水環(huán)境承載力研究進(jìn)展

1、66文章編號(hào):1007-2284(2008 12-0066-04中國(guó)農(nóng)村水利水電·2008年第12期水環(huán)境承載力研究進(jìn)展楊維, 劉萍, 郭海霞(沈陽(yáng)建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院, 沈陽(yáng)110168摘要:水環(huán)境承載力的研究是環(huán)境規(guī)劃與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有用工具, 國(guó)內(nèi)外已做了許多研究。著重介紹學(xué)者對(duì)水環(huán)境承載力概念的不同提法, 進(jìn)而提出了自己的觀(guān)點(diǎn); 在闡述水環(huán)境承載力指標(biāo)體系研究現(xiàn)狀和四大類(lèi)水環(huán)境承載力研究方法的基礎(chǔ)之上, 分析了研究中存在的不足和急需解決的問(wèn)題, 提出了未來(lái)發(fā)展方向, 認(rèn)為水環(huán)境承載力的進(jìn)一步研究應(yīng)完善概念體系, 加強(qiáng)學(xué)科間交叉融合, 深化定量化研究以及進(jìn)一步拓展研究領(lǐng)

2、域等。關(guān)鍵詞:水環(huán)境; 承載力; 指標(biāo)體系中圖分類(lèi)號(hào):X26文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AAdvancement in Research on the C arrying C apacity of Water EnvironmentYANG W ei , LIU Ping , Guo Hai -xia(College o f M unicipal A dministratio n and Enviro nmental Enginee ring , Shenyang A rchitectual U niver sity , Shenyang 110168, China A bstract :Research o

3、n the ca rrying capacity o f w ater enviro nment is a useful tool fo r enviro nment planning a nd sustainable dev elop -ment of economy at home and abro ad . T his pape r is a n a ttem pt to review the definitio ns of car rying capacity of wa te r environment giv en by diffe rent e xperts , introduc

4、e o ur ow n definitio n , sum up its status quo of research o n the indica to r sy stem , outline four re -search methods a nd analyze their deficiencies . It is co ncluded that the future re sear ch o n the carry ing capacity o f wa te r environment should pay mo re attentio n to impro ving the co

5、ncept sy stem , enhancing the interdisciplinary inter sections , dee pening quantitative re -search , a nd expanding research fields .Key words :w ater e nviro nment ; car rying capacity ; indica to r sy stem 水環(huán)境承載力概念自1990年提出以來(lái), 就被廣泛用于環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃等領(lǐng)域, 國(guó)內(nèi)外學(xué)者從不同角度論述了水環(huán)境承載力基礎(chǔ)理論及研究方法。其中, 國(guó)外主要對(duì)水

6、體進(jìn)行生態(tài)學(xué)意義的承載力研究, 如北美湖泊協(xié)會(huì)1對(duì)湖泊承載力的概念給予了界定, 美國(guó)U RS 公司2系, 研究中將人口、生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)納入指標(biāo)體系, 并引入現(xiàn)有其他領(lǐng)域和創(chuàng)新的量化方法。但現(xiàn)今指標(biāo)體系的建立還不夠完善, 研究方法上或多或少存在一定弊端。因此, 本文綜述了水環(huán)境承載力概念、指標(biāo)體系和方法的研究現(xiàn)狀, 分析了研究中存在的不足和急需解決的問(wèn)題, 并提出了未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)Flo rida Key s 流域、美國(guó)環(huán)保局3對(duì)在Bar ry 和K alam -azoo 縣的Barry 、Prairiev ille 、Richland 和Ross 4個(gè)鎮(zhèn)區(qū)中4個(gè)湖泊環(huán)境承載力進(jìn)行研究并提出保護(hù)

7、和改善湖泊水質(zhì)的建議。國(guó)內(nèi)對(duì)水環(huán)境承載力研究主要以地表水和地下水為研究對(duì)象, 以流域或區(qū)域?yàn)檠芯糠秶? 自1994年至今, 學(xué)者們先后分別對(duì)我國(guó)漢江等8大流域、山東省等7大區(qū)域和寶雞市等11大城市進(jìn)行實(shí)證研究4-25?？梢?jiàn)國(guó)內(nèi)外對(duì)水環(huán)境承載力研究較多, 但對(duì)概念探討較少, 國(guó)外主要針對(duì)流域和海灣、湖泊等水體研究; 國(guó)內(nèi)則主要對(duì)流域和區(qū)域(尤其是城市 進(jìn)行研究, 但也涉及具體河流和湖泊, 研究水環(huán)境承載力關(guān)鍵是構(gòu)建其指標(biāo)體收稿日期:2008-03-29基金項(xiàng)目:建設(shè)部2007年科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目(2007-K4-24 。作者簡(jiǎn)介:楊維(1957- , 女, 教授, 博士, 主要從事水資源管理與1概念“

8、承載力”一詞原為物理力學(xué)中的物理量, 指物體在不產(chǎn)生任何破壞時(shí)的最大(極限 負(fù)荷, 最初被生態(tài)學(xué)引用, 即“某一特定環(huán)境條件下(主要指生存空間、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、陽(yáng)光等生態(tài)因子的組合 , 某種個(gè)體存在數(shù)量的最高限”26。隨著人口膨脹、資源和能源危機(jī)及環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重, 人們?cè)絹?lái)越清醒地認(rèn)識(shí)到承載力對(duì)全人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的重要意義, 于是承載力理論被應(yīng)用于土地、資源、環(huán)境等許多領(lǐng)域, 產(chǎn)生了各種不同承載力概念和相應(yīng)理論。水環(huán)境從字面上理解為水系統(tǒng)所處的環(huán)境, 它不僅包括水資源的數(shù)量、質(zhì)量, 還包括水生生物與水資源的相互作用。水環(huán)境的好壞, 直接影響人類(lèi)的生存和發(fā)展。水環(huán)境承載力是承, , 學(xué)者在水環(huán)境承

9、載力研究進(jìn)展楊維劉萍郭海霞資源承載力、環(huán)境承載力等概念基礎(chǔ)上對(duì)水環(huán)境承載力定義進(jìn)行了探討, 但是水環(huán)境承載力的科學(xué)定義尚未達(dá)成共識(shí), 對(duì)水環(huán)境承載力的定義大致可分為兩種, 即狹義和廣義。狹義27指水環(huán)境容量, 即環(huán)境(水體 的納污能力, 亦即水體容許污染負(fù)荷量等。對(duì)于廣義的水環(huán)境承載力的定義, 各家各說(shuō), 現(xiàn)歸納如下:在一定的水域, 其水體能夠被繼續(xù)使用并保持良好生態(tài)系統(tǒng)時(shí), 所能夠容納污水及污染物的最大能力28-30。在某一時(shí)期, 某種狀態(tài)或條件下, 某地區(qū)的水環(huán)境所能承受的人類(lèi)活動(dòng)作用的閾值(能力31-3667目標(biāo)層A 準(zhǔn)則B 指標(biāo)層C城市化率社會(huì)經(jīng)濟(jì)承載力人均糧食人均GDP城鎮(zhèn)居民恩格爾

10、系數(shù)農(nóng)村居民恩格爾系數(shù)農(nóng)民人均純收入人均公共綠地面積森林覆蓋率水環(huán)境承載力指標(biāo)體系濕地面積占轄區(qū)面積比重生態(tài)有效灌溉面積占耕地面積比重承耕地水旱災(zāi)害受災(zāi)面積率載力水污染治理投資占GDP 比重自然保護(hù)區(qū)面積占轄區(qū)面積比重生態(tài)用水占總用水量比重人均污水排放量的倒數(shù)工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放率水質(zhì)城鎮(zhèn)生活污水集中處理率承單位COD 工業(yè)產(chǎn)值載力廢水排放密度的倒數(shù)污徑比年平均降雨量人均水資源量水供水總量量承萬(wàn)元GDP 用水量載水資源開(kāi)發(fā)利用率力城市再生水利用率工業(yè)用水重復(fù)利用率圖1水環(huán)境承載力指標(biāo)體系。水環(huán)境系統(tǒng)功能可持續(xù)正常發(fā)揮前提下接納污染物的能力(納污能力 和承受對(duì)其基本要素改變的能力(緩沖彈性力 , 即

11、水環(huán)境承載力包括納污能力和緩沖彈性力兩個(gè)方面, 并且以水環(huán)境系統(tǒng)功能的可持續(xù)正常發(fā)揮為前提37。該定義中水環(huán)境基本要素是指水體、河道、河岸, 其中水體包括水量、水流條件和水質(zhì)條件, 河道包括河道形式、河床地形、底泥, 河岸包括河岸形態(tài)、河岸植被、景觀(guān)等。在某一時(shí)期、某一環(huán)境質(zhì)量要求、某種狀態(tài)或條件下, 某流域(區(qū)域 水環(huán)境在自我維持、自我調(diào)節(jié)的能力和水環(huán)境功能可持續(xù)正常發(fā)揮的前提下, 所支撐的人口、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的最大規(guī)模38-40。從以上對(duì)水環(huán)境承載力概念的不同定義可以看出, 雖然定義形式不同, 但都側(cè)重于保證水環(huán)境的持續(xù)使用和功能完整。本文結(jié)合水環(huán)境定義, 依據(jù)水環(huán)境承載力已有研究成

12、果, 將水環(huán)境承載力定義為:在某一特定時(shí)期, 某種特定技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平條件下, 在一定的環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)要求下, 某流域(區(qū)域 水環(huán)境系統(tǒng)良好健康和諧發(fā)展、水環(huán)境功能可持續(xù)正常發(fā)揮前提下, 所持續(xù)支撐的人口數(shù)量、生態(tài)用水量和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的最大規(guī)模。層, 指標(biāo)層共有18個(gè)指標(biāo)42, 有些指標(biāo)重疊, 如用指標(biāo)人均G DP 便可, 但又加入人口、GD P 指標(biāo), 給計(jì)算帶來(lái)麻煩, 于是后來(lái)有人15將指標(biāo)層指標(biāo)篩選簡(jiǎn)化為9個(gè), 消除了指標(biāo)冗余帶來(lái)的不便。而學(xué)者們?cè)趯?duì)永定河上游、山西桑干河等流域22, 23構(gòu)建水環(huán)境承載力指標(biāo)體系時(shí), 則將其準(zhǔn)則層分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、人口、水資源和水污染等5個(gè)指標(biāo),

13、 指標(biāo)層共選取12個(gè)指標(biāo), 主要包括工業(yè)和農(nóng)業(yè)的產(chǎn)值和用水量、水環(huán)境系統(tǒng)供水量以及污染物排量。后來(lái)有人對(duì)寶雞市9也采用這種分法, 但指標(biāo)層共選取17個(gè)指標(biāo), 增加了體現(xiàn)城市特征的城市化水平的倒數(shù)、工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率等指標(biāo), 針對(duì)具體研究對(duì)象完善了指標(biāo)體系。李如忠14結(jié)合前人研究成果, 從城市水環(huán)境承載力涉及的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源與環(huán)境、技術(shù)與管理(準(zhǔn)則層 等領(lǐng)域選擇了15個(gè)具體指標(biāo), 其中增加了社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率、工業(yè)企業(yè)資金利稅率、居民消費(fèi)水平及科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率等指標(biāo), 體現(xiàn)了其獨(dú)特的研究視角, 值得大家學(xué)習(xí)和借鑒。而王儉等17從水資源、水環(huán)境污染和人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)(準(zhǔn)則層 等方面選取了5個(gè)具體指標(biāo)構(gòu)

14、建遼寧省水環(huán)境承載力指標(biāo)體系, 也許從資料的連續(xù)性和可獲得性考慮, 這樣選取體現(xiàn)了科學(xué)性, 但是指標(biāo)過(guò)少, 不能全面反映研究對(duì)象的情況, 極易造成結(jié)果失準(zhǔn)。綜上所述, 構(gòu)建指標(biāo)體系, 既要符合研究對(duì)象實(shí)際, 又要考慮指標(biāo)數(shù)據(jù)獲取和處理難度, 指標(biāo)選取是關(guān)鍵。指標(biāo)過(guò)少, 影響結(jié)果準(zhǔn)確性; 指標(biāo)過(guò)多, 雖接近真實(shí), 但計(jì)算繁瑣。因此需要, 、分析法2指標(biāo)體系研究水環(huán)境承載力核心是用什么指標(biāo)體系反映“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)模與質(zhì)量。其指標(biāo)體系不僅是水環(huán)境承載力大小的評(píng)判依據(jù), 而且是對(duì)在不同時(shí)段, 不同方案下水環(huán)境承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的工具。影響水環(huán)境承載力因素很多, 涉及到水環(huán)境系統(tǒng)各個(gè)方面

15、, 確定綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系要求能從不同角度和層面客觀(guān)反映水資源條件、開(kāi)發(fā)利用狀況、供需關(guān)系及水質(zhì)狀況等41。水環(huán)境不僅為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供必要物質(zhì)基礎(chǔ), 為生態(tài)提供必需的用水量, 而且還是污水受納體。充分的水資源量和較高的水體納污能力能更好地促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此, 水環(huán)境承載力的指標(biāo)應(yīng)從社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)有關(guān)的水資源和水污染狀況來(lái)表征?；诖? 本文借鑒“驅(qū)動(dòng)力-狀態(tài)-響應(yīng)”模式(PSR 指標(biāo)體系建立模式, 綜合考慮指標(biāo)體系建立原則, 結(jié)合前人研究成果和前述水環(huán)境承載力概念, 構(gòu)建了水環(huán)境承載力指標(biāo)體系, 將其分為三層, 即目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層, 如圖1所示。準(zhǔn)則層和指標(biāo)層中的各指標(biāo)的選取應(yīng)該根據(jù)

16、研究區(qū)域(或流域 具體情況, 并參考專(zhuān)家意見(jiàn), 確定符合本區(qū)域(或流域 實(shí)情的指標(biāo), 可以舍棄, 也可以增加一些特定的指標(biāo)。比如:許多學(xué)者將水環(huán)境承載力指標(biāo)體系的準(zhǔn)則層分為3個(gè)指標(biāo), 有人口,68和專(zhuān)家咨詢(xún)法, 本文提出一點(diǎn)思路, 應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度理論, 確定指標(biāo)層指標(biāo)與其對(duì)應(yīng)準(zhǔn)則層指標(biāo)的關(guān)聯(lián)程度, 以此對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行簡(jiǎn)化, 既方便了計(jì)算, 又增強(qiáng)了結(jié)果的可靠性。指標(biāo)水環(huán)境承載力研究進(jìn)展楊維劉萍郭海霞表1研究方法的優(yōu)點(diǎn)及局限性方法向量模法體系綜合評(píng)價(jià)法模糊綜合評(píng)價(jià)法主成分分析法單目標(biāo)多目標(biāo)和單目標(biāo)最優(yōu)化法多目標(biāo)最優(yōu)化法可采用目標(biāo)函數(shù)對(duì)承載對(duì)象詳細(xì)界定, 能定量表征持續(xù)承載的約束條件, 可確定實(shí)現(xiàn)

17、可承載所需的條件和時(shí)間聯(lián)系的刻畫(huà)上存在一定難度求解技術(shù)、優(yōu)化目標(biāo)選定和水-生態(tài)-社會(huì)經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵最優(yōu)化法具科學(xué)性, 客觀(guān)性強(qiáng)和對(duì)主成分、控制點(diǎn)的選取方面存在困難簡(jiǎn)潔合理, 所需計(jì)算量較小深度和精度不夠準(zhǔn)確性較好, 可操作性較強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)單易行, 直觀(guān)局限性深度和精度不夠取大取小運(yùn)算法則遺失部分有用信息評(píng)價(jià)參數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的制定3研究方法目前國(guó)內(nèi)外對(duì)水環(huán)境承載力的研究不夠成熟, 還未形成統(tǒng)一的方法。但是, 根據(jù)水環(huán)境自然、社會(huì)屬性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況, 以可持續(xù)發(fā)展為主向, 借助現(xiàn)有理論和方法, 結(jié)合地區(qū)性質(zhì)和決策者需求, 應(yīng)用現(xiàn)有和創(chuàng)新的方法, 可以解決現(xiàn)今的實(shí)際問(wèn)題。將現(xiàn)有方法歸納起來(lái)主要有4類(lèi):指標(biāo)體系

18、綜合評(píng)價(jià)法、多目標(biāo)最優(yōu)化和單目標(biāo)最優(yōu)化方法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法以及模擬技術(shù)與優(yōu)化技術(shù)混用的系統(tǒng)分析法。指標(biāo)體系綜合評(píng)價(jià)法根據(jù)各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的具體數(shù)值, 應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法或其他數(shù)學(xué)方法計(jì)算出綜合指數(shù), 實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境承載力的評(píng)價(jià)。計(jì)算綜合指數(shù)常用方法有:向量模法、模糊綜合評(píng)價(jià)法和主成分分析法。向量模法是將水環(huán)境承載力表示為n 個(gè)定量描述的指標(biāo)(n 維空間向量 , 以歸一化后的向量模表征水環(huán)境承載力的大小; 模糊綜合評(píng)價(jià)法是在對(duì)水環(huán)境承載力的影響因素進(jìn)行單因素評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上, 通過(guò)綜合評(píng)判矩陣對(duì)其承載能力做出多因素綜合評(píng)價(jià); 主成分分析法是在數(shù)據(jù)信息丟失最小的原則下, 對(duì)高維變量系統(tǒng)進(jìn)行最佳綜合與簡(jiǎn)化, 以少數(shù)綜

19、合變量取代原始多維變量, 同時(shí)客觀(guān)地確定各綜合變量的權(quán)重。多目標(biāo)最優(yōu)化方法是采用分解-協(xié)調(diào)的系統(tǒng)分析思路將水環(huán)境承載系統(tǒng)劃分為若干子系統(tǒng), 并采用數(shù)學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行刻畫(huà), 子系統(tǒng)模型之間通過(guò)多目標(biāo)核心模型的協(xié)調(diào)關(guān)聯(lián)變量相連接。目前多目標(biāo)核心模型通常采用契比雪夫算法進(jìn)行求解, 在權(quán)重疊代收斂時(shí)采用融合了決策者對(duì)鄰近點(diǎn)和tr adeoff 矢量意見(jiàn)的Z -W 算法。而單目標(biāo)最優(yōu)化方法實(shí)際上只是一種水污染控制系統(tǒng)規(guī)劃方法, 在此項(xiàng)研究中較少見(jiàn)。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法從系統(tǒng)的內(nèi)部要素和結(jié)構(gòu)分析入手, 通過(guò)一階微分方程組來(lái)反映系統(tǒng)各個(gè)模塊的變量之間的因果反饋關(guān)系, 進(jìn)而建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型以現(xiàn)實(shí)存在

20、為前提, 通過(guò)改變系統(tǒng)的參數(shù)和結(jié)構(gòu), 模擬不同發(fā)展方案下人口總量、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和承載力之間的動(dòng)態(tài)變化。模擬技術(shù)與優(yōu)化技術(shù)混用的系統(tǒng)分析法, 可根據(jù)問(wèn)題性質(zhì)選用和創(chuàng)新。其中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法得到較多應(yīng)用。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是大量簡(jiǎn)單神經(jīng)元廣泛聯(lián)結(jié)而成的用以模擬人腦思維方式的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng), 根據(jù)所提供數(shù)據(jù), 通過(guò)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練, 找出輸入和輸出之間的內(nèi)在聯(lián)系, 從而求出問(wèn)題的解。遺傳算法是一種嶄新的全局優(yōu)化算法, 它借用了生物遺傳學(xué)的觀(guān)點(diǎn), 通過(guò)自然選擇、遺傳、變異等作用機(jī)制, 實(shí)現(xiàn)各個(gè)個(gè)體的適應(yīng)性的提高。它采用簡(jiǎn)單的編碼技術(shù)來(lái)表示各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu), 并通過(guò)對(duì)一組編碼表示進(jìn)行簡(jiǎn)單的遺傳操作和優(yōu)勝劣汰的自然選擇來(lái)指導(dǎo)學(xué)

21、習(xí)和確定搜索的方向。現(xiàn)對(duì)各類(lèi)方法的優(yōu)點(diǎn)及局限性進(jìn)行總結(jié), 詳見(jiàn)表1。由表1可知, 各種方法都有其適用條件, 也都存在一定弊端。據(jù)統(tǒng)計(jì), 綜合學(xué)者們所用方法, 指標(biāo)體系綜合法4, 5, 7, 12-16, 21應(yīng)用最多, 約占43. 5%;多目標(biāo)(包括單目標(biāo) 最優(yōu)化法5, 8, 10, 11, 244, 5, 9, 22, 23, 36, 7能處理高階次、非線(xiàn)性、多參變量不好掌握, 有時(shí)易導(dǎo)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法重反饋、復(fù)雜時(shí)變的系統(tǒng)問(wèn)致不合理的結(jié)論, 只能用于題, 可操作性強(qiáng)具備自組織、自學(xué)習(xí)能力和模擬技術(shù)與優(yōu)化技術(shù)混用的系統(tǒng)分析法遺傳算法快捷, 簡(jiǎn)便, 容錯(cuò)性強(qiáng), 具可搜索速度慢, 對(duì)初始種群的擴(kuò)展性

22、, 應(yīng)用范圍廣, 全局選擇有依賴(lài)性, 其并行機(jī)制優(yōu)化潛在能力未充分發(fā)揮人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法考慮輸入因子之間的權(quán)系數(shù)一定容錯(cuò)性, 能力強(qiáng), 設(shè)計(jì)靈活, 學(xué)習(xí)樣本訓(xùn)練中無(wú)須需要大量訓(xùn)練樣本, 精度受影響, 應(yīng)用范圍有限中短期發(fā)展情況模擬化技術(shù)混用的系統(tǒng)分析法6, 17, 25(現(xiàn)只包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和遺傳算法 最少, 約占13. 1%。許多學(xué)者還綜合應(yīng)用各種方法或?qū)ΜF(xiàn)有方法進(jìn)行改進(jìn), 都取得了很好的效果。比如, 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠很好地解決各類(lèi)非線(xiàn)性問(wèn)題, 而遺傳算法對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化能夠加速模型收斂速度, 于是有學(xué)者6將兩種方法結(jié)合研究城市水環(huán)境極限承載力, 結(jié)果證明用遺傳算法優(yōu)化人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)

23、重比單純BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿真精度高, 結(jié)果更準(zhǔn)確具有很強(qiáng)的實(shí)用性, 為研究水環(huán)境承載力提供了新思路。4發(fā)展趨勢(shì)鑒于水環(huán)境承載力影響因素很多, 涉及學(xué)科領(lǐng)域廣, 使水環(huán)境承載力的研究形成系統(tǒng)的理論方法體系難度加大。在今后一段時(shí)間研究方向主要包括以下5個(gè)方面。(1 完善水環(huán)境承載力概念體系。由上所述研究現(xiàn)狀可見(jiàn), 水環(huán)境承載力尚未形成統(tǒng)一的概念和衡量標(biāo)準(zhǔn), 所以今后應(yīng)該加強(qiáng)概念的探討, 準(zhǔn)確界定水環(huán)境承載對(duì)象, 確定清晰的判定條件。(2 加強(qiáng)學(xué)科間的交叉融合。水環(huán)境承載力研究涵蓋了從理論到實(shí)證; 從水-生態(tài)-社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)下的二元模式水文循環(huán)和水量平衡等宏觀(guān)領(lǐng)域到水環(huán)境容量、植被耗水機(jī)理等微觀(guān)領(lǐng)

24、域; 從水文水資源科學(xué)到社會(huì)經(jīng)濟(jì)科學(xué)、規(guī)劃科學(xué)等不、系統(tǒng)水環(huán)境承載力研究進(jìn)展楊維劉萍郭海霞動(dòng)力學(xué)方法、遙感與地理信息系統(tǒng)方法等作為技術(shù)手段, 屬于典型的交叉學(xué)科研究領(lǐng)域。因此, 水環(huán)境承載力迫切需要加強(qiáng)學(xué)科交叉融合的研究。(3 深化定量化研究。水環(huán)境承載力本身具有動(dòng)態(tài)性, 應(yīng)加強(qiáng)動(dòng)態(tài)模擬研究, 建立一套能反映水環(huán)境承載力本質(zhì)的模擬體系; 突破陳舊的數(shù)據(jù)獲取與分析手段, 將地面水文觀(guān)測(cè)與衛(wèi)星遙感信息相結(jié)合, 利用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和模擬, 并將現(xiàn)有水環(huán)境承載力數(shù)學(xué)模型方法與GIS 集成。(4 進(jìn)一步拓展研究領(lǐng)域。現(xiàn)有的水環(huán)境承載力研究著重研究了水環(huán)境可承載人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展總量規(guī)模和結(jié)構(gòu),

25、 這只是表征水環(huán)境承載力大小的一個(gè)面上的宏觀(guān)指標(biāo), 事實(shí)上水土資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間配置狀況對(duì)水環(huán)境承載力也有著極為重要的影響, 因此有必要加強(qiáng)空間差異與區(qū)域組合研究。(5 將生態(tài)因素考慮進(jìn)去。水環(huán)境本來(lái)是生態(tài)環(huán)境的構(gòu)成要素, 研究水環(huán)境承載力, 應(yīng)該將生態(tài)狀態(tài)加以量化, 尤其是生態(tài)需水量, 應(yīng)該將其定為水環(huán)境承載力研究的重要指標(biāo)。參考文獻(xiàn):1North American Lak e M anagement S ociety EB /O L . http :/w w w . nalms . org /glos sary /lkw ord -c . htm (undated . 2Commit

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