一、 生態承載力的概念、內涵和特性。
1、生態承載力：指一定條件下生態系統為人類活動和生物生存所能持續提供的最大生態服務能力，特別是資源與環境的最大供容能力。
或是指：在不削弱某一地區的生產能力的情形下，該區域所能持續支援某一種群的最大生物數量。用生態足跡來衡量時，指在不損害有關生態系統的生產力和功能完整性的前提下，乙個區域所擁有的生物生產性空間的總面積。
自然環境資源財富來自地球生物圈作用，推動生物圈物質迴圈的能源有3種，即太陽輻射能、潮汐能和地熱能，為避免重複計算，根據能值理論，同一性質的能量投入只取其最大值。風能、雨水化學能和雨水勢能都是太陽光的轉化形式，只取其最大項雨水化學能。海潮則由月亮和太陽對地球引力所引起，與太陽光性質不同，也應計入，可更新資源只取雨水化學能和海潮能。
兩者的相對應的生物生產性土地面積，作為研究區域的人均生態承載力值。
2、生態承載力的理論內涵
生態承載力包括兩層基本含義：第一層涵義是指生態系統的自我維持與自我調節能力，以及資源與環境子系統的供容能力，為生態承載力的支援部分；第二層涵義是指生態系統內社會經濟子系統的發展能力，為生態承載力的壓力部分。
生態系統的自我維持與自我調節能力是指生態系統的彈性大小，資源與環境子系統的供容能力則分別指資源和環境的承載能力大小；而社會經濟子系統的發展能力指生態系統可維持的社會經濟規模和具有一定生活水平的人口數量。
3、生態承載力的特性
（1）客觀性生態承載力的客觀承載性是生態系統最重要的固有功能之一，這種固有功能一方面是為生態系統抵抗外力的干擾破壞提供了基礎，另一方面為生態系統向更層次的發育奠定了基礎。
（2）可變性生態系統的穩定性是相對意義的穩定，是可以改變的，而不是固定不變。所以說，生態承載力雖然客觀存在，但是不是固定不變的，因此認為應按照對自己有利的方式去積極提高系統的生態承載力。
（3）層次性生態環境的穩定性不僅表現為小單元的生態系統水平上，而且表現在景觀、區域、地區以及生物圈各個層次的生態系統水平上。同樣，生態系統的承載力也表現在上述各個層次水平上，在不同層次水平上，生態承載力不同。
二、生態承載力估算方法
1、資源與需求的差量方法
區域生態承載力體現了一定時期、一定區域的生態環境系統，對區域社會經濟發展和人類各種需求(生存需求、發展需求和享樂需求)在量(各種資源量)與質(生態環境質量)方面的滿足程度。因此，衡量區域生態環境承載力應從該地區現有的各種資源量(pi)與當前發展模式下社會經濟對各種資源的需求量(qi)之間的差量關係(如(pi-qi)/qi)，以及該地區現有的生態環境質量b(qii)與當前人們所需求的生態環境質量(cbqii)之間的差量關係(如(bqii一cbqii) /cbqii)入手。結合完整的指標體系，依據這種差量度量評價方法，王中根等人對西北乾旱區河流流域進行了生態承載力評價分析，證明此方法能夠簡單、可行地對區域生態承載力進行有效的分析和**。
2、人口、經濟、資源環境承載力模型
某區域內，以pp表示現實的人口數量;es表示社會經濟技術人口容量;
re表示自然經濟人口容量。那麼:
es=經濟發展指標總量/一定標準下的人均經濟指標;
re=自然資源擁有總量/一定標準下的人均資源占有量;
人口經濟承載力指數e=pp/es;
人口資源承載力指數r一pp/re。
當e<1，r<1時，表明承載力相對富餘;當e=1，r一1時，表明承載力為
臨界狀態;當e>1，r>1時，表明承載力不足。當兩個指數的加權平均值《或=1時，即可以認為該地區的承載力是可持續的。
3、生態承載力綜合評價模型
承載力概念可理解為承載載體對承載物件的支援能力。如果要想確定乙個特定生態系統承載情況，首先必須知道承載載體的客觀承載能力大小，被承載物件的壓力大小，然後才可了解該生態系統是否超載或不超載。為此，他提出了承載指數csi、壓力指數cpi和承壓度ccps等指數，用以描述特定生態系統的承載狀況。
承載指數的計量模型如下:
式中：si表示影響承載指數的諸要素，wi為響應的權重值。
壓力指數的計量模型如下:
式中:pi為影響壓力指數的諸要素，wi為相應的權重值。
承載壓力度的計量模型為:
ccps=cpi/csi
當ccps>l時，承載超負荷，ccps4、狀態空間法
狀態空間是歐氏幾何空間用於定量描述系統狀態的一種有效方法。通常由表示系統各要素狀態向量是三維狀態空間軸組成。利用狀態空間法中的承載狀態點，可表示一定時間尺度內區域的不同承載狀況。
利用狀態空間中的原點同系統狀態點所構成的向量模數表示區域承載力的大小，並由此得出其數學表示式為:
考慮到人類活動與資源環境各要素對區域承載力所起的作用不同，狀態軸的權重也不一樣，當考慮到狀態軸的權時，承載力的數學表示式為:
式中：rcc為區域承載力的大小;為代表區域承載力的有向向量的模數，xir為區域人類活動與資源處於理想狀態時在狀態空間中的座標值(i=1，2，……，n)。wi為xi軸的權。
毛漢英等人利用狀態空間法測定了環渤海地區的系統承載力。
5、自然植被淨第一生產力
由於對自然生態系統各種調控因子的側重及對淨第一性生產力調控機理解
釋的不同，世界上產生了很多模擬第一性生產力的模型，大致可分為三類:氣候統計模型、過程模型和光能利用率模型。我國一般採用氣候統計模型，典型自然植被第一性生產力模型如下:
其中：rdi=(0.69+0.237per-0.0031**er2)2
或 per=pet/r=58.93bt/r
式中:npp為自然植被的淨第一生產力;rdi為輻射乾燥度:r為年降水量;
per為可能蒸散率;pet為可能蒸散量;bt為年平均生物溫度:t為小於30℃
與大於0℃的日均值;t為小於30℃與大於0℃的月均值。
綜上所述，如果從強可持續性角度思考，基於系統理論和方法的指標體系結
構過於複雜，操作性不強;基於貨幣化估值的指標體系並不能真正反映發展的
可持續性。
在此背景下，加拿大著名生態經濟學家rees教授及其學生wackemgael博士在92年提出並發展了生態足跡(ecological footprint)這一新的概念，緊扣可持續發展理論，指標綜合性強，簡單明瞭，涉及系統性、公平性和發展，較好的符合了可持續發展的要點。測算指標採用生物生產土地的面積來實現對各種自然資源的統一描述，使人容易理解，且容易進行嘗試性測算。
但生態足跡法對生態系統服務功能涉及較少，而生態系統服務功能的完整性
和健康性對於區域乃至全球的可持續發展具有不可替代的作用，因此，本研究
在運用生態足跡法對生態承載力進行量化的同時，進行生態系統服務價值評估，
從兩個不同角度來全面評價生態承載力狀況。
（參考文獻：生態承載力度量方法與應用研究）
三、土地承載力評價
土地資源綜合承載力是指在一定時期、一定空間區域和一定的經濟、社會、資源、環境等條件下，土地資源所能承載的人類各種活動的規模和強度的限度。土地資源不僅僅是指耕地，還包含建設用地等在內；承載物件不僅是人口，還包括人類的各種經濟、社會活動，如承載的城市建設規模、經濟規模、生態環境質量等。
（一）、土地生產潛力評價
土地生產潛力是指在一定的技術投入條件下，土地所具有的潛在生產能力和提供效用的能力。
圖：土地資源承載力的評價指標體系
評價方法：
1、經驗公式法
（1）邁阿密模型（miami model）根據年平均溫度和降水量來估算生物生長量，公式為：
溫度生產潛力模型（ⅰ）
降水生產潛力模型（ⅱ）
式中：y為生物生長量[m/（g.a）];t為年平均溫度（℃）；p為年降水量（mm）。
當應用上式計算同一地區土地生產潛力出現不同數值時，取其低者作為土地的氣候生產力。
（2）桑斯維特紀念模型（thornthwaite memorial model）依據蒸散量模擬陸地生物生產量的一種方法，公式為：
y=3000[1-e0.0009695 (e-20)]
式中：y為生物生產量[m/（g.a）]；e為年實際蒸發量（mm）。
因蒸發受太陽輻射、溫度、降水、飽和差、風等環境因子的影響，此模型較邁阿密模型為準。
（3）格恩納-裡思模型是根據生物生長量與生長期長度之間的相關關係推測產量的一種方法。該模型為：
y=-157+5.17s
式中：y為生物生長量[m/（g.a）]；s為光合作用季節的日數。
2、理論計算法
土地生產潛力是由土地肥力決定的，即光、熱、水、養分等土地肥力因子與作物本身的光合作用形成的土地生產潛力，可將土地生產潛力依次分為光合生產潛力、光溫生產潛力、氣候生產潛力和農業自然生產潛力四個層次。
（1）光合生產潛力
假設各種環境因子均處於最適宜條件，植物群體結構合理，光合器官以最大的速率攝取太陽光能的前提下，根據光合理論計算可能獲得的產量。美國的盧末斯（loomis）和威廉士（williams）公式為：
y=0.154q
式中：y為光合生產潛力[g/m2.d]；q為總輻射，為到達地面的直接輻射和散射之和（j/cm2）。
光合生產潛力在目前的的大田生產條件下尚達不到，只有在植物的生活環境得到全面的改善的控制下方能實現，因此，光和潛力是作物產量的上限。
（2）光溫生產潛力
光溫生產潛力是採用最先進農業技術措施，充分利用光能和溫度條件可能獲得的產量。
1）瓦赫寧根法（wageningen）
其中：主要適用於估算小麥、玉公尺、高粱、苜蓿等作物的產量
式中：yo—標準作物幹物質產量毛重（kg／hm2·d）；
f—白日的陰天部分（小數）；
yc—給定地區的全天陰天時的標準作物下物質產量毛重（ kg／hm2·d ），
ye—給定地區的全晴天時的標準作物幹物質的毛重；
rse—植彼地面在晴天裡吸收的短波幅射最大值（卡/cm2·d）；
rs—植被地面實際吸收的短波幅射值（卡／cm2·d）；
etm—生育期內日平均最大蒸散量（mm/d）
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