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[科普中国]-生态承载力

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生态承载力是指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。生态承载力的提出对于承载力理论的研究是一个很大的进步,和单因素承载力相比,生态承载力更多地关注生态系统的整合性、持续性和协调性,生态承载力的提出为实现由单纯支撑人类的社会进步变成促进整个生态系统和谐发展的进步奠定了基础。

研究背景承载力一词出自于生态学。随后扩展到很多领域,出现种群承载力、资源承载力、环境承载力、生态承载力等相关概念,这些概念的产生都是对社会发展中出现问题的一种反映。不同承载力之间的意义相差较大,但本质都是一样的,在社会的不同发展阶段,所产生的承载力概念也有所不同。在可持续发展被提出来之后科学家们又提出可持续发展应该建立在可持续的承载力上。

随着社会的发展,承载力和可持续发展之间的关系已经得到了学者的普遍认可。承载力和可持续发展所面临的问题都是资源、环境、人口与发展问题,但不同的是,在分析所面临的问题时考虑的角度不同,承载力是根据自然资源和环境的实际承载力来确定人口与经济发展的速度.而可持续发展则是从另外一个更高的角度看问题,尽管如此,可持续发展终究也脱离不了自然资源和环境的限制。他们之间的关系可以这样理解:可持续发展是目标,人是纽带,而承载力是基础。

面对众多类型的承载力,可持续发展究竟应该以什么承载力为基础呢?由于不同领域承载力概念之间的差异,这个问题出现很多纷争,但是有一点是一致的,那就是可持续发展首先是人的发展,是人与其生存环境的共同发展。人必须通过消耗资源才能维持衣食住行,并且人类在消耗资源的同时又必须排放大量的废物,所以人类想要持续地生存下去就必须要有持续的资源供给,同时,也必须要有足够的环境容量来容纳人类所排放的废弃物,但是资源是有限的,环境容量也是有限的,因此人类的发展除了受到资源的限制之外,还要受到环境容量的约束,也就是说,要受到环境承载力和资源承载力的双重限制。其实资源承载力和环境承载力都是从单方面因素来考虑的。如果从整个系统来看,资源系统和环境系统都是生态系统的一部分。如果生态系统遭到破坏,那么单要素的承载力也就失去了意义,当然可持续发展也就实现不了。所以人类的活动必须要限制在生态系统的某个承受阈值之内,从这个意义上讲,人类的可持续发展必须建立在生态系统的承载力基础上。

生态承载力的提出对于承载力理论的研究是一个很大的进步,和单因素承载力相比,生态承载力更多地关注生态系统的整合性、持续性和协调性,生态承载力的提出为实现由单纯支撑人类的社会进步变成促进整个生态系统和谐发展的进步奠定了基础。

国内外研究现状国外1921年,Park和Burges首次提出了承载力的概念,他们认为,承载力是指在某一种特定的环境条件下(特定的环境条件主要是指生存空间、营养物质、阳光等生态因子的配合),某种生物个体所存在可能数量的最高极限。此承载力的概念仅仅强调了承载力是一种最大极限的容纳量,没有考虑支撑主体。

1922年,Hadwen和Palmezr在研究阿拉斯加的驯鹿种群时,提出了针对草场生态系统的承载力概念,他们认为,草场生态承载力指的是草场上可以支持的不会损害草场的牲畜的数量。他们开始要求支撑主体的不受损害,体现出了可持续发展的内涵。

随着生态失衡的加剧,严峻的生态危机促使科学家从系统的整体来看待生态问题。20世纪70年代后,Honing等提出了生态承载力,Honing和Guderson等在此基础上,通过10多年的努力,初步建立了生态承载力的理论模型。理论模型的建立为定量研究生态承载力奠定了基础。

国内国内关于生态承载力的研究略显落后,始于20世纪90年代初。由于研究领域的不同,学者们对生态承载力的定义也不尽相同。比较被认可的是高吉喜的生态承载力概念,高吉喜认为生态承载力指的是生态系统的自我维持、自我调节的能力、资源与环境的共生、共容能力以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。国内另一学者王家骥也对承载力做出了解释,王家骥认为,生态承载力是自然体系调节能力的一种客观反映,地球上不同等级的自然体系都具有自我维持的生态平衡能力,之所以如此,是因为系统功能的核心是生物,而生物具有适应环境变化的能力,生物的这种能力是其与环境相互作用的结果。同Smaal、Hudak两位国外学者的观点一致,国内学者李金海在给出生态承载力的定义时也认为生态系统存在一个“维持和调节系统能力的阈值”,超过此阈值,生态系统就会失去平衡。国内学者黄青和任志远认为,生态承载力指的是在保证资源合理开发利用和生态环境良性循环的条件下,某一特定的生态系统在某一时期内可持续承载的人口数量、经济强度以及社会总量的能力。隋昕和齐晔则提出在一定的社会经济条件下,生态系统维持其服务功能及自身健康的能力并不是固定不变的,这种能力和社会经济发展水平有直接的关系。因此,张林波认为生态承载力应综合考虑社会经济因素以及由此所造成的动态性,并与管理目标相结合,以经济社会发展的最大负荷(其中包括人口总量、经济规模及发展速度等)为承载对象。1

内涵生态承载力包括两层基本含义:第一层涵义是指生态系统的自我维持与自我调节能力,以及资源与环境子系统的供容能力,为生态承载力的支持部分;第二层涵义是指生态系统内社会经济子系统的发展能力,为生态承载力的压力部分。生态系统的自我维持与自我调节能力是指生态系统的弹性大小,资源与环境子系统的供容能力则分别指资源和环境的承载能力大小;而社会经济子系统的发展能力指生态系统可维持的社会经济规模和具有一定生活水平的人口数量。

特性客观性生态承载力的客观承载性是生态系统最重要的固有功能之一,这种固有功能一方面是为生态系统抵抗外力的干扰破坏提供了基础,另一方面为生态系统向更层次的发育奠定了基础。

可变性生态系统的稳定性是相对意义的稳定,是可以改变的,而不是固定不变。所以说,生态承载力虽然客观存在,但是不是固定不变的,因此认为应按照对自己有利的方式去积极提高系统的生态承载力。

层次性生态环境的稳定性不仅表现为小单元的生态系统水平上,而且表现在景观、区域、地区以及生物圈各个层次的生态系统水平上。同样,生态系统的承载力也表现在上述各个层次水平上,在不同层次水平上,生态承载力不同。

表现1、加强承载力的综合研究

综合国内外学者对于生态承载力的研究分析发现,基于单个因素的承载力的研究越来越具有局限性,随着研究的不断深化,人口、环境、资源等多个因素的承载力逐渐受到学者们的广泛关注。另一方面,从实践应用上来说,对于单个要素承载力的研究已不能满足经济社会发展和资源开发的需求,只有对承载力多层次、多因素的分析才能真正揭示自然生态系统在经济、社会等多因素影响下的承载能力。因此,综合交叉性研究已经成为今后生态承载力研究的必然趋势,加强承载力的综合研究势在必行。

2、加强承载力的动态研究

以往对于生态承载力的研究大多基于截面数据,虽然能够反映某一时期生态承载力的状况,但无法显示生态承载力的动态变化,也无法对下一阶段的生态承载力进行预测。加强对承载力的动态研究,通过构建模型对承载力进行模拟动态研究,既能揭示问题的本质、剖析承载力非线性、多元性的特征,也能提高研究的科学性和实用性。

3、加强城市生态承载力研究

传统上对于城市承载力的研究大多关注城市生态系统的单个要素,例如:城市水资源、城市土地资源,将城市整体上的环境、资源、人口等因素归纳统一为一个生态系统进行研究的研究成果较少,对于城市人口、资源、环境的生态平衡的研究较少。当前,城市生态系统承载力在学术界还没有形成统一的概念,城市生态系统是否存在在学术上仍存在争议,直到复合生态系统理论的出现为城市生态系统的相关研究提供理论基础,才逐渐有学者关注城市生态系统的承载力研究,提出概念并开始初步研究。

4、关注生态阈值

生态承载力研究的主要内容是自然生态系统的承受能力以及变化趋势,研究的是生态系统的某一时段的状态以及各个状态之间的转换。而生态阈值是界定和区分这些状态的基础,指标阈值能够反映生态系统的实时状态,干扰因素的阈值能够表示状态之间变换的临界值,超过临界值状态会发生转换。由此可以看出,生态阈值是生态承载力研究的重要概念,生态阈值的确定能够科学、动态地反映生态承载力的状态,基于生态预支的承载力评价更为客观、反映实际,因此,应关注生态阈值的研究。2

本词条内容贡献者为:

吴俊文 - 博士 - 厦门大学