基于博弈论‑TOPSIS‑灰色预测耦合模型的鄂尔多斯市水资源承载力评价

在快速发展的荒漠城市中，水资源限制为何重要

在内蒙古干旱的草原上，鄂尔多斯已成为中国重要的煤炭与能源中心之一。然而，这座快速增长的城市处于降雨稀少、蒸发强烈且生态脆弱的地区。支撑本文研究的是一个简单但关键的问题：在不将环境推向临界点的前提下，鄂尔多斯凭借现有及来自黄河的水资源，能够承受多少发展？

在干旱地区平衡增长与生存

鄂尔多斯位于黄河流域上游，年降雨量仅为150–400毫米，蒸发量则高出数倍。同时，它贡献了约17%的中国原煤产量，城市化率接近80%。高用水需求与脆弱环境的双重压力，使鄂尔多斯成为资源型城市如何在有限水资源下实现可持续发展的试验田。作者考察了城市的“水资源承载力”，即水资源在保持安全边界下支持人口、工业与自然生态的能力。

将多重线索汇聚为单一“健康”指标

为评估鄂尔多斯的水情，研究团队构建了由20个指标组成的评价体系，分为三大类：水资源（如水资源总量、用水量和再生水利用）、社会经济活动（如人口、国内生产总值与煤炭产量）和生态状况（包括绿地和河流健康）。由于各指标的重要性不同，需要赋予不同权重。传统方法要么过度依赖专家意见，要么纯粹依赖统计特征，两者都可能引入偏差。研究者把权重设置视为主观专家判断与若干数据驱动方法之间的一种“博弈”，利用博弈论寻求平衡妥协。该方法将权重的随机波动约削减了三分之一，避免了对显眼经济指标的高估，同时挽救了被低估但重要的指标，如再生水利用。

跨时空追踪变化

在这些优化权重的基础上，作者使用一种决策工具TOPSIS计算了2000年至2023年间鄂尔多斯各县级区域的年度水承载指数。该指数介于0到1之间，数值越高表示承载力越好。全市范围内，指数从0.33上升到0.64，研究期内年均增幅约为2.9%。早期呈现严重超载，但状况逐步改善至“可承受”水平。空间分布不均：沿黄河的东部地区得益于每年约2800万立方米的调水工程及密集的水利设施，较早进入安全区域；以荒漠和高耗水农业为主的西部地区仍然滞后，尽管到2023年也从长期超载至少转为“弱可持续”。

审慎乐观的远景预测

为展望未来，团队采用了适合短序列与不确定系统的灰色预测模型。以过去24年的指数值为输入，他们预测鄂尔多斯的总体水承载指数到2025年约为0.63，2030年约为0.77，2040年接近0.97——稳居“强承载”区间。统计检验表明模型误差总体较小，但作者也承认极端干旱或其他难以预测的冲击仍可能打断这一轨迹。结果表明，继续投资生态修复、再生水利用以及更智能的水资源配置，能够在城市经济演化过程中持续扩大安全边际。

对公众与政策的意义

对非专业读者而言，结论是令人放心但不可掉以轻心。鄂尔多斯已从水系统严重紧张的状态，向能够合理支撑人口、产业与生态的状态转变——前提是这些来之不易的成果得到巩固。研究所用的加权指标、状态评估与未来预测相结合的工具包，为地方与国家规划者提供了一种以水资源实际承载能力为依据设定人口、产业与土地利用合理上限的路径。对于其他面临气候变化与减碳目标压力的干旱、资源型地区，这种动态的“水预算”方法可助于确保经济繁荣不会以长期生态崩溃为代价。

引用: 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

关键词: 水资源承载力, 黄河流域, 鄂尔多斯市, 可持续水管理, 灰色预测模型