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环境承载力计算(一)
环境承载力分析方法及应用实例
【环境承载力计算】 摘要：描述了环境承载力的概念及发展，阐述了环境承载力的涵义，归纳了环境承载力定量化的各种方法，并对主要的方法进行了介绍。搜集了有关于环境承载力的实例，并进一步做了陈述。指出了环境承载力的相关研究仍然缺乏能够客观科学描述环境承载力的指标体系，并且缺乏标准化可量化的评价体系和评价模型，方法上也表现为创新性不足。提出了在可持续发展的框架下，充分运用环境学等相关学科理论，逐步建立完善准确的环境承载力定量评价方法体系。 关键词：资源；环境承载力；定量评价；应用
中图分类号：X32文献标识码：A文章编号：16749944（2014）07023104
1引言
承载力（Carrying Capacity）是一个生态学概念，其极限思想可以追溯至马尔萨斯的人口理论，于19世纪末期开始被广泛地应用于畜牧场管理，随后被野生动物学家采用并逐渐写入生态学教材[1]。Park 等提出了生态学领域的承载力概念。20世纪50年代，著名生态学家E Odum将承载力定义为某一生境（Habitat）所能支持的特定物种的最大数量[2～4]。环境容量的概念于1968年被日本学者引入到环境科学中，这是环境承载力概念的雏形[5]。
环境承载力由承载力概念进一步发展而来。目前为止，大量环境承载力的理论及实例研究见诸文献，但对于环境承载力仍未给予统一的定义。Arrow等[6]指出生态恢复力在承载力表述中的重要作用；王家骥等和高进喜先后提出生态承载力的不同概念[7，8]，使承载力内涵进一步丰富。《中国大百科全书・环境科学》给出了关于环境承载力的定义，认为环境承载力指的是“在维持环境系统功能与结构不发生变化的前提下，整个地球生物圈或某一区域所能承受的人类作用在速度、规模和强度的限值[9]。此外，承载力还拓展到与人类息息相关的其他领域，如旅游承载力、资源环境承载力、城市承载力、社会承载力等研究领域。
人类生存和发展的环境是一个大系统，既为人类活动提供空间和载体，又为人类活动提供资源并容纳废弃物。狭义的环境承载力，通常被认为是环境容量承载力，即“某一时期，某状态或条件下，某地区的自然环境所能承受的人类排放污染物的阈值”[10]。环境承载力是人类生态学视角下的生态承载力，刘仁志[11]认为环境承载力是指“在维持环境系统结构和功能不发生不利变化的前提下，一定时空范围的环境系统在资源供给、
环境纳污和生态服务方面对人类社会经济活动支持能力的阈值”。环境承载力作为环境系统自身的一种客观属性，能够表征系统结构和功能，包括其对资源需求、环境需求和生态需求的支持能力。因此，环境承载力具有资源、环境、社会、生态等多维内涵。本文对目前环境承载力的量化方法进行了总结和分析对比，并梳理了一些定量计算环境承载力的案例，以期为有关实践提供参考，进一步将环境承载力的理论应用于环境规划管理的实践中去。
2环境承载力定量化方法
就目前而言，对于环境承载力的研究仍然以实证研究为主，其中大部分文献是基于调查问卷、实地调研等研究方法，以某一国家或某一区域为研究对象，结合具体的评价方法，对其资源环境承载力进行单因素或多因素的综合评价[12]。承载力的定量化方法多种多样，如生态足迹法、能值分析法、灰色系统分析法、系统动力学法、指标体系法等，以及在以上方法基础上进行改进和综合使用。此外，值得一提的是，曾维华等[13]综合了指数评价法和承载率评价法这两种方法，并通过有机结合内梅罗指数法，提出了环境承载力综合指数法，该方法可以克服指数评价法中的缺点，一方面能够去除主观因素所产生的偏差，还能反映出某区域环境发展现状与设定的目标值之间的差距，且能直观地量化环境承载力，是一种较全面的方法。
2.1概念模型法
概念模糊法以资源为基础，强调从承载力理论的基本原理出发，经过严谨的逻辑思维而形成，仅作为一种指导性的定量化思想，很难辅以具体的实例进行验证。概念模型法以人口与经济、资源的环境承载力模型即P-E-R模型最具代表性，其中P代表人口，E代表经济，R代表资源[14]。
ES=经济发展指标总量一定标准下的人均经济指标（1）
RE=自然资源拥有量一定标准下的人均资源占有量（2）
人口经济承载力指数e=PES（3）
人口资源承载力r=PRE。（4）
2.2生态足迹法
生态足迹（Ecological Footprint）是由加拿大人William E.Rees提出，之后得到不断完善和发展。生态足迹法通过估算面积，比较给定地区的生物承载力，进而衡量区域的可持续发展状况。
此方法简便直观，谢红霞等[15]利用该法对西安的生态承载量进行了研究分析，但也存在较大的缺陷和不足，主要表现为不具备动态性和预测性[16]。后来，研究学者考虑增加时间序列，用以计算多年的生态足迹来解决该问题。Haberl等[17]和Erb[18]分别以长时间段生态足迹计算方法和修正生态足迹模型，计算了奥地利1926～1995年的生态足迹及1926～2000年的“实际土地需求”；Wackernagel等[19]（2004）也做了相关研究，分别采用年平均产量和当地实际年平均产量得到生态足迹及“实际土地需求”，并作出了比较和分析。
2.3灰色系统分析法
邓聚龙教授创建的灰色系统分析法，主要涵盖灰色关联分析法、灰色系统建模理论、灰色决策、预测与规划方法等[21]。由于存在较大的不确定性，人们多在水资源的研究用到该法。该法研究对象主要是 “部分信息已知”的“小样本”等不确定性系统，通过对“部分”已知信息的生成、开发和提取，实现对系统行为、演化规律的描述和监控。该法分析建模时，利用数量不多的数据信息，确定各相关因素间的关系并建立模型。
2.4系统动力学方法 系统动力学法由麻省理工学院Forrester J W创立，用以研究信息反馈系统[20]。此方法通过建立模型，研究各个变量的相互作用关系。在环境承载力的研究中，通过调整指标体系，运用系统动力学模型对拟定的不同发展模式进行模拟和预测，寻找最低承载力所对应的最佳发展模式。在量化环境承载力的各类方法中，系统动力学应用较多。该法主要用于对系统进行的动态模拟和预测，关注系统内部各因子之间的各种反馈关系。但同时，该法也存在模型复杂、模型构建困难的缺陷和不足，不利于进行长期模拟和分析。
2.5能值分析法
能值分析理论和方法是美国生态学家H T Odum于20世纪80年代创立的分析方法[14，22]。能值分析以能值作为度量标准，将生态系统内流动和储存的各种不同种类的能量和物质转换成同一标准。能值分析常用太阳能值来衡量物质和能量的大小。Campbell（1988）利用能值分析法研究了美国因缅因州的承载力、发展的可持续性。2001年，弗罗里达大学的两名研究学者根据地区环境资源的能值分析，得到了评估经济发展的一种包括长期、短期承载力的量化方法。长期承载力也称之为可更新承载力，通过可更新的能值进行运算，短期承载力由环境负载比率即不可更新的能值与可更新的能值之比来表示。我国学者严茂超、B Chen和G Q等也先后采用能值研究承载力。能值分析法克服了承载力各项指标的量纲差异问题，量化结果也避免了因同一量纲造成的误差，但计算资源、产品和劳务的能值转换率需要对整个相关系统进行能值分析，非常复杂且难度很大。但能值转换系数的高度不确定性，导致对能值转换系数存在着较大争议。
2.6指标体系法
指标体系法是一种应用较广的量化手段，可以方便地和其他方法结合使用，主要有单要素加权法、向量模法、模糊综合评价法和层次分析法等[14，22]。
单要素加权法首先构建由发展变量和限制变量组成的指标体系，然后赋予各项指标一定的权重系数进行加和[式（5）]。向量模法将承载力视为一个由n个指标构成的向量，设有m个发展方案或m个发展状态，对m个承载力的n个指标归一化，得到的向量的模即为相应的承载力。模糊综合评价法的模型为：给定两个有限论域U=|u1，u2，u3，…，um|（评价因素集）和V=|v1，v2，v3，…，vn|（评语集），通过模糊变换B=A・R（A为模糊权向量，R为各因素对评语V的隶属度Rij构成模糊关系矩阵）与合成运算，得出评价对象对各评价等级的隶属度。层次分析法是将承载力核算总是有关的因素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析的方法。该方法的特点是在承载力的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上，利用较少的定量信息使承载力核算过程数学化和结构化。总的来看，包括模糊分析在内的指标体系法都是静态研究方法，主要特点是将人口作为外生变量，不考虑人口对经济生产的反馈，忽略人口、经济和资源系统之间的动态关系，因而指导性和操作性不强。
I=∑ni=1WiIi（1，2，3，…，n）（5）
式中：Ii为单要素环境承载力；Wi为响应要素的权值。
2014年7月绿色科技第7期3环境承载力的实际应用
3.1区域资源环境承载力
随着资源环境承载力评价方法研究的开展与不断深入，基于区域资源环境承载力的研究越来越多，特别是新近的对于城市群资源环境承载力的评价，城市群在推动我国工业化和城镇化快速发展的同时，已成为资源短缺、环境污染、生态破坏等问题高度集中的地区[23～25]。
王金南等[24]对长江三角洲城市水资源承载力进行评估，结果显示2005～2010年，长三角半数城市承载力状态改善明显，但仍有7个城市处于危机状态。江苏省内城市和上海位于长江沿岸和太湖北岸东岸，承载力状况多为危机状态；浙江省内城市位于太湖以南和钱塘江沿岸，承载力状况为良好或一般状态，显著好于江苏省内城市和上海市。
陆建芬[26]利用改进的Topsis法，重新设定权重和指标体系，整个指标体系包括经济发展力和资源环境承载力两个系统共23项指标，对安徽淮河流域资源环境承载力进行了评价。评价结果显示，资源环境承载力排名：六安>滁州>宿州>亳州>蚌埠>淮北>阜阳>淮南。经济发展力的排名则与之大致相反，表现为资源环境承载力强的城市，其经济发展力相对较弱。造成该种现象的原因，被认为是，淮河流域的水资源的极度缺乏，供需矛盾大，矿产等非可再生资源的分布不均，高耗能产业占有较大比重等。
3.2城市资源环境承载力
城市的资源环境承载力日益受到关注，城市资源日益减少，环境日益恶劣，人类的生存与发展面临严峻考验。针对城市资源环境承载力的评价，主要针对生态型新城区、依赖矿产资源发展经济的城市进行评价[23，27]。
刘晓丽等[25]认为城市群将作为中国经济发展的引擎，尤其是京津冀 、长三角、珠三角形成的城市群将主导中国经济的发展；城市群所造成的生态环境问题愈发地呈现出显著性、区域性、复杂性的特征，今后城市群资源环境承载力研究将趋向于多因素复合型的动态研究。
陈海波等[27]等通过构建目标层（资源环境承载力）、准则层（承载力）两个评价体系及要素层四指标（自然资源承载力、社会经济资源承载力、自然环境承载力和社会经济环境承载力），对江苏省城市资源环境承载力作出了评价，从复合排名看，南京、苏州、无锡聚为第一梯队；常州、扬州、徐州、南通、镇江聚为第二梯队；连云港、淮安、盐城、宿迁、泰州五个城市聚为第三梯队；在资源承载力方面，南京、苏州、无锡的三个城市的资源承载力排名靠前，淮安、连云港和宿迁四个城市的排名较靠后。
白宏涛等[28]认为土地承载力应该是一定的技术条件下，特定的时间和区域内，土地资源对人口、社会活动的支撑能力；土地的资源承载力要以生态保护和布局调整为出发点，要以优化策略为目的，要紧密围绕人口容量、产业发展和生态战略的战略环境评价（SEA）来进行分析和评价。 通过评价资源环境承载力进而得出其优劣程度，资料显示资源环境承载力的主要在环渤海地区、长江三角洲、京津冀等经济相对发达或资源相对丰富的地区得到了应用，各区域资源环境承载力如表2所示。
表2各区域的资源环境承载力排名
排名长江三角洲中部六省环渤海地区京津冀地区1上海市江西省辽宁省秦皇岛2南京市河南省山东省廊坊3苏州市湖北省北京市沧州4杭州市安徽省河北省张家口5宁波市湖南省天津市承德6山西省保定7唐山8石家庄9天津10北京
4结语
有关于环境承载力的研究呈现出快速增长的趋势，研究内容也越来越具体充实，而不再仅仅停留在综述和理论研究。环境承载力在定量评价方面，尤其是国内学者，以生态足迹法为主要研究方法，诸多学者[29，30]研究分析表明，简单地运用生态足迹法并不能够全面而准确地计算和评价某一国家或地区的环境承载力。目前对于环境承载力的研究仍然缺乏能够同时描述环境承载力客观性、区域性及动态性的科学、系统的指标体系，并且缺乏统一确切的资源环境承载力评价指标体系，评价方法也缺乏创新性。在模型构建方面，主导的资源环境承载力评价模型还未能出现。今后，还需要从事环境承载力研究的研究人员结合实际研究对象的特点，按照可持续发展的思路，充分运用数学、环境学等相关学科理论，逐步建立和完善动态且准确的环境承载力定量评价方法体系。
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Abstract：This article describesthe concept and development of environmental carrying capacity，and futher elaborates the characteristics and influencing factors of environmental carrying capacity.By searching the literature，it summarizes various quantitative methods of the environmental carrying capacity，and introduces the main methods.Moreover，it discusses the problems ofthe environmental carrying capacityresearchby collectingsomeapplication examples.Currently，the research still lack scientific and systemic index systemto simultaneously describe objectivity regional dynamics of environmental carrying capacity，andalso lack a unified environmental carrying capacity evaluation index system and evaluation model；the evaluation methods are short of innovation.In the future，within the framework of sustainable development，the research should fullu usethe theories ofenvironmental science and other related disciplines，andgradually build asoundaccurate environmental carrying capacity quantitative evaluation methodology.
Key words：resource；environmental carrying capacity；quantitative assessment；application
环境承载力计算(二)
水环境承载力分析计算研究综述
摘要：为了科学地分析计算辽河干流水环境承载力，在查阅了大量的文献基础上，认识到了水环境承载力国内外的研究现状、存在的问题及当前的发展趋势。不同学者对水环境承载力的计算方法、承载对象等基本问题的认识存在不同的见解。当前水资源已成为制约我国社会经济可持续发展的“瓶颈”因素，研究水环境承载能力现状，明确量化水环境承载能力，进而提出增强途径与措施，对解决区域水污染、降低水污染影响、提高水资源质量、促进水资源优化配置、实现人水和谐等方面均具有现实意义。 关键词：水环境；承载力；分析计算；发展趋势
【分类号】：X832
1.概述
人类社会进入二十世纪后，生产力飞速发展，环境污染日趋严重，在某些地区资源的掠夺性开发及环境污染已威胁着人类自身的生存，人们开始思考一个问题：这种生活模式能够维持多久？什么是健康的经济发展模式，因而出现了可持续发展的观点。1987年，世界环境与发展委员会及挪威首相希伦特兰（Brundtland）提出了《我们共同的未来》这份著名的纲领性报告，可持续发展的概念被定义为“即满足当代人的需要，又不对后人满足其自身需要的能力构成危害的发展”。为了实现可持续发展人们很自然地提出了环境承载能力的问题，即人们寻求的资源开发程度和污染水平，不应超过环境承载能力[1]。
1.1 承载力概述与水环境承载力的定义
承载力原为力学中的一个指标，指物体在不产生任何破坏时的最大（极限）荷载，通常具有力的量纲。当人们研究区域系统时，借用这一概念来描述区域系统对外部环境变化的最大承受能力。随着研究的不断深入，承载力概念的内涵与外延都发生了变化，并被赋予现代含义，成为用来描述发展限制程度常用的一个指标。承载力在生态学中一般被定义为“某一生境所能支持的某一物种的最大数量”[2]。
水资源承载能力特别强调“生态系统良性循环”这个目标。针对水环境来说，水体到底能容纳多大的污水及污染物，这是水环境承载能力计算问题。我国对水环境承载力的概念，表述从不同角度有下列三种：
第一种表述是站在单纯的水体角度，不考虑作用于水体的人类行为，以水体的纳污能力作为水环境的承载力。如汪恕诚提出的“在一定的水域，其水体能够被继续使用并仍保持良好的生态系统时，所能够容纳污水及污染物的最大能力”，这一定义的特点是其承载对象为污染物，指标体系容易表达，指标能够量化，便于和其它水体流域进行比较。该定义下水环境承载力和水资源承载力联合使用，可以较好地表达流域水体对经济社会的支撑作用以及经济社会对流域水体的反作用。
第二种表述是在第一种的基础上加入了水体环境所能承载的人口规模和人口数量，如高占喜在环境承载力中讲述的在一定生活水平和环境质量要求下，在不超出生态系统弹性限度条件下环境子系统所能容纳的污染物数量，以及可支撑的人口规模与相应人口数量。如朱一中在水环境承载力中讲述的某一区域在特定历史阶段的特定技术和社会经济发展水平条件下，以维持生态良性循环和可持续发展为前提，当地水资源系统可支撑的社会经济活动规模和具有一定生活水平的人口数量。这一定义的特点是将水环境对人类社会的 “承载”内涵表述出来，把水环境承载力具体到人口数量和污染物。
第三种表述是在第二种的基础上加入了水体所能承载的经济规模。将人类行为（经济行为）对水环境承载力的影响概括在内，如何希吾在水环境承载力中讲述的“一个流域、一个地区、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，当地水资源能够维持和支撑的人口、经济和环境规模总量”。
鉴于对辽河流域水资源承载能力进行的研究，因此，本次研究将讨论第一种定义下的水环境承载能力，即计算在辽河流域某一水环境单元在给定的环境目标下所能容纳的污染物的量，也就是指环境单元依靠自身特性使本身功能不至于被破坏的前提下能够允许的污染物的量。
1.2 水环境承载力的内涵
人类社会发展初期，生产力水平低下，人类生产活动对水环境破坏程度轻微，水环境并没有对社会发展带来制约作用，直至工业革命以前，水环境问题一直没有成为社会的突出问题。随着工业革命的发展，人类开发利用和改造自然的能力空前增强，人类从自然界获取的资源越来越多的同时，排放的污染物也迅速增加，其排放量已远远超出水环境的自净能力，水环境质量日益恶化，人们开始注重水环境问题的研究。本文以辽河流域为研究区域，进行了区域水环境承载能力评价。
水环境承载力是在人们对社会可持续发展与水环境相互关系有了较深刻认识的基础上被提出来的[3]。少量污染物进入水环境并不会引起环境质量的明显变化，但水环境的纳污量是有限的，污染物的排放量超过一定限度之后，水环境质量就会发生恶化。随着污染物种类和数量的增多，水环境构成的制约作用越来越明显，人们不得不考虑水环境与社会经济协调发展的问题。为了实现可持续发展人们很自然地提出了环境承载能力的问题，即人们寻求的资源开发程度和污染水平，不应超过环境承载能力。
1.3 水环境承载力的基本特性
水环境承载力针对不同时空、流域等因素具有不同计算结果，但是水环境承载力在某些方面上是一致的，这些一致的特征，就是水环境承载力的基本特性，可以归结为以下五方面：
（1）相对极限性：指在某一具体的历史发展阶段，水环境承载能力具有最大的特性，即可能的最大承载指标。随着历史阶段的变更，水环境承载能力也会发生一定的变化。
（2）动态性：说明了事物总是处于不断发展变化的历史过程中，通过提高不同时期的总体技术或生产力水平，使水环境承载力在不同时期上具有跳跃性，因而水资源承载力在时间上具有动态性。
（3）模糊性：承载主体水环境系统受生态环境、水生生物及人类活动的影响，有着一定的不确定性。而承载客体社会、经济发展和环境维护则是一个更为复杂的系统，有着更大的随机性。两方面因素加上人类认识世界和自然规律的局限性，决定了水环境承载能力的模糊性。 （4）可增强性：随着人类社会科学技术的进步，人类不断拓宽水环境的研究范围，提高生态系统的多样性，从而增加水环境的承载能力。
（5）被承载模式的多样性：即经济、社会发展模式的多样性，它决定了水环境承载能力研究是一个复杂的决策问题。
2.研究的背景及意义
当今，可持续发展的理念己被人们所广泛接受。要实现人类生存和社会的可持续发展，自然资源的持续利用和良好的生态环境是最根本的物质保证。随着社会经济的持续发展和人口的不断增长，水资源短缺和水环境破坏已经成为全球性的严峻问题。造成这种现象的原因是多方面的，其中最不容忽视的，一方面是用水量逐年增加，另一方面则是人类随意地乱砍滥伐、不合理的放牧以及向环境排入大量污染物，造成水污染不断加剧、水环境明显恶化，人们开始注重水环境问题，流域水环境承载力是自然资源承载力的重要组成部分，是人类经济社会与河流生态环境协调发展的重要影响因素。开展水环境承载能力研究，对于协调区域水资源分配、改善流域水环境，实现区域可持续发展，具有十分重要的意义。
水环境系统到底能够承载多少污染物？选择什么的数学模型才能有效计算出水环境承载能力？怎样做才能保持水资源的开发利用处于水环境承载能力范围内？这对可持续发展十分重要，也是水环境承载能力计算方面亟待解决的问题。因此，研究水环境承载力，了解当前水环境的承载状况，并通过对影响水环境承载能力的各因素有所侧重的改善与发展，从而对达到协调区域经济发展、居民生活水平与生态环境建设关系的目的是非常重要的[4]。它是水资源安全度量和规划的基础，不仅能够给管理者提供决策依据，而且在一定程度上能增强人们的节水意识，对促进水资源的持续利用和实现社会经济的可持续发展具有重要意义。
3.水环境承载力的国内外研究现状
提到水环境，不得不提及环境与生态环境。环境按其主体可分为两类：一类是以人类为主体，其他生命物体和非生命物质都被视为环境要素的环境；另一类是以生物体作为环境的主体，只把非生命物质视为环境要素，而不把人类以外的生命物体看成环境要素的环境。生态环境是以人类为主体，其他生命物体和非生命物质都被视为环境要素的环境，除包括自然因素外，还包括社会因素。是人类赖以生存的有机结合体，包括生物性的生态因子和非生物性的生态因子，如草木植被、河流、湖泊、土地气候等自然地理条件和人为条件都是人类所赖以生存和发展的环境基础。影响生态环境演变的因素不外乎两大类，即自然因素和人为因素。人为因素形成的生态环境演变现象，包括农垦引起的荒漠化、盐碱化，水生生物减少或灭绝、草场退化；排污引起的水环境污染、大气环境污染、土地肥力下降、生物生存环境破坏。特别是人类活动日益强烈的近代，人类作用急剧加剧了生态环境的破坏。在环境与生态环境的研究基础上，针对水环境研究，国内外都有了很大进展。
3.1 国外研究现状
世界自然保护联盟、联合国环境规划署、世界野生生物基金会在共同发表的《保护地球一可持续生存战略》一书中指出：承载力是“地球或任何一个生态系统所能承受的最大限度的影响就是其承载力”。随着承载力研究的深入，水资源具有量的承载力，同时提出质的承载力，首先研究了水资源承载力，水环境承载力国外的经典研究很少，很多只是泛泛的讨论。
如1968年首先由日本学者提出，水环境承载力（Water Environmental of Carrying Capacity， WECC）是承载力概念与水环境领域的自然结合，其理论雏形为水环境容量；1993年，Pearce D .W 研究了经济、环境与可持续发展的关系；国外对于流域、海湾、湖泊等水体进行的生态学意义的承载力研究中，也涉及到一些水环境承载力研究，但专门的研究较少，一般仅在可持续发展文献中简单地涉及。如北美湖泊协会曾对湖泊承载力进行定义；美国的UPS公司对佛罗里达Keys流域的承载能力进行了研究，内容包括承载力的概念、研究方法和模型量化手段等方面；Rijiberman. J等在研究城市水资源评价和管理体系中将承载力作为城市水资源安全保障的衡量指标；2002年，美国环保局United States Environmental Protection）进行了4个镇区环境承载力研究（Four Town ship Environmental Carrying Capacity Study），具体计算了4个湖泊的环境承载力，并提出了保护和改善湖泊水质的建议。
3.2 国内研究现状
水环境承载力的研究对控制环境污染有十分积极的意义，但由于环境承载力指标与经济开发活动、环境质量状况之间的数量关系非常复杂，加之诸多偶然因素的影响，环境承载力研究进展不快，对水环境承载力的理论和实践研究目前尚处于探索阶段。
我国较严格的“环境承载力”概念最早出现在《福建省泥洲湾开发区环境规划综合研究总报告》中[5]，即“在某一时期，某种状态或条件下，某地区的环境所能承受的人类活动的阖值”。此后，许多学者对环境承载力展开了研究。
1995年，唐剑武等在《环境承载力及其在环境规划中的初步应用》中给出了水环境承载力的概念，但水环境承载力的科学定义目前学术界尚未达成共识。
郭怀成[6]等认为水环境承载力是指某一时期、某种环境状态下、某一区域水环境对人类活动支持能力的闭值。
贾振帮[7]认为水环境承载力的含义是在一定的自然环境条件和特定的社会经济发展模式下，区域水环境（包括水资源和水污染）对其社会经济发展的支持能力。
崔凤军把城市水环境承载力定义为：某一城市（含郊区）、某一时期、某种状态下的水环境条件对该城市的经济发展和生活需求的支持能力。
廖文根[8]认为水环境承载力是指：水环境系统功能可持续正常发挥前提下接纳污染物的能力（即纳污能力）和承受对其基本要素的改变（系统调节能力）。 汪恕成[9]认为水环境承载能力指的是在一定的水域，其水体能够被继续使用并仍能保持良好生态系统时，所能够容纳污水及污染物的最大能力。
崔树彬[10]在《河流水环境承载能力及定量化问题探讨》中认为，水环境承载能力就是通常意义上的“水环境容量”或者是“环境（水体）的纳污能力”，水环境容许污染负荷量等。
钱华在《河流水库水环境承载力研究一以黄河万家寨水库为例》中提出的水环境承载力的定义：水坏境系统在自我维持、自我调节能力正常的情况下，水环境系统的承纳能及其可维育的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数量。
在联合国开发署资助的《华北水资源项目》中，研究的内容就是华北地区的经济发展、资源配置和环境承载能力之间的平衡和协调问题。当时确定的两个最主要的目标函数就是国内生产总值GDP 和生物需氧量BOD5，前者衡量经济发展及效益，后者衡量水环境清洁水平，而没有明确提出其可接受的最大限度，即承载力。
鉴于对辽河流域水资源承载能力进行的研究，因此，本次研究将采用的水环境承载能力，即计算在辽河流域某一水环境单元在给定的环境目标下所能容纳的污染物的量，也就是指环境单元依靠自身特性使本身功能不至于被破坏的前提下能够允许的污染物的量。
4. 水环境承载能力研究中存在的问题
当前，我国时空变化差异很大，不管是南方或北方，水资源危机以及相关生态环境问题都相当突出，在优化水资源配置的同时，也要充分地考虑到各个地区的水环境承载力。我国水环境承载力研究，目前虽已取得了一定的进展，但是仍然存在以下几点问题。
（1）基础理论不完善
关于水环境承载力概念及其内涵特点多为经验性描述，系统分析不足，其外延模糊，至今还没有统一、公认的定义、理论基础和研究方法，未形成一个完整的计算体系。定义与计算形式不统一，承载力的单位不明确，因此应用上缺乏足够的可行性，实施和操作性还不强。水环境承载力的研究是一个复杂的系统多目标决策问题，其研究领域宽广，涵盖了从生态功能等宏观领域到水生生物呼吸作用等微观领域，从水文学到生态学、环境学、社会经济学、管理学等不同层次、不同学科的研究范围，学科交叉性强。但目前的理论基础还不足以支撑所有的研究领域[11]，因此要加强水资源承载能力的基础理论研究和完善。
（2）研究原则和目标不明确
水的问题已经成为中国社会经济可持续发展的关键制约因素。这就需要我们在进行对水的研究时要充分地考虑可持续发展[12]。而我们在水环境承载力的研究过程中，究竟应该以怎样的可持续发展标准来评价和计算水环境承载力，或者怎样的水环境承载力才可以真正实现可持续发展，目前尚未明确和统一。
（3）亟待建立完善公认的、适合流域特点的承载能力指标体系
现有的水环境承载能力评价指标体系不多，大部分的评价指标体系过于简单或冗余，一般仅是探索性的成果，还未形成统一的、公认的评价指标体系，尚无适宜的筛选框架和分析方法。在承载力研究中，虽然引入了研究复杂系统的数学建模方法，但各方法都具有一定的局限性[13]。而且数学模型中涉及到的指标和指标体系往往过于简单，没有给出分析和筛选框架。这些指标往往不能同时描述人口―生态―社会经济复合系统的复杂性和水环境承载力的大小。而且水环境承载力研究中有大量的定性指标，如政策法规、管理水平、环保意识等，而对这些定性指标的定量化具有相当的难度，所以至今还没有既能描述水资源社会经济系统结构的复杂性，又能描述水环境承载力大小的评价指标体系。现行的指标体系忽略了对自然生态系统各因子间相互作用规律的研究，对水环境承载力的评价因子的引入不全面，这极大地阻碍了水环境承载能力评价研究的深入开展，也限制了水环境承载能力研究的系统性和规范性。
（4）计算分析方法尚待进一步创新
目前，对于水环境承载力的研究大多都是在定性的分析上，而且静态的分析较多，动态的分析计算较少。因此，不能充分反映出动态下的水环境系统、宏观经济系统、社会系统以及生态环境之间的相互协调、相互制约和合理配置的关系。基于水环境的特殊性，建立一套属于水环境承载力系统本身的计算方法非常必要。
5.结语
经过上述探讨，水环境承载力的研究应加强以下方面的研究，以促进水环境承载力分析计算的理论研究和应用发展。
（1）将水环境承载力置于可持续发展框架下进行研究。研究应建立在生态、经济、社会复合系统可持续发展的前提条件下，因此，只有真正明确可持续发展的内涵，深入剖析水环境承载力与可持续发展的关系，才能合理地对水环境承载力进行评价和计算，同样，只有进行了水资源承载力的研究，才能使水资源的开发利用以及社会的经济发展达到可持续。
（2）重视生态系统需水量的研究。为了实现可持续发展的目的，水环境承载力的研究必须以维护生态环境良性发展为条件，科学研究生态需水量，然后进行水环境分析。
（3）加强水环境承载力理论基础的研究。完善水环境承载力理论体系，为水环境承载力研究寻找新思路新方法提供理论依据，并为国家决策、规划、计划和社会协调发展提供科学依据。
（4）以系统的观点研究水环境与其他资源的综合承载能力。人类社会的可持续发展需要水环境和其他资源的共同支持，因此必须从系统的角度研究水环境与其他资源的综合承载力。[14]
（5）引入新方法。现代计算手段和新技术的日新月异，将为水环境承载力研究提供崭新的理论基础和研究技术手段。
（6）结合物理、化学、生物自净理论，把人工措施与水体自净能力相结合等方面，如建设氧化塘来处理污水，利用土地处理系统处理污水，及结合筑堤、建库等水利工程措施来提高河流自净能力等。利用沿河滩湿地，提高水生生物多样性，提高河道的水体自净能力。
参考文献
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[2] 陈春生.环境容量受力分析与都市成长管理之研究：以台北都会区水资源个案为例[J]，国力台湾大学建筑与城乡研究学报，1987，3（1）：133-144
[3] 赵青松，周孝德，龙平沅.关于水环境承载力模糊评价的探讨[J].水利科技与经济，2006，12（1）
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[5] 杨维，刘萍，郭海霞.水环境承载力研究进展[J].中国农村水利水电，2008，（12）：66-69.
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[7] 李清龙，王路光，张焕祯.水环境承载力理论研究与展望[J]，地理与地理信息科学，2004，20.
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[9] 汪恕诚.水环境承载能力分析与调控：中国水利学会成立70周年大会学术报告[J].水环境论坛，2001（z1）
[10] 李玮，肖伟华，褚俊英.水环境承载力研究方法及发展趋势分析[J].水电能源科学2010（11）.
[11] 方国华等.区域水资源承载能力多目标分析评价模型及应用[J].水资源保护，2006.22（6）.
[12] 冯尚友，刘国全.水资源可持续利用的框架[J].水科学进展，1997（4）：301-307.
[13] 赵新宇.城市水承载能力分析与模型研究[D].华北水利水电学院，2004，1.
[14] 桑桂林，孙东，周宇.对沈阳市水环境保护问题的一点看法[J].环境保护科学，2002，28.【环境承载力计算】
环境承载力计算(三)
资源环境承载力综合研究
摘 要：本文重点研究了承载力概念、承载力评价指标体系、承载力评价方法，在此基础上指出了当前承载力研究存在的问题，以期对承载力研究有更深入的认识。 关键词：承载力；指标体系；评价方法
随着经济的高速发展，城镇化、工业化等一系列原因加剧了对资源、环境的压力。资源环境为经济发展提供了坚实的物质基础，是经济发展的载体，与此同时，资源环境本身结构、状态的改变又严重制约着经济的发展速度。资源环境状态的优劣与城市的可持续发展密切相关。因此，研究资源环境承载力有很大的必要性，引起了学术界和政府部门的广泛重视。
一、承载力概念的研究
承载力概念一词原本是物理力学的一个概念，其本意是指物体在不受破坏时可承受的最大负荷能力，现在已经组建演变为对发展的限制程度进行描述最常用的概念之一。随着承载力研究的深入，承载力早已突破物理学上的概念范畴，成为人口、资源、生态、环境、经济管理等多学科研究对象。
国外关于资源环境承载力概念研究较早，18世纪英国工业革命导致了人口聚集、资源消耗和环境恶化。在此背景下，英国人口学家Malthus首次发现环境因素对人类社会物质增长过程有着重要影响，在其著名的《人口原理》一书中提出了“人口过剩理论”和“两个级数理论”，比利时数学家Verhulst（1838年）进一步将Malthus资源有限并影响人口增长的观点用Logistic数学公式表现出来，并运用19世纪初英国Essex的人口数据检验了方程结果，使人类意识到资源和环境方面的限制作用。在随后的20世纪，各国科研人员开展了大规模的Logistic拟合和实证研究。
资源环境承载力的概念最早出现于我国科研项目《我国沿海新经济开发区环境的综合研究――福建省湄洲湾开发区环境规划综合研究总报告》中，随后引起了众多学者的广泛研究。黄宁生和匡耀求等（2000）认为，环境承载力从广义上讲，指某一区域的环境对人口增长和经济发展的承载能力。从狭义上讲，即为环境容量。环境容量是指环境系统对外界其它系统污染的最大允许承受量或负荷量。主要包括大气环境容量、水环境容量等。环境容量具有客观性、相对性和确定性的特征。倪天麒和王伟（2000）认为环境承载力体现了环境系统资源的价值，而且还突出了环境系统与生物和人文系统间的密切作用关系。环境承载力具有客观性、相对性、可调性和随机性的特征。环境承载力与环境容量有所不同。
二、资源环境承载力评价指标体系的研究
国内学者关于资源环境承载力指标体系的研究较多，不同学者从不同角度对此研究进行丰富。王书华等（2001）在对土地承载力进行梳理的基础上，结合我国东部沿海地区区域特点，构建了一套适合于东部沿海地区的的区域土地承载力综合评价指标体系，将该区域土地承载力划分为低承载力区、中承载力区、高承载力区3种类型区。张戈平（2003）在充分考虑水资源承载力影响因素的基础上，用归类法从五个方面建立水资源承载力待选评价指标体系。以此为基础，对黑龙江省8个地级城市：哈尔滨、齐齐哈尔、牡丹江、佳木斯、伊春、黑河、绥化和鸡西的水资源承载力进行了排序。王莉芳等（2007）通过分析不同学者对水资源承载力内涵的界定，给出了基于经济学和环境学角度的水资源承载力定义。在此基础上分析了水资源承载力的主要影响因素，进而对水资源承载力指数进行了定量描述。通过选取评价指标和计算承载力指数，构建了水资源承载力指标体系。并以水资源严重短缺的代表城市西安市为例进行应用研究。董文和张新等（2011）分析了现有资源环境承载力含义、相关指标以及指标测算方法等相关研究成果，并在省级主体功能区划中资源环境承载力测算和评价实践的基础上针对现有评价指标体系和计算方法主要从资源环境的自然属性出发，忽略了人类社会对自然的改造能力，无法全面表征资源环境实际承载能力的问题，提出以空气、水、土地、能源和生态5类要素作为约束区域发展的主要因子，分别从资源属性和环境属性两个方面，对每类要素进行单因子发展潜力评价，在现有测算自然总量的计算方法的基础上，通过增加人类科技的贡献分量作了改进。
三、城市综合承载力研究存在的主要问题
根据以上表述，可知现有国内外研究对于资源环境承载力研究有一定进展，取得了一些研究成果，但资源环境承载力指标体系的设计、方法的选择等问题缺乏深入研究，具体说来，分为几下几点：
（一）概念、内涵还不够清晰
不同时期的国内外学者针对资源承载力提出了不同的概念和内涵， 涉及方面也较多，对资源环境承载力的研究做出了巨大贡献，但尚未对其内涵和外延加以准确界定，达成共识。承载力概念、内涵的研究对承载力研究较为重要，涉及承载力研究的方方面面。因此，有待学者的进一步研究。
（二）研究内容不够系统
目前，城市资源承载力、城市环境承载力和城市生态承载力有了较为系统的研究。然而， 较少学者注重对城市基础设施承载力、城市安全承载力、城市公共服务承载力的研究，特别是公共服务承载力的研究非常薄弱。随着社会的发展，这些方面对城市承载力越来越重要，因此，以后在研究资源环境承载力时应加强这些方面的研究。
参考文献：
[1]张太海，赵江彬.承载力概念的演变分析[J].经济研究导刊，2012，14：11-14.
[2]黄宁生，匡耀求.广东相对资源承载力与可持续发展问题[J].经济地理，2000，02：52-56.
本文来源：http://www.zhuodaoren.com/shenghuo376048/
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