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基于系统动力学模型的钦州港生态承载力仿真预测冯琪蒋惠园谢云云闫松银【摘要】为改善钦州港生态环境促进区域协调发展分析钦州港生态承载状况及未来发展态势运用系统动力学对钦州港生态承载力进行仿真研究测度其相关指标的承载力指数在此基础上引入多情景模拟对比钦州港在不同发展模式下的生态承载状况。仿真结果表明：协调发展模式下的能源、水资源承载力指数略高于资源环境保护模式下的数值但氨氮、化学需氧量、二氧化硫和氮氧化物承载力指数达到最优绿色GDP增速最快未来发展态势相对最好。对钦州港的可持续发展提出加强环境污染防治、提高资源利用效率等建议。【关键词】交通运输经济;生态承载力;系统动力学;钦州港;多情景分析0引言钦州港作为中西部地区的出海口其经济地位越来越显著不仅是钦州市经济发展的龙头也是实现该区域协调发展的关键。但随着钦州港货物吞吐量不断增加、港区规模逐渐扩张钦州港生态系统面临巨大威胁不利于港口的可持续发展。在此背景下借助系统动力学模型和多情景分析方法对钦州港生态承载力进行仿真研究通过模拟生态环境变化趋势精确预测港口未来发展态势。本研究不仅拓展了生态承载力理论的研究范畴丰富了生态承载力理论体系还可为钦州港可持续发展提供政策建议具有重要的理论意义和现实价值。目前港口生态承载力的研究尚处于起步阶段如：张凤娇[1]从环境纳污能力、资源供给能力、人类支持能力等3个方面建立港口生态承载力评价指标体系将系统动力学与状态空间法相结合构建复合评价模型研究某港区生态承载力发展趋势;郭子坚等[2]选取社会经济、生态环境和港口资源等多层面评价指标从港口生态供需关系的角度引入生态承载力供需平衡指数构建系统动力学模型对港口生态承载状况进行评价。综合来看目前对港口生态承载力的定义和影响因素尚未达成定论亦未形成完整的理论体系和成熟的研究方法且较多使用指标体系法等静态评价模型。本文采用系统动力学模型测度钦州港生态承载状况揭示海港生态系统过程机制及发展机理体现港口生态系统在时间和空间尺度上的变化特点具有一定的创新性。1钦州港生态承载力系统动力学分析1.1确定指标结合区域生态承载力概念与钦州港发展实际界定钦州港生态承载力内涵即钦州港在满足一定条件下维护自身良好发展的能力、其生态系统对港口作业所产生污染物的容纳能力和支撑钦州市人类社会经济活动的能力。港口生态承载力供需平衡指数（ECCI）是港口生态需求量与生态容量之间的比值反映港口生态需求与供给的关系计算公式为Ek=dk/ck（1）式中：Ek为第k个因素的生态承载力供需平衡指数;dk为第k个因素的需求量;ck为第k个因素的容量或供给量k=12…n。由式（1）确定钦州港氨氮（NH3-N）承载力指数、能源承载力指数等相关因素的承载力指数。基于ECCI的钦州港生态承载力分级评价标准见表1。从社会经济、港口资源和生态环境等3个层面确定测度钦州港生态承载力的指标其中：社会经济层面的测度指标为绿色GDP用来衡量对人类的支持能力;港口资源层面的测度指标为能源承载力指数和水资源承载力指数用来衡量港口维持自身发展的能力;生态环境层面的测度指标为NH3-N承载力指数、化学需氧量（COD）承载力指数、二氧化硫（SO2）承载力指数和氮氧化物（NOx）承载力指数用来衡量港口生态系统的纳污能力。1.2构建SD模型（1）系统流图。根据系统分解协调原理钦州港生态系统可解构为3个子系统其中：社会经济子系统为钦州港发展提供资金支持和社会保障是系统的发展动力;港口资源子系统为钦州港的生产活动提供资源和基础设施等是系统的物质基础;生态环境子系统为人类活动和港口生产提供空间是系统的空间支持。为了定量描述钦州港生态系统发展机制设定一系列状态变量、辅助变量、表函数等来构建SD模型（图1）。（2）主要变量及方程式。钦州港生态承载力系统动力学模型的主要变量说明和主要方程式见表2和表3。通过资料收集、软件计算、专家咨询等方式确定相关参数。资源消耗量和单位货物吞吐量污染物产生量由广西北部湾国际港务集团有限责任公司和钦州海事局