區(qū)域水土資源承載力評價與預(yù)測

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(xiàn)狀及水土資源承載力的主要影響因素進(jìn)行分析，從而建立起水土資源承載力的評價指標(biāo)體系，并采用層次分析法對各評價指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行確定，最后采用系統(tǒng)動力學(xué)方法給出河北省水土資源承載力的動態(tài)評價預(yù)測結(jié)果。[關(guān)鍵詞]河北省水土資源承載力評價指標(biāo)體系層次分析法系統(tǒng)動力學(xué)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(chǎn)技術(shù)條件下，以可持續(xù)發(fā)展為準(zhǔn)則，以維護(hù)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(shù)量以及對該地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大支撐能力。一、河北省水土資源現(xiàn)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(jìn)行，大量優(yōu)質(zhì)耕地將繼續(xù)被非農(nóng)業(yè)建設(shè)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于聯(lián)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(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，理清經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源、環(huán)境的關(guān)系，對河北省的水土資源承載力進(jìn)行進(jìn)一步深入細(xì)致的分析、計算、預(yù)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(tǒng)是一個涉及資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)等諸多方面的復(fù)雜而又相互聯(lián)系的有機(jī)整體，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、各子系統(tǒng)聯(lián)系密切，系統(tǒng)內(nèi)部各要素間也存在著相互促進(jìn)、相互制約的反饋關(guān)系。本文從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口發(fā)展、社會政策制度和科學(xué)技術(shù)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(guān)因素作為序列數(shù)據(jù)（見表1和表2），通過灰色關(guān)聯(lián)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(tǒng)計數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)系列，分別求出耕地面積與水資源各子因素與母因素的關(guān)聯(lián)度R1和R2。在河北省水土資源影響因素的灰色關(guān)聯(lián)度分析中，計算出的關(guān)聯(lián)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(jù)計算的關(guān)聯(lián)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(xué)技術(shù)，再次是經(jīng)濟(jì)，最后是社會政策制度三、評價指標(biāo)體系的建立水土資源承載力評價指標(biāo)體系是決策者進(jìn)行承載力計算和評價、預(yù)測的依據(jù)。根據(jù)以上對水土資源承載力的影響因素分析，結(jié)合河北省實際情況，將水土資源承載力指標(biāo)分為由總體層、系統(tǒng)層以及指標(biāo)層構(gòu)成的層次體系結(jié)構(gòu)（見圖）。1.總體層:代表水土資源承載力的總體態(tài)勢。該指標(biāo)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(dāng)前河北省水土資源-社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是否處于可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)提供重要依據(jù)。2.系統(tǒng)層:系統(tǒng)層從水資源支撐系統(tǒng)(B1）、土地資源支撐系統(tǒng)(B2)和社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)支撐系統(tǒng)(B3)三個層面進(jìn)行評價。其中，B1和B2分別為一定區(qū)域內(nèi)能支撐社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和維系良好生態(tài)環(huán)境的水資源系統(tǒng)和土地資源系統(tǒng),它們一起構(gòu)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(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模、結(jié)構(gòu)和水平,它是水土資源承載力研究中的被承載體。3.指標(biāo)層:指標(biāo)層選取了12個可測量、可比較、可獲得的指標(biāo)，由C1，C2，…，C12構(gòu)成，它們組成了評價指標(biāo)體系最基層的要素。各指標(biāo)含義不再詳述。四、承載力評價與預(yù)測1.承載力計算與評價模型本文對于每個評價指標(biāo)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(biāo)值稱為指標(biāo)承載度。因此，可以預(yù)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??；Ei——第i個指標(biāo)的承載度；Wi——第i各指標(biāo)的權(quán)重；m——指標(biāo)的數(shù)目。2.指標(biāo)權(quán)重的確定本文采用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重，由層次分析軟件輸出層次總排序各指標(biāo)權(quán)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(jìn)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(biāo)納入水土資源承載力SD評價模型，利用系統(tǒng)動力學(xué)軟件計算得河北省水土資源綜合承載力4.評價結(jié)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(biāo)，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(jié)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(jīng)濟(jì)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(xiàn)出先下降后上升的趨勢,轉(zhuǎn)折點大致在2015年左右,之后的情形會有所好轉(zhuǎn)。但這里需注意的是,以上模擬均是在社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展運轉(zhuǎn)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(jié)語綜合以上分析可以看出，河北省水土資源承載力現(xiàn)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(jīng)濟(jì)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(jīng)過一定的調(diào)節(jié)是有望好轉(zhuǎn)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(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。參考文獻(xiàn)：[1]陳明忠:水資源承載能力評價理論與方法研究[D].河海大學(xué)博士論文，2005.4[2]《中國統(tǒng)計年鑒》、《新中國五十年統(tǒng)計資料匯編》、分省統(tǒng)計年鑒.中經(jīng)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，2005.1