يرتبط مفهوم الاستدامة بمفهوم محدودية الموارد الطبيعية بما في ذلك خدمات النظام الإيكولوجي ومشكلة الزيادة السريعة في معدلات استخدام هذه الموارد والتي يشار إليها عموماً بحدود النمو. حدد قادة علوم الاستدامة الرواد هذا النوع من النظام باعتباره عيباً أساسياً في العلاقة بين الاقتصاد البشري والقدرات البيئية للأرض.
على الرغم من أن الأرض محدودة ، إلا أن المطالب التي يفرضها عليها المجتمع تتزايد بمعدل أسي. يقصد بمعدل النمو الأسي أن عنصراً مُقاساً معيناً ينمو كل عام -عاماً بعد عام- ، مثل الفائدة المركبة المتعارف عليها لحساب التوفير المصرفي. وبالتالي يتسبب هذا النمو الأسي في حدوث حلقة تقوية تتغذى باستمرار على النظام الذي يبني على نفسه بمعدل أسرع مما يتوقعه معظم الناس.
يقدم الخبير الاقتصادي Al Bartlett صيغة قاعدة عامة لتقدير هذا الوقت المضاعف ، بالنظر إلى معدل النمو المحدد يبسطها بما يلي:
أكتب الرقم 70 ، اقسمه على النسبة المئوية للنمو لكل وحدة زمنية وهذا يمنحك وقت المضاعفة. مثال: 5٪ سنوياً ، تقسم 5 إلى 70 ، ستجد أن الكمية المتزايدة ستتضاعف في الحجم كل 14 عامًا.
تم استكشاف معضلة النمو السكاني البشري المتزايد والنشاط الاقتصادي الذي يحدث على كوكب محدود لأول مرة من قبل الاقتصادي هيرمان دالي ومؤلفي كتاب حدود النمو عام 1972م. خلص هذا الكتاب إلى أن الجنس البشري واجه مشكلتين أساسيتين تفيد بتوقع الوصول إلى حدود الأرض في غضون 100 عام ، والسيناريو المحتمل عند الوصول إليها سيكون كارثيًا كالإفراط في إطلاق النار والانهيار! لذا يوصى بتوفير قيود في أي نظام محدود يمكن أن تعمل على وقف النمو الأسي. هذه القيود هي حلقات ردود فعل سلبية حيث تصبح الحلقات السلبية أقوى مع اقتراب النمو من الحد الأقصى. في النظام العالمي تتضمن حلقات التغذية الراجعة السلبية عمليات مثل تلوث البيئة ، واستنفاذ الموارد غير المتجددة والمجاعة. تميل التأخيرات المتأصلة في عمل هذه الحلقات السلبية إلى السماح للسكان ورأس المال بتجاوز مستوياتهم المستدامة في نهاية المطاف وتعرف فترة التجاوز كإهدار للموارد.
تعمل شبكة البصمة العالمية Global Footprint Network على تقييم ما إذا كان النشاط البشري يستخدم مساحة أكبر من الأراضي المتاحة على الأرض ، بما في ذلك القياسات لكل بلد على حدة. أظهرت النتائج بأن البشرية الآن “تستخدم ما يعادل 1.6 لتوفير الموارد التي نستخدمها وامتصاص نفاياتنا” وتقدر أنه في ظل سيناريو استمرار حجم الاستهلاك والتوسع باستغلال مساحات الأرض على هذا النحو ستكون هناك حاجة إلى ضعف مساحة الأرض ومواردها لدعم البشرية بحلول عام 2030. قدر تقرير المعهد الدولي للتنمية المستدامة لعام 2010 (IISD) أن 60٪ من خدمات النظام البيئي للأرض قد تدهورت في الخمسين عاماً الماضية.
يعد تجنب سيناريو التجاوز والانهيار للنظم البيئية والموارد الطبيعية للأرض احد اهم اهداف وجهود الاستدامة في جميع أنحاء العالم للحد من مخاطر محدودية الموارد الطبيعية للمساهمة بوفرة الموارد الطبيعية اللازمة للإحتياج البشري وتوازن النظام البيئي.