1 引言 人类社会由原始社会进入农耕文明再到工业文明,始终在改造自然,且强度与波及范围在不断扩大[1]。人类社会在收获粮食、工业品和财富的同时,也受到了自然系统的负面反馈。随着全球人口激增以及人类多样化需求的增长,人类社会与自然资源、生态环境之间的矛盾在局地乃至全球更大的尺度日益尖锐,与资源环境承载能力有关的研究命题逐渐进入了人类科学与决策视野[2-3]。从18世纪末马尔萨斯的《人口论》、20世纪70年代罗马俱乐部的《增长的极限》(The Limits to Growth)、90年代到21世纪初生态韧性(Ecological Resilience)、气候护栏(Climate Guardrails)、临界点(Tipping Points)等理论,再到现阶段伴随着地球系统科学与可持续科学发展兴起的地球边界(Planetary Boundaries)、安全公正空间(Safe and Just Operating Spaces)等概念与研究框架,无不继承或蕴含着承载能力的科学逻辑[4-6]。尽管英文语境下“Carrying Capacity”这一词汇饱受争议,很多学者对知识技术进步与市场机制等作用下承载能力是否存在或可精确度量产生争议,但承载能力作为一个经典且不断推陈出新的研究方向,始终是国内外学者长期广泛关注的前沿命题[7]。 国内外已有不少学者对资源环境承载能力的研究进展进行了较为系统的回顾,主要围绕以下方面展开。一是针对土地资源、水资源、环境、生态等单项要素基本概念与研究方法等研究进展的梳理,如土地承载能力[8]、水资源承载能力[9-10]、环境承载能力[11]、生态承载能力[12-13]等。二是以承载人类不同生产生活的不同区域类型为主线,分析城镇、农业地区、生态功能区、民族地区、海岛、旅游景区等不同类型区域承载能力的研究进展,衍生出城市承载能力[14-15]、农牧承载能力[16-17]、旅游承载能力[18-19]、社会承载能力[20]、海域(岛)承载能力[21]等概念。三是侧重于承载能力概念辨析、基本分类以及发展过程的梳理与总结。如Sayre按照用途将承载能力分成了4类,包括机械工程学上的承载能力、用于畜牧与狩猎管理的载畜量、生物学中种群的增长极限,以及环境所能承载的人口总量[22]。封志明等回顾了资源环境承载能力概念的源起与发展,从要素层面梳理了从土地资源承载能力、水资源承载能力、环境承载能力(容量)到资源环境承载能力的发展过程[23]。当然,同样存在一些研究,以批评性的观点回顾承载能力的概念与演化过程,如生态学家Dhondt在其早期评论文章中指出生态学中承载能力概念让人困惑,包含至少3个不同的概念表达[24]。此外,承载能力研究涉及地理学、生物学、社会学、资源科学、生态学、经济学等诸多学科,已有的研究均突出了不同学科的视角。如Seidl等通过解析承载能力在生物学、人口学和人类生态学中的形式、解释和应用,指出承载能力是一个复杂的规范概念,受生态动力学、人类价值观和目标、制度设置和管理实践的共同影响[25]。 当前国内“资源环境承载能力”作为一个出现在国家政策文件与领导人讲话中的科学概念,并不完全对应或局限于英文“Carrying Capacity”的概念与研究框架,也包括继承或借鉴“Carrying Capacity”的研究进展。近期政府层面具有影响力的承载能力研究,无论是服务于灾后重建工作的资源环境承载能力评价[26],还是作为生态文明体制改革的重点任务——资源环境承载能力监测预警[27-28],或是当前作为支持新时期国土空间规划改革的基础性工作——“双评价”(资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价),地理学者均在其中发挥了不可替代的作用。地理学作为一门研究人地关系的科学,具有综合性、交叉性和区域性的特点[29]。如何从地理学长期坚守的人地关系视角,对国外承载能力概念的历史背景、学科基础、发展过程与当前主要趋势进行系统梳理,通过国内外对比研究并结合当前国内生态文明建设与空间治理需求,探索当前资源环境承载能力研究的重点方向,将有助于中国特色资源环境承载能力研究的深化与系统应用。由于这类研究工作涉及学科庞杂,工作量巨大,虽迫切需要,但当前是极为少见。 本文将从地理学人地关系视角出发,探索资源环境承载能力的基本概念与科学内涵,进而建立相应的理论分析框架。以人地主要矛盾为主线,从历史背景、科学内涵、学科基础、关键事件、代表性成果等方面,系统解析国外19世纪以来承载能力概念与研究框架演化过程,归纳国外主要研究趋势。通过国内外对比分析,总结国内承载能力研究的优势与不足。最后面向生态文明建设和空间治理的新需求,围绕资源环境承载能力研究的关键难点,提出中国资源环境承载能力重点研究方向。 2 资源环境承载能力的人地关系分析框架 尽管目前资源环境承载能力的基本概念仍未统一,但几乎所有概念均产生于人地系统本体,用于描述承载体与承载对象的关系,指向了人地关系的分析框架[30-32]。从本体论与认识论出发,解析人地系统的构成——自然系统与人类社会系统,才能较为全面地解读资源环境承载能力的基本概念(图1)。本文以Fan等[28]同时从自然基础条件与人类生产生活活动两侧对承载能力的定义与科学内涵为基础,借鉴国内外人地关系地域系统[30]、社会—生态系统[31]、脆弱性[32]、人与自然耦合系统[33]等理论与研究框架,构建承载能力的人地关系分析框架。 首先,从承载体来看,自然系统由大气、水、岩石、土壤、生物等基本要素构成,为人类生存发展提供了必要的资源与生存环境。在探讨与人类生存发展的关系时,自然系统具有资源、环境、生态、灾害等基本属性,为人类社会提供不同形式的服务、保障或胁迫[34]。因此,资源环境承载能力可定义为:作为承载体的自然系统或其构成基本要素,能够维持自然系统可持续且安全运行的稳定区间[35]。而稳定区间取决于自然系统构成要素中的最大短板,以及局部系统或要素联结需要修复的最大成本[29]。因此,承载能力研究范畴包含人地系统中单项要素、多要素以及系统要素的研究。