水生态承载力评价指标体系构建研究

陈 晨，邓 钰，张翔翔

（中交上海航道勘察设计研究院有限公司，上海 200120）

受人口规模、经济社会发展压力和水资源本地条件的限制，我国是世界上水资源和水环境问题最突出的国家之一，水资源短缺、水环境污染、水生态退化等多方面压力同时存在，严重制约社会经济与生态环境的协调发展。在国内近30年的环境研究中，水生态承载力概念由水资源承载力、水环境承载力发展而来。通过将水资源和水环境问题统一考虑，将社会经济发展与水生态系统联系起来，水生态承载力评价成为水体管理的重要技术支撑。为了反映评价区的水生态情况，有必要合理构建评价指标体系，这是水生态承载力评价的重要基础。由于水生态承载力系统的复杂性，目前对其评价指标体系构建的方法尚未形成统一认识。本研究在已有的指标体系研究基础上，参考国家颁布的相关标准，构建水生态承载力指标体系，为水生态承载力评价提供依据。

1 水生态承载力指标体系概况

1921年，PARK等首次将承载力的概念引入生态学领域，将其定义为某一特定环境条件下（主要指生存空间、营养物质、阳光等生态因子的组合）某种个体存在数量的最高极限。20世纪70年代，BISHOP等针对环境污染问题提出环境承载力的概念，它是指为支撑一个可接受的生活状态，某地区能持续承载人类活动的强烈程度。 21世纪以来，我国河湖水生态系统问题日益严重，水环境管理由目标总量控制向容量总量控制过渡，以水生态系统健康为流域水质管理目标的理念被广泛接受，水生态承载力成为研究热点。为缓解当前我国社会发展对水生态产生的压力，国内研究重点关注水质、水量与人口、经济、区域发展协调等问题，水生态承载力评价指标体系得以不断发展和扩充。

徐志青等在珠江三角洲水环境承载力评价研究中从社会经济、水生态环境和水资源三方面选择19个评价指标，其中，建成区绿化覆盖率、城镇居民人均可支配收入等指标体现出珠江三角洲高度城市化的社会环境。郭维红等在河南省水资源承载力模拟研究中构建了人口子系统、经济子系统、水资源子系统和水污染子系统，水资源子系统包括地下水源供水量、地表水源供水量及再生水量，由于河南省人均水资源量仅为全国平均水平的五分之一且水资源空间分布不均，再生水利用发展较为显著，因此将其纳入评价体系中，以反映区域水资源特征。朱悦在辽河流域水环境承载力评价指标体系研究中从水环境纳污、水环境净化、水生生境、水生生物、水资源禀赋、水资源利用等方面选择16个代表性指标进行评估，相较于其他研究地区指标选择，该研究选择了降水变异系数、生态流量保证率等指标，以反映辽河流域降水分布不均、生态流量波动较大的自然条件特征。任晓庆等在滦河流域水生态承载力评估研究中从水资源、水环境、水生态、水安全四个维度进行综合评估，选择的指标包括人均水资源量、水资源开发利用率、单位耕地面积化肥施用量、单位耕地面积畜禽养殖量、河岸带林草覆盖率、鱼类完整性指数等，共计18个。杨倩等在长江经济带水资源水环境指标评估研究中主要选择万元GDP（国内生产总值）用水量和万元GDP废水排放量作为评价指标，为明确区域经济发展与水资源、水环境压力的关系，重点分析了用水量、废水排放量与区域GDP增长的关系。刘子刚等在已有研究基础上构建了包含19个核心指标和39个备选指标的区域水生态承载力评价指标体系，并根据渭河陕西段的特点选取8个核心指标进行水生态承载力评价。

由于生态环境复杂多样、地区经济社会形态各异，在已有的水生态承载力评价研究中，研究者往往通过自有经验和相关文献选取评价指标，不同研究所选取的指标体系呈现出高度差异化特征，具有较强的主观性，尚未形成普适的指标体系，该局限性在一定程度上阻碍了水生态承载力评价技术手段的推广应用。为满足国家水生态环境综合管理技术需求，2020年，《水生态承载力评估技术指南》（征求意见稿）发布，该指南从水资源、水生态、水环境三方面构建了“三水”指标体系，为流域/区域水生态环境综合监管提供技术支撑。“三水”体系较为完整地归纳了水生态承载力评价的基础共性指标及计算方法，但该指标体系缺乏对地区特征指标的归纳。合理构建指标库及指标体系是水生态承载力评价的重要基础，指标库内容既要反映评价目标地区的基本情况，又要反映研究地区的区域性特征，这就要求在提供普适指标的同时保证地区特征指标的可选性，基于以上原则，优化完善的指标体系有助于水生态承载力评价指标体系的推广应用。

2 水生态承载力评价指标体系构建

已有的水生态承载力研究提供了大量影响地区生态承载力的关键性社会、经济和生态指标，为构建完善的指标库奠定了良好基础。当前，要合理归纳地区特征因素、指标类型，总结出基本指标库和区域特征指标库，建立明确的地区类型划分标准和相应的指标选择方法，最终形成完善的水生态承载力评价指标体系。

2.1 基本指标库构建

基于《水生态承载力评估技术指南》（征求意见稿），选取其中的推荐指标构成基本指标库，包括3个专项指标、6个分项指标和23个评估指标（依据现有条件，不可量化的评估指标可取消）。基本指标库如表1所示。需要强调的是，工业污染强度指数包括4个子指标，即工业COD（化学需氧量）排放强度、工业氨氮排放强度、工业总氮排放强度、工业总磷排放强度；农业污染强度指数包括2个子指标，即单位耕地面积化肥施用量和单位土地面积畜禽养殖量；生活污染强度指数包括4个子指标，即城镇生活污水COD排放强度、城镇生活污水氨氮排放强度、城镇生活污水总氮排放强度、城镇生活污水总磷排放强度。

表1 基本指标库

2.2 区域特征指标库构建

区域水生态关键问题与其地域特征紧密相关，社会经济发展、人类活动与水资源量紧缺、环境纳污能力有限是主要矛盾点。从人类活动强度（A）、经济发展水平（B）和水资源量（C）3个角度对地区进行类型划分（见表2），广泛收集水生态承载力评价相关文献中的评价指标，根据区域特征对指标进行纵向归类，同时将指标归类到水资源、水环境、社会经济三个横向类别中。

表2 地区分类因素及强度划分

根据徐勇等提出的中国人地关系综合评价理论模型，选取经济发展水平、人口集聚程度和国土开发强度3个指标，将其等权重加权处理，计算人类活动强度。将人类活动强度（A）等级中“较高”和“极高”两个等级统称为高强度（A），“一般”“较低”和“极低”三个等级定义为低强度（A）。

对于经济发达程度划分，由于暂无公认的划分标准，可综合考虑人均国内生产总值、人均财政收入和农村人均纯收入三项指标，结合欠发达地区扶持政策等资料进行界定。将经济水平远低于平均水平的地区划分为经济欠发达地区（B），其他地区划分为经济发达地区（B）。

对于区域水资源量（C）丰富程度的划分，根据联合国教科文组织制定的水资源丰富度标准，以近5年人均水资源量来衡量，大于2 000 m的省（自治区、市）为相对丰富（C），小于2 000 m的省（自治区、市）为相对缺水（C），如表3所示。除特定评价流域，可结合评价区的经济、社会、自然三方面特点，选择区域特征指标库进行评估。区域特征指标库构建结果如表4所示。

表3 联合国教科文组织制定的水资源丰富度标准

表4 区域特征指标库

3 结论

在经济平稳发展的时代背景下，秉持生态文明建设和绿色发展的理念，完善水生态承载力评价标准有助于该技术在水体管理中的推广和应用。针对过去水生态承载力评价相关研究在指标选择上主观性过强、缺乏统一标准的问题，本文提出了一种“求同存异、因地制宜”的水生态承载力评价指标体系，其中包括基本指标库和区域特征指标库，各地区水生态评价均可采用基本指标库内容，以保证评价内容的完整性，此外，通过人类活动强度、经济发展水平、水资源量“三层次、二水平”的标准确定评价区域特征，能有效针对地区特点补充适当的评价指标。基于本研究提出的水生态承载力评价指标体系，未来将进一步研究相关评价标准的制定方法，以提高水生态承载力评价方法的一致性为目标，推动该技术在水资源、水环境、水生态管理中的应用。