本溪市水生態(tài)承載力探討

王翹楚

（大連水木工程管理有限公司，遼寧 大連 116023）

1 指標(biāo)體系建立

1.1 生態(tài)彈性力

本溪市地處遼寧省北部，屬于降水量相對(duì)較豐沛地區(qū)，季節(jié)性降水明顯，中小河流斷流現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，降水量低于全國(guó)平均水平。境內(nèi)外調(diào)水量較少，地下水儲(chǔ)量也相對(duì)較少，長(zhǎng)期以來，由于地下水連續(xù)多年遞減，開發(fā)利用效益越來越低，缺水問題十分突出，故選取氣候、植被、供水3個(gè)方面7個(gè)指標(biāo)作為生態(tài)彈性力評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.2 生態(tài)支撐力

在太子河流域選取觀音閣水庫(kù)壩區(qū)至小夾河區(qū)段、老官砬子至觀音閣水庫(kù)壩區(qū)段、大峪溝入河口至老砬子區(qū)段、興安市界至大峪溝入河口區(qū)段4 個(gè)河段。總體上看，這4個(gè)河段水質(zhì)狀況一般，生態(tài)環(huán)境處于輕微受損狀態(tài)，主要污染物為高錳酸鹽和氨氮，故選取人均水資源量、水資源利用率、工業(yè)氨氮年排放量作為水生態(tài)支撐力評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.3 生態(tài)壓力

截至2018 年，除2014 年本溪市人口增長(zhǎng)率為0.53‰，其余年份均為負(fù)增長(zhǎng)。本溪市山區(qū)面積占全市80%，人均耕地0.03 hm2。藻類是水生生態(tài)系統(tǒng)中重要的生物成分，它對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的變化和響應(yīng)非常敏感。水生環(huán)境中，底棲動(dòng)物也敏感。其中，大型底棲動(dòng)物中，蜉蝣目、襀翅目、毛翅目3類對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)影響較大。對(duì)于水體而言，底棲動(dòng)物種類豐富，在密度一定的情況下對(duì)水體是有利的。綜上，選取人口密度、人均GDP、藻類細(xì)胞密度、底棲動(dòng)物完整性作為生態(tài)壓力評(píng)價(jià)指標(biāo)。水生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系詳見表1，水生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)值詳見表2。

表1 水生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表2 水生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)值

2 模型建立

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)劃分

為了更好地反映各等級(jí)水生態(tài)承載能力情況，根據(jù)各指標(biāo)數(shù)據(jù)的變化情況結(jié)合部分文獻(xiàn)劃分方法，分別將每個(gè)因素劃分為5個(gè)等級(jí)，以便于定量且直觀反映各等級(jí)因素對(duì)承載力的影響程度[1]。評(píng)價(jià)等級(jí)劃分，詳見表3。

表3 評(píng)價(jià)指標(biāo)極性及等級(jí)劃分

2.2 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

根據(jù)模糊層次分析法，結(jié)合部分文獻(xiàn)取值方法，進(jìn)行主觀判斷，建立準(zhǔn)則層及相應(yīng)指標(biāo)層的模糊一致判斷矩陣[2]。

根據(jù)模糊層次分析法，計(jì)算得岀主觀權(quán)重，詳見表4。根據(jù)熵權(quán)法步驟處理得到指標(biāo)層標(biāo)準(zhǔn)化矩陣，并計(jì)算各指標(biāo)客觀權(quán)重及組合權(quán)重，再利用各指標(biāo)客觀權(quán)重乘以其指標(biāo)實(shí)際值構(gòu)成準(zhǔn)則層判斷矩陣，再根據(jù)熵權(quán)法得到準(zhǔn)則層標(biāo)準(zhǔn)化矩陣，最后得到指標(biāo)層各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于目標(biāo)層的最終權(quán)重值[3]，詳見表4。

表4 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值

3 計(jì)算結(jié)果

3.1 模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

將2010—2018 年各指標(biāo)具體數(shù)值按指標(biāo)極性、大小分類，經(jīng)計(jì)算得到本溪地區(qū)2010—2018 年的隸屬度矩陣，將得到的權(quán)重矩陣與隸屬度矩陣相乘，得到模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣，進(jìn)行量化得出最終的評(píng)價(jià)結(jié)果[4-7]，詳見表5。

表5 本溪市水生態(tài)承載力模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

由表5可知，2010—2018年，本溪市水生態(tài)承載力整體狀況一般，但2010和2016年的評(píng)價(jià)等級(jí)為Ⅱ級(jí)，達(dá)到較強(qiáng)承載，說明近幾年的水生態(tài)系統(tǒng)承載力比較穩(wěn)定，2014 年后水生態(tài)承載力有一定上升趨勢(shì)且在一些豐水年達(dá)到了較強(qiáng)承載力。

水生態(tài)承載力模糊綜合評(píng)價(jià)的MK 趨勢(shì)結(jié)果為z=-0.31，表明2010—2018年本溪市水生態(tài)承載力有下降的趨勢(shì)，但未通過顯著性檢驗(yàn)。

3.2 物元分析評(píng)價(jià)結(jié)果

將待評(píng)物元中的數(shù)據(jù)輸入物元模型，計(jì)算每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)每個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的關(guān)聯(lián)度，各年份水生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)各評(píng)價(jià)等級(jí)詳見表6。

表6 各年份水生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)各評(píng)價(jià)等級(jí)

根據(jù)表6 提供的單個(gè)指標(biāo)與等級(jí)關(guān)聯(lián)度信息可知，年平均氣溫、年平均日照時(shí)數(shù)、植被蓋度、地下水供水量、人口密度以及水體BOD 6 個(gè)指標(biāo)在2010—2018 年出現(xiàn)不同等級(jí)的上升趨勢(shì)或保持著較高等級(jí)，說明這些指標(biāo)對(duì)研究區(qū)水資源承載力等級(jí)的保持具有重要的貢獻(xiàn)；年平均降水量、年平均相對(duì)濕度、年蒸騰蒸發(fā)量、人均水資源量、水資源利用率、工業(yè)氨氮年排量、人均GDP、底棲動(dòng)物完整性、藻類細(xì)胞密度9 個(gè)指標(biāo)在這9 a 間出現(xiàn)不同等級(jí)的下降趨勢(shì)或者保持著較低水平，成為制約本溪市水生態(tài)承載力等級(jí)提升的因素。

各年份水生態(tài)承載力對(duì)各評(píng)價(jià)等級(jí)的綜合關(guān)聯(lián)度，詳見表7。

由表7 可知，2016 年本溪市水生態(tài)承載力等級(jí)為“Ⅱ級(jí)較強(qiáng)承載”，2014年承載力狀況較差為“Ⅳ級(jí)較弱承載”，其余年份承載力等級(jí)均為“Ⅲ級(jí)一般承載”。從關(guān)聯(lián)度的數(shù)值可以看出，2014 和2016 年的最大關(guān)聯(lián)度數(shù)值均在0～1，說明其具備向相鄰等級(jí)轉(zhuǎn)化的能力，而比較相鄰等級(jí)的關(guān)聯(lián)度可知，這2 a的承載力均具備向一般承載力轉(zhuǎn)化的能力，可見近幾年的水生態(tài)承載力基本穩(wěn)定在“Ⅲ級(jí)一般承載”，其間略有波動(dòng)但并不大。

結(jié)合2 種評(píng)價(jià)方法來看，本溪市水生態(tài)承載力呈現(xiàn)出微弱增強(qiáng)的發(fā)展趨勢(shì)，因此需要合理采取有效措施加強(qiáng)這種發(fā)展趨勢(shì)，使其有能力為人類社會(huì)活動(dòng)提供生態(tài)服務(wù)產(chǎn)品[8，9]。

4 結(jié)語(yǔ)

本溪市水生態(tài)承載力從一般可承載水平增強(qiáng)到較強(qiáng)承載水平，還有很大的提升空間，故對(duì)保持水生態(tài)承載力等級(jí)具有重要貢獻(xiàn)的指標(biāo)應(yīng)繼續(xù)保持，對(duì)制約本溪市水生態(tài)承載力等級(jí)提升的指標(biāo)應(yīng)采取措施加以改進(jìn)。由于環(huán)境污染導(dǎo)致全球變暖，對(duì)地球生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了較大影響，本溪市年蒸發(fā)蒸騰量持續(xù)上升，而本溪市污廢水亂排、亂放現(xiàn)象屢禁不止，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化、底棲動(dòng)物完整性降低、藻類細(xì)胞密度持續(xù)增加，這將極大影響水生態(tài)承載力，故應(yīng)加大環(huán)保措施實(shí)施力度，杜絕污染水體亂排亂放現(xiàn)象，實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度，推動(dòng)建設(shè)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)，切實(shí)提高用水效率。