劉文政 朱瑾

摘要資源環(huán)境承載力作為連接社會系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)與經濟系統(tǒng)之間的紐帶，是協(xié)調人口、資源與環(huán)境相互聯(lián)系、又彼此相對獨立的矛盾統(tǒng)一體的關鍵所在。資源環(huán)境承載力是地理學綜合研究的重要方向。綜合性與區(qū)域性、人地關系是支撐其發(fā)展的重要理論框架。本文對國內外資源環(huán)境承載力的研究進展、存在問題和發(fā)展趨勢進行了詳盡的綜述。國內外資源環(huán)境承載力研究經近百年發(fā)展，從最初的單一的土地資源承載力、水資源承載力甚至農業(yè)資源承載力發(fā)展到資源承載力、環(huán)境承載力以及生態(tài)環(huán)境承載力。近幾十年，生態(tài)足跡、虛擬水、能值分析等綜合研究理論與方法興起，極大地推動了資源環(huán)境承載力研究的定量化和模式化。目前，資源環(huán)境承載力的研究面臨著一系列新的要求和挑戰(zhàn)。主要表現(xiàn)在：資源環(huán)境承載力理論基礎、學科范式和方法體系尚需繼續(xù)完善；若干關鍵科學問題（包括：尺度效應、關鍵閾值、變化機制等）亟待解答；基礎研究需要與實踐應用加強聯(lián)系等等。在此基礎上，本文主張從地理學綜合視角重新審視資源環(huán)境承載力研究的理論框架和今后研究的優(yōu)先主題。通過建構資源環(huán)境承載力的地理學綜合研究范式，能夠拓展資源環(huán)境承載力的理論深度和廣度，有助于提升資源環(huán)境承載力在國民經濟社會發(fā)展中的應用水平。本研究提出未來相關研究應圍繞以下優(yōu)先主題開展：①資源環(huán)境承載力關鍵要素的變化及驅動機制；②資源環(huán)境承載力綜合評價的理論與方法；③資源環(huán)境承載力的動態(tài)監(jiān)測與預警；④基于資源環(huán)境承載力的國土功能區(qū)劃與管控；⑤重點區(qū)域的資源環(huán)境承載力的恢復與提升途徑。

關鍵詞資源環(huán)境承載力；研究進展；地理學；綜合視角；優(yōu)先主題

中圖分類號K90文獻標識碼A文章編號1002-2104（2017）06-0075-12DOI：10.12062/cpre.20170365

人口、資源與環(huán)境是當今世界面臨的重大問題，隨著區(qū)域經濟社會快速發(fā)展，人類整體面臨著資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴重、生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴峻形勢[1]。資源環(huán)境承載力作為連接社會系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)與經濟系統(tǒng)之間的紐帶，是協(xié)調人口、資源與環(huán)境這一相互聯(lián)系、又彼此相對獨立的矛盾統(tǒng)一體的關鍵所在，可以為經濟與環(huán)境協(xié)調發(fā)展提供理論依據(jù)。我國作為最大的發(fā)展中國家，在全球變暖與經濟全球一體化的新形勢下，過度依賴高資源消耗、高污染排放的粗放型發(fā)展方式應該調整與優(yōu)化，以建設生態(tài)文明、新型城鎮(zhèn)化和“美麗中國”的宏偉目標[2-4]。正因如此，我國國土空間內的資源環(huán)境對經濟社會發(fā)展的承載能力業(yè)已成為中央及各級政府關注的重大議題。十八屆三中全會明確提出：“建立資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預警機制，對水土資源、環(huán)境容量和海洋資源超載區(qū)域實行限制性措施”。資源環(huán)境承載力作為可持續(xù)發(fā)展理念的重要體現(xiàn)，一直是國內外相關學科探討的熱點。僅近十年，中國知網(wǎng)收錄的期刊發(fā)表相關論文就多達10 000多篇。相關研究主要集中在資源環(huán)境承載力的概念內涵、評價指標體系與方法以及對不同區(qū)域或對象的評價實踐等方面。然而，隨著時代的發(fā)展和人們認識的不斷深入，資源環(huán)境承載力的研究面臨著一系列新的要求和挑戰(zhàn)。主要表現(xiàn)在：資源環(huán)境承載力理論基礎、學科范式和方法體系仍需完善；若干關鍵科學問題（包括：尺度效應、關鍵閾值、變化機制等）亟待解答；基礎研究與實際應用脫節(jié)，對國家經濟社會發(fā)展和生態(tài)文明建設的支撐力度明顯不夠，等等。本文通過綜述國內外資源環(huán)境承載力研究的進展、存在問題和發(fā)展趨勢。在此基礎上，從地理學綜合研究的視角，重新審視資源環(huán)境承載力研究的理論框架，提出我國未來資源環(huán)境承載力研究的優(yōu)先主題。

1資源環(huán)境承載力概念的緣起與發(fā)展

資源環(huán)境承載力是衡量人類經濟社會生活與自然環(huán)境之間相互關系的重要概念[5-7]，最早可追溯至18世紀Malthus人口理論，Malthus指出資源有限并影響著人口的增長[8]。1921年人類生態(tài)學家Park和Burgess明確提出了承載力的概念，即“某一特定環(huán)境條件下（主要指生存空間、營養(yǎng)物質、陽光等生態(tài)因子的組合），某種類個體存在數(shù)量上的最高極限”[9]。1949年，美國學者William提出了土地資源承載力的概念，他認為土地的生產潛力決定了它為人類提供飲食住所的能力[10]。這種土地向人們提供糧食、衣著、住所的能力以及環(huán)境阻力對生物潛力限制的程度是土地資源承載力的主要內涵。1953年Odum將承載力，與對數(shù)增長方程（尤其是常數(shù)K）相聯(lián)系，將這一概念用數(shù)學形式表達了出來[11]。

至20世紀60、70年代，自然資源耗竭和環(huán)境惡化等問題日益突出推動了資源與環(huán)境承載力的相關研究，其概念也不斷隨之發(fā)生相應的外延。資源環(huán)境承載力概念較為明確的提出，是1972年“羅馬俱樂部”發(fā)表的關于世界發(fā)展趨勢的研究報告《增長的極限》。該報告指出，人類社會的增長由五種相互影響、相互制約的發(fā)展趨勢構成：快速發(fā)展的工業(yè)化、劇增的人口、糧食私有制、非再生資源枯竭化以及生態(tài)環(huán)境惡化，它們均以非線性的指數(shù)形式增長，全球的增長將會因為糧食短缺和生態(tài)環(huán)境破壞在某個時段內達到極限[12]。

1978年，Schneider發(fā)展了環(huán)境承載力的概念，指出“人為或自然環(huán)境系統(tǒng)在不遭受嚴重退化的情況下，其對人口增長的持續(xù)容納能力”[13]。進入80年代，區(qū)域復合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調發(fā)展成為人們的新共識，該觀點將承載力研究與可持續(xù)發(fā)展更加緊密的聯(lián)系起來，這一時期產生了生態(tài)承載力的概念。其中聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）的定義被廣泛認可，即“某一國家或地區(qū)的資源承載力是指在可預見的時期內，利用該國家或地區(qū)的能源和其它自然資源以及智力、技術等條件，在保證符合其社會文化準則的物質生活水平下所能持續(xù)供養(yǎng)的人口數(shù)量”[14]。1987年世界環(huán)境與發(fā)展委員會編寫的《我們共同的未來》報告中正式提出“既要滿足當代人發(fā)展的需要而又不犧牲下一代人滿足他們需要的能力”這一可持續(xù)發(fā)展的基本綱領，使資源環(huán)境承載力理論基礎得到了進一步深化[15]。

在可持續(xù)發(fā)展理論的指導下，隨著研究不斷深入，國內學者從不同的著眼點入手，提出若干種資源環(huán)境承載力的定義[16-18]。盡管定義多種多樣，但眾學者普通認同，承載力是評價資源環(huán)境與社會經濟協(xié)調度的重要標準，資源環(huán)境承載力反映了人類與環(huán)境相互作用的界面[19]。其內涵的基本特征表現(xiàn)在：①資源環(huán)境承載力是人類活動與自然環(huán)境不斷相互作用的過程，人類不斷改造和利用自然環(huán)境，自然環(huán)境反過來約束人類活動；②資源環(huán)境承載力的大小受到特定區(qū)域環(huán)境狀態(tài)與條件的制約；③人類活動的方向、強度、規(guī)模影響著資源環(huán)境承載力的大?。虎苜Y源環(huán)境承載力是資源環(huán)境系統(tǒng)結構特性的抽象表示；⑤資源環(huán)境承載力通常是指系統(tǒng)最大承載能力。近年來，也有學者將環(huán)境價值、經濟學的外部性等理論應用到資源環(huán)境承載力理論研究與實踐中。但總體來說，資源環(huán)境承載力的理論體系并不非常完善，尚缺乏可以支撐資源環(huán)境承載力研究的核心理論框架。

2資源環(huán)境承載力的研究進展

2.1國內外總體研究進展

20世紀60至70年代，自然資源耗竭和環(huán)境惡化等全球性問題頻發(fā)，生態(tài)系統(tǒng)與人類之間的矛盾及依賴關系得到廣泛關注，資源環(huán)境承載力研究得以蓬勃開展?！对鲩L的極限》利用系統(tǒng)動力學理論建立了著名的“世界模型”——DYNAMO模型，對世界范圍內的資源（土地、水、糧食、礦產等）、生態(tài)環(huán)境與人的關系進行了評估，揭示了人口增長、經濟發(fā)展（工業(yè)化）同資源過度消耗、生態(tài)環(huán)境惡化和有限的糧食生產之間的關系，預測到21世紀中葉全球經濟增長將達到極限進而進入全球經濟衰退，因此應及早實現(xiàn)世界經濟“零增長”發(fā)展模式[12]；70年代后期到90年代初，聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）和糧農組織（FAO）等國際組織相當重視資源環(huán)境承載力研究，提出了一系列定義和量化方法，在國內外得到廣泛應用[14]。如，針對湄公河流域規(guī)劃開展城市承載力評價[20]；利用生態(tài)學方法討論文化承載力與人類社會發(fā)展的關系[21]；深入討論人口、可持續(xù)發(fā)展和地球承載力的相互作用的機理[22]。1995年，諾貝爾經濟學獎獲得者Arrow等人在《Science》上發(fā)表的“經濟增長、承載力和環(huán)境”論文[23]，進一步引起了人們對資源環(huán)境承載力的廣泛關注。隨后出現(xiàn)了一系列的研究，如馬爾代夫和尼泊爾的環(huán)境承載能力和旅游業(yè)的發(fā)展研究[24]；塞浦路斯（Cyprus）東海岸的環(huán)境承載力研究與評價[25]；日本北部水產業(yè)環(huán)境承載力研究[26]等等。2012年Running在《Science》上發(fā)表的文章指出可供人類使用的生物質資源將在未來數(shù)十年達到“生態(tài)邊界”[27]。以上這些研究受到國際社會的高度重視，UNEP全球環(huán)境展望評估報告指出如果關鍵的環(huán)境閾值被超過，地球的生命支持系統(tǒng)的功能將可能發(fā)生不可逆轉的突變[28]。國際上很多國家也在用資源環(huán)境承載力理論來指導本國的人類社會經濟活動。如美國環(huán)保局進行的城鎮(zhèn)和湖泊環(huán)境承載力研究，為改善湖泊水質和保護湖泊生態(tài)環(huán)境的建議提供了重要依據(jù)[29]；澳大利亞學者[30-31]對東南昆士蘭進行了承載力的研究，用于指導可持續(xù)評估。中國和韓國學者構建城市資源環(huán)境承載力評價系統(tǒng)，對長江流域城市群以及首爾市城市發(fā)展的人口與經濟密度限制進行決策支持[32-33]。印尼學者[34]針對日惹地區(qū)的土地資源承載力和水資源承載力的研究，用以評估可持續(xù)的城市發(fā)展。我國資源環(huán)境承載力的研究，最先實踐于土地、糧食與人口關系的土地資源承載力研究方面，其定量化研究歷史可以追溯到1964年竺可楨先生對中國糧食作物生產潛力的探討[35]。20世紀80年代，隨著承載力概念的引入，國內開始大規(guī)模開展了“以多少土地-糧食，養(yǎng)活多少人”為核心的土地資源承載力研究[36-39]。土地資源承載力是我國開展的最早也是最為廣泛的資源環(huán)境承載力研究[40-42]。20世紀80年代末期，伴隨經濟社會的發(fā)展對水資源需求增加，我國北方干旱地區(qū)相繼出現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境惡化等問題。在此情況下，以施雅風院士為代表的中科院水資源新疆課題組于1989年率先提出了水資源承載力的概念[43]。由此，國內廣泛開展了水資源承載力研究工作，特別是對北方干旱地區(qū)的研究居多。20世紀末期，隨著中國區(qū)域環(huán)境問題的不斷出現(xiàn)，人們開始關注中國的環(huán)境問題[44]。國內較為規(guī)范的“環(huán)境承載力”概念最早于1991年由北京大學提出[45]。自此，學者們對環(huán)境承載力進行了廣泛研究，研究對象多集中于大氣環(huán)境、水環(huán)境和土壤環(huán)境等[46-48]。此外，承載力成為描述衡量區(qū)域發(fā)展的限制程度的最常用概念之一，承載力評價在人口、資源、環(huán)境與社會經濟的各個領域都得到了不同程度的延伸，海洋承載力、湖泊承載力和旅游資源承載力等均得到了相應研究[49-51]。隨著國內資源環(huán)境承載力研究的深入，越來越多國內學者開始注意到資源或環(huán)境單要素承載力的片面性，他們積極探討資源環(huán)境綜合承載力的理論和方法體系[52-53]。從進入新世紀開始，以“自然-經濟-社會”區(qū)域復合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展為目標，聚焦“生態(tài)承載力”和“資源環(huán)境綜合承載力”的綜合性承載力研究逐漸成為國內承載力研究的熱點[54-58]。

縱觀國內外資源環(huán)境承載力研究近百年發(fā)展，其從最初的單一的土地資源承載力（Land Resource Carrying Capacity）、水資源承載力（Water Resource Carrying Capacity）甚至農業(yè)資源承載力（Agricultural Resource Carrying Capacity）發(fā)展到資源承載力（Resource Carrying Capacity）、環(huán)境承載力（Environmental Carrying Capacity）以及生態(tài)環(huán)境承載力（Ecoenvironmental Carrying Capacity）。近幾十年，生態(tài)足跡（Footprint）、虛擬水（Virtual Water）、能值分析（Energy）等綜合研究理論與方法興起，極大地推動了資源環(huán)境承載力研究的定量化和模式化。對該理論的應用也廣泛遍及區(qū)域經濟、城市和城鎮(zhèn)化、自然資源與生態(tài)系統(tǒng)管理及環(huán)境規(guī)劃管理等領域。

2.2評價指標體系

資源環(huán)境承載力研究的核心內容之一是構建評價指標體系?？茖W、合理的資源環(huán)境承載力評價指標體系，不但可以涵蓋經濟社會環(huán)境系統(tǒng)中諸多要素的相對情況，還可以在時間和空間維度上進行比較，反映區(qū)域環(huán)境承載力的變化狀況，為決策提供建議[59-60]。通過構建指標體系來反映區(qū)域資源環(huán)境承載力是當前研究的通常做法。資源環(huán)境承載力評價體系需要探尋并構建具有描述性、評價性的可度量參數(shù)的集合，并遵循科學性、系統(tǒng)性、層次性、動態(tài)性、可量化等原則。

現(xiàn)階段國際學術界可持續(xù)發(fā)展的研究包括了許多對資源環(huán)境承載力有關的概念和衡量方法。聯(lián)合國很多機構，如可持續(xù)發(fā)展委員會、環(huán)境規(guī)劃署、統(tǒng)計局、環(huán)境問題科學委員會和世界銀行等國際組織都提出了有代表性的可持續(xù)發(fā)展指標體系，其中最具影響力的指標體系為UNEP的DPSIR概念框架。DPSIR模型包括驅動力、壓力、狀態(tài)、影響和響應五個部分。每部分為同一類型的指標，下面又分為若干指標項。模型從系統(tǒng)分析的角度看待人和環(huán)境系統(tǒng)的相互作用[61]，涉及經濟、社會、環(huán)境、政策諸多要素，既反映社會、經濟發(fā)展和人類行為對環(huán)境的影響，也體現(xiàn)人類行為及其最終導致的環(huán)境狀態(tài)對社會的反作用。社會為應對環(huán)境狀態(tài)的變化以及由此造成的對人類生存環(huán)境的不利影響，必須采取各種應對措施[62]。

國內學者針對資源環(huán)境承載力的單要素評價、綜合評價、不同應用領域或不同區(qū)域評價等，建立了不同評價指標體系[63-69]。如，高素芳[67]選取人均水資源可利用量等9個指標對和田河流域各縣市水資源承載能力進行評價分析；李磊等[68]采用層次分析法—熵值法從資源與環(huán)境、經濟、社會等子系統(tǒng)內使用水資源供求平衡、經濟實力、技術管理、人口、社會生活水平指標綜合評價了武漢市水環(huán)境承載力；任家強等[69]綜合考慮人口—資源—環(huán)境之間的協(xié)調發(fā)展，構建了盤錦市土地承載力評價體系；范麗雅等[70]選取了SO2、NO2、PM10作為大氣環(huán)境發(fā)展空間的判定指標，以污染物濃度不超過《環(huán)境空氣質量標準》（GB3905-1996）規(guī)定的二級標準年均值75%作為大氣污染物允許濃度限值，運用大氣環(huán)境承載力相對剩余率和大氣環(huán)境承載指數(shù)兩個指標，研究了浙江省2009—2011年大氣環(huán)境承載力時空分布特征及影響因素；劉葉志等[71]認為礦產資源承載力評價指標體系通常分為兩類，直接指標包括礦產資源經濟承載力、人口承載力等指標；間接指標包括礦產資源經濟保證年限、礦產資源人口平衡等；程鵬等[72]選取人均煤炭資源、SO2剩余承載力、煙塵排放量和人口密度、工業(yè)廢氣治理率、土地復墾率等14個指標從自然環(huán)境承載力和人為環(huán)境承載力角度綜合評價了西山礦區(qū)的礦區(qū)環(huán)境承載力。也有學者開展了地質環(huán)境承載力評價指標體系研究，如李樹文等[73]建立了包括地質環(huán)境承載力、生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境若干子系統(tǒng)在內的生態(tài)-地質環(huán)境承載力評價指標體系。隨著資源環(huán)境綜合承載力評價指標體系成為學界新熱點，樊杰等[54，56]構建了包括自然地理條件、地質條件與次生災害危險性、生態(tài)環(huán)境條件以及社會經濟發(fā)展基礎在內的12項綜合指標，應用于汶川、舟曲、廬山、玉樹四次災后重建的承載力評價。

資源環(huán)境承載力評價指標涉及資源、環(huán)境、生態(tài)、社會經濟等諸多系統(tǒng)，不同系統(tǒng)的評價指標之間又相互影響、相互制約。隨著資源環(huán)境承載力研究的不斷深入，研究對象由單一要素轉向復合系統(tǒng)，應用領域也不斷擴大，傳統(tǒng)的資源環(huán)境承載力評價指標體系漸漸難以滿足研究的需求，主要表現(xiàn)在：第一，尚未形成統(tǒng)一適用的評價指標體系；第二，往往追求“大而全”的評價指標體系，但涉及范圍廣、覆蓋面大，缺乏可操作性；第三，仍有部分資源環(huán)境子系統(tǒng)的承載力評價指標體系由于種種原因研究較少涉及，如地下水環(huán)境、土壤環(huán)境承載力；第四，缺乏科學、可操作的綜合承載力評價指標體系；第五，大多只是沿用前人指標體系，更新、創(chuàng)新研究較少。在新形勢下，如新型城鎮(zhèn)化、城鄉(xiāng)一體化背景下，經濟社會發(fā)展出現(xiàn)了新的特征，人類對資源環(huán)境的開發(fā)利用也具有了新的特點，必然要求評價指標體系的動態(tài)更新。

2.3評價方法

不同學者基于不同研究目標，在資源環(huán)境承載力評價中往往選取不同的方法。然而，現(xiàn)有評價方法的主要思路不外乎以某一生物物理量或價值量換算為研究視角和衡量指標，對資源利用過程中的資源消耗量及地球系統(tǒng)壓力進行評估，將其結果作為衡量區(qū)域資源環(huán)境承載力大小的依據(jù)。對當前國內外常用的資源環(huán)境承載力評價方法簡述如下。

2.3.1FAO的農業(yè)生態(tài)區(qū)域法（AEZ）

農業(yè)生態(tài)區(qū)域（AgroEcological Zone Project， AEZ）法是最經典的土地資源承載力評價方法，由聯(lián)合國糧農組織（FAO）創(chuàng)立，其核心假設是氣候類型、土壤環(huán)境近似的地區(qū)，亦具有相似的農業(yè)生產潛力[74]。具體做法是將土地按照氣候、土壤、地形、水文等原則劃分為若干自然特征、作物種類、種植制度、生產潛力均相似的區(qū)域，在此基礎上對土地的生產潛力進行計算。其主要評價過程包括作物潛在生產力計算、土地資源清查、土地利用方式確定、土地人口承載力分析等。

AEZ法于20世紀70—80年代在非洲、西南亞、東南亞、南美洲、中美洲五大區(qū)的117個發(fā)展中國家得到廣泛應用和推廣，并得以不斷完善。國內學者主要利用AEZ法開展土地資源承載力評價，如鄧祥征等[75]利用AEZ法分析了耕地變化對生物生產力的影響；封志明等[76]利用改進的AEZ法對全國的糧食生產資源潛力進行評估，李忠武等[77]對我國重要商品糧基地洞庭湖區(qū)的晚稻生產潛力進行研究，為充分挖掘這些地區(qū)的糧食生產潛力做出了理論支撐。

2.3.2系統(tǒng)動力學法

系統(tǒng)動力學（System Dynamics， SD）模型是當前研究中應用領域最為廣泛的一種評價方法。其原理是通過建立一階微分方程組反映系統(tǒng)中各模塊變量之間的因果反饋關系。由于系統(tǒng)動力學模型能夠對不同發(fā)展方案進行模擬研究，預測決策變量，因此用這種方法對資源環(huán)境承載力指標體系進行評價，能夠得到最佳的發(fā)展方案及相應的承載力狀態(tài)。

Meadows等在提出了著名的“增長的極限”理論后，進一步集成多種因子開發(fā)了“世界模型II”[78]，成為系統(tǒng)動力學在資源環(huán)境承載力研究中應用的典范。在聯(lián)合國教科文組織的資助下，英國的Slesser[79]提出ECCO（提高承載力的策略）的系統(tǒng)動力學模型，以能量為折算標準，綜合考慮PRED相互關系，建立了模擬不同發(fā)展策略下，人口與資源環(huán)境承載力彈性關系模型，并以此作為優(yōu)選區(qū)域發(fā)展方案的標準。該模型已在非洲的肯尼亞、毛里求斯、贊比亞等發(fā)展中國家成功地應用。

由于系統(tǒng)動力學模型是研究復雜系統(tǒng)的有效方法，因此得以在不同領域得到廣泛應用。瑞典和冰島學者[80]利用此方法計算了工業(yè)革命以前冰島的自然資源承載力。張志良等[81]、郭守前[82]、祝秀芝等[83]則將系統(tǒng)動力學模型引入土地承載力研究領域，分別對寧夏、四川、上海的土地承載力進行分析，毛漢英等[17]利用系統(tǒng)動力學方法對環(huán)渤海地區(qū)區(qū)域承載力進行研究，方創(chuàng)琳等[84]基于多模型互補對接支持下的系統(tǒng)動力學模型對塔里木河下游尉犁地區(qū)生態(tài)-生產-生活承載力進行預測。

2.3.3生態(tài)足跡法（EF）

生態(tài)足跡（Ecological footprint， EF）法是1992年加拿大生態(tài)經濟學家William Rees提出的定量核算人類社會經濟活動對自然資源的需求與地球承載力之間的關系、度量可持續(xù)發(fā)展程度的生物物理方法[85-86]。該方法首先進行土地面積量化，并計算需求層面的生態(tài)足跡和供給層面的生態(tài)承載力，然后對比供需是否平衡，進而評價系統(tǒng)是否可持續(xù)發(fā)展。該方法是目前生態(tài)承載力研究的主流。

生態(tài)足跡法具有概念標準統(tǒng)一、方法簡便易行、便于區(qū)域間比較等優(yōu)點并在全球多個國家和地區(qū)得到廣泛應用[30，87]。徐中民等[88]對全國生態(tài)足跡進行計算和發(fā)展能力分析，閔慶文等[89]則從生活消費角度對全國部分城市的生態(tài)系統(tǒng)的占用進行分析，謝高地等[90]則將生態(tài)足跡法引入生態(tài)服務消耗及其所形成的生態(tài)債務進行分析。

2.3.4水足跡法（WF）

水足跡（Water footprint， WF）的概念于2003年由荷蘭學者Chapagain和Hoekstra[90]首次提出，它表征的是維持人類產品和服務消費所需要的真實水資源量。水足跡有別于傳統(tǒng)取水指標，是對水資源占用的綜合表征。水足跡主要由地表水和淺層地下水的藍水資源、儲存在非飽和土壤層中并通過植被蒸散消耗的綠水資源、以及經濟活動產生污染的灰水三部分組成。其計算方法主要分為兩種，即由區(qū)域所消耗的產品（服務）數(shù)量與單位產品（服務）的虛擬水含量相乘求和的自下而上法，以及用本地用水總量加上虛擬水進口量減去虛擬水出口量的自上而下法。

水足跡法通過整合人類消費產品或服務對水資源的使用和污染，定量核算產品或服務的潛在水資源占用，揭示了人類生產生活消費與水資源利用之間、全球貿易與水資源管理之間的聯(lián)系。蓋力強等[92]利用水足跡法對全國水生態(tài)功能進行分區(qū)，李澤紅等[93]則通過綠洲水足跡的變化和驅動機制研究為綠洲農業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了依據(jù)。

2.3.5能值分析法

美國生態(tài)學家Odum在20世紀80年代后期提出能值理論，他將一種流動或貯存的能量中所包含的另一種能量的數(shù)量稱為該能量的能值；例如產品或勞務形成過程中直接和間接投入應用的某種有效能量，就是其所具有的能值[94]。

能值分析是以能值為基準，統(tǒng)一化、標準化地衡量和分析生態(tài)經濟系統(tǒng)中眾多非同類、不可比的能量，綜合分析系統(tǒng)中各種生態(tài)能，構建能值綜合指標體系。就具體操作而言，能值分析法主要分為如下步驟：①資料收集；②能量系統(tǒng)圖的繪制；③編制各種能值分析表；④構建系統(tǒng)的能值綜合結構圖；⑤建立能值指標體系；⑥系統(tǒng)模擬；⑦系統(tǒng)發(fā)展評價和策略分析。

由于能量貫穿了區(qū)域系統(tǒng)運行的始終，因此生態(tài)系統(tǒng)和人類社會經濟系統(tǒng)均可視為能量系統(tǒng)。這些能量系統(tǒng)通過能量的流動、轉化和貯存，形成了系統(tǒng)內部多種復雜作用形式。因此，人們可以使用能值定量評價區(qū)域生態(tài)承載力。Campbell利用能值分析對美國緬因州的人口承載力進行了研究[95]；Nam等人對韓國西南海岸帶荒島運動能值方法進行了承載力評估[96]；嚴茂超等[97]利用能值分析法分別對西藏生態(tài)經濟系統(tǒng)承載力進行分析；劉欽普等[98]運用能值分析對江蘇省耕地承載力進行了研究；張雪花等[99]提出能值-生態(tài)足跡整合模型，并用于天津市生態(tài)承載力的計算。

3問題與趨勢

3.1理論體系需要完善

承載力概念實踐于研究人口問題帶動土地資源承載力的研究，后來陸續(xù)涌現(xiàn)出資源承載力、環(huán)境容量、環(huán)境承載力、生態(tài)承載力、資源環(huán)境承載力等若干概念及相應的研究方法。然而，目前對于承載力的概念和內涵尚未形成共識，對于承載力的內涵還存在一些不同的觀點，如承載“能力”、承載“規(guī)?！?、承載“閾值”、承載“限值”等。就土地資源承載力而言，陳百明認為其為在一定生產條件下，土地資源的生產能力及其在一定生活水平下所能供養(yǎng)的人口數(shù)量[36]；徐永勝的概念和內涵中加入了區(qū)域的概念，將其定義為某一國家和地區(qū)，在滿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夠負擔的最大人口數(shù)[100]；繼而有學者在此基礎上，增加了時間尺度問題，認為土地資源承載力是“在特定時間和地理區(qū)域內，在可預見的自然技術、經濟及社會諸因素綜合制約下，土地資源持續(xù)的生產能力，以及所能持續(xù)供養(yǎng)的、具有相當生活水準的人口數(shù)量”[101]。究其原因，盡管已有近百年的歷史，資源環(huán)境承載力還沒有形成一個比較完整的理論體系，資源稀缺理論、效用利用論、極限增長論、可持續(xù)發(fā)展論、人地系統(tǒng)協(xié)調共生理論、復雜系統(tǒng)理論等均指導于資源環(huán)境承載力研究，尚缺乏公認的理論基礎。

3.2評價方法體系有待進一步發(fā)展

首先，當前資源環(huán)境承載力研究方法主要集中于單要素評價，“綜合性”不夠?？v觀國內外承載力相關的研究，以水資源和土地資源為主的單要素承載力評價研究相對較多，而宏觀的、綜合的、著眼于資源環(huán)境整體評價的研究工作還不多，資源環(huán)境承載力評價尚沒有統(tǒng)一的方法體系，缺乏一致的綜合指標體系和評價模型。隨著資源環(huán)境承載力研究的深入，單要素承載力的研究局限性越來越突出，往往難以綜合反映資源環(huán)境系統(tǒng)對經濟社會發(fā)展的整體承載能力。從系統(tǒng)論和整體論的觀點出發(fā)，綜合考慮自然、社會、經濟等諸多要素，對區(qū)域綜合承載力進行分析研究就變得越來越迫切。其次，目前的資源環(huán)境承載力研究主要偏重于現(xiàn)狀的、靜態(tài)的分析和評價，對區(qū)域動態(tài)變化過程的分析和發(fā)展趨勢的預測研究較為缺乏，“動態(tài)性”研究不足。承載力與資源稟賦、技術手段、社會選擇和價值觀念等因素密切相關，具有相對極限內涵和明顯的倫理特征，它本質上是動態(tài)的和綜合的。尤其在全球變化與全球化的背景下，資源環(huán)境系統(tǒng)與社會經濟系統(tǒng)都在發(fā)生變化，相應地資源環(huán)境承載力也隨之動態(tài)變化。此外，區(qū)域人口、資源環(huán)境與社會經濟系統(tǒng)作為高度開放的人工系統(tǒng)，除了要綜合考慮各單要素等內生變量，還要重視開放系統(tǒng)區(qū)內各空間單元間以及區(qū)內外不同地區(qū)間的相互作用等影響，探討開放系統(tǒng)資源環(huán)境區(qū)域綜合承載力的內部作用機理和變化規(guī)律。

3.3基礎研究需要與實踐應用要加強聯(lián)系

作為衡量人類社會經濟與資源環(huán)境協(xié)調程度的一把重要標尺，資源環(huán)境承載力研究廣泛應用于國土功能區(qū)劃[102-103]、城鎮(zhèn)化建設與布局[104-106]、人口空間布局[107-108]、災后重建規(guī)劃[109-110]，以及農業(yè)及土地資源管理、礦產資源的開發(fā)與能源安全、環(huán)保[111]、旅游[112]、人口、海洋產業(yè)[113]等諸多領域。盡管資源環(huán)境承載力研究目前已經在多個領域取得了一定的應用，但還存在局限性，且實用性不強，阻礙了資源環(huán)境承載力應用領域的拓展。具體原因主要有：①當前的資源環(huán)境承載力概念內涵的不一致，評價體系綜合性、開放性、動態(tài)性不足，致使承載力的研究缺乏標準化的理論體系；②當前的評價指標體系缺乏對實際社會經濟發(fā)展與資源環(huán)境具體指標要素的機制分析及能夠準確描述人、物種與環(huán)境之間關系的定量化方法，使得評價結果科學性不夠，不能夠較好地反映社會經濟發(fā)展的具體問題，造成基礎研究與社會應用的脫節(jié)；③決策者出于區(qū)域經濟發(fā)展及政績等因素的考慮，刻意忽略資源環(huán)境因素在社會經濟發(fā)展中的制約作用，從而導致了資源環(huán)境承載力有限的具體應用領域。未來資源環(huán)境承載力研究必須打破已往的單系統(tǒng)模式，充分考慮到社會經濟系統(tǒng)的開放性以及日益頻繁的資源跨區(qū)域流動對區(qū)域資源環(huán)境承載力的影響，基于一個動態(tài)的社會經濟平臺對區(qū)域的資源環(huán)境承載力進行研究，將資源環(huán)境系統(tǒng)與社會經濟系統(tǒng)聯(lián)合起來進行機制探討與量化研究，在基礎研究與社會應用研究之間架起橋梁，資源環(huán)境承載力研究方能更加接近于實際，其結論才能為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具備更好的指導意義。

4從地理學綜合視角重新審視資源環(huán)境承載力

4.1地理學基礎理論在資源環(huán)境承載力研究中的應用

4.1.1綜合性與區(qū)域性

地理學家黃秉維一直強調，綜合性與區(qū)域性是地理學的根本特點。他指出，自然地理綜合研究應指向生態(tài)、資源和環(huán)境，并與經濟研究結合起來。深入探索自然與人文要素的交互作用關系時至今日也是地理學頗具挑戰(zhàn)性的課題。資源環(huán)境承載力評價不僅需要開展多要素綜合集成分析，研究不同資源環(huán)境要素的相互作用和變化過程，還要結合人口、社會和經濟評價，乃至考慮經濟社會對資源環(huán)境系統(tǒng)的反饋，才能最終得到自然環(huán)境對社會經濟發(fā)展的承載能力。綜合研究是資源環(huán)境承載力研究的必由途徑。另一方面，地域空間分異規(guī)律也是地理學的基礎理論之一。中國國土范圍內資源環(huán)境稟賦的空間差異顯著、經濟社會發(fā)展基礎的地域分異明顯，以不同區(qū)域為評價單元，探索資源環(huán)境承載力的區(qū)域差異性，并以此指導國土空間規(guī)劃和經濟社會發(fā)展布局，是地理學界的重要研究方向。所以資源環(huán)境承載力研究是地理學綜合研究的重要實踐。從地理學綜合視角研究資源環(huán)境承載力，應當以系統(tǒng)綜合性和區(qū)域差異性作為切入點，綜合集成分析資源環(huán)境系統(tǒng)與社會經濟系統(tǒng)的相互作用。

4.1.2人地關系

對人地關系的認識，是地理學理論研究的核心命題和長期任務。人口增長、資源枯竭和環(huán)境退化等問題的凸顯，使人們逐漸意識到資源環(huán)境與人類之間的相互矛盾與相互依賴。作為衡量人口、資源環(huán)境與社會經濟協(xié)調程度的重要工具，資源環(huán)境承載力的本質就是回答“人-地”關系如何協(xié)調發(fā)展的根本問題。鄭度院士指出：“21世紀人地關系研究的重要前沿領域包括全球環(huán)境變化及其區(qū)域響應、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展及人地關系機理調控、社會生態(tài)與環(huán)境倫理研究與體系構建”[114]。在全球變化、經濟全球化的背景下，資源與環(huán)境的時空格局發(fā)生強烈變化、空間流動日益加劇，不同資源環(huán)境要素之間的耦合作用及其綜合效應逐漸凸顯。資源環(huán)境承載力評價的最終目標是國家和區(qū)域的發(fā)展、人口資源環(huán)境均衡和經濟社會生態(tài)效益三者相互統(tǒng)一。新時期的資源環(huán)境承載力研究必須以“人地系統(tǒng)相互作用機理”研究為切入點，從不同空間和時間的尺度、不同學科的角度全面挖掘人地關系相互作用的機理，包括資源環(huán)境承載力的變化過程與驅動機制、不同資源與環(huán)境要素之間的相互作用過程與綜合效應、資源環(huán)境的空間流動特征與機理等。

4.2資源環(huán)境承載力研究的未來優(yōu)先主題

（1）資源環(huán)境承載力關鍵要素變化及驅動機制。在全球變化與人類活動等多重因素驅動下，不僅水、土、氣、生等地球圈層自身結構與功能發(fā)生變化，人類對資源環(huán)境的利用方式與強度也不斷改變。要把握資源環(huán)境承載力的動態(tài)變化規(guī)律，首先要實現(xiàn)對資源環(huán)境承載力關鍵要素的識別、監(jiān)測。進而分析資源環(huán)境承載力關鍵要素時空變化特征，研究多要素的相互作用與耦合效應，揭示關鍵要素變化的驅動機制。在此基礎上，構建基于風險的資源環(huán)境承載力關鍵要素基準與閾值確定技術，研究不同區(qū)域、不同應用目標的關鍵要素變化的安全閾值。

（2）資源環(huán)境承載力綜合評價理論與方法體系。無論科學研究層面，還是實踐應用層面，資源環(huán)境承載力的綜合評價是必然發(fā)展趨勢，這要求傳統(tǒng)評價的理論與方法體系進行較大發(fā)展與完善。打破傳統(tǒng)資源環(huán)境承載力研究中單一要素的、孤立的、靜態(tài)的評價方法體系和模式，從“綜合性、動態(tài)性、開放性”入手，探索適用于不同空間尺度的、綜合的、動態(tài)的評價技術，發(fā)展適合目前國情的資源環(huán)境承載力評價指標體系與方法模式。

（3）資源環(huán)境承載力動態(tài)監(jiān)測與預警。對資源環(huán)境承載力開展動態(tài)監(jiān)測工作，并建立預警機制是保障國土空間合理布局與資源優(yōu)化配置的重要手段。這不僅是要對資源環(huán)境現(xiàn)狀保護、國土空間開發(fā)與利用進行支撐，還要對未來的資源環(huán)境承載能力的潛在風險實現(xiàn)系統(tǒng)預估。根據(jù)不同區(qū)域的自然資源稟賦與環(huán)境條件，劃定資源環(huán)境承載能力紅線。當開發(fā)強度接近紅線時，提出警告警示，對超載的實行限制性措施，防止過度開發(fā)后造成不可逆的嚴重后果。

（4）基于資源環(huán)境承載力的國土功能規(guī)劃與管治。基于資源環(huán)境承載力綜合評價，開展國土功能區(qū)劃、加強國土空間管控，是實施生態(tài)文明建設的必然條件。以資源環(huán)境承載力理論為基礎，開展國土范圍內不同區(qū)域資源環(huán)境承載力綜合評價，完成全國國土功能科學區(qū)劃，劃分不同資源環(huán)境承載力類型區(qū)。根據(jù)不同類型區(qū)特點，制定不同的區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略，并據(jù)此實施國土資源管控與優(yōu)化配置。

（5）重點區(qū)域的資源環(huán)境承載力恢復與提升途徑。區(qū)域資源環(huán)境承載力的恢復與提升是開展資源環(huán)境承載力研究的目標之一。在全國國土功能區(qū)劃的基礎上，針對資源環(huán)境承載力較低區(qū)域，分析各地區(qū)環(huán)境、生態(tài)、資源的受損程度，確定一批資源環(huán)境承載力退化區(qū)（如環(huán)境損害區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)、資源負載區(qū)），針對這些區(qū)域構建基于資源環(huán)境承載力的國土功能空間調控技術和適應策略，實現(xiàn)資源環(huán)境承載力的恢復或提升。

（編輯：李琪）

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Research progress of resources and environmental carrying capacity： from theperspective of the comprehensive study of geography

LIU Wenzheng1ZHU 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）

AbstractAs 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 humanland 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 Ecoenvironmental 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 reexamines 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 wordsresources and environmental carrying capacity； research progress； geography； comprehensive aspect； priority theme