生态承载力研究综述

第一节　生态承载力研究综述

一、承载力：概念及分类

承载力概念并非生态学的原创。这一概念源于工程力学，原指工程地基的强度及其对建筑物的负重能力，后来逐渐演化为描述区域发展支撑（或限制）的常用概念，但生态学是最早使用承载力概念并将之作为研究内容的学科^［1，2］。早在1921年，帕克和伯吉斯就在人类生态学研究中提出了承载力的概念，他们认为，对于既定的研究区域而言，其人口承载力可以根据该区域的食物资源数量来确定^［3，4］。在最近的几十年里，随着土地退化、环境破坏和人口膨胀对人类生存与发展的威胁的加剧，人类学与生物学研究者将承载力概念应用到人类生态学领域；自此而始，承载力一词被赋予了越来越丰富的内涵，总是与人口增加、环境/生态恶化、资源枯竭、经济增长等联系起来，其概念与含义也发生了相应的变化^［5］。

承载力概念的演化与发展体现了人类对人与自然的关系认识的逐步深化，相应于发展面临的不同阶段和拥有的不同资源条件，不同的承载力概念及理论得以产生。目前得到普遍认同的承载力类型主要包括资源承载力、环境承载力与生态承载力等三类^［1］。分述而言：（1）资源承载力是一个区域的资源数量/质量对人口的基本生存和发展的支撑能力，主要内容包括土地资源承载力、水资源承载力和森林资源承载力等。（2）环境承载力是指一定条件下，既定的环境系统所能承受的人类社会经济系统正常运行的支持上限，它不仅体现了环境系统资源的价值，而且突出了环境系统与人类社会经济系统之间的相互作用。（3）生态承载力是特定生态系统在确保资源合理利用和生态环境良性循环的前提下可持续支持的人口数量、经济强度及社会总量的能力。

三类承载力之间既有区别又有联系。与前两类承载力相比，生态承载力强调的重点是在生态系统自我维持/自我调节前提下的承载功能，即生态系统对于人类生存、发展及相应的社会经济活动的承载能力。相对而言，资源承载力是基础，环境承载力是关键，生态承载力是综合^［4］。邓波等^［1］认为，生态学领域的生态承载力是对物理承载力概念的发展；区别于物理承载力，生态承载力重在刻画人与生态系统的和谐、互动及共生的关系，因此人与生态系统的关系是生态承载力的理论基础；因此，生态承载力是衡量某一区域可持续发展的重要判据，是可持续发展能力的组成部分。

草地生态承载力是生态承载力内容体系中一个十分重要的概念。草地生态承载力起源于承载力理论在草地畜牧业的应用，最初应用于草地畜牧业是在北美、南美及亚洲的一些草原地区，背景是大量开垦、过度放牧所导致的草地迅速退化；为有效管理草原并取得理想的经济效益，承载力理论被引入草原管理领域。此时，草地生态系统的生态承载力一般是以载畜能力（载畜量）来衡量^［3，4］。借鉴生态承载力的内容，草地载畜量被定义为在满足草地生态系统的自我维持、自我调节的基础上，草地资源环境的综合生产能力及其可支持的满足人类社会经济需要的畜群规模。直到目前，草地载畜量概念仍被草原生态学研究者所广泛使用，用以指导草地生态管理和畜牧业管理。

二、生态承载力研究方法简介

生态承载力的研究方法因基于不同的视角和侧重点而种类繁多，且不同方法具有很大差别。但传统上，主流的研究方法均以定量模型为主，常见的模型包括：

（一）自然植被净第一性生产力方法

自然植被净第一性生产力是植物自身生物学特性与外界环境因子相互作用的结果，反映了某一自然体系的恢复能力。通过对自然植被净第一性生产力的测算，通过判定现状生态环境质量偏离本底数据的程度可以确定区域生态承载力的指示值。该方法由Lieth等人于1975年创立。模型分为气候统计模型、过程模型和光能利用率模型等三类。

（二）生态足迹方法

生态足迹法由加拿大生态学家WilliamRees和Wachernagel在上世纪90年代提出，其原理是将一定区域内的人口所消耗的所有资源/能源以及吸收消耗产生的所有废弃物的总量转化为相应的生物生产资源面积（包括耕地、草地、林地、建筑用地及水域等六类在空间上彼此互斥的资源面积），然后将这些面积乘以相应的均衡因子和产量因子得到生态承载力。

（三）综合分析方法

高吉喜^［5］认为承载力即承载媒体对承载对象的支持能力；要判断某一特定生态系统的承载情况，必须知道承载媒体的承载能力与承载对象的压力大小。他将生态系统的弹性力、资源环境子系统的供容能力以及一定生活水平的人口作为三个基本层面，建立了生态承载力综合判定与评价方法，并引进生态系统的承压指数、压力指数及承压度来描述特其承载状况。

（四）供需平衡模型

王中根、夏军^［6］根据环境承载力理论，在简化生态环境承载力计算的基础上构造了一种基于供需关系的度量模型。该模型认为，区域生态环境承载力体现了一定时间和空间的生态环境系统对区域发展/需求的量与质的满足程度，因此区域生态环境承载力的衡量应从现有资源量与当前的需求量之间、现有生态环境质量与当前的生态环境质量需求之间的两个差量关系来分析。

（五）系统动力学方法

系统动力学（SD）模型由美国学者Forrester于20世纪50年代创立，是一种研究复杂系统的多重信息反馈动态行为的大型系统模拟/仿真方法。该方法强调在既定条件下寻求问题的最优解，通过寻求使系统较优的结构参数实现系统功能的优化。在过去的30年里，系统动力模型在土地承载力、资源承载力、环境承载力和生态承载力等方面得到了广泛的应用，是承载力研究的经典方法之一。

除以上方法/模型外，还有一些方法也见于生态承载力的分析与评价，如状态空间方法、人口—社会—经济综合评价方法等。