基于改進突變級數(shù)法的長江下游水資源承載力評價

宋帆 楊曉華

摘要：隨著水資源短缺問題的日益嚴峻，水資源承載力研究成為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究中的一個重要課題。為了克服人為主觀排序的影響以及評分結果偏高的問題，提出了區(qū)域水資源承載力評價的改進突變級數(shù)法，并將其應用于長江下游。建立了由水資源供需、生態(tài)、經(jīng)濟、社會四個方面的17項指標組成的指標體系并對江西、安徽、江蘇、浙江、上海五省市水資源承載力進行了評價。結果表明：（1）改進突變級數(shù)法可較為客觀地對指標進行排序，且評價結果準確、分級明顯。（2）時間上，五省市水資源承載力整體均呈上升趨勢，在個別年份有較大波動，且與旱災年份相一致。（3）空間上，2005-2015年五省市水資源承載能力綜合排序為浙江省>江西省>安徽省≈江蘇省>上海市。（4）從子系統(tǒng)要素來看，長江下游水資源供需要素波動較大，生態(tài)、經(jīng)濟要素穩(wěn)定增長，社會要素幾乎不變且評分最低，今后工作的重點是提高用水效率以及加強水利設施建設以增強應對災害年的能力。

關鍵詞：水資源承載力；長江下游地區(qū)；改進突變級數(shù)法；時間空間分析

中圖分類號：TV213.4文獻標志碼：A文章編號：16721683（2018）03002409

Assessment of water resources carrying capacity based on improved catastrophe progression method：

a case study in the lower reaches of Yangtze River

SONG Fan，YANG Xiaohua

（State Key Laboratory of Water Environment Simulation， School of Environment， Beijing

Normal University， Beijing 100875， China）

Abstract：With the increasing shortage of water resources，the research on water resources carrying capacity has become an important topic in the study of regional sustainable development.In order to reduce the influence of subjective sorting of indexes and to solve the problem of high scoring in results，we proposed an improved catastrophe progression method for the assessment of water resources carrying capacity，and applied it to the lower reaches of the Yangtze River area from 20052015.An evaluation index system consisting of seventeen indexes in four aspects （water supply and demand，ecological，economic，social） has been constructed to evaluate the water resources carrying capacity of Jiangxi，Anhui，Jiangsu，Zhejiang， and Shanghai.The results showed that the improved catastrophe progression method could be used to sort the indexes objectively，and the evaluation results were accurate and clearly graded.In terms of time，the water carrying capacity of the five provinces was all on the upward trend，but it decreased significantly in certain years，which coincided with the drought years.In terms of space，the integrated rankings of water resources carrying capacity in 20052015 were Zhejiang province>Jiangxi province>Anhui province≈Jiangsu province>Shanghai.In terms of the element layer，the water supply and demand element fluctuated greatly，the ecological and economic elements were growing steadily，and the social element seldom changed and had the lowest score.So we suggest to enhance the utilization efficiency of water resources，and to strengthen water conservancy construction to improve the capability of disaster response.

Key words：water resources carrying capacity；the lower reaches of the Yangtze River area；improved catastrophe progression method；time and space analysis

水作為一種不可代替的寶貴的自然資源，在社會經(jīng)濟發(fā)展以及人類進步過程中起到了重要的作用。隨著人口不斷增長和社會經(jīng)濟的發(fā)展，水資源短缺和水環(huán)境惡化成為一個全球性問題。我國水資源短缺現(xiàn)象十分明顯，由此引發(fā)的環(huán)境問題在全國大部都有出現(xiàn)，水資源已成為制約我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要因素[1]。其中，水資源的時空分布不均使得水資源保護形勢更加嚴峻[2]。在全球氣候變化的大背景下，水資源系統(tǒng)作為一個復雜的不確定性系統(tǒng)其本身是極其脆弱的[3]。因此，如何正確評價一個地區(qū)的水資源承載能力就顯得尤為重要，將會對當?shù)氐乃Y源評估、調控與分配起到十分關鍵的作用。水資源承載能力是指在當?shù)靥囟ǖ纳鐣a(chǎn)條件以及經(jīng)濟技術水平下，水資源可最大供給人民生產(chǎn)生活以及生態(tài)環(huán)境保護等用水的能力[4]。目前水資源承載能力評價研究主要集中在三個方面：城市研究[56]，地區(qū)研究[78]以及流域研究[910]。較常采用的方法有模糊綜合評價法[11]、主成分分析法[12]、集對分析法[13]、神經(jīng)網(wǎng)絡法[14]、系統(tǒng)動力學等，也有一些其它方法被逐漸應用到這方面來，比如張軍等人利用生態(tài)足跡法對疏勒河流域水資源承載能力與生態(tài)赤字做了研究[15]，屈小娥運用TOPSIS綜合評價法對陜西省水資源承載能力進行了評價，實證測算了陜西省各城市水資源承載能力的動態(tài)變化及區(qū)域差異[16]。由于影響水資源承載能力的因素大多具有模糊性、非線性等不確定性特點，因此想要對其進行準確的量化往往會遇到困難[6]。上述傳統(tǒng)方法中一些方法在具體運用中涉及的假定條件較多，會對結果造成較大不確定性影響；一些方法能給出的有效信息太少或者計算相對繁瑣；另外大多數(shù)方法在評價過程中都需要確定指標權重，人主觀性對結果的影響也是不可忽視的。

第16卷 總第96期·南水北調與水利科技·2018年6月宋帆等·基于改進突變級數(shù)法的長江下游水資源承載力評價突變理論（Catastrophe theory）是Thom在20世紀60年代提出來的處理不連續(xù)現(xiàn)象的一種理論，在特定條件下，由于參數(shù)的微小變化而產(chǎn)生的系統(tǒng)突變可以通過突變理論實現(xiàn)量化。突變級數(shù)模型建立在突變理論的基礎上，主要有以下幾方面的優(yōu)點：模型中狀態(tài)變量的變化由控制變量的突變隸屬函數(shù)決定，而不是由分配的權重決定，減小了主觀因素對結果產(chǎn)生的影響；此外，該模型雖然綜合了模糊數(shù)學和復雜科學的特征，但歸一化公式的存在使得實際操作簡單易行、便于理解；最后，該模型評價指標層次清晰，適合對各子系統(tǒng)逐步分層剖析評價。近年來突變級數(shù)法逐漸在科學領域展示出其對不確定性計算的獨特優(yōu)勢，并得到了廣泛應用，例如Wang等人[17]通過基于靈敏度分析算法的突變級數(shù)法，確定了控制洪水強度的主要指標；唐志鵬等人[18]利用突變級數(shù)法對我國CO2減排能力進行了評價。另外，突變級數(shù)法還被大量應用在了經(jīng)濟、管理領域。水資源承載力的變化受到眾多因素的影響，各因素通過復雜的非線性聯(lián)系，使整個水資源系統(tǒng)發(fā)生連續(xù)或非連續(xù)變化，我們認為這是一種特殊的突變行為?；诖?，本研究建立了水資源承載力評價的突變級數(shù)模型，同時通過改進該方法以求進行更合理的評價。

1研究區(qū)與數(shù)據(jù)來源

1.1研究區(qū)概況

以往的研究多對針對某一地區(qū)，本次研究將長江下游五省一并作為研究對象，選取的所有指標皆可進行區(qū)域對比。并將五省數(shù)據(jù)一起進行標準化處理，可對各省水資源承載力進行一個合理的橫向對比。

長江下游以江西省九江市湖口縣為分界點，包括江西、安徽、江蘇、浙江、上海五個省級行政區(qū)。位于亞熱帶季風盛行地區(qū)，雨量充沛，光照充足；天氣變化較復雜，易出現(xiàn)災害性氣候；降雨時間分布不均，主要集中在夏季；航運發(fā)達，貨運客運流量大。長江下游地區(qū)是我國經(jīng)濟最發(fā)達、城市化水平最高、對外開放度最大的地區(qū)，也是對我國全球化進程有重大影響的地區(qū)，在中國社會發(fā)展中具有舉足輕重的戰(zhàn)略地位。

長江下游水資源相對比較豐富，2015年江西、安徽、江蘇、浙江、上海五省平均降雨量為1 678 mm，遠高于全國平均水平（661 mm）。五省水資源總量為4 967億m3，占全國水資源總量的1776%，相對于546%的面積占比而言十分豐富。但近年來，長江沿線社會經(jīng)濟發(fā)展迅速，對水資源的需求與日俱增。2015年，下游五省用水量達到了1 258億m3，占全國用水量的2061%，大幅度超過水資源擁有量占比。同時，工業(yè)、農業(yè)產(chǎn)生的點、面源污染物大量進入河網(wǎng)水系，使得長江下游城市群人水關系緊張，流域性水環(huán)境污染嚴重，水資源承載形勢嚴峻。因此，對此地區(qū)進行正確的水資源承載力評價十分必要，

1.2數(shù)據(jù)來源

本次數(shù)據(jù)主要來自以下數(shù)據(jù)集：各省《統(tǒng)計年鑒》（2006-2016） 、各省《水資源公報》（2005-2015）以及《環(huán)境狀況公報》（2005-2015）。

2研究方法

2.1突變級數(shù)法簡介

各類生態(tài)系統(tǒng)的平衡都不是絕對穩(wěn)定的，一旦受到擾動就會迅速從一種穩(wěn)定態(tài)轉化為另外一種穩(wěn)定態(tài)，這個過程叫做突變。而突變理論研究的就是自然現(xiàn)象與社會活動中事物連續(xù)性中斷的質變過程，描述其現(xiàn)象以及一般規(guī)律[19]。突變級數(shù)法是在突變理論的基礎上發(fā)展起來的，它以勢函數(shù)f（x）為研究對象，通過狀態(tài)變量以及外部控制參量f=f（x，A）來描述系統(tǒng)突變。通過求解f′（x）和f″（x）可分別得到系統(tǒng)的臨界點方程以及奇點集方程，再通過聯(lián)立求解f′（x）和f″（x）消去x，得到系統(tǒng)分叉集方程，處于分叉集中的控制變量值會使勢函數(shù)f（x）發(fā)生突變，即發(fā)生了系統(tǒng)狀態(tài)的改變。由于控制變量的數(shù)值單位不統(tǒng)一，因此需要通過分叉集導出歸一化公式，將系統(tǒng)各個控制變量不同的質態(tài)化為統(tǒng)一質態(tài)。當狀態(tài)變量為1時，常見的突變模型主要有以下4種，見表1[20]。

突變級數(shù)法主要步驟如下。

（1）根據(jù)系統(tǒng)內部的作用機理將系統(tǒng)分解多層次結構，建立指標體系，并在每一層對相關指標進行重要性排序。

（2）自下而上建立水資源承載力評價的突變級數(shù)模型。

（3）原始數(shù)據(jù)標準化處理。

由于原始數(shù)據(jù)在數(shù)值單位方面存在較大差異，無法直接進行合并計算。因此采用模糊數(shù)學法將原始數(shù)據(jù)轉化為[0，1]之間的無量綱數(shù)值。時間尺度上對單省份多年數(shù)據(jù)進行標準化處理，空間尺度上對多省份多年數(shù)據(jù)共同進行標準化處理。

標準化處理公式如下：

X-XminXmax-Xmin，Xmin

Xmax-XXmax-Xmin，Xmin

其中Xmax，Xmin分別為所有指標樣本中的最大值以及最小值。公式（1）適用于越大越好型指標，公式（2）適用于越小越好型指標。

（4）歸一化運算。將標準化后的數(shù)據(jù)進行歸一化計算，求出評價系統(tǒng)各要素以及總承載力的突變隸屬度值。表1一維狀態(tài)變量的突變模型

Tab.1Catastrophe model of onedimensional state variables

突變模型種類控制變量維數(shù)勢函數(shù)分叉集歸一化公式折疊模型1f（x）=x3+axa=-3x2xa=a1/2尖點模型2f（x）=x4+ax2+bxa=-6x2xa=a1/2b=8x3xb=b1/3燕尾模型3f（x）=1/5x5+1/3ax3+1/2bx2+cxa=-6x2xa=a1/2b=8x3xb=b1/3c=-3x4xc=c1/4蝴蝶模型4f（x）=1/6x6+1/4ax4+1/3bx3+1/2cx2+dxa=-10x2xa=a1/2b=20x3xb=b1/3c=-15x4xc=c1/4d=4x5xa=d1/52.2方法改進

本次研究主要從以下兩個方面對突變級數(shù)法進行了改進：（1）排序方式的改進。傳統(tǒng)的排序方式多采用主觀排序法，近年來演化為熵權法客觀排序，但都不可避免地對排序結果的準確性存在影響。為最大程度地減少這種影響。本次研究采用主客觀相結合的方法，在要素層采用層次分析法，指標層采用熵權法。既對各要素層進行了合理排序，在各要素層內部又充分體現(xiàn)了各指標自身的特征。（2）對隸屬度計算結果的改進。由于評價隸屬度值集中在08～1之間且分數(shù)之間相差很小，本次研究對評價結果進行了改進，具體步驟如下：a.將指標層各指標全部賦值{0，01，02，03，…，1}，根據(jù)所建立的突變級數(shù)模型逐級進行計算，得到各評價等級隸屬度值ri。b.將ri當作等級刻度對水資源承載力評價值進行調整，不同等級相對應的評分區(qū)間是（ri，ri+1）（i=0，1，2，…，9）。假設水資源評價系統(tǒng)隸屬度得分為Rj（j=1，2，…，n），若ri≤Rj≤ri+1，則調整隸屬度為：

R′j=[（Rj-riri+1-ri）+i]×0.1（3）

3模型應用

3.1指標體系的構建與排序

指標選取主要考慮以下兩方面的因素：（1）建立在評價區(qū)域客觀條件的基礎上，選取本地區(qū)水資源發(fā)展的主要制約指標。（2）全部選取人均數(shù)據(jù)、單位面積數(shù)據(jù)等具有通?？杀刃缘闹笜嘶蛘呖赊D化為此類型的指標進行空間對比分析。本次評價在參考已有文獻[1，16]基礎上進行了指標選取，評價指標體系見表2，包括4個要素層共17個指標。系統(tǒng)C經(jīng)濟系統(tǒng)D社會系統(tǒng)A1A2B1B2C1D1A11人均水資源量/m3水資源的人均擁有量A12 產(chǎn)水模數(shù)/（萬m3·km2）單位面積的產(chǎn)水能力A13 供水模數(shù)/（萬m3·km2）單位面積的供水能力A14 水資源開發(fā)利用率（%）水資源的開發(fā)利用程度A21 年平均降雨量/mm地區(qū)水資源自然補給能力B11 城鎮(zhèn)污水處理率（%）城鎮(zhèn)的水清潔狀況B12 建成區(qū)綠化覆蓋率（%）綠色可持續(xù)能力B13 Ⅲ類水以上占比（%）區(qū)域水資源質量B21 環(huán)保投資占GDP比重（%）對環(huán)保的重視程度B22生態(tài)環(huán)境用水率（%）生態(tài)環(huán)境的保障程度C11 人均GDP/元區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平C12 工業(yè)用水定額/（m3·萬元1）工業(yè)用水效率C13 農業(yè)用水定額/（m3·萬元1）農業(yè)用水效率C14 萬元GDP用水量/m3經(jīng)濟系統(tǒng)用水效率D11 人口密度/（人·km2）區(qū)域人口對水資源壓力D12 人口自然增長率（‰）區(qū)域人口對水資源動態(tài)壓力D13 人均居民生活用水量/（L·d1）城市居民用水情況參考已有評價標準采用層次分析法對要素層以及子要素層進行重要性排序見表2，采用熵權法對指標層進行權重計算，以確定其重要性排序見表3。

3.2構建突變模型

結合表1中突變模型的分類及表3中指標排序，以江西省為例建立水資源承載力評價基本突變模型（圖2）。以要素層A為例，A11至A14四個指標組成了蝴蝶模型，根據(jù)蝴蝶突變模型的分叉集方程以及歸一化公式可對A1隸屬度進行計算，同理得到A2隸屬度。A1和A2又組成了一個尖點模型，可得A要素層隸屬度。待四個要素層隸屬度全部計算完畢，可根據(jù)蝴蝶模型公式計算總的水資源承載力隸屬度，同理可得其他四省突變模型。值得注意的是，指標進行評判時要考慮兩個原則：“互補”和“非互補”原則，若各控制變量之間存在明顯的相關聯(lián)系時，即為“互補”型，此時一般用平均值法取值；反之若各控制變量之間沒有明顯關聯(lián)，為“非互補”型，按照“大中取小”的原則取值[21]。本次突變模型中指標間關系比較緊密，均為“互補”型指標。

3.3歸一化計算

（1）時間尺度。根據(jù)歸一化公式以及標準化處理后的數(shù)據(jù)得到五省市水資源承載力評價值以及改進值見表4。（3）要素層。綜合各省計算數(shù)據(jù)得到長江下游地區(qū)總的水資源承載力以及各要素層隸屬度評價改進值，見圖5。

3.4結果與討論

（1）時間尺度五省水資源承載力評價。

時間尺度五省水資源承載力評價結果見圖3，從單省份分析，江西省經(jīng)濟要素評分穩(wěn)步上升，社會要素評分較低且?guī)缀醪蛔?，其余兩個子系統(tǒng)均有較大年份波動，由于重要性排序的原因導致水資源承載力綜合得分也隨之波動。值得注意的是2011年，四個子系統(tǒng)得分全部在03以下，導致綜合得分出現(xiàn)斷崖式下滑，從上年的063直接跌到了011。通過歷史資料可以發(fā)現(xiàn)，2011年江西省大旱，歷史同期降水量以及河流水位都達到了歷史低點，導致可用水大量減少，水資源承載力大打折扣，并且環(huán)保投資以及生態(tài)用水的投入也出現(xiàn)了不同程度的減少?？傮w上，江西省水資源承載力呈上升趨勢，但過于依賴自然氣候，自我調節(jié)能力較差，年份波動大。此變化趨勢與安彬[22]等人的研究結果一致，今后需加強水利設施建設，在汛期儲水以提高應對災變年份的能力。圖3各省水資源承載力評價結果

Fig.3Assessment results of water resources carrying capacity of each province

2005-2015年間，安徽省生態(tài)環(huán)境要素和經(jīng)濟要素穩(wěn)步上升。社會因素除了2011年較好外，其余年份評分較低且有下滑趨勢，人口自然增長率居高不下是其主要原因。水資源承載力綜合評分主要隨水資源供需系統(tǒng)上下波動，2010年以后（除2013年外）基本穩(wěn)定在04～06之間。通過查閱資料發(fā)現(xiàn)2013年安徽省大旱，高溫氣候為1961年以來最強，主汛期降水為2005年來最少，特別是淮河以南水資源匱乏、作物減產(chǎn)嚴重。此綜合得分變化符合實際情況，并且與余盼[23]等人的水生態(tài)足跡研究結果變化趨勢完全一致?？偟膩砜?，安徽省近年來水資源承載能力一般，小范圍內波動但并沒有明顯的上升趨勢，需采取措施提高其承載能力使其做到穩(wěn)中有升，建議除了完善水資源調配制度之外控制人口增長。

江蘇省經(jīng)濟要素逐年上升，水資源供需要素和社會要素在2005-2013年評分較低且略有下降，但在2013年以后迅速增長。與此相反，生態(tài)要素在2005-2013年評分穩(wěn)定上升，在2013年以后迅速下降，主要原因是生態(tài)環(huán)境用水量的降低。在作為轉折點的2013年江蘇省同樣遭遇了旱災，但程度較安徽省輕。整體來看，江蘇省近兩年水資源承載力上升明顯，今后提升水資源承載力的主要措施應放在生態(tài)環(huán)境要素上，提高生態(tài)環(huán)境治理投資以及生態(tài)用水率。

浙江省經(jīng)濟要素穩(wěn)定上升，社會要素評分較低且?guī)缀醪蛔?，主要歸因于人口自然增長率的居高不下甚至略有上升。水資源供需要素和生態(tài)環(huán)境要素經(jīng)過2011和2013年兩個旱年之后逐漸好轉。在此背景下，整體水資源承載力在波動中略有上升，此變化趨勢與周麗[24]的研究成果基本一致。今后提升水資源承載力的主要措施應該是控制人口增長，減輕社會對水資源系統(tǒng)的壓力。

上海市是五個省級行政區(qū)中水資源承載力波動最小的。作為我國的經(jīng)濟中心，過量的人口涌入造成了巨大的用水壓力，因此社會因素評分一直偏低。水資源供需因素、經(jīng)濟因素、生態(tài)因素則為穩(wěn)定的上升趨勢，除2011年旱災年外整體水資源承載力穩(wěn)中有升?？偟膩碚f，雖然整體水資源承載能力不強但發(fā)展趨勢是好的，這與丁華[25]等人的研究成果保持一致。今后的工作重點應放在提高用水效率上，增加中水回用，形成水資源的多級利用體系，使有限的水資源發(fā)揮最大的效用。

綜合五省份整體情況來看，2005-2015年長江下游五省市綜合水資源承載力整體處于上升趨勢，但個別年份波動較大，對自然降水依賴較強。經(jīng)濟要素評分穩(wěn)定上升，但社會要素評分很低，人口對水資源壓力依然巨大。

（2）空間尺度五省水資源承載力評價。

空間尺度長江下游五省市水資源承載力比較結果見圖4?？煞譃閮蓚€時間段來看，2005-2009年五省市水資源承載能力增長趨勢大致相同且波動不大，除浙江省外其他四省在2009年時水資源承載能力評分全部都在0389～0422之間，而浙江省承載力明顯大于其他四省。原因如下：首先是2005-2009年間各省水資源供需系統(tǒng)指標變化不明顯。以人均水資源量為例，2005-2008年各省人均水資源量與2009年平均差距分別是627%（浙江?。?，821%（安徽?。?，958%（上海市），1351%（江蘇?。?，2397%（江西?。?，而在2010-2015年間這一數(shù)值是3028%，1669%，2914%，1824%，5181%。除此之外，2005-2009年經(jīng)濟發(fā)展速度還比較慢，并且對于生態(tài)環(huán)境的重視程度還不夠。綜合這些因素導致了上述變化趨勢的產(chǎn)生，而浙江省得分較高的原因將在后文說明。2010-2015年間，五省市水資源承載能力都有較大幅度波動，主要原因是自然降水條件變化較大。但由于科技的進步以及對水環(huán)境保護的重視，整體綜合承載力又能做到波動中有上升。此階段各省水資源承載力強弱排序比較明顯：浙江省>江西省>安徽省>江蘇省>上海市。若將評分等級區(qū)間{[0，02]，（02，04]，（04，06]，（06，08]，（08，1]}分別對應承載能力{極弱，弱，中等，強，極強}，可得各省水資源承載能力空間對比見表5。

（弱）由表5可知，長江下游五省2005-2015年水資源承載力排名為浙江省>江西省>江蘇省>安徽省>上海市，表現(xiàn)最好的是浙江省，評分接近“強”，究其原因是浙江省在生態(tài)環(huán)境治理以及環(huán)保投入上評分遠遠領先其他省，并且有五省中最高的降雨量和評分第二的水資源供需系統(tǒng)。江西省是另外一個中等承載力省份，得益于較高的降雨量以及較低的用水量，江西省水資源量尤為充足，2005-2015年間江西省平均降雨量達到了1 666 mm，比五省平均量1 362 mm多出了223%，而145 000 m3/km2的供水模數(shù)更是遠遠低于其他四省。但由此也引發(fā)了水資源浪費，廢水處理率低等一系列問題。江西省需加強用水效率，增加在水處理上的投入，使水資源承載力得到進一步提升并具有較強的抵御災害年的能力。安徽省和江蘇省水資源承載力大致相當，屬于第三梯隊。二者在水資源供需上表現(xiàn)相仿，安徽省在水環(huán)境保護以及治理方面大幅度高于江蘇省，生態(tài)環(huán)境用水率高達104%，僅次于浙江省。但江蘇省在經(jīng)濟能力以及控制人口對水資源的壓力上的表現(xiàn)遠遠好于安徽省，今后二省需在薄弱處加以改進。上海市在四個省份中水資源承載力表現(xiàn)最差，除經(jīng)濟要素外其他三個子系統(tǒng)都很脆弱。由于擁有眾多的人口以及發(fā)達的工業(yè)，符合用水條件的水資源不能自給自足，水資源開發(fā)利用率常年居高不下。上海市正在并將長期在產(chǎn)業(yè)區(qū)域轉移上進行努力，在舒緩人口壓力的同時進行高耗水行業(yè)的改革。當然，得益于經(jīng)濟要素和生態(tài)環(huán)境要素的穩(wěn)定上升，上海市整體水資源承載力評分呈上升趨勢。

（3）研究區(qū)水資源承載力整體評價。

長江下游五省市水資源承載力綜合得分以及各要素得分平均值見圖5，從圖中可以看出，長江下游水資源承載力整體處于上升趨勢，發(fā)展勢頭良好。2015年已經(jīng)接近“強”承載水平，與李燕[26]等人的研究成果一致。從各要素來看，生態(tài)環(huán)境要素得分以及經(jīng)濟得分在十年間都得到了較大提升，由于長江下游經(jīng)濟的快速發(fā)展，人口壓力的問題一直都沒得到解決，因此社會要素評分一直較低且沒有上漲趨勢。水資源供需要素年際變化非常大，2011年和2013年兩個旱災年對水資源系統(tǒng)造成了非常大的沖擊。未來一段時間內長江下游針對水資源承載力各要素的工作中心應該在以下幾方面：加強水利設施建設以增強應對水資源年際變化的能力；加強對生態(tài)環(huán)保的投入，提高生態(tài)系統(tǒng)自身保水產(chǎn)水能力；保持科技、經(jīng)濟的發(fā)展。調整產(chǎn)業(yè)結構，降低高耗水行業(yè)的比例；增強用水效率，提高居民節(jié)水意識，最大化地弱化人居用水量給水資源系統(tǒng)帶來的壓力。

4結論

本次研究利用改進突變級數(shù)法對長江下游五省市水資源承載力進行了評價，方法可行且評價結果準確。長江下游五省市中水資源承載力最強的是浙江省，最差的是上海市，整個長江下游整體水資源承載力在逐漸變強。今后的工作重點在水利設施建設上，要建立一套完整的水資源常態(tài)與應急統(tǒng)合管理機制來調節(jié)年份間的差異，同時要在提高用水效率上努力，形成水資源多級利用體系。

改進突變級數(shù)法優(yōu)點非常明顯，權重只參與指標排序而不參與計算，既可以保證指標排序的可信度，又可以最大程度地避免人為賦權的主觀性。另外，突變級數(shù)法簡單易懂便于操作，改進后的結果層次分明。本次研究結果與之前學者的成果基本一致，證明本方法用在水資源承載力中是切實可行的，差別在于本次研究結果的年際變化幅度更大一些。如何削弱個別指標對結果的過大影響以及如何建立更為科學合理的指標體系將是之后研究的重點。

本研究為水資源承載力的評價開拓了新思路，并且拓展了突變級數(shù)法的應用領域。評價結果可為各省今后水資源的管理規(guī)劃提供理論參考，有利于長江下游水資源的可持續(xù)發(fā)展。

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