本溪市水生态承载力探讨

王翘楚

（大连水木工程管理有限公司，辽宁 大连 116023）

1 指标体系建立

1.1 生态弹性力

本溪市地处辽宁省北部，属于降水量相对较丰沛地区，季节性降水明显，中小河流断流现象时有发生，降水量低于全国平均水平。境内外调水量较少，地下水储量也相对较少，长期以来，由于地下水连续多年递减，开发利用效益越来越低，缺水问题十分突出，故选取气候、植被、供水3个方面7个指标作为生态弹性力评价指标。

1.2 生态支撑力

在太子河流域选取观音阁水库坝区至小夹河区段、老官砬子至观音阁水库坝区段、大峪沟入河口至老砬子区段、兴安市界至大峪沟入河口区段4 个河段。总体上看，这4个河段水质状况一般，生态环境处于轻微受损状态，主要污染物为高锰酸盐和氨氮，故选取人均水资源量、水资源利用率、工业氨氮年排放量作为水生态支撑力评价指标。

1.3 生态压力

截至2018 年，除2014 年本溪市人口增长率为0.53‰，其余年份均为负增长。本溪市山区面积占全市80%，人均耕地0.03 hm2。藻类是水生生态系统中重要的生物成分，它对水生生态系统的变化和响应非常敏感。水生环境中，底栖动物也敏感。其中，大型底栖动物中，蜉蝣目、襀翅目、毛翅目3类对水生态系统影响较大。对于水体而言，底栖动物种类丰富，在密度一定的情况下对水体是有利的。综上，选取人口密度、人均GDP、藻类细胞密度、底栖动物完整性作为生态压力评价指标。水生态承载力评价指标体系详见表1，水生态承载力评价指标数值详见表2。

表1 水生态承载力评价指标体系

表2 水生态承载力评价指标数值

2 模型建立

2.1 评价指标等级划分

为了更好地反映各等级水生态承载能力情况，根据各指标数据的变化情况结合部分文献划分方法，分别将每个因素划分为5个等级，以便于定量且直观反映各等级因素对承载力的影响程度[1]。评价等级划分，详见表3。

表3 评价指标极性及等级划分

2.2 指标权重计算

根据模糊层次分析法，结合部分文献取值方法，进行主观判断，建立准则层及相应指标层的模糊一致判断矩阵[2]。

根据模糊层次分析法，计算得岀主观权重，详见表4。根据熵权法步骤处理得到指标层标准化矩阵，并计算各指标客观权重及组合权重，再利用各指标客观权重乘以其指标实际值构成准则层判断矩阵，再根据熵权法得到准则层标准化矩阵，最后得到指标层各评价指标对于目标层的最终权重值[3]，详见表4。

表4 评价指标权重值

3 计算结果

3.1 模糊综合评价结果

将2010—2018 年各指标具体数值按指标极性、大小分类，经计算得到本溪地区2010—2018 年的隶属度矩阵，将得到的权重矩阵与隶属度矩阵相乘，得到模糊综合评价矩阵，进行量化得出最终的评价结果[4-7]，详见表5。

表5 本溪市水生态承载力模糊综合评价结果

由表5可知，2010—2018年，本溪市水生态承载力整体状况一般，但2010和2016年的评价等级为Ⅱ级，达到较强承载，说明近几年的水生态系统承载力比较稳定，2014 年后水生态承载力有一定上升趋势且在一些丰水年达到了较强承载力。

水生态承载力模糊综合评价的MK 趋势结果为z=-0.31，表明2010—2018年本溪市水生态承载力有下降的趋势，但未通过显著性检验。

3.2 物元分析评价结果

将待评物元中的数据输入物元模型，计算每个评价指标对每个评价等级的关联度，各年份水生态承载力评价指标对应各评价等级详见表6。

表6 各年份水生态承载力评价指标对应各评价等级

根据表6 提供的单个指标与等级关联度信息可知，年平均气温、年平均日照时数、植被盖度、地下水供水量、人口密度以及水体BOD 6 个指标在2010—2018 年出现不同等级的上升趋势或保持着较高等级，说明这些指标对研究区水资源承载力等级的保持具有重要的贡献；年平均降水量、年平均相对湿度、年蒸腾蒸发量、人均水资源量、水资源利用率、工业氨氮年排量、人均GDP、底栖动物完整性、藻类细胞密度9 个指标在这9 a 间出现不同等级的下降趋势或者保持着较低水平，成为制约本溪市水生态承载力等级提升的因素。

各年份水生态承载力对各评价等级的综合关联度，详见表7。

由表7 可知，2016 年本溪市水生态承载力等级为“Ⅱ级较强承载”，2014年承载力状况较差为“Ⅳ级较弱承载”，其余年份承载力等级均为“Ⅲ级一般承载”。从关联度的数值可以看出，2014 和2016 年的最大关联度数值均在0～1，说明其具备向相邻等级转化的能力，而比较相邻等级的关联度可知，这2 a的承载力均具备向一般承载力转化的能力，可见近几年的水生态承载力基本稳定在“Ⅲ级一般承载”，其间略有波动但并不大。

结合2 种评价方法来看，本溪市水生态承载力呈现出微弱增强的发展趋势，因此需要合理采取有效措施加强这种发展趋势，使其有能力为人类社会活动提供生态服务产品[8，9]。

4 结语

本溪市水生态承载力从一般可承载水平增强到较强承载水平，还有很大的提升空间，故对保持水生态承载力等级具有重要贡献的指标应继续保持，对制约本溪市水生态承载力等级提升的指标应采取措施加以改进。由于环境污染导致全球变暖，对地球生态环境产生了较大影响，本溪市年蒸发蒸腾量持续上升，而本溪市污废水乱排、乱放现象屡禁不止，导致水体富营养化、底栖动物完整性降低、藻类细胞密度持续增加，这将极大影响水生态承载力，故应加大环保措施实施力度，杜绝污染水体乱排乱放现象，实行最严格的水资源管理制度，推动建设节水型社会建设，切实提高用水效率。