水生態承載力概念辨析與指標體系構建研究

張 遠，周凱文,楊中文,張魯駿,任曉慶,3

(1.大連海洋大學 水產與生命學院,大連 116023;2.中國環境科學研究院 河流生態保護與修復研究室,北京 100012;3.南開大學 環境科學與工程學院,天津 300350)

隨著人類活動的加劇,自然資源過度開發和生態環境惡化等問題日益凸顯,引起了國內外研究者的廣泛關注[1-3],承載力(carrying capacity)是衡量人類活動與自然生態環境間相互關系的科學概念,最早可追溯至1798年Malthus人口論[4],近年來在資源、環境、生態等學科領域承載力研究方興未艾[5-8]。水系統與經濟社會系統存在著復雜的承載關系,經濟社會作為施壓主體從自然水系統(承壓客體)中開發利用水資源,并經過社會水循環過程向天然水體排污,導致水環境壓力[9-10]；另一方面,人類經濟社會活動又直接(生態修復、養殖、捕撈等)或間接(干擾水量、水質過程)地影響水生態健康狀態[11-12]。因此,隨著水生態問題日益凸顯,近年來水生態承載力已成為與水相關承載力研究的熱點。

總體而言,當前水生態承載力研究仍處于理論探索階段,尚未形成統一概念,其與水資源承載力、水環境承載力相互辨析不夠清楚,影響了水生態承載力指標體系的科學性及其在廣泛實踐中的應用。本文旨在調研前人研究進展的基礎上,科學辨析水生態承載力概念內涵,進一步構建水生態承載力指標體系。以期為水生態承載力科學研究奠定理論基礎,同時對水生態承載力的實施應用提供指導。

1 水生態承載力的發展進程

20世紀中后期,世界范圍內爆發了嚴重的資源環境危機,國外學者首先針對資源環境問題進行早期探索。在Hawden等[13]承載力研究的基礎上,威廉福格特[14]的著作《生存之路》針對資源環境過渡開發提出了區域承載力概念。20世紀70年代聯合國糧農與教科文等組織提出資源承載力概念并開展了關于土地承載力的研究[15]。同期,Bishop所著《區域環境管理中的承載力》中面向環境污染問題提出了環境承載力概念:“在維持一個可以接受的生活水平前提下,一個區域能永久承載的人類活動的強烈程度”[16]。由此“資源環境承載力”成為承載力研究的主要發展方向。水是支撐人類社會發展的關鍵要素之一,關于其承載力的研究一直為人們所關注。國內學者圍繞水承載力開展了大量工作,呈現出由水資源、水環境承載力向水生態承載力演替趨勢。

我國作為世界13個最貧水國家之一,人均水資源量僅為世界平均水平的四分之一[17-19],應對水資源短缺危機首當其沖成為研究者關注的重點。水資源承載力(water resources carrying capacity, WRCC)是承載力概念與水資源學的結合[20],國外研究者多將水資源承載力理念納入可持續發展中進行探討[21-25]。20世紀80年代,國內學者結合我國實際提出水資源承載力理論,探討了水資源承載力的概念和內涵,并提出一系列量化和評估方法[26-32]。近年來國外主要以“水足跡”(water footprint)[33]為代表,以探究水資源對人類社會活動的承載關系。

人類在攫取水資源的同時也通過生產生活過程向自然水系統排放污染物,導致水環境污染在水資源短缺危機基礎上進一步制約著人類社會的發展。20世紀90年代,在水環境問題日益窘迫的背景下,水環境承載力成為繼水資源承載力之后提出的又一新概念，水環境承載力雛形源于環境容量[34],其概念于1994年《我國新經濟開發區水環境規劃研究》報告中被正式提出[35]。此后我國學者陸續開展了水環境承載力理論探索[36-37]、量化評估[38-39]及應用驗證研究[40-41],并取得一系列研究成果。

水生態承載力是近年來針對水生態服務功能保護提出的新興科學概念?？紤]資源短缺、環境污染和生態退化的多重生態壓力,研究者提出了面向生態文明的生態承載力概念[42]。在其指引下,針對水生態系統的承載力研究被提上日程。水生態承載力是國內提出的面向水生態系統與經濟社會協調發展,涵蓋水量、水質、水生態綜合要素的承載力理念,將成為未來流域綜合管理的理論與技術支撐。為此,“十一五”以來國家水體污染控制與治理科技重大專項(水專項)特別針對水生態承載力設置研究任務,圍繞水生態承載力基礎理論、評價方法、調控技術等方面展開研究,并在其推動下涌現出了系列研究成果。2009年,李靖[43]最早在葉爾羌河流域水生態承載力評估中提出了水生態承載力概念。2009—2010年,水生態承載力在理論和評價方法上進行了初步創新和研究區驗證[44-46];2010年至今,水生態承載力在概念內涵、評價指標、評價方法等方面均取得一定進展[47-51]。

隨著研究的深入,諸多學者逐漸認識到水生態承載力是涉及多學科、寬領域、深層次的科學研究,且需圍繞水生態系統與人類經濟社會活動間的協同發展關系開展理論和技術體系建設,以支撐流域/區域水生態環境管理應用。2012年,國際“未來地球計劃”[52]和我國生態文明建設戰略的提出[53],勢必推動水生態承載力研究向科學化、系統化、實用化方向發展。當前,有必要夯實水生態承載力理論基礎,開展科學概念辨析和基礎指標體系構建,為全面推進水生態承載力研究進程奠定基礎。

2 水生態承載力的概念辨析

2.1 水生態承載力概念界定

不同研究者對水生態承載力認知各異。李靖[54]認為水生態承載力是：一定階段某一流域在滿足自身健康發展的前提下,在一定環境背景下所能支撐的社會經濟發展規模的閾值。譚紅武等[48]將水生態承載力定義為:在維持河湖生態子系統自身結構、功能一定程度的穩定及其所支持的社會經濟子系統可持續運行的前提下,社會經濟河湖復合生態系統所能支撐的一定技術水平下、一定生活水平的人類社會經濟規模的閾值。王西琴等[51]界定水生態承載力為：在維持水生態系統自身及其支持系統健康的前提下,基于一定的生態保護和承載目標,自然水生態系統所能支撐的人類活動的閾值。彭文啟[55]提出的概念是:在維持良好水生態狀況條件下水資源、水環境系統所能支撐的最大人口數量和經濟規模。李林子、傅澤強等[56]認為水生態承載力是：一定時間發展階段,在特定流域自然水生態系統健康不受損害的前提下,根據該階段的經濟效率和社會配置,復合水生態系統所能承載的最大經濟總量和人口數量。

基于以上概念,分析認為當前水生態承載力概念存以下不足。

2.1.1 水生態內涵體現不足 當前水生態承載力概念多來自于對水資源承載力和水環境承載力概念的拓展,只是簡單將水生態健康作為承載力的內涵,而并未充分體現水生態系統的功能特性。水生態系統[57],是由水生生物群落與水環境相互制約,通過物質循環和能量流動,共同構成的具有一定結構和功能的動態平衡系統。水生態系統功能特性主要指其生態服務功能,包括水生態系統自身維持功能和社會服務功能[58]。近年來,人類活動加劇導致水生態系統全方位受損,迫切需要人們從生態服務功能完整性保護角度來看待承載力問題。因此，水生態承載力應該體現水生態系統在維持自身健康穩定基礎上向人類社會提供服務的能力。

2.1.2 承載主客體不明確 當前水生態承載力概念中承載主體不一,主要包括水資源系統、水環境系統[55]、水生態系統[51, 59]、社會經濟河湖復合生態系統[48, 56]等。其次,承載客體較為局限,研究者多將人口和經濟規模作為承載對象,未科學體現水生態承載力的作用對象?；诟拍钪谐休d主客體混淆不清問題,需要從水生態系統與人類社會間承載關系出發,科學界定承載主客體。

2.1.3 承載力量化標準不一 因承載主客體混淆不清,水生態承載力量化標準仍不統一,當前主要是以社會經濟規模發展閾值[43]、最大人口數量和經濟規模[60-61]等表征量化水生態承載力。筆者認為，水生態承載力是水生態系統自身的能力屬性,以社會經濟要素量化承載力科學性不足,需在科學界定承載主客體的基礎上,確定量化標準。

綜上分析,筆者認為水生態承載力是:在一定發展階段,一定技術水平條件下,某空間范圍內的水生態系統在維持自身結構功能長期穩定、水生態過程可持續運轉的基礎上,具有為人類社會活動提供生態服務產品的能力。水生態承載力是水生態系統自身服務功能的外在表現,承載力的大小則可由水生態系統產品和服務供給能力表征,水生態系統產品和服務也一定程度上受到人類活動的影響。承載關系表現為：水生態系統為人類社會活動提供水生態服務產品;承載主體是某空間范圍內的水生態系統,承載客體是相應空間范圍內的人類社會活動;承載力量化標準則是水生態服務能力或者價值。

2.2 水生態承載力內涵分析

20世紀50～70年代,早期研究者針對生態系統破壞及服務功能喪失等問題開展了系列生態系統服務研究[62-67],水生態系統服務是生態系統服務的重要組成部分,也是水生態承載力的內涵核心,有必要圍繞水生態服務功能系統辨識水生態承載力內涵。Daily和歐陽志云將水生態系統服務功能定義為,水生態系統及其生態過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用[58, 66]。張誠等[68]認為水生態系統服務功能是基于水文循環及其伴生過程的生態系統為人類社會提供的直接或間接生態經濟服務功能。結合生態系統功能特性,研究者對眾多水生態系統服務功能開展了分類梳理。郝弟等[69]綜述了千年生態系統評估(MA)[58]、供需平衡[70]及生態系統最終服務[71]3種水生態系統服務功能分類體系?；谒到y服務功能體系以及水生態系統對人類社會需求的承載關系,筆者認為水生態承載力包含水資源、水環境、水生態和水安全4個方面的內涵。

2.2.1 水資源內涵——水資源稟賦、水資源利用 水量過程是保障水生態系統健康發展的基本條件,一方面通過生態流量過程維系水生生物的生存與繁衍;另一方面又向人類社會活動提供水資源產品,即為水資源供給[70]。水資源供給是水生態系統服務的重要組成,也是水生態承載人類社會活動的重要支撐點,表現為水生態系統以水文過程為基礎形成可利用的水資源存量以支持人類水資源開發利用活動的用水需求。因此,水生態承載力的水資源內涵主要體現在水資源稟賦和水資源利用兩方面。水資源稟賦指水資源供給服務的存量基礎；水資源利用則是水資源供給服務的對象。

2.2.2 水環境內涵——水環境納污、水環境凈化 適宜的水環境質量是維持水生態系統健康發展的必要條件,也是水生態系統的良性營養物質循環[72]狀態的體現。水生態系統自身物質循環也受到人類社會活動的干擾,特別是人類生產生活向水體中排放污染物質的過程。面向人類社會排污的需求,水生態系統的水環境服務功能[69]起到重要支持作用:一方面,水生態系統提供了人類社會所排放污染物質的收納場所,承接了社會經濟系統的環境壓力;另一方面,水生態系統通過物理、化學以及生物過程降解凈化接納的污染物質,以維持水生態系統的良性物質循環[73]?？芍?水生態承載力的水環境內涵表現為水環境納污和水環境凈化兩方面。

2.2.3 水生態內涵——生境提供、生物保育 水生生物群落是水生態系統的核心組成,通過與非生物環境相互作用、相互制約達到水生態系統的動態平衡[74]。生物保育狀況是表征水生態系統健康的關鍵指標,同時也受到生物群落賴以生存的生境狀態的影響。水生態系統具有生境提供功能[58],通過提供支持水生生物棲息和繁衍的物理空間、水文情勢、植被覆蓋、水質條件等,保障了水生動植物的群落結構穩定和持續發展,進一步表現出生物保育功能[75]。然而,人類活動加劇(如水利工程建設、圍湖造田、過度捕撈等)直接使得水生生境被擠占破壞、水生生物多樣性減少,導致水生態退化,又間接影響其他水生態系統服務功能(如水產品提供、水環境凈化等)。因此,水生態系統從生境提供和生物保育兩方面表征了對人類社會活動壓力的響應,集中體現了水生態承載力的水生態內涵。

圖1 水生態承載力內涵圖Fig.1 Connotation chart of hydro-ecological carrying capacity

2.2.4 水安全內涵——調蓄安全、用水安全 水安全[76],指一個國家或地區生存發展所需的有量與質保障的水資源、能可持續維系流域中人與生態環境健康、確保人民生命財產免受水旱災害與水環境污染等損失的能力,主要涉及到供水安全、防洪安全等。從水生態系統服務角度,與水安全相關的生態服務功能主要包括調蓄洪澇、滯留泥沙等服務功能[77]?？傊?筆者認為水生態承載力的水安全內涵主要涉及調蓄安全和用水安全兩方面。調蓄安全與水生態系統的調蓄洪澇服務功能相聯系,指水生態系統通過濕地、森林等對水文過程的調蓄作用,抑制水旱災害,保障人民生命財產安全。用水安全主要關注水生態系統的水資源供給服務對人民生活飲用水的水量水質滿足程度,以保障區域基本生活用水安全需求。

2.3 水生態承載力與水資源承載力、水環境承載力的對比分析

筆者從目標、承載主客體、內涵、指標、方法和研究區特點方面對比分析了三者間的區別與聯系(表1)。

水生態承載力是以水生態系統服務為核心對水資源承載力和水環境承載力的延伸和拓展,主要表現為:①在管理目標方面,水生態承載力以保障系統健康可持續為目標,考慮了水生態系統秩序,是由關注水資源量和水環境質量向維持水生態系統良性發展轉變。②水生態承載力的內涵不僅涵蓋了水生態系統對人類社會的水資源供給能力、水環境對排污的容納和凈化能力,還包括水生態維持、水安全調蓄等服務能力。水資源承載力和水環境承載力并不能完整體現水生態服務功能,僅分別從水資源量和水環境質量單方面表征。使得水生態承載力的承載主體——水生態系統的外延大于水資源系統和水環境系統。③在指標方面,水生態承載力從系統性角度圍繞水生態系統健康及其對人類經濟社會提供服務的角度綜合建立指標體系,較水資源承載力和水環境承載力指標更能體現流域/區域水生態環境對人類經濟社會的綜合支撐作用。

表1 水生態承載力與水資源承載力、水環境承載力的對比分析

Tab.1 Comparative analysis of hydro-ecological carrying capacity, water resources carrying capacity and water environment carrying capacity

辨析內容 目標 承載主客體 內涵 評價指標 評價方法 主要應用區域 水資源承載力面向水資源可持續利用(量)主體:水資源系統客體:人口數量、經濟規模水資源系統的水資源最大可開發利用量對人類社會需水的供給能力。突出水資源供給對人類生產、生活的支持能力。以指標綜合法為主,其他主要涉及多目標優化法、生態足跡法、系統動力學法。干旱與半干旱人類過度開發利用區域及城市[78-80]水環境承載力維持水環境功能(質)主體:水環境系統客體:人口數量、經濟規模水環境系統的環境容量對人類社會生產生活排污的支撐能力。側重水環境對經濟社會排污的容納與凈化功能。以指標綜合法為主,近期多采用系統動力學法。城市及城市群、點源、面源污染嚴重地區[81-83]水生態承載力保障水生態系統健康(序)主體:水生態系統客體:人類社會活動水生態系統能為人類社會活動(用水、排污、生態需求、安全需求)提供服務的能力。注重水生態系統健康及其對人類經濟社會提供服務。以系統綜合模擬評價為主(系統動力學法),以及生態足跡法等。人類社會不合理的水資源開發利用、污染排放等影響下導致水生態退化的區域[84-85]

此外,水生態承載力與水資源承載力和水環境承載力在評價方法和研究區方面也有所區別?；谖墨I調研,水資源承載力和水環境承載力研究起步相對較早,通過頻度分析發現兩者研究中采用的評價方法以指標綜合法[86-89]為主,相關文獻占比分別為60%和57.4%。這主要因指標綜合法計算簡便、操作性強,使之受到研究者的青睞。然而,評價指標的選取是影響指標綜合法評價的關鍵。隨著研究者對水資源、水環境系統性認識加強,其他關注系統要素間互饋響應關系的評價方法也大量應用與水資源承載力和水環境承載力研究中,如多目標優化法[90-92]、系統動力學法[93-94]等。水生態承載力相比于水資源承載力和水環境承載力更加強調研究水生態人類社會復雜系統間動態互饋影響關系,具有巨系統、多要素、動態互饋等特性。系統動力學法因具有處理非線性、高階次及多重反饋復雜系統問題的優勢被廣泛用于水生態承載力動態模擬評估研究中[95-96](文獻占比47.4%)。然而,系統動力學法主要以經驗公式描述系統要素互饋關系,缺乏物理機制,對研究區下墊面水生態過程模擬不足，僅靠系統動力學模型無法全面支撐水生態承載力綜合模擬評估。此外,因面向的管理目標與內涵的不同三者在研究區方面各有側重。水資源承載力研究集中于干旱與半干旱、水資源過度開發地區,水環境承載力研究主要涉及人口產業規模大的環境污染嚴重地區;而水生態承載力研究則更加關注在水質水量雙重脅迫下水生態退化區域。

3 水生態承載力指標體系構建

指標體系是水生態承載力定量評價的關鍵,水生態承載力指標體系構建需以其概念內涵為基礎,前人因概念和認知的差異所構建的指標體系不盡相同[61, 97-98]?；谒鷳B承載力最新概念內涵,圍繞水生態系統服務功能特性,初步構建相應指標體系,以期為未來水生態承載力定量評價提供支撐(圖2)。具體構建流程如圖2所示。

圖2 水生態承載力指標構建流程Fig.2 Flow chart of hydro-ecological carrying capacity

1)指標層級框架確定:承載力指標框架多采用多層級形式,主要可分為:壓力-狀態-響應(PSR)框架[99-101]、目標-準則-指標層框架[45, 102-104]及壓力-支持力關系框架[105-106]。綜合考慮各種指標框架的解釋度和實用性,選擇目標-準則-指標層級關系框架建立水生態承載力指標體系。其中,目標層變量為水生態承載力;基于水生態承載力內涵,準則層以水資源、水環境、水生態、水安全4方面構成,分別由水資源稟賦指數、水資源利用指數、水環境納污指數、水環境凈化指數、水生生境指數、水生生物指數、調蓄安全指數、用水安全指數8個子項表征。

2)指標初選:在確定的目標準則層框架下,通過3個方面獲取相應備選指標:承載力研究文獻調研、管理部門頒布的相關指標[61]以及水專項研究成果。經初步收集,共計獲得相關指標1 588個。其中,調研相關期刊論文1 287篇,獲得了相關指標1 365個;收集國家或地方管理應用指標144個和國家水專項關于水生態承載力的推薦指標79個。為避免重復將相應指標開展冗余剔除處理,并開展指標頻度統計分析。依據與準則層各子項的相關性且參考頻度分析結果,綜合評判初步選取了197個備選指標。備選指標中,水資源稟賦相關指標包括人均水資源量、年降水量、水資源可利用量、水資源開發利用率等;水資源利用相關指標包括萬元GDP用水量、單位面積灌溉用水量、萬元工業產值耗水量、用水總量控制紅線達標率等;水環境納污相關指標包括單位工業產值COD排放量、單位工業產值氨氮排放量、農業總氮排放強度、城鎮生活污水總磷排放強度等;水環境凈化相關指標包括水環境質量指數、斷面優于Ⅲ類水質比例、畜禽養殖污水處理率等;水生境相關指標包括河流棲息地質量綜合指數、林草覆蓋率、棲息地面積、水體富營養化指數、水生生物適宜棲息地面積滿足率等;水生生物相關指標包括生物多樣性指數、魚類完整性指數指數、藻類完整性指數、底棲動物完整性指數等;調蓄安全相關指標包括水文調節功能指數、生態受大壩影響程度、供水保證率等;用水安全相關指標包括集中飲用水水源地達標比例、地下水超采率等。

3)指標精選:基于備選指標,兼顧指標普適性、科學性、可量化性、可比性[61, 107]等選取原則,結合國家“三線一單”管控需求[108]和地方應用驗證以及專家經驗判斷,精選得到18個水生態承載力推薦指標。最終構建提出水生態承載力推薦指標體系,包括3個水資源類指標、6個水環境類指標、7個水生態類指標和2個水安全類指標(如表2所示)。

4 科學問題及展望

作為地理學、生態學、資源環境科學等領域的研究熱點之一,水生態承載力研究不僅是關注水生態系統承載極限的科學命題,同時是具有廣泛實踐價值的人類經濟社會與水生態系統協調發展的管理議題,甚至是涉及人水關系、關乎人類命運的哲學問題?；诋斍把芯窟M展,圍繞基礎理論、技術方法和應用實踐3方面提出水生態承載力研究中的關鍵問題,并展望相應研究方向。

1)水生態承載力基礎理論體系亟待建立與完善。水生態承載力基礎理論主要由水資源承載力和水環境承載力衍生而來,而前人對水生態承載力概念內涵認識不清、量化標準不一,導致水生態承載力研究缺乏統一的科學基礎,尚未建立科學的基礎理論體系。本文通過概念辨析,圍繞水生態系統服務功能提出了水生態承載力最新概念內涵,為其理論體系建立奠定了基礎?？紤]水生態承載力的系統性、綜合性、動態性、可調性等特征,未來急需加強水生態系統服務與人類社會活動間相互作用機制研究,以期建立科學統一的集水生態承載力概念內涵-指標體系-量化評價-預測預警-優化調控于一體的理論體系。

2)水生態承載力量化評價與優化調控技術方法尚待完善與突破。水生態承載力涉及流域水生態-社會經濟耦合復雜系統,承載力影響要素繁多,構建科學系統的水生態承載力指標體系是支撐承載力量化評價與優化調控的前提和關鍵。當前指標的篩選多從定性分析出發,定量化的指標敏感性分析較少,使得指標體系代表性和可操作性不強。其次,水生態承載力的量化評價以評價承載狀態為主,缺乏科學量化流域/區域水生態承載能力的技術方法。在水生態承載力調控方面,多關注產業結構等單一要素對承載力的影響,缺乏從流域水生態-社會經濟復合系統性角度綜合研討產業結構、土地利用、生態修復、水文調節等方面調控要素的影響。針對以上問題,考慮水生態承載力的時空差異性,有必要選擇多種典型研究區,進一步完善水生態承載力指標閾值確定和篩選,以及承載能力量化評價技術方法;同時,結合流域模型、系統動力學模型、優化模型、GIS與遙感技術等,開展水生態承載力單要素調控潛力評估和多要素綜合優化調控研究,突破水生態承載力綜合模擬預測與優化調控關鍵技術。

3)推動水生態承載力評價與監測預警技術的標準化與管理應用。水生態承載力作為衡量水生態系統與社會經濟協同發展關系的科學概念,對指導流域/區域水生態環境管理具有重要實踐應用價值。未來需在理論方法探索和實證研究相結合的基礎上,考慮技術方法的可操作性和實用性,建立水生態承載力評價與監測預警標準規范;同時,在國家生態文明先行示范區或水生態壓力突出或敏感區(如長江經濟帶)開展水生態承載力評價與監測預警示范,建立動態評價與監測預警系統,并與管理業務有機銜接,支撐流域/區域水生態環境管理方案制定、生態補償、干部責任績效考核等監管機制落實,促進水生態承載力研究向標準化、數字化、系統化轉變,并全面服務于水生態環境管理部門的業務化管理應用。

注:式(B1-2-1)中折純量是指將氮肥、磷肥、鉀肥分別按含氮、含五氧化二磷、含氧化鉀的百分之百成份進行折算后的數量。復合肥按其所含主要成份折算。折存量為實物量與某種化肥有效成分含量的百分比之積。

式(B1-2-1)中,畜禽總量為當年的存欄數+出欄數。不同類型畜禽根據產物量按如下系數統一折算成豬:1頭牛=10頭豬=25頭羊=150只禽類

式(C1-4)中常數100的選取依據:在流經農田及林地的河流上,修建攔河閘(壩)作用為防洪、灌溉、防澇等,布置間距從數十公里甚至上百公里不等;在流經城鎮或周邊的河流上修建攔河閘(壩),既考慮防洪、供水等因素,又考慮水生態、水環境、水景觀等因素,布置間距從幾公里～十幾公里。

式(D1-1)中F:土地生態功能調整系數分為:林地(45.0～99.9)、園地(97.5～99.8)、耕地(99.2～99.9)、草地(99.2～99.9)、建設用地(3.0～8.1)、荒漠與裸露地表(15～28)、水域(200～500)。

5 結 論

本文通過文獻調研,回顧了水生態承載力研究歷程,針對其概念內涵不清、指標不明晰的問題,開展了水生態承載力概念辨析和指標體系構建研究,并就未來水生態承載力研究關鍵科學問題進行了展望。主要結論如下:

1)通過概念辨析提出了基于生態系統服務的水生態承載力概念內涵。通過剖析前期概念問題和水生態系統特性及其對人類社會活動的承載關系,將水生態承載力概念定義為:在一定發展階段,一定技術水平條件下,某空間范圍內的水生態系統在維持自身結構功能長期穩定、水生態過程可持續運轉的基礎上,具有為人類社會活動提供生態服務產品的能力。此概念強調維持水生態系統服務功能,外延大于水資源承載力和水環境承載力,主要包括水資源、水環境、水生態和水安全4個方面內涵,體現了承載力理論和水生態系統服務功能的科學結合。

2)提出了圍繞水生態系統服務功能特性的水生態承載力指標體系?；谀繕?準則-指標層級框架,構建了水生態承載力推薦指標體系,包括3個水資源類指標、6個水環境類指標、7個水生態類指標和2個水安全類指標。該指標體系可為水生態承載力評估預警與優化調控及相應管理應用提供參考。

3)指出了水生態承載力基礎理論、技術方法和應用實踐的關鍵問題與研究方向。未來亟需加強水生態系統服務與人類社會活動間影響機制研究,建立水生態承載力理論體系;從水生態-社會經濟復合系統性出發,突破水生態承載力量化評價與優化調控技術方法;需推動水生態承載力評價與監測預警技術的標準化與業務化應用,支撐流域/區域水生態環境管理。