Ocena nośności zasobów wodnych w mieście Ordos na podstawie sprzężonego modelu Teoria gier–TOPSIS–prognoza szara

Dlaczego ograniczenia wodne mają znaczenie w rozwijającym się mieście na pustyni

W suchych stepach Mongolii Wewnętrznej Ordos stało się jednym z największych chińskich ośrodków węgla i energetyki. Jednak to szybko rozwijające się miasto leży w regionie o skąpych opadach, intensywnej parowaniu i delikatnych ekosystemach. Badanie opisane w tym artykule stawia proste, lecz kluczowe pytanie: ile rozwoju może utrzymać Ordos przy dostępnej wodzie — w tym tej dostarczanej z Żółtej Rzeki — bez przekroczenia punktu krytycznego środowiska?

Równoważenie wzrostu i przetrwania na suchym terenie

Ordos leży w górnych partiach dorzecza Żółtej Rzeki, z rocznymi opadami jedynie 150–400 milimetrów i parowaniem wielokrotnie przekraczającym tę wartość. Jednocześnie dostarcza około 17 procent surowego węgla Chin i ma poziom urbanizacji bliski 80 procent. Te podwójne naciski — wysokie zapotrzebowanie na wodę i wrażliwe środowisko — czynią z Ordos pola doświadczalne, jak miasta oparte na zasobach mogą rosnąć, nie wyczerpując ograniczonych zasobów wodnych. Autorzy badają „nośność zasobów wodnych” miasta, czyli miarę tego, na ile zapasy wody mogą wspierać ludzi, przemysł i przyrodę, pozostając w bezpiecznych granicach.

Przekształcenie wielu wskazówek w jedną ocenę stanu

Aby ocenić sytuację wodną Ordos, zespół zbudował system wskaźników złożony z 20 zmiennych pogrupowanych w trzy obszary: zasoby wodne (takie jak całkowita dostępność wody, zużycie i woda odzyskana), aktywność społeczno-ekonomiczna (np. liczba ludności, produkt krajowy brutto, wydobycie węgla) oraz warunki ekologiczne (w tym tereny zielone i stan rzek). Ponieważ różne wskaźniki mają różne znaczenie, należy im nadać wagi. Tradycyjne metody opierają się albo w dużej mierze na opinii ekspertów, albo wyłącznie na wzorcach statystycznych, co może zniekształcać wyniki. W tym przypadku badacze potraktowali ustalanie wag jako rodzaj „negocjacyjnej gry” między subiektywną oceną ekspertów a kilkoma metodami opartymi na danych, używając teorii gier do znalezienia zrównoważonego kompromisu. Podejście to zmniejszyło losowe wahania wag o około jedną trzecią i zapobiegło nadmiernemu przecenianiu efektownych wskaźników ekonomicznych, jednocześnie ratując niedocenione, ale istotne wskaźniki, takie jak wykorzystanie wody odzyskanej.

Śledzenie zmian w przestrzeni i czasie

Z wykorzystaniem tych udoskonalonych wag autorzy zastosowali narzędzie decyzyjne TOPSIS do obliczenia rocznego wskaźnika nośności wodnej dla każdego obszaru na poziomie powiatu w Ordos w latach 2000–2023. Wskaźnik mieści się w przedziale 0–1, gdzie wyższe wartości oznaczają lepszą nośność. Na poziomie miasta wzrósł on z 0,33 do 0,64 w badanym okresie, co odpowiada średniemu rocznemu przyrostowi o 2,9 procent. W początkowych latach obserwowano silne przeciążenie, ale warunki stopniowo poprawiały się do poziomu „dopuszczalnego”. Wzorzec jest nierównomierny: wschodnie obszary wzdłuż Żółtej Rzeki, wspierane przez projekty przesiedlenia/odprowadzania wody, które dostarczają około 28 milionów metrów sześciennych rocznie, oraz przez gęstą infrastrukturę wodną, szybciej weszły w bezpieczne rejony. Obszary zachodnie, zdominowane przez pustynię i wodochłonną gospodarkę rolną, pozostawały w tyle, choć one również przeszły od chronicznego przeciążenia do przynajmniej „słabej” zrównoważoności do 2023 roku.

Patrząc w przyszłość z ostrożnym optymizmem

Aby spojrzeć w przyszłość, zespół zastosował technikę prognostyczną zwaną modelem prognozy szarej, dobrze dopasowaną do krótkich serii danych i systemów obarczonych niepewnością. Wprowadzając dane z ostatnich 24 lat wartości wskaźnika, prognozowali, że ogólny wskaźnik nośności wodnej Ordos osiągnie około 0,63 w 2025 roku, 0,77 w 2030 i niemal 0,97 do 2040 roku — zdecydowanie w zakresie „silnej nośności”. Kontrole statystyczne wskazują, że błędy modelu są z reguły niewielkie, chociaż autorzy przyznają, że ekstremalne susze lub inne wstrząsy, trudne do przewidzenia, mogą zakłócić tę trajektorię. Wyniki sugerują, że dalsze inwestycje w odtwarzanie ekologiczne, wodę odzyskaną i inteligentniejsze alokacje mogą nadal poszerzać margines bezpieczeństwa miasta, nawet wraz z rozwojem jego gospodarki.

Co to oznacza dla ludzi i polityki

Dla osób niezajmujących się tematem przesłanie jest uspokajające, ale nie lekceważące. Ordos przesunął się z systemu wodnego pod silnym obciążeniem w kierunku takiego, który w rozsądny sposób może wspierać swoich mieszkańców, przemysł i ekosystemy — pod warunkiem że ciężko zdobyte osiągnięcia zostaną zachowane. Zestaw narzędzi zastosowany w badaniu, łączący ważone wskaźniki, ocenę stanu i prognozę przyszłości, daje lokalnym i krajowym planistom sposób ustalania realistycznych limitów dotyczących ludności, przemysłu i użytkowania terenu, zgodnych z faktycznymi możliwościami wodnymi. Gdy inne suche, bogate w zasoby regiony zmagają się ze zmianami klimatu i celami redukcji emisji, tego rodzaju dynamiczny „budżet wodny” może pomóc zapewnić, że dobrobyt ekonomiczny nie następuje kosztem długoterminowego załamania ekologicznego.

Cytowanie: Zhao, Y., Yin, H., Zhang, W. et al. Evaluation of water resources carrying capacity in Ordos city based on the Game Theory-Topsis-Grey Prediction coupling model. Sci Rep 16, 5782 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36754-1

Słowa kluczowe: nośność zasobów wodnych, dorzecze Żółtej Rzeki, miasto Ordos, zrównoważone gospodarowanie wodą, model prognozy szarej