基于可拓物元模型的区域水环境承载力研究 ——以烟台市牟平区为案例

论文摘要

水环境承载力是一个国家或地区持续发展过程中各种资源承载力的重要组成部分,且往往是制约人类社会发展的“瓶颈”,它的大小是决定人类经济社会发展速度和规模的重要因素。开展水环境承载力的理论系统及其实用化的方法研究,对于协调区域经济社会发展与水环境可持续承载的关系具有重大的科学意义和实用价值。本研究将物元理论应用到区域水环境承载力的研究中,建立了区域水环境承载力可拓物元模型,从而为水环境承载力的理论方法的发展提供一定的支撑,同时为区域水环境管理提供重要的参考。本文首先应用水环境承载力的基本理论阐明了研究区域水环境承载力的发生基础、承载机制、影响因素及与水资源承载力的关系等,针对目前研究存在过程信息量丢失严重、研究结果模糊等问题,将物元理论与可拓学结合,对物元理论的基本模型进行扩展研究,构建了区域水环境承载力可拓物元模型,并应用于牟平区水环境承载力评价。主要研究结果如下：（1）建立了研究区域水环境承载力指标体系。主要指标包括人口密度、人口自然增长率、人均GDP、人均水资源量、年耗水量、工业废水排放达标率等13个指标。（2）可拓物元模型应用于多变量、非线性、复杂大系统的区域水环境承载力计算是可行的,具有较高的精确度。（3）可拓物元模型计算区域水环境承载力与其分级标准的关联度,表明了水环境承载力状态及其与经济社会发展的协调程度。水环境承载力与Ⅰ级标准的关联度为最大,表明水环境承载力最强,水环境与经济社会发展的协调程度最高；水环境承载力与Ⅱ级标准的关联度为最大,表明水环境承载力较强,水环境与经济社会发展的协调程度较高；水环境承载力与Ⅲ级标准的关联度为最大,表明水环境承载力较弱,水环境与经济社会发展的协调程度较低；环境承载力与Ⅳ级标准的关联度为最大,表明水环境承载力最弱,水环境与经济社会发展的协调程度最低。（4）研究区域水环境承载力有下降的趋势。利用可拓物元模型计算牟平区2005-2009年水环境承载力,与Ⅰ级标准的关联度均属于[-1,0],与Ⅱ级标准的关联度分别为0.4、-0.5、0.02、0.01、0.02,与Ⅲ级标准的关联度分别为0.02、0.69、1.13、1.22、1.18,表明2005年该区域的水环境承载力较强,水环境与经济社会发展处于较协调的发展状态；其余四年水环境承载力较弱,水环境与经济社会发展处于非协调发展状态。（5）建议研究区域从水源涵养、节约用水、水污染综合防治等方面加强水环境保护,提高水环境承载力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 国内外研究进展
• 1.3.1 国外研究进展
• 1.3.2 国内研究进展
• 1.3.3 发展趋势
• 1.4 研究内容
• 1.5 技术路线
• 第二章 水环境承载力理论分析及指标体系研究
• 2.1 水环境承载力的理论分析
• 2.1.1 环境承载力及其发生基础
• 2.1.2 区域水环境承载力的概念
• 2.1.3 水环境承载力的内涵及本质
• 2.1.4 水环境承载力的特征
• 2.1.5 水环境承载力的研究对象
• 2.1.6 水环境承载力的承载机制
• 2.1.7 与水资源承载力的关系
• 2.2 水环境承载力研究方法比较分析
• 2.2.1 指标体系评价法
• 2.2.2 结合模型分析法
• 2.2.3 经验估算法
• 2.2.4 其它方法
• 第三章 区域水环境承载力研究的可拓物元模型构建
• 3.1 物元理论及其基本模型分析
• 3.1.1 物元理论的基本模型——物元矩阵
• 3.1.2 物元的概念及其三要素
• 3.1.3 物元理论中“距”的分析
• 3.1.4 物元理论中“位值”的分析
• 3.1.5 物元理论中“关联函数”的分析
• 3.2 可拓学及其与物元理论的结合
• 3.2.1 可拓学
• 3.2.2 物元理论与可拓学相结合—物元的可拓性分析
• 3.3 模型构建
• 3.3.1 模型构建的总体思路
• 3.3.2 模型构建的基本步骤
• 第四章 案例研究
• 4.1 烟台市牟平区环境特征分析
• 4.2 牟平区水环境特征分析
• 4.2.1 水资源状况
• 4.3 基于可拓物元模型的牟平区水环境承载力研究
• 4.3.1 案例区水环境承载力指标及其权重的确定
• 4.3.2 指标数据的获取及初步整理
• 4.3.3 基于可拓物元模型对牟平区水环境承载力研究的步骤
• 4.3.4 研究结果分析
• 4.4 基于可拓物元模型进行水环境承载力研究的可行性分析
• 4.4.1 本研究构建的模型与模糊物元模型对比分析
• 4.4.2 应用两种模型进行案例研究的结果的对比分析
• 4.4.3 两种模型的对比分析
• 4.4.4 模型的可行性分析
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论及建议
• 5.2 创新之处
• 5.3 不足与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢