生態系統的承載能力,是指一個生物物種在特定環境中所能被支持的最大種群規模。這個規模是根據該環境可用的食物、棲息地、水源及其他資源來決定的。承載能力同時要求資源的提取不會超出資源的再生速度,而產生的廢物也必須在環境能夠吸收的範圍內。
承載能力是環境的最大負荷,反映了當死亡人數等於出生人數(以及移民與移出)時的種群平衡。
承載能力的概念在許多領域中都有其應用,包括生態學、農業及漁業等。人類的承載能力則與可持續人口的概念相連。對於全球人類承載能力的考量,一本名為《增長的極限》的書籍於1972年提出了深入研究。隨後的研究和分析深入了這一話題,包括了許多批評和反思。
根據2012年在《自然》期刊發表的一項研究,22位國際研究者表達了對地球可能“接近狀態轉變”的擔憂,這可能導致地球生物圈對人類生活變得不再友好,人類的承載能力或許會因此下降。
隨著人類可能超越安全使用生物圈的“臨界點”,這一擔憂在日後的數年中持續增強。
許多研究者對地球的承載能力估計在20億至40億之間,具體取決於國際合作解決共同行動問題的樂觀程度。那麼,如何能夠確保我們的生活方式不會超出這一極限?
關於“承載能力”這一術語的由來尚不確定。其最早的使用紀錄可以追溯至1838年,但當時並未正式使用這一名詞。在19世紀的早期,這一概念主要是在國際航運的背景下提出的,並逐步向生物學領域擴展。至1950年代,承載能力的術語已廣泛應用於生態學,以表達自然系統的生物限制。
在生態學中,承載能力的計算能夠幫助我們了解種群動態,並將其與出生率和死亡率相結合。一般而言,若某一物種的數量低於承載能力,則該環境能夠支持其人口持續增長。相反,當其超過該界限時,人口則會減少。
承載能力的定義確立了生物與環境之間微妙的平衡。
農民在經營農地時,需要計算土地的承載能力,以便建立可持續的放牧率。在澳大利亞,這通常以“乾羊當量”(DSE)來計算。這代表著以50公斤的梅里諾公羊、母羊或非孕母羊為基準,並不僅限於羊,其他牲畜的承載能力也通過這一標準來計算。
在全球範圍內,不同地區對於承載能力的計算方式也有所不同。英國使用的單位是“牲畜單位”(LU),而美國和加拿大則採用“動物單位”(AU)。這些計算方法不僅能夠應用於農業,還能在自然區域的管理上發揮作用。
這樣的計算方法大大提高了農業的可持續性,並減少了過度放牧對環境的影響。
在漁業管理中,承載能力同樣至關重要。可持續漁獲量(MSY)被定義為“在平均環境條件下,能夠持續捕撈的最高平均捕撈量”。最初,MSY被視為承載能力的一半,但經過進一步的研究,這一數字隨著物種的變化而略有調整。
然而,這一數學模型在實際應用中有其局限性。一旦捕撈量持續超過這一極限,物種的總體數量便會下降至零。因此,漁業管理的可持續性始終與環境的承載能力息息相關。
人類的承載能力需要考量生活方式及其科技水平的影響。歷史上兩次重大的經濟革命:農業革命和工業革命,顯著提高了地球的人類承載能力。根據估計,隨著科技的進步,地球的承載能力在短期內得到了進一步提升,但伴隨而來的環境代價卻也是不可忽視的。
科技的進步雖然提高了人類的生活質量,卻也導致了生態系統服務的退化,進而威脅到承載能力。
在這個需要平衡需求與承載能力的時代,如何選擇一種可持續的生活方式來降低我們對地球的影響呢?