化时还具有可调节能力及自我组织能力，通过繁殖、遗传变异、自然选择等方式以适应变化，使自然系统具备恢复能力。

生态承载力表征着生态系统的自我维持、自我调节能力，资源与环境的供容能力及其可维持的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数量。对于某一区域，生态承载力主要强调生态系统的承载功能，突出对人类活动的承载能力，其内容应包括资源子系统、环境子系统和社会子系统，因此生态系统的承载力要素应该包含资源要素、环境要素和社会要素三种类型。所以，对于某一区域的生态承载力概念，主要是指某一时期某一特定的生态系统，在确保资源的合理开发利用和生态环境良性循环发展的条件下，可持续承载的人口数量、经济强度及社会总量的能力。

4.2.2　生态承载力基本特征

2000年余丹林根据以往有关生态承载力的研究，总结出了生态承载力的基本特征：资源性，生态系统是由物质组成的，而且对经济活动的承载能力也是通过物质的作用而发生的，因而从物质的特性而言，生态承载力就是表征生态系统的资源属性；客观性，生态系统通过与外界交换物质、能量和信息等，保持着自身的结构和功能的相对稳定，即在一定时期内系统在结构和功能上不会发生质的变化，而生态承载力是系统结构特征的反映，所以在系统结构不发生本质变化的前提下，其质和量的方面是客观的、可以把握的；变异性，主要是由生态系统功能发生变化引起的，系统功能的变化一方面是自身的运动演变引起的，另一方面与人类的开发目的密切相关，这表明人类可通过正确认识生态系统承载力的客观功能本质，正确适度使用生态承载力，建立可持续发展的社会；可控性，人类根据生产和生活的需要，可以对系统进行有目的的改造，从而使生态承载力在质和量上朝人类需要的方向变化，但人类施加的作用必须有一定的限度，因此说承载力的可控性是有限度的。

既然生态承载力是生态系统自我维持、自我调节的能力，那么在进行城市建设时理所当然必须考虑到城市生态承载力的情况，在确保资源合理开发利用和生态环境良性循环发展的条件下进行。

4.2.3　生态承载力度量方法

生态承载力的研究，是随着资源退化、环境污染、人口剧增等原因而产生并发展起来的。目前进行生态承载力估算的方法较多，自然植被第一性生产力估测方法是最常使用的生态承载力度量方法之一。

植被的生产力反映了生物圈的恢复能力，特定区域内的第一性生产者的生产能力在一个中心位置上下波动，而这个生产能力是可以测定的。同时，与背景数据进行比较，偏离一个中心位置的某一数据可视为生态承载力的阈值。世界上有很多模拟第一性生产力的模型，世界上普遍采用的大致可以分为三类：气候统计模型、过程模型和光能利用率模型。我国一般采用气候统计模型：

NPP=RDI²•[r•(I+RDI+RDI²)/(I+RDI²)(I+RDI²)]•exp(-3.13+6.25PER²)

其中：

RDI=(0.69+0.237PER-0.00313PER²)²

BT=(∑t)／365

PER=58.93BT／r

式中：RDI为辐射干燥度，r为年降水量，NPP为自然植被净第一性生产力，PER为可能蒸散率，BT为年平均生物温度，t为大于0℃且小于30℃的日均值。

城市生态系统的市域空间很少用于进行食物生产。因此，分析城市生态系统的生态承载能力，应以城市支持系统的生态承载力为指标。城市支持系统是指为城市生态系统提供各种物质资源和消纳废物的乡村腹地，城市支持系统的生态承载力分析是根据其土地面积和生产能力，进而推算其所能承载的人口数量和社会经济发展指标的。