水资源承载力简述及研究报告方法

1、-. z.水资源承载力简述及研究方法一、水资源承载能力国外研究进展1.1国外研究进展水资源承载力国外研究进展国际上，关于水资源承载力的单项研究成果相对较少，一般将其纳入资源承载力、区域规划以及可持续开展理论的研究之中，并且偏重水资源管理的经济手段与政策措施研究。进入新世纪以来，水资源问题进一步引起了国际社会的高度重视，对水资源平安以及与其相关的各种冲突给予了深刻的分析和前所未有的关注。URS 公司(1998)受到美国陆军工程兵团以及佛罗里达州社会事务局的委托，研究了弗罗达Keys 流域的承载力水平，在此次研究中，URS公司认为承载力的定义是：以不造成人工资源和自然的破坏为前提，该地区能够承载的

2、最大开展能力。不对采用了一个由社会经济、财政、根底设施、水等分析要素与图形用户界面组成的承载力分析模型，并用此模型对Keys 流域的社会经济和生态系统进展了整体的模拟和评价，最终确定了各分析要素承受各类人类活动影响的能力。英国科学家斯莱瑟教授(1998)提出了一种可持续开展的全新的定量分析方法提高承载力的策略模型(ECCO 模型)，斯莱瑟教授将资源、环境、人口和开展之间联系起来综合考虑，运用了系统动力学，研究了在不同开展阶段，人口数量与承载力之间的在联系。 Gleick(1999)等学者则认为现代社会的一系列危机都是由于对水资源不合理利用导致的，例如越来越多的物种濒临或已经灭绝、土地沙漠化等。

3、Gleick希望能找到一种新的方法，可以长期、合理的配置水资源。为此他提出了可持续开展的七个标准。 Harris(1999)等学者对水资源研究的侧重点放到了农业方面，将农业用水的承载力作为区域开展能力的开展指标之一。他认为对数增长是当代农业增长的模式，且该模式受到可利用的水资源量的影响，关系着农业能否可持续开展。Rijiberman(2000)对城市水资源构造和管理进展了研究，认为评估城市水资源系统是否可持续开展大致分为四个方法：生态、资源承载力、社会、经济。该研究选取了承载力这种评价方式来衡量城市水资源的可持续能力，并得出结论认为要建立保障水资源承载力的根底设施。2000年3月，在荷兰海牙H

4、ague召开第二届世界水论坛及部长级会议，提出了21世纪人类水平安面临的7大挑战。OlliVaris(2001)等将水资源的开发利用作为核心，对长江地区进展了分析，其中包括快速开展的工业化、人口的增长带来的粮食需求的增加、生态环境恶化等因素对水资源造成的影响，对该地区不同开展时期的水资源承载力进展了比拟。Ma.W-F，Zhao.*-H(2005)等建立了以重复利用为根底的多目标的水资源优化配置的模糊线性规划模型，该模型的决策变量是种植面积，目的是最大限度地扩大作物产量和农民收入，依据水优化配置提供科学的决策，缓解农业水灌溉危机。2006年，南非以及津巴布韦学者T.Sawunyama，A.Sen

5、zanje等利用遥感与GIS技术对非洲东南部林波波河流域小水库的调蓄能力进展了评估，指出小水库作为水资源系统的一局部应该在水资源的规划与管理中得到充分利用。Mckeon 等(2009)研究了气候变化对澳大利亚北部牧场的承载能力的影响。Bernhard(2010)利用物质流分析方法对智利的电脑废弃物进展了评价，以促进电脑废弃物的处置和再利用从而减少浪费，促进自然环境和社会环境的协调开展。21世纪后国外学者在后来对水资源承载力的研究中，渐渐将其归入了资源和可持续开展的研究中去。以上容引自汪洋学位论文冀中南地区水资源承载力评价研究1.2国研究进展从研究的时间过程上分析，在我国，关于水资源承载力的研究

6、始于20世纪80年代后期，大体经历了三个阶段。第一阶段20世纪80年代后期1995年，水资源研究理论的延伸与水资源承载力概念的形成阶段。这一阶段水资源承载力的概念、理论与计算方法等都还处于萌芽状态，研究案例也相对较少。以施雅风等1采用常规趋势法对*乌鲁木齐河流域的水资源承载力的研究为代表，明确提出了水资源承载力的概念与评价模型。第二阶段1996年2000年，水资源承载力的开拓性与探索性研究阶段。这期间不但政府加大了对水资源战略问题研究的支持力度，而且国学者在水资源承载力的理论根底、指标体系、评价模型方法等方面也做了大量的研究工作，为我国水资源承载力全面、系统的研究奠定了良好的根底，这一阶段也涌

7、现了许多经典的研究案例2。第三阶段2001年至今，水资源承载力的专题性与系统性研究阶段。这一阶段水资源承载力的定义与涵得到了进一步的明确与界定，理论根底也得到了进一步的拓展与深化。汪恕诚3曾屡次对水权、水市场、水资源的优化配置与可持续利用进展论述，对加强我国水资源问题的相关研究起到了推动作用。2002 年，朱一中等4指出可持续开展理论、水生态社会经济复合系统理论、二元模式下的水文循环机制和过程是水资源承载力研究的理论根底。此外，也有学者对水资源承载力的概念、涵、评价模型、技术手段等进展了跟踪性研究。例如，龙腾锐等5指出区域开发和水资源管理政策不应将人口增长和经济总量增长作为目标，而应将水生态系

8、统功能的完整发挥和这些功能所造成的效用在人口上的分配作为重点考虑容；夏军等6通过分析城市化对社会经济水资源生态与环境复合系统的影响，对城市化地区水资源承载力的理论研究根底进展了探讨。这一阶段水资源承载力评价指标体系得到了专题性的研究7，评价模型方法也得到进一步的丰富与完善。以上容引自2010年朱运海期刊文献区域水资源承载力评价国外研究综述从研究领域和容的不同来分析，水资源承载能力的研究涉及众多区域、流域、城市。横向上有不同行政区域、流域及具体城市水资源承载能力的研究。纵向上有对水资源承载能力的现状研究，也有对未来水资源承载能力的预测。1流域研究流域研究水资源承载能力的流域研究主要集中在北方干早

9、与半干早区，是基于黄河流域、流域等干旱区陆河流域展开的。1993年，许有鹏以*和田河流域为例，探讨了我国西北干早区水资源承载能力综合评价的方法，并将模糊综合评判方法应用于该研究，建立了分析评价模型，并应用该模型对和田河流域水资源承载能力进展了评价研究；1999年，徐中民根据水资源承载能力分析的构造特点，在传统多目标分析决策技术的根底上，结合流域的具体情况，建立流域水资源承载能力情景分析的模型；2001年，莉云等，2013年，王顺久等，2004年，郦建强等分别采用模糊综合评判方法、投影寻踪方法和多目标决策理想区间模型对淮河流域水资源承载能力进展了评价分析；2002年，志勇等以中游为例，将水资源承

10、载能力的研究纳入了生态经济系统进展综合集成研究，从价值量的角度对流域生态系统和经济系统进展了初步的耦合研究；2005年，强等提出了水资源承载对象的划分，在对每一承载对象承载能力计算的根底上，采用综合指数法计算特定条件下的总承载能力，采用多分量水资源承载能力指数法对水资源承载能力对汉江中下游进展了综合评价；2005年，戴薇等从水资源承载能力的根本概念出发，根据水资源承载能力的涵和特征，用简单明确的模型来定义和估算了太湖流域水资源承载能力。2区域研究地区方面的研究以西北干早区研究较多，*是我国率先提出水资源承载能力概念的地区。*水资源软科学课题组最早开展了*的水资源承载能力和开发战略对策研究，由此

11、开创了区域水资源承载能力研究的先河。1994年，蔡安乐对*水资源适度承载能力研究，主要从用水构造方面探讨水资源供需平衡的关系，得出了农业是社会各行业中用水比例最大的产业；1998年，阮本清等在可持续开展理论指导下，以系统工程方法为依据，建立了区域水资源适度承载能力分析计算模型，研究水资源对区域经济的支持作用，答复水资源支持下的区域经济合理开展规模及在一定生活条件下的合理人口载量，并以黄河下游沿黄地区为例进展了实例计算。19962000年，中国水利水电科学研究院等单位承当的国家九五重点科技攻关方案西北地区水资源合理配置与承载能力研究工程对水资源承载能力进展了量化分析，根本上实现了定性与定量结合的

12、研究，提出了干旱区水资源承载能力计算方法及重点区不同开展阶段的水资源承载能力在该工程的支撑和影响下，很多专家开展了西北及相关地区的水资源承载能力的研究；1998年，贾嵘等从水资源、环境、人口、开展之间的关系入手，分析探讨了水资源承载能力的涵及研究思路，建立了区域水资源承载能力研究的模型体系，研究了关中地区的水资源承载能力；2000年，丽娟等，建立了以期望人口为核心的水资源承载能力指标体系，运用系统动力学仿真模型对柴达木盆地水资源承载能力及承载人口进展了预测和分析；2000年，惠泱河等运用系统动力学仿真模型，根据关中未来水资源的变化趋势，研究了不同方案下关中水资源承载能力；2001年，王煜等通过

13、分析西北地区的水资源量、可利用量、人类生存开展对水资源的需求，提出了西北地区人口承载数量，由此对西北地区的水资源承载能力进展了评价；2002年，程国栋在分析总结我国已有水资源承载能力研究成果的根底上，在生态经济系统的背景下，提出了新的水资源承载能力概念，分析了水资源承载能力的特征和研究方法，并提出了西北水资源承载能力的研究框架；2004年，王浩等针对生态环境脆弱的陆干旱区特点，在水资源生产能力分析的根底上，提出了基于二元的水资源承载能力的指标体系、计算流程和边界条件，定量地给出了该区域重点地区的一定生活水平下的承载人口；大庸等对基准年和规划年宁南山区的人口、粮食需求进展了分析预测，提出了当地的

14、农业开展模式和相应的农业生产能力，计算了基于不同生活水平下的承载人口及合理的搬迁人口规模；贾绍凤等界定了水资源可利用量和径流口径生态需水的概念，对西北地区的径流口径生态需水和水资源可利用量进展估算，建立了水资源承载能力优化计算模型，估算西北地区的水资源承载能力，并建议用水资源承载能力图谱表示水资源承载能力；2005年，周维博采用模糊综合评判方法，对河西走廊灌溉农业开展的水资源承载能力进展了分析，建立了评价模型；王薇等在对盆地水资源环境系统构成分析的根底上，采用系统动力学方法建立了盆地水资源承载能力模型，对该地区的水资源承载能力进展了定量研究；王学全等应用模糊综合评判方法对省水资源承载能力进展了

15、分析评价，并在评价因素选取、权重分配方面对水生态环境、生态用水因素给予重点考虑。同时，对、等地区的水资源承载能力研究也很多，2001年，王在高等阐述了岩溶地区水资源承载能力的特点，构建出岩溶地区水资源承载能力的指标体系，把LOGISTIC曲线应用于岩溶地区水资源承载能力的研究；2004年，郦建强等采用大样本数据，建立了一种新的数学模型遗传投影寻踪插值模型GPPIM，并对省水资源承载能力进展了综合评价；才志等在灰色系统理论理论根底上，提出了一种基于最大熵原理水资源承载能力评价模型，并将其应用到省黄河流域水资源承载能力评价中；2005年，龙丽民等采用相对资源承载系数对省农业资源与水资源承载状况进展

16、了分析，并分别探讨了机制及其开展对策。3城市研究城市水资源承载能力的研究和流域、地区有很大的差异，城市中农业用水相比照例较前两者少，而工业用水是城市主要用水方式。由于城市用水广泛，其研究容也趋于多元化。城市水资源承载能力的研究主要集中于以下三方面：水资源承载能力在城市规划和布局的应用、水资源承载能力时间序列动态变化研究和水资源承载能力的影响因素及驱动力的研究。很多专家把水资源承载能力城市规划和布局的依据，1994年，牟海省等提出了城市设置与区域水资源承载能力相协调的原则，指出水资源承载能力限制下我国城市体系的宏观布局是城市水资源的主要研究方向之一，并为城市水资源研究指明了几个方向，水资源承载能

17、力限制下我国城市体系的宏观布局和不同地区、不同类型城市设置水资源的标准是其中的两个关键研究方向。1995年，斌等对重工业城市市的水资源承载能力进展了专项研究，他运用指数评价模型和模型，对城市工业用水变化情况和城市水资源系统开展趋势进展了分析预测。2003年，文超等探讨了水资源承载能力理论在城市规划中应用的必要性及其对城市规划的影响，提出城市规划应将水资源承载能力作为其指导思想之一，从水资源承载能力量化指标体系和水资源承载能力的多单目标模型优化两个方面展望了水资源承载能力理论在城市规划中的应用。水资源承载能力实质上是一个长期的、动态的现象，这就需要沿着时间序列进展研究，采用的方法主要是系统动力学

18、方法，2003年，吴九红等以动态序列研究为主，运用系统动力学模型，分析了影响市水资源承载能力的各层次要素间的反响关系。2005年，英英等在水资源合理配置的前提下，以市社会经济环境系统为研究对象，建立市水资源系统动力学模型，通过动态仿真模拟，预测市项水资源政策对水资源承载能力的长期影响。同年，俊丽等运用系统动力学模型对市城市水资源承载能力进展了模拟和预测，指出市在未来经济社会和人口、城市开展规划中，要充分考虑水资源承载能力因素，力争做到经济社会开展的速度和规模在水资源承载能力围之，到达地区水资源开发利用与经济社会、环境协调开展的良性状态。对城市水资源承载能力的影响因素和驱动力的研究也是城市水资源

19、承载能力研究的热点之一，2003年，王媛等根据水资源承载能力的理论，应用多目标规划模型定量地研究了*地区水资源所能承载的经济规模，主要通过对提高水资源承载能力的各个方案的分析，考察*的水资源承载能力在现有条件下对于各种方案的响应程度，从而为分阶段提出对策提供依据。2004年，洋波等采用驱动力压力状态影响响应模型，提出了一个广义的水资源承载能力综合评价指标体系，根据市水资源情势及社会经济开展状况，给出了市水资源承载能力综合评价的9个评价指标，并采用模糊综合评判方法对市2002年水资源承载能力现状评价。2004年，孟凡德等采用主成因分析法分析了市自上个世纪80年代以来水资源承载能力变化的总体趋势和

20、驱动因子，结果说明：人口和GDP是影响市水资源承载能力变化的主要驱动因素，并采用回归分析法建立的线性回归分析模型预测市的水资源承载能力。二、水资源承载能力概念与涵2.1水资源承载能力的概念承载力一词源于生态学，原用以衡量特定区域在*一环境条件下可维持*一物种个体的最大数量8。在对资源短缺和环境污染问题的研究中，承载力概念得到延伸开展并广泛用于说明环境或生态系统承受开展和特定活动能力的限度9。20世纪60年代以后，随着人口、资源和环境问题日趋严重，承载力的概念有了进一步开展，并应用到社会经济生态复合系统中。20世纪80年代，联合国教科文组织(UNESCO)提出了资源承载力的概念：一个国家或地区的

21、资源承载力是指在可以预见到的期间，利用本地能源及其自然资源和智力、技术等条件，在保证符合其社会文化准则的物质生活水平条件下，该国或地区能持续供养的人口数量10。资源承载力包括很多方面，其在实践中的最初应用领域是草地畜牧业。在北美、南美以及亚洲草原地区，由于草地开垦、过度放牧等原因，土地开场退化，为有效管理草原和取得最大经济效益，一些学者将承载力理论引入到草原管理中，他们认为自然生态系统的承载力应该以载畜量来衡量，并且提出了草地承载力、最大载畜量等概念11。在资源承载力中研究较早并且研究较充分的是土地承载力，其原因主要是随着全球人口不断增加，一些地区出现了环境恶化和资源短缺，最终导致了粮食危机，

22、面临饥饿威胁，土地粮食生产引起了各国政府的高度重视，于是生物学家和生态学家将承载力的概念开展并应用到人类生态学中，以研究现有土地到底可以承载多少人口12。水资源承载力是承载力概念在水资源领域的应用，是继土地承载力后在资源承载力方面研究最多的容。水资源承载力迄今为止仍是一个外延模糊、涵混沌的概念，其涵的界定仍存在一定的分歧和缺乏。国际上，关于水资源承载力单项研究成果较少，一般将其纳入资源承载力、区域规划及可持续开展理论中，偏重于水资源管理的经济手段与政策措施研究。我国对于水资源承载力的研究始于二十世纪80年代，许多学者根据各自的认识提出了对水资源承载力的不同见解。现将具有代表性的概念解释总结如下

23、：水资源承载能力的定义首先是1985年*水资源软科学课题研究组提出的，他们认为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13。施雅风1等解释水资源承载能力是指*一地区的水资源，在一定社会历史和科学技术开展阶段，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、科学技术开展而变化的综合目标。许有鹏14认为水资源承载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

24、地被人们利用，造福于人类。同时不会造成恶化。尚友9解释水资源承载力为在一定区域、在一定物质生活水平下，水资源所能够持续供给当代人和后代人需要的规模和能力。以上这几个水资源承载力的定义忽略了水资源的合理配置因素。在随后的研究中，学者对水资源承载能力的界定考虑到了水资源的时空特性，阮本青15解释水资源承载力为在未来不同的时间尺度上，一定生产条件下，在保证正常的社会文化准则物质生活条件下，一定区域自身水资源量用直接或间接方式表现的资源所能持续供养的人口数量。夏军等6认为水资源承载力指*一区域在特定历史阶段的特定技术和社会经济开展水平条件下，以维护生态良性循环和可持续开展为前提，当地水资源系统可支撑的

25、社会经济活动规模和具有一定生活水平的人口数量。惠泱河16对水资源承载力的解释是*一地区的水资源在*一具体历史开展阶段下，以可以预见的技术、经济和社会开展水平为依据，以可持续开展为原则，以维护生态环境良性循环为条件，经过优化配置，对该地区社会经济开展的最大支撑能力。该定义充分考虑了人类活动影响对水资源系统的干预和水文循环过程的影响作用，并强调了动态开展的观念。何希吾17认为水资源承载力是一个流域、一个地区或一个国家，在不同阶段的社会经济和技术条件下，在水资源合理开发利用的前提下，当地天然水资源能够维系和支撑的人口、经济和环境规模总量。水利部部长的汪恕诚182001提出：水资源承载能力是当地的水资

26、源能够支撑国民经济开展包括工业、农业、社会、人民生活等的能力，是指在一定流域或区域，其自身的水资源能够持续支撑经济社会开展规模，并维系良好的生态系统能力。随着水资源生态环境问题在干旱半干旱地区、半干旱半湿润地区的出现，以及环境污染状况的日益突出的情况下，水资源承载能力的定义又被赋予新的涵，在2004年，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工程大纲认为水资源承载力19为在*一具体的历史开展阶段下，以可预见的技术、经济和社会开展水平为依据，以可持续开展为原则，以维护生态与环境良性开展为条件，经过合理的优化配置，水资源对该地区社会经济开展的最大支撑能力。同年，龙腾锐5认为水资源承载力

27、是在一定的时期和技术水平下，当水管理和社会经济到达最优化时，一定区域的水生态系统自身所能承载的最大可持续人均综合效用水平(或最大可持续开展水平)。该定义首次考虑了水生态系统的生态效劳功能，并真正融合了可持续开展思想。但是，该定义尚未给出明确的量化方法来量化最大可持续人均综合效用水平。另外，该定义没有进一步研究提供论据证明最大可持续人均综合效用水平与最大可持续开展水平之间的等价关系。琳等202007认为，水资源承载能力是指在一定区域或流域围，在一定开展模式和生产条件下，当地水资源在满足既定生态环境的前提下，能够持续供养的具有一定生活质量的人口数量或能够支持的社会经济开展规模。王传武等21认为水资

28、源承载力是指一个国家或地区在现有技术和人口素质的根底上，在可预见的时期，利用本地的可用水资源，在保证人类生物学用水需要、生态良性开展的前提下，在保护符合其社会文化准则的生活水平下所能持续供养的最大人口数量。段春青22认为区域在一定经济社会和科术开展水平条件下，以生态、环境安康开展和社会经济可持续开展协调为前提的区域水资源系统能够支撑社会经济可持续开展的合理规模。晓23在借鉴前人理论总结的根底上，认为水资源承载能力是在*一具体历史开展阶段下，以可预见的技术、经济和社会开展水平为依据，以可持续开展为原则，以维护生态系统良性循环开展为前提，在水资源的合理开发、高效利用及优化配置下，并保证其社会文化准

29、则下一定的物质生活水平，流域的水资源能够支持该地区的最大经济规模和人口数量。综上所述，以上观点大体可以归纳为两类，一类观点是从水资源开发容量或水资源开发规模方面定义的，另一类观点是从水资源支持可持续开展能力角度研究的24。两种观点考虑问题的角度不同，前者从水资源系统出发，后者从人类社会经济系统出发进展描述。但都共同指出水资源承载力的主体是水资源系统，承载的客体是人类社会系统；水资源承载力的研究要遵循可持续开展这一原则。2.2水资源承载能力的涵随着学者们对水资源承载能力定义的研究，其涵也经过几十年的开展，己涉及到许多资源领域，且较为相似。1.徐良芳25在对水资源承载能力定义理解的根底上，认为其涵

30、主要包含：1水资源的完整性。水资源的开发利用不能超过其恢复速度，人类活动严重干预了水资源系统，如过度开采水资源、水质严重污染等都影响了水资源的功能发挥。因此，不能因为缺水就盲目开采，从而破坏正常的水资源循环，影响水资源的完整性。2水资源承载力的社会经济性。区域社会经济水平越高，水资源开发利用水平越高；生产力水平越高，水资源的开发能力越强；社会经济越兴旺，水资源管理水平相应提高，水资源将得到更合理配置，使用效率将会更高。这些都能提高水资源承载力。3水资源承载力的生态性。为了促进区域可持续开展，作为生态系统的重要组成局部，水资源必须满足生态系统对它的需求。同时，水资源不能影响生态系统，水环境污染必

31、须处于一定的极限以下，不能因为水污染使生态系统受损。4水资源承载力的极限性。承载力的极限性表现为*个时期的*个区域，可利用的水资源具有最大值，这个时期的可利用的最大水资源量是指区域水资源除去考虑生态系统和水资源本身可持续开展的那一局部水资源外，剩下的水资源由于受自然条件和生产力水平条件限制所能开发的最大水资源，这样的水资源才是真正用于社会经济开展的水资源，这时的水资源明显具有阈值性，对*个时期的水资源具有唯一性。另一方面，区域最大可利用水资源随时间变化呈动态性，生产力水平提高，最大可利用水资源的绝对值势必会增加。5水资源承载力的社会经济承载性。区域水资源与社会经济的关系表现为:社会经济开展以及

32、人口增长所需水资源是否与区域最大可利用水资源量相适应，如果所需水资源超过最大可利用水资源量，则说明社会经济的开展超出区域水资源的承载围。由于此时可利用最大水资源量是唯一的，因此为了实现区域社会经济的可持续开展，区域必然会改良技术水平，提高用水效率，或者调整生产力构造，尽力开展低耗水产业，减少高耗水产业。如果水资源仍然满足不了社会经济开展的需求，则需要减少社会经济开展规模或者减慢其开展速度，使区域人口和社会经济的开展适应水资源条件。相反，假设所需水资源小于区域最大可利用水资源量，则社会经济的开展在水资源的承载力围之研究区域水资源承载力的根本目的是在区域水资源可利用最大条件下开展获得综合效益最大的

33、社会经济开展模式。水资源承载力研究涉及水资源-社会-经济-环境这一复杂系统，系统各个要素时刻变化。2.26通过对水资源承载力概念的分析，从生态属性、社会经济属性、时空属性、可持续属性、技术属性5个方面探讨了水资源承载力的涵；1生态属性水资源-人类系统是一个典型的生态经济系统，有必要采用生态经济学的方法进展分析。水资源承载力就是从生态学的角度出发而提出来的。它以水作为承载体，将人口、生态环境和社会经济作为被承载体，这就充分表达了生态经济系统是水资源承载力研究的根底，水资源承载力具有生态属性。水资源承载力的生态属性还表现在其具有极限含义。承载力在生态学中一般被定义为*一生境所能支持的*一物种的最大

34、数量，它所包含着极限思想。因此，水资源承载力的生态属性具体表现为水资源承载力具有极限涵义，当到达水资源承载力时，也必然意味着这一生态极限得到充分的利用。水资源承载力的生态极限应当包括3个方面：水资源的开发利用量到达可更新水资源量；水环境质量符合设定的使用功能要求，污染物的浓度值和累积值都应处于极限值以下；满足水生态系统的平安性和生物多样性的需求以及区域宏观生态环境的用水需求。水资源承载力的生态极限是水资源存在承载极限的根本原因，但是由于水生态系统具有一定的弹性，所以水资源承载力的生态极限具有一定的动态性。同时，水资源承载力的生态极限还与一定的生态建立和环境保护目标有关5。2社会经济属性水资源承

35、载力是一个具有自然和社会双重属性的概念，既反映了水资源系统的自然分布状态，也反映了水资源系统满足社会经济系统的能力，同时也与社会经济系统开发自然水资源系统的深度有关。因此，水资源承载力的研究要从水资源系统-自然生态系统-社会经济系统的耦合机理上综合考虑水资源对人口、资源、环境和经济协调开展的支撑能力。水资源承载力的社会经济涵主要表现在3方面：水资源承载力是以预期的经济技术开展水平为依据，所谓：预期的经济技术水平主要包括区域水资源的投资水平、水资源开发利用和管理水平；区域水资源承载力是经过合理的水资源优化配置而得到的，而区域水资源优化配置是一种典型的社会经济活动行为；区域水资源承载力最终表现为区

36、域经济规模和人口数量，人口和相应的社会体系是区域水资源的承载对象，因此水资源承载力的大小是通过人口以及相对应的社会经济水平和生活水平表达出来27。3时空属性水资源承载力是一定社会阶段一定区域上的水生态系统自身的承载力，具有时间属性和空间属性，对于不同的时空尺度，一样水资源量的承载力是不同的。水资源承载力是自然水生态系统同人类长期相互作用关系的反映，具有一定的时间属性。从*种意义上讲，水资源承载力的时间尺度也是一个未来的、长期性的概念。同样地，自然水生态系统同人类长期相互作用中，不同的空间和空间尺度水资源承载的综合效用及其它约束因素如自然资源、劳动力资源和技术资源等都是不同的，因此具有空间属性。

37、由此可见，在进展一个地区水资源承载能力研究时，只有把近期和远期目标结合起来，充分考虑地区差异，从而对远期的水资源承载力做出较为客观的预测和评价。4可持续属性水资源承载力表示区域水资源持续供给社会体系的能力，因此对水资源的开发利用应是可持续利用的。水资源持续利用是可持续开展框架下水资源开发利用的新模式，使水资源开发、利用、治理、配置、节约和保护最合理的统一体。也就是说，既要保证水资源的持续、永久的利用，又要保证水资源的开发利用满足经济开展的需要。没有持续开发利用的水资源，就谈不上社会经济持续稳定地开展，相反，社会经济的需求得不到水资源系统的支持，就没有社会经济持续稳定的开展。另外持续的涵还表现在

38、水资源承载力的增强是持续的。昌明院士在中国21世纪水问题方略中提出需水量零增长的概念，即随着经济的开展，由于水资源的约束而必然会导致需水量出现零增长甚至负增长，但是水资源承载力的增长是持续的，只是这时增长的形式不以资源量增加的方式表现出来，而是出现技术进步型承载力增长27。5技术属性从理论上讲，作为自然生态系统，*一生境下应存在其所能支持的*一物种的最大数量，即所谓的承载力。然而目前所研究的水资源承载力并非一个纯粹客观的概念，而是自然水生态系统同人类长期相互作用关系的反映，具有主观性的一面。水资源承载力离不开特定的科学技术背景，这不仅在于水资源承载力的生态极限与特定的技术水平有关，而且在于通过

39、优化水资源管理或者提高科学技术水平可以提高水资源对社会经济的承载能力。3.周刚28认为水资源承载能力具有时空涵、社会经济涵、持续涵，具体表达如下：1时空涵：水资源承载力具有明显的时序上和区域上的涵义。不同的空间尺度，一样水资源量的承载力是不同的，如在青藏高寒区和东南暖湿区一样数量水的承载力是完全不同的；另外水资源承载力在时间上是一个将来的概念，具有特定的时间涵，随着时间的变化，影响水资源承载力的因素会发生变化，进而水资源承载力发生变化。2社会经济涵：区域水资源承载力的社会经济涵主要表达在人类开发水资源的经济技术能力、社会各行业的用水水平、社会对水资源的优化配置以及社会的用水构造等方面，因此，可

40、以依靠调整产业构造和开展经济技术水平等社会手段来提高水资源承载力。3持续涵：区域水资源承载力表示区域水资源持续供给社会体系的能力，因此对水资源的开发利用应是持续利用。例如现今我国北方许多地区的地下水开发已超过其承载能力，这种开发就是非持续的。另外持续的涵还表现在就是水资源承载力的增强是持续的。4.朱运海29在对分析与总结水资源承载能力已有研究成果的根底上，认为为了进一步廓清水资源承载力概念的模糊性，增强其可操作性，除了对其概念本身的把握，还应强调以下几点涵：1时空涵：它是自然水生态系统同人类长期相互作用关系的反映，具有一定的时间尺度；量化计算时，*些变量应当取特定时段上的平均值6；区域水资源的

41、质与量、经济规模、开发力度、管理与技术水平等要素均与时间密切相关；水资源承载力的综合效用及其它约束因素如自然资源、劳动力资源和技术资源等都具有区域性；特定区域水资源的分布也具有空间异质性。2生态涵：生态环境需用水量本身就是水资源承载力的一个重要研究方向，它对于建立完善的水资源承载力根底理论体系来说具有重要意义；水资源平安是区域生态平安的重要组成局部，水资源的开发利用不应超过其生态极限，对水资源承载力的认识与分析都应以此为基点。3可持续最优化涵：水资源开发利用的代际平衡、地区平衡、供需平衡等原则本身就表达了可持续开展的思想；可持续开展本身既是水资源承载力研究的动力又是其研究的目的，最优化涵也是可

42、持续准则的最终表达；水资源承载力的研究要综合考虑水资源对区域人口、资源、环境和经济协调开展的支撑能力，应把它置于可持续开展战略构架下进展研究。三、水资源承载力的评价方法30水资源承载能力的定量研究是指利用分析方法或建立模型工具对流域或区域的承载能力进展定量计算，得出区域承载水平及相关承载指标。20世纪90年代初，许有鹏在*和田河流域运用模糊综合评判法进展水资源承载力的研究，为西北干旱区水资源承载力研究提供了经历和模式。许新宜等在八五攻关课题中，将多目标决策分析技术引入华北地区水资源承载力的研究中；高彦春等利用模糊综合评判模型确定了盆地平坝区的水资源开发利用所处的阶段。1999年，傅湘等采用主成

43、分分析法对区域水资源承载能力进展综合评价，通过与模糊综合评判法结果的比照分析，进一步证实主成分分析法的科学性。2003年，王浩等在九五攻关中对西北地区建立了水资源承载能力的表征指标体系，并以水资源合理配置方案为根底计算了不同客体状态的承载水平。郦建强等综合利用投影寻踪、遗传算法和插值型曲线等方法为水资源承载能力综合评价建立了一种新的数学模型遗传投影寻踪插值模型GPPIM，提高水资源承载能力综合评价各层次的分辨力和评价模型的精度。2006年，守煜等提出可变模糊评价模型与方法，科学、合理地确定样本指标对各级指标标准区间的相对隶属度和相对隶属函数。2009年，建世等利用水资源公报、水资源规划等成果提

44、出建立水量和水质双要素分析模型，并对石羊河流域进展了分析，具有数据宜获取、方法实用性强等特点。2012年，薛小妮等利用层次分析方法和基于一维水质模拟的纳污能力模型计算了市不同水平年的水资源与水环境承载能力。综上所述，方法有其共性之处，大致归类可分为经历估算法、指标体系评价法和复杂系统分析法三大类。虽然大致概况为三类，但各类别之间有一定联系，如复杂系统分析方法、多目标分析法和压力状态响应模型也是在建立指标体系的根底上进展计算的。总的来说，经历估算法是指操作主体应有专门知识和丰富的经历，据此提出一个近似的数字，可以满足决策者概念上的感性认识，但从估算精度来看，显然是不能满足要求；指标体系评价法能综

45、合反映水资源承载能力的相对状况，但权重确定带有人为因素，衡量标准也不统一；复杂系统分析方法理论上能说明水资源承载能力部的关系，也能计算出水资源可承载的人口和规模，但计算所需要的指标太多，计算过程比拟复杂，不适合在资料较缺乏地区推广应用。以上引自海涛有关水资源承载能力根本问题的探讨，20133.1经历估算法经历估算法是依据专门知识和丰富的经历，据此给决策者提出一个近似的数值来参考，但从估算精度来看，并不能满足要求，只能作为参考借鉴，主要包括背景分析法、常规趋势法和供需平衡法。引自：期刊流域水资源承载能力研究_琪1背景分析法Background Analytics是在一定的历史时段，将自然和社会背

46、景相似的区域的实际情况加以比照，推算比照区域可能的水资源承载能力的方法。但该方法分析一个或几个独立的承载因子，忽略了因子间的相互作用，局限于静态的历史背景中，割裂了资源、社会、环境之间的相互作用关系，对水资源承载力这样一个涉及到自然状况、社会经济的复杂生态系统来说显得过于薄弱。2常规趋势法(Routine Trend)4：主要采用统计分析的方法，选择单项或多项指标来反映区域水资源承载力现状和阈值。该方法较多考虑的是单承载因子的开展趋势，忽略了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*些承载因子的潜力估算的研究、对复杂巨系统的协调研究仍有借鉴意义。3供需平衡分析法Sup

47、ply and Demand Bal-ance是根据区域水资源总量、可利用水资源量以及水资源需求总量，进展区域水资源供需平衡分析，由此来确定水资源承载能力。夏军等运用供需平衡分析法提出了可利用水资源量、水资源需求量、流域水资源承载力平衡指数等的计算方法，综合分析了我国西北干旱区水资源承载能力。郭忠升等学者认为在大面积土壤退化林草地防治过程中应采取以水定需，即根据土壤水分状况，调整植被类型和群落密度，控制植物生产力，增加土壤水分补给，减少土壤水分消耗。提出土壤水分植被承载力的概念，将土壤水分承载力土壤水分承载植物的最大负荷定义为：在较长时期，在现有条件下，当植物根系可吸收和利用土层围土壤水分消耗

48、量等于或小于土壤水分补给量时，所能维持特定植物群落安康生长的最大密度，即雨水资源中补给土壤的局部水量所能维持植物安康生长的最大数量。该方法对于以天然降水为土壤水分唯一补给的地区的水资源承载能力研究具有重要价值。随后又提出了土壤水分植被承载力确实定方法，并运用观测资料初步建立了土壤水分植被承载力数学模型。伟等基于水量平衡理论，预测了吴起县2015年各行业的用水量，并运用水资源平衡指数IWSD对该县未来的水资源承载力进展了评价，通过分析认为吴起县2015年以后水资源将难以承载生态和经济的开展规模，县域围今后水资源匮缺的主要压力来自于生态和经济建立耗水。3.2指标体系评价法这是一种采用统计方法选择单

49、项和多项指标，以反映区域水资源现状和阈值的方法，此种评价法操作上直观、简便，可以综合反映区域水资源承载能力状况，是目前国进展水资源承载能力评价运用最广的方法，主要包括综合指标法、层次分析法、模糊综合评价法、主成分分析法、投影寻踪法等；引自：期刊流域水资源承载能力研究_琪1模糊综合评价方法许有鹏提出运用模糊综合评判方法Fuzzyprehensive Evaluation对水资源承载能力作多因素的综合评价，该方法可以在对影响水资源承载能力的各个因素进展单因素评价根底上，通过综合评判矩阵对其承载能力作出多因素综合评价，从而可较全面地分析区域水资源承载能力的状况。该方法是将需要综合评判的各因素及其属性

50、、影响程度组成集合，通过对评判因素的选取、分级和评分对各因素指标进展分析，再运用评判矩阵进展计算评价。高彦春、守煜、莉云、鑫、朱一中、闵庆文、鹿坤、雷宏军等学者先后运用模糊综合评价方法研究了盆地平坝区、盆地、淮河流域、关中平原、西北地区、省河津市、喀斯特地区等区域的水资源承载力状况。郜慧等运用层次分析和专家咨询相结合的方法确定各级指标的权重，采用多级模糊综合评判模型，对省江门市水资源可持续利用进展了评价。丹丹运用层次分析和专家打分相结合的方法确定了各评价指标的权重，用多层次模糊综合评价模型对陕北地区水资源可持续利用进展了评价。模糊综合评价方法能够较全面地分析区域水资源承载能力，但在因素选取、权

51、重分配等方面主观性较强，具有局限性。有学者通过数学证明分析了模糊综合评价法误判的原因，认为该法不能客观反映实际；且取大取小的运算原则，使得大量有用信息遗失，模型的信息利用率较低。2主成分分析法主成分分析法Principal ponent Analy-sis是一种多元统计方法，它是对高维变量系统进展最正确综合与简化，同时也可以客观确实定各个指标的权重，防止了主观随意性。该方法在力保数据信息丧失最小的原则下，对高维变量空间进展降维处理，即在保证数据信息损失最小的前提下，经线性变换和舍弃小局部信息，以少数的综合变量取代原始采用的多维变量。傅湘、周亮广、坤峰、袁伟等学者运用主成分分析法对喀斯特地区、富

52、阳市等地区的水资源承载力进展了分析评价。主成分分析法虽然防止了模糊综合评价法中人为因素的影响，但该方法关注的是待评因素集的最大差异向量，至于此差异向量是否表达水资源承载能力的现状水平则不予考虑，待评因素的选取恰当与否成为该方法的关键所在。3投影寻踪综合评价法投影寻踪Projection Pursuit是一种处理多因素复杂问题的统计方法，其根本思路是将高维数据向低维空间进展投影，通过低维投影数据的散布构造来研究高维数据特征。对于多因素影响的水资源承载能力综合评价问题，依据样本自身的数据特征寻求最优的投影方向，通过先行投影计算反映评价样本综合特征信息的投影特征指标，根据这一指标可以形象、直观的对样

53、本进展分类或评价。该方法防止了人为确定各评价因素权重的任意性。但方法的准确度主要取决于反映高位数据构造或特征的投影指标函数的构造及其优化问题，而该问题一般较复杂。王顺久等将投影寻踪法用于全国30个省、市、区域水资源承载力研究理论与方法302013年3月第11卷第1期国际沙棘研究与开发区和淮河流域水资源承载能力的综合评价。晓华等提出了遗传投影寻踪法，该方法采用大样本数据，基于投影寻踪、遗传算法、阶梯形曲线和水资源评价标准，能够提高投影寻踪综合评价各层次的分辨力和评价模型的精度。4其它评价方法随着水资源承载能力研究的不断深入，很多专家提出了一些新的评价方法。2003年，戈平提出了水资源承载能力评价

54、的密切值法，即根据备选决策方案及其技术经济指标，找出关于方案集决策点集的最优点和最劣点，然后找出尽可能接近最优点而远离最劣点的决策点，便是寻找的满意方案，并对省8个地级城市的水资源承载能力进展综合评价和分析；2004年，袁晓宇提出了灰色关联投影法，即采用决策方案集中各方案点与理想方案点的关联度表示决策方案中的各因素指标、目标之间的灰色关系，把各方案向理想方案投影，计算各方案的投影值作为多目标决策的依据，并应用该法评价了淮河流域的水资源承载能力的决策方案；2004年，郦建强等对多目标理想点法进展改良，把评价标准处理成区间的形式，建立多目标决策理想区间模型，对淮河流域的水资源承载能力进展了综合评价

55、。3.3复杂系统分析法复杂系统分析法主要包括系统动力学法、多目标分析法、动态模拟递推法和PSR模型方法等，此类方法相对前两类方法较为复杂，建立的模型需要考虑的因素更为全面，更能够较好地反映自然、经济、环境、资源之间的相互依存、相互制约关系，但是在参变量选择、求解方法等问题上存在一定难度。引自：期刊区域水资源承载能力计算模型研究_金鹏1系统动力学方法系统动力学法System Dynamics是一种定性与定量相结合、系统分析与综合推理相结合的学法，适合于研究高阶次、非线性、多重反响、机理复杂的系统问题的实验仿真方法。该方法综合考虑社会经济、资源环境等众多因子及其相互关系，通过模拟不同开展战略得出人

56、口增长、资源承载能力的动态变化趋势。但运用该方法进展模拟时，由于参变量不好掌握，易导致不合理的结果。王建华等利用系统动力学模型对乌鲁木齐市1993-2020年间水资源承载力进展预测分析，为我国西北地区城市开展规划提供了参考意见和研究方法。丽娟等运用系统动力学仿真模型对柴达木盆地水资源承载力状况进展了研究。惠泱河利用二元系统动力学仿真模型研究了关中水资源承载力。2多目标决策法多目标决策法Multi-objectives Decision是选取能够反映水资源承载力特征的社会、经济、人口、环境等众多相互关系和作用的目标，按照社会可持续开展的原则，用系统分析和动态分析法通过建立模型研究不同水平年、不同

57、策略方案下水资源所能承载的生态、经济和人口规模。贾嵘、徐中民、宜革、庞清江、淑芹等学者先后运用多目标决策分析法研究了关中地区、流域中游地区、旅游海岛地区、大汶河流域、市等区域的水资源承载力状况。但该方法对于决策因子权重确实定多是人为主观判断，因此先后有学者对该方法进展了改良：徐中民将多目标分析决策扩展到情景分析框架，提出了更注重根底模型的建立和反映决策过程中决策者偏好的情景方法基于情景分析的多目标决策模型。晓华等提出了多目标决策理想区间法，该方法采用主、客观相结合的赋权基点法，以全局收敛的格雷码加速遗传算法为工具来确定权重，并对多目标决策理想点法进展改良，把评价标准处理成理想区间的形式。罗利民

58、等提出基于博弈思想的多目标博弈决策模型。3动态模拟递推法动态模拟递推法主要是通过水的动态供需平衡计算，来显示水资源承载能力的状况和支持人口与经济开展的最终规模其实质是运用模拟法，将动态模拟和数学经济分析相结合，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展模拟预测，根据逐年运行的实际结果，有目的地改变模拟参数或构造，使其与真实系统尽可能一致。当水资源供给能力到达零增长对水资源紧缺地区或地区人口增长，或经济增长到达零增长对水资源丰裕地区时，水资源承载能力已达最大。该法由尚友提出，至今没有具体的应用实践。4PSR模型方法PSR压力状态响应模型是加拿大统计学家Anthony Friend

59、到提出的，后来被广泛应用的指标分析模型。其原理为：人类从自然环境取得各种资源，通过生产消费又向环境排放，从而改变了资源的数量和环境质量，进而影响了人类的社会经济活动及其福利，如此循环往复，形成了人类活动与自然环境之间的压力状态响应关系。该模型设计的指标的优点是较好地反映了自然、经济、环境、资源之间的相互依存、相互制约关系。洋波等把模型扩展为DPSIR驱动力压力状态影响响应模型对市水资源承载能力进展了研究。5人工神经网络法人工神经网络Artificial Neural Network是由人工建造的模仿大脑构造和功能，以有向图为拓扑构造的动态系统，通过对连续或连续的输入做状态响应依靠计算机进展信息

60、处理。具有一般非线性动力系统的不可预测性、耗散性、不可逆性、高维性、广泛的联结性和自适应性等特性。人工神经网络法在理论上可以逼近任何非线性函数，在多变量非线性系统的建模与预测方面通常可取得满意的结果。神经网络可以通过对数据本身进展分析、学习和研究，归纳出数据存在的客观规律。其中误差反向传播网络Back-Propagation Network，简称BP网络是目前人工神经网络方法中最具代表性的一种模型。但输入的样本数据选取的数量和质量对于神经网络的学习能力有着较大的影响，这将直接影响该方法的准确度。秀英、树锋、许莉等学者运用神经网络法对喀斯特地区、等9个城市的水资源承载力状况进展了分析评价。益军在