基于生态系统服务的生态承载力概念_内涵与评估模型

基于生态系统服务的生态承载力概念、内涵与评估模型

曹智1,2，闵庆文1，刘某承1，白艳莹1

（1.中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101；2.中国科学院大学，北京100049）

摘要：十八大报告强调把生态文明贯穿于经济、政治、文化和社会建设的始终。生态文明表征人与自然相互关系的进步状态，生态承载力的研究对象是“自然-经济-社会”复合生态系统，反映了人与自然之间的和谐程度，可以作为生态文明发展水平的一种评估方法。本文在分析当前生态承载力的定义及研究方法的基础上提出了以“生态系统-生态系统服务-人口和经济（承载力）”为研究主线的基于生态系统服务的生态承载力和评估模型，并以云南省红河县为例，选择食物供给、生物原材料供给、水资源供给、污水净化、废气吸收和固废容纳6种服务估算生态承载力，结果显示食物供给服务是生态承载力限制因素，红河县生态承载力人口为251 189人，经济规模为115755.6万元，低于红河县实际人口和经济规模，生态承载力处于超载状态。

关键词：生态系统；承载力；生态系统服务；基于生态系统服务的生态承载力；云南省红河县

Ecosystem-Service-based Ecological Carrying Capacity：

Concept, Content, Assessment Model and Application

CAO Zhi1,2, MIN Qingwen1, LIU Moucheng1, BAI Yanying1

(1. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences,

Beijing, 100101, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100049, China)

Abstract: Report of 18th CPC National Congress highlights ecological civilization should accompany the construction process of economy, politics, culture, and society. Ecological civilization represents the progressive state of the relationship between human beings and nature. Because ecological carrying capacity studies compound ecosystem of nature, economy and society, reflecting the harmonious degree between human beings and nature, it can be used as one of assessment methods of ecological civilization. Based on analysis of the definition and research methods of ecological carrying capacity, this study proposes the concept and assessment model of Ecosystem-Service-based Ecological Carrying Capacity (ESECC) with ecosystem - ecosystem services - the scale of population and economy (carrying capacity) as its main line. This paper also makes a case study of Honghe, Yunnan, assessing ecological carrying capacity of Honghe, Yunnan from 6 types of ecosystem services including food production, material production, water supply, waste water purification, waste gas purification, and solid waste holding, in consideration of all the human activities, such as life and production activities..

Results show that the limiting factor is food production and the size of Ecosystem-Service-based Ecological Carrying Capacity is 251.19 thousand people in population and 1.16 billion RMB in scale of economy, smaller than the actual size, reflecting Honghe is overloaded.

基金项目：中国科学院地理科学与资源研究所“一三五”战略科技计划项目（2012ZD007）；国家自然科学基金资助项目（31200376）

作者简介：曹智（1989-），男，硕士，在读研究生，研究方向为资源生态，自然资源学会会员。E-mail：caoz.11s@。

Keywords:ecosystem, carrying capacity, ecosystem services, Ecosystem-Service-based Ecological

Carrying Capacity (ESECC), Honghe, Yunnan

党的十八大报告提出“把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，努力建设美丽中国，实现中华民族永续发展”。这就强调把生态文明建设贯穿于经济、政治、文化和社会建设的始终。生态文明是人类在改造自然以造福自身的过程中为实现人与自然之间的和谐所做的全部努力和所取得的全部成果，它表征着人与自然相互关系的进步状态。[1]生态承载力的研究对象是“自然-经济-社会”复合生态系统[2]，反映了人与自然之间的和谐程度，可以作为生态文明发展水平的一种评估方法。

承载力起源于1798年的Malthus人口论[3]，由于人口增长、资源短缺和环境恶化等问题出现了资源承载力（土地承载力、水资源承载力等）和环境承载力。随着各种资源环境要素渐渐都成为制约人类发展的限制因素以及人类认识程度加深，针对单一要素的承载力研究局限性越来越突出。学者提出生态承载力这一综合概念，用系统的思想试图解决人类活动受各种限制因素制约的问题。近几年来，生态承载力研究内容不断丰富、应用领域不断扩展、研究方法不断完善。研究内容上，学者增强了生态承载力时空尺度的研究，侧重利用不同方法进行长时间序列变化规律及预测研究，侧重以行政区为基本单元进行空间格局研究；应用领域上，生态承载力被应用到区域、行政单元、生态脆弱区、流域以及旅游、城市规划等领域；研究方法上，对传统的生态足迹从区域贸易、核算内容方面进行完善，针对具体研究区构建相应的指标体系。

然而，当前的生态承载力研究多侧重从区域角度展开，不适合直接评估生态文明发展水平，为了更真切地反映人与自然之间的关系，本文从生态系统角度提出基于生态系统服务的生态承载力概念和评估模型，并以云南省红河县为例进行案例研究。

1 基于生态系统服务的生态承载力概念与内涵

生态承载力与资源承载力、环境承载力以及区域承载力相比，更应该突出的是生态系统的承载力。生态系统是在一定空间中共同栖居着的所有生物（即生物群落）与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体[4]。生态系统由非生物环境、生产者、消费者和分解者4部分构成，生产者能够在适宜的水热条件下以非生物环境中的无机物制造有机物，是生态系统所有消费者生存和发展的基础，生产者、消费者和分解者通过捕食和分解关系联系在一起形成网络，即食物网，物质和能量沿着这个网络循环和流动，形成生态过程。这个过程给人类带来种种惠益，如提供食物、保持水土、净化环境等等。由非生物环境差异，及其影响下形成的种类和数量各异的生产者、消费者和分解者组成的不同类型的生态系统，其物质循环和能量流动存在差别，给人类带来的惠益也就不同。生态过程遵循林德曼“十分之一法则”，即每通过一个营养级，有效能量大约为前一营养级的1/10，人类从生态过程获得的惠益不是无限的。当人类过度索取或破坏时会引起生态系统向脆弱化发展，以至崩溃，因此人类的行为应在生态过程产生的惠益之内，并且可以通过对生态过程产生的惠益进行估算确定人类活动程度的大小，即生态承载力。

千年生态系统评估将人类从生态系统获取的惠益称为生态系统服务，并分为供给服务、调节服务、文化服务和支持服务四类[5]。本文从生态系统服务的角度提出基于生态系统服务的生态承载力（Ecosystem-Service-based Ecological Carrying Capacity，ESECC）的定义，即某个区域生态系统的结构、过程及其空间格局决定的生态系统服务所能支撑的具有一定发展水平的人口和经济规模。把生态系统服务看作生态系统提供给人类生存和发展的限制性资源，ESECC以生态系统服务为生态承载力的限制因素，以人口数量和经济规模为增长变量，按照“生态系统-生态系统服务-人口和经济（承载力）”的主线研究生态承载力，更能直观展现人与自然的关系。

2 基于生态系统服务的生态承载力评估模型

根据ESECC的定义，很容易得到ESECC的计算公式为：