水環(huán)境承載力及其影響因素

1、,匯報(bào)人：李夫剛,水環(huán)境承載力研究綜述,水環(huán)境承載力,國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,水環(huán)境影響因素,水環(huán)境量化方法,存在問題及展望,水環(huán)境承載力,理論基礎(chǔ)及目的意義,基本特征,水環(huán)境容量,水資源承載力,引言,基本概念,理論基礎(chǔ)及目的意義,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(duì)人類活動(dòng)的最大支持能力;狹義水環(huán)境承載力等同于“水環(huán)境容量”“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(shí),所能夠容納污水及污染物的最大能力,研究目的意義,通過從人口、資源、環(huán)境與發(fā)展之間的關(guān)系入手,研究經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù),水資源開發(fā)與節(jié)約保護(hù),以及水資源開發(fā)的速度、規(guī)模、容量等之間的

2、關(guān)系,研究不同時(shí)期水資源的開發(fā)利用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口合理承載的動(dòng)態(tài)關(guān)系。通過對(duì)水資源和環(huán)境綜合評(píng)價(jià),以及對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人口預(yù)測分析的基礎(chǔ)上,提出水資源支持經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口發(fā)展的最大承載能力,為制定各地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃提供重要決策參考依據(jù)。,社會(huì)經(jīng)濟(jì)性,可塑性,時(shí)空性,可持續(xù)性,引言,我們可以通過提高經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等手段來提高水環(huán)境的承載能力,水環(huán)境承載力的可塑性特征體現(xiàn)在水資源的可塑性 。水資源屬于可再生資源，但在特定的時(shí)空范圍內(nèi)其數(shù)量是有限的。即存在承載的最大上限，主要是由于社會(huì)和自然條件的約束。,水資源具有明顯的時(shí)序性和空間性。,首先，水資源的開發(fā)利用以可持續(xù)為原則，它不單純地

3、追求經(jīng)濟(jì)增長，而是在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長，保證資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展；其次，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的提高、節(jié)水意識(shí)的增強(qiáng)和管理水平的提高，水環(huán)境承載力的增強(qiáng)總是持續(xù)。,引言,水環(huán)境容量,水環(huán)境容量是用區(qū)域水體的自然標(biāo)尺來衡量水環(huán)境與人類社會(huì)活動(dòng)之間的關(guān)系，它的重點(diǎn)在于對(duì)污水及對(duì)污染物的接納能力,水資源承載力,用經(jīng)濟(jì)社會(huì)的尺度來表征水環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的關(guān)系，它的重點(diǎn)在于對(duì)社會(huì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的支撐能力,國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,國外現(xiàn)狀綜述,國內(nèi)現(xiàn)狀綜述,國外研究 綜述,2,1,3,4,5,對(duì)于承載力的研究最初是在十八世紀(jì)由馬爾薩斯所提出的，認(rèn)為在有限的食物數(shù)量條件下，人類種群的數(shù)量不會(huì)出現(xiàn)無限制增

4、長的情況,起初跟生物學(xué),19 世紀(jì)末期承載力的研究逐漸擴(kuò)展到生態(tài)學(xué)領(lǐng)域與社會(huì)學(xué)領(lǐng)域。,生態(tài)學(xué)領(lǐng)域社會(huì)學(xué)領(lǐng)域,二十世紀(jì)六十年代以后，隨著人口增加環(huán)境資源出現(xiàn)問題。二十世紀(jì)八十年代所提出的可持續(xù)發(fā)展概念逐漸成為了不可回避的理論，而承載力對(duì)于可持續(xù)性研究的作用顯得尤為重要。用以表示自然資源環(huán)境系統(tǒng)所能承受的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和特定活動(dòng)能力的限度。,承載力與人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展 資源減少和相關(guān)環(huán)境問題聯(lián)系,Rijiberman.J 等在研究城市水資源評(píng)價(jià)和管理體系中將承載力作為城市水資源安全保障的衡量標(biāo)準(zhǔn)。 Harris 對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的水資源農(nóng)業(yè)承載力進(jìn)行了重點(diǎn)研究，并將此作為區(qū)域發(fā)展?jié)摿Φ囊豁?xiàng)衡量標(biāo)準(zhǔn),定

5、性方向,Pierre.E.Verhulst 所提出的回歸分析模型，他所提出此模型是為了定量分析種群增長極限而建立的，在這之后此模型在生物種群數(shù)量研究理論中應(yīng)用廣泛，并且多數(shù)用來表示在環(huán)境制約條件下，生物種群的最大數(shù)量。,定量方向,國內(nèi)研究 綜述,對(duì)于水環(huán)境承載力的研究，國內(nèi)起步較晚。在這方面的研究起步于二十世紀(jì)八十年代學(xué)者們對(duì)水資源承載力的研究，并迅速引起學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注，成為當(dāng)時(shí)的研究熱點(diǎn)。,之后對(duì)于環(huán)境承載力的研究進(jìn)一步推動(dòng)了水資源與水環(huán)境融合研究，通過兩者結(jié)合，水環(huán)境承載力應(yīng)運(yùn)而生，包括水域的納污能力、水環(huán)境容量以及水環(huán)境價(jià)值與效益核算等,國內(nèi)對(duì)水環(huán)境承載力的研究分為動(dòng)態(tài)、靜態(tài)兩種手段。

6、定量方面，在對(duì)水環(huán)境承載力進(jìn)行計(jì)算時(shí)則采用統(tǒng)計(jì)學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等方法,靜態(tài)研究主要針對(duì)現(xiàn)狀或未來規(guī)劃目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)與優(yōu)化，而不考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源環(huán)境的變化趨勢,總結(jié)國 內(nèi)學(xué)者的研究文獻(xiàn)，可以將其對(duì)水環(huán)境承載力的研究分為動(dòng)態(tài)、靜態(tài)兩種手段。 定量方面，在對(duì)水環(huán)境承載力進(jìn)行計(jì)算時(shí)則采用統(tǒng)計(jì)學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等方法，例如 ，例如：李磊等從廣義水環(huán)境承載力定義出發(fā)，建立水環(huán)境 承載力的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用層次分析 熵值定權(quán)法和向量模法對(duì)武漢市水環(huán)境 承載力進(jìn)行評(píng)價(jià) 57 。郭婉娥基于 Elman 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ GRNN ） 算法原理，提出 Elman 與 GRNN 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水環(huán)境承載力評(píng)價(jià)模型

7、，對(duì)水環(huán)境承,影響因素,水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),水環(huán)境自凈能力,水環(huán)境容量,人類的生產(chǎn)方式,影響因素,1.水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),2.水環(huán)境自凈能力,水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是由政府相關(guān)部門所定義的水環(huán)境保護(hù)技術(shù)法規(guī),其目的是為了保護(hù)人群健康,維護(hù)生態(tài)平衡。針對(duì)不同區(qū)域水體執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同,其納污能力的大小也就不同,其承載能力也會(huì)因水體執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同而發(fā)生變化。,水體自凈能力直接影響到水環(huán)境容量的大小，水體自凈能力越強(qiáng)，相同時(shí)間內(nèi)能夠分解的污染物越多 ，能夠容納的污染物及污水的能力越強(qiáng)，即其水環(huán)境容量越大。,影響因素,水環(huán)境容量的表征是環(huán)境科學(xué)的基礎(chǔ)理論之一,也是環(huán)境管理中重要的實(shí)際應(yīng)用問題。它反映了水環(huán)境在自我維持、自

8、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。,人類對(duì)水資源開發(fā)利用方式及其效率,以及和污染物排放有關(guān)的生產(chǎn)工藝、水污染處理、環(huán)境保護(hù)措施等。直接影響到生產(chǎn)生活對(duì)水環(huán)境的作用強(qiáng)度。所以人類不同的生產(chǎn)方式對(duì)水環(huán)境承載力大小造成影響,3,4,水環(huán)境容量,人類生產(chǎn)方式,水環(huán)境量化方法,量化方法,指標(biāo)體系評(píng)價(jià)法,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法,根據(jù)水環(huán)境中各項(xiàng)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)水環(huán)境承載力的評(píng)價(jià)。,通過一階微分方程組來反映系統(tǒng)各個(gè)模塊變量之間的因果反饋關(guān)系。在實(shí)用中對(duì)不同發(fā)展方案采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行模擬

9、,并對(duì)決策變量進(jìn)行預(yù)測,然后將這些決策變量視為環(huán)境承載力的指標(biāo)體系,再運(yùn)用指數(shù)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行比較,得到最佳的發(fā)展方案及相應(yīng)的承載能力。,向量模法 模糊綜合評(píng)價(jià)法 主成份分析法,量化方法,多目標(biāo)優(yōu)化法,承載率評(píng)價(jià)法,采用大系統(tǒng)分解-協(xié)調(diào)的分析思路,將研究區(qū)的水環(huán)境-人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)劃分成若干個(gè)子系統(tǒng),并采用數(shù)學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行刻畫,各子系統(tǒng)模型之間通過多目標(biāo)核心模型的協(xié)調(diào)關(guān)聯(lián)變量相連接。,環(huán)境承載量是指某一時(shí)刻環(huán)境系統(tǒng)實(shí)際承受的人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的作用量;環(huán)境承載率是環(huán)境承載量與環(huán)境承載力(EBC)的比值,即EBR= EBQ/EBC。當(dāng)EBR 1時(shí),表明超載,將可能引發(fā)相應(yīng)的環(huán)境問題;EBR1時(shí),表

10、明環(huán)境系統(tǒng)還有一定的承載能力,以上的分析可以看出水環(huán)境承載力的具體量化方法是多樣的,并且各有利弊,因此在計(jì)算確定區(qū)域水環(huán)境承載力時(shí)要根據(jù)具體的水域狀況,規(guī)劃目標(biāo)選擇合適的計(jì)算方法。,存在的問題及展望,?,問題,基礎(chǔ)研究較多，實(shí)踐型研究較少。多數(shù)學(xué)者關(guān)于水環(huán)境承載力的研究只是基礎(chǔ)性的，與區(qū)域政府部門相結(jié)合的應(yīng)用型研究較少,與空氣、土壤這樣的其它環(huán)境要素相綜合的研究較少。水環(huán)境承載力的研究與社會(huì)環(huán)境要素如工業(yè)、人類生產(chǎn)活動(dòng)相聯(lián)系，但與自然環(huán)境要素如大氣、土壤幾乎毫無聯(lián)系。,研究方法較少。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法具有動(dòng)態(tài)性，多目標(biāo)優(yōu)化法具有靜態(tài)性、隨機(jī)性，模糊具有模糊性，但是缺少兼有動(dòng)態(tài)性、隨機(jī)性和模糊性的綜合性研究方法,概念體系不健全。到目前為止，眾多學(xué)者根據(jù)自己對(duì)水環(huán)境承載力的理解給出定義，但是尚沒有形成一個(gè)比較統(tǒng)一的概念。,展望,以二元水循環(huán)為基礎(chǔ)的水環(huán)境承