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基于多目标群决策的湖泊综合承载能力研究

林永钦  
【摘要】: 湖泊作为一种独特的自然系统,是人类最重要的环境资源之一。中国湖泊众多,湖泊资源丰富。但随着人口的增长,以及自然、人为等因素的影响,湖泊水体退化萎缩、水质不断恶化、洪旱灾害并存、湖泊功能退化等一系列人与湖泊整体生态系统的矛盾问题日益突出,制约着湖区的可持续发展。分析湖泊水资源乃至整体生态系统的承载能力,是维持湖泊生态功能、促进湖区社会经济可持续发展研究的关键之一。 本文在总结借鉴前人理论研究成果的基础上,通过对水资源承载能力、生态承载能力的概念及内涵的分析,探索性地提出了湖泊综合承载能力的概念。通过对湖泊综合承载能力内涵、特性和影响因素的分析、评价指标体系的设置、多目标分析模型的建立、多目标群决策方法的改进以及鄱阳湖的实证分析等相关内容的研究,尝试构建湖泊综合承载能力分析的理论、模型、方法与应用体系。主要研究成果如下; 1提出了湖泊综合承载能力的概念和内涵,即在一定时期和技术水平下,以维护湖泊良好生态、功能和可持续发展为原则,在考虑可预见的文化、体制和人类价值选择的影响下,湖泊生态系统所能支撑的湖区社会经济发展水平和具有一定生活质量的人口数量。 2以丛型结构的四层次指标体系为框架,湖泊综合承载能力初始指标体系分成承载主体、承载客体和压力响应三大类指标,根据湖泊综合承载能力的内涵和特性,综合运用频度统计法、专家咨询法等方法,对各类的具体指标进行了设置。承载主体类指标包括水资源、土地资源、生态环境三个子系统,承载客体类指标设置分为人口、社会、经济以及水灾害防御能力四个部分,压力和响应类指标包括水资源、土地资源、生态环境以及水灾害防御能力四个部分。 3提出了基于需求结构的动态投入产出模型,构建了湖泊综合承载能力多目标模型,主要包括了宏观经济模型、人口模型、水资源利用模型、水环境模型、灾害分析模型、生态承载能力分析模型等。其中,宏观经济模型和人口模型是多目标模型的核心部分;水资源供需平衡分析模型、水环境承载能力分析模型和水灾害防御能力分析模型反映了系统的人水关系;生态承载能力分析模型同时包含了湖区生产、生活的土地占用和生态占用,反映了系统的人地关系与人生态关系。 4湖泊综合承载能力分析是一个多目标群决策的问题,需要解决同一决策者不同目标之间的冲突和不同决策者由于偏好差异导致的冲突。为此提出了基于群体多属性决策的交互切比雪夫方法;提出了三种群体多属性决策的方法,即基于离差最大化模型的群体多属性决策方法、两阶段群体多属性决策方法和基于方案群体满意度的群体多属性决策方法。 5鄱阳湖综合承载能力评价。根据江西省投入产出表,利用“RAS”修正方法和重点系数修订法的原则,综合运用灰色预测方法、时间序列分析方法等,确定了湖区各年的直接消耗系数矩阵,建立了“鄱阳湖区基于需求结构的动态投入产出模型”,对湖区2010年、2030年在现有经济增长方式下各部门总产出和增加值进行了趋势预测。 通过参照相关规划,结合采用各种预测模型,设定了各水平年鄱阳湖综合承载能力分析的有关外生变量、参数和边界值。在此基础上,应用基于多目标群决策的湖泊综合承载能力分析的理论、模型和方法,计算了鄱阳湖2006年(现状条件下)、2010年和2030年的综合承载能力。结果表明2006年的人口和经济发展规模、趋势预测的2010年人口和经济发展规模处于相应的鄱阳湖综合承载能力范围之内,但趋势预测的2030年人口和经济发展规模超出了鄱阳湖综合承载能力的范围。


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