3．4．2 关于地球系统的人口承载力问题
关于地球系统的人口承载力问题，或地球系统的人口承载极限问题，是地球科学，尤其是地理科学的核心问题。科学家指出，20世纪人类最重要的三大发现是：爱因斯坦的相对论、计算机及其网络技术及人类对于地球存在极限的初步认识。由于地球上的资源贮量与环境容量是有限的，因此人类要有可持续发展的思想来对待生产和生活方式。自1992年世界环境与发展大会发表了《21世纪议程》以来，世界大多数国家，已把可持续发展作为各国的发展战略目标。而地球系统的人口承载力是可持续发展在基础理论之一。
1．关于承载力的计算问题
关于人口承载力的计算，有的只以人的主食和副食为准，都折合成标准粮计算，有的除主食与副食以外，还加上燃料（煤、油、汽、柴、草等）、衣料等在一起折合成标准粮。还有人主张，不仅要计算衣和食，而且还应将住和行也计算在内，他们主张，满足人类享有合理的物质文明与精神文明所需的空间：包括资源、能源及环境所需的空间，提供的矿产（金属能源建材）、淡水、土地、生活环境等：
·衣、食、住、行必需的土地资源、淡水水域；
·为提供住房、交通工具、生活工具需要的矿产资源所要求的产地空间；
·文娱、体育、旅游、教育、医疗、保健等公共场所所需的空间。
关于土地面积的计算问题，有的只计算耕地面积，有多少耕地能养活多少人。有的主张将耕地、山地、沙漠、荒地、石山等全部陆地算在内，理由是所有的金属矿资源、石油、天然气及煤等能源、水电能源及建材等，都可能从山区、沙漠、荒地上来。因此应该把所有的陆地都算上。还有主张除陆地以外，还应把海洋计算在内，因为海洋不仅提供人类所需的食品，如鱼、虾、海藻类等水产品，而且还提供石油、天然气，以及波浪、潮汐等能源和金属矿资源，如铁、锰结核等。
但大部分科学家所指的人口承载力是指主食和副食品的供应，都以多少耕地能养活多少人口来计算，这看来也不全面的，未来的食品可能从海洋中来，至少部分甚至相当一部分将来自海洋，某些医药也可来自海洋。
一个人的资源消耗量是一个十分复杂的问题，看以什么标准消费，穷人和富人间有很大的差别。我们既不能以高消费标准来计算，也不能以低消费标准来计算，应以合理的消费标准来计算。什么才自合理的消费标准？这也是一个问题。我们主张一个人应该以合理的物质生活和精神生活作为消费标准。但它究竟是多少呢？没有人研究过。这是应该认真研究的主要课题。
1996年一个中国城市人口的每天人均消费量：粮食387克、肉禽78.3克、鱼虾36.1克、奶类24.2克、蛋类76.1克。根据报道除粮食外，上述的消费量都以每年10％～20％速度递增。
一个美国人活到80岁时的平均消费水平为：共消耗淡水75吨，17吨碳水化合物，2.5吨蛋白质， 1.0吨脂肪，350立方米木材（约1000棵树），2000万升气油，还有金属、水泥、玻璃、塑料等建材，还有纤维等，衣食住行等消耗的资源和能源总量。
据联合国FAO资料，一个人的平均生存空间0.796亩（或称极限空间），或528平方米的空间面积，每人要求有30平方米面积的生态树。
2．资源承载力（极限）
由于我们只有一个地球，而且地球的空间是有限的，所地球系统资源也是有限的。
（1）非再生资源的极限：非再生资源是指矿产资，金属矿、石油、天然气、煤及各种建材资源等。据资料介绍，煤矿资源尚能维持100年。据现在探明贮量和年平均消耗量计算石油、（总贮量为30亿吨）天然气资源只能维持50年左右，磷酸盐资源约为55年（340亿吨贮量）。
（2）可再生资源的极限：可再生资源指土地资源、淡水资源及生物资源，包括植物资源，如农业、林业及草场资源等，动物资源，如野生与饲养的禽类和牲口、畜类等。据资料统计和有关报道：
耕地减少日益严重，近30年来，日本耕地减少了52％，韩国减少了42％，我国台湾省减少了36％。据联合国估算，在1950～1970年间、全球耕地面积减少25％，自1950年以来，用于生产粮食的人均土地面积缩少了30％，1950年时，人均耕地面积为0.23公顷，1995年时只有0.12公顷（世界观察研究所，1996）。
据世界自然基金会估计，全球现有32亿公顷森林，但现正以平均每年损失1540万公顷的速度在减少，尤以亚马孙河流域最为严重。亚太地区森林覆盖率为 21％，在 80年代，每年以平均390万公顷的速度减少，而10年中每年造林面积只有21万公顷。
淡水资源是工业、农业及人类生活所必需的资源，也是环境质量的重要标志。目前全球淡水资源的需求量达到了极限，约有12亿人口生活在缺水之中。据美国斯坦福大学估计，在今后的200年中淡水资源可能耗尽。
地球能供给粮食的能力是有限的，绿色革命给人类带来了希望，但也是有限的，其原因是植物只能将不超过2％的太阳能量转化为碳水化合物或蛋白质，遗传工程也不是无限止地能增长粮食的，机械化的作用也很有限。化肥用的磷酸盐，现在只有340亿吨贮量，将在55年内耗尽，而且耕地面积只在不断缩小，所以粮食生产也是有限度的。
物种在减少，以鸟类为例，有6699种的种群在减少，其中大约1000个鸟种的种群已减少到了濒临灭绝的地步。到本世纪末可能多达100万种动物、植物濒临灭绝。12％的哺乳动物和11％的鸟类濒临灭绝。每24小时有150～200种生物的种群在地球上消失（UNEP，1996）。
3．环境的承载力
地球系统的环境包括大环境（指自然条件，如地形、气候、自然灾害等）、环境（指环境污染如大气污染、水污染、土壤污染等）。
（1）自然条件：有些地方是适合于人类生活的，但不少地方是不适合于人生活的，如缺氧（海拔4000米以上）、缺温（极地与高山之顶）、缺水（沙漠）、缺土（石山、岩溶山地）等，约占全球陆地面积的25％～30％。其他人类可以生存的地方又有受到地震、洪涝、山崩、滑波、泥石流、火山、林火、雪灾、风灾等自然灾害的危胁。据FAO资料，每年约有600万公顷的土地在沙化；每年有100万平方公里面积的耕地被毁掉，11％的耕地的肥力在退化。
（2）环境污染：大气污染、酸雨、臭氧层的破坏。温室效应；气温上升、海面升高、海边低地被淹、海水倒灌、水质污染，使得本来缺水变得雪上加霜；土壤污染、固体污染、放射性污染、噪声污染、电波污染等，严重地破坏了人类的生存环境。
4．关于“增长的极限”与“无极限的增长”之争
著名的罗马俱乐部的两派学者，就可持续发展的基础理论“生产增长的极限”问题，开展了激烈的争论：
D．Meadows在他的力作《增长的极限》（The limited to growth）发表后，引起了西方世界的轰动，对主张“高增长、高消费”的人提出了警告。
《增长的极限》一书的主要要点是：运用系统动力学的方法，将支配世界系统的物质关系、经济关系和社会关系进行综合，提出了人口不断增长、消费日益提高，而资源则不断减少、污染日益严重，制约了生产的增长。虽然科技不断进步能起到促进生产的作用，但这种作用是有一定限度的。生产的增长是有限的。
J．L．Simon在他的著作《无极限的增长》中，提出了与D．Meadows完全相反的观点，认为增长是没有极限的，即“无极限的增长”的著名论点。
J．L．Simon的《无极限的增长》一书的要点是：采用历史外推法，提出凭借技术进步和市场调节作用，就能保证生产不断增长。他的主要论点有：
（1）资源问题：资源的短缺程度是由资源价格决定的，与获得资源的难易程度有关。价格越高，刺激了生产的积极性，资源少的可能变成多的，难开采的也开采了。
衡量资源紧缺的最恰当标准是自然资源的劳动成本资源相对于工资和其他商品价格，即以市场来调节。
统计结果显示，自然资源的短缺状况一直在趋向缓和。
（2）人口问题：人口不是太多，而是如何负担和教育这些孩子，即人的素质问题。
人口问题是一个先投资、后得益的问题。人口问题涉及更多的野生动物，更少的人，或相反？
（3）环境问题：人口寿命的增长证明环境在不断的优化。污染是坏事，但从经济学家的角度来看，主要是要寻找合理的污染水平。问题在于我们要付多大的代价，以换取多大的整洁度。
（4）技术问题：技术可以开发新资源、新能源和新材料；技术可以将低品位、原不能利用的成为可用资源、地壳深部原来不能利用变为可利用，原不能利用的其他星球的资源，宇宙资源也变得不可以利用为可利用。
技术可以将资源重复使用，有害物变为有利物。
5．人口增长的极限
奥地利克森堡国际应用系统分析学会的人口学家们认为，世界人口的增长是有极限的。现在人口为58亿，不大可能增长一倍。该机构的报告指出：到下世纪末，世界人口将达到高峰值后逐渐下降。《新科学家》周刊的主编沃尔夫罔·卢茨说，世界人口到2080年可能达到106亿的高峰后开始下降，到21世纪末降至103.6亿，并将继续下降，到2100年时世界人口将降至65亿左右，人口将稳定在这个水平。这种预测的可能率在60％。
按联合国的人口司统计1990～1995年人口年增长率为1.48％，过去为1.57％，每年少增长2900万人口，1990～1995年间每年妇女生育平均为 2.96胎，而过去为 3.1胎，人口增长已趋向缓和。现在人口为57.7亿，2050年的人口将为94亿。
FAO（1996）指出，世界粮食年平均增长率：60年代为3％，80年代为2％，90年代为1.8％。
为了保持人类社会的可持续发展，在现在科技水平与只有一个地球、人类可以赖以生存的条件下，人类应有以下的共同认识：
第一，人类对非再生资源的消费速度不能大于非再生资源的替代速度，即不能大于新能源、新材料等的发展与开发速度；
第二，人类对可再生资源的消费速度，不能大于可再生资源的再生速度，即不能大于粮食、棉花、淡水资源的年总产量；
第三，人类对环境的破坏速度，不能大于自然环境的自净能力（即环境容量）和自我恢复能力（自组织能力）；人类对环境的破坏速度不能大于人类对环境的建设速度；人类对自然灾害的抗御能力要大于自然灾害的破坏能力；
第四，人类自身的发展速度要大于人类自身的退化速度，如人类繁殖能力的退化、体力的退化、抗病力的退化等。