承载力理论的起源、发展与展望

承载力一直是生态学研究的热点、难点和理论前沿.论述了承载力研究起源发展进化历程,绘制了承载力研究起源发展进化图,将承载力研究的发展分为起源奠基、应用探索和理论深化3个阶段,分阶段总结了承载力研究的主要特点、所涉及的学科领域以及争论的不同观点.承载力理论起源于人口统计学,种群生物学和应用生态学,在起源奠基阶段,承载力研究主要是以非人类生物种群增长规律研究为主,完成了一个科学概念或理论所必需的定义内涵、数学表达公式以及科学机理等等的积累;1953年至20世纪80年代中后期为承载力研究的探索争论阶段,在全球资源环境危机背景下,承载力开始应用于解决人类经济社会面临的急迫的资源环境问题,并在应用探索过程中引起大量争论;从20世纪80年代后期承载力研究进入理论深化阶段,人类承载力研究不再简单地套用生物种群承载力理论方法,认识到人类承载力除受资源环境等自然因素的影响外,人类自身文化社会因素也对承载力产生巨大影响,并尝试着将这些因素纳入到承载力方法之中,从而使人类承载力研究从非人类生物种群承载力理论方法中脱胎出来,成为真正意义上的人类承载力研究.     

中国生态脆弱区联网协同观测及其在承载力研究中的应用

生态脆弱区约占中国国土面积的60%以上,全球变化和人类活动导致该区域生态系统退化加剧,资源环境承载力降低。准确量化生态脆弱区资源环境承载力对于应对全球变化风险挑战和加快生态文明建设进程具有重要意义。然而,现有的区域资源环境承载力评估方法很难体现生态系统结构、过程和功能变化在资源环境要素与承载力之间的传导作用。因此,构建网络化的野外观测体系以及获取资源环境要素-生态系统结构功能和过程-生态系统承载力变化的综合数据集,是发展资源环境承载力理论和评估方法的必要途径。本文介绍了通量以及无人机协同监测网络,包括思路、实践以及其在生态脆弱区生态系统结构、过程和功能研究中取得的初步成果。同时,基于目前已取得的成果和进展展望了联网协同观测在承载力评估方面的应用。     

环境承载力研究进展

进行环境承载力理论与量化方法的研究,对于指导人类社会经济活动,协调人类发展与环境的关系,具有十分重要而迫切的现实意义.本文论述了环境承载力概念的发展过程,并从“容量”、“阈值”和“能力”三方面介绍了环境承载力定义,指出了环境承载力具有客观性和主观性、区域性和时间性、动态性和可调控性的主要特征.在此基础上,对目前国内外用于环境承载力定量化研究的指数评价法、承载率评价法、系统动力学方法和多目标模型最优化等方法进行了分析,最后对环境承载力研究的发展趋势进行了讨论.     

生态系统的人口承载力理论初探

人口膨涨是当今人类面临的五大问题之一,也是我国目前所面临的最棘手的一个问题。近年来,人口学的发展很快,但是目前人口学研究的主要问题是人口统计、人口预测、人口控制和人口经济等方面,其中对于人口控制的目标,即定量研究理想人口数量的工作则刚开始。从生态学角度讨论人口承载力问题的更少。生态系统人口承载力的研究不仅可以给出一个生态系统(如全球生态系统或一个流域或一个地区)在保证系统结构和功能不受破坏条件下所能供养的最大人口数,而且可以给出该生态系统的人口控制目标,使人口控制的目标选择具有科学的基础。     

区域资源环境承载力科学概念及其生态学基础的讨论

资源环境承载力是生态学领域的一个重要概念,其理论和实践研究已成为衡量区域可持续发展的重要依据.但是有关生态学基础与资源环境承载力的科学联系仍未明确,其中有哪些生态学理论对资源环境承载力的发展起到了支撑作用还没被厘清,这使得资源环境承载力的科学概念十分模糊.本文在讨论资源环境、生态系统承载力科学概念及其发展的基础上,系统...     

多类型保护地生态承载力核算模型及应用

生态承载力核算是进行保护地科学保护和有效利用的重要基础。多类型保护地是多种类型的保护地分布集中、相邻相连、交叉重叠的地理空间。研究将多类型保护地功能空间与生态系统服务相对应,划分为生态空间、生产空间、生活空间和游憩空间,在此基础上将多类型保护地生态承载力定义为生态系统在这四类空间中维持其重要生态系统服务功能的能力,并将其划分为自然基础承载力、社会经济活动承载力以及游憩承载力,构建了适用于多类型保护地的生态承载力核算框架模型。以三江源国家公园黄河源园区为案例区,进行了生态承载力核算。研究能够为多类型保护地经济建设规模、结构与布局优化调控研究提供科学依据。     

张家口市坝上地区生态足迹初步研究

1　引　　言张家口市坝上地区是我国重要的农牧交错区 .长期以来在农牧交错区 ,由于人类对自然资源的强度利用 ,已经超过了生态系统的承载力 ,生态退化非常严重 .定量地计算农牧交错区生态系统承载力 ,确定其阈值 ,是生态保护和建设急需解决的问题 .加拿大生态经济学家ＷｉｌｌｉａｎＲｅｅｓ等提出的生态足迹的概念以及生态足迹、生态承载力的计算方法[2～ 4 ] ,为这一问题的解决 ,指出了简洁的思路和方法 .国内已介绍和进行区域研究[1,5,6 ] .本文应用该方法 ,以张家口市坝上地区为例 ,研究了农牧交错区的生态承载力阈值和人口容限值 ,提…     

城市承载力空间差异分析方法 --以常州市为例

城市承载力是指一定范围内,特定目标、特定时期城市的资源禀赋、生态环境、基础设施和公共服务对人口及经济社会活动的承载能力。基于城市复合生态系统理论,从资源环境对人类活动的支撑力、人类活动对环境的压力和调控力三方面提出城市承载力概念模型及综合承载指数计算方法,从城市管理的空间特性出发,提出基于微观空间层面的承载力空间差异性分析方法,构建承载力评价指标体系,并以常州市区为例对所提出方法进行实证研究。结果表明:(1)采用城市综合承载指数评价城市承载力,能够较为直观地显示和分析承载力空间差异,符合实际情况;(2)所划分的高、中、低承载区的空间分布与城市总体规划确定的城市空间形态基本吻合,且在城市未来发展方向上对城市空间结构规划具有指导性;(3)通过空间定量评价确定的承载力提升热点地区能够将提升要素空间化,定向、定位指导城市建设。但在提升要素筛选中受指标实际可获取性影响,存在一定的偏差,有待进一步完善。     

生态承载力研究进展

基于生态承载力的概念发展,介绍了常用的生态承载力研究方法,包括生态足迹法、人类净初级生产力占用法、状态空间法、综合评价法、系统模型法和生态系统服务消耗评价法,并客观评述了这些方法的优缺点,指出了目前生态承载力研究中存在的薄弱环节。未来生态承载力研究需要完善理论体系,深入研究承载力过程机理与承载机制,将生态系统服务的空间流动因素纳入评估体系,构建完善的评价指标体系,加强生态承载力时空动态评估。最终将生态承载力作为解决生态脆弱区资源环境问题的抓手,建立区域资源环境监测预警机制,并落实到主体功能规划和生态安全建设上,为生态文明建设提供有力的科学依据。     

生态承载力研究和应用进展

生态承载力研究是解决资源-环境矛盾、实现区域可持续发展的重要基础,也是地理学、生态学和经济学关注的热点与前沿领域.本文在综述国内外相关研究成果的基础上,阐述了生态承载力的概念内涵,即对复合生态系统支持力和压力的表征;评述了常用的研究方法,即净初级生产力估测法、生态足迹法、供需平衡法、综合指标评价法和系统模型法;介绍了目前较为关注的流域、生态脆弱区、城市、农业区和旅游区生态承载力的研究进展;总结了目前生态承载力研究存在的缺乏科学完整的研究体系、阈值的生态学指示意义不明确、动态演化与预测研究不够深入、空间尺度与格局分异涉足较少等问题;并据此提出未来应在作用机理、模型构建和实践应用方面加强研究.     

国内生态旅游环境承载力研究进展

进行生态旅游环境承载力理论与量化方法的研究,对于指导生态旅游可持续发展,协调旅游活动和环境的关系具有十分重要而迫切的现实意义。本文综述生态旅游环境承载力概念和理论发展过程,指出了生态旅游环境承载力具有的客观性、区域性和时间性、动态性和可调控性、有限性和复杂性等主要特征。在此基础上,对目前国内用于生态旅游环境承载力评价指标和定量的方法进行分析,对生态旅游环境承载力研究的发展趋势进行了讨论。     

典型资源型城市生态承载力评价——以唐山市为例

资源型城市生态承载力评价研究的开展对促进资源型城市自然-经济-社会复合生态系统健康可持续发展具有指导意义。以唐山市作为案例城市,基于资源型城市独特的生态系统特点,从生态弹性力、承载媒体的支撑力、承载对象的压力三方面提出对生态承载力进行量化的研究方法,构建了较完整的生态承载力综合评价指标体系,利用主客观相结合的赋权方法,对唐山市生态承载力状况进行评价,探讨了2001—2010年10年间唐山市生态承载力变化趋势。结果表明:唐山市在研究时段内,生态弹性力指数波动强烈,表明生态系统的稳定性较差;承载媒体的支撑力指数逐渐增大,指数由0.111上升至0.898,显示系统的承载指数越来越高;承载对象的压力变化较为复杂,呈现先降后升,近几年又略有下降的趋势;系统的生态承载力整体上呈现波动性上升趋势,综合指数由0.345上升至0.720,说明唐山市生态系统的承载能力不断提高,但资源依赖型发展模式带来的资源短缺、环境污染和生态破坏等问题仍是制约生态承载力进一步提高的主要因素。研究成果客观地反映了唐山市生态承载力状况,对于唐山市未来的发展提出了合理的对策和建议,可为其他地区生态承载力研究提供一定借鉴。     

种群动力学模型解的振动性和渐近性

本文考虑当环境的容纳量为单调或者振动时,单种群增长模型解的振动性和渐近性,所得定理推广了文献[5］中的结果．     

Trophic capacity of Carlingford Lough for oyster culture – analysis by ecological modelling

A one-dimensional ecosystem box model is presented forcarrying capacity assessment. The model includesphysical and biological processes. The physicalprocesses are the transport of nutrients, suspendedmatter and phytoplankton through the system boundariesand between model boxes. The biological processes areprimary production and oyster (Crassostreagigas) population dynamics and physiology. The modelwas implemented using an object-oriented approach. Themodel was employed to estimate the carrying capacityof Carlingford Lough (Ireland) for oyster culture. Inthe Lough, low water temperatures prevent the oystersfrom reproducing. Therefore, recruitment ishuman-dependent. Small oyster spat is seeded everyyear during spring and harvested after the summer ofthe next year. During this period oysters reachcommercially harvestable weight. The results obtainedindicate that the carrying capacity of this system isapproximately 0.45 g oysters (AFDW) m^-3,determined more by the availability of particulatematter than by phytoplankton. It is suggested that afive-fold increase in oyster seeding may optimiseharvest yield. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Animal exchange ratios: an alternative point of view

An alternative interpretation is provided of the concepts of carrying capacity and exchange ratios, particularly suitable for game animal species, based on management models for a given area of rangeland or pasture. It involves modelling animal population dynamics as discrete‐time logistic equations. Carrying capacity is then generated endogenously using rainfall as a proxy. The model interaction parameters, also generated endogenously, represent the animal exchange ratios. Because these two parameters are generated endogenously, this approach takes into account all the animals' habitat requirements (food, cover, water and space) simultaneously, unlike other approaches that tend to consider food requirements only. This makes the approach amenable to multi‐species situations. It also captures the ecological definition of population growth models where the realized rather than the theoretical carrying capacity is determined endogenously.     

京郊密云县农业生态系统蛋白人口承载力模型分析

农业生态系统蛋白人口承载力不仅是农业生态学系统生产力研究的重要方面,而且是制定我国人口政策和食物战略的重要依据。中央曾指出:要把我国人民的膳物结构问题作为战略问题来考虑。分析我国的膳食特点可概括为“一够两缺”(即热量够,蛋白质和脂肪缺)温饱型营养水平。食物蛋白质的改善是我国膳食结     

城市生态系统承载力理论与评价方法

城市作为一个复杂的人工生态系统,其承载力的意义与生态学中的种群承载力意义有了很大差别。定义了城市生态系统承载力,强调其对维系城市生态系统健康的能动性特征,并在比较生物免疫力与城市生态系统承载力的相似性的基础上,构建了“城市生态系统承载力免疫学模型”作为其理论模型。在理论模型基础上设计其计量模型,分为天然承载力和获得性承载力两部分。并通过承载力与压力的相对变化趋势表达城市生态系统维系其健康水平的能力。以广州市为例,计算了广州市城市生态系统承载力与压力,获得二者的动态关系。结果表明,自1992年以来,广州市基本上处于一种经济发展与城市生态系统支持力同步发展的良性状态,所采取的发展模式具有可持续性     

Carrying capacity for shorebirds during migratory seasons at the Jiuduansha Wetland, Yangtze River Estuary, China

The carrying capacity of food resources for migrating shorebirds was estimated at a stopover site in the Yangtze River Estuary during the two migratory sea-sons (spring and autumn). From March to May and September to November 2005, the macrobenthos resources of the Jiuduansha Wetland were investigated, and most of the macrobenthos species in the newly-formed shoal were found to be appropriate food for shorebirds. Biomass measurements showed that the total food resource was about 4541.20 kg AFDW (Ash-Free Dry Weight) in spring and about 2279.64 kg AFDW in autumn. Calculations were also done in the available habi-tats (intertidal bare mudflat and Scirpus x mariqueter/ Scirpus triqueter zones) for the shorebirds. The food resources in the available areas were about 3429.03 kg AFDW in spring and about 1700.92 kg AFDW in autumn. Based on the classification (by lean weight, basic metabolic rate and body length) of the shorebird community, and using the energy depletion model, it was theorized that all of the food resources in the Jiuduansha Wetland could support about 3.5 million shorebirds during spring season and 1.75 million shorebirds during autumn season. The shorebird carrying capacities in terms of the available food were about 2.6 million and 1.3 million birds during the two respective migration seasons. Considering the effect of intake rate, the potential carrying capacity was about 0.13-0.26 million shorebirds in the study area. The main factor restricting use of the area by shorebirds was the scarcity of available habitats for roosting at high tide rather than availability of food supply. We recommend restoring some wading pools in the dense Phragmites australis and Spartina alterniflora zones for shorebirds to roost in, to improve shorebirds' utilization efficiency of the resources in the Jiuduansha Wetland.