湖泊水環(huán)境承載力方法探究

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1、湖泊水環(huán)境承載力方法探究【摘要】湖泊水環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展是解決水環(huán)境問題的根本途徑，而前提在于確定湖泊水環(huán)境系統(tǒng)所能持續(xù)支撐的人口總量和經(jīng)濟(jì)規(guī)模，因此，湖泊水環(huán)境承載力成為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的熱點之一。本文即分析了湖泊水環(huán)境承載力的內(nèi)涵，然后詳細(xì)闡述了湖泊水環(huán)境承載力的研究方法。【關(guān)鍵詞】湖泊水環(huán)境；承載力；影響因素；指標(biāo)體系;系統(tǒng)動力一、湖泊水環(huán)境承載力的內(nèi)涵概述“承載力”一詞源自物理力學(xué)中的一個物理量，指物體在不產(chǎn)生任何破壞時所能承受的最大負(fù)荷。人們最早借用承載力的概念是應(yīng)用于生態(tài)學(xué)領(lǐng)域研

2、究，提出生態(tài)承載力概念，其含義是在一定的環(huán)境條件下某種生活個體存活的最大數(shù)量［1］。但由于人類過快的發(fā)展，人類對環(huán)境的破壞和污染不斷增大，環(huán)境對人類的支持也存在一個最大量的問題，因此，承載力逐漸被人類引用到環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，然后再分化成大氣、水、土壤等各承載力的分支。水環(huán)境承載力的定義目前還沒有統(tǒng)一的提法，但綜合目前學(xué)者所做的研究可以把對水環(huán)境承載力大致分為兩類：廣義水環(huán)境承載力與狹義水環(huán)境承載力。廣義水環(huán)境承載力系指某生產(chǎn)力水平下，某一區(qū)域水環(huán)境對人類活動的最大支持能力；狹義水環(huán)境承載力等同于“水環(huán)境

3、容量”、“水環(huán)境容許污染負(fù)荷量”等，即在一定水域，其水體能夠被繼續(xù)使用并仍保持良好生態(tài)系統(tǒng)時，所能夠容納污水及污染物的最大能力⑴。由此可見，可將湖泊水環(huán)境承載力定義為：在某一特定的生產(chǎn)力狀況和滿足特定環(huán)境目標(biāo)下，以及區(qū)域湖泊水體能夠自我維持，自我調(diào)節(jié)并可以可持續(xù)的發(fā)揮作用的前提下，所能支撐的人口、經(jīng)濟(jì)及社會可持續(xù)發(fā)展的最大能力。二、湖泊水環(huán)境承載力的主要影響因素（一）水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與水環(huán)境承載力密切相關(guān)的是水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是為保護(hù)人類健康、社會物質(zhì)財富和維持生態(tài)平衡，對一定空間和時間范圍的水環(huán)

4、境中有害物質(zhì)和濃度所作的規(guī)定[2]o顯然，水環(huán)境對污染物的容納能力是相對于水環(huán)境滿足一定的水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)而言的。一般情況下執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同，其容納污染物能力的大小也就不同，在確定水環(huán)境承載力時，必須以相應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。（二）水環(huán)境容量環(huán)境容量是環(huán)境科學(xué)的基本理論問題之一，也是環(huán)境管理中重要的實際應(yīng)用問題。在實踐中，環(huán)境容量是環(huán)境目標(biāo)管理的基本依據(jù)，是環(huán)境規(guī)劃的主要約束條件，也是污染物總量控制的關(guān)鍵技術(shù)支持。它反映了水環(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)揮條件下，水環(huán)境所能容納

5、污染物的量。水環(huán)境容量的差異，直接導(dǎo)致水環(huán)境承載力的不同。（三）水環(huán)境自凈能力是指水體接納污染物之后，因水環(huán)境物理的、化學(xué)的、物理化學(xué)的、生物化學(xué)的各種特性，使得污染物能被遷移、擴(kuò)散、分解、沉降，或者在水體內(nèi)遷移轉(zhuǎn)化，使水體的水質(zhì)得到部分甚至完全恢復(fù)的能力［2］。水環(huán)境的這種自凈能力是水環(huán)境具有自我維持、自我調(diào)節(jié)、抵抗各種壓力與擾動能力的根本所在，是水環(huán)境承載力具有彈性力的內(nèi)在原因。（四）流域（區(qū)域）水資源量由于自然地理條件的不同，水資源在數(shù)量上有其獨特的時空分布規(guī)律，水資源的開發(fā)利用程度及方式也會

6、影響社會生產(chǎn)可利用水資源的數(shù)量。在一定程度上，水資源量決定了流域（區(qū)域）水環(huán)境容納污染物量的變化范圍，同時，又影響了水環(huán)境承載力的大小。三、湖泊水環(huán)境承載力研究方法（一）指標(biāo)體系評價法目前計算水環(huán)境承載力的指標(biāo)方法的有：向量膜法、模糊綜合評價法和主成份法。1、向量模法向量模法將水環(huán)境承載力表示為n維空間的一個向量。這一向量隨人類社會經(jīng)濟(jì)活動方向和大小的變化而不同，然后以歸一化后的向量模表征水環(huán)境承載力的大?。?］。該方法簡單易行，廣泛應(yīng)用于水環(huán)境承載力早期研究；但由于忽視了水環(huán)境承載力概念的模糊性和

7、向量所具有的方向性，而且一般采用均權(quán)數(shù)法確定指標(biāo)權(quán)重，忽略了指標(biāo)相對大小對承載力的貢獻(xiàn)，進(jìn)而影響了評價結(jié)果的可靠性。2、模糊綜合評價法模糊綜合評價法是將環(huán)境承載力視為一個模糊綜合評價過程，通過合成運算，可得出評價對象從整體上對各評價等級的隸屬度，再通過取大或取小運算就可確定評價對象的最終評語。模糊綜合評價法綜合考慮了水環(huán)境承載力概念的模糊性和指標(biāo)信息的隨機(jī)不確定性，提高了水環(huán)境承載力評價的準(zhǔn)確性和可操作性。但模糊綜合評價法是一種對主觀產(chǎn)生的“離散”過程進(jìn)行綜合的處理，其方法本身存在缺陷，取大取小的運

8、算法則會遺失大量有用信息。3、主成份分析法主成份分析法在力保數(shù)據(jù)信息丟失最小的原則下，對高維變量系統(tǒng)進(jìn)行最佳綜合與簡化，以少數(shù)綜合變量取代原始多維變量，同時客觀地確定各綜合變量的權(quán)重，避免了主觀隨意性。因此主成分分析法不失為一種評價的好方法，而且在一定程度上克服了上述方法的缺陷；但在評價參數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)的制定和對主成分、控制點的選取方面存在一定的困難。（二）系統(tǒng)動力學(xué)方法這種方法的主要特點是通過一階微分方程組來反映系統(tǒng)各個模塊變量之間的因果反饋關(guān)系。在實用中對不同發(fā)展方案