水生态承载力的研究进展
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摘要: 生态承载力是目前资源，生态及环境研究的热门问题之一。本文阐述了承载力的概念演化、研究发展，以及水生态承载力的概念、特点和研究方法。最后提出了今后流域水生态承载力的研究重点和方向。
关键词: 生态承载力；水生态承载力
随着人口的增长及社会经济的发展，水环境恶化和水资源短缺受到人们越来越多的关注，并发展成为全球性的问题。对水资源和水环境的各项研究纷纷展开，而生态承载力的研究，将有助于政府决策部门做好水资源的调控和管理，己引起学术界和政府部门的高度重视，因而成为当下研究的重点和热点。
1 承载力概念的发展
承载力一词出自生态学。1921年，帕克和伯吉斯提出承载力的概念：某一特定环境条件下（主要指生存空间、营养物质、阳光等生态因子的组合），某种个体存在数量的最高极限[1]。经过八十多年的发展，承载力的概念也发生了很大的变化。如（表1）[1,2]
表1 承载力概念的发展
Tab1. The developments of carrying capacity conceptions
可以看出，承载力概念的发展本质上是对现实社会发展中出现的问题的反映。80年代后，可持续发展的思路提出并被重视，生态完整是实现可持续发展的基本和首要条件。于是提出了生态承载力的概念。
高吉喜定义生态承载力的概念为：生态系统的自我维持、自我调节能力、资源与环境的供容能力及其可维育的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数量。[1]。生态承载力在实际应用中存在指标量化的困难。由此一些学者提出水生态承载力，从水生态系统入手研究并发展完善生态承载力。
目前关于水生态承载力并无统一的概念和完善的理论体系。水生态承载力和之前的承载力概念相比，它更关注于流域承载状况，以及在保证水生态系统健康发展下，解决水资源与社会经济发展之间的矛盾。
2 水生态承载力的特征
⑴水生态承载力的客观存在性。在某一特定时空和状态下，水生态系统的自我调节能力、水资源供给能力和纳污能力，所能支撑的人口及社会可持续发展的规模都是定量的。
⑵水生态承载力的动态变化性。水生态承载力是围绕一个中心值不断波动，而不是固定不变的。
⑶水生态承载力的区域性。水生态承载力的主要承载媒体是水资源，不同地域不同时间的水生态承载力是不相同的。
⑷水生态承载力的多水平层次性。对于水生态系统的主体对象水资源而言，是多层次的。同样，水生态承载力也表现在不同的水平层次上。
⑸水生态承载力的关联性。由于水体的连续性，水生态系统也是互相联系影响共同存在的。对某一流域而言，其各分区间的水环境功能高度关联[3]。
⑹水生态承载力的不确定和模糊性。水生态承载力涉及水生态系统―社会经济―人口―环境这一复杂的系统。大系统内部结构因素之间的复杂不确定性决定了其具有不确定。同时，基于各种研究方法的不完整性，指标选取的差异，水生态承载力的评价结果无量化标准。因此，水生态承载力还具有模糊性。
3 水生态承载力的研究方法
目前，尚没有特别针对水生态承载力的研究方法。但是由于水生态承载力和生态承载力联系紧密，应用在生态承载力研究的方法是可以用来研究水生态承载力的。国内外主要的生态承载力研究方法有以下几种。
3.1 自然植被净第一性生产力测算法。
植被净第一性生产力是植物自身生物学特性与外界环境因子相互作用的结果，是评价生态系统结构与功能特征和生物圈的人口承载力的重要指标[4]。第一性生产力模型主要分为三类：气候统计模型、过程模型和光能利用率模型。我国一般多采用气候模型。第一性生产力测算法没有考虑社会经济科学的发展与进步等对承载力的影响，所以它的研究并不全面。
3.2 系统动力学法。
系统动力学是美国麻省理工学院Jay.W.Forrester教授于1956年创立的。在进行生态承载力研究时，系统动力学法能较为容易地得到不同方案下的生态承载力，较真实地模拟区域资源和社会经济、环境协调发展状况，模拟出区域承载力的变化趋势[5]。该方法的不足在于模型容易受建模者对系统行为认识的影响，其中的参变量不好把握，可能导致出现不合理的结论。
3.3 生态承载力综合评价方法。
高吉喜（2001）提出：生态承载力可以理解为承载媒体对承载对象的支持能力。该方法分为三个等级评价。一级评价将生态系统弹性度作为评价准则，二级评价以资源和环境条件作为评价准则，三级评价以承载压力度作为评价准则。此方法曾经应用于我国黑河流域可持续发展研究。
3.4 背景分析法
背景分析法就是在历史长度下，将世界范围内的经济发展、水资源利用、生产力水平、生活水平及生态环境演化情景以及其相应的自然背景和社会背景，同研究区域的实际情况作对比，得到该区域可能的承载能力。背景分析法的另一种形式是趋势分析，包括自相关分析和互相关分析[6]。背景分析法简单易行。但其分析多局限于静态的历史背景，对土地生产能力一类简单承载能力的估计是可以接受的，该方法对某些因子的潜力估计、趋势预测等，也可以借鉴到更为复杂的承载能力研究中。
3.5 多目标模型最优化方法
水生态承载力分析涉及自然条件和社会系统的方方面面，其采用系统分析思路，将特定地区的水资源、人类社会经济系统划分成若干个子系统，并采用数学模型对其进行刻画，各子系统模型之间通过多目标核心模型的协调关联变量相连接。其难以全面考虑系统的影响因素，且无论在优化目标的选定还是水―生态―社会经济内涵联系的刻画上都存在一定难度。
4 水生态承载力研究存在的问题及展望
因于水生态承载力基本概念的不明确性，使得在认识上存在着抽象与具体、承载主体和客体的不统一，加上各研究方法或多或少存在缺陷，在水生态承载力的研究过程中出现了一些问题。
⑴水生态承载力的概念与内涵仍不足够清楚。目前水生态承载力还没有形成一个完整的理论体系。在今后的研究中，水生态承载力的概念和内涵的界定依然是最重要的。认真分析水生承载力系统的结构要素是很有必要的。
⑵评价指标体系的完善。影响水生态承载力的因素很多，指标选取和量化过程的成功决定了指标体系的好坏。在今后的研究中，如何完善评价指标体系也是急待解决的问题。
⑶研究方法的改进。目前的研究方法都具有一定局限性。今后的发展中，应加强动态模拟研究，以及新方法新技术的应用。充分利用现代先进技术，将地面水文观测与空中遥感信息相结合，获得最新资料，多种方法综合集成，在水生态承载力研究中取得进展。
⑷水生态承载力的研究是一个大系统多目标决策问题，涵盖了从“水―生态―经济―社会”多学科基础问题到可持续发展问题。因此，一方面要加强不同学科之间的交叉研究，另一方面要开展多层次的整体―部分的研究，以达到全面、系统、具体的研究进展。
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