水循環的總結范文

導語：如何才能寫好一篇水循環的總結，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】煤炭企業；循環經濟；激勵；財稅政策

一、財稅政策支持煤炭企業發展循環經濟的必要性

煤炭是我國的基礎能源和重要原料，在未來較長的時期內，煤炭仍將是我國能源安全的基礎。煤炭工業是國家發展循環經濟的重點行業之一。

生態環境與自然資源是一種共享資源，具有典型的公共物品屬性；發展循環經濟具有很強的正外部效應，社會收益大于個人收益。因此，需要政府更多、更積極地干預。同時，循環經濟產業是一種全新的挑戰性產業，該產業的建設周期較長，前期投入多，很多經營是微利甚至不盈利的，資本的趨利性使得私人部門對發展循環經濟產業的積極性不高，有的甚至不愿介入，因此需要政府加以引導和支持。政府介入的另一個原因是發展循環經濟是涉及到一個行業、地區甚至國家戰略發展的長遠構想，其短期經濟效益可能無法滿足某些個體的現階段局部利益需求，必須通過政府力量從長遠利益和全局戰略的角度加以引導，甚至在必要時禁止一些對社會有害的行為，進而強制提供生態有益的物品，即優效品（MeritGoods），如禁止或限制排污，提供相關教育等。

由于煤炭工業發展循環經濟的外部性和戰略性，這就需要政府對其進行支持，財稅政策就是重要手段。但目前相關財稅政策零散，設計缺乏整體性和系統性。

二、促進煤炭工業發展循環經濟的財稅框架整體設計

目前，煤炭工業在發展循環經濟的過程中，在資金、技術、市場等方面面臨問題，一些發展循環經濟試點的煤炭企業出現了“循環不經濟”的尷尬局面，嚴重影響了煤炭企業發展循環經濟的動力和積極性。因此，需要全面、系統地設計、構建引導煤炭企業發展循環經濟的財稅政策。

首先，應引導其循環經濟項目投資行為。對于煤炭工業循環經濟項目，政府可以在企業所得稅、資源稅方面給予優惠，而且對于特殊重要的、投資數額巨大的國家級煤炭循環經濟項目，國家財政可以采取直接投資方式予以支持。

其次，應引導其循環經濟技術的研發行為、支持技術研發、示范推廣、教育培訓。技術的先進、可行性直接決定著循環經濟的成敗。政府應鼓勵單位和個人開展煤炭循環經濟的技術研發，在所得稅政策和營業稅政策方面予以優惠。政府預算投入在煤炭循環經濟技術研發、示范推廣、教育培訓方面也應予以支持。

再次，應引導其產品生產行為，同時引導社會消費行為，倡導綠色生產和消費。對于生產過程中浪費資源、破壞環境的煤炭企業，考慮從資源環境類稅、消費稅方面給予限制；對于生產中綜合利用資源的產品，可以通過增值稅政策、政府采購予以支持。

最后，應考慮建立“綠色關稅”體系和加強煤炭工業循環經濟行政監管。

基于對發展循環經濟的正向引導和逆向限制，筆者設計了如圖1所示的煤炭工業發展循環經濟財稅政策框架，以引導煤炭企業的經濟行為。

三、促進煤炭企業發展循環經濟的稅收政策

參照國際慣例，結合我國實際，在調整和優化循環經濟稅費政策體系中，既要立足我國循環經濟政策的目標導向和煤炭工業發展循環經濟的現實需要，同時又要考慮我國稅制的結構現狀和發展方向；既要有利于促進國家循環經濟戰略的實施，又要符合稅制發展的整體要求；既要間接引導與直接激勵相結合，又要鼓勵性政策與限制性政策相結合。

（一）促進煤炭工業循環經濟投資的稅收政策

1.企業所得稅政策

煤炭工業發展循環經濟一般需要巨額設備資金投入，如何降低煤炭企業發展循環經濟初期資金投入壓力，快速回收投資減輕其負擔？在促進煤炭工業循環經濟投資上，企業所得稅的政策重點可以從煤炭企業循環經濟項目的關鍵設備投資抵稅、計提折舊，煤炭企業循環經濟相關產品所取得的收入減計納稅等方面給予傾斜。

2.資源稅政策

制定鼓勵煤炭企業提高煤炭資源回采率、提高煤炭開采伴生資源綜合開采利用的資源稅稅收優惠政策。煤炭企業實際回采率高于設計的回采率，可實施優惠的資源稅稅率；煤炭開采過程中伴采其他礦產資源的，資源稅稅率與綜合資源回采率、綜合資源利用率掛鉤。

（二）引導煤炭產品綠色生產和消費的稅費政策

稅收對綠色生產和消費的調節主要通過產品的價格來體現。上述促進煤炭工業循環經濟投資的稅收政策雖然也可以最終反映到產品價格上，但其調節的主要著力點還是在煤炭企業的投資行為，其傳導政策信號到產品購買者方面需要一個過程，作用不直接。從引導煤炭產品綠色生產和消費的角度考慮，可從以下幾個方面進行考慮。

1.增值稅

煤炭企業發展循環經濟對資源綜合利用企業來說，以成本非常低的廢渣等廢棄物為原料進行生產，產品增值部分所占比例較高，而使用的廢棄物又不能取得增值稅專用發票，或雖然取得相關數據，但抵扣率低于征收率，在按增值的比例繳納增值稅時，形成高征收低抵扣的狀況，與其他非循環利用資源的企業相比要繳納更高比例的稅收。為了鼓勵煤炭企業綜合開發利用資源，可考慮增值稅優惠政策。

2.消費稅

我國消費稅調整充分體現了國家利用稅收手段促進循環經濟發展，鼓勵發展環境保護型、資源節約型、高附加值產業的政策導向。目前消費稅應加以完善：需將目前尚未納入消費稅征收范圍且不符合循環經濟發展的高耗能產品、資源消耗品等納入消費稅征稅范圍；現行消費稅征收范圍應擴大到煤炭產品，逐步調高稅率；通過稅收手段來調節消費者的消費行為，鼓勵廣大消費者進行綠色消費、清潔消費。

3.資源稅

通過征收資源稅以提高煤炭開采成本和煤炭價格，改變我國目前以銷售量或自用量來征收資源稅的情形，使煤炭資源的開采和利用更具效率。應由現行的以銷售量和自用量為計稅依據改為以銷售收入為計稅依據，并適當提高資源稅的稅率；實行差別稅率，與煤炭開采過程中的煤炭回采率掛鉤，回采率低的稅率高、回采率高的稅率低；對亂采濫用、回采率低的開采者采用高稅率，課以重稅，以示懲罰，引導企業出于利潤最大化的目的珍惜與節約資源。

4.環境稅

國務院頒布的《節能減排綜合性工作方案》中已明確提出要研究建立環境稅，財稅部門也在積極考慮運用稅收手段加強環境保護。按照“誰污染誰繳稅”的原則，可以將現行的排污、水污染、大氣污染、工業廢棄物、城市生活廢棄物等收費制度改為征收環境稅。同時，對保護環境的煤炭企業，按其對環境資源保護程度進行稅收減免。環境稅收取得的收入可以作為開發污染防治技術的科學研究經費和煤炭工業生態環保的獎勵基金。

5.排污權交易制度

煤炭工業還應逐步開展排污權交易試點，建立排污權交易制度，控制煤炭企業排污，最大限度保護生態環境。煤炭工業可在“總量控制”前提下，實行排污權有償取得。政府通過招標、拍賣等方式，將排污權有償出讓給排污者，改變目前煤炭企業（主要是焦化企業）隨意排污、不顧成本的狀況。

（四）調整相關貨物進出口的稅收政策，建立“綠色關稅”體系

“綠色關稅”體系在煤炭工業的體現是限制一些煤炭資源產品的出口，特別是繼續限制高污染（煤焦）產品出口，改善我國的煤炭資源出口結構，鼓勵高附加值的煤炭產品出口，保護國內煤炭資源。應對國內目前不能生產的煤炭工業污染治理設備、環境監測儀器以及環境無害化技術等進口產品，減征進口關稅和增值稅。

四、促進煤炭企業發展循環經濟的財政政策

（一）預算投入政策

工業化國家一般通過預算投資、預算補貼、財政貼息和開發投入等方式來發展循環經濟。煤炭企業是高能耗、高污染的企業，煤炭工業循環經濟的發展直接影響國家循環經濟發展情況。因此需將煤炭工業發展循環經濟納入政府公共預算支持范圍。

1.在經常性預算中逐步提高煤炭工業發展循環經濟的支出預算

未來政府財政預算改革的基本取向是建立公共財政，預算資金安排要體現公共性、政策性的客觀要求。由于煤炭工業循環經濟具有鮮明的正外部性，屬于社會共同需要的范疇，因此提高煤炭工業循環經濟發展的支出預算與公共財政改革是吻合的。支持煤炭工業發展循環經濟的經常性預算主要用于：（1）煤炭工業發展循環經濟的科技研究與開發；（2）煤炭工業發展循環經濟技術示范和推廣；（3）煤炭工業發展循環經濟教育和培訓；（4）煤炭工業發展循環經濟管理監督體系建設。

2.在建設性預算中加強財政對煤炭工業循環經濟的投資力度

（1）逐步提高投資占預算內投資的比重；（2）更多利用貸款貼息方式；（3）選擇一些特殊重要的、投資數額巨大的國家級項目，國家財政可采取直接投資方式予以支持。

3.完善政府間轉移支付制度，設立中央對地方煤炭循環經濟專項撥款

政府間的轉移支付制度是公共財政體系的一個重要內容，是市場經濟國家的通行做法。我國由于地區經濟發展不平衡，區域間的政府財力相差懸殊，地方財政富裕的東部沿?；緵]有大型煤炭企業，而在西部和中部省份，有我國主要的大型煤炭企業，因此這些省份往往是煤炭工業循環經濟發展的大省和財政窮省。因此，建議設立中央對地方政府的煤炭循環經濟專項撥款。

（二）政府采購政策

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關鍵詞：自然-人工復合水循環；WACM模型；水資源配置；水循環模型；黃河流域

中圖分類號：TV211文獻標識碼：A文章編號：1672-1683（2013）01-0044-06

1研究背景

變化環境是指由人類活動和自然過程相互交織的系統驅動所引起的一系列陸地、大氣與水循環的變化[1]。隨著人類活動和氣候變化，人工因素對自然水循環系統的干擾愈來愈烈，特別是高強度的水資源開發利用，如人類的取水、用水、耗水、排水、調水等行為，對整個水循環過程產生了巨大的影響[2]。

經過幾十年的發展和研究，學者們對于流域水文循環的研究越來越深入和細致，特別是從20世紀90年代開始涌現的分布式流域水文模型，如MIKE-SHE模型[3]、VIC模型等[4]，使得研究者可使其與氣候模型（GCM“全球氣候模式”）結合，開展氣候條件變化下的流域水循環研究[5-6]。但是，這類研究重心放在氣候變化對于水循環的影響研究方面，而在重點考慮人類活動影響條件下，特別是高強度水資源開發利用條件下的流域水循環研究方面，仍存在著諸多不足和問題。

（1）取用水總量與耗水總量關系不清楚。取用水總量易于觀測和計量，方便管理，但無法反應水的資源消耗本質；而耗水總量能體現水資源的真正資源消耗量，但難以核算和管理。取用水總量與耗水總量關系密切，但缺乏成熟明確的量化表達式，僅憑經驗來估算耗排水量，不夠科學合理。同時，耗水總量管理方法在管理中缺失，致使取用水管理與耗水管理不相協調，取水許可方法受到限制。

（2）地表、地下用水總量與耗水總量關系不清楚。水循環過程中，地表水和地下水轉化頻繁，地表水與地下水之間的轉化關系還未能清晰定量化。如水管理實踐中往往將從河道或湖泊附近的取水井抽取的水量歸為地下水統計，而實際中水是從河道滲透來的河水，其水源的歸類還存在爭議。因而地表地下用水總量與耗水總量的關系難以確定。同時，地下水資源的調控中，僅僅從人工地下水取用量的角度研究，人工取用地下水與地下水位的聯系尚無考慮，且潛水和承壓水也未能區分，由此更加難以確定其耗水關系。

（3）當地水、外調水用水總量與耗水總量關系不清楚。外調水與當地水往往通過共同的取用水設施向用水戶供水，在沒有明晰當地用水與耗水之間的關系之前，難以確定當地水、外調水用水總量與耗水總量之間的定量關系和轉化規律，給總量控制的管理帶來不便。

（4）地表水與地下水、當地水與外調水之間循環轉化關系不清楚。外調水在輸送及使用的過程中都可能與當地地表、地下水產生水量轉化，同時當地地表水和地下水之間也在不斷的轉化。對于上述轉化過程，其轉化的具體路徑、時空分布、變化特征都很難進行定量的描述，各種水源之間的循環轉化關系不清楚。

（5）水循環過程中的供-用-耗-排-補-轉化關系不清楚。以往常用“供-用-耗-排”來描述供用水的循環轉化過程，這種提法主要是從地表水系統出發總結出來的；如果從整個水資源系統來看該提法則不夠全面，應該修改為“供-用-耗-排-補-轉化”，考慮水的回補與轉化過程才更能夠反映供用水之后整個水資源系統的變化過程，或者說水循環的變化過程。目前還很難給出水循環過程中供-用-耗-排-補-轉化之間的定量關系。

（6）水資源高效利用條件下水的供-用-耗-排-補-轉化關系變化。在水資源高效利用條件下，采用節水措施或者節水工藝，取水量減小，輸水過程、用水過程也隨之發生變化，則必然引起水資源的耗、排、補及轉化過程發生改變，但目前還很難對這一過程展開有效的定量化研究。

本文將以“自然-人工”復合作用下的流域水循環機理和模型為基礎，對水資源開發利用條件下的流域水循環過程展開研究，提出一種基于水資源配置的流域水循環研究方法，并以黃河流域為例進行實踐應用。

2流域水循環研究的科學方法

流域自然-人工復合水循環理論[7]是解決高強度水資源開發利用條件下水循環問題的基礎核心。對于上述存在問題，按照科學認知、現場實驗、理論探究、解決方法四個步驟，形成一個從水循環機理認知到水循環觀測實驗，再到流域區域自然-人工復合水循環理論研究，最后利用水資源分配與循環轉化模擬模型[8]（Water Allocation and Cycle Model ，即WACM）進行模擬計算。

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關鍵詞 水資源；水資源資產；資源資產化管理；社會水循環；二元水循環

中圖分類號 X196 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2016）01-0083-06 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.01.012

自然資源是經濟社會發展的物質基礎，自然資源的稀缺性決定自然資源具有資產化管理的基礎。自然資源的資產化管理是將自然資源按照資產進行運營管理，是發揮市場配置資源決定作用的重要舉措，是系統完整的生態文明制度體系的組成部分。十八屆三中全會明確提出健全國家自然資源資產管理體制。

水資源是生態環境系統最活躍，影響最廣泛的自然資源之一。水資源同時是特殊的自然資源，既是經濟發展不可或缺的生產要素，又是生命不可缺少的自然資源，也是生態環境必不可少的基石。然而，我國發生嚴重水危機，水資源短缺、水環境惡化，嚴重威脅著人類健康、區域經濟社會可持續發展、生態文明建設。這種水危機表面上是經濟社會發展與水資源開發、利用與保護之間的矛盾，其根源是我國水資源管理體制的不完善。丹尼爾?科爾認為所有適用于資源環境保護的方法最終都建立在財產權的基礎上[1]。就水的財產權而言，我國實行的是國家（全民）所有的制度。

我國水資源歸國家所有，國務院代為實施所有權，然而國務院難以行使所有權，在水資源管理中，將此權利賦予國務院水行政主管部門。水資源可以看作是水行政主管部門作為水資源管理人（人）進行管理。國務院水行政主管部門對各省份水行政主管部門具有業務指導關系，相當于將各省份和各流域的水資源所有權委托于地方水行政主管部門和各流域委員會。依次逐級委托，形成多級機制。這種國家（全民）所有權存在一定的問題，且在我國水資源管理中廣為體現。一是公共資源管理人的激勵問題。各級水資源管理者并不是受利潤機制驅使其像管理私有資產一樣有效管理。即使各管理者做出不恰當的管理決策，其個人并不會受到經濟損失，經濟損失將會外部化。二是管理者的短視行為。地方水資源管理者向地方行政首長負責，水資源管理者可能實施比私人所有者更為短視的措施，損害其管理的水資源與水環境。這種情況在地方政府經濟發展“錦標賽”的晉升模式下更為顯著。

對此，部分學者提出水資源資產化管理的方式應對上述不足[2-4]，以期引入市場機制進行水資源的優化配置與管理。然而，由于相關理論研究的不足，水資源的資產化管理還存在一定的問題。一是資產的私有產權導向與國家所有水資源產權的矛盾；二是資產的經濟屬性與水資源多重屬性（功能）不匹配的問題。此外，由于水資源資產的界定不清楚，大多學者將水資源資產管理作為水資源管理的對立面提出，意欲將所有的水資源都資產化管理，這種管理方式勢必危害生態安全，造成水危機。

我國實施了水資源行政許可制度和水資源有償使用制度，并且結合總量控制和定額管理。就水資源權屬而言，我國實行的是混合財產權制度，即國家具有水資源所有權，使用者依法獲得水資源使用行政許可之后，并且繳納一定的水資源費用之后行使水資源的使用權和收益權等。并且，在行政許可制度中利用區域（流域）總量控制區域（流域）水資源的使用量，利用定額管理控制每個企業的行政許可取水量。同時我國還規定，節約的水資源量可以用于水權交易。我國現行的水資源管理制度使得我國水資源具有資產化管理的雛形，但是就如自由市場保護主義所言，“該制度是政府創造、監督并限制市場（主要是水資產市場）交易的制度”。在我國水權交易的實踐中，無不體現了“政府創造、監督并限制市場交易”這句自由市場保護主義的擔憂[1]。

王喜峰：基于二元水循環理論的水資源資產化管理框架構建

中國人口?資源與環境 2016年 第1期對于以上不足，本文提出若干問題并給予解答，一是水資源資產是什么？二是水資源資產實現路徑是什么？三是水資源資產管理的內涵和外延是什么？四是水資源資產管理與水資源管理的關系是什么？五是具體的水資源資產措施是什么？

1 二元水循環理論及其與水資源資產化管理的耦合1.1 二元水循環理論

二元水循環理論是水資源領域的重要理論之一，在我國廣為應用并指導解決實際問題[5]。該理論認為自人類社會開始開發利用水資源，單一的自然水循環結構變為“自然-社會”二元的水循環結構，兩者相互作用、相互影響[6]。

對于自然水循環，其驅動力是太陽輻射和地球引力，其完整的路徑為“降水-產流-蒸發-排泄”。隨著經濟社會的不斷發展，人類活動逐漸成為驅動水循環的另一大因素，有學者將這種驅動社會水循環的因素合稱為“社會勢”[7]。社會水循環的源動力是用水需求，只有用水需求才能構成循環路徑。人類經濟社會發展的實際需要，利用設施從自然水體或者直接從雨水進行取水活動，將這部分水資源供給實際經濟社會生態環境等實際的用水部門，在生產生活等實際活動中，水資源以成為產品一部分等方式被實際消耗，其他水資源則由入滲和排放回歸到自然水體中。在配給機制上，由于經濟社會用水需求的驅動，水通量從社會勢高的地方向低的地方移動，社會勢包括政治勢、經濟勢、政策勢等。

現有的基于水資源的調控管理措施也將目光投向了基于社會水循環通量的調控管理，例如基于ET的調控措施等[8]。社會水循環調控管理的目的是保障用水安全、合理分配水資源、提高用水效率和效益等，同時也保證環境用水與經濟社會用水的平衡、排污量的平衡以及經濟社會取水量和水資源可供給量的平衡。社會水循環的調控環節包括，取水調控、用水調控、排水調控。以上調控環節是基于社會水循環循環路徑，且分別對應著最嚴格水資源管理制度的“三條紅線”，即取水紅線、用水效率紅線、入河排污紅線。

1.2 水資源資產定義

水資源的資產化管理指將水資源按照資產進行管理，就資產定義來說，管理者對具有使用價值并且能夠帶來收益的水資源按照市場機制進行管理。資產是指能給企業目前和未來的經營帶來利益，企業（個人）有權支配使用的經濟資源[9]。雖然不同的領域對資產的定義有一定的差別，但是其具有共同的特征即：①預期帶來經濟利益；②為企業擁有或者控制的資源；③企業過去的交易或者事項形成；④能夠用貨幣計量[9]。

現有的水資源資產管理研究大多將水資源資產管理與水資源管理對立，認為水資源資產管理是水資源管理的“糾正”，在隱性中認為所有的水資源都應該按照資產進行管理。水的功能有：健康功能、生物棲息地功能、溶解質和懸移質的載體、生產功能。在人類使用水資源之前，單一的自然水循環機制主要強調水資源的生態環境功能，隨著社會水循環的形成，水資源的經濟社會功能越來越重要，社會水循環通量能夠產生大量收益，這部分水資源在定義上符合水資產的范疇，應該按照資產進行管理。就功能而言，水資源的經濟功能只是水資源功能的一部分，將承擔其他功能的水資源按照資產進行管理，一是產權的主體缺失，難以有效運行；二是經濟驅動對水資源的無盡消費，勢必對生態環境造成嚴重災難。

除了水資源功能的差異之外，水資源的物品屬性差異也導致不能將所有的水資源作為水資源資產進行管理。根據競爭性和排他性的高低，可將水資源分為私人物品、公共池塘物品、俱樂部物品、公共物品（見表1）。作為公共物品的水資源，是人類生存和發展、生存環境的重要組成部分。作為私人物品的水資源是生產生活的重要資源。水資源的公共和私人物品的雙重屬性決定了用于生產生活的水資源可以作為資產進行管理[10]。

可以看出水資源的資產的概念小于水資源的概念。 水資源資產相對于水資源來說，是能夠具體體現水資源經濟功能的那部分水資源，并且能夠被主體擁有、控制、交換?？梢运Y源資產是進入生產生活的那部分水資源，這與二元水循環理論中的社會水循環通量是重合的，應用“自然-社會”二元水循環理論對水資源進行資產化管理是可行的。

1.3 社會水循環理論耦合水資源資產化管理的路徑

由于水資源資產與社會水循環通量是重合的，社會水循環理論乃至二元水循環理論對于水資源的資產化管理有深刻的借鑒意義。在水資源資產化管理中主要存在水資源資產內涵不明晰、資產監管體系不完善、資產用途管制不到位以及資產產權體制缺失等突出問題。根據社會水循環理論可以有效解決上述問題，這也是社會水循環理論耦合水資源資產化管理的路徑。

第一，社會水循環通量的有效界定水資源資產化管理內涵和范圍。社會水循環表現形式為水資源在經濟社會系統中循環，直接以水資源資產的形式創造經濟社會價值，具有非常強烈的經濟屬性。水資源資產的范疇與社會水循環的通量的范疇重合，利用社會水循環理論對其通量進行界定可以有效界定水資源資產的內涵和范圍，避免水資源資產范圍過大造成水資源資產化管理與傳統水資源管理的“換湯不換藥”。

第二，針對社會水循環的循環途徑的監管有效完善水資源資產的監管體系?，F有的社會水循環循環途徑為“取水-給水處理-配水-一次利用-重復利用-污水處理-再生回用-排水”。雖然環節較多，但是其基本循環過程還是“取水-用水-排水”三個環節，針對這三個環節的有效監管，顯然要比現有的對流域區域控制斷面的監管更加有效果，也更加有針對性。在美國資源能源和環境的政策中，也多是針對微觀企業的環境因素通量的進口和出口進行監管。這樣做一是節約國家過多的監管投入，可以將投入以立法的形式附屬在設備中；二是對監管更有針對性，特別是在水資源資產的監管體系建設中。

第三，社會水循環的相對閉合性有效解決用途管制制度與水的流動性的矛盾的問題。用途管制是國土空間開發中的重要內容，將國土空間分為生產、生活、生態等用途，并且對國土空間的用途進行管制。水資源資產也具有與國土用途管制相似的合理性，但是自然水資源具有流動性和循環性，一個地區的生態用水可能流動到下一個地區作為生產用水。社會水循環具有相對閉合的特征，進入社會系統的水資源要發揮作用完成后返回到的自然系統中。而用途管制中的生產、生活用水就是社會水循環通量的范疇，對水資源資產的嚴格管理就是保護用于生態的水資源。用途管制也是水資源資產具有稀缺性的基礎。

第四，社會水循環通量有效解決水資源資產產權不清晰的問題。水資源產權屬于國家所有，我國在對水資源產權進行設定時存在的問題是意圖設計制度對絕大部分的水資源進行產權界定。如上述水資源功能較多，真正作用于經濟社會的是社會水循環部分，將該部分的使用權、收益權等界定清楚即可對水資源資產進行市場化操作。其他水資源的所有權由國家所有，并且有權利在特殊時期進行配置，如極度干旱和突發污染事件時的水救濟等。對社會水循環通量部分的水資源的產權界定就是對水資源資產的產權界定，從根本上解決了市場配置水資源資產的決定性作用的制度問題，又有效保護用于生態的水資源。

2 基于二元水循環理論的水資源資產管理框架的構建2.1 水資源資產管理的內涵與外延

水資源資產為進入到社會水循環的水資源，因此水資源資產管理是水資源管理的重要部分，即為對社會水循環通量部分管理。其管理根據資產的性質可以分為水資源資產的界定管理、交換管理、使用管理、處置管理等，對應于社會水循環的各個環節。

水資源資產管理與傳統的水資源管理有一定的不同，在一定程度上彌補傳統水資源管理的不足。一是彌補了傳統水資源管理處理公共產權與私有產權相容上的不足；二是彌補了取水許可與交易用水兼容上的不足；三是彌補微觀水資源配置與水事管制不協調上的不足；四是彌補了私有資本進入公共工程上的不足?？梢钥闯觯Y源資產管理是水資源管理的重要部分，同時也是發揮市場配置經濟社會用水資源的決定性作用的所在，是彌補水資源管理行政特色過重的所在。

2.2 水資源資產管理與水資源管理的分層

根據上述分析，水資源資產管理是水資源管理的一部分，是對進入社會水循環部分的水資源按照資產的性質進行管理。由于水資源資產可以由市場決定配置，這與傳統的水資源管理的行政配置有一定的矛盾。在上述分析的基礎上，本文認為可以通過分層管理來有效界定水資源管理中的政府與市場的關系。國家和地方政府在現有水資源管理制度的基礎上進行宏觀、中觀的水資源管理，市場在水資源資產的微觀管理中發揮決定性作用。

從宏觀層面來說，國家是水資源的所有者，是水資源所有權利的根源，在這個層面對中觀層面的水資源進行配置和管理。在宏觀層面即可以界定出各中觀層面的水資源資產的范圍、產權界定、監管制度和用途管制等。除了水資源資產的宏觀制度設計之外，國家不參與水資源資產的微觀運作。國家的權是按照國家的水資源情況和經濟社會發展特點確定各地區的分水（可取水）情況，即宏觀的水資源配置。國家的責保證國家戰略需要、保障區域的生活用水安全、保障區域環境生態用水安全。國家的利是通過統籌開發利用和保護，使得區域經濟、社會、環境健康地、可持續地發展。

從中觀層面來說，以宏觀層面的配置方案和制度設計為基礎，對區域的水資源進行管理。中觀層面的水資源管理既包括水資源行政管理，也包括水資源資產管理。這一層面的水資源資產管理主要是地方政府間的水權轉換、水生態補償等，其主體是地方政府。交換的驅動因素不一定只是經濟社會因素，也包括行政意志主導的水生態救助等。地方水行政部分主要是對區域的水生態進行有效保護，以及對區域的微觀涉水活動進行初始賦權。地方的取水方式、量、質、域等要嚴格按照國家、流域、上級行政的要求進行，其主要依據是區域的水資源可利用量，即當地水資源量扣除生態環境用水量，以及相關總體和行業規劃等。

從微觀層面來說，市場是水資源資產管理的決定性因素。在宏觀和中觀水資源管理的基礎上，各具有水資源資產的使用權的所有者按照既定的制度和規范進行市場化運作，水資源資產在市場機制的決定下進入到效率較高的行業，體現不同區域的水資源的稀缺性，同時也為“以水定產、以水定量”提供制度基礎。

2.3 根據二元水循環理論的水資源資產的權屬分解

考慮到水資源的特殊性，私有化難以推行。在公共產權的基礎上，針對以上問題進行制度設計。在取水環節要引入“私有產權”或者類似“私有產權”的水資源資產產權制度。現代的產權制度將產權分為所有權、使用權、占有權、處置權、收益權。在取水環節，可以將所有權歸國家所有，使用權（這里主要是取水權）按照一定的原則歸相關利益主體所有。也就是說，國家所有的權利主要集中在沒有進入社會水循環時的自然水資源，即取水環節之前的所有水資源。一旦經地方政府的許可進入社會水循環領域，微觀主體即擁有類似私有產權的權利，即擁有除所有權之外的其他所有權利。

對于取用的水，生產的前過程對應的是用水，生產的中過程對應的是耗水，生產的后過程是排水。對應到產權的屬性用水過程對應的是水的使用權，耗水對應的是水的收益權，排水過程對應的水的處置權。耗水過程即是通過用水，將水資源與其他資源結合形成產品（服務），耗去的這部分水資源真正形成了收益，體現了水資源的收益權。這部分權利歸權益主體所有。耗水量是行業真正使用的水資源，是區域水資源的絕對減量（雖然部分水資源的耗去沒有直接形成收益），對國家所有的水資源形成了減量，在絕對量上具有了外部性。因此對耗水量的計量非常有意義，國家可以據此來制定水資源宏觀配置政策和水資源資產產權政策。耗水過程體現了收益權，這部分權益不能用于直接交換。在用途管制和監管時，可以據此進行。

對于排水過程，體現著用水戶的處置權。這部分過程要深入體現國家用途管制和監管的權利。對于完全脫離生產過程的廢水（脫離一次生產線，進而還可以被其他生產線使用的廢水不屬于完全脫離生產過程），國家或地方政府對這部分水進行嚴格用途管制和監管。對于農業而言，排水過程一般是回歸自然循環過程，例如回歸到河流、湖泊、地下水等，但是這部分水一般含有面源污染物質，國家要進行監管。對于工業而言，一部分廢水經過處理再回歸水體。這部分水對于自然水循環非常重要，不需要行業間將這部分進行經營。用途管制和監管體制要對這部分水資源資產重點處理。也就是說，完全脫離生產環節的水資源屬于國家所有，國家強制企業行業對這部分水資源資產進行優良化處理，不能私自經營。

2.4 根據二元水循環理論的行業水資源資產管理設計

從社會水循環示意圖來看（見圖1），社會水循環主要存在“供水、用水、排水”3個環節。其中供水分為地表水和地下水，供水對象主要是農業、工業、生活、生態四個部門。社會水循環與自然水循環密切相關，從圖中可以看出，人類社會從自然水體中取水（地表、地下），經過自來水廠制水（或者自取水單元制水），向用水單元輸水完成供水環節；用水單元配水、直接（間接）用水、或者在用水單元內循環用水，完成用水環節；用水單元排放廢水，污水處理廠（或自取水配套污水處理設施）收集、處理、向自然界排放完成排水環節；此外一部分用水單元收集廢水、處理形成再生水，并循環利用，形成回用環節。

（1）農業用水。農業部門的用水一般有三種形式：一是來自于農村田間農田水利設施的地表水資源；二是經機井等灌溉措施抽自地下的水資源；三是由大中型取水設施從大中型水體（地表和地下）抽取的水資源經農田水利水系送往各個用戶。對于第一種而言，這部分多為雨水的直接（間接）利用范疇，可以作為自然水循環一部分，因此這 部分水資源的資產產權可以直接歸為直接利益者。例如，在不影響水循環的基礎上，在土地上的使用權和所有權隨著土地承包權歸土地承包者，集體所有的水塘等的水體，水資源的所有權和使用權歸集體所有，其具體使用方式由集體用水組織決定。對于第二種而言，由于地下水的特性，需對該部分取水以進行許可的形式進行管制，其取水方式和取水量由取水權嚴格界定（地下水資源所有權歸國家所有，地方政府按照水資源情況設定取用地下水定額，允許利益者之間使用權交易）。對于第三種，國家設定初始水權，允許利益者內部之間使用權交易，或者與其他行業用水戶進行使用權交易。

（2）工業用水。工業用水一般來自三種方式。一是來自城市建設部門的供水（自來水）；二是來自自建的取用地表水設施的供水；三是來自自建的取用地下水設施的供水。這些取水具有取水許可證，并且取水量根據行業用水定額決定。對于第一種方式，各行業企業按照所用水量與行業水價進行繳費。按照行業用水定額進行嚴格用途管制。對于第二種方式，行業企業嚴格按照取水許可和行業定額進行取水，對于行業企業擴建可以向農業部門購買地表水取水權，區域內行業總取水要求不能高于交易前的取水量。對于第三種方式，工業行業可以購買農業的地下水取水權，要求與第二種方式一樣。

在用途管制方面，工業要劃分特殊工業和一般工業。特殊工業包括電力行業（主要是火核電行業）、鋼鐵、化工、飲料等行業，這些行業用水量較大，萬元增加值用水量較一般工業行業較大，對于這些行業，可以考慮鼓勵取水權向經營權的轉換，即在通過技術更新減少耗水量的前提下，可以將取水權轉向用水效率較高的行業。

（3）生活用水。生活用水主要由以下幾種方式，一是來自城市建設部門的集中供水；二是來自分散供水。對于第一種而言，可以將取水后的水資源的經營權下放到城市建設部門的供水機構，也可以按照一定的方式引入私有機構加入，吸納社會資本。對于第二種而言，其方式也有不同，可以分為家庭用的自采用水和（農村）集體自采用水，對于后者要按照用水合作組織的方式發放取水許可證，對于前者根據當地實際情況，逐步向后者轉移。這部分用水是我國水法規定保證級別較高的用水，對該部分用水要進行嚴格的用途管制。

（4）生態環境用水。生態環境用水一部分是不允許開采的水資源，這部分沒有進入社會水循環部分，其資產產權歸國家所有，屬于國家保護。另外一部分為城市建設等部門使用的再生水，用于河道等生態用水，這部分一旦進入自然水體，其資產產權歸國家所有，被國家保護。需要說明的是，對于城建部門使用再生水噴灑市內植被等所用的水，一般作為生活用水。

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Framework of Water Resource Capitalization Management Based on

Dualistic Naturesocial Water Cycle Theory

WANG Xifeng1，2

（1.Renmin University of China， School of Environment， Beijing 100872， China；

2.Institute of Quantitative & Technical Economics， Chinese Academy of Social Sciences， Beijing 100732， China）

篇4

[關鍵詞]學生認知基礎；教師指導；知識遷移

[中圖分類號]G623[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3712（2013）17-0022-02

[作者簡介]麻妍（1984―），女，上海人，本科，上海市青浦區實驗中學教師，中學二級。

在新課程體系下，教師既要面向全體學生，也要注重學生之間的個體差異，認清學生的原有基礎。學生已有的知識經驗是實現有效教學的基礎，對學生已有基礎的分析是把握教學起點的主要依據。美國著名心理學家奧蘇貝爾曾說過：“影響學習的最重要因素是學生已經知道了什么。我們應根據學生的原有知識狀況進行教學?！盵1]這表明教師了解學生學習現狀，把握教學起點，是實施有效教學的前提。

《自然界里的水循環》是一節用概念和科學術語來解釋實際問題的理論探究課，通過學習，學生經歷了從抽象到具體的思維過程。課例組教師圍繞“如何分析學生基礎，實施有效教學”的主題對這節課展開觀課研究。

一、拋開學生認知基礎，為完成工作單而上課

《自然界里的水循環》一課的教學重點和難點在描述自然界中的水循環和設計模擬自然界中雨的形成這兩個實驗環節。這堂課上，執教教師做了如下指導來突破重難點：

（教師引入課題后，進入模擬雨水形成的實驗環節）

師：接下來我們做一個“模擬自然界中雨水形成”的實驗。請大家觀察后完成學習單1。（學習單1是簡單的填空練習）

師：你看到什么現象？

（教師請2位有不同意見的學生把學習單1的答案朗讀一遍，并肯定了第1位學生的答案）

師：我們根據這個模擬實驗，完成學習單2。

（學生按照教師的要求以小組討論的形式完成學習單2上的填空練習）

師：為什么往上跑的水蒸氣又變成小水珠呢？我們繼續討論完成學習單3和4。

（該練習還是以填空的方式來完成）

生1：因為氣溫會隨著高度的增加而下降，所以當熱空氣上升至一定高度時，便會冷卻，使空氣中的水蒸氣冷卻成小水珠。

師：有不同意見嗎？

生2：因為氣溫會隨著高度的增加而上升，所以當熱空氣上升至一定高度時，便會冷卻，使空氣中的水蒸氣液化成小水珠。

（還有一些學生在下面保持沉默并顯出茫然的表情）

聽完這堂課，課例組的教師感覺學生整節課都在圍繞著學習單忙碌，似乎執教教師在課堂中的指導任務就是為了讓學生填寫好這份練習?？墒鞘褂脤W習單產生的效果并不顯著，學生對水循環中某些環節的理解（如水蒸氣變成小水珠過程）還是一知半解。描述自然界中的水循環是這節課的教學重點，而用水的三態變化來解釋這個過程是教學關鍵。六年級的學生雖然在此之前已經學習了水的三態變化知識，但是他們對這部分內容，尤其是液化、凝華、升華等抽象概念還是第一次接觸，生活中有關的事例也不多見，所以只通過一節課的初步學習，學生仍然感到陌生。教材設計中又將三態變化的6個概念放在一起教授，學生更容易對概念產生混淆。

因此，教師在做教學指導時，需要做學情分析，了解學生的學習起點和學習障礙，不能用學習單一味代替。學習單的設計也要考慮能否給學生帶來思維訓練，反映出學生的實際掌握情況。

二、在認知基礎上提升學生的知識遷移能力

在觀課老師的建議下，執教教師做了如下修改：

（教師引入課題后，首先進入水循環示意圖的描述環節并復習水的三態變化，然后進入模擬雨水生成實驗）

師：實驗中為什么要用到熱水？

生：因為熱水會冒出水蒸氣。

師：為什么要在皿表面上放上冰塊？

生：為了讓水蒸氣液化成水珠。

師：所以液化的條件是？

生：遇冷。

（接著，教師又補充了“模擬雨的形成實驗”動畫演示，并對該活動進行歸納和總結）

根據師生交流的結果，課例組的老師感覺這一節課上學生對水循環過程有了較為深入的理解和認識。從后測來看，基礎知識題的解答準確率達到80%以上，但令老師們意想不到的是，后測中的分析題“荒島上魯濱孫如何獲取淡水資源”，全錯率竟高達45.9%，大家針對這節課再次交流和討論。后測中的這道思考題是考查學生是否達成學以致用目標的能力分析題。雨水和淡水生成的原理一致，但環境不同。如果缺乏引導，學生很難從表象中找出它們的本質。教師在課堂中需要搭建一座橋梁，利用學生已有的知識基礎去“同化”一些新問題，增強學生遷移知識的能力。

三、教學反思

（一）找準學生現有的認知基礎是教師課堂指導的前提

教師做教學指導，必須要關注本節課的教學重難點。要突破重難點，必須根據學生的年齡特點來考慮他們現有的認知基礎和教學目標之間的差距，以此來確定教學過程中學生可能遇到的困難以及需要鋪設的臺階和采取的教學策略。就本節課而言，教學對象是剛入初中的六年級學生，他們正處于感性認識到理性認識的轉變階段，根據已有的生活經驗，他們能夠對自然界中水呈現的形式產生感官上的認識，但對水循環的理性理解不夠。所以，教師在課堂指導中必須圍繞水循環變化的本質問題開展由淺入深的教學活動，通過臺階鋪設，使他們對水循環現象不僅知其然，更知其所以然。

（二）在學生認知基礎上強化知識遷移能力是教師課堂指導的升華

遷移是學生根據已有的認知基礎，通過知識之間的內在聯系，找到連接點進行知識的轉化。[2]根據遷移規律，學生掌握基礎知識和基本技能的牢固程度是實現遷移的重要因素之一，先前的學習越扎實就越容易產生遷移。在本節課中，學生通過40分鐘的學習，基本掌握了水循環的理論知識?？墒牵鯓影堰@些理論應用于生活，解釋魯濱孫獲取淡水資源的原理，還需要教師搭建橋梁，引導學生把課本知識和實際問題聯系起來，從而使知識實現從“故”到“新”的縱向遷移，達到學以致用的目的。

參考文獻：

篇5

水是生命之源，水是支撐地球社會經濟系統發展不可替代的資源。但是，由于全球變化、人類活動的負面影響，地球上水的循環在發生變化，許多地區正在發生嚴重的水的問題與危機，如洪水、干旱和江河水體污染，而成為限制國家河區域可持續發展的關鍵性因子，水科學問題也成為國際地球科學發展中的一個重要方面。

2001年7月在世界知名海岸水利工程建設的荷蘭王國連續舉辦了兩個直接與水科學有關的大型國際科學大會。一個是7月10-13日在荷蘭阿姆斯特丹（Amsterdam）由國際地圈生物圈計劃（IGBP）、國際人文計劃（IHDP）和世界氣候研究計劃（WCRP）聯合舉辦的“全球變化科學大會(GlobalChangeOpenScienceConference)”。國際地圈生物圈計劃（IGBP）是國際著名的全球變化科學研究計劃，受到國際地球科學屆廣泛的關注和參與。在跨入2000后的IGBP首次重要國際學術活動-“全球變化科學大會”云集來自國際的100多個國家的全球變化研究的專家學者、管理者約1600多人。大會主題是：一個變化的地球的挑戰（ChallengesofaChangingEarth）。中國派出以科學院為主體的約60多人的代表團，進行學術交流和討論，其中除了碳循環和土地覆被變化是大會主要議題外，水循環及水資源是大會重要內容之一。

另一個是7月18-27日在荷蘭的馬絲特里特（Masstricht）舉行的第6屆國際水文科學大會。(The6thScientificAssemblyoftheInternationalAssociationofHydrologicalScience)。這是一次專門針對國際水文科學進展的回顧和研討大會，來自國際60多個國家的500名代表出席了大會。第6屆國際水文科學大會的主題是：一個干旱地球新的水文學（ANewHydrologyforaThirstyPlanet）。

受國家自然科學基金委員會地球科學部的部分資助，筆者應邀參加這兩個大會，并擔任第6屆國際水文科學大會第二學術研討會的分會主席。本文是對這兩個國際會議中關于水科學研究進展的綜述，希望介紹水科學方面一些新的進展，提出我國對國際水科學的貢獻和存在的問題與挑戰。

二.全球變化與水文科學問題

全球環境變化（簡稱全球變化）是目前和未來人類和社會發展面臨的共同問題。全球變化既包涵全球氣候變化又包括了人類活動造成環境變化的影響。了解自然變化和人類活動的影響是國際地球科學發展最為關系的問題。

7月10-13日在荷蘭阿姆斯特丹舉辦的“全球變化科學大會”，內容十分豐富。但都圍繞有兩大主專題，即：（1）一個不斷變化的地球的挑戰：對全球變化的科學理解。（2）展望未來：地球系統科學與全球可持續性。大會邀請若干專家學者做報告，在大會研討中設立一系列專題研討會和招貼展示論文。

大會專題報告內容有：

·一個不斷變化的地球的挑戰：對全球變化的科學理解（BerrienMoore）

·土地變化的集中性與復雜性：虛構與現實（B.L.Turner）

·氣候變化與海洋生態系統動力學：可持續資源利用的內涵（MichaelJ.Fogarty）

·21世紀中的糧食：全球氣候的差異性（MachendraShah）

·人類時期的大氣化學（PaulJ.Crutzen）

·火與薄霧：東南亞空氣質量的社會與政治因素上的不均性（SimonS.C.）

·海洋和陸地碳動力學（IanR.Noble）

·碳與科學政策的聯系：京都的挑戰（RobertT.Watson）

·對CO2挑戰的工業響應（CharlesNicholson）

2．水與全球變化的關聯：世紀資源的挑戰？（LeenaSrivaatava）。

·我們會有足夠的高質量的水嗎？（HartmutGrassl）

·水會滿足人們的需要嗎？（PeterD.Tyson）

·大壩對漁業的影響：三峽大壩實例研究。Chen-TungArthurChen教授，臺灣，國家SunYat-Sen大學，海洋地理和化學學院。

·澳大利亞大陸上的水，碳和氮：氣候和土地利用變化的影響（MichaelRaupach）

3．全球生物地球化學：星球新陳代謝系統的理解（PamelaMatson）

·海洋生物地球化學：變化的海洋（DavidM.Karl）

·陸地上碳的過去、現在和未來（RobertJ）

·大氣酸雨、臭氧損耗和氣候變化的案例分析（OranR.Young）

4．陸地—海洋的交互作用：區域與全球的聯系。（RogerHarris）

·生物地球化學的交互作用與反饋（TimJickells）

·沿海地區的全球變化：東南亞的實例研究（LianaTalaue-McManus）

5．氣候系統：預報、變化和可變性

·以前和以后的氣候變化：我們究竟去何處（ThomasF.Pedersen）

·氣候變化的1000年（RaymondS.Bradley）

·正在變化的寒區：高緯區全球變暖的影響（OlegAnisimov）

·耦合氣候系統：可變性和可預測性（AntonioJ.Busalacchi）

6．土地利用變化的熱點地區和地球系統：區域和全球的聯系

·陸地表面與氣候有聯系嗎？北非：撒哈拉沙漠；

·東南亞1：理解變化的亞洲季風系統：大規模植被和土地利用在水循環和氣候中的作用

·東南亞2：人類引導的陸地覆蓋的變化能對亞洲季風有多大的改變？

·亞馬遜河流域和土地利用的變化：未來能平衡嗎？

·陸地表面與氣候有聯系嗎？一種綜合。

7．模擬和觀測地球系統（DavidCarson）

·處理地球系統的復雜性和不確定性（H.J.Schellnhuber）

·監視地球系統的短期不穩定性和長期的趨勢：一個空間的挑戰（JoseAchache）

·虛擬現實的過去、現在和未來（JohnMitchell）

8．地球系統需要生物多樣性嗎？（AnneLarigauderie）

·為什么地球系統科學需要海洋生物多樣性？（KatherineRichardson）

·生物多樣性是如何影響陸地生態系統的過程與功能（SandraDiaz）

9．科技能夠補償星球嗎？（MikeBrklacich）

·自然的回歸：為什么和怎樣進行（JesseH.Ausubel）

·工業變革：生產與消費中的探測系統變化（PierVellinga）

10．面向全球可持續性（HansOpschoor）

·區域和全球可持續性的挑戰和障礙（JuliaCarabias）

·轉向可持續性的研究系統（WilliamC.Clark）

·可持續性科學起源討論：什么是可持續性科學？為什么要可持續性科學？（JaneLubcheno）

·可持續科學和氣候變化（BertBolin）

·重新概念化自然-社會的交互作用：將環境和發展結合起來理解（RobertW.Kates）

·雅基盆地資源的可利用性、脆弱性和持續性：環境與社會交互作用中不可持續的發展趨勢（P.A.Matson）

·人與環境相互作用的脆弱性：尤卡坦南部事例（B.L.Turner）

·各學科間的可持續性科學（RobertW.Corell）

大會專題討論內容十分豐富，有：A1-全球碳循環；A2-大城市與全球變化；A3-南厄爾尼諾的擺動同過去、未來氣候變化的聯系；A4-地球系統的演化；A5-生物多樣性的全球變化；A6-全球變化與火；A7-海岸區人類活動；B1-食品生產和環境間的平衡；B2-理解土地利用的變化，以致重建、描述或預測土壤覆蓋度；B3-冰雪層和全球變化：制度和指標；B4-地球系統分析；B5-陸地生物圈與全球變化；B6-社會轉化過程；B7-海洋與氣候變化；C1-水資源對環境變化的脆弱性：一種系統方法；C2-把人放入地球系統中：受害者或是破壞者，擾亂者或是解決者?C3-大氣和全球變化;C4-全球變化非線性變化和驚訝;C5-生態系統管理可持續發展的展望;C6-科學和政策過程：IPCC;C7-全球變化與山地區。

大會報告集中在水科學問題的主題有：全球變化中的水問題-21世紀資源的挑戰，尤其值得提到的是7月12日下午，大會專門針對水循環水資源問題，舉行了“環境變化的水資源脆弱性系統分析”學術研討會。WCRP/GEWEX北美主席、美國地理學會水文專業委員會主席、亞利桑那大學水文水資源系的SorooshSorooshian教授介紹“WCRP/GEWEX和SAHRA計劃中水問題的研究：半干旱區流域水文循環與可持續性”。德國的CharlesVorosmarty教授報告了“地球系統科學對全球水評估的貢獻”。WolframMauser教授研討歐洲GLOWA項目的核心“完整的流域管理”經驗。JosephAlcamo教授指出全球“水危機區與脆弱性”。JimWallace教授強調“防洪安全與水資源問題”。ClaudiaPahl-Wostl教授研討“面向社會經濟可持續性：水管理部門職能的轉變過程挑戰”。

三.水文科學與水資源安全

7月18-27日第6屆國際水文科學大會在荷蘭的馬絲特里特（Masstricht）舉行。大會對過去水文水資源研究進行總結，對未來水文科學的發展進行展望。會議由4個專題學術大會（Symposium，簡寫為S）和6個學術研討會(Workshop，簡寫為W)組成。會議主要集中在水文科學基礎研究和社會經濟發展與水資源研究兩個方面：

1.水文學基礎研究

S4.土壤-植被-大氣轉化方式和大尺度水文模擬

WS4.高山地區水文過程與冰圈作用

WS2.水文長期變化與氣候影響

S3.人類活動對地下水動態的影響

WS6.海岸濕地水文的演化

2.社會經濟發展與水資源研究

S1.社會經濟發展與水危機

S2.區域水資源管理

WS1.全球變化與洪水預報

WS3.信息技術在可持續水管理的作用

WS5.GIS&RS在土壤侵蝕和水質變化的應用

特別需要指出，由于全球變化、社會經濟發展，水資源問題愈來愈突出，給水文科學研究提出新的課題，即變化環境下的水資源形成與演化規律問題。IAHS會議的S1-S2，主要研討這些國際國家和區域尺度急迫的問題。關于S1和S2的研討內容題目摘錄如下：

S1：水脅迫下的社會經濟發展（E.Servat）

水源豐富，資金缺乏，水工業能否繼續生存尚未可知。

·健康部門希望從水文學家那兒得到什么?

·河流生態系統的研究和管理中對水文數據的需求。

·多學科綜合研究—對水危機的響應。

·食物保障中的水資源及管理。

·洪水控制與城市排水系統管理。

·全球水協作計劃

S2區域水資源管理

S2-1過去水管理的經驗與教訓（A.SchumannM.C.Acreman，M.Marino）：

·可持續發展的度量及其在實際水管理計劃中的實現。

·可持續水庫發展—津巴布韋實例研究。

·Yamuna河流域的可持續區域水管理：Delhi區域的實例研究。

·Limpopo河：逐步走向可持續發展和一體化的水資源管理。

·中國新疆博斯騰湖流域的水資源可持續性發展管理經驗的啟示。

·印度干旱地區過去管理實踐經驗總結。

·水壩功能新探——一個不應忽略的問題。

·Dehli區域水資源管理的一體化進程：問題與展望。

·北尼日利亞半干旱區域的Hadejia河上建壩的影響：對未來管理的建議。

·可持續發展的特征及供水管理模型。

·澳大利亞富營養化進程的現階段研究。

·城市水計劃書——印度班加羅爾的實例研究。

·水資源系統中相對可持續發展實現的框架。

S2-2可持續發展與水資源管理（夏軍，D.Rosbjerg，G.Schultz)

·為保護水生態系統的整合水質與水量的數學生態模型的發展。

·歐洲地下水可持續發展管理的指導方針。

·清除河岸異生植被是否為一種有效的水資源管理策略。

·地表水和地下水的聯合管理。

·河流管理可視化中的變換系統邊界。

·改善環境中被忽視的因子——監控。

·加入風險基金平衡流域經濟、社會、環境壓力之間的沖突。

·使用風險分析提高水資源系統模型的效率和精度。

·整合水資源管理中的角色分配。

·Volta流域的水資源競爭。

·復雜水環境管理中的空間適應方法。

S2-3水資源管理的方法（R.Davis，S.Walker）

·流域水平上的水資源管理整合模型。

·提高以決策支持系統為基礎的模型的精度——水管理中的一種好的建模實踐。

·持續性水系統的水力學標準。

·人工神經網絡系統實現的河流洪水預報。

·氣候變化影響評估中的不確定因子的概率特征。

·研究城市化對區域水資源影響的一種流域水文模型。

·水、氮循環的一種大尺度評估模型——在Elbe河流域的基礎研究。

·基于地形學和土壤水文學的濕地重建計劃方法的發展。

·英格蘭西南部Dartmour地區放牧對水文的影響。

四.21世紀水文科學的發展機遇與展望

傳統的水文學研究只考慮水量的自然變化，現代水文循環需要考慮地球生物圈、全球變化以及人類活動等方面的影響。國際地圈生物圈計劃（IGBP）代表國際地球學科發展前沿，水文循環的生物圈方面(BiosphereAspectsofHydrologicalCycle，簡稱BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陸面生態-水文過程與空間格局的變化規律和受人類活動影響的關鍵問題，以科學地解釋：植被是如何與水文循環的物理過程相互作用的？改變陸面生態過程的直接原因是什么？是大尺度人類活動改變了陸面覆蓋？還是大氣中二氧化碳濃度增加的緣故？這些影響變化的水文后果如何？通過這些研究，為認識自然變化和人類活動影響下的土地利用/土地覆被變化與陸地表層生命物質過程，評估人類對生物圈的影響，保護環境和資源可持續利用提供科學的基礎依據。

通過7月在荷蘭舉行的IGBP和IAHS國際學術大會可以清楚看出，變化環境（即全球變化與人類活動影響）下的水文循環研究成為21世紀水科學研究的熱點。根據二十一世紀IGBP發展方向，國際上的BAHC研究重點也相應地進行了調整，主要有以下8個方面：

·小尺度水、熱、碳通量研究；

·地下過程作用的評價；

·陸地-大氣相互作用的參數化；

·區域尺度土地利用與氣候的相互作用；

·全球尺度植被與氣候的相互作用；

·氣候變化和人類活動對流域系統穩定與傳輸的影響；

·山區水文學與生態學；

·開發全球數據集；

此外，還有兩個交叉研究問題：

·設計、優選和實施綜合的陸地系統實驗；

·情景發展與風險/脆弱性分析。

變化環境下的水文循環及其時空演化規律研究，是國際國內地學領域積極鼓勵的創新研究課題。結合土地利用/土地覆被變化與陸地碳循環過程的水循環研究，是一個新的交叉方向。研究的熱點問題有：

問題1：全球變化與水文循環問題

它需要研究回答：全球變化對區域水循環規律？過去對氣圈-水圈-生物圈的相互聯系/作用是如何認識？現在又是如何認識水資源的演變？其規律是什么？

值得指出的是，過去在氣候系統與陸地水文循環之間存在一個誤區，即長期以來,水文學者把氣候看作是靜態:一個地區的氣候是指某種統計的平衡,WMO規定系列30年的平均作為準平均,用極差/標準差描述氣候變異。對陸地水文過程研究方面，認為長序列水文均值是穩定不變的，年徑流出現的豐、枯現象，被看作圍繞均值的周期變化。水利（水資源）工程設計：要求的水文計算都是以幾十年-幾百年時間尺度的水文過程穩定不變為前提。未來被看作是過去的重復或外延。例如，水資源的保證率有W75%，W50%等；設計洪水有千年設計和萬年校核等。另一方面，在氣候/天氣過程研究中，長期以來氣候學者把陸地水文看作是靜態，氣候/天氣過程研究僅僅到降水為止，較少研究流域水文循環動力機制與反饋作用。例如，天氣模式研究中僅設置若干參數代替水文過程變化和空間分布，認為陸面水文-生態的作用也是穩定不變的。例如，許多GCMs對水文循環作用過程考慮相當粗糙,平面無徑流聯系與循環過程。但是，現在人們業已認識：一個地區的氣候/水文循環過程并不處在統計的平衡狀態，而是以不同尺度變化（年際、十年際、百年際-千/萬年際變化）。決定氣候變化因子不僅僅是大氣內部的過程，還有大氣上邊界（太陽行星系統）和下邊界（陸地水文-生態、海洋系統）的各種物理化學過程。20世紀科學研究與進展顯示：陸面生態系統對大尺度水文循環有十分重要的反饋作用。因此，全球變化對水文水資源的影響是21世紀水文科學研究的前沿問題之一。因此，特別需要大力加強水文學家與大氣物理學家的聯系與合作，積極開展“全球-陸地-區域-流域尺度水文循環”科學基礎的研究。

問題2人類活動對水循環水資源的影響

人類活動對水循環及水資源有那些主要影響？人類活動如何對水的變化規律產生影響？有什么地區、區域特征規律？如何量化人類活動對水循環水資源的變化及影響？這是近代水科學面臨的主要科學問題。在IGBP科學大會上，特別強調土地利用/覆被變化與水循環、碳循環的關系。需要研究從“點”-“典型流域“的水循環機理、水文循環與生態系統的相互作用、地表水與地下水交換的相互作用，“大氣-土壤-植被”界面過程中的物質與能量轉化規律；開拓流域水文循環過程中的非線性機制研究；創新“分布式流域水文循環模型”，量化區域水文循環演化與土地利用/土地覆被影響關系，為認識陸地表層生命物質過程的提供重要的基礎科學支撐。

結合中國的實際背景，人類活動影響是驚人的。例如，在中國南方的長江流域，建國后洞庭湖圍墾1700余平方公里；鄱陽湖圍墾1400余平方公里；荊北所有通江湖泊被堵閉，減少調蓄長江洪水面積約5700余平方公里。建國后，長江中下游地區約有1/3以上湖泊面積被墾殖；損失湖泊面積13000余平方公里，相當于五大淡水湖泊面積總和的1.3倍；損失湖泊容積500億立方米左右，相當于三峽水庫調蓄庫容的5.8倍，淮河年徑流1.1倍。建國后，中游長江干流河道內的江洲河灘幾乎全部被圍墾。據不完全統計，圍墾面積約1213平方公里；城陵磯至螺山江段河床變遷劇烈，泥沙淤積問題嚴重。98洪水后，國家提出治理長江32字方針：“封山育林、退耕還林、移民建鎮、以工代賑、退田還湖、平垸行洪、加固干堤、疏浚河道”。但是，如何退田還湖？如何平垸行洪？認識人類活動（湖區開發、三峽工程）對水循環關系影響水科學基礎問題，都是十分重要又十分現實的問題。

在中國北方，人類活動劇烈。例如，在華北地區，水文循環機理比較復雜，它不僅與陸地表層系統中各種自然地理要素時空分布密切相關，而且與農業開發、都市化等土地利用/土地覆被直接相聯。由于社會經濟發展，人類活動改變了水循環自然變化的空間格局和過程，加劇了水資源形成與變化的復雜性。過去有關部門在華北水資源方面做了相當的工作。但是，在華北地區究竟缺多少水等基礎方面仍分歧較大。有人認為在華北通過自身的節水和提高用水效率可以解決水資源的需求問題；有人認為即使南水北調也不能從根本上解決北方缺水問題。爭論問題的科學問題焦點是：在自然變化和人類活動的綜合影響下華北地區水循環演化規律是什么？如何科學測算華北地區可供水資源量？華北地區節水的潛力究竟有多大？如何保障華北地區的水資源安全？爭論的原因是：自然變化和人類活動加劇情況下的華北地區水循環演變格局與過程機理，有待重新認識；受人類活動影響等變化環境下的華北地區水資源可利用量的測算科學依據不很充分；水資源安全與生態需水、節水潛力、國民經濟發展之間的量化關系需要研究。因此，開展自然變化和人類活動影響下的水循環及水資源安全研究，具有十分重要的科學意義和研究價值。

總之，21世紀水科學的挑戰問題是：迫切需要回答的科學問題是陸地水循環演化格局、過程與機理，即：

·如何對水、碳和能量在土壤~植被~大氣界面交換中的變化進行認識？

·變化環境下的水文循環時空演化有哪些特征規律？如何識別和量化？

·水循環物理過程在不同尺度（宏觀/中觀/微觀）是如何聯系、影響與作用的？

·如何評價那些由于土地利用及土地覆被變化而導致的陸面性質的改變，這些變化又影響陸地水循環過程變化和空間格局的變化？

回答上述問題，迫切需要建立認識陸地水循環演化格局的空間信息支撐系統、陸地水循環過程變化的實驗研究支撐系統和可定量描述自然變化/人類活動影響的分布式水循環模型等。這需要在充分利用現代科學技術，開展國家水平/國際間的水文科學實驗、變化環境下的水文水資源理論創新研究。這是21世紀水科學發展面臨的新的機遇與挑戰！

致謝：本文系國家自然科學基金委資助項目（49971017）和科學院2000年“百人計劃”中有關的國際前沿研究與展望研究內容，得到國家自然科學基金委員會和科學院地理科學與資源所的資助，對此表示衷心的感謝！

參考文獻

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【關鍵詞】 柴油機 冷卻水系統 清洗 防腐

柴油機冷卻系統的主要功能是用來控制發動機的工作、溫度和驅散多余的熱能（含系統的散熱），系統的好壞對發動機的工作和使用壽命有直接關系，因此，日常檢查和清洗及防腐就顯得尤為重要。

1 冷卻水系統的防腐保護

冷卻水必須仔細處理、保存和檢測，以避免腐蝕或形成沉淀，從而使熱傳導效率降低。因此要進行對冷卻水處理。

1.1 處理步驟

（1）清理冷卻水系統。（2）注滿帶防腐劑的無離子水或蒸餾水。（3）對冷卻水系統和狀況進行定期檢查。遵守以上規定，會使冷卻水引起的故障降至最低。

1.2 冷卻水系統的清潔處理

（1）在防腐處理前，必須除去系統中的石灰沉淀層、鐵銹和油泥，以改善熱傳導和確保防腐劑對表面進行保護的均勻性。（2）清潔處理應包括油泥酸洗除銹和清洗水垢。（3）水乳清潔劑和弱堿性清潔劑一樣可以用于除油污過程。（4）不得使用含有易燃物的預混合清潔劑，通常采用氨基酸、檸檬酸、酒石酸為主，這些易溶于水，不會散發有害蒸汽，清潔劑不直接使用，要溶于水后再加入系統中。（5）清洗時不必拆卸發動機零件，水在發動機循環才能達到最佳效果。（6）清潔可使不良配合的結合處或有缺陷的墊片部位滲漏更明顯，因此在凈化過程中應進行檢查，在清潔后的24小時要檢查系統的含酸量（機油）。

2 未凈化的水

（1）建議使用無離子水或蒸餾水作為冷卻水，由于硬度較低，這種冷卻水還具有相當的腐蝕性，應不斷加入防腐劑。（2）如果沒有無離子水或蒸餾水，特殊情況下可使用飲用水，但是水的總硬度不得超過90DH。（3）水中不得含有硫化物和氨。絕對不能使用雨水，因為雨水可能已被嚴重污染。

3 防腐劑

為了防止柴油發動機冷卻系統被腐蝕，可以使用各種防腐劑。通常推薦使用亞硝酸，硼酸鹽基的防腐劑，不推薦用防腐油處理冷卻水，因為這油粘在傳熱表面是危險的，可以用不加防腐劑的水補充蒸發掉的冷卻水，泄露失去的冷卻水要用加防腐劑的水來補充。

4 清洗及防腐步驟

4.1 除油污

（1）加滿清潔的自來水，原有的水可以放掉，將水加熱到60℃在發動機中連續循環，按規定劑量加入除油化學劑在規定周期循環清潔化學制劑。（2）冷卻水系統必須在無壓力狀態下檢查并排除任何泄露，放掉系統中的水再加滿清潔的自來水，將水循環兩小時后放掉。

4.2 酸洗除銹

（1）將干凈的自來水加熱至70℃～75℃在干凈的鐵筒中用熱水溶解一定劑量的酸，將水加至鐵筒一半后加入酸液，充分攪拌，再加滿熱水攪拌。（2）注意使用防護眼鏡和手套。（3）冷卻水系統必須在無壓力狀態下保持水溫在70℃～75℃之間不間斷的循環。持續處理的時間取決于污染程度，每小時檢查一次。例如用PH試紙，溶液中的酸成分不能耗盡，許多除銹都含有色彩指示劑，它能顯示出酸溶液的狀態，如酸成分已耗盡，就要加入新的酸溶液，這時要用最濃度，酸在水中溶解度是有一定限度的，在例外情況下，如果需要大量溶液，除銹可分為兩個階段進行：1）除銹完成后，用清水沖洗可以使用每噸10公斤蘇打干凈自來水中和殘余的酸。2）讓混合液循環30分鐘后排出，持續用水清洗至流出來的水成中性（PH值近似7）。

4.3 添加防腐劑

按規定的防腐劑劑量，用熱蒸餾水將其溶解，加到系統中至正常水位，發動機至少運行24小時，以確保冷卻系統表面形成可靠的保護膜。

5 發動機過熱原因及解決方法

5.1 原因分析

（1）冷卻系統工作不正常，導致散熱能力差；（2）發動機本身有故障，造成做功循環的遲后燃燒，產生的熱量過多，使冷卻系統無力將產生的過多熱量及時散發掉；（3）氣缸套外壁沉積過多的水垢，氣缸產生的熱量不能及時傳給冷卻水。

5.2 解決方法

（1）檢查風扇皮帶的松緊度，風扇葉片是否變形或折斷。（2）檢查散熱器外部是否堵塞，內部是否沉積大量水垢或堵塞。如外部堵塞不通風，就用水槍清理；如散熱器內部堵塞，應用除垢清洗液清洗或解體清理。（3）查冷卻水位及冷卻水循環情況，首先要保證冷卻水在規定水位，如仍不能解決問題要進一步檢查冷卻水循環情況。其方法為：將冷卻水位保持在發動機散熱器回油管剛剛露出位置。使發動機中速運轉觀察以卻水循環情況，若水不循環，說明水路有臟物堵塞或是水泵損壞。要對水路進行清理或修理更換水泵。（4）查節溫器工作是否正常，節溫器正常工作時。應在70℃開始開啟，83℃時完全打開。在完全開啟閥門升起高度不少于9MM，可把節溫器放入水中加熱檢查，如果節溫器在規定濕度不能打開或開度不夠就更換節溫器。（5）檢查供油或點火時間及氣門間隙。供油或點火時間過遲以及氣門間隙過小，均可造成發動機做功循環的遲后燃燒，而產生過多的熱量。

6 結語

綜合以上所述，對冷卻水系統檢修期間冷卻水的檢查和清洗及防腐步驟的介紹是在技術規格、設備樣本和相關規范的指導下，通過長期從事柴油機工作和實踐中總結的，并通過與柴油機安裝、調試檢驗工作人員的總結中得到的寶貴經驗。希望通過以上的論述能對從事本行的技術人員有所幫助。

參考文獻：

[1]劉璇.國家電網公司多項措施控制系統工資增長[N].中國審計報，2006年.

[2]劉航 摘譯.新型冷卻控制系統“助力”多相鋼生產[N].中國冶金報，2006年.

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關鍵詞：人工水景 水景維護 水景問題

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

一、引言

冰霜雪雨，江河湖海，水的萬般形態總是眾多藝術審美中的點睛之筆。古典園林中“一勺則江河萬里”，凡爾賽的阿波羅水池，泰姬陵的十字水渠，水景始終是人工造景的主角，是意境與游賞的中心。

現代景觀設計中，水景依然保持著重要的地位。居住區綠地與城市公共綠地的設計，人工水景幾乎是必不可少的部分。絕大多數以硬質鋪裝為主的城市廣場也會有適當人工水景出現；或是噴泉，或是水池，似乎水可以在空曠暴曬的花崗巖地面上保留一處清涼。而水景之處，往往成為公共活動的焦點。從更深刻的層面來說，生態公園的定義似乎總與濕地公園伴生，人工濕地更成為景觀生態技術的典型代表。

但是，在小規模人工水景方面如廣場噴泉，居住區水系等，始終面臨維護成本高，維護效果差的種種問題，最終形成的視覺景觀與設計初衷大相徑庭。

二、水景設計階段存在的問題

由于部分設計人員對于水景設計的理解過于片面，導致了水景的維護工作變得極其困難。有些設計雖然打著生態和水景可以調節小氣候的旗號，但是并不認真落實。導致這種誤區以及使后期維護工作變得困難是由多方面原因造成。

從設計角度剖析，水景設計不僅僅需要從視覺美觀出發，更需要考量水景是的運行是一個動態的生命體。水景不能只是無生命的人工建造，依賴機械設備，化學藥劑來維持自身的活力。水景設計是一項與水的自然生態息息相關的工程技術，需要大量的理性經驗，并提出合理的技術方法。好的水景設計需要能夠自律運行的水循環凈化系統。要清楚水不僅是為游覽使用者設計，更是為運營維護者設計。

水景設計必須考慮水源的質量。隨著環境問題的日益突出，保持符合標準的水源成為解決水景設備失效的關鍵?？諝庵袘腋☆w粒使循環水體難以保持清潔，沙塵天氣帶來的大面積風沙更加劇了這一現象。在一些地區氣候反常造成，蒸發量變大，水分流失造成了水中溶解物質的飽和，與沙塵雜質一起，對整個水景機械系統造成了巨大的負擔。

同時，水景的最終效果依賴于設計水量得以保持。廣泛存在的地下水水位下降更使得絕大多數水景過分依賴人工補給，景觀水體內的外加水源完全依賴于基礎防滲保持。一旦防滲層的施工與后期維護出現紕漏，所以使得水景的后期效果與設計之初大相徑庭。

三、人工水景設計的案例分析

（一） 景觀水體的自我生長

人工水體的重大局限在于后期維護成本高，維護效果差。而自然界中的水，卻能依賴精妙的循環系統來維持自身生長。

因此在一些需要低維護成本的人造景設計中，在設計之初就應該充分利用水的自然生態的問題。”居住區水景生態規劃的總原則應是：Reduce(減少) Reuse(回用) Recycle(循環)，既盡可能節約、回收、循環使用水資源、提高水資源的利用率，減少廢水排放和對環境的污染，實現水環境的持續利用和發展”。[1] 一些設計師已經自覺遵循了這一原則，出現了仿照自然界循環模式與輔助技術手段形成的有機人工水體。

以某大學景觀水體為例。校園水系如同絕大多數人工景觀，沒有條件結合到自然循環當中去，這樣的水景大多是孤立與天然水系的一潭死水。該校園水體由于缺乏流動和有機物不斷沉積，經年累月，水質嚴重惡化。最初嘗試的改善方法是建造爆氧設備、定期清理水面落葉與雜物并清淤。但是這樣的措施效果并不明顯，水系不斷處于略微改善而后再度惡化的循環中。

經過全面規劃，該學校重新設計了整個濱水的景觀系統，把人工濕地技術與水處理技術結合進來，形成了一個實現自我生長的景觀水體，取得了良好的治理效果。

這個水系主要增加了兩大類內容。首先是推動水體循環的疊水與水泵，其次是調節水質的人工濕地系統與設備。水體由河道和池塘兩部分組成，水循環從池塘水流出口開始，經過礫石過濾進入人工濕地，通過一系列植物生態作用改善水質，再經由人工設備進一步調節水成分，完成水體凈化。在這個循環外部，有公共浴室景觀區的水處理系統提供水源補給，平衡景觀用水的蒸發和滲透。

水景要立足與自身的發展。這個人工循環體系統，通過對水流過程的設計，模仿自然環境完成了水質的凈化循環，并且有穩定合理的水源補給。在水質循環的過程中，把技術需要與視覺需要統一于人工濕地景觀與疊水。通過這樣簡單易行的方法達到了良好的景觀效果與自律的水景生長。

（二）充分考慮水循環各要素

居住區水景要立足與自身的發展。[2]水體是一個群落的靈魂，部分水的問題不是來自于水本身，而是來自于環境、氣候、動植物生長與人類活動。解決水的問題，也要從周圍眾多要素入手，那是水的源頭和去路，影響著水質，水的形態，水體成分的多種改變。

以德國某辦公樓為例，該設計從如何利用自然降水出發，使其作為灌溉與景觀用水的水源。盡量減少地面的硬質鋪裝，使自然降水盡可能地滲入到土層中，形成良好的涵養水源，為地下水循環做出貢獻。同時屋頂和硬質地面，如主要道路或水泥鋪面，利用地面坡度和設置雨水口使自然降水在景觀需水處得到收集。對屋頂進行植被覆蓋儲存部分降水，并經過蒸騰作用回到大氣中去。

為使辦公樓景觀更具自然特色，設計師為屋面雨水收集處，配植樺木林灌叢以此形成半濕潤的小生態環境；項目中的水渠，由儲存的自然降水補充。而一組水池的設計更是充分利用了自然水源在季節上的不均衡分布，雨水充足時，形成小瀑布景觀；雨水不足時，則是鏡面池塘，形成動靜有致的季節景觀。

四、總結

城市公共空間的人工水景在一定程度上起到了美化環境、吸塵、降噪、調節小氣候的作用。但是由于一些項目在設計中缺乏對水景工程技術的理解,使其難以達到預期的效果,反而對城市環境和生態造成了破壞。因此,在設計中應遵循生態原則，盡量提高水體的自然凈化能力，同時考慮地域氣候特色,以合理的設計選擇保障水景在運營中的穩定。

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一、研讀課程標準，準確領會其真正內涵

《普通高中地理課程標準》（以下簡稱《標準》）給出的是高中階段地理課程的宏觀框架、必學的內容和學習標準，同時列舉了活動建議。課程標準列出的不僅是學習內容，并對每項內容所要達到的要求作了明確的表述，尤其強化對關鍵性動詞（指出、簡述、分析、說明等）的理解。教師只有準確領會《標準》的內容與要求，才能在教學中把握正確的方向，提高地理課堂教學效率。

例如，《標準》中“運用示意圖，說出水循環的過程和主要環節，說明水循環的地理意義”。相對于“說出”來說，“說明”更高級，也就是說“說明水循環的地理意義”是重點，講“過程和主要環節”是為了“說明地理意義”服務的。但是，大多數課堂將重心放在水體介紹、河流補給和水循環過程甚至潛水等問題上，對“說明地理意義”僅花了1～2分鐘點一下，顯然沒有準確領會《標準》的要求。再如，《標準》中“結合實例分析造成地表形態變化的內、外力因素”，也就意味著一定要結合實例對地表形態變化的內、外力因素進行分析，在考試中對這部分內容的考查也應該用一個實例請考生分析。我們在具體教學中，不能僅憑以前經驗對課標要求任意刪減或拔高。教師只有準確領會《標準》，才能真正意義上構建高效課堂，不斷提高學生的學習興趣和能力。

二、尊重教材，創造性地使用教材，注重知識的遷移

地理教材版本多樣，但都是以《標準》為依據，按《標準》要求來撰寫和選擇的，教材既是學生掌握知識和提高學習能力的主要依據，又是教師教學的主要的載體，教師應該研究教材，宏觀上要把握到位，然后再對每節課進行深入的鉆研，把每節課都吃透。尊重教材是得以創造之本。“舉一反三，注重遷移”的根本是教材。用好了教材中的“一”才能有效引導“反三”，務實了教材的“本”才能有效實現學有所用的“遷移”，但更要清醒地認識到教材不是唯一載體。就教材而講，教材與舍本逐末的做法同樣不可取，教學應是用教材教，而不是教教材，教師要深入挖掘教材的潛在價值，要充分重視教材內容的探索性、啟發性和開放性。教材更新往往落后于知識的更新，多關注在我們身邊發生的地理事物，在備課時加以補充，使學生及時接收到最新的地理知識和信息。另外，課堂教學中可以不拘泥于教材中的案例與區域，關注地理知識在生產生活中的應用，不斷提高學習新知識、運用新知識的意識和能力。

三、夯實基礎知識，注重能力培養

牢固掌握地理基礎知識，提高地理基本技能是中學地理教學的前提條件和重要目標。相對其他學科而言，夯實基礎對地理學科尤為重要，因為地理在很多省份是中考不考科目，必然導致高中生對初中區域地理內容掌握有限。另外，地理學科包括自然和人文兩個領域，這使得很多學生找不到有效的學習方法。尤其是自然地理難度較大，加上很多教師不按《標準》一味拔高標準，使大部分文科學生感到地理難學，失去了學習的興趣和動力。所以在具體教學中地理課堂教學應以《標準》為依據，不僅重視知識點的教學，更應重視知識發生、發展和形成過程。引導學生構建完整的知識框架，提高地理基本技能，增加學生學習的興趣和信心。

高中地理課程的總體目標是“要求學生初步掌握地理基本知識和基本原理；獲得地理基本技能，發展地理思維能力，初步掌握學習和探究地理問題的基本方法”?！犊季V》明確要求學生具有的能力主要包括“獲取和解讀地理信息；調動和運用地理知識；描述和闡釋地理事物；論證和探討地理問題”四項能力。中學地理教學如果只注重知識的灌輸，忽視能力的培養，那么學生面對新材料、新情境會不知所措。因此地理教學中要從能力的四項目標出發，圍繞培養學生能力為核心，加強問題引領和活動引導，開展多種形式富有成效的訓練和培養。

四、注重探究過程，提高學生科學素養

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關鍵詞 碳循環 模型建構 教學活動

中圖分類號 G633.9B 文獻標志碼

1 教材分析

“生態系統的物質循環”是人教版高中生物教材《必修3?穩態與環境》第五章第三節的內容，在《普通高中生物學課程標準（實驗）》具體內容標準中，與本節內容相對應的條目是“分析生態系統中的物質循環的基本規律及其應用”。由此可見，學生對本節內容的掌握需達到應用水平。第一部分內容包括物質循環的物質、范圍、循環以及特點；第二部分內容包括碳循環的過程、特c及溫室效應；第三部分內容包括能量流動和物質循環的區別與聯系；第四部分內容是探究“土壤微生物的分解作用”。對第四部分內容，教師可以安排在課后的興趣小組活動中完成。本節內容是在初中階段生態系統的知識和高中階段種群、群落等知識基礎上，側重于宏觀方面探討生態系統的功能；以生態系統的結構、能量流動、光合作用、細胞呼吸等為基礎，具有承上啟下的作用。教學重點是分析生態系統中的物質循環；教學難點是正確認識物質循環的概念，說明能量流動和物質循環的關系。本節內容主要闡述物質循環是生態系統的重要功能，就理解生命活動的本質和規律而言，具有不可取代的價值，具有獨特的地位。這部分知識與目前的低碳生活、環境污染等現實聯系緊密，對學生建立環保意識有主要作用。

2 教學目標

2.1 知識目標

理解生態系統物質循環的概念；識記、應用碳循環的過程；比較得出能量流動與物質循環的關系。

2.2 能力目標

以碳循環為例，分析生態系統的物質循環；學習模型的建構；學習探究性實驗設計的一般方法和步驟。

2.3 情感、態度與價值觀目標

關注碳循環平衡失調與溫室效應的關系；培養環境保護意識、低碳生活的意識；在合作過程中，學會交流，尊重他人，強化團隊意識。

3 教學過程

3.1 情境導入，激趣課堂

教師播放視頻“全球變暖后北極熊瘋了”，以北極熊因為太熱而剃毛的視頻引發學生思考：為什么北極熊要剃毛？全球氣候變暖的主要原因是什么？溫室效應的主角是誰？溫室效應增強與人類哪些活動有關？

學生通過合作總結出：因為氣候變暖所以要剃毛；溫室效應是全球氣候變暖的主要原因；二氧化碳是溫室效應的主角；大量化石燃料的燃燒、植被的破壞等人類活動增強溫室效應。教師強調：大量化石燃料的燃燒，千百萬年積存的碳元素在短時間內釋放出來。

教師引導學生討論：溫室效應對生物圈可能造成什么影響？（加快極地和高山冰川的融化，海平面上升，全球氣溫升高等）在此基礎上，教師展示圖瓦盧的圖片，明確其將成為全球第一個因海平面上升而舉國遷移的國家，50年內其將全部消失。

小組合作、討論：如何緩解溫室效應？學習小組通過討論得出兩條措施：減少化石燃料的燃燒，選用替代能源等；保護森林、草原等生態系統，同時大力植物造林等。

通過上述措施可以緩解溫室效應，如果要更加深入解決問題，學生必須對二氧化碳在生物群落和無機環境中的相關知識，有更加深入的掌握，從而進入以碳為例的生態系統的物質循環的學習。既然是生態系統的物質循環，那么一定在生態系統的成分之間完成，因為結構和功能密不可分，物質循環是生態系統的功能之一。師生一起回憶生態系統的成分。

3.2 合作分享，自主建構

美國學者愛德加戴爾提出，學習效果要達到50%以上，都是通過團隊學習、主動學習和參與式學習等方式獲得。教師僅僅做為指導者，把課堂還給學生，使其成為課堂的主人，教師僅是指導，從而給學生充分的“表演空間”。

教師明確了物質循環是在生態系統的各成分之間循環的基礎上，組織學生活動，引導學生分組用準備好的材料構建模型，最后各組學生展示結果。學生分成5或6人一組為宜，人數太多容易引起部分學生注意力分散；要明確組長，使其有效帶領組員進行有效活動。教師必須在活動時明確任務，使活動真實有效。教師可以預先打印組號和名單，制作好會牌，粘貼在討論桌上。

活動一：

學生討論碳究竟是如何進、出無機環境、生產者、消費者、分解者各種生態系統成分的？（以什么形式、通過哪種生命活動、形成哪些產物、這些產物的去向怎樣等）。

第一、二組從無機環境的角度來考慮，第三、四組從生產者（比如綠色植物）的角度來考慮，第五、六組從消費者（比如牛）的角度來考慮，第七、八組從分解者（比如蚯蚓或者腐生性的細菌和真菌）的角度來考慮。

各小組依據提示，進行討論，得出相關結論。小組代表展示小組結論，從而明確每一種生態系統成分在物質循環中的作用。

要突破碳循環，教師應該圍繞兩個核心問題展開：① 能夠利用大氣中的二氧化碳的途徑有哪些？② 大氣中的二氧化碳來源有哪些？為了解決以上兩個問題，教師可以把問題細化為以下問題：

碳通過什么生理過程從無機環境進入生物群落？

碳以什么形式從無機環境進入生物群落？

碳在生物群落內部以什么形式傳遞？通過什么渠道進行傳遞？

碳通過什么生理過程從生物群落返還無機環境？

碳以什么形式從生物群落進入無機環境？

碳在無機環境與生物群落之間主要是以什么形式進行循環？

教師呈現以上問題，在學生討論結果的基礎上，再用問題串的形式啟發學生進一步的思考和總結，引領學生思維的發展。教師也可通過搶答的形式，增強學生的競爭意識。

活動二：

每組準備小白板一塊，紅黑色馬克筆各一支，板擦一塊。小白板上放好生產者、消費者、分解者、大氣中的CO2庫（無機環境）等磁性貼（放在頂端，橫排）。

小組活動：用文字和黑色箭頭在白板上構建生態系統的碳循環模型，并注明碳元素的轉移方向及過程名稱。

白板布置如圖1所示，學生分組活動，自由安排四個磁性貼的位置。

學生展示白板并解釋如此安排的理由，其他小組可以進一步補充完善。師生互動突破碳循環：先看雙箭頭，“多進一出”為大氣中的二氧化碳，“一進多出”為生產者和消費者；再看單箭頭“多進一出”為分解者。在碳循環模型構建過程中，教師還要強調化石燃燒的問題以及各級消費者的圖解。最后，師生歸納碳循環模型圖（圖2），并生成板書。

本部分內容并不晦澀難懂，教師可平鋪直敘的講授，甚至讓學生自學，也能達成知識目標。但是教師通過探究問題以及活動創設課堂情境，使學生深入思考，讓學生動起來，使課堂“活”起來，增強了課堂的有效性。

3.3 依據活動，演繹概念

依據以上學生活動，教師請學生思考回答下列問題：這里的生態系統指的是什么生態系統？這里的物質是指什么？物質在哪兩者之間循環？

教師提示：在農田中大量使用DDT有機農藥后，為什么會殃及南極的企鵝？學生總結此地球上最大的生態系統是生物圈，從而明確物質循環的特點之一是全球性。因此生態系統的物質循環又叫生物地球化學循環。關于物質，教師應強調：生態系統物質循環的“物質”是指組成生物體的基本元素，而非其組成的化合物；在物質循環過程中，伴隨著復雜的物質和能量的轉化。通過碳循環的模型建構過程，學生很容易明確物質在生物群落和無機環境之間循環往復，從而明確物質循環的另一個特點是循環性。

在完成以上的三個問題后，生態系統的概念很自然地就由學生演繹成功。這樣由學生自主構建知識，依據活動從而演繹概念的方法，避免了教師直接給出概念，靠死記硬背掌握概念的內涵和外延，易遺忘且難以理解其實質的不足。

3.4 依托模型，列表辨析

活動三：在白板上已構建的生態系統碳循環模型上，用紅色箭頭畫出能量流動模型。

學生展示白板，并解釋如此安排的理由，其他小組可以進一步補充完善。師生共同總結物質循環與能量流動的關系模型，并列表（表1）完成辨析。

教師需要強調能量流動和物質循環是生態系統動態變化過程的兩個方面，生態系統的各種成分，正是通過能量流動和物質循環，才能夠緊密的聯系在一起，形成一個統一的整體，再次強調結構和功能間的關系。

4 小結

教師由碳循環的特點聯系到現實生活中的流行語――低碳生活，播放CCTV公益廣告《選擇低碳 綠色生活》，引導學生關注社會，關注霧霾，關注環保熱點，提高學生的環保意識，對學生進行生態文明建設的教育，讓學生從自身做起，明確一些環保措施。

5 課堂拓展

教師要求學生根據所學的碳循環的相關知識，繼續探究氮循環、磷循環、硫循環、水循環的相關知識，調查身邊造成溫室效應、水質富營養化、酸雨等的具體事例，并尋找可行的緩解的方法。學生可選擇其一寫一份調查報告。

教師提出問題樹葉每年都會掉，但是沒有看見樹葉堆積如山的場面呢？樹葉到哪兒去了？是分解者的分解作用，是氣候的作用，還是土壤中的化學物質的作用？……究竟是什么在起作用呢？學生可以依據探究實驗的一般步驟設計實驗，然后進行實驗。

6 教學反思

本節內容的學習以活動貫穿課堂。對于教學重點“分析生態系統的物質循環”的突破，以碳循環為例，教師采用“圖形分析、模型構建”的方式進行學習。對于教學難點“說明物|循環與能量流動的關系”采用列表辨析法，對于教學難點“正確認識物質循環的概念”，采用依據相關活動，以學生自主演繹、教師點撥的方法，突破難點。

篇10

關鍵詞：水安全 水資源承載力

1．前言

安全是危害或災害的反義詞，它與危害（或災害）的風險緊密聯系。危害（或災害）的風險愈小，安全度就愈高，反之亦然。水安全問題通常指相對人類社會生存環境和經濟發展過程中發生的水的危害問題。例如，水多了（發生洪水災害，導致人的財產損失，人口死亡問題）、水少了（發生干旱、水資源短缺以及引起的生態環境退化、人類生存環境損失）和水臟了（水污染導致的病害健康問題、人口死亡問題）。

中國是降水時空分配非常不均勻、“水“的問題十分突出的發展中國家。水多了（洪澇災害）、水少了（干旱、水資源短缺）和水臟了（水污染問題）業已成為制約中國可持續發展最為重要的限制因子，其緊急程度已經危及人類基本環境和生存問題和國家發展利益的安全問題。

在水安全問題研究中，水資源安全問題是最為重要的一個方面[1]。水資源安全通常指水的供需矛盾產生對社會經濟發展、人類生存環境的危害問題。20世紀末，不滿足可持續水資源利用的模式和環境問題導致嚴重的水資源安全問題，業已引起國際各國政府的高度重視。2000年3月，在荷蘭海牙(Hague)召開了“第二屆世界水論壇及部長級會議”。會議主題是：水的安全：從洞察到行動，全世界140多個國家首腦或部長，3000名科學家出席會議。21世紀水安全面臨7個主要挑戰[23]：

（1）滿足基本需求（meeting basic needs）

（2）保護生態（protecting ecosystems）

（3）食品安全（securing the food supply）

（4）水資源共享（sharing water resources）

（5）處理災害（dealing with hazards）

（6）水的價值(valuing water)

（7）科學管水(governing water wisely)

因此，水資源安全已經成為水資源研究的國家前沿熱點，受到世界范圍的注目。

水資源安全問題研究主要有：水資源安全的范疇，水資源安全的度量，水資源安全評價和水資源安全保障體系的建設等方面。從學術研究，水資源安全的度量最為關鍵。核心問題是：回答如何量度水資源安全程度和如何保證水資源安全？我們的觀點是：水資源承載力是水資源安全的基本度量。因此，研究水資源承載力對于認識和建設水資源安全保障體系尤為重要。

“承載力” 一詞，亦稱 “承載能力”（Carrying Capacity），起源于生態學，用以衡量特定區域在某一環境條件下可維持某一物種個體的最大數量[1]。隨著人類社會經濟發展，全球資源環境問題日趨嚴重，人們逐漸認識到自然資源是支持地球上生命系統和人類生存發展的物質基礎，其量和質是有限的，它們滿足人類現在與未來發展需要的能力也是有限的。關于生態承載力的一個較早的概念，是由世界自然保護同盟（IUCN）聯合國環境規劃署（UNEP）及世界野生生物基金會WWF在其出版的《保護地球》一書中提出的。他們把承載能力定義為一個生態系統所能支持的健康有機體即在維持它的生產力、適應能力和再生能力的容量。后了“承載力”概念得到延伸發展，比較多地用于說明生態系統、環境系統、資源系統承受發展和特定活動能力的限度。因此，生態承載力、環境承載力、資源承載力等諸多概念也相繼出現。

1974年，Bishop在《環境管理中的承載力》一書中指出“環境承載力表明在維持一個可以接受的生活水平的前提下，一個區域所能永久地承載的人類活動的強烈程度”[2]；高吉喜（2000）在其關于生態承載力的研究別指出：環境承載力是指在一定生活水平和環境質量要求下，在不超出生態系統彈性限度條件下環境子系統所能承納的污染物數量以及可支撐的經濟規模與相應人口數量[3]。此外，一些學者還從經濟、社會、環境、發展等方面對全球承載力進行了探討（Cohen，J.E.，1995；Sagoff，M，1995；Daly，H.E.，1995，1996）[4][5][6]。然而無論是生態承載力、環境承載力抑或全球（區域）承載力都是一個比較泛化的概念，如何描述和量化，實施和操作性不強，目前的研究還不深入。事實上，在對作為生態環境組成要素的各項自然資源的承載力問題還沒有完全解決的時候，是無法對生態環境承載力做更深入的研究的。

相比之下，當前對資源承載力的研究則獲得了更多學者的關注。對自然資源承載力的研究主要集中于土地、水和關鍵礦產資源方面。1949年美國的Allan將土地資源承載力定義為：“在維持一定水平并不引起土地退化的前提下，一個區域能永久地供養人口數量及人類活動水平”。50-70 年代，國外許多學者探討了土地承載力的計算依據為：在確保不會對土地資源造成不可逆的負面影響的前提下，土地的生產潛力能容納的最大人口數量。同時，對承載力的研究從靜態轉向動態，Millington等應用多目標決策分析方法，以各種資源（土地、水、氣候、能源等）對人口數量的限制，計算了澳大利亞的土地資源承載力。1986年我國也開始了題為“中國土地資源生產力及人口承載量”的研究，研究者認為土地資源承載力通常是指：一個區域在一定的農業技術條件下，土地用于食物生產所能供養的人口數量；或在一定生產條件下，土地資源生產力所能承載一定生活水平下的人口限度。由此，關于土地和水資源承載力的研究在中國全面展開[7]。

承載力概念的演化與發展是對發展中出現問題的反應與變化結果。在不同的發展階段，產生了不同的承載力概念和相應的承載力理論。如針對環境問題，人們提出了環境承載力的概念與理論，針對土地資源短缺問題，人們提出了土地資源承載力的概念與理論。而“水資源承載力”一詞，則是隨著水問題的日益突出由我國學者在80年代末提出來的。水資源承載力是一個國家或地區持續發展過程中各種自然資源承載力的重要組成部分，且往往是水資源緊短和貧水地區支持人口與發展的“瓶頸”，它對一個國家或地區綜合發展和發展規模有至關重要的影響。進入90年代以來，在地區和國家社會經濟發展中堅持走可持續發展道路已是普遍的共識，而水資源短缺與“水資源安全”問題也已成為影響可持續發展的重要制約因素，作為可持續發展研究和水資源安全戰略研究中的一個基礎課題，水資源承載力研究已引起學術界的高度關注并成為當前水資源科學中的一個重點和熱點研究問題。

轉貼于 2． 水資源承載力的定義

水資源承載力最早是源自生態學中的“承載能力”（Carrying Capacity）一詞，是自然資源承載力的一部分。近年來，我國不少學者在資源承載力、環境承載力等概念的基礎上對水資源承載力的定義進行了更深入的探討，茲選取幾個有代表性的例子列舉如下：

（1）在某一歷史發展階段的技術、經濟和社會發展水平條件下，水資源對該地區社會經濟發展的最大支撐能力[8]。（劉燕華，1999）

（2）某一歷史發展階段，以可預見的技術、經濟和社會發展水平為依據，以可持續發展為原則，以維護生態良性循環發展為條件，在水資源得到合理開發利用下，該地區人口增長與經濟發展的最大容量[9]。（李令躍，2000）

（3）一個流域、一個地區、一個國家，在不同階段的社會經濟和技術條件下，在水資源合理開發利用的前提下，當地水資源能夠維系和支撐的人口、經濟和環境規?？偭縖10]（何希吾，2000）。

（4）一定的區域內，在一定的生活水平和生態環境質量下，天然水資源的可供水量能夠支持人口、環境與經濟協調發展的能力或限度[2]。（馮尚友，2000）

（5）可理解為某一區域的水資源條件在“自然-人工”二元模式影響下，以可預見的技術、經濟、社會發展水平及水資源的動態變化為依據，以可持續發展為原則，以維護生態良性循環發展為條件，經過合理優化配置，對該地區社會經濟發展所能提供的最大支撐能力。（惠泱河，2001）

總之，盡管已有的水資源承載力定義在表述上各有不同，但其思路并無本質上的差異，都強調了支撐能力的概念。但是，對水資源 “承載力” 本身的內涵，表達比較宏觀。

結合中國科學院知識創新工程有關項目初步研究，作者的觀點是：水資源承載力可定義為“在一定的水資源開發利用階段，滿足生態需水的可利用水量能夠維系有限發展目標的最大的社會-經濟規?！?。因此，水資源承載力是一個度量區域社會經濟發展受水資源制約的閾值，它通常用滿足生態需水的可利用水量與社會經濟可持續發展有限目標需求水量的供需平衡退化到臨界狀態所對應的單位水資源量的人口規模和經濟發展規模（如GDP）等指標體系表達。

顯然，水資源承載力受水的供、需矛盾雙方影響， 它需要從受自然變化和人類活動影響的水循環系統出發，通過“自然生態-社會經濟”系統對水的需求和流域能夠提供的多少可利用水資源量的“支撐能力”方面加以量度。一種概化的水循環與水資源供需關系如圖1所示意。

圖1 量化水資源承載力的系統關系示意

核心問題是：在一定的水資源開發利用階段和生態環境保護目標下，一個流域/區域的可再生利用的水資源量究竟能夠支撐多大規模的社會經濟系統發展？如何合理管理有限的水資源（開源與節流），維持和改善陸地系統水資源承載能力？

考慮到水資源承載力研究的現實與長遠意義，對它的理解和界定，要遵循下列的事實：

·變化環境下（即自然變化和人類活動影響）的水循環是水資源演變和水資源承載力研究的基礎。因為一個流域和區域的水資源承載能力大小，直接與該流域和區域的可利用水資源量與質有本質的聯系。而區域可利用水資源量又決定于在不但變化的自然環境（包括全球氣候變化）和人類活動影響下水文循環規律及其控制的水資源形成規律。

·需要把把它置于水資源的可持續利用概念的框架，建立在生態系統完整、水資源持續供給和水環境長期有容納量的基礎上。生態系統需水是水資源承載力必須要考慮的重要、方面。

·需要從“水循環-自然生態-社會經濟”系統耦合機理上綜合考慮水資源對地區人口、資源、環境和經濟協調發展的支撐能力；

·水資源承載能力度量除了水循環和水資源變化的自然屬性影響外，還取決與社會經濟持續發展的有限目標。社會經濟發展的要求目標不同，相應的承載能力也不一樣。

因此，水資源承載能力的大小是隨水資源開發階段、目標和條件不同而變化，是一個動態、變化的概念。它不僅是水文循環、水資源研究的重要方面，而且與社會經濟發展、環境系統的耦合研究密切相聯，是可持續發展重大的國家需求研究的問題。

3．水資源承載力的度量與計算方法

由圖1的系統關系和水資源承載力的定義，可以導出水資源承載力的度量與計算方法。主要過程概述如下：

（1）水資源總量（W）： 它指流域水循環過程中可更新恢復的地表水與地下水資源總量（WL）。流域水循環受自然變化(包括氣候變化)和人類活動的影響，可更新恢復的地表水與地下水資源量也在不斷變化。另外，除了本地產生的水資源量外，人工跨流域調水（WT）可以增加本流域（或地區）的水資源總量。由于流域水循環降水和徑流形成的不確定性，對應不同保證率的水資源量，有流域水資源總量關系

W= WL + WT

（2）生態需水量（We）：生態系統是流域水循環和流域環境系統的基本部分，滿足一定環境要求的最小生態需水量（We）首先應該加以估算。它們通常由河道外的生態需水的估算（如天然生態需水、人工生態需水等），和河道內的生態需水估算（如防止河道斷流所需的最小徑流量等）構成。

（3）可利用水資源量（WS）：流域可利用水資源量是指在經濟合理、技術可行和生態環境容許的前提下，通過技術措施可以利用的不重復的一次性水資源量。在概念上，維系生態環境最小的需水量需要扣除，以保證生態環境容許的前提條件。因此，原則上講，可利用水資源量可以通過流域可更新恢復的地表水與地下水資源總量加上境外調水扣除生態需水量加以估算，即：

WS = aWL + WT – We

式中：a為反映工程技術措施的開發利用系數。

（4）水資源需求總量（WD）: 流域社會經濟發展規模水平可以表達為人口數量(P)，國民生產總值(GDP)或凈福利(H)等指標。因此，它們對水資源需求包括：人口需水(Wp)，工業需水 (WI)，農業需水(WA) ，環境和其它需水(WM)等。因此，社會經濟發展對水資源需求總量（WD）可表達為：

WD = Wp + WI + WA + WM

（5）流域水資源承載力的平衡指數（IWSD）：為了描述水資源的承載力，首先需要定義流域水資源承載力的供需平衡指數（IWSD）即：

很顯然，當流域可利用水量小于流域社會經濟系統的需水量，即，有，這說明流域可供的水資源量不具備對這樣規模的社會經濟系統的支撐能力。流域水資源對應的人口及經濟規模是不可承載。但是，通過調水增加WS和通過節水減少 WD可提高IWSD。 反過來，當流域可供水量大于等于流域社會經濟系統的需水量，即，這說明流域可供的水資源量具備對這樣規模的社會經濟系統的支撐能力，流域水資源對應的人口及經濟規模是可承載，供需為良好狀態。

（6）水資源承載力的分量測度：如何量度流域水資源的承載力呢？由定義和上述水資源承載力的供需指數可知，首先需要建立研究對象的“水-社會經濟-環境”系統關系。它們的作用是將水資源量支撐的環境、社會經濟系統規模（如人口數或人口密度、人均GDP工業產值、農業產值、水環境污染級別等）聯系起來。然后，通過一定的水資源開發利用階段與有限發展目標，分析識別出由供大于需，即 IWSD > 0 可行域退化到IWSD＝0，即系統供需平衡達臨界狀態的水資源WS=WD所對應的流域人口數（P）和社會經濟規模（GDP）等等指標參數。記水資源供需平衡達到臨界狀態的可供水資源量為， 進一步，可以定義水資源承載力的各個分量，即：

意義是：λ1表明維系現狀/目標水平的人口規模所需要最少水資源量WS；λ2維系現狀/目標水平的經濟規模所需要的最少水資源量WS。

流域的綜合水資源承載力（F） 是其分量的集成， 例如，

λ = 人均GDP / WS = (GDP/p )/Ws

（7）單位水資源量承載力的度量：為了達到水資源承載力分量和總量可比性的目的，可以進一步轉化水資源承載力分量為某單位水資源量的承載指標參數。例如，當統一轉化W0為億m3的可比單位水資源量，有對應的水資源承載力的各個分量，即：

上述公式中的就是流域系統第i個水資源承載力分量。例如，F1的單位量綱是每億m3的人口數目，說明該流域每億m3可利用水資源量能夠承載的最大人口數。同理，F2的單位量綱是每億m3的GDP，它說明該流域每億m3可供水資源量能夠承載的經濟發展最大規模的GDP。

同理， 流域的綜合水資源承載力（F）是其分量的集成。例如：

F= 人均GDP /億m3 = (GDP/p )/W0

4．西北干旱區水資源承載力綜合研究的關鍵問題

廣義上的西北地區包括新疆、青海、甘肅、寧夏、陜西和內蒙古的西北部，總土地面積為374萬km2，占全國的39%，總人口約1億，占全國的8%。涉及西北內陸河流域（包括新疆的部分外流河流域）、黃河流域、長江流域和瀾滄江流域。本文討論的范圍，界定在西北內陸河干旱地區。

西北干旱區水資源承載力綜合研究的關鍵問題有：變化環境的流域水循環模擬研究，生態需水研究，社會經濟可持續發展的水資源需求研究，流域水資源承載力的計量，西北干旱區水資源承載力綜合。下面重點討論水循環模擬，生態需水和指標體系問題。

（1）變化環境的流域水循環模擬研究

水文循環是聯系地球系統地圈~生物圈~大氣圈的紐帶，是全球變化三大主題碳循環、水資源和食物纖維中的核心問題之一，它受自然變化和人類活動的影響，決定水資源形成與演變的規律。因此，人類活動經濟開發和影響劇烈地區的水循環與水資源安全研究，是21世紀資源環境學科領域一個十分重要的方向性問題。

目前水科學發展的前沿問題突出反映在：水文循環的生物圈方面，自然變化和人類活動影響下的水資源演變規律，水與土地利用土地覆被等社會經濟相互作用影響等。因此，水文循環需要考慮地球生物圈、全球變化以及人類活動等方面的影響。國際地圈生物圈計劃（IGBP）代表國際地球學科發展前沿，水文循環的生物圈方面 (Biosphere Aspects of Hydrological Cycle，簡稱BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陸面生態-水文過程與空間格局的變化規律和受人類活動影響的關鍵問題。進入90年代末，變化環境（即全球變化與人類活動影響）下的水文循環研究成為熱點。

人類活動對水文過程的影響，集中表現在對下墊面的改變上，改變流域下墊面的地形、地貌、土壤、植被等條件，可概括為土地利用和土地覆被的變化。下墊面條件發生變化了，水文過程的各環節也相應發生變化，如蒸發、入滲、產流的量會加大或減小，水循環的路徑和速率也會發生變化，也就是說，利用原來的降水-徑流關系不能反映土地利用/土地覆被變化后的流域降水徑流形成規律和水文循環過程，分析人類活動（土地利用/土地覆被變化）對流域徑流形成規律的影響成為當水資源承載力研究的基礎問題。

以河西走廊的黑河流域為例，由于中游引水等人類活動的劇烈影響，已經完全改變了流域中下游水循環關系，造成下游流量減少和斷流，產生嚴重的生態環境問題。為了說明黑河干流的水資源變化，我們將黑河干流上游出流控制水文站（鶯落峽站）及下游輸水控制水文站（正義峽站）1959年以來的實測流量資料進行了分析比較。根據1959-1998年實測資料統計，黑河鶯落峽多年平均流量49.83m3/s，相當于年徑流量15.71×108m3，正義峽多年平均流量31.05 m3/s，相當于徑流量9.80×108m3，鶯落峽流量高于正義峽流量18.78 m3/s，相當于區間多年平均每年損耗水量5.92×108m3。

從兩站流量多年變化趨勢看，鶯落峽站水量歷年變化平穩，年際變化不大，甚至還稍有上升。正義峽站水量不僅遠遠小于鶯落峽站，且水量在逐年減少（圖2），兩站水量年均差值越來越大（圖3）。

圖2 黑河鶯落峽及正義峽歷年徑流量變化圖

圖3 鶯落峽-正義峽年均流量差值圖

造成下游水資源量減少的原因：中游張掖地區人口持續增長，工農業生產迅速發展，用水量急劇增加，導致黑河干流水資源大量損耗，水資源的變化與人類活動的關系密不可分。

因此，深入研究自然變化和人類活動影響下的黑河流域水循環規律，是建立黑河流域水資源承載力模型的重要基礎。

（2）生態需水研究

中國西北地區氣候干旱、水資源短缺，水已經成為中國西北地區環境與發展最大的限制因子。實際觀測與實驗研究表明，水對生態環境質量有明顯的限制作用，生態系統對水的需求也存在脅迫響應的機制。生態環境需水量是維系生態系統平衡最基本的需用水量，是生態系統安全的一種基本閾值。因此，生態環境需水估算問題成為生態環境建設依據的重要基礎。確定不同生態類型的生態需水量，是生態環境建設區域配置的重要內容，是建設生態環境系統的關鍵。這也是中國工程院咨詢項目“西北地區水資源合理配置、生態環境建設和可持續發展問題”中第2課題中的關鍵問題之一。

20世紀90年代后，隨著國際地圈生物圈計劃（IGBP）等大的科學計劃推動，如水文循環的生物圈方面（BAHC）實施，國際國內對生態環境需水問題十分重視并且已有了一些研究。國家“九五”科技攻關項目有關課題，如“西北地區生態環境保護對策研究”等，利用土地利用/覆被變化的遙感信息對區域生態需水進行初步的估算。中國工程院一期咨詢項目《中國可持續發展水資源戰略研究》，取得了一批重要的研究成果，所完成9個專題報告中對生態環境用水也做出初步的測算，取得一些進展。但是，目前有關生態需水的研究仍處在初級發展階段，人們對“生態需水”問題理解還不盡相同。目前，與生態需水有關的概念和定義有多個方面，如“生態需水”、“生態用水”、“生態環境耗水”等。不同人從不同角度看問題有不同的理解與解釋?？傊鷳B環境與水文水資源以及人類生存環境的交叉研究，面臨許多挑戰，也存在不同的學術觀點與看法。

由于目前對“生態需（用）水量”一詞，還沒有確切的或者得到公認的定義，因此在對它的理解與計算上還存在這樣那樣的問題?？偟膩砜?，多數認為：生態需水量是指在水資源短缺地區為了維系生態系統生物群落基本生存和一定生態環境質量（或生態建設要求）的最小水資源需求量。它包括天然生態保護與人工生態建設所消耗的水量。其內涵：以可持續發展為前提的天然生態保護與人工生態建設的需水，其外延包括地帶性植被所用降水和非地帶性植被所用的徑流。因此，生態需水量可以理解為維系一定生態系統功能所不能被占用的最小水資源需求量，包括天然生態和人工生態，其計算有河道內和河道外之分?；A是自然變化和人類活動影響下的流域水循環規律的認識與模擬。

·河道外的流域上的生態需水的計算

根據補給來源，生態需水首先可以分為降水性生態需水和徑流性生態需水。降雨形成徑流以及徑流運動過程中，地帶性植被所在的天然生態系統完全消耗降水量，非地帶性植被所在的天然生態系統消耗徑流量為主、降水為補充，處于地帶性與非地帶性的交錯過渡帶以消耗降水為主、徑流為補充。

從生態系統形成的原動力又進一步分為天然生態需水和人工生態需水兩大類。從植物生理角度分析生態需水，可以得到天然植被或農作物正常生長時的總騰發量ET。其水分來源有兩部分：直接利用的有效降水，以及通過水利工程直接或間接利用的供水。

區域生態需水計算應該以流域為單元，建立變化環境下的流域水循環模型，如圖1所示意。然后，充分利用高分辨率的土地利用遙感信息，結合陸面水文生態實驗站的校核分析識別確定。對于每個流域，結合其生態特點和水循環特點，確定一級分區為山區、平原綠洲、過度區、荒漠無流區。為了突出人類活動影響，在山區和平原綠洲中進一步區分天然生態系統和人工生態系統，作為二級計算分區。二級計算單元內在以土地利用單元作為三級計算分區， 由遙感信息土地利用圖上讀取各類生態面積單元。對三級分區的每一項，單獨計算其生態需水或經濟需水。在計算中考慮了天然植被或人工植被對徑流性水資源和降水性水資源的同時利用。國家“85”科技攻關項目中的一種基于水循環概念的流域生態需水計算框圖如圖6所示意（細節略）。

·河道內的生態需水的計算

河道內的生態需水的計算主要考慮的問題是維系河流湖泊水系的生態平衡的最小水量。主要考慮的方面有：

維持河湖水生生物生存的最小需水量；

維系城市人工生態環境景觀的最小需水量；

防止河流泥沙淤積所需最小徑流量；

防止河流水污染的最小水量；

防止海水入侵所需維持的河道最小流量；

防止河道斷流、湖泊萎縮所需維持的最小徑流量

通常需要通過流域水循環模擬、枯水分析后，在給出一定生態環境標準（或要求）下確定上述多個的最小流量組合的閾值（具體方法討論略）。

（3）水資源承載力評價指標及計算方法

水資源承載力評價指標的建立是水資源承載力研究中的另一個關鍵問題。核心是用什么指標體系反映“社會-經濟-環境”系統的發展規模與質量？目前，借鑒土地資源承載力的概念，采用在水資源可供給量所能維持生產的糧食產量的基礎上計算水資源承載力的方法顯然將問題過于簡化了[10]。

從目前的認識，水資源承載力評價指標的選取有不同的做法。例如，有人從定義出發直接選取可支持人口數量、工農業發展規模等人口和社會經濟發展指標作為衡量水資源承載力大小的依據[14]。也有人從水資源可供水量、需水量，可承載人口、社會、經濟技術發展水平和規模，水環境容量等方面綜合考慮建立水資源承載力評價指標體系，采用層次分析方法進行評價[15]。

本文建議，從水資源承載力的基本概念出發，通過水循環系統模擬，水資源評價、生態需水估算和社會經濟對水的需求分析，選取計算參數，主要有：對應不同保證率的水資源量，最小生態需水量，可利用水資源量，水資源需求量（包括人口需水，工業需水，農業需水，環境和其它需水等）；通過流域“社會-經濟-環境”系統的實際分析，確定水資源承載力評價指標體系，如水資源承載力的平衡指數（IWSD）等。運用本文提出的量化方法，獲得比較具體和實在的水資源承載力的度量結果，如維系現狀/目標水平的人口規模所需要最少水資源量，維系現狀/目標水平的經濟規模所需要的最少水資源量等。

總之，希望概念清楚，基礎扎實、評價方法簡單、可比性好。這方面研究工作需要在實際中發展和完善。

4．結語

水資源承載力的研究在我國雖然已有諸多研究課題和論述，但總的來說，已有的研究重點主要集中在對水資源承載力的評價與計算等方面，還沒有形成水資源承載力研究的成熟的理論和方法。筆者“拋磚引玉”。希望在其概念、新的理論與方法研究方面開展研討。幾點建議如下：

（1）加強學科交叉融合的研究

水資源承載力研究涵蓋了從理論到實證，從“水-生態-社會經濟”多學科基礎問題和可持續發展問題。從變化環境下的水文循環水資源演變規律到流域水文生態、植被耗水機理等微觀領域，從水文水資源科學到社會經濟科學、規劃科學等不同層次、不同學科的研究范圍，并以多目標決策分析方法、系統動力學方法、遙感與地理信息系統方法等作為技術手段，因此，迫切需要加強學科交叉融合的研究。

（2）技術方法的創新

目前制約水資源承載力研究的一個重要因素就是數據的獲取與分析處理。GIS在支持與水文和水環境有關的地理空間數據的獲取、管理、分析、模擬和顯示，以解決復雜的水資源、水環境規劃和管理問題方面顯示了其強大的功能[17]。水資源承載力研究必須突破陳舊的數據獲取與分析手段，充分利用現代先進技術，將地面水文觀測與空中遙感信息相結合，利用地理信息系統進行數值計算和模擬，并將現有水資源承載力數學模型方法與GIS集成，這是水資源承載力研究取得突破性進展的一個關鍵所在。

（3）研究領域的拓展

地域分異和空間格局歷來是地理學最重要的優勢研究領域，水土資源與社會經濟活動的空間配置狀況對水資源承載力有著極為重要的影響。因此，如何加強水資源承載力密切相關的區域合理配置研究，尤其是區域可持續發展是21世紀地理科學新的挑戰。它包括水土資源配置，上、中、下游的城市與產業合理布局，水源保護區區域范圍內的人口、產業布局等。將其納入水資源承載力研究的范疇，不但是水資源承載力研究的一個重要方面-水資源承載力區域差異研究的需要，也必將使水資源承載力研究成果對社會實踐具有更明確的指導作用，這是當前水資源承載力研究中極具潛力的一個研究領域。