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.doc

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（meetingbasicneeds）（2）保护生态（protectingecosystems）（3）食品安全（securingthefoodsupply）（4）水资源共享（sharingwaterresources）（5）处理灾害（dealingwithhazards）（6）水的价值(valuingwater)（7）科学管水(governingwaterwisely)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”（CarryingCapacity），起源于生态学，用以衡量特定区域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、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，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关注并成为当前水资源科学中的一个重点和热点研究问题。2水资源承载力的定义水资源承载力最早是源自生态学中的“承载能力”（CarryingCapacity）一词，是自然资源承载力的一部分。近年来，我国不少学者在资源承载力、环境承载力等概念的基础上对水资源承载力的定义进行了更深入的探讨，兹选取几个有代表性的例子列举如下：（1）在某一历史发展阶段的技术、经济和社会发展水平条件下，水资源对该地区社会经济发展的最大支撑能力8。（刘燕华，1999）（2）某一历史发展阶段，以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据，以可持续发展为原则，以维护生态良性循环发展为条件，在水资源得到合理开发利用下，该地区人口增长与经济发展的最大容量9。（李令跃，2000）（3）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，当地水资源能够维系和支撑的人口、经济和环境规模总量10（何希吾，2000）。（4）一定的区域内，在一定的生活水平和生态环境质量下，天然水资源的可供水量能够支持人口、环境与经济协调发展的能力或限度2。（冯尚友，2000）（5）可理解为某一区域的水资源条件在“自然-人工”二元模式影响下，以可预见的技术、经济、社会发展水平及水资源的动态变化为依据，以可持续发展为原则，以维护生态良性循环发展为条件，经过合理优化配置，对该地区社会经济发展所能提供的最大支撑能力。（惠泱河，2001）总之，尽管已有的水资源承载力定义在表述上各有不同，但其思路并无本质上的差异，都强调了支撑能力的概念。但是，对水资源“承载力”本身的内涵，表达比较宏观。结合中国科学院知识创新工程有关项目初步研究，作者的观点是：水资源承载力可定义为“在一定的水资源开发利用阶段，满足生态需水的可利用水量能够维系有限发展目标的最大的社会-经济规模”。因此，水资源承载力是一个度量区域社会经济发展受水资源制约的阈值，它通常用满足生态需水的可利用水量与社会经济可持续发展有限