【经岚传递】人口增长与地球人口承载力
【经岚传递】16L81
环境经济学经典文献课堂阅读系列
人口增长与地球人口承载力
编译/董晴园
阅读文献：POPULATION GROWTH AND EARTH’S HUMAN CARRYING CAPACITY（JOEL E. COHEN）
这篇关于人口增长与人口承载力的文章是科恩1995年发表在science上的。人口问题是全球经济可持续发展的一个根本性问题，因而诸多学者都在这方面开展了讨论与研究。科恩在这篇文章中结合现实依据与理论推导，集中解释了人口承载力的动态性与不确定性，并通过简单的数学公式解释了人口增长率与人口承载力之间的内在关系。
一、The Past and Some Possible Futures — 历史与可能的将来
在第一部分中，科恩主要讨论了过去2000年来人口增长状况以及由此引发的一系列社会问题，从中引出了人们对未来地球可承载最大人口数的估计。
在过去的2000年间，全球人口年均增长率从0.04%一路上涨，在约1965-1970年间达到最高增长率约为2.1%，随后略有下降，目前20世纪末的人口年均增长率为1.6%左右。这样指数型增长的J型人口曲线意味着什么呢？它带来的后果除了为经济增长创造了更多的劳动力之外，同时还有大量的社会问题与矛盾。例如，在人口增长不断加快的同时，统计显示人均能源消耗的速度远远快于人口增长速度，这意味着，不久的将来，我们很有可能面临地球能源资源消耗殆净的事实。另外，人口密集度的提高与迁徙率的上升使大范围病毒传染成为可能，严重危及全人类的健康；人口压力下产生的社会不平等加剧、文化冲突频繁化等都是可能危害社会稳定的因素。
在这样的人口压力下，联合国给出一份对未来人口增长量的估计报告。由于存在很多不确定性，联合国认为全球人口将在2050年左右达到人口巅峰，其具体人口数量将在78-125亿之间。而随后作者综合65篇研究报告给出一个地球最大人口承载力的估计区间，约在77-120亿之间。这两个数据相似性让我们有理由认为，我们应该更准确的把握人口增长与地球人口承载力之间的关系，以更好地控制人口的增长与发展。
二、Methods of Estimating Human Carrying Capacity — 人口承载力的估算方法
在这一部分中，科恩列举了目前最常见的六种人口承载力的预估方法，并指出其中存在的问题以及他认为在估算地球人口承载力时需要着重考虑的因素。
第一种，将人口承载力按地域划分分别计算并加总。科恩认为这种地域划分方法首先过于主观，其次这样的计算方法显然是静态的，没有考虑人口承载力会随时间而变化的因素。
第二种，根据历史人口曲线走势推测未来趋势。同样缺乏客观性与科学依据。
第三种，重点关注单个因素对人口容量的限制，如食物（A. Penck, 1925），人口容量可以通过统计食物供给总量和人均食物消耗量量来计算得出。但是人均食物消耗量往往因人而异，难以统一，并且最大的问题在于这样的模型往往只能测算某一种限制因素对人口容量的影响，这与现实极为不符。
第四种，考虑到某些因素难以统计，于是有人提出将这些因素合并到某一可计量因素中来。譬如将水资源、能源等因素通过对土地生产力的测量表现出来。然而无法解决的仍是只能表现极为有限的限制因素，而人口承载力是同时受大量因素限制的。
第五种，J.F. Liebig在1855年曾提出对相互独立因素分别计算人口容量并计算最小值的方法测算人口承载力。这个方法看似解决了之前只能考虑有限个数影响变量的问题，但是科恩提出了该方法存在的极大缺陷：1）人口的不同组成部分（如不同地区）可能存在互不相同的影响因素；2）限制因素可能随历史推进有所改变，即人类的适应性行为往往会改变人口容量的主要限制因素；3）限制因素互不干扰的前提过于理想。
第六种，通过融合大量确定性和随机性方程式，采用大数据进行电子计算机的模型核算。科恩相对推崇最后一种方法，因为它可以将相互影响的各种影响因素包括在内，并将不确定因素通过随机方程的形式展示出来。
最后，科恩总结出人口承载力测算需着重考虑的两个方面：一是人口承载力不同于其他物种，是由自然限制与人类的主观性选择同时决定的；二是由于全球贸易、文化传播、技术分享的存在，人口承载力不能各个民族分解计算，而应该将全世界视为一个整体来考虑。
三、Mathematical Cartoons — 数学模型
在第三部分，科恩分步解释了马尔萨斯-孔多赛-米尔的人口增长模型，并借此说明人口增长率与人口承载力之间的关系变化是如何体现在人口增长模式上的。
首先，定义P(t)为t时刻的地球人口，K(t)为t时刻的地球人口承载力。根据马尔萨斯人口原理，可写出马尔萨斯等式：dP(t)/dt=r*P(t)*[K-P(t)]，其中r是大于零的边际系数。这个等式意味着随时间的推进，人口增长受到人口基数不断扩大以及人口总量与人口承载力差值不断缩小的影响（此处马尔萨斯将人口承载力K视为常量），呈现指数型增长。
随后，孔多赛提出K(t)应作为变量而非常量考虑，并认为dK(t)/dt=c*dP(t)/dt，其中c是边际系数。结合马尔萨斯等式分析可知：若c>1，则K的增长速度快于P，因此人口总量趋于无穷，呈快于指数的增长模式；若c=0，则两者增长速度相等，人口总量呈指数型增长（exponentially growth）；若c<1，P逐渐趋近于K，人口增长速度逐渐下降，当P(t)=K(t)时，人口将不再增长，这种人口增长模式称为逻辑型增长（logistically growth）。
接着，米尔进一步将系数c作为一个与P(t)反向相关的变量来考虑，即c(t)=L/P(t)，其中L是一个大于零的边际系数。若假设c(0)>1，则随着P(t)随时间t而增加，c(t)将经历一个从大于1到小于1的递减过程，而通过结合马尔萨斯与孔多赛的分析框架，我们得出人口增长模式应呈现一个从快于指数到指数型并最终逻辑型增长至一个最大值的S型增长。
而科恩通过历史统计数据的实证发现，人口增长确实在1970年左右经历这样的一个转折点，总体而言符合这一模型的理论分析。
四、Issues for the Future — 对未来的考虑
面对这样一种理论加实证的人口增长模式分析，我们可以看到尽管地球人口承载力随经济发展等存在历史性的上升趋势，但最终人口还是不可能无限制地增长，而是会达到一个客观存在的最大值，而且这个最大值将很有可能在未来100年中出现。那么对于“该如何权衡人口增长、经济福利、环境质量、文化价值”这样一个综合性问题，我们究竟该采取怎样的可行性措施呢？
支持“bigger pie”的学者认为应该通过发展科技来进一步提高人口承载力，给人口增长提供更大空间以缓解人口压力。支持“fewer folks”学派的观点是减缓甚至停止人口增长来保证现存人口的生存质量，具体措施有提倡科学避孕、提高婴儿存活率、促进经济发展和教育普及、提高妇女地位等。另外还有部分学者提倡“better manners”，通过改变社会体制，改变人们相处与影响的模式来激励人们自发改变自身行为，使社会福利最大化。究竟人类该何去何从，还应通过更多深入的研究与实践寻找最佳答案。