环境承载力及其研究进展.docx

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环境承载力及其研究进展

环境承载力及其研究进展

摘要环境承载力是指在某一时期、某种状态或条件下，某地区的环境所能承受人类活动作用的阈值。

对环境承载力理论进行较深入的研究，可以为环境规划工作提供科学的依据，对我国社会经济的可持续发展具有重大的指导意义。

本文首先阐述了环境承载力的起源，接着综合论述了环境承载力的概念，内涵和特点，最后介绍了环境承载力目前的国内外研究进展，并对环境承载力在规划环评中的应用研究进展进行了简要叙述。

关键字环境承载力本质研究进展环规

中国是发展中国家，为了增强综合国力和不断提高人们的生活水平，各项工作都是紧紧围绕经济建设这一中心来开展，继续高速发展经济，然而这必将会加剧经济的发展与环境间的矛盾。

为了避免重蹈发达国家“先污染后治理”或“边污染边治理”的覆辙，解决好经济发展与环境保护的关系，就应在经济发展之初，从总体上做好环境规划，对人们的经济活动提出合理的安排。

为此，应该研究环境对人们活动的承受能力，使人们的活动对环境造成的压力不超过环境对人们活动的承受能力，这就要求对环境承载力理论进行较深入的研究，为环境规划工作提供科学的依据。

换言之，环境承载力为可持续发展提供了比较客观的判断依据。

在可持续发展己深入人心的今天，这无疑对我国社会经济的可持续发展具有重大的指导意义。

1环境承载力的起源

环境承载力概念的提出是随着人类对环境问题认识的不断深入以及环境科学的发展过程中出现的，其理论雏形源自于环境容量的概念[1]。

1968年，日本学者首先把电工学中的电容量的概念引入到环境科学中，提出了环境容量的概念，目的是为制定某一区域环境的污染物控制总量提供可量化的依据。

到70年代，该概念被广泛应用于环境科学领域。

由于环境要素中的水体、大气、土壤都制订有各自的环境标准，这些标准是限制污染物在水体、大气、土壤中达到最大的限量。

因此把水体、大气、土壤的某区域环境可能达到这个限度的量值，作为该区域的环境容量。

目前，国内外学者给予环境容量的定义非常多，归纳起来，这些定义可大致分为如下几类[2]:

①环境容量是污染物允许排放总量与相应的环境标准浓度的比值;

②环境容量是环境的自净同化能力;

③环境容量是指不危害环境的最大纳污能力;

④环境容量是环境标准与本底值确定的基本环境容量和自净同化能力确定的变动环境容量之和。

根据承载介质的不同，环境容量又可分为土壤环境容量、水环境容量和大气环境容量三大类。

由于环境容量仅反映了环境销纳污染物的一个功能，因而，也可以把它作为一种狭义的环境承载力。

1991年，在由北京大学环境科学中心主持完成的国家级课题“我国沿海新经济开发区环境的综合研究—福建省泥洲湾开发区环境综合研究”中，首次给出了“环境承载力”的含义，即环境承载力是指在某一时期、某种状态或条件下，某地区的环境所能承受人类活动作用的阈值[3]。

这里，“某种状态或条件”是指现实的或拟定的环境结构不发生明显不利于人类生存的方向改变的前提条件；所谓“能承受”是指不影响环境系统发挥其正常功能的状态。

因此环境承载力的大小可以以人类活动作用的方向、强度和规模来加以反映。

2环境承载力本质

2.1环境承载力概念

环境承载力是一个非常难以确切界定的概念。

国内外专家学者至今没有得出一个完全统一的概念。

如：

杜亨和加恩佩特罗指出环境承载力具有可长期持续性的特征，是要在环境条件允许的条件下，长期支持的人口规模。

但是，大部分专家认定：

环境承载力既不是一个纯粹描述自然环境特征的量，也不是一个单纯描述人类社会活动的量，它反映了人类与环境相互作用的特征，是研究环境与经济是否协调发展的一个重要依据。

关于环境承载力目前大致从容量、阈值、能力三个角度[49]对环境承载力的概念进行诠释：

①“容量”角度的定义：

“环境承载力是指在一定生活水平和环境质量要求下，在不超出生态系统弹性限度条件下环境子系统所能承纳的污染物数量，以及可支撑的经济规模与相应人口数量”[4]。

②从“阈值”角度的定义：

如“环境承载力是指在某一时期，某种环境状态下，某一区域环境对人类社会经济活动的支持能力的阈值”；或者为“环境承载力是指在一定时期、一定状态或条件下，一定环境系统所能承受的生物和人文系统正常运行的最大支持阈值”[5]。

③从“能力”角度的定义：

如“在一定的时期和一定区域范围内，在维持区域环境系统结构不发生质的改变，区域环境功能不朝恶性方向转变的条件下，区域环境系统所能承受的人类各种社会经济活动的能力”[6]。

“环境承载力是自然或人造环境系统在不会遭到严重退化的前提下，对人口增长的容纳能力”[7]。

通过学者们对环境承载力的定义上可以看出虽然定义的方式不同，但是各种定义都注重区域环境系统结构和功能的完整，而且体现了人类活动对环境的影响。

2.2环境承载力的内涵

首先，环境作为一个系统，在不同地区、不同时期会有不同的结构。

环境系统的任何一种结构，均有承受一定程度的外部作用的能力，在这种程度之内的外部作用下，其本身的结构特征、总体功能均不会发生质的变化，环境的这种本质属性，是其具有环境承载力的根源。

其次，环境承载力表征系统的功能可以因人类对环境的改变而变化，实际上，人类改造环境的目的，在很大程度上是为提高环境承载力.但是，不能忽视的是，人类对环境的某些改造活动，在提高了环境承载力的同时，又在另一方面降低了环境承载力。

另外，环境是一个与外部有物质、能量和信息交换的开放系统[8]。

其受外部控制参量在一定阈值内，可通过系统内部各子系统的协调作用和相干效应，即系统的自我组织作用，使系统由无规则状态转变为宏观有序状态。

但是，一旦外部的作用长时期超过闭值，则环境系统无法自我修复。

环境承载力本身是一个客观的量，是环境系统客观属性，但是，用不同性质人类活动来衡量同一区域的环境承载力，可能会得出不同的结论，这也反映人类对环境的依赖性。

这并不意味着环境承载力不具有客观性，而是应该从根本上把握环境承载力的内涵，环境承载力的指标体系是环境承载力的根本反映。

2.3环境承载力的特点

表征区域环境系统和区域社会经济活动间相互作用、协调程度的区域环境承载力具有如下特点:

（1）资源性

环境是由物质组成的，环境对经济开发的承载能力是通过物质的作用而发生的。

因此，从物质的特性而言，环境承载力是表征环境的资源属性。

人类对环境的开发，从某种意义上说就是对环境资源（包括环境容量）所作的消耗，当资源消耗超过环境承载力，即导致环境经济协调发展的破坏。

（2）客观性

环境系统通过与外界交换物质、能量、信息.保持着其结构和功能的相对稳定，即在一定时期内，该环境系统在结构、功能方面不会发生质的变化，而环境承载力是这种在一定时期内不发生质的变化的区域环境系统对区域社会经济活动的承受能力的一种抽象表征，实质上就是区域环境结构和功能的一种表征。

因此，在环境系统不发生本质变化的前提下，其质和量这两种规定性方面是客观的，是可以把握的，换言之，对于某个区域而言，在一定的区域环境承载力的评价指标体系下，总是有一个确定的区域环境承载力的量的存在。

要从根本上解决社会经济活动所引起的环境问题，绝不能抛开这个量，因此，区域环境承载力是客观存在的。

（3）相对变异性

作为一个开放系统，由于区域自然条件和社会经济发展规模、环境系统本身的结构和功能随着区域发展处于不停的变动之中。

这些变化一方面是由于环境系统自身的运动演变而引起，另一方面，也是更为重要的是，与人类有关的对环境的开发活动紧密相联。

这些变化反映到环境承载力上就是环境承载力由使用功能变化引起的在质和量这两方面的变异，在“质”上的变化表现为环境承载力评价指标体系的变化：

而“量”上的变化则表现为环境承载力评价指标值大小上的变动。

此外，其变异性也体现在时空尺度上，区域或时间范围不同，其环境承载力亦有所变化。

（4）可调控性

如前所述，环境承载力具有变异性，这种变异性在很大程度上可以由人类活动加以控制。

人类在掌握了环境系统运动变化规律和经济—环境辩证关系的基础上，可以根据自身的需求对环境系统进行有目的的改造，使环境承载力在“量”和“质”两方面朝着人类预定的目标变化，从而提高环境承载力。

如城市通过保持适度的人口和适度的社会经济增长速度从而提高环境承载力。

但是，必须引起高度注意的是，人类对环境所施加的作用，必须有一定的限度。

因此，环境承载力的可控性是有限度的可调控性。

（5）多向性

某一区域的环境承载力大小与人类经济活动的目的、层次、内容等有密切的关系，具有不同的表现形式:

用不同性质的人类活动来衡量同一区域的环境承载力，可能会得到不同的结论。

如对于适宜农业发展的区域而言，如果用工业活动来衡量其环境承载力，其结论可能恰恰相反。

这一特点告诉我们，考察一个区域的环境承载力，决不能仅凭数字来表现，而应从质上来把握，与人类活动的层次、性质、时序相联系。

3环境承载力国内外研究综述

3.1环境承载力的国外研究进展

由于运用环境承载力理论解决了大量的实际问题，对环境承载力的研究受到世界各国的普遍重视。

如加拿大生态经济学家Wiiliam和Rees[9]提出基于生态足迹的环境承载力评估方法，指出发达国家物质财富迅速增加是建立在生态赤字和不可持续发展的基础之上的。

Saveriades[10]对塞浦路斯东海岸的旅游环境承载力进行了研究；Barret和Odumuch[11]则认为将承载力运用于人类社会必须进行二维考虑，仅仅包括数量方面，而且要将单位个体的影响考虑到其中，并且提出了最佳承载力和安全承载力的概念；Witten[12]提出对自然资源和建造资源（BuiltResource）进行承载力分析，并据此制定适当的综合计划、政策和规则，确保人类活动不超越承载力的承载范围；美国环保局（UnitedStatesEnvironmentalProtection）进行了4个镇区环境承载力研究（FourTownshipEnvironmentalcarryingcapacitystudy），具体计算了四个湖泊的环境承载力，并提出了保护和改善湖泊水质的建议；BrownandUlgiati[13]基于能值分析法测算了美国某地区在资源和环境承载力约束条件下的适宜经济发展规模；Jeong[14]等韩国学者还提出了基于地理信息系统的城市承载力评估系统；在印度，环境承载力也曾与工业系统关联进行研究，研究者们建议印度采取综合性的工业发展规划，以承载力为标准进行行业分组合并，制定环境影响评估方针，执行环境管理系统和建立绿色工业城镇等[15]。

3.2环境承载力国内研究进展

在国内，对环境承载力理论、方法认识上的不断深化带动了实例研究成果不断涌现，研究范围逐步拓展到大气、水、土地、矿产资源、能源、旅游、交通等各方面，为环境规划、环境影响评价提供了理论依据。

王玉敏等[16]以博斯腾湖为实例从湖泊水环境承载力的承载媒介（水资源量和水体质量）入手，以湖泊水环境承载力的承载对象（人口、污染物质、人类活动等）为基础，建立湖泊水环境承载力研究概念模型和量化模型，利用系统动力学法和多目标规划模型分别得到了博斯腾湖的水资源量承载力和水质环境承载力。

詹歆晔等人[17]基于“机动车在驶量”构建了由路网资源、燃油供给和大气环境3个模块组成的交通环境承载力宏观定量模型，并选择北京市城区作为案例验证模型，较好地反映出资源、环境与交通之间的关系，指出北京市交通发展面临的直接压力是机动车在驶量偏高。

徐月卿[18]利用生态足迹的原理和模型计算了北京市1999-2003年的生态足迹和土地生态承载力，指出北京市人口、经济和消费模式对自然的需求远超过北京市生态系统承受能力。

崔凤军[19]采用系统研究方法，将旅游环境承载力设定了社会文化环境、社会经济环境生态环境三类旅游环境承载力的影响因子，并在此基础上建立了旅游环境承载力指数的数学表达式，对泰山风景区进行了实例研究。

刘殿生[20]以秦皇岛市为例，探讨了城市资源与环境承载力的基本概念及计算方法，采用专家咨询法选取城市资源环境变量集（自然资源变量:

水资源、土地资源、矿产资源、生物资源的种类、数量和开发量;社会条件变量:

工业产值、能源、人口、交通、通讯等;环境资源变量;水、气、土壤的自净能力等）中的5个要素（大气、水质、生物、水资源、土地资源）组成发展变量和制约变然后将发展变量集的单要素与相对应的制约变量集中的单要素相比较，得到单要素环境承载力，再将各要素进行加权平均，得到资源与环境综合承载力值。

3.3环境承载力分析在规划环评中的应用研究进展

沈阳市浑南新区规划环境影响评价中应用了环境承载力的分析方法，该规划环评从水资源、土地资源、污染物、经济等几个方面对浑南新区环境承载力进行综合分析[21]。

其中土地资源承载力用人均土地饱和度来表示，这种方法对于一个并非以农业为主的区域来讲已经不再适用，而且该研究未能用一个量来直观地表达区域环境的承载能力。

曾维华等[22]人将环境承载力分析方法应用到广州南沙国际汽车城规划环评中去，选取资源环境承载力指标和社会经济开发强度指标对规划的环境承载力进行了综合分析，用以确定区域开发强度是否与该地区资源环境承载力相协调，并采用内梅罗指数法对综合环境承载力进行简单量化，但由于规划所采取的高中低三种开发方案下远期环境承载力利用强度值变化甚微，因此，采用环境承载力利用强度法无法确定远期三种方案中哪种方案较好。

李静等人[23]以《大连城市总体规划环评（2000-2020）》为例，针对城市总体规划中产业发展存在显著不确定性因素，水资源系统产生的压力不易量化情况，构建了用于城市规划环评的水资源承载力分析技术方法体系:

以产业结构和布局的不确定性为切入点，综合应用情景分析和大样本随机模拟技术，系统辨识城市水资源总体需求及其空间分布特征，在水资源供需平衡计算的基础上，评估不确定条件下产业发展和规划水资源配置的合理性。

黄健平等人[24]根据区域开发规划特点，选取水资源、原材料资源、水环境、大气环境和声环境及其对应分指标组成指标体系，根据开发前后承载水平划分承载等级，对河南某市造纸工业基地规划进行前后展开了环境承载力研究，进而提出该地区经济环境协调发展的建议。

国家环境保护总局环境影响评价管理司编辑的《战略环境影响评价案例讲评》（2006）中大部分案例都是对单要素环境承载力进行简单分析，对环境承载力认识上大多都停留在环境容量、污染物浓度等概念上，忽略了经济社会指标对环境承载力的影响分析，技术报告中没有依据环境承载力的分析结果反约束规划方案的内容，部分评价迁就规划，无法体现规划环评在更高层次上对开发建设活动的规模、结构和布局的约束和指导作用，未能发挥规划环评的环保战略功能。

综上所述，用环境承载力理论方法指导规划环评开展还缺乏综合的系统分析，对在规划环评中环境承载力分析的步骤、应用模式、评估方法、评估因子、指标体系等都处于探索阶段，能在规划环评实践中较好地解决实际问题的应用成果更为有限。

具体说来，环境承载力分析在规划环评中的应用还存在以下问题:

（一）在理论研究上，虽然环境承载力理论在规划环评中的具有核心地位，可以解决规划环评规模、结构、布局等关键问题，但对于规划环评中环境承载力分析还没有成熟的理论模型，对其内涵概念理解上有待调整统一，特别是区域环境承载力容易同环境容量、资源环境承载力、自然环境承载力等概念相混淆，其相关关系不明确。

（二）缺乏对环境承载力的动态评价。

规划环评具有明显的时空动态性特点，其关注的更多的是未来的规划方案实施是否在研究区域的环境承载能力范围之内。

而同时，环境承载力也具有动态性，不同时间段、不同经济水平、不同的政策等都会引起环境承载力的变化。

因此，规划环评中环境承载力分析更应着眼于不断发展变化的将来和不同空间区域，反映不同时间、不同区域的承载情况，这样才能反映出自然生态系统、经济系统、社会系统之间的相互协调、相互制约和合理配置的关系。

（三）缺乏系统有效的技术程序。

目前我国规划环评中大多数仍沿袭项目EIA中通常采用的单要素环境承载力分析，只做宏观、定性的描述和简单的评价，工作程序混乱、定量化结论缺乏可比性。

也没有形成相应的反馈机制，即以环境承载力分析结论为基础，合理配置区域资源，调整产业结构和生产力布局，科学地制定社会经济发展目标，有效地进行生态环境保护与建设等方面略显不足。

（四）环境承载力理论同经济社会环境之间相互作用机制研究不足。

规划环评综合性较强，区域发展规模、工业布局、产业结构的调整、城市基础设施建设、资源能源利用等活动对区域生态系统的影响是考虑的重点。

然而由于环境一经济一社会系统之间相互作用基础研究不足，导致很多区域规划环评实际效果不够理想，单纯定性的环境承载力分析方法虽然在环境影响识别时可操作性较强，但在预测评估复杂宏观的生态环境影响并不理想，不能很好地反映环境影响程度，往往使评价结论缺乏说服力。

因此，有待开展进一步的研究工作，这种研究必须从理论研究和对实践操作经验的不断总结两种途径同时进行。

4结语

虽然环境承载力研究还存在某些技术难点，但由于环境承载力研究不仅能够反映出区域发展的方向是否可持续。

同时也能反映出发展的速度是否能满足人类的需求，而且在微观层面上的操作意义也是比较明确的，如果能够比较合理地解决阈值的确定和指标的动态化处理，那么环境承载力理论对于目前的可持续发展及生态规划与环境规划都是有很大帮助的，对环境承载力理论的进一步深入研究有着重要的理论意义和实践意义。

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