区域水土资源承载力评价与预测分析.doc

摘 要 本文以河北省为例，首先给出水土资源承载力的概念，然后对河北省水土资源现状及水土资源承载力的主要影响因素进行分析，从而建立起水土资源承载力的评价指标体系，并采用层次分析法对各评价指标权重进行确定，最后采用系统动力学方法给出河北省水土资源承载力的动态评价预测结果。 关键词 河北省 水土资源承载力 评价指标体系 层次分析法 系统动力学 水土资源承载力可以理解为:某一地区的水土资源在一定的时期、一定的生活水平和一定的生产技术条件下，以可持续发展为准则，以维护生态环境良性循环为前提，通过水土资源合理配置后所能承载的人口数量以及对该地区社会经济发展的最大支撑能力。 一、河北省水土资源现状 河北省位于华北地区的东南部，地貌类型多样，耕地是河北省比重最大的土地类型。2006年河北省年末实有耕地面积588.25万hm2，人均耕地仅为1.3亩，继续呈递减态势。随着城市化和工业化的进行，大量优质耕地将继续被非农业建设用地取代。河北省又是一个水资源极度匮乏的区域，2006年水资源总量108.74亿m3，人均水资源量为157m3，远远低于联合国最低警戒线1500m3，水资源不管在总量还是人均方面都相对紧缺。在这种情形下，我们有必要重新反思我们的经济发展战略，理清经济发展和资源、环境的关系，对河北省的水土资源承载力进行进一步深入细致的分析、计算、预测与评价，这也是本文的研究目的所在。 二、影响因素分析 河北省水土资源系统是一个涉及资源、环境、社会、经济等诸多方面的复杂而又相互联系的有机整体，其内部结构复杂、各子系统联系密切，系统内部各要素间也存在着相互促进、相互制约的反馈关系。本文从经济发展、人口发展、社会政策制度和科学技术四个方面出发考虑，各选取河北省1995年2006年间影响耕地资源和水资源开发利用的12个相关因素作为序列数据（见表1和表2），通过灰色关联度分析，判断影响河北省水土资源开发利用的主要影响因素。 分别选取耕地面积和水资源供水总量作为母因素，各影响因素作为子因素，以年为时间单位，取19952006年12年的统计数据为数据系列，分别求出耕地面积与水资源各子因素与母因素的关联度R1和R2。 在河北省水土资源影响因素的灰色关联度分析中，计算出的关联度 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） 根据计算的关联度R的大小综合比较，可看出，各因素按照与水土地资源开发利用的“密切”程度排序，首先是人口，然后是科学技术，再次是经济，最后是社会政策制度三、评价指标体系的建立 水土资源承载力评价指标体系是决策者进行承载力计算和评价、预测的依据。根据以上对水土资源承载力的影响因素分析，结合河北省实际情况，将水土资源承载力指标分为由总体层、系统层以及指标层构成的层次体系结构（见图）。 1.总体层:代表水土资源承载力的总体态势。该指标值即为我们最终求得的水土资源综合承载力,它对识别和跟踪诊断当前河北省水土资源-社会经济系统是否处于可持续发展状态提供重要依据。 2.系统层:系统层从水资源支撑系统(B1）、土地资源支撑系统(B2)和社会经济技术支撑系统(B3)三个层面进行评价。其中，B1 和B2分别为一定区域内能支撑社会经济发展和维系良好生态环境的水资源系统和土地资源系统,它们一起构成水土资源承载力研究中的承载体；B3是在一定水土资源条件下可支撑的社会经济发展规模、结构和水平,它是水土资源承载力研究中的被承载体。 3.指标层:指标层选取了12个可测量、可比较、可获得的指标，由C1，C2，C12构成，它们组成了评价指标体系最基层的要素。各指标含义不再详述。 四、承载力评价与预测 1.承载力计算与评价模型 本文对于每个评价指标在承载力计算中的取值都在01之间，可以把这个无量纲化后介于01之间的指标值称为指标承载度。因此，可以预见水土资源承载力的综合评价值也是介于01之间的，并且越大越好。 水土资源承载力的计算模型为： 。 式中，E综合承载力的大小；Ei第i个指标的承载度；Wi第i各指标的权重；m指标的数目。 2.指标权重的确定 本文采用层次分析法确定各指标的权重 ，由层次分析软件输出层次总排序各指标权重为： 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） 对层次总排序进行一致性检验：C.I.=0.005，R.I.=0.752，C.R.=0.0070.1，通过一致性检验。 3.承载力的计算与评价 将各指标纳入水土资源承载力SD评价模型，利用系统动力学软件计算得河北省水土资源综合承载力 4.评价结果分析 由于水土资源承载力的取值范围介于01之间，是个越大越好的指标，按照水土资源承载力的等级划分原则可将其划分为极差(00.2),差(0.20.5),一般(0.50.8)和好(0.81)四个等级。于是，从上述模拟计算结果可以看出，水资源承载力在0.250.45之间,承载力差；土地资源承载力在0.50.7之间,承载力为一般;社会经济承载力在2008年以前为差,2008年以后为一般,且其承载情况一直呈上升趋势;综合承载力在2017年以前为差,2017年以后为一般。从总体来看,水资源承载力最差，土地承载力也不容乐观，水土资源承载力均呈现出先下降后上升的趋势,转折点大致在2015年左右,之后的情形会有所好转。但这里需注意的是,以上模拟均是在社会经济技术发展运转正常及社会政策有所保证的条件下的一种情形，是我们所能得到的一种最好情形。 五、结语 综合以上分析可以看出，河北省水土资源承载力现状不容乐观，尤其是水资源承载力较低，这将是困扰河北省社会经济发展的长期问题，必须从战略高度给予足够的重视。但同时，我们也可以从模拟中看出，河北省的水土资源承载力经过一定的调节是有望好转的。因此，对于能够改善水土资源承载力的一切可行措施，都要坚定不移的贯彻落实下去，这也是河北省社会经济可持续发展的必然要求。 参考文献： 1陈明忠:水资源承载能力评价理论与方法研究D.河海大学博士论文，2005.4 2中国统计年鉴、新中国五十年统计资料汇编、分省统计年鉴.中经网数据中心，2005.10 3高 凡:关中地区水土资源可持续承载力及优化配置研究D.西北大学硕士学位论文， 2005.6 4赵彦红:河北省水环境现状及水环境承载力研究D.河北师范大学硕士学位论文，2005.6 5李在钟:区域水资源承载力综合评价及软件开发研究D.重庆大学硕士学位论文，2006