水资源承载力评价研究.ppt

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1、水资源承载力评价研究,主要内容,1 水资源承载力的提出2 水资源承载力概念的由来3 水资源承载力的研究现状 4 水资源承载力的研究趋势,1 水资源承载力的提出,世界发展背景：二十世纪中叶以来，随着科学技术突飞猛进地发展，人类已经生活在一个大变革、大动荡的世界里：由于人口的急剧增长，导致了人口与经济、人口与资源矛盾突出，人类为了满足自身的需求，在缺乏有效保护措施的情况下，大量地开采和使用自然资源，使资源耗竭、生态环境恶化，威胁到了人类的生存和发展。,1 水资源承载力的提出,“可持续发展”战略的提出：人类面对着其发展史上前所未有的人口、资源和环境等世界性问题，不得不对其传统的发展观念进行反思、对其

2、传统的经济发展模式进行重新审视，并开始探寻新的发展战略。“可持续发展”战略正是在这样的大背景下提出的。它的产生得到了世界大多数国家与组织的承认和接受，并成为全球促进经济发展的动力和追求文明进步的目标。,1 水资源承载力的提出,资源在发展中的地位：人类自然资源是支持地球上生命系统和人类生存发展的物质基础，是可持续发展的重要保障。人类社会的一切进步与发展，都是来自自然资源的物质转换和供给，而自然资源无论是再生的和非再生的都是有限的。因此，走合理利用资源和节约资源的路子，是可持续发展的必然选择和基本要求，保护生态环境和资源是可持续发展的重要前提。,1 水资源承载力的提出,水资源在发展中的地位：水资源

3、是自然界最基本而又是最活跃的因素，也是最具有多种用途而又不可替代的可更新自然资源。水资源不仅是一种控制生态环境的基础自然资源和一切社会发展的物质基础，而且是一种战略性的经济资源，是一个国家综合国力的有机组成部分。,1 水资源承载力的提出,水资源出现的问题：传统的水资源开发利用模式造成了水资源的日益贫乏和水环境污染的日益严重等重要问题，这种严峻的现实制约着社会经济的发展，影响社会安定和威胁着人类的生存。,1 水资源承载力的提出,水资源承载力的提出：由于水资源对社会经济发展的重要作用，近年来，“以水定产，以水定发展”，即水资源承载力研究，作为可持续发展研究和水资源安全战略研究中的一个基础课题，已引

4、起学术界和政府相关部门的高度关注，并成为当前水资源科学中的一个重点和热点研究问题。,2 水资源承载力概念的由来,承载力（Carrying Capacity，有时亦译为Bearing Capacity）一词原为物理力学中一个物理概念，指物体在不产生任何破坏时所能承受的最大负荷，具有力的量纲。,2 水资源承载力概念的由来,随着事物的不断发展和人类对事物认识与研究的深入，承载力的概念被借用到其它的研究领域，用以表达受体对载体的贡献能力，于是产生了不同领域下的承载力概念，同时承载力也由物理概念成为抽象概念。,2 水资源承载力概念的由来,承载力抽象概念的起源可以追溯到马尔萨斯时代，马尔萨斯是第一个看到环

5、境限制因子对人类社会物质增长过程有重要影响的科学家，他的资源有限影响人口增长的理论不仅反映了当时社会形式，而且对后来的科学研究都产生了广泛的影响。,2 水资源承载力概念的由来,第一个将马尔萨斯的这个观点用数学形式逻辑斯缔方程表达出来的是Verhust。将马尔萨斯的理论用逻辑斯缔方程的形式表示出来，用容纳能力指标反映环境约束对人口增长的限制作用可以说是现今研究承载力的起源。马尔萨斯理论对19世纪末期承载力概念在生物学与生态学中得到广泛应用、对20世纪的人口学与经济学研究等产生了重要的影响。,2 水资源承载力概念的由来,最早借用承载力一词的其它学科是群落生态学，其含义是“某一特定环境条件下（主要指

6、生存空间、营养物质、阳光等生态因子的配合），某种生物个体存在数量的最高极限”。承载力理论在实践中的最初应用领域是畜牧业，出现了草地承载力、最大载畜量等相关概念。,2 水资源承载力概念的由来,随之出现的另一概念是土地承载力，这一概念的提出是在全球人口不断增加、耕地面积日趋减少、人类面临粮食危机的背景下产生的。到了20世纪60、70年代，自然资源耗竭与环境恶化等全球性问题的爆发，引起地球承载力及相关命题研究的广泛开展。20世纪80年代后期，可持续发展概念和思想得以提出，承载力被认为是它的一个固有方面，并与之相结合而获得新的发展。,2 水资源承载力概念的由来,目前，承载力的概念在人口、自然资源管理及

7、环境规划和管理领域都得到了广泛的应用和研究。其中，特别是土地承载力在概念、内涵、量化模型等方面取得了丰硕的研究成果。,2 水资源承载力概念的由来,概括而言，（自然资源或环境对人口的）承载力是一个与资源禀赋、技术手段、社会选择和价值观念等密切相关的、具有相对极限内涵和伦理特征的概念，它本质上是不固定的、非静态的和非单一关系的（Single relationship）。,2 水资源承载力概念的由来,水资源承载力是随着水问题的日益突出由我国学者在20世纪80年代末提出的。水资源承载力是承载力概念在水资源领域的具体应用，是承载力与水资源研究的自然结合，是一个国家或地区持续发展过程中各种自然资源承载力的

8、重要组成部分，对一个国家或地区综合发展和发展规划有至关重要的影响。,3 水资源承载力研究现状,水资源承载力是继土地资源承载力方面研究的最多内容。目前，水资源承载力的有关研究主要集中在我国，国外对此进行单项研究成果较少，大多数将其纳入可持续发展理论中，或者仅是在可持续发展问题中得到泛泛的讨论。国外往往使用“可持续利用水量”、“水资源的生态限度”或“水资源自然系统的极限”、“水资源紧缺程度”指标等来表述类似的涵义，且一般直接指天然水资源数量的开发利用极限。,3 水资源承载力研究现状,尽管如此，国外对承载力的研究却非常多，例如：Hardin，Daily和Ehrlich进一步提出了生物物理承载力（Bi

9、ophysical carrying capacity）、文化承载力（Cultural carrying capacity）和社会承载力（Social carrying capacity）等概念；Richard探讨了生态承载力问题；Antonio和Renzo，Albert和Lan，Willem分别研究了环境承载力问题；Kessler较详细地描述了承载力的概念，给出了土地承载力和人口承载力的定义；,3 水资源承载力研究现状,Kurt和John将经济承载力定义为可持续生态系统所能提供的最大地球经济福利，有限土地的生态系统特性和经济变革的现状决定了地球的经济承载力；William对人口承载力问题进行

10、了探讨；Joardar从供水的角度对城市水资源承载力进行了相关研究，并将其纳入城市发展规划当中；Roy探讨了地球承载力问题；,3 水资源承载力研究现状,Harris与Kennedy将水资源作为其中重要的影响因素，着重研究了农业生产区域的耕地承载力，并把综合的土地承载力作为区域发展潜力的一项重要衡量标准；Khanna等指出承载力的概念是可持续发展研究的工具，并给出了地区承载力的定义；Rijsberman在研究城市水资源评价和管理体系中将承载力作为城市水资源安全保障的衡量标准；,3 水资源承载力研究现状,Gerhardus讨论了自然资源生产承载力的定义和基础准则的作用，以及清楚地定义环境的污染极限

11、或影响标准用来定义公众的危险宽容极限和承载力限制是非常必要的；Varis与Vakkilainen以水资源开发利用为核心，分析了中国长江地区日益快速的工业化、不断增长的粮食需求、环境退化等问题给水资源系统造成的压力，并参照不同地区发展历史把长江流域的社会经济现状同其水环境承载能力进行初步比较。,3 水资源承载力研究现状,美国国家研究协会NRC对Florida Keys地区进行了承载力分析，研究内容包括建立一个能够为当地和政府提供技术工具的承载力模型，以便确定Florida Keys地区的生态系统以及各种构成子系统的抵御逐步增加的土地开发活动的影响；Roberta和Alessandra探讨了城镇可

12、持续性发展的规模问题，并提出了城市承载力的概念；Satoru等探讨了生态承载力问题；,3 水资源承载力研究现状,Antje探讨了牲畜承载力问题；Kyushik等针对城市环境等问题的出现，认为在城市问题管理中引入承载力概念是比较实用的方法。上述国外在承载力诸多方面的研究，可对水资源承载力的研究提供参考与借鉴。,3 水资源承载力研究现状,20世纪80年代末，我国新疆水资源软科学课题组最早开展了新疆的水资源承载能力和开发战略对策研究，由此揭开了水资源承载力研究的序幕。此后，许多学者开展了这方面研究，尤其是在国家“九五”科技攻关“西北地区水资源合理配置与承载能力研究”项目之后，水资源承载力的研究更是备

13、受关注，相关理论得到了不断发展。,3 水资源承载力研究现状,3.1水资源承载力的定义：关于水资源承载力的定义，许多学者都提出了自己的观点，但迄今仍是一个外延模糊、内涵混沌的概念，其内涵的界定尚存在一定的分歧和不足。分析这些定义，可以归纳为两种观点，一种是水资源开发规模论，另一种是水资源支持持续发展能力论。,3 水资源承载力研究现状,3.1水资源承载力的定义：水资源开发规模论认为水资源承载能力是在一定社会技术经济阶段，在水资源总量的基础上，通过合理分配和有效利用所获得的最合理的社会、经济与环境协调发展的水资源开发利用的最大规模，或在一定经济技术水平和社会生产条件下，水资源可供给工农业生产、人民生

14、活和生态环境保护等用水的最大能力，也即水资源的最大开发容量。,3 水资源承载力研究现状,3.1水资源承载力的定义：水资源开发规模论观点的具有代表性的定义有：新疆水资源软科学课题研究组（1989年）提出：水资源承载能力是水资源可开发利用量，在满足维护生态环境用水要求后，所能支撑的工农业最大产值和人口数量。该课题对水资源承载力的研究还处于初步阶段，没有对水资源承载力进行系统性的论述。,3 水资源承载力研究现状,3.1水资源承载力的定义：水资源开发规模论观点的具有代表性的定义有：许有鹏（1993年）认为：水资源承载能力是指在一定的技术经济水平和社会生产条件下，水资源可最大供给工农业生产、人民生活和生

15、态环境保护等用水的能力，也即水资源最大开发容量，在这个容量下水资源可以自然循环和更新，并不断地被人们利用，造福于人类，同时不会造成环境恶化。,3 水资源承载力研究现状,3.1水资源承载力的定义：水资源支持持续发展能力论认为水资源的最大开发规模或容量，与水资源作为一种社会发展的“支撑能力”而言，范围要小的多，含义也不尽相同，因此将水资源承载能力定义为：“经济和环境的支持能力”。目前持该种观点的学者居多。,3 水资源承载力研究现状,3.1水资源承载力的定义：水资源支持持续发展能力论观点的具有代表性的定义有：施雅风（1992年）等认为：水资源承载力是指某一地区的水资源，在一定社会历史和科学技术发展阶

16、段，在不破坏社会和生态系统时，最大可承载（容纳）的农业、工业、城市规模和人口的能力，是一个随着社会、经济、科学技术发展而变化的综合目标。,3 水资源承载力研究现状,3.1水资源承载力的定义：水资源支持持续发展能力论观点的具有代表性的定义有：惠泱河等（2001年）给出的水资源承载力的定义为：某一地区的水资源在某一具体历史发展阶段下，以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据，以可持续发展为原则，以维护生态环境良性循环发展为条件，经过合理优化配置，对该地区社会经济发展的最大支撑能力。,3 水资源承载力研究现状,3.1水资源承载力的定义：水资源支持持续发展能力论观点的具有代表性的定义有：夏军（2002

17、年）认为：水资源承载力是指在一定的水资源开发利用阶段，满足生态需水的可利用水量能够维系该地区人口、资源与环境有限发展目标的最大的社会-经济规模。,3 水资源承载力研究现状,3.1水资源承载力的定义：水资源支持持续发展能力论观点的具有代表性的定义有：王浩等（2003年）认为：水资源承载力是指在某一具体的发展阶段下，以可以预见的技术、经济和社会发展水平为依据，以可持续发展为原则，以维护生态环境良性发展为前提，在水资源合理配置和高效利用的条件下，区域社会经济发展的最大人口容量。,3 水资源承载力研究现状,3.1水资源承载力的定义：以上给出的水资源承载力定义均属于概化了的定义，另外还有诸多学者将其与研

18、究区或不同的水资源种类相结合，给出了城市水资源承载力、岩溶地区水资源承载力、地下水资源承载力等一些特定的水资源承载力概念。这些定义亦可区分为水资源开发规模论和水资源支持持续发展能力论两种观点。,3 水资源承载力研究现状,3.1水资源承载力的定义：通过上述归纳与总结表明，对水资源承载力的定义尚无统一认识。但这些定义表述了一些共同点：一是水资源承载力体现了水资源不同于其它资源的特性；二是水资源承载力是基于可持续发展原则之下的，认为水资源、社会、经济与生态环境应该协调发展；三是水资源承载力具有自然与社会双重属性；四是水资源承载力具有时空尺度；五是水资源承载力具有最大值的概念。,3 水资源承载力研究现

19、状,3.1水资源承载力的定义：本人认为水资源支持持续发展能力论更符合当前水资源日益短缺、制约社会、经济与生态环境和谐发展的形势，具有现实与长远意义。,3 水资源承载力研究现状,3.2水资源承载力评价指标与指标体系：一个地区的水资源究竟能够承载多大的社会经济发展规模，也就是承载力的大小如何？承载状态如何？可以说两者是水资源承载力研究范畴中的核心问题。而用什么样的指标或指标体系反映？如何量度？则是解决上述问题的关键。,3 水资源承载力研究现状,3.2水资源承载力评价指标与指标体系：因此水资源承载力评价指标或指标体系是针对水资源承载力研究的不同问题而建立的：有的是针对表达水资源承载力的大小而建立的；

20、有的是针对描述水资源承载状态而建立的，描述水资源承载与否，水资源承载力的状态处于那个水平（或等级），针对这一问题的研究通常又称为水资源承载力的综合评价；有的则是同时考虑两个问题而建立的。无论针对哪个问题，评价指标或指标体系的建立，不同的学者有不同的做法。,3 水资源承载力研究现状,3.2水资源承载力评价指标与指标体系：例：许有鹏（1993年）根据干旱区水资源及其利用特点，并参照全国水资源供需分析中的指标体系，选取了耕地率、水资源利用率、供水模数、需水模数、人均供水量和生态用水率等6项指标对新疆和田流域水资源承载能力进行了综合评价。之后，傅湘与纪昌明（1999年）、秦莉云与金忠青（2001年）、

21、张鑫等（2001年）、王余标与王献平（2001年）、周维博（2002年）、闵庆文等（2004年）等采用相类似的做法，选取了类似的指标，对不同区域的水资源承载力进行了综合评价。,3 水资源承载力研究现状,3.2水资源承载力评价指标与指标体系：例：肖满意与董翊立（1998年）将山西省水资源承载能力综合评价指标体系归纳为五大类（包括水资源条件、供水及工程、需水用水节水、社会经济、生态环境），共29项评价指标，并结合灰色关联分析结果与水资源研究成果，最终确定了9项指标作为山西省水资源承载能力评价指标体系，包括人均水资源可利用量、水资源利用率、人均供水量、供水量模数、耕地灌溉率、城市生活用水定额、需水量

22、模数、工业用水重复利用率和生态环境用水率。,3 水资源承载力研究现状,3.2水资源承载力评价指标与指标体系：例：陈洋波等（2004年）采用驱动力-压力-状态-影响-响应模型（简称DPSIR模型），提出了一个广义的水资源承载能力综合评价指标体系。该指标体系包括驱动力、压力、状态、影响和响应五类指标，其中驱动力指标可考虑经济发展和人口方面的指标，压力指标可考虑工业需水、农业需水、城镇居民生活需水、生态环境需水及其他用水方面的指标，状态指标可考虑水资源开发利用程度、水资源可利用量和水资源重复利用方面的指标，影响指标可考虑水质变化、生物多样性、生态系统完整性方面的指标，响应指标主要是管理措施方面的指标

23、。,3 水资源承载力研究现状,3.2水资源承载力评价指标与指标体系：例：李丽娟等（2000年）从定义出发，直接选取承载人口及其重要辅助指标（包括资源、产品、环境保护等方面的指标）建立水资源承载力评价指标体系，衡量水资源承载力的大小。,3 水资源承载力研究现状,3.2水资源承载力评价指标与指标体系：例：惠泱河等（2001年）从分析影响水资源承载力主要因素间关系入手，运用结构解析法，以水资源与社会经济环境协调发展为目标，从社会经济承载能力、承载人口能力、水环境容量、可供水量和需水量五个方面共设置67项指标，建立水资源承载力评价指标体系。在对关中地区水资源承载力进行评价时，从中选定8个指标作为水资源

24、承载力大小的评判依据，并通过建立多目标模型分析计算，得到不同方案下的水资源承载力指标值与理想值（为区域规划值），最后采用密切值法对方案进行了优选。,3 水资源承载力研究现状,3.2水资源承载力评价指标与指标体系：例：冯耀龙等（2003年）从分析水资源承载力的主要因素入手，采用系统优化方法建立区域水资源承载力的计算模型，以承载人口数作为水资源承载力综合指标，对天津地区现状水资源的承载力状况进行了概化研究。,3 水资源承载力研究现状,3.2水资源承载力评价指标与指标体系：例：夏军（2002年）建议从水资源承载力的基本概念出发，通过水循环系统模拟、水资源评价、生态需水估算和社会经济对水的需求分析选取

25、计算参数；通过流域“社会-经济-环境”系统的实际分析，确定水资源承载力评价指标。他提出了一个用以描述水资源承载状态的指标水资源承载力的平衡指数（IWSD），可判断水资源对应的人口及经济规模是否可承载；同时给出描述水资源承载力大小的两套指标：一是用由维系现状/目标水平的人口规模所需要最少水资源量，维系现状/目标水平的经济规模所需要的最少水资源量等分量组成的一套指标，另一是用由每108m3可利用水资源量能够承载的最大人口数，每108m3可利用水资源量能够承载经济发展最大规模的GDP等分量组成的一套指标。此外，他还给出了这些指标的量化公式。,3 水资源承载力研究现状,3.2水资源承载力评价指标与指标

26、体系：例：张丽90（2004年）从水资源承载能力与可持续发展关系的分析入手，建立了基于水资源的流域可持续发展评价指标体系。该指标体系目标层的指标为可持续发展系数，用以衡量水资源系统支撑整个社会可持续发展的综合水平与能力；反映目标层的准则层由发展系数、协调系数和公平系数3个指标组成，分别描述流域综合发展的持续状况及发展的强弱程度，流域社会、经济、生态环境子系统与水资源子系统的协调程度，流域分区间的资源使用以及发展的公平程度；指标体系的分指标层由19项指标组成。可持续发展系数，以及发展系数、协调系数和公平系数等指标能够表达发展与否、发展强度的大小、协调与否及协调程度的高低、公平与否及公平程度的高低

27、等状态，为描述水资源承载力状态的指标。另外，她还提出衡量水资源可持续承载能力的大小的指标，包括人口数量指标，和分别反映人口生活富裕程度、素质及受教育程度、生活环境舒适程度的3个生活质量指标。实例应用中选用了人口数量、人均GDP与绿洲面积3个指标反映水资源可持续承载能力的大小。最后，她结合其建立的评价指标体系的特点，采用层次分析法赋权，对黑河流域水资源承载能力进行了评价研究。,3 水资源承载力研究现状,3.2水资源承载力评价指标与指标体系：例：王贞友（2005年）从区域水资源社会经济系统结构分析入手，建立由宏观指标和综合指标构成的水资源承载力评价指标体系，用以衡量水资源承载力的大小和状态。宏观指

28、标包括水资源系统支撑的经济规模和人口规模两个指标，用来描述水资源承载力的大小；综合指标包括承载力指数和协调指数两个指标，用来反映水资源社会经济系统的承载状态与协调状况，即用来描述水资源承载力的状态。承载力指数反映水资源系统承载的压力和本身支持力的相对关系，为压力指数与支持力指数的比值，表达系统超载与否；支持力指数反映水资源系统的支持力；压力系数反映社会经济及生态环境的压力；协调指数反映水资源社会经济内部各子系统间的协调状况，可表达协调程度的高低。支持力指数、压力指数和协调指数由指标层的38项指标反映。最后，他根据其建立的指标体系及计算模型，采用层次分析法，首先对其所建立的参考评价区域进行评价，

29、以此为参考标准，再对淮北地区不同水平下的水资源承载力进行了评价研究。,3 水资源承载力研究现状,3.2水资源承载力评价指标与指标体系：由此可见，水资源承载力评价指标体系在包容内容及结构设计上，可谓是仁者见仁、智者见智。本人认为，能够同时描述水资源承载力的大小和状态的评价指标体系，更切合水资源承载力的概念，既能表达出水资源承载力最直观的承载目的，又能描述水资源承载力处在何种水平或哪个等级，更符合水资源承载力研究的趋势。综合评价指标体系基本是根据水资源、社会、经济、生态环境中涉及的主要指标，依据研究者对水资源承载力概念的理解以及研究者的经验、研究途径、目标与侧重进行指标选取，指标的选取目前还缺乏可

30、遵循的操作过程，具体的评价指标体系尚无适宜的筛选框架和分析方法。,3 水资源承载力研究现状,3.3水资源承载力评价指标标准 在水资源承载力综合评价研究中，模型的求解往往需要有评价指标的标准值作为计算支撑。例如：一些文献中应用的分级标准是借鉴或参考的其它水资源评价中的一些标准；,3 水资源承载力研究现状,3.3水资源承载力评价指标标准 例如：陈洋波等对用于深圳市水资源承载能力综合评价的9个指标的3级分级标准作了合理性的分析，提出了指标分级标准值；,3 水资源承载力研究现状,3.3水资源承载力评价指标标准 例如：王贞友对用于淮北地区水资源承载力评价的38项单项指标的良好取值标准作了分析，将这些指标

31、的良好取值作为参考评价区域指标的标准值，以此计算参考评价区域的水资源承载力指数和协调指数两个综合指标的值，并将二者作为评价区域水资源承载力状况适宜与否、协调状况良好与否的参考标准。,3 水资源承载力研究现状,3.3水资源承载力评价指标标准 例如：夏军等给出了所建立的用于描述社会经济-水资源-生态与环境复合系统发展质量的了12项指标的5级分级标准值。,3 水资源承载力研究现状,3.3水资源承载力评价指标标准 以上基本列出了全部有关水资源承载力评价指标标准方面的研究成果，与水资源承载力其它方面的研究相比要少得多。这在一定程度上不利于发挥某些评价方法的优势，影响模型计算结果的准确度，甚至遏制评价方法

32、的灵活运用。所以，非常有必要加强水资源承载力评价指标标准的研究。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 应用于水资源承载力评价的方法有很多，例如背景分析法、常规趋势法、动态模拟递推算法、多目标分析法、系统动力学方法、模糊综合评判法、主成分分析法、投影寻踪法、可变模糊评价法等方法。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 背景分析法是在一定历史时段内，将自然与社会背景相似的研究区域的实际情况作对比，推算对比区域可能的承载能力。最直观和简单的水资源承载能力的背景分析例子如河西走廊石羊河流域与以色列全国的比较。两个区域天然水资源量、面积、气候条件等几乎相当，但支撑的社会

33、经济规模和水平却相差较大，前者1995年支撑水平为214万人和人均收入约100美元，而后者则为500万人和人均收入1000美元，从而推算出石羊河流域水资源还应有较大的承载潜力。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 背景分析法的优缺点：该方法只采用一个或几个承载因子分析，因子之间相互独立，简单易行，但分析多局限于静态的历史背景，割裂了资源、社会、环境之间的相互作用的联系，对水资源承载能力这一复杂的自然-社会经济系统来说显得过于单薄。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 常规趋势法是以可利用或可开采水资源量为基本依据，在满足维持生态环境最小需水量以及合理分配国民

34、经济各部门用水比例的前提下，适当考虑建设节水型农业和节水型社会，在此基础上计算水资源所能承载的工农业规模及人口数量。施雅风与曲耀光47采用该方法对乌鲁木齐河流域水资源承载力进行了研究。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 常规趋势法的优缺点：由于该方法较多考虑的是单承载因子的发展趋势，而忽略各承载因子之间的相互联系，很难处理复杂巨系统之间的耦合关系。但其对某些承载因子的潜力估算的研究方法对复杂巨系统的协调研究仍有借鉴意义（如迈阿密模型和农业生态区域法）。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 动态模拟递推算法是冯尚友基于“水资源供应的对象是地区居民、生态环境和

35、经济、社会发展、有一定水质要求的用水，通过水的动态供需平衡计算，便可显示水资源承载力的状况和支持人口与经济发展的最终规模”的思路而提出的。该方法的实质是模拟法，即利用计算机模拟程序，仿造地区水资源供需真实系统运动行为进行模拟预测，根据逐年运行的实际结果，有目的地改变模拟模型参数或结构，使其与真实系统尽可能一致。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 动态模拟递推算法的优缺点：该方法可以直观地反映地区水资源承载力的发展和达到承载力最大的全部过程，利于分析和采取对策，更贴近地区发展的实际状况，反映地区有关政策、科技进步与管理水平对水资源承载力的影响。但是，有可能是出于相关资料数据收

36、集困难等原因，目前还没有见到该方法的具体应用。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 多目标分析法引入水资源承载力分析的理论依据是水资源承载力研究面对的是一社会经济生态环境资源复杂巨系统。该方法是将研究区域作为一个整体系统来研究，通过对系统内部各要素之间关系的剖析，用数学约束进行描述，通过数学规划，分析系统在追求目标最大情况下系统的状态和各要素的分布。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 多目标分析法的优缺点：该方法的局限在于其求解技术上存在的困难，导致不能更全面考虑系统的影响因素。近年来，由于计算机技术的发展以及数学规划工具的日臻完善，分析人员可以将精力更集

37、中在模型建立、方案构成和目标选择上，特别是由于经济、社会、资源、环境综合分析具有的决策内涵。但总的来说，在水资源承载能力的研究中，多目标规划方法无论在其规划目标的选定还是在资源-经济-生态的内涵联系的刻画上都存在一定的困难。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 系统动力学（System Dynamic）方法是一种以反馈控制理论为基础，以计算机仿真技术为手段，定性与定量相结合，系统分析与综合推理相集成的方法，所配有的专门的DYNAMO软件方便进行模型仿真与政策模拟，可以较好地把握系统的各种反馈关系，适合具有高阶次、非线性、多反馈、机理复杂与时空变异等特征的系统问题，是研究大系统

38、运动规律的理想方法。SD模型能定量分析各类复杂系统的结构和功能的内在关系，能定量分析系统的各种特性，可以灵活地进行多方案的比较择优。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 系统动力学法的优缺点：由于该法将经济资源环境纳入复杂巨系统从系统整体协调的角度来对区域资源承载力进行动态计算，在国内得到广泛的应用。但应用系统动力学方法对长期发展情况进行模拟由于参变量不好掌握，容易导致不合理的结论，因而系统动力学大多应用在中短期发展情况的模拟。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 模糊综合评判方法是运用模糊数学对受多种因素制约的事物和现象做出总体评判的方法。它将水资源承载力

39、的评价视为一个模糊综合评价过程，在对影响水资源承载力的各个因素进行单因素评价的基础上，通过综合评判矩阵对其承载力做出多因素综合评价。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 模糊综合评判法的优缺点：由于该方法的实质是对主观产生的“离散”过程进行综合处理，将模糊综合评判运用于水资源承载力的评价中，无论是评判因素的选取上，还是因素对承载力的影响程度上都存在一定的局限性。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 主成分分析法是在保证数据信息丢失最小的原则下，对高维变量空间进行降维处理，即经过线性变换和舍弃一小部分信息，以少数的综合变量取代原始采用的多维变量，也即对高维变量

40、系统进行综合与简化，以便利用主成分对数据集内部结构进行描述。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 主成分分析法的不足之处：一是主成分的确定存在争论；二是主成分是多维指标的单指标复合形式，使其物理意义不明确，在实际中难以选择合适的控制点。对于水资源-社会-经济-生态环境复合大系统而言，由于主成分是单纯原始变量的线性组合，很难分析其具体含义，不利于水资源承载力的理解和控制。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 投影寻踪法是处理多因素复杂问题的一种统计方法，其基本思路是将高位数据向低维空间进行投影，通过低维数据的散布结构来研究高维数据特征。基于投影寻踪理论的水资源

41、承载力综合评价过程是：首先将评价指标数据无量纲化，再对这些数据进行线性投影，之后构造目标函数，确定优化投影方向，最后根据得到的最优投影方向向量对水资源承载力进行综合评价。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 投影寻踪法的优缺点：优点在于无需预先给定评价指标的权重，而且比较直观，但当采用的样本过少时，该方法建立的数学模型不够准确，容易产生模型误差。,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 可变模糊评价方法是在经典工程模糊集理论的基础上发展而来的方法，该方法最大的优点在于能够合理地确定指标标准值为区间的指标相对隶属函数，通过变化参数和模型，合理地对样本进行分级评价。

42、,3 水资源承载力研究现状,3.4水资源承载力评价方法 其它的方法：系统工程方法、最大可承载人口量方法、系统优化法、物元分析法、极大熵法、多目标决策-理想区间法等。总结：各种评价方法均有各自的适用范围，在具体应用过程中应依据研究区域具体条件及指标体系具体特点等实际情况进行选择。,4 水资源承载力研究趋势,（1）对水资源承载力本身的认识和研究基本还处在初步探索阶段，至今还没有形成一套完整的理论体系，缺乏公认的理论基础和统一的研究方法，所以需要加强水资源承载力基础理论的研究，为水资源承载力研究的新思路与新方法的提出提供理论依据，最终为国家决策、规划、计划等的生成和制定提供科学依据。,4 水资源承载

43、力研究趋势,（2）水资源承载力评价指标体系在水资源承载力评价研究中起到的重要作用已为众多研究者所共识，它是一个关键的问题，其核心是用什么指标体系反映以水为纽带的包括水资源、社会、经济和生态环境在内的复合大系统的发展规模、质量与状况。目前，虽然水资源承载力评价指标体系的选取多种多样，但均存在一定的局限性，指标的选取还缺乏可遵循的操作过程，具体的评价指标体系尚无适宜的筛选框架与分析方法。因此，需要以复合系统为研究对象，研究水资源承载力评价指标体系建立的可行性、途径和方案；应用现代科学技术的最新研究成果，用新的模式构建水资源承载力评价指标体系。,4 水资源承载力研究趋势,（3）水资源承载力评价指标的

44、标准值，是很多综合评价模型求解的必要支撑数据。但由于指标标准值的制定需要考虑的问题多、需要的资料数据多、而且涉及多个学科，工作较繁琐，使得目前对其展开详细的研究还很少，成果也不多见。这在某种程度上阻碍了一些综合评价方法的灵活运用。所以，非常有必要加强水资源承载力评价指标标准的研究。,4 水资源承载力研究趋势,（4）虽然用于水资源承载力评价的方法较多，但均存在不同程度的缺陷，目前尚无统一和成熟的方法。缺乏能够同时描述水资源承载力模型的复杂性、随机性和模糊性的综合模型，而且新理论和新技术应用不足。水资源系统及其所支撑的社会系统、经济系统、生态环境系统均是复杂的巨系统，其内部各子系统复杂的运行规律与内部演化复杂机理，以及各子系统之间存在的复杂的非线性的关系，决定了水资源承载力研究的复杂性。尽管科学工作者们已经做了大量的极具价值的工作，但还远远不够，尚需以系统的观点，开辟新的视角，引入新的思路、新的方法、新的技术，从更高更广的角度，以更科学的方法研究水资源承力，揭示水资源承载力的本质。,4 水资源承载力研究趋势,（5）水资源承载力是“以维护生态环境良性发展为条件”的，所以生态环境需水研究是水资源承载力研究的必要前提。目前对于生态环境需水的研究还缺乏统一的概念和理论，其计算方法基本停留在定性分析与宏观定量分析阶段。因此生态环境需水量的确定将是今后研究的一个重点问题。,谢谢！,