從承載力的屬性分析承載力研究的理論基礎

■ 張宏亮/何 波

（1.西南科技大學經(jīng)濟管理學院，四川 綿陽 621010；2.國土資源部資源環(huán)境承載力評價重點實驗室，北京 101149）

1 研究背景

20世紀初，美國農(nóng)業(yè)部的研究人員首次開始使用“承載力”這一詞匯，但是對于承載力問題的研究由來已久，最早可以追溯到18世紀人口統(tǒng)計學和生物學中對于人口和生物種群數(shù)量問題的研究，發(fā)展至今大致經(jīng)歷了三個階段的變化：第一個階段以馬爾薩斯的《人口理論》為代表，強調(diào)了某一資源環(huán)境約束對于人類及生物種群數(shù)量的限制，是承載力研究的奠基階段[1]-[7]；第二個階段是承載力理論的初步應用階段，隨著Odum首次將Verhulst的Logistic曲線中的理論最大值常數(shù)聯(lián)系起來以及二十世紀六七十年代全球性的資源環(huán)境危機的歷史背景，學者們真正開始將承載力應用于實證研究[8]-[13]；第三個階段，承載力的研究方法開始向綜合化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展，研究應用也開始與可持續(xù)發(fā)展理念結合起來，為可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃提供了一個集物理、社會經(jīng)濟、環(huán)境系統(tǒng)等于一體的綜合框架。

2 承載力研究的困惑需要回歸對承載力屬性的研究

承載力的研究經(jīng)歷了一個由具體到抽象的演化過程，當前甚至成為了衡量資源、環(huán)境、人口與經(jīng)濟四者關系的指標，成為了系統(tǒng)、定量研究可持續(xù)發(fā)展的框架性手段。然而，筆者通過對承載力文獻的研究發(fā)現(xiàn)，承載力的研究主要是建立在分析承載主體對承載對象的支撐能力上的，直接將這種狀態(tài)定義為承載力（實際研究中更多分析的是承載力的極限狀態(tài)），并沒有過多地去探索承載力的屬性，從而無論是定性的方法還是定量的方法，在承載力本身的表述上都顯得過于簡單化。這導致在分析承載力問題的時候，面臨了兩個基本困惑：第一是承載力的極限是否客觀存在；第二是承載力如果存在，是否具有可算性。解決第一個困惑是承載力理論和方法繼續(xù)深入發(fā)展的基本前提，亦是解決第二個困惑的前提。而解決第二個困惑則是承載力可以真實反映可持續(xù)發(fā)展的前提。

對于承載力的極限是否客觀存在的問題，學者們持有了兩種不同的態(tài)度。以美國馬里蘭大學的J.L.Simon為代表的主流經(jīng)濟學家認為，自然環(huán)境對經(jīng)濟增長是不設限的，承載力只不過是人為的產(chǎn)物，從歷史經(jīng)驗看，人類的知識和技術進步具有無限性，任何自然環(huán)境對經(jīng)濟增長的限制都可以通過技術進步等途徑得到解決，人類社會現(xiàn)在面臨的和未來將要面臨的所有環(huán)境問題都可以通過技術進步、貿(mào)易等途徑加以解決（Barnett&Mor s e,1963;Brown&Field,1978; Catton,1980; Fisher,1979;Simon,1980; Ausubel,1997; Stephen&Daniel,2000;Huesemann,2001）。而主流的生物學家則承認自然環(huán)境對經(jīng)濟增長的限制作用，承認承載力極限的客觀存在。K.E.Boulding等認為地球是獨立系統(tǒng)，無法完全與外界進行物質(zhì)能量交換，這種孤島狀態(tài)決定了承載力極限的客觀存在（Boulding,1966;Harding,1974,1986; Rees,1966; Williams,2000;John,2004）。大部分生態(tài)學家雖然承認技術進步、貿(mào)易、生活方式等社會文化因素可以極大地提高承載能力，但同樣堅信人類不斷增長的需求最終將與地球的自然極限發(fā)生沖突（Brown,1995,1997;Brown&Kane,1994; Harris&Kennedy,1999）。

而大多數(shù)的研究人員面對越來越多亟待解決的現(xiàn)實問題，往往都是在假設承載力極限客觀存在的基礎上，進一步去解決第二個困惑的。發(fā)展至今已經(jīng)進入資源環(huán)境綜合承載力的測算，其測算方法主要分為三大類：一是基于能值和物質(zhì)轉移的測度方法，如生態(tài)足跡法、能值分析法等；二是面向多系統(tǒng)的分層次綜合指標測度方法，如多層次綜合評價法、基于經(jīng)濟的指標體系框架模式、社會-經(jīng)濟-環(huán)境三分量模式或主題框架模式等；三是系統(tǒng)性建模測度方法，包括系統(tǒng)動力學模型、多目標規(guī)劃模型等。雖然，這些方法都已經(jīng)發(fā)展出了各自的定量分析系統(tǒng)，但是其中也融合了不少主觀成分，導致不同的測算方法面對同一研究對象的承載力結果不同，甚至利用同一方法對同一對象的承載力計算值都可能因人而異。這也是解釋第二個困惑面臨的難點。而導致這些情況發(fā)生，主要是由于人類對生態(tài)系統(tǒng)復雜性的理論研究不足以及對人類自身人文社會因素的影響機制揭示不足。

綜合來看，承載力問題研究的第一個困惑的解釋需要對承載主體和承載對象的時空屬性進行細致分析，而第二個困惑的解釋需要對承載主體和承載對象的內(nèi)部機制（屬性）進行細致分析。因而，承載力問題的研究，應該回歸到對承載力本身的屬性研究上來。

3 承載力的經(jīng)濟屬性及物理屬性

承載力原本是物理學中的一個概念，指物體在不產(chǎn)生任何破壞時所能承受的最大負荷，具有力學中壓強的量綱。因而，承載力天生具有物理屬性，然而這一概念被沿用至其它領域時，其實只是保留了承載主體和承載對象的提法，對于其物理屬性的研究卻丟失了。在單因素承載力分析時期，學者們把人口作為承載力研究的核心承載對象，而把資源、環(huán)境甚至經(jīng)濟作為承載的主體，分析承載主體對承載對象的支撐能力及估計可能的極限值情況。構建的模型反映如“資源→人口”、“經(jīng)濟→人口”等簡單直接承載關系，這種分析模糊了承載主體和承載對象的系統(tǒng)屬性，因而在運用時具有很大的局限性。

后期學者們開始從綜合系統(tǒng)的角度研究承載力，其貢獻是將簡單直接承載關系擴展為多環(huán)遞階承載關系，構建出的模型大多如“資源→經(jīng)濟→人口”、“環(huán)境→經(jīng)濟→人口”等，從而使得經(jīng)濟作為中間環(huán)，帶動了資源（環(huán)境等）對人口的承載。但是，由于經(jīng)濟影響因素復雜化多元化，所以構建的綜合評價系統(tǒng)內(nèi)部復雜但其所反映的系統(tǒng)關系卻很模糊，甚至直接被模糊為承載力本身。而筆者認為這種系統(tǒng)關系應該并非是承載力，而是相關對象的活動，尤為突出的是生產(chǎn)活動。承載力僅僅是活動過程中各要素關系的表現(xiàn)，因而具有經(jīng)濟屬性。對承載力的經(jīng)濟屬性還應當進一步研究并加以明確。

3.1 承載力的經(jīng)濟屬性

筆者認為，承載力實際是蘊含在廣義的生產(chǎn)理論當中的，即承載力本身是生產(chǎn)過程中要素與要素間的關系反映。其實經(jīng)濟學中早已有了類似于承載力的表述，只是沒有將其概念化。馬克思最早在《政治經(jīng)濟學批判》導言中，從生產(chǎn)與消費之間的關系角度，闡述了兩種生產(chǎn)之間的關系：“生產(chǎn)直接也是消費，消費直接也是生產(chǎn)”，“在第一種生產(chǎn)（物質(zhì)資料生產(chǎn)）中生產(chǎn)者物化，在第二種生產(chǎn)中生產(chǎn)者所創(chuàng)造的物人化”。恩格斯在《家庭、私有制和國家的起源》第一版序言中明確提出了兩種生產(chǎn)：“根據(jù)唯物主義觀點，歷史中的決定性因素，歸根結底是直接生活的生產(chǎn)和再生產(chǎn)。但是，生產(chǎn)本身又有兩種：一方面是生活資料，即食物、衣服、住房以及為此所必需的工具的生產(chǎn)；另一方面是人類自身的生產(chǎn)，即種的繁衍?！笨梢?，整個社會的生產(chǎn)可概括為人的生產(chǎn)與物質(zhì)資料生產(chǎn)（包括生產(chǎn)資料生產(chǎn)與生活資料生產(chǎn)）兩大類。

雖然，馬克思與恩格斯重點從哲學角度論證了兩種生產(chǎn)之間的關系，但這并不妨礙兩種生產(chǎn)理論可以作為社會發(fā)展的基本理論。從兩種生產(chǎn)之間的經(jīng)濟聯(lián)系看，人的生產(chǎn)向物質(zhì)資料生產(chǎn)（簡稱物資生產(chǎn)）供給勞動力資源，而物資生產(chǎn)則向人類供給生活資料。因此，社會生產(chǎn)的正常進行需要兩種生產(chǎn)之間的協(xié)調(diào)，即人的生產(chǎn)與物資生產(chǎn)必須保持恰當?shù)谋壤?。以勞動力資源與生產(chǎn)資料之間的關系為例說明，倘若勞動力的供給數(shù)量少于生產(chǎn)資料需求的數(shù)量，即勞動力供不應求或生產(chǎn)資料供過于求，則許多生產(chǎn)資料不能發(fā)揮作用，從而造成物質(zhì)資料的浪費。倘若勞動力多于生產(chǎn)資料，勢必造成相當一部分勞動力待業(yè)，或者全部勞動力就業(yè)不足，形成人力方面的浪費。簡單的分析可以發(fā)現(xiàn)，為實現(xiàn)人均生活水平的不遞減，必須將人口數(shù)量的增長率控制在物質(zhì)資本的積累率之內(nèi)。這實際上已經(jīng)構成了人的生產(chǎn)與物的生產(chǎn)之間的承載關系。

而在西方經(jīng)濟學中，生產(chǎn)理論也揭示了類似的承載力思想。生產(chǎn)理論是分析生產(chǎn)者行為的，即研究生產(chǎn)者如何把土地、勞動、資本、企業(yè)家才能這四種生產(chǎn)要素轉化為產(chǎn)品的過程。在具體的研究中，經(jīng)濟學家按生產(chǎn)者能否變動全部要素投入為標準劃分生產(chǎn)為短期生產(chǎn)和長期生產(chǎn)。短期內(nèi)企業(yè)的一部分生產(chǎn)要素固定不變，另一部分生產(chǎn)要素是可變的。在技術不變的條件下，隨著可變生產(chǎn)要素投入的增加，生產(chǎn)者的邊際報酬是先增加后遞減的，這就是短期生產(chǎn)的邊際報酬遞減規(guī)律。而對邊際報酬遞減規(guī)律的解釋是，可變要素投入的增加在一開始能促使固定要素潛在效率發(fā)揮，而持續(xù)不斷地增加可變要素，最終會達到一個邊際報酬增長的臨界點，超過這個臨界點繼續(xù)增加可變要素，會破壞規(guī)定要素的既有屬性從而導致邊際報酬不增反降。長期生產(chǎn)則不同，長期生產(chǎn)內(nèi)所有的要素都可以及時調(diào)整，因而生產(chǎn)者可以根據(jù)需求狀況和企業(yè)的經(jīng)營狀況，擴大或縮小企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，乃至進入或退出一個行業(yè)。不過，對于同一個企業(yè)而言，其長期生產(chǎn)是由一個又一個連續(xù)的短期構成的，所以，歸根結底都要受到邊際報酬遞減規(guī)律制約來實現(xiàn)其短期最優(yōu)。

可以看出，受時代的限制，馬克思恩格斯的兩種生產(chǎn)理論的前提必然是自然環(huán)境可以供給無限的環(huán)境資源與消納無限的廢物。然而這并沒有妨礙其中所蘊含的作用力與反作用力的雙向承載力內(nèi)涵。由這一內(nèi)涵拓展開來，我們完全可以進一步構建包括生態(tài)環(huán)境的生產(chǎn)在內(nèi)的三種生產(chǎn)理論，來支持承載力的理論研究。而西方經(jīng)典經(jīng)濟學中的邊際報酬的臨界點，幾乎已經(jīng)是承載力的直觀表述了，可惜的是，這一理論僅停留在了對微觀主體的生產(chǎn)行為分析上，并沒有進一步拓展到整個宏觀經(jīng)濟增長的研究當中，而且對微觀主體投入要素中也沒有將生態(tài)環(huán)境作為要素。經(jīng)典的宏觀經(jīng)濟增長模型里，一方面是把土地等作為要素內(nèi)化到了資本當中，另一方面根本沒有考慮將生態(tài)環(huán)境納入要素之中，從這個角度來看，與馬克思的兩種生產(chǎn)理論是沒有區(qū)別的。

結合馬克思兩種生產(chǎn)理論和西方經(jīng)濟學的生產(chǎn)理論以及學者們對承載力是否存在極限的態(tài)度，筆者認為承載力具有以下三點經(jīng)濟屬性：（1）承載力的研究也有短期和長期之分，短期之內(nèi)研究承載力的極限數(shù)值是有意義的，而長期內(nèi)承載力的極限受制于人類創(chuàng)新和生物進化本身的未知性，承載力極限的數(shù)值是無意義的。（2）承載力是人類生產(chǎn)、物質(zhì)生產(chǎn)及環(huán)境生產(chǎn)過程中，要素與要素關系的反映，可以由宏觀要素間的邊際產(chǎn)出效果來衡量承載力。（3）承載力應同時研究其作用力與反作用力，分析其中的短板效應。由此可見，承載力的主體與對象間在理論模型上應被定義為一系列包含生態(tài)環(huán)境要素在內(nèi)的短期生產(chǎn)關系。

3.2 承載力的物理屬性

如前所述，在經(jīng)濟屬性中承認承載力的作用力與反作用力，已經(jīng)部分運用了承載力的力學物理屬性。但是，僅僅是這樣承載力的分析還不夠充分。應該在明確了承載力的經(jīng)濟屬性后，可以進一步去分析其物理屬性，結合經(jīng)濟物理學來創(chuàng)建理論模型。

與承載力相關的一個力學屬性是延性。結構、構件或構件的某個截面從屈服開始到達最大承載能力或到達以后而承載能力還沒有明顯下降期間的變形能力。延性好的結構，構件或構件的某個截面的后期變形能力大，在達到屈服或最大承載能力狀態(tài)后仍能吸收一定量的能量，能避免脆性破壞的發(fā)生。這里的結構、構件或材料即為承載對象，其物理屬性可以映射為廣義承載對象的屬性。從而對物理承載力的研究可以映射到對于任意承載對象的屬性研究上，進而在明確承載對象屬性的基礎上去搜索承載力的閾值。當然，這種研究需要建立專門的模擬實驗室，來進行小范圍的承載力對象材料性質(zhì)研究。

主流經(jīng)濟物理主要局限在運用統(tǒng)計物理的概念、理論以及方法分析金融領域的現(xiàn)象及其實證研究。從現(xiàn)實數(shù)據(jù)出發(fā)，進行數(shù)據(jù)挖掘，尋找隱藏在數(shù)據(jù)背后的經(jīng)濟法則，最終給出數(shù)理表述。這源于經(jīng)濟物理的先驅們初始對此學科研究范圍和方法的界定。金融領域數(shù)據(jù)易得，而統(tǒng)計物理正好利用數(shù)據(jù)而去發(fā)現(xiàn)法則。換一種思路，如果不因數(shù)據(jù)易得問題，把經(jīng)濟物理僅局限在金融領域和統(tǒng)計物理上，而是令其涉足其他經(jīng)濟領域，考察內(nèi)部機制，從理想化出發(fā)，放開對統(tǒng)計物理的限定，利用其他物理分支可能更有利于承載力利用經(jīng)濟物理來構建研究理論。

生產(chǎn)理論所需要的要素必然會受到技術、利潤等因素的影響而發(fā)生流動，通過研究其流動條件，我們可以發(fā)現(xiàn)要素的流動與物理空間上物體的運動具有很大的相似性，從而使得以要素關系建立起來的承載力研究基礎，也可以通過廣義物理的方法來進行細節(jié)化的分析。比如，宏觀可變要素的連續(xù)投入在經(jīng)濟上表現(xiàn)為一種聚集，如果將固定要素視為一個空間層面，可變要素在空間的聚集會在一定條件下改變空間的狀態(tài)。改變之前，可能兩要素之間的摩擦力傾向于維持原有的空間狀態(tài)，而隨著集聚的增強，承載空間變形使得兩者的關系不再是水平接觸的承載力關系，而有可能發(fā)生傾斜，從而表現(xiàn)出滑落的動態(tài)屬性。沿著這一思路展開，研究承載力的具體物理屬性，不失為研究一定模型下承載力細節(jié)表現(xiàn)的有效途徑。

4 小結

綜上所述，承載力的研究具有細微的經(jīng)濟屬性和物理屬性。研究其經(jīng)濟屬性有助于解釋承載力研究的第一個困惑，而研究其物理屬性有助于從細節(jié)上研究承載力的變化和機制，從而促進科學解釋承載力研究的第二個困惑。因此，筆者認為，一定區(qū)域的資源環(huán)境綜合承載力，可以構建外在的生產(chǎn)關系模型和內(nèi)在的物理關系模型來研究。

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