區(qū)域水土資源承載力評價與預測分析

[摘 要] 本文以河北省為例，首先給出水土資源承載力的概念，然后對河北省水土資源現狀及水土資源承載力的主要影響因素進行分析，從而建立起水土資源承載力的評價指標體系，并采用層次分析法對各評價指標權重進行確定，最后采用系統動力學方法給出河北省水土資源承載力的動態(tài)評價預測結果。

[關鍵詞] 河北省 水土資源承載力 評價指標體系 層次分析法 系統動力學

水土資源承載力可以理解為:某一地區(qū)的水土資源在一定的時期、一定的生活水平和一定的生產技術條件下，以可持續(xù)發(fā)展為準則，以維護生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)為前提，通過水土資源合理配置后所能承載的人口數量以及對該地區(qū)社會經濟發(fā)展的最大支撐能力。

一、河北省水土資源現狀

河北省位于華北地區(qū)的東南部，地貌類型多樣，耕地是河北省比重最大的土地類型。2006年河北省年末實有耕地面積588.25萬hm2，人均耕地僅為1.3畝，繼續(xù)呈遞減態(tài)勢。隨著城市化和工業(yè)化的進行，大量優(yōu)質耕地將繼續(xù)被非農業(yè)建設用地取代。河北省又是一個水資源極度匱乏的區(qū)域，2006年水資源總量108.74億m3，人均水資源量為157m3，遠遠低于聯合國最低警戒線1500m3，水資源不管在總量還是人均方面都相對緊缺。在這種情形下，我們有必要重新反思我們的經濟發(fā)展戰(zhàn)略，理清經濟發(fā)展和資源、環(huán)境的關系，對河北省的水土資源承載力進行進一步深入細致的分析、計算、預測與評價，這也是本文的研究目的所在。

二、影響因素分析

河北省水土資源系統是一個涉及資源、環(huán)境、社會、經濟等諸多方面的復雜而又相互聯系的有機整體，其內部結構復雜、各子系統聯系密切，系統內部各要素間也存在著相互促進、相互制約的反饋關系。本文從經濟發(fā)展、人口發(fā)展、社會政策制度和科學技術四個方面出發(fā)考慮，各選取河北省1995年～2006年間影響耕地資源和水資源開發(fā)利用的12個相關因素作為序列數據（見表1和表2），通過灰色關聯度分析，判斷影響河北省水土資源開發(fā)利用的主要影響因素。

分別選取耕地面積和水資源供水總量作為母因素，各影響因素作為子因素，以年為時間單位，取1995~2006年12年的統計數據為數據系列，分別求出耕地面積與水資源各子因素與母因素的關聯度R1和R2。

在河北省水土資源影響因素的灰色關聯度分析中，計算出的關聯度

R1=（r1，r2，r3，r4，r5，r6，r7，r8，r9，r10， r11，r12）

=（0.64，0.72，0.89，0.90，0.66，0.94，0.94，0.55，0.74，0.91，0.84，0.88）

R2=（s1，s2，s3，s4，s5，s6，s7，s8，s9，s10， s11，s12）

=（0.67，0.75，0.92，0.93，0.68，0.75，0.94，0.81，0.87，0.80，0.72，0.95）

根據計算的關聯度R的大小綜合比較，可看出，各因素按照與水土地資源開發(fā)利用的“密切”程度排序，首先是人口，然后是科學技術，再次是經濟，最后是社會政策制度。

三、評價指標體系的建立

水土資源承載力評價指標體系是決策者進行承載力計算和評價、預測的依據。根據以上對水土資源承載力的影響因素分析，結合河北省實際情況，將水土資源承載力指標分為由總體層、系統層以及指標層構成的層次體系結構（見圖）。

1.總體層:代表水土資源承載力的總體態(tài)勢。該指標值即為我們最終求得的水土資源綜合承載力，它對識別和跟蹤診斷當前河北省水土資源-社會經濟系統是否處于可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)提供重要依據。

2.系統層:系統層從水資源支撐系統(B1）、土地資源支撐系統(B2)和社會經濟技術支撐系統(B3)三個層面進行評價。其中，B1 和B2分別為一定區(qū)域內能支撐社會經濟發(fā)展和維系良好生態(tài)環(huán)境的水資源系統和土地資源系統，它們一起構成水土資源承載力研究中的承載體；B3是在一定水土資源條件下可支撐的社會經濟發(fā)展規(guī)模、結構和水平，它是水土資源承載力研究中的被承載體。

3.指標層:指標層選取了12個可測量、可比較、可獲得的指標，由C1，C2，…，C12構成，它們組成了評價指標體系最基層的要素。各指標含義不再詳述。

四、承載力評價與預測

1.承載力計算與評價模型

本文對于每個評價指標在承載力計算中的取值都在0～1之間，可以把這個無量綱化后介于0～1之間的指標值稱為指標承載度。因此，可以預見水土資源承載力的綜合評價值也是介于0～1之間的，并且越大越好。

水土資源承載力的計算模型為： 。

式中，E——綜合承載力的大小；Ei——第i個指標的承載度；Wi——第i各指標的權重；m——指標的數目。

2.指標權重的確定

本文采用層次分析法確定各指標的權重 ，由層次分析軟件輸出層次總排序各指標權重為：

Wi =(C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8，C9，C10，C11，C12)

=（0.127，0.045，0.24，0.036，0.101，0.19，0.035，0.072，0.015，0.042，0.055，0.042）

對層次總排序進行一致性檢驗：C.I.=0.005，R.I.=0.752，C.R.=0.007〈0.1，通過一致性檢驗。

3.承載力的計算與評價

將各指標納入水土資源承載力SD評價模型，利用系統動力學軟件計算得河北省水土資源綜合承載力

4.評價結果分析

由于水土資源承載力的取值范圍介于0～1之間，是個越大越好的指標，按照水土資源承載力的等級劃分原則可將其劃分為極差(0～0.2)，差(0.2～0.5)，一般(0.5～0.8)和好(0.8～1)四個等級。于是，從上述模擬計算結果可以看出，水資源承載力在0.25～0.45之間，承載力差；土地資源承載力在0.5～0.7之間，承載力為一般;社會經濟承載力在2008年以前為差，2008年以后為一般，且其承載情況一直呈上升趨勢;綜合承載力在2017年以前為差，2017年以后為一般。從總體來看，水資源承載力最差，土地承載力也不容樂觀，水土資源承載力均呈現出先下降后上升的趨勢，轉折點大致在2015年左右，之后的情形會有所好轉。但這里需注意的是，以上模擬均是在社會經濟技術發(fā)展運轉正常及社會政策有所保證的條件下的一種情形，是我們所能得到的一種最好情形。

五、結語

綜合以上分析可以看出，河北省水土資源承載力現狀不容樂觀，尤其是水資源承載力較低，這將是困擾河北省社會經濟發(fā)展的長期問題，必須從戰(zhàn)略高度給予足夠的重視。但同時，我們也可以從模擬中看出，河北省的水土資源承載力經過一定的調節(jié)是有望好轉的。因此，對于能夠改善水土資源承載力的一切可行措施，都要堅定不移的貫徹落實下去，這也是河北省社會經濟可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

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