生态承载力在城市可持续发展中的应用研究
王海舟
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王海舟,. 生态承载力在城市可持续发展中的应用研究[J]. 可持续发展与创新,2024.12. DOI:10.12721/ccn.2024.157341.
摘要:
随着全球城市化进程的加速,城市面临的生态环境压力日益增加。生态承载力(Ecological Carrying Capacity, ECC)作为衡量城市可持续发展的关键指标,受到越来越多的关注。本文旨在探讨生态承载力在城市可持续发展中的应用,通过分析其概念、评估方法及实际应用,提出相关政策建议,以实现经济、资源与环境的协调统一。
关键词: 城市化生态承载力可持续发展
DOI:10.12721/ccn.2024.157341
基金资助:

一、生态承载力的概念及发展

自工业革命以来,人类活动导致的全球环境问题日益严重。人类活动的急剧增加,引发了对地球生态系统的巨大压力,可能破坏关键的生物物理系统,并引发不可逆转的环境变化,对人类福祉产生灾难性影响。全球气候变化等环境问题日益突出,如何在地球资源环境承载能力范围内实现社会经济的可持续发展已成为国际关注的热点。联合国2030年可持续发展目标强调社会、经济、环境的综合可持续发展,而生态与环境的可持续发展是前提和评判标准。因此,需要判断人类活动是否超出资源环境承载范围[1]

在这一背景下,研究资源和环境承载力的课题不断涌现,包括土地、水资源、生态资源和整体环境承载能力的研究。然而,传统的资源与环境承载力研究往往忽视了生态系统的稳定性、协调性和完整性。一旦生态系统崩溃,不仅可持续发展目标无法实现,物种也将面临灭绝风险。生态承载力理论基于可持续发展原则,研究自然资源、环境容量与人类经济社会活动的复杂关系,转向整个生态系统的研究[2]

生态承载力指特定时间和区域内,生态系统的自我维持和自我调节能力,资源与环境的供应能力,以及可支持的社会经济活动强度和人口数量。在这一框架中,必须综合考虑资源、环境基础设施、经济生产活动及社会生活质量的偏好。具体来说,生态承载力包括:1.资源分配方式;2.资源依赖性;3.生活水平预期;4.环境同化能力。

二、生态承载力的评估方法

生态承载力主要采用绝对指标测度和相对指标测度,其中绝对指标是指基于生态承载力概念依照资源的供给和环境的承纳能力来决定的人口、社会、经济的发展规模。相对指标指的是设定综合指数进行评估,确定生态承载力是否在合理阈值范围内。主要方法包括自然植被净第一性生产力法、生态承载力多级评价法、生态足迹法等[3]

(1)自然植被净第一性生产力法

植物群落在特定自然环境条件下的生产能力为自然植物的净第一性生产力(Net Primary Productivity,简称 NPP)。而在内外部因素扰动下,NPP是围绕某一中心位置上下波动的,其偏离中心位置的程度即生态承载力的阈值。国内外学者根据实测数据并联系各种调控因子构建了多个模型,主要分为气候生产力模型、过程模型以及光能利用率模型三大类:(1)气候生产力模型采用气候因子来估测植被净第一性生产力,包括以Miami模型、Thorthwaite Memorial模型为代表的气候生产力统计模型和以Chikugo模型、周广胜模型为代表的半经验半理论模型。(2)而TEM模型、CASA模型等过程模型则是基于植被生长机理而建立的,但此类模型所需参数众多、过程复杂、区域尺度参数尺度转换困难。(3)光能利用率模型主要依靠大规模遥感数据与简单光能转换模型进行测定,虽具有测算简单快捷的优点,但由于我国地势复杂、植被分布多样化且破碎以及遥感时空分辨率的影响,模型模拟精度还有待提高。

(2)生态承载力多级评价法

基于分级评价原则,高吉喜[4]提出了以生态系统弹性度、资源与环境单要素承载能力、承载压力度作为三级指标体系的评价方法开展生态承载力综合评估。其中一级指标生态系统弹性度反映了生态系统的自我调节、自我维持能力,是生态承载力的支持条件,反映了承载稳定性;二级指标资源与环境单要素承载能力反映了资源的持续供给和环境的持续承纳能力的大小,分别是生态承载力的基础与约束条件,反映了现实承载力;三级指标承载压力度揭示了生态系统中承载媒体的承载能力大小和承载对象的压力关系,反映了系统承受压力。

(3)生态足迹法

生态足迹是一种资源利用分析工具,通过衡量人类活动对生态资源的消耗,计算出支持当前人类需求所需的生物生产性土地面积,用生态空间大小表示人类对自然资本的消费及自然系统能够提供的生态服务功能,从而对人类活动的可持续性做出评价。

三、生态承载力在城市可持续发展中的应用

城市规划:基于生态承载力理论,城市规划应优先考虑生态系统的承载能力,避免过度开发和资源浪费。城市用地的功能分区应依据生态承载力进行合理规划,确保城市发展在生态系统可承受的范围内进行。例如,城市用地应划分为商业区、住宅区、工业区等,并根据各区的生态承载力进行相应的资源分配和环境管理。

智慧城市建设:智慧城市通过应用新一代信息技术,优化城市资源配置,提高城市管理效率。在智慧城市建设中,应充分利用生态承载力评估结果,指导城市基础设施建设和环境治理,推动城市可持续发展。智慧城市包括智慧经济、智慧交通、智慧环境等多个维度,其核心目标是实现城市的可持续发展。

政策制定:政府应依据生态承载力评估结果,制定符合城市实际情况的可持续发展政策。例如,在土地利用规划中,结合生态承载力评估结果,合理确定建设用地规模,保护生态敏感区,促进城市绿色发展。政策应注重生态保护和经济发展的平衡,确保城市在发展的同时不损害生态系统的健康[5]

四、生态承载力理论对城市管理的影响

资源管理:通过生态承载力评估,可以更好地管理城市资源,确保资源的可持续利用。城市管理者可以依据评估结果,优化资源分配,提高资源利用效率。例如,水资源的管理应考虑城市的水资源承载力,制定合理的用水计划,避免水资源的过度消耗和浪费。

环境治理:生态承载力评估为环境治理提供了科学依据,有助于制定有效的环境保护措施。通过评估城市的环境承载力,可以确定环境治理的重点领域,提高环境治理的效果。环境治理应综合考虑空气质量、废物处理、噪音污染等多个方面,确保城市环境的整体健康。

生态恢复:生态承载力评估有助于制定生态恢复计划,修复受损的生态系统。通过评估城市的生态承载力,可以确定需要优先修复的生态区域,制定科学的生态恢复方案。例如,城市绿地的恢复应依据生态承载力评估结果,选择适合的植物种类和恢复方法,提高绿地的生态功能。

结论

生态承载力理论在城市可持续发展中具有重要应用价值。通过科学评估和合理应用生态承载力,可以实现城市资源的有效利用和环境保护,促进城市经济、社会和生态的协调发展。未来的研究应进一步优化生态承载力评估方法,提升评估精度,为城市可持续发展提供更为坚实的科学基础。

参考文献:

[1]Liu, Y.; Zeng, C.; Cui, H.; Song, Y. Sustainable Land Urbanization and Ecological Carrying Capacity: A Spatially Explicit Perspective. Sustainability[J]. 2018, 10.

[2]Qiulin, L. Comprehensive Evaluation of Urban Ecological Carrying Capacity[M] ——A Case Study of Chongqing., 2021:854-68.

[3]向芸芸; 蒙吉军. 生态承载力研究和应用进展[J]. 生态学杂志. 2012, 31, 2958-65.

[4]高吉喜. 可持续发展理论探索: 生态承载力理论、方法与应用[M] 中国环境科学出版社, 2001.

[5]姚震寰. 基于生态承载力理论的城市可持续发展研究[J]. 合作经济与科技. 2021, 24-5.

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