人口承载力的理论内涵与测算方法,本文主要内容关键词为:承载力论文,内涵论文,人口论文,理论论文,方法论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
自工业革命以来,随着社会生产力的发展,人类征服自然的能力不断增强。世界人口增长所造成的直接后果就是不断扩大了资源的消耗,这可以从两个方面来说明:一方面,人口数量的不断增长,使得在同等消费水平下,对资源的需求量同比增加;另一方面,生活水平的不断提高和传统生产方式、消费模式对资源不加限制的利用,提高了个人消耗资源的平均水平。人口增长和消费水平的提高,使得人类消耗资源的速度大大超过了人口增长的速度。人口剧增、环境污染和资源短缺等问题的出现和可持续发展理念的逐步强化,资源承载力、经济承载力、土地承载力、土地人口承载力等概念相继提出,并受到世界各国的普遍重视与广泛应用。
一、人口承载力的理论内涵
“承载力”一词最早出自生态学,其特定含义是生态系统所提供的资源和环境对人类社会良性发展的一种支撑能力[1]。简言之,即是指在不削弱生态系统所提供的资源和环境的生产能力下,对既定的生物种群而言,该环境所能支撑的最大的生物量。其早期的应用范围只限于生态领域,如研究畜牧业中的草地牲畜承载力等。随着人口、资源和环境问题的提出,人类学家和生物学家将承载力的概念发展并应用到人类生态学中,产生了关于人口承载力的研究。
(一)人口承载力
迄今为止,国际组织和学术界对于人口承载力所下的定义多达几十种。但都认同这一概念是指在一定时期内在某一可能或者期望的生活方式下所能养活的人口数。
国际人口生态学界的定义是:世界对于人类的容纳量是指在不损害生物圈或不耗尽可合理利用的不可更新资源的条件下,世界资源在长期稳定状态基础上能供养的人口大小。
联合国教科文组织的定义是:一国或一地区在可以预见的时期内,利用该地的能源和其他自然资源及智力、技术等条件,在保证符合社会文化准则的物质生活水平条件下,所能持续供养的人口数量。该定义在强调自然资源的同时,也考虑到技术条件,比上面的定义更全面具体一些。
(二)人口承载力与人口容量
在我国人口承载力的研究中,对人口承载力概念也不尽统一。有的直接沿用国际组织的定义,有的对这些定义加以改造。纵观现阶段的研究成果,国内的研究仍存在概念不清的问题。大多数研究者把人口承载力等同于人口容量。更有学者认为人口承载力是泛指的名称,凡是以人口为主体,资源、环境、经济为客体的,并能承载人口数量的,如人口容量、环境人口容量、经济适度人口、环境承载力、土地承载力等统称为人口承载力[2]。关于人口容量的涵义比较合理的说法是1993年8月第一届全国人口与环境学术讨论会提出的“人口容量是指在某区域的某一预见阶段,以不损害区域环境质量和破坏资源永续利用力前提,在保证符合社会文化准则的物质生活水平条件和正常经济发展速度下,地区的消费资料年能持续供养,生产资料所能容纳的满足个人福利的全体人口正常发展目标下的人口数量”[3]。从人口承载力和人口容量涵义中可以看出:人口承载力是指环境所能供养的人数,它包含了供给方提供的资源所能供养的最大人口数量的含义;人口容量强调的是在一定目标和条件下区域所能够供养的最优人口数量,它包含了寻求自然经济承载力和人口对这些承载力的需求水平之间的平衡点的含义。这是二者之间最大的差异。应该注意的是,人口承载力仅仅考虑了维持人们的最基本生活需要;而人口容量则反映了要达到一个理想的或最优的生活目标所能供养的人口数量,即适度人口数量。
朱宝树在《人口生态学》一书中定义了一个地区在一定时期内的环境人口容量:就是指该地区的资源环境条件在能够充分合理利用和保持生态平衡的情况下,所能持续供养的相应于一定生活水平的最高人口数。该书还对该涵义作了进一步阐释:第一,资源环境条件的充分合理利用,是指相应于一定时期的生产力水平而言所能达到的开发利用程度。“充分”是指生产力发展水平所能允许的最大限度利用,“合理”则是强调不损害生态环境的平衡机制,保证资源的永续利用;第二,资源环境条件的充分和合理利用,是确定所能供养人口的最高数及其持续性的前提;第三,环境人口容量必须建立在一定的生活标准之上[4]。潘纪一在其《人口生态学》一书中对人口容量所下的定义为:在给定环境条件下,全球或一个地区生态系统所能维持的最高人口数[5]。从概念的阐述可以清楚地看出他们给出的环境人口容量和人口容量的概念应该是人口承载力的概念。
张志良在《人口承载力与人口迁移》一书中,给出的人口容量定义为:在某区域的某一预见时段,以不损害区域环境质量和破坏资源的永续利用为前提,在保证符合其社会文化准则的物质生活水平条件下和正常的经济发展速度下,地区的消费资料所能持续供养的总人口和生产资料所能容纳及满足个人福利的全体人口正常发展目标下的人口数量[6]。这一概念是比较符合人口容量含义的阐述。它揭示出了人口容量的社会范畴的性质,即人口容量是由自然因素与社会因素共同决定的。同时明确点出了人们的适度发展目标。
王道隆、吴定光提出可容人口量的概念,认为可容人口量是指环境、自然资源允许承受人口的最大限度。这一概念的一个显著特点是强调了可容人口量是以不破坏生态环境的平衡与稳定,保证自然资源,特别是非再生性资源的永续利用为前提的。他们进一步将可容人口量分为三类:一是可容人口极限,即环境和自然资源对人口的平均负荷力降低到人类必要生存条件最低水准的可容人口量;二是可容人口饱和值,即环境和自然资源对人口的平均负荷力与其必要生存条件基本相适应的可容人口量;三是可容人口适度值,即环境和自然资源对人口的平均负荷力与人类最佳生存条件一致的适度人口量。他们认为,只有第三种可容人口量类型是最理想的模式,是人类应该追求并努力付诸实践的目标[7]
曲格平、李金昌在《中国人口与环境》一书中写道:人口容量又称人口承载量,一般理解为在一定的生态环境下或一定地区的资源所能养活的最大人口数,所以有时又称之为人口最大抚养能力或最大负荷能力。另外一种理解是,把人口容量看成一定自然资源条件下的最理想人口数量或适度人口数量。他们认为,一定生态环境或一定地区的资源所能养活的最大人口数是人口容量的极限状态,这个极限状态受到多种条件的制约,所以在正常情况下是难以实现的。因此应把适度人口数量作为人口容量的基本内涵[8]。
(三)适度人口
适度人口理论于19世纪中叶以后形成,在20世纪二三十年代尤为盛行。研究者们旨在寻求一种处于“人口过剩”和“人口不足”状态之间的理想人口状态,即适度人口状态[9]。
按一般理解,人口承载力是指一个地区的资源环境所能承载的最大人口数量,即偏向于最高人口的涵义。而适度人口则是指一定目标下的最适宜人口,即最优人口。适度人口的含义等同于人口容量,即一定资源环境与居民消费水平之间的最优组合点;它的大小取决于各种自然经济承载力和人口对这些承载力的需求之间的平衡。适度人口状态能够实现人口发展同社会经济发展相适应,同资源利用和环境保护相协调。
(四)资源人口承载力与经济人口承载力
人口承载力由其影响因素的不同分为资源人口承载力和经济人口承载力。
根据联合国教科文组织的定义:“一个国家或地区的资源承载力是指在可以预见的时期内,利用当地的能源和其他自然资源以及智力、技术等,在保证与其社会文化准则相符合的物质生活水平能够持续供养的人口数量。”目前关于资源承载力的研究主要集中于自然资源领域,其中以土地资源承载力的研究历史最长,研究成果也最为成熟。20世纪80年代后期考虑到土地承载力研究的局限性和片面性,加之水问题的日益突出,水资源承载力的研究越来越受到重视。随后在联合国教科文组织的资助下,开始了包括自然资源、能源以及智力、技术等在内的资源承载力的研究。我国土地资源人口承载力研究中采用的定义是:“在未来不同时间尺度内,一可以预见的技术、经济和社会发展水平及与此相适应的物质生活水准为依据,一个国家或地区利用其自身的土地资源所能维持供养的人口数量。”[10]关于水资源人口承载力的定义一直没有统一的认识,为研究方便研究将水资源人口承载力定义为某一区域内自身水资源在保持基本平衡状态下所能维持和承载的最大人口数量。经济人口承载力即与经济过程相联系的人口数量。其核心是指一定的经济水平条件下,生产资料所能容纳的最大人口数量。[11]
(五)相对人口承载力
所谓相对资源承载力是指通过选定资源承载力的理想状态作为参照区,以该区人均资源拥有量为标准,为研究去与参照区的资源存量进行对比,从而确定研究区内资源相对可承载的人口数量。[12]相对资源承载力是将理想状态区域作为参照标准,得到的人口承载力使适度意义上人口数量。它强调区域的对比性和区域之间的合作。它是一种新的衡量区域人口承载力问题的指标。相对资源承载力以比具体研究区更大的一个或者数个参照区为对比标准,根据研究区域的资源存量,计算其人口承载力。这个数据更加的广泛、动态并且更加地贴近实际。
综上所述,在此,将人口承载力定义为:在一定时间、一定空间内,能够保障生态环境物质能量循环相对均衡和人们最低生活消费水平条件,生产的物质及其他环境要素的状况所还能容纳的最高人口限度。根据影响因素的不同,可以分为资源人口承载力和经济人口承载力。由于一般认为人类生存环境是有限的,地球所能提供的资源也是有限的;有限的空间、资源、环境条件对于所能容纳的包括人类在内的任何生物种群的数量、规模都有一定的客观规定性;无论是从历史还是现实角度看,资源人口承载力及其对于人口增长和数量规模的限制作用应该是一个不以人的意志为转移的客观存在。经济人口承载力突出完全的社会因素影响,它会随着经济发展水平和科技的进步不断地发生变化。
二、国内外人口承载力研究现状
国外关于人口承载力的研究开始较早,已经形成了完整的人口承载力理论体系,并在计算方法上有很大的突破。
(一)国外研究
国外关于人口承载力的研究以1970年为界,分为两个阶段:前期(1970年之前)的人口承载力研究以福格特的《生存之路》和阿伦的计算公式为代表;后期(1970年之后)的研究以澳大利亚、联合国粮农组织和ECCO模型3个研究最具影响。[13]
1949年,威廉·福格特在其研究《生存之路》中,首先提出了土地人口承载力的计算公式:C=E/B。式中C代表土地负载能力,即土地能够供养的人口数量;B代表土地可以提供的食物产量;E代表环境阻力,即环境对土地生产能力所加的限制。
它与目前土地人口承载力计算的标准公式基本一致。福格特的《生存之路》一书被看作是新马尔萨斯主义的代表作。他在该书中指出:现代世界人口增长已超过了土地和自然资源的承载能力,人类面临灭顶的危险;人类的生存之路在于扼制人口增长,恢复和保持人口数量和土地、自然资源之间的平衡。显然其研究低估了科学技术对于粮食的促进作用而得出这样悲观的结论。
1949年英国的威廉·阿伦提出了以粮食为标志的人口承载力计算公式,其目的是计算出某个地区的集约化农业生产所提供的粮食能够养活多少人口或者承载人口的上限。这种人口承载力研究所依据的是:在不发生土地退化的前提下,某一区域的土地所能供养的最大理论人口。主要考虑总土地面积、耕地面积和耕作要素等,它既不考虑人口对农业生产的反馈作用,也不考虑达到集约化农业生产所需要的投入量。由于没有考虑对农业的投入与整个经济系统各部门之间的反馈作用,这种方法只能提供在未来某个时期,该地区所能供养人口数量的粗略估计。[15]尽管这种方法考虑的因素少,并不是说这种方法就很简单,因为它需要很高水平的专业知识支持。由于理论和实际的双重需要,以粮食为标志的人口承载力研究仍是目前土地科学研究的一个成熟而且重要的领域。
20世纪70年代以来,入口、粮食、资源、环境等问题日益全球化,在人口急剧增长和需求迅速扩张的双重压力下,旨在帮助国家政府制定有关资源开发、人口增长和粮食生产等方面的政策,协调国际社会在资源开发利用中的关系,以协调人地关系为中心的人口承载力研究再度兴起,并以从土地扩展到整个资源领域。这期间较具影响的研究有三个。[14]
1.澳大利亚的人口承载力研究
20世纪70年代初,澳大利亚的科学工作者采用多目标决策分析法,从各种资源对人口的限制角度出发,讨论了该国的人口承载力。1973年的一项研究表明,如果澳大利亚发展劳动密集型农业,充分利用一切可能利用的土地资源,低水平动物蛋白摄入量,低水平生活条件,可以养活2亿人。若让每个人都生活在高于目前中等以上水平,能供养的人口将不超过1200万人。他们的研究考虑了澳大利亚的土地资源、水资源、气候资源等限制因素,除种植业外还考虑了畜牧业的发展潜力。他们分析了几种发展策略和相应的发展前景,指出按照澳大利亚的水资源条件,可以养活8000万人,届时能源将是主要的限制因素。
2.发展中国家土地的潜在人口支持能力研究
联合国粮农组织的这项研究始于1977年,其主要目的是研究发展中国家土地资源的人口承载能力。Kassam为这项研究制定了农业生态区位法(简称AEZ法)。这是一种综合探讨农业规划和人口发展的方法,它将气候生产潜力和土壤生产潜力相结合,来反映土地用于农业生产的实际潜力,并考虑了对土地的投入水平和社会经济条件,对人口、资源和发展之间的关系进行了定量评价。AEZ法在发展中国家土地的潜在人口支持能力研究中,以国家为单位进行计算,通过世界土壤图和气候图叠加,将每个国家划分为若干农业生态区来作为评价土地生产潜力的基本单元;同时给出各农业生态区的农业产出对高、中、低三种投入水平的响应,按人对粮食及其他产品提供的热量及蛋白质的需求,给出优化种植结构及相应的农业产出,得出每公顷土地所能承载的人口数量。
AEZ法提供了确定世界农业土地生产潜力的新途径,并由于此方法机制合理、适应性广,而且资料容易采集、计算简便易行而被世界认同和广泛采用。目前,这一整套技术路线和工作方法己创造性地应用在我国的各级人口承载力研究中。
3.人口承载力研究的ECCO模型
20世纪80年代初,在联合国教科文组织的资助下,ECCO模型即增加人口承载力的策略模型开始设计,并在欧洲试运行。它是斯莱瑟教授建立的为长远规划服务的人口承载力研究模型。该模型采用系统动力学方法,综合考虑人口、资源、环境与发展的关系,可以模拟不同发展策略下,人口变化与人口承载力之间的动态变化。他们认为,人口承载力研究的根本目的在于建立一整套目标和政策,使之以既能满足需要,又能在政治上可行,环境方面稳妥的速度开发自然资源,从而使一个国家或地区在人口变化的情况下仍能保持续稳定的发展。1984年,苏格兰资源利用所向联合国教科文组织提交的研究报告就是用这种方法借助肯尼亚数据作实验计算的,目前,该模型已成功地应用于肯尼亚、毛里求斯、赞比亚等发展中国家。人口承载力研究的ECCO模型,把人口承载力研究与发展战略相结合。强调长期性和持续性,为制定切实可行的长期发展计划提供了一条行之有效的途径。
(二)国内研究
我国的区域承载力研究兴起于20世纪80年代后期,并迅速呈现蓬勃发展之势。其中最有影响的是《中国土地资源生产能力及人口承载量研究》。1986年9月,中国科学院自然资源综合考察委员会主持“中国土地资源生产能力及人口承载量研究”项目,以期对人口与可持续发展问题作出科学回答,为国家制定土地开发利用、农业结构调整、人口布局、生态建设等长远规划,研究土地、人口及粮食等有关政策问题提供科学依据。该研究项目历时5年完成(1986~1990年)。确定2000年和2025年为研究的时间尺度,并探讨了无具体时间尺度的理想人口承载力。它以中国1:100万土地资源图划分的九大土地潜力区为基础,以资源—资源生态—资源经济科学原理为指导,依托系统工程方法和信息技术,以综合、协调、持续性为原则,从土地、粮食(食物)与人口相互关系的角度出发,讨论了土地与食物的限制性;从可能出发,回答了我国不同时期的食物生产力及其可供养人口规模,并提出了提高人口承载力、缓解我国人地矛盾的主要措施。研究结果表明:第一,我国粮食最大可能生产量为8310亿千克左右,1989年我国粮食总产量达到最大可能生产量的49.1%,仍有1倍以上的潜力。第二,如分别按人均粮食600千克、550千克、500千克的标准计算,我国土地人口承载量低、中、高值分别为13.8亿人、15.1亿人、16.6亿人。第三,在未来40年内,如果人口控制在15亿~16亿以内,人均粮食500千克~550千克是可能的。[15]
国内近年来关于人口承载力的研究多集中于地区人口承载力的预测上,旨在为人口政策提供相应的建议。李玉江等(1996)从黄河三角洲的实际情况出发,通过投入产出模型、多元非线性回归模型,预测高、中、低三种投入下的产出,分别建立其人口数量增长预测模型,得出不同年份人口承载力。武萍等(1999)认为,人口承载力就是在考虑制约人口发展的各方面总要因素和人口需求发展目标下的综合产物。它应是随着当地自然、技术、经济等环境条件的不断发展及人口需求的发展变化而不断变化的。考虑的方面有:保持人口与耕地面积的协调发展,保持人口与人均GDP的协调增长,保持城区人口的合理密度,保持人口与水资源的供给同步,保持人口与电力的供给同步。对2000~2010年耕地面积采用探索性预测,即根据过去一段时间耕地面积的发展趋势,并以制约耕地面积变化的各种基本条件不变为前提,利用一元方程,采用趋势外推法,对各预测年的耕地面积进行预测,取得各预测年可能具有的耕地面积值。对各县区耕地面积进行探索性预测,建立一元回归直线方程。然后对各区县粮食作物单产进行预测,预测年粮食作物单产的复利公式为:=(1+r)·n。由单产的预测结果求出其粮食产量。按照人均消费粮食400千克计算,得出耕地面积所能承受的沈阳地区人口承载力。在国内生产总值和人均国内生产总值既定条件下,得出经济人口承载力的计算公式为:P(T)=G(T)/g(t),其中P代表人口总数,G代表GDP,g代表人均GDP,t代表时间。其他则是按照国际惯例的具体指标,用资源存量除以人均指标得出基本的人口承载力。最后归结为综合承载力函数。潘东旭,冯本超(2003)在空间向量描述基础上,采用主成分分析方法研究徐州地区的资源环境综合承载力现状、变化与原因,提出增强当地区域承载力的方法。其计算模型为:
式中RCC为区域承载力年度实际值,|M|为代表区域承载力的有向适量的模数;区域人类活动与资源环境处于理想状态时在状态空间中的因子坐标值(i=1,2…,n),为各主成分因子对方差的解释率。代入数据计算当地的承载力状况。王武林(2006)使用P-E-R环境人口容量模型,利用1952~2002年贵州省的相关统计数据,从经济承载力和资源承载力两个角度,对其进行了动态分析和综合描述。P代表现实人口数量,E代表经济人口承载力,R代表的资源人口承载力。各指标的权数为,用公式表示为:
若以P、E、R分别除以地区上地面积S,则分别得出人口密度d、经济人口承载密度E'和资源人口承载密度R',即:d=P/S,E'=E/S,R'=R/S。E'和R'也可以称为经济人口承载力和资源人口承载力。林康(2006)由生态景观和经济发展的分析入手,开展了人口承载力和人口聚集的研究,提出了未来长江三角洲人口聚集的规模以及在空间上的分布。唐晓平,舒克盛(2007)采用了非线性规划方法。根据人口承载力的内涵分析,人口增长机制除受到人口种群大小(数量或密度)的调节外,还受到环境容量的制约,据此建立了相应的数学模型:
式中r为内禀增长率,k为人口环境承载力,()项表示环境条件的抑制作用。此方法的优点是考虑了资源的开发利用优化、匹配,且可解决系统的非线性问题,是符合现实条件的。
这里研究的模型是在数学模型的基础之上,应用非线性科学的理论来研究讨论土地资源人口承载力的动力学模型及其演化。同时引入两个概念:承载比(SR,现在或未来某一阶段的实际人口量与理论上的土地人口承载力之比)与承载差(SD,人口量与承载力之差)。通过长江三峡地区的实际数据进行计算预测,推算出SR、SD值分析当地的人口承载力状况。
三、资源人口承载能力的测算方法
资源人口承载能力测算方法主要有以下两种。
(一)土地资源人口承载力的测算
在资源承载力的研究中,土地资源承载力是基本承载力。土地作为人类活动、生存和发展的场所与空间,是人类赖以生存的最重要的物质基础,因此土地承载力一直是承载力研究的核心。土地人口承载力的研究以土地资源—食品生产—人均消费—可承载人口为主线。
早在1940年,美国学者William V就提出了土地人口承载力的问题,即土地向人类提供衣食住所得能力决定于土地的生产潜力,也就是土地向人类提供的粮食、衣着、住所的能力与环境阻力对生物潜力限制的程度。
刘继任(1996)利用土地生产潜力计算的数学模型:光温气候潜力模型
多目标规划法,是以资源为基础,人口消费需求为目标,充分匹配这两者之间的关系,从而估算出土地资源人口承载力。贾宏俊,颐也萍(2001年)在总结莱芜市土地资源利用状况、特点和当前人口食物消费水平的基础上分析了土地现实生产能力,同时为预测莱芜市2000年、2005年、2010年人口数量、复种指数、耕地面积及粮食单产发展趋势,而分别建立了一元线形回归模型与灰色系统模型,通过取其平均值以提高其精度;并结合温饱型、宽裕型、小康型与富裕型四种消费水平分别探讨了预测期内莱芜市土地人口承载力状况。
以上方法均未能将影响土地资源人口承载力诸多因素作为一个整体来考虑,对系统的结构、功能、特性描述不够,其所得的结果不能较好地反映系统的实际。蒋子凡(1989年)采用主成分和综合指数法进行土地评价,采用AEZ法计算作为土地生产能力,然后根据人口预测与消费水平计算20世纪末土地人口承载力状态。系统动力学模型(缩写为SD模型)是建立在控制论、系统论和信息论基础上的,以研究反馈系统结构、功能和动态行为为特征的模型。其突出特点是能够反映复杂系统结构、功能与动态行为之间的相互作用关系,从而考察复杂系统在不同情景下的行为变化和趋势,为决策提供支持。运用系统动力学方法从定量的角度较全面地模拟土地资源人口载力中各要素之间的相互作用,克服定性描述的薄弱性以及单要素评价预测的片面性,而从系统的角度全面深刻地揭示土地资源人口承载力中人口、资源、环境、经济与社会要素之间的因果反馈关系,进行动态仿真模拟,提出不同调控方案,从而为决策者决策提供科学依据,是一种比较适用于反映具有因果性、反馈性和动态性特点的土地资源人口承载力的研究方法。陈兴鹏,戴芹(2002年)结合西北干旱区水土资源和经济发展的特点,应用系统动力学原理建立了水土资源承载力系统模型。这样一个变速模型反映系统的层次关系和系统内的一系列的因果反映。利用这一模型对甘肃河西地区水土资源承载力作了系统分析研究,提出相应的提高水土资源承载力的对策。刘钦普,林振山,冯年华(2005)建立了土地资源人口承载力动力学模型,运用非线性理论,讨论人口—土地资源系统的演化方向和平衡稳态性问题。
(二)水资源人口承载力的测算
我国对水资源承载力研究始于20世纪80年代后期。但总体上偏重于应用和量化方法的研究。当前关于水资源承载力的研究方法主要有3种:
一是常规趋势法。常规趋势法主要采用统计分析的方法,选择单项和多项指标来反映地区水资源承载力现状的一种方法,如施雅风、曲耀光等(1992)主要采用这种方法研究了新疆乌鲁木齐河流域水资源的承载力。常规趋势法由于较多考虑的是单承载因子的发展趋势,而忽略各承载因子之间的相互联系,很难处理复杂巨系统之间的关系,但其对某些承载因子的潜力估算的研究方对复杂巨系统的协调研究仍有借鉴意义。
二是系统动力学方法。即应用系统动力学原理,采用动态系统反馈模拟评价一个地区水资源承载力的方法。如方创琳,余丹林(1999)采用该方法分析了柴达木盆地的水资源承载力。该方法的优点在于,能定量的分析各类复杂系统的结构和功能的内在关系,能定量分析系统的各种特性,擅长处理高阶、非线性问题,比较适应宏观的长期动态趋势研究。缺点是系统动力学模型的建立受建模者对系统行为动态水平认识的影响,由于参变量不好掌握,可能导致不合理的结论。
三是多目标模型分析法。从可持续发展的角度,研究水资源与社会经济发展,与生态环境,及其它资源之间的关系。因为水资源承载力问题是一典型的复合系统问题,这就为多目标模型进行承载力分析提供了理论依据。由于该方法综合考虑了区域水、土、气候等限制资源及资源相互之间作用的关系,而且分析中可考虑人类不同目标和价值取向,融入决策者的思想,是比较适合处理社会经济生态水资源系统这类复杂的多属性多目标群决策问题。姚慧、郑新奇(2006)将线性回归模型与Bp神经网络模型结合,对济南市水资源需求量和承载力进行了预测。该方法统一了多因素综合分析法和系统动力学法的优点,客观反映了水资源承载力的变化。张晓青,李玉江(2006年)采用多目标模型分析法对山东17市水资源人口承载力的现状以及未来作了评价、预测。其模型为:
目前,水资源承载力研究存在的主要问题在于:第一,水资源承载力定义仍然存在较大的争议,尚未有公认的定义。第二,目前的研究大多采用涉及水资源承载力不同侧面的多指标体系,但相对缺乏分析和筛选框架,因此所得到的结论实际上是水资源与社会经济的协调程度,而非承载力本身。第三,目前的计算方法多以系统动力学法以及多目标规划法等为主。但具体到子系统的划分或目标的设定上,不同研究者差别较大,而且也未较好地考虑它们的统一性。第四,目前的研究大多忽视了人或者经济系统对水资源承载力的反馈作用,多数研究实际上将人口、社会经济发展和资源环境孤立地看待。
四、经济人口承载力的测算方法
可持续发展是由经济、自然和社会3个子系统组成的复合生态系统,人作为承载力的承载对象,而其他的自然资源对人类贡献最终要转化为经济资源为人们利用。因此单独研究经济入口承载力是至关重要的。但是经济资源一般较难全面的测试,且过程与自然资源有较多重合的部分,因此研究中存在着一定的困难。一般研究是用国内生产总值作为衡量经济资源的指标,经济人口承载力(ES)=GDP/人均GDP。在预测中主要是经济指标的发展趋势模型在不断地变化。唐德祥等(2007)选用灰色模型GM(1,1)。对重庆三峡库区的经济人口承载力进行了分析。其他对于经济人口承载力的研究主要是附着在资源人口承载力后稍加说明,或是在相对人口承载力中提到,研究并不具体,而且缺乏体系。因此,对于经济人口承载力的研究还有待进一步加强。
五、相对人口承载力的测算方法
国内对相对人口承载力的研究,范围多偏重于省级行政单元或积极区域,内容多关注于其动态变化与区域可持续发展问题。一般选择耕地面积和国内生产总值(分别代表自然资源和经济资源)作为主要研究对象。陈英姿(2006)变换了研究角度,以水资源和土地资源的加权和国内生产总值分别代表自然资源和经济资源。相对人口承载力研究目的是在资源承载力变化和关系基础上探讨区域可持续发展问题。
现阶段的研究一般综合考虑自然—经济—社会三个子系统组成的复合系统的相互影响,选择人口数量为研究目标;用国内生产总值反映经济资源量;自然资源一般选用农作物耕种面积,有时会加入水资源。
把计算得到相对人口承载力与实际人口承载力进行比较,从而获取研究区域相对于参照区的承载状态。
六、适度人口的测算方法
在众多的适度人口的研究中,方法和关注的重点呈现较大的差异。有的以经济发展为出发点,探求最适合经济协调发展的人口规模,即经济适度人口;有的从国防需要和提升国家竞争力角度来考虑一个国家合理的人口规模,可以称之为军事适度人口;也有研究从保证充分就业、防止人口老龄化出发,探讨维持社会协调发展的适度人口;同时还有大量研究侧重从资源供给的角度来确定区域适度人口。而随着人士关系的日益紧张,从维持生态系统稳定,保证人类发展的可持续利用的角度来考虑区域适度人口规模,即生态适度人口也开始成为一个研究热点。它有助于人们正确理解人对自然生态系统的依赖,协调经济发展与保护生态系统之间的关系,从而保证人类发展的可持续性。而生态适度人口,通常也称为可持续人口容量。尽管在目标确定和具体的计算方法上存在较大差异,但大多数适度人口研究的基本研究思路大体相同,即在区域承载力的基础上,根据一定的消费水平确定与承载力相适应的人口规模。问题的关键包括两个:第一,用哪些因素来确定区域承载力,是社会经济因素还是资源条件,是单一因素考虑还是多因素进行?第二,用什么方法来评估消费水平,是单一的生存要求考虑即食品需求还是综合考虑水、矿产等多要素进行;消费水平是基于现实还是假设?正是因为对这些问题的不同考虑,才导致了不同适度人口的研究方法。
田雪原等(1981)从就业角度研究中国适度人口数量。他们首先从经济发展速度假定未来若干年内固定资产增长速度和劳动者技术装备增长速度;其次在生产性固定资金、劳动技术装备成都和工农业劳动者人数之间建立数学方程;最后由工农业劳动者人数推算总人数,提出中国100年后经济适度人口为6.5亿~7.0亿之间。黄明知等(2004)提出了三大区域适度人口预测模型,它们分别是适用于农业文明时代的相对土地资源承载力模型和人口优属度模型、适用于工业文明时代的Commoner方程反算模型、适用于知识经济时代的基于HDI-GPC基准意义上的最优人口规模模型,并以上海市为例对模型进行了实证的说明。李秀霞、刘春艳(2008)探讨了基于承载力的区域适度人口模型,式中分别为区域适度人口、土地适度人口、经济适度人口和生态适度人口。运用该模型对吉林省1978~2002年的适度人口进行了推算,并且对结果进行了分析,探讨形成的原因和解决方法。
由于环境问题的日益严重,越来越多的学者开始运用突出生态平衡的生态足迹模型来研究适度人口问题。运用生态足迹模型计算出生态适度人口即基于生态足迹的人口承载力。生态足迹模型主要用来计算在一定的人口和经济规模条件下,维持资源消费和废弃物吸收所必需的生物生产面积。其具体计算公式如下:
生态足迹的意义在于探讨人类持续依赖自然以及要怎么做才能保障地球的承受力,进而支持人类未来的生存。
生态足迹的概念2000年引入我国后,国内运用生态足迹模型进行了大量研究。有的研究以国家为研究对象。徐中民等(2000)计算了我国1999年人均生态足迹1.326,人均生态承载力0.681,人均生态赤字0.645,与世界1997年人均生态承载力2相比,我国的人均生态足迹占全球人均生态承载力的66%。1999年我国的生态承载力仅相当于其足迹的5%。从资源利用的角度来看,能源用地占整个足迹的48%,生态足迹分析中的能源用地代表了在可持续方式下支持当前的能源消费所需要的土地面积,反映我国的经济结构中工业的生产已经占据较高的比例。所计算的31个省(区、市)中,除江西、云南、西藏外,其余28个省(区、市)都存在不同程度的生态赤字。有的研究以区域为研究对象。由于获取资料的相对容易,省、市生态足迹的研究较多,而县、镇生态足迹分析较少。总体上生态足迹研究的案例区呈现两大特点:一是经济相对落后,生态环境脆弱的区域,如西部地区、西北干旱区、农牧交错带、山地生态区等。二是经济发达的城市区域,如北京、上海、南京、广州等地区。但是有关我国各区域生态足迹的横向研究比较缺乏。郭秀锐、杨居荣、毛显强(2003)以广州市为案例,估算2000年广州市的生态足迹,并分析了1995~2000年间广州生态足迹动态变化过程。2000年广州市生态足迹为2.5/人,当地生态承载力为0.2/人。杨海林、宁丰收、游霞(2005)将生态足迹方法应用于小城镇发展可持续性的定量测度,对重庆市巴南区南泉镇2002年的生态足迹进行了实证计算研究,2002年生态足迹需求为1.129/人,生态供给为0.738/人,人均生态足迹赤字0.391/人,生态足迹利用系数为1.530。但是这一模型主要是考虑土地资源、能源的供给需求在适度人口确定中的作用,忽略了对现代经济生产十分重要的一些其他资源的制约作用。因此,在生态足迹模型运用中必需综合其他评估测试方法作全面测算。
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