生態(tài)環(huán)境承載力的一種量化方法研究

1、生態(tài)環(huán)境承載力的一種量化方法研究以海河流域?yàn)槔ㄏ能娡踔懈笃渫ぃr(shí)間：2007-04-06 15:37:43來(lái)源：自然資源學(xué)報(bào)色放大色縮小團(tuán)打卬摘要：在可持續(xù)發(fā)展原則的指導(dǎo)下，基于多因素關(guān)聯(lián)分析理論，提出一種生態(tài)環(huán) 境承載力的定量分析方法。內(nèi)容包括：（1）建立指標(biāo)體系和多級(jí)關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)模型，量化 社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、主態(tài)環(huán)境的發(fā)展質(zhì)量（2）提出可持續(xù)發(fā)展的綜合測(cè)度函數(shù)，量化研究區(qū) 可持續(xù)發(fā)展質(zhì)量（3）建立生態(tài)環(huán)境承載力量化分析模型。通過(guò)模型調(diào)整人口數(shù)雖和 gdp,在保持定生態(tài)環(huán)境質(zhì)量前提下，在滿足水資源量供需平衡和可持續(xù)發(fā)展的耍求 下，得到適宜研究區(qū)生態(tài)環(huán)境的人口數(shù)量和gdpo將模型應(yīng)用到海河流域，以1

2、998年 為現(xiàn)狀年，考慮到南水北調(diào)工程、生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和川水效率的提高，設(shè)計(jì)出6種情 景方案。結(jié)果表明，提高海河流域的可供水能力（如南水北調(diào)工程等）和用水效率， 是解決海河流域水生態(tài)環(huán)境危機(jī)的一個(gè)重要途徑。關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境；承載力；水資源；海河流域中圖分類號(hào)：x171. 1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1000-3037 （2004） 06-0786-091引言生態(tài)環(huán)境承載力是指在滿足一定的生態(tài)環(huán)境保護(hù)準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)下，在一定的經(jīng)濟(jì)、 技術(shù)水平條件下，在保證一定的社會(huì)福利水平要求下，利用當(dāng)?shù)兀ê驼{(diào)入）的水資源 和流域“社會(huì)一經(jīng)濟(jì)一生態(tài)環(huán)境”系統(tǒng)其他資源與環(huán)境條件，維系良好生態(tài)環(huán)境所能 夠支撐的最大人口數(shù)

3、量及社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)模。主態(tài)壞境承載力決定著一個(gè)流域（或區(qū)域）經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的速度和規(guī)模。如果在 一定社會(huì)福利和經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平條件下，流域（或區(qū)域）的人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模超出其生態(tài) 環(huán)境所能承載的范圍，將會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的惡化和資源的匱竭，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起經(jīng)濟(jì)社 會(huì)不可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前海河流域所面臨的水生態(tài)環(huán)境危機(jī)1-3,正是生態(tài)環(huán)境超載的 反映。海河流域作為我國(guó)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，具有舉足輕重的地位。如何恢復(fù) 海河流域生態(tài)環(huán)境？如何實(shí)現(xiàn)海河流域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展？其中 關(guān)鍵的一步是要定量研究海河流域生態(tài)環(huán)境承載力的大小，分析產(chǎn)生問(wèn)題的根本原因， 尋找治理的措施。在生態(tài)環(huán)境可承載的約束下，篩選出最

4、優(yōu)化的發(fā)展方案，擬定出適 宜海河流域的人口數(shù)量和合理的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與發(fā)展規(guī)模。承載力概念最早源自生態(tài)學(xué)，其特定含義是指在一定環(huán)境條件下某種生物個(gè)體可 存活的最大數(shù)ft4olrmi seidl和clem a. tisdel 1對(duì)承載力概念的起源進(jìn)行了探索, 認(rèn)為在人類綸態(tài)學(xué)和綸物綸態(tài)學(xué)領(lǐng)域承載力概念最早可追溯到馬爾薩斯的“人口理論” 5。后來(lái)，有很多人從不同方而進(jìn)行研究6、7。隨著資源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題的f1 益加重，生態(tài)環(huán)境的安全被提到人類生存與發(fā)展的戰(zhàn)略高度。探討資源與環(huán)境承載力 同人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)的問(wèn)題，成為可持續(xù)發(fā)展的支撐理論。但是，以往關(guān)于承載力的研究，多數(shù)局限于生態(tài)環(huán)境中的某一資源要

5、素上，如水 資源承載力、土地資源承載力、水環(huán)境承載力等等8-10o隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和對(duì)人 類牛存環(huán)境提出的要求，目前迫切需要從“社會(huì)一經(jīng)濟(jì)一生態(tài)環(huán)境”更宏觀的系統(tǒng)層 而上，探討流域（或區(qū)域）生態(tài)壞境的承載力，實(shí)現(xiàn)“人與口然”協(xié)調(diào)發(fā)展。木文研究正是以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為主要目標(biāo)，提出生態(tài)環(huán)境承載力的量化方法， 最終為流域（或區(qū)域）發(fā)展擬定出一套合理的人口數(shù)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模。2生態(tài)環(huán)境承載力的量化方法生態(tài)環(huán)境承載力的研究，需要在“社會(huì)一經(jīng)濟(jì)一生態(tài)環(huán)境”復(fù)合系統(tǒng)中，在可持 續(xù)發(fā)展原則的指導(dǎo)下進(jìn)行。具體的量化方法包括：部分內(nèi)容：（1）量化社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境各個(gè)子系統(tǒng)的發(fā)展質(zhì)量，包括建立各部分評(píng)估 指標(biāo)體

6、系和確定量化方法。（2）捉出“社會(huì)一經(jīng)濟(jì)一生態(tài)壞境”復(fù)合系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的綜合測(cè)度函數(shù)，量 化流域（或區(qū)域）可持續(xù)發(fā)展的質(zhì)量。（3）建立生態(tài)環(huán)境承載力址化分析模型，通過(guò)模型調(diào)整人口數(shù)量和經(jīng)濟(jì)規(guī)模, 在保持一定生態(tài)環(huán)境質(zhì)量前提下，使得“社會(huì)一經(jīng)濟(jì)一生態(tài)環(huán)境”復(fù)合系統(tǒng)具有較高 的發(fā)展質(zhì)量。此時(shí)對(duì)應(yīng)的人口數(shù)雖和經(jīng)濟(jì)規(guī)模，便是研究區(qū)生態(tài)環(huán)境承載能力。2. 1社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境發(fā)展質(zhì)量的量化2. 1. 1量化指標(biāo)量化社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境的發(fā)展質(zhì)量，是定量分析流域（或區(qū)域）生態(tài)環(huán)境承 載力的第一步。社會(huì)系統(tǒng)的發(fā)展質(zhì)量用“社會(huì)福利”綜合性指標(biāo)來(lái)表示，“社會(huì)福利” 又是由眾多的可以量化的指標(biāo)來(lái)衡量。在以水資源

7、短缺為制約的流域生態(tài)壞境承載力 分析屮，評(píng)估“社會(huì)福利”的具體指標(biāo)，分別從反映生活質(zhì)量和人均水土資源占有量 的指標(biāo)屮篩選。同理，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展質(zhì)量用“經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平”綜合指標(biāo)來(lái)表示，評(píng) 估“經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平”的具體指標(biāo)來(lái)自反映經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)技術(shù)與用水效率等方而?！吧?態(tài)環(huán)境質(zhì)量”表示生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的發(fā)展質(zhì)量狀態(tài)，針對(duì)研究區(qū)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，篩選 出評(píng)估“生態(tài)環(huán)境質(zhì)量”的指標(biāo)。具體指標(biāo)體系如下：（1）社會(huì)福利：人均gdp、飲用水水質(zhì)、人均水資源量、人均耕地面積等。（2）經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平：?jiǎn)畏剿甮dp、單位糧食產(chǎn)量、單位gdp排污量、第三產(chǎn)業(yè)比 垂、城鎮(zhèn)化率等。（3）生態(tài)環(huán)境質(zhì)量：河道斷流長(zhǎng)度、濕地面積比、地下

8、水開(kāi)采系數(shù)、河流水質(zhì) 級(jí)別、土壤侵蝕模數(shù)、森林植被覆蓋率等。2. 1. 2量化方法社會(huì)福利、經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量均屬于綜合性指標(biāo)，木文采用多極關(guān)聯(lián) 分析方法進(jìn)行定量評(píng)估。該方法由夏軍等發(fā)展和完善9,最早應(yīng)用于水環(huán)境質(zhì)量多目 標(biāo)綜合分析小，后來(lái)被成功應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等復(fù)雜系統(tǒng)的定量評(píng)價(jià)11。多極關(guān)聯(lián)分析方法具有以下特點(diǎn)：（1）研究的對(duì)象可以是一個(gè)多層結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài) 系統(tǒng)；（2）指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的級(jí)別町以用連續(xù)函數(shù)表達(dá)，也可以采川在標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間內(nèi)做離散分 級(jí)；（3）方法本身具有很強(qiáng)的可操作性，易與現(xiàn)行方法對(duì)比。多極關(guān)聯(lián)分析方法的基本原理如下：依據(jù)評(píng)價(jià)樣本與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)序列間的幾何相似 分析和關(guān)聯(lián)測(cè)度的計(jì)算來(lái)度

9、量評(píng)價(jià)樣木屮多個(gè)序列相對(duì)某一標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別質(zhì)量序列的關(guān)聯(lián)性。關(guān)聯(lián)度愈高，說(shuō)明該樣本序列愈貼近參照級(jí)別，這就是多級(jí)關(guān)聯(lián)綜合評(píng)價(jià)的信息 和依據(jù)。2.2復(fù)合系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展質(zhì)量的度量社會(huì)福利、經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合在一起反映了社會(huì)一經(jīng)濟(jì)一生態(tài)環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的程度，引入可持續(xù)發(fā)展測(cè)度的概念來(lái)描述12?？沙掷m(xù)發(fā)展測(cè)度sdd (t),定義為：(1)式中，w(t)為社會(huì)福利；e(t)為經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平；s(t)為生態(tài)環(huán)境質(zhì)量；bl、b2、 b3為權(quán)重系數(shù)，均權(quán)時(shí)取值為1/3； t為時(shí)段，一般為年。w (t)、e (t)、s (t) 取值在0, 1之間，越人表明相應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展質(zhì)量越高。只有w、e(t)和s

10、(t)都達(dá)到最大值時(shí),sdd(t)才能達(dá)到最大值。實(shí)際上,社 會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境既相互促進(jìn)乂互相制約，只有在可承載范圍內(nèi)，才表現(xiàn)為互相促 進(jìn)。什么是可承載？可以認(rèn)為生態(tài)環(huán)境質(zhì)量s(t)能維持在某個(gè)值(如0.8)時(shí)，此時(shí) 經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展是在可承載條件下進(jìn)行的，sdd(t)處于持續(xù)增長(zhǎng)狀態(tài)。2.3生態(tài)環(huán)境承載力量化分析模型及求解方法2.3. 1量化分析模型生態(tài)環(huán)境承載力表現(xiàn)為在滿足一定生態(tài)環(huán)境質(zhì)量前捉下，研究區(qū)生態(tài)環(huán)境所能承 載的人口數(shù)量和經(jīng)濟(jì)規(guī)模。本文建立的生態(tài)環(huán)境承載力量化分析模型由4部分組成(圖 1)。分別評(píng)估社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境和研究區(qū)可持續(xù)發(fā)展的質(zhì)量，計(jì)算生活、生產(chǎn)、 生態(tài)用水量，并進(jìn)行水

11、量平衡計(jì)算。2.3.2模型的計(jì)算分析過(guò)程模型的運(yùn)轉(zhuǎn)采用人機(jī)交互的方式進(jìn)行，分析的原則是：通過(guò)人口和gdp的調(diào)整， 改變相應(yīng)的指標(biāo)值，使社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境的發(fā)展質(zhì)量達(dá)到預(yù)定值。計(jì)算此時(shí)的生 活、生產(chǎn)、生態(tài)用水量，并與木地水資源量和外調(diào)水量進(jìn)行水量平衡計(jì)算。如果水量 平衡謀差在可接受范圍內(nèi)，進(jìn)行研究區(qū)可持續(xù)發(fā)展測(cè)度的計(jì)算，輸出相應(yīng)的人口和 gdpo這便是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平和社會(huì)福利條件下的研究區(qū)生態(tài)環(huán)境承載能力。模型具體求解過(guò)程如下：（1）根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)狀及各種預(yù)設(shè)的方案值，應(yīng)用多極關(guān)聯(lián)分析方法，得到 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、社會(huì)福利和經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的指標(biāo)值，在0,1內(nèi)取值。（2）判斷生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、社會(huì)福利

12、和經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平是否達(dá)到預(yù)定的值（如0.8 或0.6） o如杲達(dá)到耍求，根據(jù)生態(tài)壞境質(zhì)量、預(yù)測(cè)人口數(shù)量和gdp及產(chǎn)業(yè)模式（決 定單方gdp用水量），估算相應(yīng)的生態(tài)、生活、生產(chǎn)用水量；如果達(dá)不到要求，需要 調(diào)節(jié)人口數(shù)量和gdp及產(chǎn)業(yè)模式，改變相應(yīng)的指標(biāo)值，重新計(jì)算宜至達(dá)到要求。這樣 預(yù)定的方案才滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。對(duì)于現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)或者對(duì)于方案不進(jìn)行可持續(xù)性 檢驗(yàn)時(shí)，可以跳過(guò)這一步。（3）將計(jì)算得到的生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水量與本流域水資源量和相應(yīng)方案下外 調(diào)水量，做水量平衡計(jì)算。如果誤差在可以接受的范圍內(nèi)，利用式（1）進(jìn)行可持續(xù)發(fā) 展測(cè)度的計(jì)算，輸出可持續(xù)發(fā)展測(cè)度、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、人口數(shù)量、gdp與產(chǎn)業(yè)

13、結(jié)構(gòu)（由 于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)決定用水效益，用“單方gdp用水量”間接反映）以及外調(diào)水量；如果誤 差超出可接受的范圍，說(shuō)明預(yù)設(shè)的方案不滿足水量供需平衡的要求，需要重新調(diào)整方 案的指標(biāo)值進(jìn)行新的計(jì)算。經(jīng)過(guò)上述3個(gè)步驟，篩選出的方案基本上滿足可持續(xù)發(fā)展的耍求及良好生態(tài)環(huán)境 質(zhì)量和水量供需平衡的要求。在眾多方案找出可持續(xù)發(fā)展測(cè)度最大的方案,此吋,對(duì) 應(yīng)的人口數(shù)量和經(jīng)濟(jì)規(guī)模便是表征生態(tài)環(huán)境承載力的指標(biāo)。生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水最的計(jì)算可以采用復(fù)雜的專業(yè)機(jī)理模型，也可以采用簡(jiǎn)單 方法。至于生態(tài)用水量的計(jì)算，由于其理論與計(jì)算方法在發(fā)展中，存在許多爭(zhēng)議，本 文采用的是專家經(jīng)驗(yàn)評(píng)估法。目前，專家普遍認(rèn)為，研究區(qū)海河流域生態(tài)

14、環(huán)境恢復(fù)到 最佳狀態(tài)（對(duì)應(yīng)于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量s （t）為1）,大概需要120x 108m3的水。若生態(tài)用 水低于20x 108m3,生態(tài)環(huán)境將遭到嚴(yán)重破壞。在海河流域，生態(tài)用水是決定生態(tài)環(huán) 境質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，因此+通過(guò)調(diào)節(jié)生態(tài)用水量能夠提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，反z,根據(jù) 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量也能佔(zhàn)算生態(tài)用水雖。生活用水量通過(guò)人口數(shù)量乘以生活用水定額得到。 生產(chǎn)用水由gdp除以單方水gdp得到。單方水gdp反映用水效率，受技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例、城鎮(zhèn)化率等因素影響。在不同時(shí)期或不同方案下，其取值是不同的。每套 方案（除現(xiàn)狀分析外）都預(yù)設(shè)冇相應(yīng)的人口數(shù)量和經(jīng)濟(jì)規(guī)模指標(biāo)，并通過(guò)模型計(jì)算進(jìn) 行優(yōu)化調(diào)整。圖i生態(tài)環(huán)境璜

15、載力fit化分析模型柜)生態(tài)環(huán)境議最呼價(jià)及生態(tài)用水計(jì)薜汕)社會(huì)臨利評(píng)價(jià)及生洶用木計(jì)算；2)經(jīng)擠技術(shù)水平評(píng)價(jià)及牛產(chǎn)用水卄算：(d)可持續(xù)發(fā)展演度與生態(tài)環(huán)垃*冀力分析計(jì)真卜遇ero-environmrnt carrying zpacily «nal網(wǎng)k： (a) eco-rnvironmental quality tm<i ecol咚icd water u£« calculalioct; (b) societywelfare on詁 wufer rocimjmp<ion for life cajculalkwi; “：)economic and techn

16、ical developinenl level and water consumption forproduetkm cajcujation; (d) wsliunable developmenthjmj eco-environincnl carrying capacity annly如*3實(shí)例研究3. 1海河流域概況海河流域是中國(guó)七大流域之一，流域面積31.8x104km2o位于東經(jīng)112度-120 度，北緯35度-43度之間，流域內(nèi)有北京、犬津、石家莊等25座大屮城市，是中國(guó) 政治、經(jīng)濟(jì)、文化的小心。1998年流域總?cè)薽 1.22x 108人，占全國(guó)的近10%,其小 城鎮(zhèn)人口 3365x

17、10 4人，城鎮(zhèn)化率28%。1998年流域國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(gdp) 9578x 108 元,占全國(guó)的！+/,人均gdp為7850元,高出全國(guó)平均水平的1/4。海河流域由海河、灤河、徒駭馬頰河三大水系組成6多年平均降水量539mm (1956 -1998年)，多年平均水資源總量為372x 108m3,英中地表水資源量為220 x108m3o人均總水資源占有量?jī)H有305m3,為全國(guó)平均水平的1/7,世界平均的1/27, 遠(yuǎn)低于人均1000m3的國(guó)際水資源緊缺標(biāo)準(zhǔn)；每hm2水資源量3375m3,為全國(guó)的1/8。長(zhǎng)期以來(lái)，海河流域的水資源開(kāi)發(fā)利用僅強(qiáng)調(diào)滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，沒(méi)有考慮生 態(tài)環(huán)境保護(hù)和改善問(wèn)題

18、，致使流域的生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)嚴(yán)重退化1、3o3. 2海河流域社會(huì)一經(jīng)濟(jì)一生態(tài)環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)量化指標(biāo)選擇在以水資源短缺為制約的海河流域生態(tài)環(huán)境承載力研究屮，考慮到流域存在的主 要牛態(tài)環(huán)境問(wèn)題，篩選出具有代表性的指標(biāo)，構(gòu)成定量評(píng)價(jià)海河流域社會(huì)一經(jīng)濟(jì)一生 態(tài)環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)的指標(biāo)體系(表1)。指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)采用5級(jí)劃分，代表優(yōu)、良、中、差、 極差.個(gè)質(zhì)最等級(jí)。指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的確定，一是依據(jù)國(guó)家現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)；二是結(jié)合海河流 域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境狀況，通過(guò)調(diào)查研究和專家咨詢進(jìn)行確定。例如，劃分人均 gdp的等級(jí)時(shí)考慮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)800-4000美元屬于小康水平。目前我國(guó)人均gdp在1000 美元左右，海河流域1998年為785

19、0元/人，2000年為9000元/人，在全國(guó)人均gdp 排名屬于屮上等。因此，將人均gdp35000元/人，人約為小康水平上線定為i級(jí)；7000 元/人，人約屬于中等水平定為iii級(jí)；1000元/人定為極差水平v級(jí)。又如，河流水質(zhì) 級(jí)別依據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(gb3838-88),即，i類水定為i級(jí)；ii類水定為 ii級(jí)；iii類水定為iii級(jí)；iv類水定為iv級(jí)；v類水定為v級(jí)。對(duì)于諸如人均水資源量 等指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值，結(jié)合海河流域的實(shí)際情況，并通過(guò)專家咨詢和分析進(jìn)行確定。1*41 de* 1 the iixirx ymni jixj rxlo farn! <|<ulity eval&

20、lt;utli<»n"wkiely nxmicmiiy-eeo-itviniiuuent h ydtem in the haibe b&>in1iihiivv優(yōu)厘中產(chǎn)樓差11.1人均gdp （元/人）35 0(x)21 ()<x)7 (x)()4 (xx)1 (xx)社會(huì)1.2飲用水水質(zhì)1234513人均水資誨量伍"人）6(x)50()4<m)30()2(x)1.4人均務(wù)地ft枳（w/人）0.10.083(1()670.05()x)332.1曲方水gdp （元/n刊12()kx)60401022.2學(xué)位糧食產(chǎn)18 ocx)15 0(

21、x)12 (xx)9 (xx)6 (xx)蛭濟(jì)技23 單也gdp"/元().001()0)4().(x)6().0100030術(shù)水平2.4第三產(chǎn)業(yè)比亜%）60504()303()25城鎮(zhèn)化器（%）60504030153.1河道斷流長(zhǎng)度（m5(1)1 (xx)2 (xm)3 (xx)4 (xx)3.2漫地面積比（%）i()$0.60.3(1133.3地卜水開(kāi)采系數(shù)0.7().»().91li生念環(huán)3.4 入海水 < 1 w/a)l(x)504()3<)25境!3.5河潦水虞級(jí)別i23453.6 土環(huán) fstsl復(fù)皴(t/luu2*a)1 (xx)2 5005 (x

22、)08 (xx)10 (xx)3.7球林植帙廈荃率%）30252015103.3計(jì)算方案擬定海河流域生態(tài)環(huán)境承載力的分析，以1998年為現(xiàn)狀年?？紤]到南水北調(diào)的影響、 牛態(tài)環(huán)境的改善（增加生態(tài)用水量）和經(jīng)濟(jì)技術(shù)的進(jìn)步（提高用水效率）等3個(gè)方面 的變化，組合出6個(gè)情景方案（表2） o其中，南水北調(diào)有高、低兩種調(diào)水方案13。 2010年低調(diào)水方案只開(kāi)通東線，調(diào)水60. 6x 108m3； 2030年高調(diào)水方案開(kāi)通屮、東兩 線，調(diào)水103. 3x 108m3o牛態(tài)壞境恢復(fù)到【級(jí)，專家估計(jì)牛態(tài)川水量為120x 108m3o 用水效率的捉高本文用單方水gdp反映，也可用工、農(nóng)業(yè)用水定額表示。通過(guò)生態(tài)環(huán)

23、境承載力定量分析模型計(jì)算，可以得到各種方案所承載的人口數(shù)量和經(jīng)濟(jì)規(guī)模（gdp）o 現(xiàn)狀（修復(fù)）在現(xiàn)狀供水條件下，假設(shè)提高生態(tài)用水量和用水效率后，分析實(shí)際能承 載的人口和gdp0表2海同濟(jì)域生態(tài)環(huán)境承我力分析觀狀與務(wù)呆方案設(shè)計(jì)talik 2 tibe prvm iluation and caleulathm<>i ec*«nvi ran meal tiarryii edacity in the haihe ba&in可測(cè)控吏*渙狀u998） 現(xiàn)狀代豐）2010年低調(diào)水方宴2030年高調(diào)水方褰方案1方案2方案3方案4可供水 （h/w）432432492/>492

24、.6535.35353生念用術(shù)量（uw241()()24kx)km)120單方水gdp （兀伽252560«)km)120表3聞河流域生態(tài)環(huán)境祇裁力各種務(wù)景計(jì)匏結(jié)果燦卜3the? n-mihs 沖cartyiiig <|mcilvin血 hailie bdm卓蛾力分析情最方案單力水(；dp0j持變發(fā)展洞水* (10m土砂r畑八.（；dp （元/四（1（少人（m元）綜合測(cè)度現(xiàn)狀(199800.225l229 5780.29斑狀（修復(fù)00.8325l227 6770.47方案160.6().2«)13526 2380.43方案260.60.83«)13521 6

25、780.69方案310330.83150l5159 2350.77方案ukb3i150l5156 235o.iw3.4計(jì)算結(jié)果與分析理論上，在滿足生態(tài)環(huán)境可承載的約束下，流域（或區(qū)域）所承載的人口數(shù)量和 經(jīng)濟(jì)規(guī)?？赡軆佣喾N組合。由于人口具冇一定的自然增長(zhǎng)率，在本文計(jì)算中，海河流 域人口數(shù)量按冇關(guān)部門的預(yù)測(cè)值給定，如2010年為1.35x108、2030年為1.51x108, 僅對(duì)經(jīng)濟(jì)規(guī)模（gdp）進(jìn)行調(diào)整，使其滿足水資源的供需平衡耍求。單方水gdp反映用 水效率，在計(jì)算中假定2010年為60元/m3、2030年為150元/m3 （不到fl前日本的一 半）?；谝陨项A(yù)測(cè)和假定，應(yīng)用前文中計(jì)算方法

26、和模型得到海河流域生態(tài)環(huán)境承載 力的分析結(jié)果（表3） o（1）現(xiàn)狀1998年，海河流域的河道斷流長(zhǎng)度達(dá)4000km、濕地而積比僅0.1%、 地下水開(kāi)采系數(shù)超過(guò)1、入海水量43x 108t、河流水質(zhì)級(jí)別接近iv級(jí)、土壤侵蝕模數(shù) 3370t/km2a、森林植被覆蓋率僅10%,根據(jù)表1的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)結(jié)果為0.2,綜合生態(tài) 環(huán)境質(zhì)雖在iv級(jí)以下，屬于較差水平。可持續(xù)綜合發(fā)展測(cè)度為0.29,若0.6為可持續(xù) 的下限，顯然1998年海河流域處于不可持續(xù)發(fā)展的軌跡上。（2）假如提高現(xiàn)狀年的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量到0.83,增加生態(tài)用水量到100x 108m3, 在現(xiàn)有人口和用水效率不變的情況下，無(wú)南水北調(diào)的輸入水量，海河

27、流域的gdp應(yīng)為 7677x 108元。由于水資源短缺，海河流域可持續(xù)綜合發(fā)展測(cè)度僅能達(dá)到0.47。（3）方案1假設(shè)2010年南水北調(diào)開(kāi)通東線，按基本方案調(diào)水60. 6x 108m3,如 果生態(tài)壞境維持現(xiàn)狀年，考慮人口增長(zhǎng)和用水效率的提高，海河流域的gdp可以達(dá)到 26238x 108元。但是，由于牛態(tài)環(huán)境質(zhì)量較差，海河流域可持續(xù)綜合發(fā)展測(cè)度僅能達(dá) 到0.43。增加生態(tài)用水量改變生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，對(duì)于提高海河流域可持續(xù)綜合發(fā)展測(cè)度 十分顯著。（4）方案2假設(shè)2010年南水北調(diào)低方案調(diào)水60. 6x 108m3,增加牛態(tài)用水量到 100x 108m3,在用水效率提高至60元/m3,海河流域牛.態(tài)環(huán)境

28、能承載的人口為1.35x 108, gdp為21678x 108元，可持續(xù)綜合發(fā)展測(cè)度為0. 69。（5）方案3假設(shè)2030年南水北調(diào)開(kāi)通中、東兩線，按高方案調(diào)水103. 3x 108m3, 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量恢復(fù)到0.83,用水效率提高至150元/ni3,海河流域生態(tài)壞境能承載的 人口為1.51x108, gdp為59235x 108元，可持續(xù)綜合發(fā)展測(cè)度為0. 77。（6）方案4在方案3基礎(chǔ)上，將生態(tài)環(huán)境質(zhì)量恢復(fù)到1 （具體參照表1）,緩解 現(xiàn)狀年所有生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，海河流域牝態(tài)環(huán)境能承載人口為1. 51x108人，gdp為56235 x108元，可持續(xù)綜合發(fā)展測(cè)度為0.84。海河流域社會(huì)一經(jīng)濟(jì)一

29、生態(tài)環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)處 于可持續(xù)發(fā)展的良好狀態(tài)。4結(jié)語(yǔ)流域（或區(qū)域）生態(tài)環(huán)境承載力受社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技、水土資源、生態(tài)等多種因 素的影響，對(duì)其量化分析是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作。本文將生態(tài)環(huán)境承載力的研究納入 到社會(huì)一經(jīng)濟(jì)一生態(tài)壞境復(fù)合系統(tǒng)屮，給出了主態(tài)壞境承載力在宏觀系統(tǒng)分析屮的定 義。為了定量研究，采用建立指標(biāo)體系和多極關(guān)聯(lián)分析的方法，得到量化社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、 生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)發(fā)展質(zhì)量的指數(shù)，分別用“社會(huì)福利”、“經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平”和“生態(tài)環(huán) 境質(zhì)量”表示。并捉出整個(gè)復(fù)合系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展測(cè)度函數(shù)。在可持續(xù)發(fā)展原則的指導(dǎo) 下，在滿足水量平衡基本要求下，構(gòu)建生態(tài)環(huán)境承載力量化分析模型。通過(guò)人機(jī)交互 方式，計(jì)算得到在滿足

30、一定生態(tài)環(huán)境質(zhì)屋前提下，研究區(qū)生態(tài)環(huán)境所能承載的人口數(shù) 量和經(jīng)濟(jì)規(guī)模，這些便是生態(tài)環(huán)境承載力。本文提出的生態(tài)環(huán)境承載力量化分析模型，初步應(yīng)用到海河流域，能夠分析各種 情景下的流域生態(tài)壞境承載能力的變化。例如，考慮到南水北調(diào)工程高低調(diào)水方案、 生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和用水效率的提高，構(gòu)造出6種情景方案。結(jié)果表明，提高海河流域 的可供水能力（如南水北調(diào)工程或其他捲施等）和用水效率（如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等）， 是解決海河流域水生態(tài)環(huán)境危機(jī)的一個(gè)重要途徑。通過(guò)應(yīng)用實(shí)例研究，說(shuō)明本文提出的量化方法可以應(yīng)用到流域尺度生態(tài)承載能力 研究，可以為研究區(qū)的資源配置，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展提供一個(gè)合理的 方案；為國(guó)家和

31、地方政府制定可持續(xù)發(fā)展的政策，確定與資源、環(huán)境相適宜的區(qū)域人 口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模提供科學(xué)的決策依據(jù)。由于生態(tài)環(huán)境承載力涉及的因素眾多，考慮到大多數(shù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境問(wèn)題與水有 關(guān)，水資源短缺是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展屮的制約性因索。因此，本文僅僅考慮了水資源量 平衡計(jì)算，沒(méi)有考慮其他資源和水質(zhì)的約束。另外，在主態(tài)川水方面，由于其理論與 計(jì)算方法尚無(wú)定論，木文采用的是專家經(jīng)驗(yàn)評(píng)估法。在未來(lái)研究屮，以上問(wèn)題包括節(jié) 水潛力等還有待于進(jìn)一步深入完善。參考文獻(xiàn)：1 王志民解決海河流域缺水問(wèn)題的思考j 海河水利，2000, (6) :1-2.2 水利部海河水利委員會(huì).海河流域水生態(tài)環(huán)境恢復(fù)研究eb/0l.3 張永健.淺議海河流域生態(tài)環(huán)境恢復(fù)和建設(shè)對(duì)策j.海河水利，2002 (2) : 15-18.4 廖文根水環(huán)境承載能力及其評(píng)價(jià)體系探討eb/0l.5 irmi seidl,clem a tisdel1carrying capacity reconsidered:from malthus''population theory to cultural carrying capacity j.ecological economics,