姜 锋，王丽霞，孙 烨

(1.西北大学 城市与环境学院，陕西 西安710069;2.长安大学 地球科学与资源学院，陕西 西安710054)

进入20世纪，随着人口的增长和经济的快速发展，人类对水土资源利用的广度和深度在不断加强，从而导致了全球性资源短缺、环境污染和生态破坏等一系列问题的产生，很大程度上削弱了自然生态环境的承载能力。因此，水土资源的利用问题已经成为区域发展中亟待解决的重大课题之一，而水土资源承载力评价研究是解决这一问题的关键［1-3］。其中水资源承载力是对水资源安全的一个基本度量，其对于认识和建设水资源安全保障体系，协调水资源利用与人口、经济和生态环境的可持续发展具有重要意义［4-9］;土地资源承载力是对土地资源开发利用特征的一个基本度量，其对于区域规划、决策、经济计划和协调人地关系开辟了有效途径［10-12］。

延河流域地处我国西北干旱半干旱地区，经济发展相对滞后，生态环境十分脆弱。水土资源作为生态和环境的核心要素，不仅具有自然、生态、经济和社会属性，而且其生态属性更为明显。因此，研究该区域的水土资源承载力，对于揭示流域水土资源对人口、经济和生态环境的可持续发展的支撑和制约作用关系具有重要意义。本文中，笔者依据《国家人口发展功能区工作技术导则》，选用相应的水资源和土地资源承载力测评模型，计算延河流域水土资源的承载力和承载指数，并对比评价了流域各区县的水土资源承载现状。

1 研究区概况

延河发源于靖边县天赐湾乡周山，由西北向东南流经志丹县、安塞县、宝塔区、延长县四县(区)，最终汇入黄河，全长286.9 km，流域面积7 680 km2，属于黄河一级支流(图1)。延河流域(36°27'～ 37″58'N，108″41'～ 110″29'E)是黄河中游水土流失最严重的区域之一，其地势西北高而东南低，平均海拔高度950 m，年均降水量500 mm，年均水面蒸发量1 000 mm，年均气温9.2℃。以安塞县县的化子坪和宝塔区的甘谷驿为界，可以将流域划分成上、中、下游河区。上游为梁峁丘陵沟壑区，地形陡峭，河谷狭窄，植被稀少，侵蚀剧烈;中游为峁状丘陵沟壑区，河谷明显展宽，阶地发育;下游多为破碎塬区，冲沟发育。流域多年平均径流总量为2.89亿m3，径流年内分配很不均匀，年际变化大，夏季径流量占全年径流总量的50%以上。多年平均输沙量为0.82亿 t，相应侵蚀模数为1.12万 t/km2。

2 数据来源及研究方法

2.1 数据来源

本文数据主要来源于《陕西省水资源公报》、《陕西省“十一五”水资源开发利用及保护规划》、《延安市统计年鉴》等。为消除偶然因素的影响，水土资源数据采用2000-2009年的平均值。

2.2 研究方法

依据国家人口和计划生育委员会编写的《国家人口发展功能区工作技术导则》中对水土资源承载力的评价方法，采用水资源承载力和承载指数以及土地资源承载力和承载指数，对区域水土资源所能承载的人口规模进行测评。

3 水土资源承载力测评模型

3.1 水资源承载力测评

水资源承载力是指在区域社会、经济和环境可持续发展前提下，根据一定的经济技术水平和社会生产条件，水资源天然产出量的允许开发水量维持的人口、社会经济发展能力［13］。因此，水资源承载力是一个度量区域社会经济发展而受水资源制约的阈值，它通常用满足生态需水的可利用水量与社会经济可持续发展有限目标需求水量的供需平衡退化到临界状态所对应的单位水资源量的人口规模来表达。根据《国家人口发展功能区技术导则》，水资源承载力的测评模型为:

式中:WCC为水资源承载力(人/km2);W为水资源可利用量(m3)，以2000-2009年延河流域水资源可利用量的平均值计算;Wpc为人均综合用水量(m3/人)，根据技术导则人均用水标准以500 m3/人计。

水资源承载指数是指区域人口规模与水资源承载力之比，反映区域水资源与人口的关系。水资源承载指数及相关指标的测评模型为:

式中:WCCⅠ为水资源承载指数;WCC为水资源承载力;Pa为流域现实人口数量，以流域2000-2009年的平均值计算;Rp为水资源超载率;Rw为水资源盈余率。

3.2 土地资源承载力测评

土地资源承载力是指在一定时空范围内，在可预见的自然技术、经济及社会诸因素综合制约下的土地资源生产能力，以及能持续供养的、具有一定生活水准的人口数量［14］。土地资源承载力是对区域土地、粮食和人口关系的系统透视。因此，土地资源承载力可以用一定粮食消费水平下，区域土地生产力所能持续供养的人口规模来度量。根据《国家人口发展功能区技术导则》，其测评模型为:

式中:LCC为土地资源承载力(人/km2);G为土地生产力(kg)，以流域2000-2009年均粮食产量计算;Gpc为人均粮食消费标准，根据技术导则粮食消费标准以400kg/人计。

土地资源承载指数是指区域人口规模与土地资源承载力之比。土地资源承载指数及相关指标的测评模型为:

式中:LCCⅠ为土地资源承载指数;LCC为土地资源承载力;Pa为流域现实人口数量，以流域2000-2009年的平均值计算;Rq为土地资源超载率;Rg为粮食盈余率。

4 水土资源承载力测评结果及分析

4.1 水资源承载力测评结果及分析

《国家人口发展功能区工作技术导则》中，水资源承载指数和人水平衡关系如表1所示。根据此标准，评价流域水资源承载状况，结果如表2所示。

由表2可以看出，延河流域各区县均属于水资源超载区，其中延长县和志丹县的水资源承载状况均为过载，水资源超载率分别为356.01%和104.88%;流域中游宝塔区和安塞县的水资源承载状况均为严重超载，其水资源超载率高达1 208.07%和401.82%，由此说明了延河流域人口、经济、生态环境复合系统已经处于较弱的可持续发展状态，一方面这些区县的生态环境本底就十分脆弱，因此需要保障生态环境用水，另一方面流域鼓励发展农林牧渔产业，工农业用水也会不断增加，这就意味着不仅延河流域的水资源现状已远远不能满足人口和经济发展的需要，而且水资源紧缺的形势会愈加严峻。

表1 基于水资源承载指数(WCCⅠ)的水资源承载力评价

表2 延河流域各区县基于全国统一标准的水资源承载指数

4.2 土地资源承载力测评结果及分析

《国家人口发展功能区工作技术导则》中，土地资源承载指数和人粮平衡关系如表3所示。根据此标准，评价流域土地资源承载状况，结果如表4所示。

表3 基于土地资源承载指数(LCCⅠ)的土地资源承载力评价

由表4可以看出，延河流域各区县的土地资源承载状况存在一定的地域差异性。宝塔区和延长县的土地资源承载状况均为严重超载，土地超载率分别为68.77%和91.88%;安塞县和志丹县的土地资源承载状况均为平衡有余，其粮食盈余率分别为4.74%和6.80%，由此说明了延河流域上游的土地资源承载状况较中、下游要好，主要是由于流域中游地区的宝塔区是延安的政治、经济和文化中心，随着城市化进程的加快，人口大量聚集，同时耕地资源迅速减少，这样人均耕地资源的占有量就会减少，势必导致土地资源的严重超载。延长县的土地资源超载主要是由于粮食单产较低，2000-2009年，延河流域的平均粮食单产为210.53 kg/hm2，而延长县仅为131.54 kg/hm2，表明延长县的土地资源利用效率极为低下。同时，流域存有较多待开垦的荒地和待改造的盐碱地，亟待通过综合技术的组装配套，开发利用这些潜在的土地资源，从而有效促进粮食生产能力的提高。

表4 延河流域各区县基于全国统一标准的土地资源承载指数

5 结论

目前，一些研究者从不同的角度对水资源和土地资源的承载力进行定义，并提出相应的指标体系和测评模型，这就使得基于不同方法进行的水土资源承载力的测评结果存在多样性和不确定性。而实际中，水土资源承载力可以综合理解为某一地区的水土资源在一定时期、一定生活水平和生产技术条件下，通过合理配置所能承载的人口数量。因此，选取统一标准的测评模型是准确把握水土资源承载现状，协调区域之间资源平衡的关键。本研究中，选择了基于全国统一标准的《国家人口发展功能区工作技术导则》中的测评模型，计算延河流域各区县的水土资源承载力和承载指数。这一模型不仅遵循了生态环境和社会经济的协调发展原则，同时，其测评结果在全国范围内具有可比性。这样可以通过以水定土的方式实现水土资源在县域之间、省际之间等不同级别行政区域中的合理均衡和分配。

研究结果表明:①延河流域各区县均属于水资源超载区，其中延长县和志丹县的水资源承载状况均为过载，水资源超载率分别为356.01%和104.88%;宝塔区和安塞县的水资源承载状况均为严重超载，其水资源超载率高达1 208.07%和401.82%。②延河流域各区县的土地资源承载状况存在一定的地域差异性。宝塔区和延长县的土地资源承载状况均为严重超载，土地超载率分别为68.77%和91.88%;安塞县和志丹县的土地资源承载状况均为平衡有余，其粮食盈余率分别为4.74%和6.80%。

由此说明延河流域的水土资源承载状况存在超载甚至是过载的现象，特别是宝塔区，水土资源的承载状况均为严重超载。水土资源的有限性与人口增长的必然性决定了流域水土资源的负荷会日益加重。因此，调整流域水土资源的利用结构和方式，提高水土资源利用效率，优化配置现有水土资源，保证生态用水和经济用水的均衡配置，是流域目前亟待解决的重大问题。

需要指出的是本文在计算水资源可利用量和土地资源生产力时，均是以2000-2009年流域的平均值为参考的，该测评结果反映了流域近年来水土资源承载力的平均状况。而在实际中，极端的气候条件、国家的政策法规、人类的生产活动等因素都会对区域或流域水土资源承载状况产生影响。因此，基于较长时间尺度的水土资源承载力的动态分析和预测以及承载力变化的驱动机制研究还有待继续深入，这也是后续研究工作的重点。

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