第二章　城市生态系统承载力和系统可持续发展的动力机制

2.1　生态承载力和可持续发展的关系

2.1.1　生态承载力概念的起源与发展

20世纪中叶以来，人们开始关注资源承载力和环境承载力。Meadows等所著的《增长的极限》批判了人类对资源的滥用，并唤醒人类保护资源的意识。1972年开始，可持续发展的概念为各国政府所接受，承载力的研究也逐渐从单资源研究过渡到资源环境综合系统研究。

以生态承载力的研究情况来看，国外在环境科学、生态学和可持续发展领域的承载力研究利用非常多，承载力概念逐渐扩展为种群承载力、资源承载力（土地承载力、水资源承载力等）、环境承载力、生态承载力等，后一个概念都是在前一个概念的基础上充实和完善的，体现了生态学科及人类社会的不断发展，承载力理论研究越来越得到重视。国内外的学者对于生态承载力的研究主要集中在单资源承载力研究、复合承载力研究及区域生态承载力研究。

生态承载力概念最早的提出者是Holling，将之定义为“生态承载力是生态系统抵抗外部干扰，维持原有生态结构和生态功能以及相对稳定性的能力”。1972年，净第一性生产力计算模型由Lieth开始研究，并应用这个模型估测了全球生态系统净第一性生产力，对生态承载力进行了间接度量。可持续发展理论为承载力带来了全新的视角，促使人们对承载力的含义和要素做出更全面深刻的思考。“可持续发展的过程是连续，而不会中断的，它的重要品质也不会减弱。可持续性是人口处在或低于任何承载力水平的必要和充分条件。”生态承载力可以看作维持生态可持续发展和稳定的一种能力。1986年后，生态系统与社会经济的紧密联系得到了国内外学者的普遍关注，此时生态系统承载力的研究也得到重视。针对澳大利亚的生态承载力现状问题，Haberl（2001）运用生态足迹分析法对其进行了深入研究。Senbel（2003）采用指标分析法，并以资源使用效率、人类消费水平和生态系统生产能力为指标，对北美洲21世纪的生态承载力进行科学的预测和规划建议。

国内对生态承载力的研究始于20世纪90年代。国内早期的研究内容主要集中在生态系统的结构和功能上。王家骥在我国比较早地研究了生态承载力。在《黑河流域生态承载力估测》中，首次提出了生态承载力的概念：“生态承载力是自然体系调节能力的客观反映，地球上不同等级自然体系均具有自我维持生态平衡的功能”。到了1999年，随着生态足迹模型在国内得到广泛使用，生态承载力研究得到进一步发展。高吉喜在其著作的《可持续发展理论探索——生态承载力理论、方法与应用》一书中，把生态系统的弹性力作为核心，发展了生态承载力的概念，认为生态承载力是指生态系统的自我维持、自我调节能力、资源与环境子系统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。该研究是国内生态承载力研究的代表性成果之一，作者认为生态承载力是在可持续发展的基础上发展而来的，其内涵包括生态系统的弹性力大小、资源子系统与环境子系统的供容能力大小、系统可维持的具有一定生活水平的人口数量。近几年，随着GIS技术和计算机技术的兴起，生态承载力的研究在指标、研究手段、研究方法等方面均得到了空前发展。

2.1.2　生态承载力的内涵及特征

在对承载能力的问题研究过程中，主要是对资源承载能力和环境承载能力的单因素研究，所有的注意力都是承载体的作用，而缺乏对生态系统整体效应的考虑，不能反映生态系统的复杂性，忽略了人类活动对系统的影响。随着科学技术的发展和人类文明的进步，研究单个因素的生态承载力因为过于片面，并不能满足对整个生态系统功能状况的判断，由此生态承载力的概念产生了。从生态系统的角度和特点来看，每个生态系统都有一定的自我调节能力，在没有外力的干扰下，生态系统可以保持一个相对平衡的状态，其变化和波动范围也是在可承受的范围内，此时的生态系统是一种稳态。Holling认为，生态系统存在多重稳定状态，在每个稳定状态系统都表现出一定的稳定性和抗干扰能力。为此，Holling提出了多重稳定状态模型，指出干扰对生态系统的影响并不是简单导致生态系统的完全崩溃，而是使系统由一种稳态变化到另一种替代状态。从这一观点可以看出生态承载力是生态系统从某一稳态转变到另一状态的干扰强度。生态学家E.P.Odum也有类似的观点，他认为系统超过承载力的稳态限度后，在从一种稳态走向另一种稳态时，这种转变过程是渐进的，被他称作稳态台阶。以此可以表明发展一定要控制在可承载力范围之内，保证系统的稳定平衡。

存在人类经济活动的生态系统是一个开放性系统，它必然与外界存在物质流、能量流、信息流、货币流以及其他生物流产生联系。余丹林（2000）根据许多研究者对生态承载力的理解，总结出了生态承载力的特征：

（1）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实现的。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。

（2）客观性。生态系统通过与外界交换物质、能量、信息，保持着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。因此，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和可以把握的。

（3）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，另一方面是与人类的开发目的有关。系统在功能上的变化，反映到承载力上就是在质和量上的变异，这种变异通过承载力指标体系与量值变化来反映。表明人类可通过正确认识生态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。

（4）可控性。生态承载力具有变动性，这种变动性在很大程度上可以由人类活动加以控制。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，因此承载力的可控性是有限度的可控性。[1]

2.1.3　生态承载力与可持续发展的关系

随着人类文明快速发展，资源开发也达到了前所未有的程度，生物物种灭绝，不可再生能源的消耗，河流和湖泊干涸，环境污染日益严重。人们逐渐认识到，经济的发展不能建立在资源枯竭和破坏性发展的基础上，可持续发展的理念正逐渐形成。1992年在里约热内卢的联合国环境大会上，把可持续发展定义为既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展（林琳，2013）。虽然可持续发展和生态承载力的定义是不一样的，但它们都是在人类活动和资源环境发生冲突的时候提出来的，都是以系统的思维考虑全局发展的视角下产生的，最终目的是实现人的全面发展，是为了实现资源、环境、社会和经济的和谐发展。生态承载力与可持续发展，可以看作是一个事物的两个方面，前者是基础，根据自然资源承载力和环境承载力，确定人类活动强度；后者是以人为本的发展，自然资源和环境的保护是支持的必要条件。在对生态承载力进行指标定量的基础上，发挥人的主观能动性，使整个生态系统实现良性循环，使系统更加稳定，发展更高效、更持久，最终达到可持续发展的目标。因此可以说，生态承载力与可持续发展是相辅相成的关系，二者紧密相连，密不可分。

生态承载力是区域可持续发展能力的组成部分，可持续发展能力是指系统内部各要素，通过自身的发展及相互间的互动反馈作用，所拥有的支撑可持续发展的整体能力。[2]生态承载能力和可持续发展是针对当代人类所面临的人口、资源、环境方面的现实问题提出的，都强调发展与人口、环境、资源之间的关系，解决的核心问题也都是发展与人口、环境、资源之间的关系问题。两者的不同点是考虑问题的角度不同，是一个问题的两个方面，可持续发展从一个更高的视角看待问题，强调发展的可持续性、协调性、公平性，强调发展不能脱离自然资源与环境的束缚；承载能力则是从基础出发，以可持续发展为原则，根据资源实际承载能力，确定人口与社会经济的发展速度与发展规模，强调发展的极限性。生态承载力是可持续性发展的重要判据，承载力的概念是建立在可持续发展基础之上的，承载力反映的是目前人类对资源、环境及生态系统的认识，在一个相对较短的时期内，人类的认识水平和技术水平可以看作一个相对常量，此时，承载力就具有一定的稳定性。生态承载力的不断提高是实现可持续发展的必要条件，一个区域的发展必定是以消耗一定的物质资源以及排放一定的污染物为基础的。从生态承载力的角度看，这种物质的消耗和污染物的排放必须限定在资源储量及环境容纳的阈值以内。毫无疑问，较高的生态承载力表明具有较丰富的资源、较大环境容量、较为适宜的人口规模以及较好的经济环境和较高的科技含量。所以，提高生态承载力，才能使可持续发展成为可能。