资源环境承载力研究进展:基于地理学综合研究的

 
 
【关 键 字】 资源环境承载力  研究进展  地理学  综合视角  优先主题
【摘    要】 资源环境承载力作为连接社会系统、环境系统与经济系统之间的纽带,是协调人口、资源与环境相互联系、又彼此相对独立的矛盾统一体的关键所在。资源环境承载力是地理学综合研究的重要方向。综合性与区域性、人地关系是支撑其发展的重要理论框架。本文对国内外资源环境承载力的研究进展、存在问题和发展趋势进行了详尽的综述。国内外资源环境承载力研究经近百年发展,从最初的单一的土地资源承载力、水资源承载力甚至农业资源承载力发展到资源承载力、环境承载力以及生态环境承载力。近几十年,生态足迹、虚拟水、能值分析等综合研究理论与方法兴起,极大地推动了资源环境承载力研究的定量化和模式化。目前,资源环境承载力的研究面临着一系列新的要求和挑战。主要表现在:资源环境承载力理论基础、学科范式和方法体系尚需继续完善;若干关键科学问题(包括:尺度效应、关键阈值、变化机制等)亟待解答;基础研究需要与实践应用加强联系等等。在此基础上,本文主张从地理学综合视角重新审视资源环境承载力研究的理论框架和今后研究的优先主题。通过建构资源环境承载力的地理学综合研究范式,能够拓展资源环境承载力的理论深度和广度,有助于提升资源环境承载力在国民经济社会发展中的应用水平。本研究提出未来相关研究应围绕以下优先主题开展:(1)资源环境承载力关键要素的变化及驱动机制;(2)资源环境承载力综合评价的理论与方法;(3)资源环境承载力的动态监测与预警;(4)基于资源环境承载力的国土功能区划与管控;(5)重点区域的资源环境承载力的恢复与提升途径。
 
 
人口、资源与环境是当今世界面临的重大问题,随着区域经济社会快速发展,人类整体面临着资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势[1]。资源环境承载力作为连接社会系统、环境系统与经济系统之间的纽带,是协调人口、资源与环境这一相互联系、又彼此相对独立的矛盾统一体的关键所在,可以为经济与环境协调发展提供理论依据。我国作为最大的发展中国家,在全球变暖与经济全球一体化的新形势下,过度依赖高资源消耗、高污染排放的粗放型发展方式应该调整与优化,以建设生态文明、新型城镇化和“美丽中国”的宏伟目标[2-4]。正因如此,我国国土空间内的资源环境对经济社会发展的承载能力业已成为中央及各级政府关注的重大议题。十八届三中全会明确提出:“建立资源环境承载能力监测预警机制,对水土资源、环境容量和海洋资源超载区域实行限制性措施”。资源环境承载力作为可持续发展理念的重要体现,一直是国内外相关学科探讨的热点。仅近十年,中国知网收录的期刊发表相关论文就多达10 000多篇。相关研究主要集中在资源环境承载力的概念内涵、评价指标体系与方法以及对不同区域或对象的评价实践等方面。然而,随着时代的发展和人们认识的不断深入,资源环境承载力的研究面临着一系列新的要求和挑战。主要表现在:资源环境承载力理论基础、学科范式和方法体系仍需完善;若干关键科学问题(包括:尺度效应、关键阈值、变化机制等)亟待解答;基础研究与实际应用脱节,对国家经济社会发展和生态文明建设的支撑力度明显不够,等等。本文通过综述国内外资源环境承载力研究的进展、存在问题和发展趋势。在此基础上,从地理学综合研究的视角,重新审视资源环境承载力研究的理论框架,提出我国未来资源环境承载力研究的优先主题。
 
1 资源环境承载力概念的缘起与发展
 
资源环境承载力是衡量人类经济社会生活与自然环境之间相互关系的重要概念[5-7],最早可追溯至18世纪Malthus人口理论,Malthus指出资源有限并影响着人口的增长[8]。1921年人类生态学家Park和Burgess明确提出了承载力的概念,即“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),某种类个体存在数量上的最高极限”[9]。1949年,美国学者William提出了土地资源承载力的概念,他认为土地的生产潜力决定了它为人类提供饮食住所的能力[10]。这种土地向人们提供粮食、衣着、住所的能力以及环境阻力对生物潜力限制的程度是土地资源承载力的主要内涵。1953年Odum将承载力,与对数增长方程(尤其是常数K)相联系,将这一概念用数学形式表达了出来[11]。
 
至20世纪60、70年代,自然资源耗竭和环境恶化等问题日益突出推动了资源与环境承载力的相关研究,其概念也不断随之发生相应的外延。资源环境承载力概念较为明确的提出,是1972年“罗马俱乐部”发表的关于世界发展趋势的研究报告《增长的极限》。该报告指出,人类社会的增长由五种相互影响、相互制约的发展趋势构成:快速发展的工业化、剧增的人口、粮食私有制、非再生资源枯竭化以及生态环境恶化,它们均以非线性的指数形式增长,全球的增长将会因为粮食短缺和生态环境破坏在某个时段内达到极限[12]。
 
1978年,Schneider发展了环境承载力的概念,指出“人为或自然环境系统在不遭受严重退化的情况下,其对人口增长的持续容纳能力”[13]。进入80年代,区域复合生态系统协调发展成为人们的新共识,该观点将承载力研究与可持续发展更加紧密的联系起来,这一时期产生了生态承载力的概念。其中联合国教科文组织(UNESCO)的定义被广泛认可,即“某一国家或地区的资源承载力是指在可预见的时期内,利用该国家或地区的能源和其它自然资源以及智力、技术等条件,在保证符合其社会文化准则的物质生活水平下所能持续供养的人口数量”[14]。1987年世界环境与发展委员会编写的《我们共同的未来》报告中正式提出“既要满足当代人发展的需要而又不牺牲下一代人满足他们需要的能力”这一可持续发展的基本纲领,使资源环境承载力理论基础得到了进一步深化[15]。
 
在可持续发展理论的指导下,随着研究不断深入,国内学者从不同的着眼点入手,提出若干种资源环境承载力的定义[16-18]。尽管定义多种多样,但众学者普通认同,承载力是评价资源环境与社会经济协调度的重要标准,资源环境承载力反映了人类与环境相互作用的界面[19]。其内涵的基本特征表现在:①资源环境承载力是人类活动与自然环境不断相互作用的过程,人类不断改造和利用自然环境,自然环境反过来约束人类活动;②资源环境承载力的大小受到特定区域环境状态与条件的制约;③人类活动的方向、强度、规模影响着资源环境承载力的大小;④资源环境承载力是资源环境系统结构特性的抽象表示;⑤资源环境承载力通常是指系统最大承载能力。近年来,也有学者将环境价值、经济学的外部性等理论应用到资源环境承载力理论研究与实践中。但总体来说,资源环境承载力的理论体系并不非常完善,尚缺乏可以支撑资源环境承载力研究的核心理论框架。
 
2 资源环境承载力的研究进展
 
2.1 国内外总体研究进展
 
20世纪60至70年代,自然资源耗竭和环境恶化等全球性问题频发,生态系统与人类之间的矛盾及依赖关系得到广泛关注,资源环境承载力研究得以蓬勃开展。《增长的极限》利用系统动力学理论建立了著名的“世界模型”——DYNAMO模型,对世界范围内的资源(土地、水、粮食、矿产等)、生态环境与人的关系进行了评估,揭示了人口增长、经济发展(工业化)同资源过度消耗、生态环境恶化和有限的粮食生产之间的关系,预测到21世纪中叶全球经济增长将达到极限进而进入全球经济衰退,因此应及早实现世界经济“零增长”发展模式[12];70年代后期到90年代初,联合国教科文组织(UNESCO)和粮农组织(FAO)等国际组织相当重视资源环境承载力研究,提出了一系列定义和量化方法,在国内外得到广泛应用[14]。如,针对湄公河流域规划开展城市承载力评价[20];利用生态学方法讨论文化承载力与人类社会发展的关系[21];深入讨论人口、可持续发展和地球承载力的相互作用的机理[22]。1995年,诺贝尔经济学奖获得者Arrow等人在《Science》上发表的“经济增长、承载力和环境”论文[23],进一步引起了人们对资源环境承载力的广泛关注。随后出现了一系列的研究,如马尔代夫和尼泊尔的环境承载能力和旅游业的发展研究[24];塞浦路斯(Cyprus)东海岸的环境承载力研究与评价[25];日本北部水产业环境承载力研究[26]等等。2012年Running在《Science》上发表的文章指出可供人类使用的生物质资源将在未来数十年达到“生态边界”[27]。以上这些研究受到国际社会的高度重视,UNEP全球环境展望评估报告指出如果关键的环境阈值被超过,地球的生命支持系统的功能将可能发生不可逆转的突变[28]。国际上很多国家也在用资源环境承载力理论来指导本国的人类社会经济活动。如美国环保局进行的城镇和湖泊环境承载力研究,为改善湖泊水质和保护湖泊生态环境的建议提供了重要依据[29];澳大利亚学者[30-31]对东南昆士兰进行了承载力的研究,用于指导可持续评估。中国和韩国学者构建城市资源环境承载力评价系统,对长江流域城市群以及首尔市城市发展的人口与经济密度限制进行决策支持[32-33]。印尼学者[34]针对日惹地区的土地资源承载力和水资源承载力的研究,用以评估可持续的城市发展。我国资源环境承载力的研究,最先实践于土地、粮食与人口关系的土地资源承载力研究方面,其定量化研究历史可以追溯到1964年竺可桢先生对中国粮食作物生产潜力的探讨[35]。20世纪80年代,随着承载力概念的引入,国内开始大规模开展了“以多少土地-粮食,养活多少人”为核心的土地资源承载力研究[36-39]。土地资源承载力是我国开展的最早也是最为广泛的资源环境承载力研究[40-42]。20世纪80年代末期,伴随经济社会的发展对水资源需求增加,我国北方干旱地区相继出现了生态环境恶化等问题。在此情况下,以施雅风院士为代表的中科院水资源新疆课题组于1989年率先提出了水资源承载力的概念[43]。由此,国内广泛开展了水资源承载力研究工作,特别是对北方干旱地区的研究居多。20世纪末期,随着中国区域环境问题的不断出现,人们开始关注中国的环境问题[44]。国内较为规范的“环境承载力”概念最早于1991年由北京大学提出[45]。自此,学者们对环境承载力进行了广泛研究,研究对象多集中于大气环境、水环境和土壤环境等[46-48]。此外,承载力成为描述衡量区域发展的限制程度的最常用概念之一,承载力评价在人口、资源、环境与社会经济的各个领域都得到了不同程度的延伸,海洋承载力、湖泊承载力和旅游资源承载力等均得到了相应研究[49-51]。随着国内资源环境承载力研究的深入,越来越多国内学者开始注意到资源或环境单要素承载力的片面性,他们积极探讨资源环境综合承载力的理论和方法体系[52-53]。从进入新世纪开始,以“自然-经济-社会”区域复合生态系统的协调发展为目标,聚焦“生态承载力”和“资源环境综合承载力”的综合性承载力研究逐渐成为国内承载力研究的热点[54-58]。
 
纵观国内外资源环境承载力研究近百年发展,其从最初的单一的土地资源承载力(Land Resource Carrying Capacity)、水资源承载力(Water Resource Carrying Capacity)甚至农业资源承载力(Agricultural Resource Carrying Capacity)发展到资源承载力(Resource Carrying Capacity)、环境承载力(Environmental Carrying Capacity)以及生态环境承载力(Eco-environmental Carrying Capacity)。近几十年,生态足迹(Footprint)、虚拟水(Virtual Water)、能值分析(Energy)等综合研究理论与方法兴起,极大地推动了资源环境承载力研究的定量化和模式化。对该理论的应用也广泛遍及区域经济、城市和城镇化、自然资源与生态系统管理及环境规划管理等领域。
 
2.2 评价指标体系
 
资源环境承载力研究的核心内容之一是构建评价指标体系。科学、合理的资源环境承载力评价指标体系,不但可以涵盖经济社会环境系统中诸多要素的相对情况,还可以在时间和空间维度上进行比较,反映区域环境承载力的变化状况,为决策提供建议[59-60]。通过构建指标体系来反映区域资源环境承载力是当前研究的通常做法。资源环境承载力评价体系需要探寻并构建具有描述性、评价性的可度量参数的集合,并遵循科学性、系统性、层次性、动态性、可量化等原则。
 
现阶段国际学术界可持续发展的研究包括了许多对资源环境承载力有关的概念和衡量方法。联合国很多机构,如可持续发展委员会、环境规划署、统计局、环境问题科学委员会和世界银行等国际组织都提出了有代表性的可持续发展指标体系,其中最具影响力的指标体系为UNEP的DPSIR概念框架。DPSIR模型包括驱动力、压力、状态、影响和响应五个部分。每部分为同一类型的指标,下面又分为若干指标项。模型从系统分析的角度看待人和环境系统的相互作用[61],涉及经济、社会、环境、政策诸多要素,既反映社会、经济发展和人类行为对环境的影响,也体现人类行为及其最终导致的环境状态对社会的反作用。社会为应对环境状态的变化以及由此造成的对人类生存环境的不利影响,必须采取各种应对措施[62]。
 
国内学者针对资源环境承载力的单要素评价、综合评价、不同应用领域或不同区域评价等,建立了不同评价指标体系[63-69]。如,高素芳[67]选取人均水资源可利用量等9个指标对和田河流域各县市水资源承载能力进行评价分析;李磊等[68]采用层次分析法—熵值法从资源与环境、经济、社会等子系统内使用水资源供求平衡、经济实力、技术管理、人口、社会生活水平指标综合评价了武汉市水环境承载力;任家强等[69]综合考虑人口—资源—环境之间的协调发展,构建了盘锦市土地承载力评价体系;范丽雅等[70]选取了SO2、NO2、PM10作为大气环境发展空间的判定指标,以污染物浓度不超过《环境空气质量标准》(GB3905-1996)规定的二级标准年均值75%作为大气污染物允许浓度限值,运用大气环境承载力相对剩余率和大气环境承载指数两个指标,研究了浙江省2009—2011年大气环境承载力时空分布特征及影响因素;刘叶志等[71]认为矿产资源承载力评价指标体系通常分为两类,直接指标包括矿产资源经济承载力、人口承载力等指标;间接指标包括矿产资源经济保证年限、矿产资源人口平衡等;程鹏等[72]选取人均煤炭资源、SO2剩余承载力、烟尘排放量和人口密度、工业废气治理率、土地复垦率等14个指标从自然环境承载力和人为环境承载力角度综合评价了西山矿区的矿区环境承载力。也有学者开展了地质环境承载力评价指标体系研究,如李树文等[73]建立了包括地质环境承载力、生态环境、社会环境若干子系统在内的生态-地质环境承载力评价指标体系。随着资源环境综合承载力评价指标体系成为学界新热点,樊杰等[54,56]构建了包括自然地理条件、地质条件与次生灾害危险性、生态环境条件以及社会经济发展基础在内的12项综合指标,应用于汶川、舟曲、庐山、玉树四次灾后重建的承载力评价。
 
资源环境承载力评价指标涉及资源、环境、生态、社会经济等诸多系统,不同系统的评价指标之间又相互影响、相互制约。随着资源环境承载力研究的不断深入,研究对象由单一要素转向复合系统,应用领域也不断扩大,传统的资源环境承载力评价指标体系渐渐难以满足研究的需求,主要表现在:第一,尚未形成统一适用的评价指标体系;第二,往往追求“大而全”的评价指标体系,但涉及范围广、覆盖面大,缺乏可操作性;第三,仍有部分资源环境子系统的承载力评价指标体系由于种种原因研究较少涉及,如地下水环境、土壤环境承载力;第四,缺乏科学、可操作的综合承载力评价指标体系;第五,大多只是沿用前人指标体系,更新、创新研究较少。在新形势下,如新型城镇化、城乡一体化背景下,经济社会发展出现了新的特征,人类对资源环境的开发利用也具有了新的特点,必然要求评价指标体系的动态更新。
 
2.3 评价方法
 
不同学者基于不同研究目标,在资源环境承载力评价中往往选取不同的方法。然而,现有评价方法的主要思路不外乎以某一生物物理量或价值量换算为研究视角和衡量指标,对资源利用过程中的资源消耗量及地球系统压力进行评估,将其结果作为衡量区域资源环境承载力大小的依据。对当前国内外常用的资源环境承载力评价方法简述如下。
 
2.3.1 FAO的农业生态区域法(AEZ)
 
农业生态区域(Agro-Ecological Zone Project, AEZ)法是最经典的土地资源承载力评价方法,由联合国粮农组织(FAO)创立,其核心假设是气候类型、土壤环境近似的地区,亦具有相似的农业生产潜力[74]。具体做法是将土地按照气候、土壤、地形、水文等原则划分为若干自然特征、作物种类、种植制度、生产潜力均相似的区域,在此基础上对土地的生产潜力进行计算。其主要评价过程包括作物潜在生产力计算、土地资源清查、土地利用方式确定、土地人口承载力分析等。
 
AEZ法于20世纪70—80年代在非洲、西南亚、东南亚、南美洲、中美洲五大区的117个发展中国家得到广泛应用和推广,并得以不断完善。国内学者主要利用AEZ法开展土地资源承载力评价,如邓祥征等[75]利用AEZ法分析了耕地变化对生物生产力的影响;封志明等[76]利用改进的AEZ法对全国的粮食生产资源潜力进行评估,李忠武等[77]对我国重要商品粮基地洞庭湖区的晚稻生产潜力进行研究,为充分挖掘这些地区的粮食生产潜力做出了理论支撑。
 
2.3.2 系统动力学法
 
系统动力学(System Dynamics, SD)模型是当前研究中应用领域最为广泛的一种评价方法。其原理是通过建立一阶微分方程组反映系统中各模块变量之间的因果反馈关系。由于系统动力学模型能够对不同发展方案进行模拟研究,预测决策变量,因此用这种方法对资源环境承载力指标体系进行评价,能够得到最佳的发展方案及相应的承载力状态。
 
Meadows等在提出了著名的“增长的极限”理论后,进一步集成多种因子开发了“世界模型II”[78],成为系统动力学在资源环境承载力研究中应用的典范。在联合国教科文组织的资助下,英国的Slesser[79]提出ECCO(提高承载力的策略)的系统动力学模型,以能量为折算标准,综合考虑PRED相互关系,建立了模拟不同发展策略下,人口与资源环境承载力弹性关系模型,并以此作为优选区域发展方案的标准。该模型已在非洲的肯尼亚、毛里求斯、赞比亚等发展中国家成功地应用。
 
由于系统动力学模型是研究复杂系统的有效方法,因此得以在不同领域得到广泛应用。瑞典和冰岛学者[80]利用此方法计算了工业革命以前冰岛的自然资源承载力。张志良等[81]、郭守前[82]、祝秀芝等[83]则将系统动力学模型引入土地承载力研究领域,分别对宁夏、四川、上海的土地承载力进行分析,毛汉英等[17]利用系统动力学方法对环渤海地区区域承载力进行研究,方创琳等[84]基于多模型互补对接支持下的系统动力学模型对塔里木河下游尉犁地区生态-生产-生活承载力进行预测。
 
2.3.3 生态足迹法(EF)
 
生态足迹(Ecological footprint, EF)法是1992年加拿大生态经济学家William Rees提出的定量核算人类社会经济活动对自然资源的需求与地球承载力之间的关系、度量可持续发展程度的生物物理方法[85-86]。该方法首先进行土地面积量化,并计算需求层面的生态足迹和供给层面的生态承载力,然后对比供需是否平衡,进而评价系统是否可持续发展。该方法是目前生态承载力研究的主流。
 
生态足迹法具有概念标准统一、方法简便易行、便于区域间比较等优点并在全球多个国家和地区得到广泛应用[30,87]。徐中民等[88]对全国生态足迹进行计算和发展能力分析,闵庆文等[89]则从生活消费角度对全国部分城市的生态系统的占用进行分析,谢高地等[90]则将生态足迹法引入生态服务消耗及其所形成的生态债务进行分析。
 
2.3.4 水足迹法(WF)
 
水足迹(Water footprint, WF)的概念于2003年由荷兰学者Chapagain和Hoekstra[90]首次提出,它表征的是维持人类产品和服务消费所需要的真实水资源量。水足迹有别于传统取水指标,是对水资源占用的综合表征。水足迹主要由地表水和浅层地下水的蓝水资源、储存在非饱和土壤层中并通过植被蒸散消耗的绿水资源、以及经济活动产生污染的灰水三部分组成。其计算方法主要分为两种,即由区域所消耗的产品(服务)数量与单位产品(服务)的虚拟水含量相乘求和的自下而上法,以及用本地用水总量加上虚拟水进口量减去虚拟水出口量的自上而下法。
 
水足迹法通过整合人类消费产品或服务对水资源的使用和污染,定量核算产品或服务的潜在水资源占用,揭示了人类生产生活消费与水资源利用之间、全球贸易与水资源管理之间的联系。盖力强等[92]利用水足迹法对全国水生态功能进行分区,李泽红等[93]则通过绿洲水足迹的变化和驱动机制研究为绿洲农业可持续发展提供了依据。
 
2.3.5 能值分析法
 
美国生态学家Odum在20世纪80年代后期提出能值理论,他将一种流动或贮存的能量中所包含的另一种能量的数量称为该能量的能值;例如产品或劳务形成过程中直接和间接投入应用的某种有效能量,就是其所具有的能值[94]。
 
能值分析是以能值为基准,统一化、标准化地衡量和分析生态经济系统中众多非同类、不可比的能量,综合分析系统中各种生态能,构建能值综合指标体系。就具体操作而言,能值分析法主要分为如下步骤:①资料收集;②能量系统图的绘制;③编制各种能值分析表;④构建系统的能值综合结构图;⑤建立能值指标体系;⑥系统模拟;⑦系统发展评价和策略分析。
 
由于能量贯穿了区域系统运行的始终,因此生态系统和人类社会经济系统均可视为能量系统。这些能量系统通过能量的流动、转化和贮存,形成了系统内部多种复杂作用形式。因此,人们可以使用能值定量评价区域生态承载力。Campbell利用能值分析对美国缅因州的人口承载力进行了研究[95];Nam等人对韩国西南海岸带荒岛运动能值方法进行了承载力评估[96];严茂超等[97]利用能值分析法分别对西藏生态经济系统承载力进行分析;刘钦普等[98]运用能值分析对江苏省耕地承载力进行了研究;张雪花等[99]提出能值-生态足迹整合模型,并用于天津市生态承载力的计算。
 
3 问题与趋势
 
3.1 理论体系需要完善
 
承载力概念实践于研究人口问题带动土地资源承载力的研究,后来陆续涌现出资源承载力、环境容量、环境承载力、生态承载力、资源环境承载力等若干概念及相应的研究方法。然而,目前对于承载力的概念和内涵尚未形成共识,对于承载力的内涵还存在一些不同的观点,如承载“能力”、承载“规模”、承载“阈值”、承载“限值”等。就土地资源承载力而言,陈百明认为其为在一定生产条件下,土地资源的生产能力及其在一定生活水平下所能供养的人口数量[36];徐永胜的概念和内涵中加入了区域的概念,将其定义为某一国家和地区,在满足人民基本生活需要和人口正常繁衍的前提下,其所占有的土地上能够负担的最大人口数[100];继而有学者在此基础上,增加了时间尺度问题,认为土地资源承载力是“在特定时间和地理区域内,在可预见的自然技术、经济及社会诸因素综合制约下,土地资源持续的生产能力,以及所能持续供养的、具有相当生活水准的人口数量”[101]。究其原因,尽管已有近百年的历史,资源环境承载力还没有形成一个比较完整的理论体系,资源稀缺理论、效用利用论、极限增长论、可持续发展论、人地系统协调共生理论、复杂系统理论等均指导于资源环境承载力研究,尚缺乏公认的理论基础。
 
3.2 评价方法体系有待进一步发展
 
首先,当前资源环境承载力研究方法主要集中于单要素评价,“综合性”不够。纵观国内外承载力相关的研究,以水资源和土地资源为主的单要素承载力评价研究相对较多,而宏观的、综合的、着眼于资源环境整体评价的研究工作还不多,资源环境承载力评价尚没有统一的方法体系,缺乏一致的综合指标体系和评价模型。随着资源环境承载力研究的深入,单要素承载力的研究局限性越来越突出,往往难以综合反映资源环境系统对经济社会发展的整体承载能力。从系统论和整体论的观点出发,综合考虑自然、社会、经济等诸多要素,对区域综合承载力进行分析研究就变得越来越迫切。其次,目前的资源环境承载力研究主要偏重于现状的、静态的分析和评价,对区域动态变化过程的分析和发展趋势的预测研究较为缺乏,“动态性”研究不足。承载力与资源禀赋、技术手段、社会选择和价值观念等因素密切相关,具有相对极限内涵和明显的伦理特征,它本质上是动态的和综合的。尤其在全球变化与全球化的背景下,资源环境系统与社会经济系统都在发生变化,相应地资源环境承载力也随之动态变化。此外,区域人口、资源环境与社会经济系统作为高度开放的人工系统,除了要综合考虑各单要素等内生变量,还要重视开放系统区内各空间单元间以及区内外不同地区间的相互作用等影响,探讨开放系统资源环境区域综合承载力的内部作用机理和变化规律。
 
3.3 基础研究需要与实践应用要加强联系
 
作为衡量人类社会经济与资源环境协调程度的一把重要标尺,资源环境承载力研究广泛应用于国土功能区划[102-103]、城镇化建设与布局[104-106]、人口空间布局[107-108]、灾后重建规划[109-110],以及农业及土地资源管理、矿产资源的开发与能源安全、环保[111]、旅游[112]、人口、海洋产业[113]等诸多领域。尽管资源环境承载力研究目前已经在多个领域取得了一定的应用,但还存在局限性,且实用性不强,阻碍了资源环境承载力应用领域的拓展。具体原因主要有:①当前的资源环境承载力概念内涵的不一致,评价体系综合性、开放性、动态性不足,致使承载力的研究缺乏标准化的理论体系;②当前的评价指标体系缺乏对实际社会经济发展与资源环境具体指标要素的机制分析及能够准确描述人、物种与环境之间关系的定量化方法,使得评价结果科学性不够,不能够较好地反映社会经济发展的具体问题,造成基础研究与社会应用的脱节;③决策者出于区域经济发展及政绩等因素的考虑,刻意忽略资源环境因素在社会经济发展中的制约作用,从而导致了资源环境承载力有限的具体应用领域。未来资源环境承载力研究必须打破已往的单系统模式,充分考虑到社会经济系统的开放性以及日益频繁的资源跨区域流动对区域资源环境承载力的影响,基于一个动态的社会经济平台对区域的资源环境承载力进行研究,将资源环境系统与社会经济系统联合起来进行机制探讨与量化研究,在基础研究与社会应用研究之间架起桥梁,资源环境承载力研究方能更加接近于实际,其结论才能为区域可持续发展具备更好的指导意义。
 
4 从地理学综合视角重新审视资源环境承载力
 
4.1 地理学基础理论在资源环境承载力研究中的应用
 
4.1.1 综合性与区域性
 
地理学家黄秉维一直强调,综合性与区域性是地理学的根本特点。他指出,自然地理综合研究应指向生态、资源和环境,并与经济研究结合起来。深入探索自然与人文要素的交互作用关系时至今日也是地理学颇具挑战性的课题。资源环境承载力评价不仅需要开展多要素综合集成分析,研究不同资源环境要素的相互作用和变化过程,还要结合人口、社会和经济评价,乃至考虑经济社会对资源环境系统的反馈,才能最终得到自然环境对社会经济发展的承载能力。综合研究是资源环境承载力研究的必由途径。另一方面,地域空间分异规律也是地理学的基础理论之一。中国国土范围内资源环境禀赋的空间差异显著、经济社会发展基础的地域分异明显,以不同区域为评价单元,探索资源环境承载力的区域差异性,并以此指导国土空间规划和经济社会发展布局,是地理学界的重要研究方向。所以资源环境承载力研究是地理学综合研究的重要实践。从地理学综合视角研究资源环境承载力,应当以系统综合性和区域差异性作为切入点,综合集成分析资源环境系统与社会经济系统的相互作用。
 
4.1.2 人地关系
 
对人地关系的认识,是地理学理论研究的核心命题和长期任务。人口增长、资源枯竭和环境退化等问题的凸显,使人们逐渐意识到资源环境与人类之间的相互矛盾与相互依赖。作为衡量人口、资源环境与社会经济协调程度的重要工具,资源环境承载力的本质就是回答“人-地”关系如何协调发展的根本问题。郑度院士指出:“21世纪人地关系研究的重要前沿领域包括全球环境变化及其区域响应、区域可持续发展及人地关系机理调控、社会生态与环境伦理研究与体系构建”[114]。在全球变化、经济全球化的背景下,资源与环境的时空格局发生强烈变化、空间流动日益加剧,不同资源环境要素之间的耦合作用及其综合效应逐渐凸显。资源环境承载力评价的最终目标是国家和区域的发展、人口资源环境均衡和经济社会生态效益三者相互统一。新时期的资源环境承载力研究必须以“人地系统相互作用机理”研究为切入点,从不同空间和时间的尺度、不同学科的角度全面挖掘人地关系相互作用的机理,包括资源环境承载力的变化过程与驱动机制、不同资源与环境要素之间的相互作用过程与综合效应、资源环境的空间流动特征与机理等。
 
4.2 资源环境承载力研究的未来优先主题
 
(1)资源环境承载力关键要素变化及驱动机制。在全球变化与人类活动等多重因素驱动下,不仅水、土、气、生等地球圈层自身结构与功能发生变化,人类对资源环境的利用方式与强度也不断改变。要把握资源环境承载力的动态变化规律,首先要实现对资源环境承载力关键要素的识别、监测。进而分析资源环境承载力关键要素时空变化特征,研究多要素的相互作用与耦合效应,揭示关键要素变化的驱动机制。在此基础上,构建基于风险的资源环境承载力关键要素基准与阈值确定技术,研究不同区域、不同应用目标的关键要素变化的安全阈值。
 
(2)资源环境承载力综合评价理论与方法体系。无论科学研究层面,还是实践应用层面,资源环境承载力的综合评价是必然发展趋势,这要求传统评价的理论与方法体系进行较大发展与完善。打破传统资源环境承载力研究中单一要素的、孤立的、静态的评价方法体系和模式,从“综合性、动态性、开放性”入手,探索适用于不同空间尺度的、综合的、动态的评价技术,发展适合目前国情的资源环境承载力评价指标体系与方法模式。
 
(3)资源环境承载力动态监测与预警。对资源环境承载力开展动态监测工作,并建立预警机制是保障国土空间合理布局与资源优化配置的重要手段。这不仅是要对资源环境现状保护、国土空间开发与利用进行支撑,还要对未来的资源环境承载能力的潜在风险实现系统预估。根据不同区域的自然资源禀赋与环境条件,划定资源环境承载能力红线。当开发强度接近红线时,提出警告警示,对超载的实行限制性措施,防止过度开发后造成不可逆的严重后果。
 
(4)基于资源环境承载力的国土功能规划与管治。基于资源环境承载力综合评价,开展国土功能区划、加强国土空间管控,是实施生态文明建设的必然条件。以资源环境承载力理论为基础,开展国土范围内不同区域资源环境承载力综合评价,完成全国国土功能科学区划,划分不同资源环境承载力类型区。根据不同类型区特点,制定不同的区域发展战略,并据此实施国土资源管控与优化配置。
 
(5)重点区域的资源环境承载力恢复与提升途径。区域资源环境承载力的恢复与提升是开展资源环境承载力研究的目标之一。在全国国土功能区划的基础上,针对资源环境承载力较低区域,分析各地区环境、生态、资源的受损程度,确定一批资源环境承载力退化区(如环境损害区、生态脆弱区、资源负载区),针对这些区域构建基于资源环境承载力的国土功能空间调控技术和适应策略,实现资源环境承载力的恢复或提升。
 
(编辑:李 琪)
 
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Research progress of resources and environmental carrying capacity: from the perspective of the comprehensive study of geography
 
LIU Wen-zheng1 ZHU Jin2
 
(1.Research Center for Sustainable Development of Shandong Province,Shandong Normal University,Jinan Shandong 250014,China; 2.School of Management Science and Engineering,Shandong Normal University,Jinan Shandong 250014,China)
 
Abstract:As the significant bond connecting between social system, environment system and economic system, the resources and environmental carrying capacity is the key issue to coordinate the contradictory unity of population, resources and environment, which interact with each other and relatively independent from each other. It is an important research topic of comprehensive geography. Comprehensive, regional and human-land relationship is the important theoretical framework to support its development. After many years of development at home and abroad, the research on the carrying capacity of resources and environment has been developing from some initial single factor concepts, such as Land Resource Carrying Capacity, Water Resource Carrying Capacity, and even Agricultural Resources Carrying Capacity to more comprehensive concepts, i.e. Resource Carrying Capacity, Environmental Carrying Capacity and Eco-environmental Carrying Capacity. In recent decades, the theories and methods of Ecological Footprint, Virtual Water, Emergy Analysis and the others have greatly promoted the quantification and modelization of RECC research. At present, the study of resources and environment carrying capacity is facing a series of new requirements and challenges: theory basis, subject paradigms and methodologies still need to improve; Some key scientific problems (including scale effects, key thresholds, change mechanisms, etc.) need to be answered urgently; the links of basic research and practical application need to be strengthen ties; and so on.In this paper, the author reviewed in detail about the research progress, existing problems and development trends of RECC at home and abroad. Then the article re-examines the theoretical framework and the research priorities in the future from the perspective of integrated geography. By constructing a comprehensive geography research paradigm, it is possible to expand the theoretical depth and breadth of the RECC, and to improve the application level of RECC in national economic and social development. This study suggests that future research should focus on the following priority themes: ①the change and driving mechanism of the key factors of RECC; ②the comprehensive evaluation theory and method of RECC; ③the dynamic monitoring and early warning of RECC; ④the territorial function zoning and controlling based on RECC;⑤the restore and enhance way of RECC for key areas.
 
Key words:resources and environmental carrying capacity; research progress; geography; comprehensive aspect; priority theme
 
收稿日期:2017-02-12
 
作者简介:刘文政,博士生,助理研究员,主要研究方向为气候变化与自然地理综合研究。
通讯作者:朱瑾,博士,副教授,主要研究方向为企业管理。
 
刘文政,朱瑾.资源环境承载力研究进展:基于地理学综合研究的视角[J].中国人口·资源与环境,2017,27(6):75-86.[LIU Wenzheng,ZHU Jin.Research progress of resources and environmental carrying capacity: from the perspective of the comprehensive study of geography[J]. China population, resources and environment, 2017,27(6):75-86.]
【来    源】 《中国人口·资源与环境》 2017年第6期P75-86页

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