水资源安全的度量：水资源承载力的研究与挑战【水利工程】

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1、水利工程论文-水资源安全的度量：水资源承载力的研究与挑战摘要：本文首先讨论了水安全和水资源承载力问题，指出变化环境下的水文循环时空变化规律、可持续发展理论、“水-生态-社会经济”复合系统理论是水资源承载力研究的理论基础，对水资源承载力研究的基本内容、评价指标体系的建立和评价方法进行了概括和总结。针对目前水资源承载力研究的不足，认为RS、GIS等信息技术和现有模型方法的结合是促进水资源承载力研究深化的必然技术手段，而将区域合理配置(包括水土资源配置，上、中、下游的城市与产业合理布局，水源保护区区域范围内的人口、产业布局等)纳入水资源承载力研究的范畴，不但是水资源承载力研究的一个重要方面-区域差异

2、研究的需要，而且也将使水资源承载力研究成果对社会实践具有更明确的指导作用。 关键词：水安全 水资源承载力 1 前 言安 全 是 危 害 或 灾 害 的 反 义 词 ， 它 与 危 害 （ 或 灾 害 ） 的 风 险 紧 密 联 系 。 危 害 （ 或灾 害 ） 的 风 险 愈 小 ， 安 全 度 就 愈 高 ， 反 之 亦 然 。 水 安 全 问 题 通 常 指 相 对 人 类 社 会 生存 环 境 和 经 济 发 展 过 程 中 发 生 的 水 的 危 害 问 题 。 例 如 ， 水 多 了 （ 发 生 洪 水 灾 害 ， 导致 人 的 财 产 损 失 ， 人 口 死 亡 问 题 ） 、 水

3、 少 了 （ 发 生 干 旱 、 水 资 源 短 缺 以 及 引 起 的 生态 环 境 退 化 、 人 类 生 存 环 境 损 失 ） 和 水 脏 了 （ 水 污 染 导 致 的 病 害 健 康 问 题 、 人 口 死亡 问 题 ） 。中 国 是 降 水 时 空 分 配 非 常 不 均 匀 、 “水 “的 问 题 十 分 突 出 的 发 展 中 国 家 。 水 多了 （ 洪 涝 灾 害 ） 、 水 少 了 （ 干 旱 、 水 资 源 短 缺 ） 和 水 脏 了 （ 水 污 染 问 题 ） 业 已 成 为制 约 中 国 可 持 续 发 展 最 为 重 要 的 限 制 因 子 ， 其 紧 急 程

4、度 已 经 危 及 人 类 基 本 环 境 和 生存 问 题 和 国 家 发 展 利 益 的 安 全 问 题 。在 水 安 全 问 题 研 究 中 ， 水 资 源 安 全 问 题 是 最 为 重 要 的 一 个 方 面 1。 水 资 源 安 全通 常 指 水 的 供 需 矛 盾 产 生 对 社 会 经 济 发 展 、 人 类 生 存 环 境 的 危 害 问 题 。 20世 纪 末 ，不 满 足 可 持 续 水 资 源 利 用 的 模 式 和 环 境 问 题 导 致 严 重 的 水 资 源 安 全 问 题 ， 业 已 引 起国 际 各 国 政 府 的 高 度 重 视 。 2000年 3月 ， 在

5、 荷 兰 海 牙 (Hague)召 开 了 “第 二 届 世 界 水论 坛 及 部 长 级 会 议 ”。 会 议 主 题 是 ： 水 的 安 全 ： 从 洞 察 到 行 动 ， 全 世 界 140多 个 国 家首 脑 或 部 长 ， 3000名 科 学 家 出 席 会 议 。 21世 纪 水 安 全 面 临 7个 主 要 挑 战 23：（ 1） 满 足 基 本 需 求 （ meeting basic needs） （ 2） 保 护 生 态 （ protecting ecosystems） （ 3） 食 品 安 全 （ securing the food supply） （ 4） 水 资 源 共

6、 享 （ sharing water resources） （ 5） 处 理 灾 害 （ dealing with hazards） （ 6） 水 的 价 值 (valuing water) （ 7） 科 学 管 水 (governing water wisely) 因 此 ， 水 资 源 安 全 已 经 成 为 水 资 源 研 究 的 国 家 前 沿 热 点 ， 受 到 世 界 范 围 的 注 目。水 资 源 安 全 问 题 研 究 主 要 有 ： 水 资 源 安 全 的 范 畴 ， 水 资 源 安 全 的 度 量 ， 水 资 源安 全 评 价 和 水 资 源 安 全 保 障 体 系 的 建

7、 设 等 方 面 。 从 学 术 研 究 ， 水 资 源 安 全 的 度 量 最为 关 键 。 核 心 问 题 是 ： 回 答 如 何 量 度 水 资 源 安 全 程 度 和 如 何 保 证 水 资 源 安 全 ？ 我 们的 观 点 是 ： 水 资 源 承 载 力 是 水 资 源 安 全 的 基 本 度 量 。 因 此 ， 研 究 水 资 源 承 载 力 对 于认 识 和 建 设 水 资 源 安 全 保 障 体 系 尤 为 重 要 。“承 载 力 ” 一 词 ， 亦 称 “承 载 能 力 ”（ Carrying Capacity） ， 起 源 于 生 态 学 ， 用 以 衡 量 特 定 区 域

8、 在 某 一 环 境 条 件 下 可 维 持 某 一 物 种个 体 的 最 大 数 量 1。 随 着 人 类 社 会 经 济 发 展 ， 全 球 资 源 环 境 问 题 日 趋 严 重 ， 人 们 逐渐 认 识 到 自 然 资 源 是 支 持 地 球 上 生 命 系 统 和 人 类 生 存 发 展 的 物 质 基 础 ， 其 量 和 质 是有 限 的 ， 它 们 满 足 人 类 现 在 与 未 来 发 展 需 要 的 能 力 也 是 有 限 的 。 关 于 生 态 承 载 力 的一 个 较 早 的 概 念 ， 是 由 世 界 自 然 保 护 同 盟 （ IUCN） 联 合 国 环 境 规 划

9、署 （ UNEP） 及 世界 野 生 生 物 基 金 会 WWF在 其 出 版 的 保 护 地 球 一 书 中 提 出 的 。 他 们 把 承 载 能 力 定 义为 一 个 生 态 系 统 所 能 支 持 的 健 康 有 机 体 即 在 维 持 它 的 生 产 力 、 适 应 能 力 和 再 生 能 力的 容 量 。 后 了 “承 载 力 ”概 念 得 到 延 伸 发 展 ， 比 较 多 地 用 于 说 明 生 态 系 统 、 环 境 系统 、 资 源 系 统 承 受 发 展 和 特 定 活 动 能 力 的 限 度 。 因 此 ， 生 态 承 载 力 、 环 境 承 载 力 、资 源 承 载

10、力 等 诸 多 概 念 也 相 继 出 现 。1974年 ， Bishop在 环 境 管 理 中 的 承 载 力 一 书 中 指 出 “环 境 承 载 力 表 明 在 维持 一 个 可 以 接 受 的 生 活 水 平 的 前 提 下 ， 一 个 区 域 所 能 永 久 地 承 载 的 人 类 活 动 的 强 烈程 度 ”2； 高 吉 喜 （ 2000） 在 其 关 于 生 态 承 载 力 的 研 究 中 特 别 指 出 ： 环 境 承 载 力 是指 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

11、能 承 纳 的 污 染 物 数 量 以 及 可 支 撑 的 经 济 规 模 与 相 应 人 口 数 量 3。 此 外 ， 一 些 学者 还 从 经 济 、 社 会 、 环 境 、 发 展 等 方 面 对 全 球 承 载 力 进 行 了 探 讨 （ Cohen， J.E.,1995； Sagoff,M,1995； Daly， H.E.， 1995， 1996） 456。 然 而 无 论 是 生 态 承载 力 、 环 境 承 载 力 抑 或 全 球 （ 区 域 ） 承 载 力 都 是 一 个 比 较 泛 化 的 概 念 ， 如 何 描 述 和量 化 ， 实 施 和 操 作 性 不 强 ， 目 前

12、的 研 究 还 不 深 入 。 事 实 上 ， 在 对 作 为 生 态 环 境 组 成要 素 的 各 项 自 然 资 源 的 承 载 力 问 题 还 没 有 完 全 解 决 的 时 候 ， 是 无 法 对 生 态 环 境 承 载力 做 更 深 入 的 研 究 的 。相 比 之 下 ， 当 前 对 资 源 承 载 力 的 研 究 则 获 得 了 更 多 学 者 的 关 注 。 对 自 然 资 源 承载 力 的 研 究 主 要 集 中 于 土 地 、 水 和 关 键 矿 产 资 源 方 面 。 1949年 美 国 的 Allan将 土 地 资源 承 载 力 定 义 为 ： “在 维 持 一 定 水

13、 平 并 不 引 起 土 地 退 化 的 前 提 下 ， 一 个 区 域 能 永 久地 供 养 人 口 数 量 及 人 类 活 动 水 平 ”。 50-70 年 代 ， 国 外 许 多 学 者 探 讨 了 土 地 承 载 力 的 计 算 依 据 为 ： 在 确 保 不 会 对 土 地 资 源 造 成不 可 逆 的 负 面 影 响 的 前 提 下 ， 土 地 的 生 产 潜 力 能 容 纳 的 最 大 人 口 数 量 。 同 时 ， 对 承载 力 的 研 究 从 静 态 转 向 动 态 ， Millington等 应 用 多 目 标 决 策 分 析 方 法 ， 以 各 种 资 源（ 土 地 、

14、水 、 气 候 、 能 源 等 ） 对 人 口 数 量 的 限 制 ， 计 算 了 澳 大 利 亚 的 土 地 资 源 承 载力 。 1986年 我 国 也 开 始 了 题 为 “中 国 土 地 资 源 生 产 力 及 人 口 承 载 量 ”的 研 究 ， 研 究者 认 为 土 地 资 源 承 载 力 通 常 是 指 ： 一 个 区 域 在 一 定 的 农 业 技 术 条 件 下 ， 土 地 用 于 食物 生 产 所 能 供 养 的 人 口 数 量 ； 或 在 一 定 生 产 条 件 下 ， 土 地 资 源 生 产 力 所 能 承 载 一 定生 活 水 平 下 的 人 口 限 度 。 由 此

15、， 关 于 土 地 和 水 资 源 承 载 力 的 研 究 在 中 国 全 面 展 开 7。承 载 力 概 念 的 演 化 与 发 展 是 对 发 展 中 出 现 问 题 的 反 应 与 变 化 结 果 。 在 不 同 的 发展 阶 段 ， 产 生 了 不 同 的 承 载 力 概 念 和 相 应 的 承 载 力 理 论 。 如 针 对 环 境 问 题 ， 人 们 提出 了 环 境 承 载 力 的 概 念 与 理 论 ， 针 对 土 地 资 源 短 缺 问 题 ， 人 们 提 出 了 土 地 资 源 承 载力 的 概 念 与 理 论 。 而 “水 资 源 承 载 力 ”一 词 ， 则 是 随 着

16、 水 问 题 的 日 益 突 出 由 我 国 学者 在 80年 代 末 提 出 来 的 。 水 资 源 承 载 力 是 一 个 国 家 或 地 区 持 续 发 展 过 程 中 各 种 自 然资 源 承 载 力 的 重 要 组 成 部 分 ， 且 往 往 是 水 资 源 紧 短 和 贫 水 地 区 支 持 人 口 与 发 展 的 “瓶 颈 ”,它 对 一 个 国 家 或 地 区 综 合 发 展 和 发 展 规 模 有 至 关 重 要 的 影 响 。 进 入 90年 代 以来 ， 在 地 区 和 国 家 社 会 经 济 发 展 中 坚 持 走 可 持 续 发 展 道 路 已 是 普 遍 的 共 识 ， 而 水 资源 短 缺 与 “水 资 源 安 全 ”问 题 也 已 成 为 影 响 可 持 续 发 展 的 重 要 制 约 因 素 ， 作 为 可 持续 发 展 研 究 和 水 资 源 安 全 战 略 研 究 中 的 一 个 基 础 课 题 ， 水 资 源 承 载 力 研 究 已 引 起 学术 界 的 高 度