區(qū)域水資源承載力研究理論與方法

焦 醒，劉廣全,2,3

（1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京 100048；2.國(guó)際泥沙研究培訓(xùn)中心，北京 100048；3.西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 楊凌 712100)

水資源是基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源，是生態(tài)與環(huán)境的控制性要素，水資源問(wèn)題成為二十一世紀(jì)制約全球經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重要因素。我國(guó)人均占有水資源量少，水資源時(shí)空分布極為不均。我國(guó)人口眾多，人均水資源量不足2200m3，約為世界人均水資源占有量的1/4，北方地區(qū)人均水資源占有量?jī)H為990m3，不到世界人均的1/8，水資源形勢(shì)十分嚴(yán)峻。特別是在全球氣候變化和大規(guī)模經(jīng)濟(jì)開發(fā)雙重因素的交織作用下，我國(guó)水資源問(wèn)題已成為可持續(xù)發(fā)展的主要制約因素。因此，如何統(tǒng)籌考慮經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與水資源節(jié)約利用相結(jié)合，如何推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、恢復(fù)生態(tài)環(huán)境與水資源承載能力相協(xié)調(diào)，是一個(gè)關(guān)系我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。同時(shí)，在生態(tài)環(huán)境恢復(fù)和植被建設(shè)過(guò)程中，如何根據(jù)水資源承載力合理安排喬、灌、草的布局，做到因水制宜，是水利、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等專業(yè)科研工作者們廣泛關(guān)注的重要課題。

水資源承載力（Water Resources Carrying Capacity）是區(qū)域自然資源承載力的重要組成部分，是水資源緊缺地區(qū)能否支撐人口、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的一個(gè)“瓶頸”指標(biāo)［1］。水資源承載力研究已引起各級(jí)政府、領(lǐng)導(dǎo)者和學(xué)術(shù)界的高度重視，成為當(dāng)前水資源科學(xué)中的一個(gè)熱點(diǎn)研究問(wèn)題和話題。

水資源承載能力綜合評(píng)價(jià)是在對(duì)水資源特征、保證程度、開發(fā)利用情況以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生活和生態(tài)環(huán)境對(duì)水資源的需求程度等供需諸方面綜合分析基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)多個(gè)因素分析評(píng)價(jià)而得出的結(jié)論。水資源承載能力分析的目的，是為了解釋水資源、區(qū)域經(jīng)濟(jì)和人口之間的關(guān)系，合理充分的利用水資源，使經(jīng)濟(jì)建設(shè)與水資源保護(hù)同步進(jìn)行，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展［2］。

1 水資源承載力的概念

承載力（Carrying Capacity）原為物理學(xué)中的概念，指物體在不產(chǎn)生任何破壞的情況下所能承受的最大負(fù)荷。后來(lái)，學(xué)者們?cè)谘芯繀^(qū)域系統(tǒng)時(shí)借用了此概念來(lái)描述區(qū)域系統(tǒng)對(duì)外部環(huán)境的最大承受能力。最初，由群落生態(tài)學(xué)將承載力的概念引入該領(lǐng)域，定義為“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），某種生物個(gè)體存在數(shù)量的最高極限”［3］。隨后，伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和全球氣候變化，資源短缺、環(huán)境惡化的情況逐漸加劇，土地承載力、環(huán)境承載力、資源承載力、生態(tài)承載力等概念在各研究領(lǐng)域相繼出現(xiàn)。

我國(guó)對(duì)于水資源承載力的研究始于二十世紀(jì)80年代，從施雅風(fēng)明確提出了水資源承載力的概念開始，專家學(xué)者們開始在水資源承載力的理論與方法方面進(jìn)行積極的探索，并取得重大進(jìn)展，對(duì)于水資源承載力的概念、內(nèi)涵、影響因素、研究理論、分析方法和評(píng)價(jià)體系方面做了大量的研究工作。

新疆水資源軟科學(xué)課題研究組通過(guò)對(duì)新疆水資源的形成機(jī)理、特征及優(yōu)勢(shì)、長(zhǎng)期變化趨勢(shì)和潛力進(jìn)行分析，提出水資源承載能力是可開發(fā)利用的水量，進(jìn)而得出新疆水資源承載能力［4］。許有鵬提出水資源承載能力是指在一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平和社會(huì)生產(chǎn)條件下，水資源可最大供給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生活和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等用水的能力，即水資源最大開發(fā)容量。在這個(gè)容量下水資源可以自然循環(huán)和更新，并不斷地被人們利用，造福于人類，同時(shí)不會(huì)造成環(huán)境的惡化［5］?；葶蠛拥日J(rèn)為水資源承載力是指某一地區(qū)的水資源在某一具體歷史發(fā)展階段下，以可預(yù)見的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平為依據(jù)，以可持續(xù)發(fā)展為原則，以維護(hù)生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)發(fā)展為條件，經(jīng)過(guò)合理優(yōu)化配置，對(duì)該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大支撐能力［6］。王浩等認(rèn)為水資源承載力可以定義為：在某一具體的區(qū)域和發(fā)展階段下，以可預(yù)見的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平為依據(jù)，以可持續(xù)發(fā)展為原則，以維護(hù)生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展為前提，在水資源合理配置和高效利用的條件下，區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大人口容量［7］。

以上觀點(diǎn)大體可以歸納為兩類，一類觀點(diǎn)是從水資源開發(fā)容量或水資源開發(fā)規(guī)模方面定義的，另一類觀點(diǎn)是從水資源支持可持續(xù)發(fā)展能力角度研究的［8］。兩種觀點(diǎn)考慮問(wèn)題的角度不同，前者從水資源系統(tǒng)出發(fā)，后者從人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)出發(fā)進(jìn)行描述。但都共同指出水資源承載力的主體是水資源系統(tǒng)，承載的客體是人類社會(huì)系統(tǒng)；水資源承載力的研究要遵循可持續(xù)發(fā)展這一原則。筆者認(rèn)為，后者的概念更加符合水資源承載力的內(nèi)涵和特性，也更加符合當(dāng)前水資源短缺造成的制約可持續(xù)發(fā)展的形勢(shì)。

2 水資源承載力的研究方法

水資源承載力受自然和社會(huì)兩方面因素的影響，主要有水資源條件及其開發(fā)利用程度、生態(tài)環(huán)境狀況、其它自然資源潛力等自然因素，以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)力水平、社會(huì)消費(fèi)水平、市場(chǎng)條件、科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平等經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素［7］。

研究水資源承載力可從其自然和社會(huì)屬性入手，借助各相關(guān)學(xué)科的理論知識(shí)與方法，結(jié)合區(qū)域情況和決策參考者的需要進(jìn)行分析研究。許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究，但目前眾多的理論與方法仍處于探索階段。

2.1 供需平衡分析法

供需平衡分析法（Supply and Demand Balance）是根據(jù)區(qū)域水資源總量、可利用水資源量以及水資源需求總量，進(jìn)行區(qū)域水資源供需平衡分析，由此來(lái)確定水資源承載能力。

夏軍等運(yùn)用供需平衡分析法提出了可利用水資源量、水資源需求量、流域水資源承載力平衡指數(shù)等的計(jì)算方法，綜合分析了我國(guó)西北干旱區(qū)水資源承載能力［1］。

郭忠升等學(xué)者認(rèn)為在大面積土壤退化林草地防治過(guò)程中應(yīng)采取以水定需，即根據(jù)土壤水分狀況，調(diào)整植被類型和群落密度，控制植物生產(chǎn)力，增加土壤水分補(bǔ)給，減少土壤水分消耗［9］。提出土壤水分植被承載力的概念，將土壤水分承載力（土壤水分承載植物的最大負(fù)荷）定義為：在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，在現(xiàn)有條件下，當(dāng)植物根系可吸收和利用土層范圍內(nèi)土壤水分消耗量等于或小于土壤水分補(bǔ)給量時(shí)，所能維持特定植物群落健康生長(zhǎng)的最大密度，即雨水資源中補(bǔ)給土壤的部分水量所能維持植物健康生長(zhǎng)的最大數(shù)量。該方法對(duì)于以天然降水為土壤水分唯一補(bǔ)給的地區(qū)的水資源承載能力研究具有重要價(jià)值［10］。隨后又提出了土壤水分植被承載力的確定方法，并運(yùn)用觀測(cè)資料初步建立了土壤水分植被承載力數(shù)學(xué)模型［11］。

秦偉等基于水量平衡理論，預(yù)測(cè)了吳起縣2015年各行業(yè)的用水量，并運(yùn)用水資源平衡指數(shù)（IWSD）對(duì)該縣未來(lái)的水資源承載力進(jìn)行了評(píng)價(jià)，通過(guò)分析認(rèn)為吳起縣2015年以后水資源將難以承載生態(tài)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)模，縣域范圍今后水資源匱缺的主要壓力來(lái)自于生態(tài)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)耗水［12］。

2.2 背景分析法

背景分析法（Background Analytics）是在一定的歷史時(shí)段內(nèi)，將自然和社會(huì)背景相似的區(qū)域的實(shí)際情況加以對(duì)比，推算對(duì)比區(qū)域可能的水資源承載能力的方法。但該方法分析一個(gè)或幾個(gè)獨(dú)立的承載因子，忽略了因子間的相互作用，局限于靜態(tài)的歷史背景中，割裂了資源、社會(huì)、環(huán)境之間的相互作用關(guān)系，對(duì)水資源承載力這樣一個(gè)涉及到自然狀況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)顯得過(guò)于單?。?3］。

2.3 模糊綜合評(píng)價(jià)方法

許有鵬提出運(yùn)用模糊綜合評(píng)判方法（Fuzzy Comprehensive Evaluation）對(duì)水資源承載能力作多因素的綜合評(píng)價(jià)，該方法可以在對(duì)影響水資源承載能力的各個(gè)因素進(jìn)行單因素評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，通過(guò)綜合評(píng)判矩陣對(duì)其承載能力作出多因素綜合評(píng)價(jià)，從而可較全面地分析區(qū)域水資源承載能力的狀況［5］。該方法是將需要綜合評(píng)判的各因素及其屬性、影響程度組成集合，通過(guò)對(duì)評(píng)判因素的選取、分級(jí)和評(píng)分對(duì)各因素指標(biāo)進(jìn)行分析，再運(yùn)用評(píng)判矩陣進(jìn)行計(jì)算評(píng)價(jià)。

高彥春［14］、陳守煜［15］、秦莉云［2］、張?chǎng)危?6］、朱一中［17］、閔慶文［18］、鹿坤［19］、雷宏軍［20］等學(xué)者先后運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)方法研究了漢中盆地平壩區(qū)、漢中盆地、淮河流域、關(guān)中平原、西北地區(qū)、山西省河津市、喀斯特地區(qū)等區(qū)域的水資源承載力狀況。郜慧等運(yùn)用層次分析和專家咨詢相結(jié)合的方法確定各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，采用多級(jí)模糊綜合評(píng)判模型，對(duì)廣東省江門市水資源可持續(xù)利用進(jìn)行了評(píng)價(jià)［21］。劉丹丹運(yùn)用層次分析和專家打分相結(jié)合的方法確定了各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，用多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)陜北地區(qū)水資源可持續(xù)利用進(jìn)行了評(píng)價(jià)［22］。

模糊綜合評(píng)價(jià)方法能夠較全面地分析區(qū)域水資源承載能力，但在因素選取、權(quán)重分配等方面主觀性較強(qiáng)，具有局限性。有學(xué)者通過(guò)數(shù)學(xué)證明分析了模糊綜合評(píng)價(jià)法誤判的原因，認(rèn)為該法不能客觀反映實(shí)際［23］；且取大取小的運(yùn)算原則，使得大量有用信息遺失，模型的信息利用率較低。

2.4 主成分分析法

主成分分析法（Principal Component Analysis）是一種多元統(tǒng)計(jì)方法，它是對(duì)高維變量系統(tǒng)進(jìn)行最佳綜合與簡(jiǎn)化，同時(shí)也可以客觀的確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，避免了主觀隨意性。該方法在力保數(shù)據(jù)信息丟失最小的原則下，對(duì)高維變量空間進(jìn)行降維處理，即在保證數(shù)據(jù)信息損失最小的前提下，經(jīng)線性變換和舍棄小部分信息，以少數(shù)的綜合變量取代原始采用的多維變量［24］。

傅湘［24］、周亮廣［25］、李坤峰［26］、袁偉［27］等學(xué)者運(yùn)用主成分分析法對(duì)喀斯特地區(qū)貴陽(yáng)、重慶、富陽(yáng)市等地區(qū)的水資源承載力進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。

主成分分析法雖然避免了模糊綜合評(píng)價(jià)法中人為因素的影響，但該方法關(guān)注的是待評(píng)因素集的最大差別向量，至于此差別向量是否表達(dá)水資源承載能力的現(xiàn)狀水平則不予考慮，待評(píng)因素的選取恰當(dāng)與否成為該方法的關(guān)鍵所在［28］。

2.5 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法（System Dynamics）是一種定性與定量相結(jié)合、系統(tǒng)分析與綜合推理相結(jié)合的學(xué)法，適合于研究高階次、非線性、多重反饋、機(jī)理復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)仿真方法。該方法綜合考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境等眾多因子及其相互關(guān)系，通過(guò)模擬不同發(fā)展戰(zhàn)略得出人口增長(zhǎng)、資源承載能力的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。但運(yùn)用該方法進(jìn)行模擬時(shí)，由于參變量不好掌握，易導(dǎo)致不合理的結(jié)果。

王建華等利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)烏魯木齊市1993-2020年間水資源承載力進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，為我國(guó)西北地區(qū)城市發(fā)展規(guī)劃提供了參考意見和研究方法［29］。李麗娟等運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型對(duì)柴達(dá)木盆地水資源承載力狀況進(jìn)行了研究［30］?；葶蠛永枚到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型研究了陜西關(guān)中水資源承載力［31］。

2.6 投影尋蹤綜合評(píng)價(jià)法

投影尋蹤（Projection Pursuit）是一種處理多因素復(fù)雜問(wèn)題的統(tǒng)計(jì)方法，其基本思路是將高維數(shù)據(jù)向低維空間進(jìn)行投影，通過(guò)低維投影數(shù)據(jù)的散布結(jié)構(gòu)來(lái)研究高維數(shù)據(jù)特征。對(duì)于多因素影響的水資源承載能力綜合評(píng)價(jià)問(wèn)題，依據(jù)樣本自身的數(shù)據(jù)特征尋求最優(yōu)的投影方向，通過(guò)先行投影計(jì)算反映評(píng)價(jià)樣本綜合特征信息的投影特征指標(biāo)，根據(jù)這一指標(biāo)可以形象、直觀的對(duì)樣本進(jìn)行分類或評(píng)價(jià)。該方法避免了人為確定各評(píng)價(jià)因素權(quán)重的任意性［32］。但方法的準(zhǔn)確度主要取決于反映高位數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或特征的投影指標(biāo)函數(shù)的構(gòu)造及其優(yōu)化問(wèn)題，而該問(wèn)題一般較復(fù)雜［33］。

王順久等將投影尋蹤法用于全國(guó)30 個(gè)省、市、區(qū)和淮河流域水資源承載能力的綜合評(píng)價(jià)［32］。楊曉華等提出了遺傳投影尋蹤法，該方法采用大樣本數(shù)據(jù)，基于投影尋蹤、遺傳算法、階梯形曲線和水資源評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，能夠提高投影尋蹤綜合評(píng)價(jià)各層次的分辨力和評(píng)價(jià)模型的精度［34-35］。

2.7 多目標(biāo)決策法

多目標(biāo)決策法（Multi-objectives Decision）是選取能夠反映水資源承載力特征的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人口、環(huán)境等眾多相互關(guān)系和作用的目標(biāo)，按照社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的原則，用系統(tǒng)分析和動(dòng)態(tài)分析法通過(guò)建立模型研究不同水平年、不同策略方案下水資源所能承載的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和人口規(guī)模。

賈嶸［36］、徐中民［37］、李宜革［38］、龐清江［39］、李淑芹［40］等學(xué)者先后運(yùn)用多目標(biāo)決策分析法研究了關(guān)中地區(qū)、黑河流域中游張掖地區(qū)、旅游海島地區(qū)、大汶河流域、臨沂市等區(qū)域的水資源承載力狀況。

但該方法對(duì)于決策因子權(quán)重的確定多是人為主觀判斷，因此先后有學(xué)者對(duì)該方法進(jìn)行了改進(jìn)：徐中民將多目標(biāo)分析決策擴(kuò)展到情景分析框架內(nèi)，提出了更注重基礎(chǔ)模型的建立和反映決策過(guò)程中決策者偏好的情景方法——基于情景分析的多目標(biāo)決策模型［41］。楊曉華等提出了多目標(biāo)決策理想?yún)^(qū)間法，該方法采用主、客觀相結(jié)合的賦權(quán)基點(diǎn)法，以全局收斂的格雷碼加速遺傳算法為工具來(lái)確定權(quán)重，并對(duì)多目標(biāo)決策理想點(diǎn)法進(jìn)行改進(jìn)，把評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)處理成理想?yún)^(qū)間的形式［42］。羅利民等提出基于博弈思想的多目標(biāo)博弈決策模型［43］。

2.8 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural Network）是由人工建造的模仿大腦結(jié)構(gòu)和功能，以有向圖為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)連續(xù)或間斷的輸入做狀態(tài)響應(yīng)依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理。具有一般非線性動(dòng)力系統(tǒng)的不可預(yù)測(cè)性、耗散性、不可逆性、高維性、廣泛的聯(lián)結(jié)性和自適應(yīng)性等特性［44］。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法在理論上可以逼近任何非線性函數(shù)，在多變量非線性系統(tǒng)的建模與預(yù)測(cè)方面通?？扇〉脻M意的結(jié)果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)本身進(jìn)行分析、學(xué)習(xí)和研究，歸納出數(shù)據(jù)內(nèi)存在的客觀規(guī)律。其中誤差反向傳播網(wǎng)絡(luò)（Back-Propagation Network，簡(jiǎn)稱BP 網(wǎng)絡(luò)）是目前人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法中最具代表性的一種模型。但輸入的樣本數(shù)據(jù)選取的數(shù)量和質(zhì)量對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力有著較大的影響，這將直接影響該方法的準(zhǔn)確度。

楊秀英［41］、劉樹鋒［45］、許莉［46］等學(xué)者運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對(duì)喀斯特地區(qū)惠州、貴州等9個(gè)城市的水資源承載力狀況進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。趙益軍在遺傳算法與BP 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，提出改進(jìn)的遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，并應(yīng)用于淮河流域水資源承載力綜合評(píng)價(jià)［47］。邵金花等運(yùn)用徑向基函數(shù)（Radial Basis Function）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對(duì)煙臺(tái)市水資源承載能力進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)［48］。

2.9 全口徑層次化評(píng)價(jià)方法

王浩等為克服傳統(tǒng)水資源評(píng)價(jià)方法中評(píng)價(jià)口徑狹窄、一元靜態(tài)模式、各要素分離等缺陷，提出了基于二元水循環(huán)模式的水資源全口徑層次化動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法（Dynamic Hierarchical Assessment Methodology），以降水為資源評(píng)價(jià)的全口徑通量，以有效性、可控性和可再生性為原則對(duì)降水的資源結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，實(shí)現(xiàn)廣義水資源、狹義水資源、徑流性水資源和國(guó)民經(jīng)濟(jì)可利用量的層次化評(píng)價(jià)。構(gòu)建了由分布式水循環(huán)模擬模型與集總式水資源調(diào)配模型耦合而成的二元水資源評(píng)價(jià)模型，并將下墊面變化和人工取用水作為模型變量以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)［49］。

該方法物理概念明晰，可以描述現(xiàn)代環(huán)境下流域水資源二元演變的特征并反映人類活動(dòng)影響，能夠滿足不同類型經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境活動(dòng)的需求，但還有待進(jìn)一步發(fā)展和完善，水資源評(píng)價(jià)模型應(yīng)用與推廣受到分布式水文模型發(fā)展的制約，包括大使孔尺度與動(dòng)力學(xué)機(jī)制描述問(wèn)題、數(shù)據(jù)量不足問(wèn)題、不確定問(wèn)題等。

3 水資源承載力研究中存在的問(wèn)題

水資源承載力研究作為水資源評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，近年來(lái)得到了廣泛的研究，但仍存在一些亟待解決的問(wèn)題。

水資源承載力概念界定不統(tǒng)一，水資源承載力的概念缺乏一個(gè)統(tǒng)一、公認(rèn)、科學(xué)的定義和理論體系。不同的學(xué)者對(duì)水資源承載力的認(rèn)識(shí)和研究角度及深度不同，無(wú)法全面準(zhǔn)確而深刻的界定水資源承載力的內(nèi)涵和影響因素，具體化指標(biāo)選擇因人而異，研究成果缺乏可比性。

缺乏科學(xué)有效的水資源承載力研究方法。缺少能夠反映水資源承載力的復(fù)雜性、隨機(jī)性、模糊性的方法與模型，這限制了水資源承載力研究的系統(tǒng)性和規(guī)范性。

當(dāng)前的水資源承載力研究多是以人口、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)作為研究目標(biāo)，而對(duì)水資源維護(hù)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定作用、進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)和植被建設(shè)的生態(tài)需水量研究較少。

4 水資源承載力研究的發(fā)展方向

水資源承載力是一個(gè)重要而又亟待發(fā)展的研究領(lǐng)域，目前還未形成公認(rèn)的、完整而科學(xué)的研究體系，需要新思路、新方法來(lái)全面深入科學(xué)地研究水資源承載力，為政府決策、發(fā)展規(guī)劃、綜合管理提供理論依據(jù)。

4.1 加強(qiáng)水資源承載力的理論研究

研究并確立公認(rèn)且科學(xué)的水資源承載力的概念、理論基礎(chǔ)、研究范圍、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。在研究理論上，需用系統(tǒng)的觀點(diǎn)綜合考慮水資源對(duì)人口、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)耦合發(fā)展的支撐能力，涉及水文學(xué)、生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、社會(huì)學(xué)、景觀學(xué)以及人文學(xué)等眾多學(xué)科領(lǐng)域，在今后的研究中要加強(qiáng)各學(xué)科的交叉融合，完善水資源承載力的理論支撐體系。

加強(qiáng)動(dòng)態(tài)模擬研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源動(dòng)態(tài)變化過(guò)程的預(yù)測(cè)。建立能反映水資源承載力問(wèn)題本質(zhì)與特征且科學(xué)可行的估算預(yù)測(cè)模型。

加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境需水量的研究。水資源承載力要同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)用水（生活用水、生產(chǎn)用水）和生態(tài)用水，水資源承載力要能夠保證生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展，因此需要加強(qiáng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制、植被生理需水、生態(tài)耗水的理論以及定量研究。

4.2 加強(qiáng)水資源承載力的方法與技術(shù)研究

目前已有的各種水資源承載力的研究方法各有其優(yōu)點(diǎn)、缺陷及問(wèn)題，研究如何將各種方法相互結(jié)合并改進(jìn)是一個(gè)重要的研究方向。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，各種數(shù)理方法的應(yīng)用有助于更加深入科學(xué)定量地研究評(píng)價(jià)水資源承載力。

水資源承載力研究還要與新技術(shù)相結(jié)合。借助遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）等新技術(shù)手段，可有助于水資源承載力評(píng)價(jià)過(guò)程中收集和處理大量數(shù)據(jù)信息，建立更加科學(xué)有效的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)同樣能夠?yàn)樗Y源承載力的研究提供有力的定量研究的支持。

水資源承載能力的研究成果將為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃、資源合理配置、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、植被建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和人與自然和諧相處。

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