湖泊生态承载力研究

1 引言

随着人口和经济的快速增长，伴随产生了环境污染、生态破坏和资源枯竭等一系列环境

问题，且无节制扩张影响着生态系统的结构和功能，制约区域的可持续发展.可持续发展是

国家发展战略目标的选择，而生态承载力正是可持续发展评价和研究的核心之一，因此，相

关研究倍受国内外学者的关注.承载力的概念源于力学，1921 年，Park 和 Burgess 首次将承

载力引入人类生态学领域，以描述一定的基础资源所能支持的某种个体存在数量的最高极限.

随着人类活动范围的拓展，承载力的内涵逐渐从环境或资源承载力扩展到生态承载力，生态

承载力代表生态系统的整体水平特征，描述了包括人类在内的复合生态系统的资源与环境的

可持续供给与容纳能力，强调生态系统的完整性、协调性和稳定性，以寻求其动态平衡临界

点.但由于生态系统的高度复杂性和非线性，如何定量评价和动态模拟生态承载力成为目前

研究的难点与重点.

目前，国内外针对生态承载力的评价方法主要有植被净第一性生产力法、生态足迹法、

供需平衡法(王中根等，1999)、综合指标评价法等.其中，植被净第一性生产力法、生态足

迹法、供需平衡法简化了生态过程，难以体现复杂系统的非线性特征和动态机制，具有很大

的局限性.综合指标评价法虽然可以体现复杂系统的特征，但需要计算大量数据，精度依赖

于人的判断，因而应用受到很大限制.许多生态承载力评价研究中权重的确定主要依赖专家

经验，带有强烈的主观性，而且不能揭示生态承载力的作用机理和动态演化，难以有效预测

生态承载力的发展，具有很大的局限性.因此，本文拟以复杂系统观点构建生态承载力评价

方法，引入信息熵来描述生态承载力，建立各组元耦合的信息结构网络，依据最大信息熵原

理(MIEP)导出描述生态承载力的评价参数ξ及其演化动力学方程，构建一个新的生态承载力

动态评价模型.该评价方法更加注重复杂系统的耦合性和鲁棒性，可以克服上述传统评价方

法的不足，从本质上反映生态承载力的发展演化，使生态承载力的研究进一步向动态预测迈

进.

作为我国重要的经济区，洞庭湖生态经济区的经济、社会和环境的协调发展一直是各界

的关注焦点.因此，本文依据生态承载力的内涵建立洞庭湖生态经济区生态承载力评价指标

体系，通过 MIEP 推导其生态承载力演化的动力学方程，揭示其生态承载力的动态演化，以

更加科学地评价洞庭湖生态经济区生态承载力状况，为管理决策者提供一定的依据与指导，

这对于实现洞庭湖生态经济区的可持续发展也具有重要意义.

2 基于信息熵的生态承载力评价模型(The evaluation model of ECC based on MIEP) 2.1

评价指标体系

生态系统是一个复杂的巨系统，包含着复杂的生态环境结构、经济结构及社会结构，评

价指标不仅要描述区域生态系统的状态，还要能反映整个系统的动态特征(Repetti et al.，

2006).