延安市农业水土资源匹配及承载力.docx

《延安市农业水土资源匹配及承载力.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《延安市农业水土资源匹配及承载力.docx（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、李 慧 1,2，周维博 1,2 ，庄 妍 3，马 聪 1,2，刘博洋 1,2 第 32 卷 第 5 期 农 业 工 程 学 报 Vol.32 No.5 156 2016 年 3 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar. 2016 延安市农业水土资源匹配及承载力 （ 1.长安大学环境科学与工程学院，西安 710054； 2.长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室，西安 710054； 3.水磨沟区市政市容管理局，乌鲁木齐 830017） 摘 要： 为客观分析延安市农业水土资源空间匹配状况，

2、根据耕地、水资源量等数据，在分析延安市水土资源空间分布 格局的基础上，通过构建洛伦兹曲线以及农业水土资源匹配计算模型，对延安市及其 13 个区县农业水土资源的匹配程度 进行评价 。 结果表明：延安市农业水土资源匹配系数 0.26104 m3/hm2，匹配程度较差，低于全国同期平均水平 0.54104 m3/hm2，并且空间匹配程度存在明显的差异，总体上呈现出南优北差的匹配格局。在全面分析影响农业水土资 源承载力多种因素的基础上，建立延安市农业水土资源承载力评价体系，将粒子群优化算法与投影寻踪模型结合在一起， 对延安市各区县农业水土资源承载力进行了评价。结果表明，子长县和延长县农业水土资源承载力

3、最低，承载力 IV 级； 黄龙县农业水土资源承载力最高（ II 级），其他大部分区县农业水土资源承载力处于中等偏低水平（ III 级），研究可为提 高粮食生产效益及区域农业水土资源可持续利用提供依据。 关键词： 农业；模型；水资源；匹配格局；承载力； PSO-PPC；延安市 doi： 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.05.022 中图分类号： TV211.1 文献标志码： A 文章编号： 1002-6819(2016)-05-0156-07 李 慧 ，周 维博 ，庄 妍 ，马 聪 ，刘 博 洋 . 延安市农业水土资源匹配及承载 力 J. 农业工程学报 ， 2016

4、， 32(5)： 156 162. doi： 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.05.022 http:/www.tcsae.org Li Hui, Zhou Weibo, Zhuang Yan, Ma Cong, Liu Boyang. Agricultural water and soil resources matching patterns and carrying capacity in Yanan CityJ. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transac

5、tions of the CSAE), 2016, 32(5): 156 162. (in Chinese with English abstract) doi： 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.05.022 http:/www.tcsae.org 0 引 言 农业 水土资源，即农业生产利用的水资源（包 括灌 溉用水和降雨）和耕地资源，是农业 生产的基础条件， 对于保障粮食安全意义重 大。 延安市地处黄土高原，水 土流失严重，水资源短缺，农业生产条件差，脆弱的生 态环境阻碍了当地生产力的发展 。 因此，分析延安市农 业水土资源匹配状况，开展农业水土资源承载力评价，

6、 对提高该区域农业水土资源利用率 、 协调水土资源与生 态环境之间的关系及保证农业的可持续发展有着重要的 意义。 水土 资源匹配及承载力研究一直是很多学者关 注的 热点。侯薇等 1通过计算农业水土资源匹配系数，评价分 析了关中地区农业水土资源匹配程度；郑久瑜等 2在分析 河套灌区水土资源的构成 、开 发 利用现状及空间分布特 点的基础上，通过建立水土资源匹配系数计算模型对该 区域的农业水土资源匹配程度进行了分析评价；任守德 等 3在全面分析影响农业水土资源承载力因素的基础上， 收稿日期： 2015-11-12 修订日期： 2016-01-10 基金项目： “ 十二五 ” 国家科技支撑计划项目

7、(2011BAD29B0104)；陕西省 自然科学基金（ 2014JM1030） 作者简介：李 慧，女，陕西清涧人，博士生，主要从事水文地质方面研究。 西安 长安大学环境科学与工程学院， 710054。 Email： 通信作者：周维博，男，陕西乾县人，教授，博导，主要从事水文水资源 及农田水利方面研究。西安 长安大学环境科学与工程学院， 710054。 Email： 分别从宏观和微观角度构建了三江平原农业水土资源承 载力评价体系，并对该区域农业水土资源承载力进行了 评价；刘洋 4采用系统动力学的原理和方法，从水土资源 农业 社会经济系统分析着手，对四川省农业水土承载 力进行了评价研究。 综

8、合 以往研究，大多只从农业水土资源匹配或 农业 水土资源承载力的 角度出发进行研究，而将区域农业水 土资源匹配程度及区域水土资源承载力联系起来进行综 合分析的研究较少 。 本文在对延安市水土资源空间分布 状况进行分析的基础上，以水资源可利用量作为水资源 量的表征参数，构建了水土资源匹配模型，对延安市各 区县水土资源匹配系数进行了测算以及等级划分；为给 该地区农业水土资源的可持续利用提供参考，在考虑到 水资源与耕地资源相互联系、相互制约的关系的基础上， 将农业水土资源看作一个统一系统，建立了延安市农业 水土资源承载力评价体系，然后运用基于粒子群优化算 法的投影寻踪模型（ projection p

9、ursuit classification model based on particle swarm optimization，简称 PSO-PPC）对 延安市 13 个区县的水土资源承载力进行了评价。 1 研究区概况 延安市地处黄河中游，地理位置为 3521 3733N、 10740 11033E，属内陆干旱半干旱气候，四季冷暖分 明，年平均气温 9.7 ，多年平均降水量 490 mm，国土面 积 37 037 km2，辖宝塔区、安塞县、延川县、延长县、子 长县、黄龙县、黄陵县、吴起县、甘泉县、志丹县、宜川 式中 MFi 为 i 区县水土资源匹配系数， 10 m /hm ； Wi 为 MF

10、 . MFi 。 （ 2） 第 5 期 李 慧等：延安市农业水土资源匹配及承载力 157 县、洛川县、富县 13 个县区。区内地势西北高东南低， 北部以黄土梁峁、沟壑为主，南部以黄土塬沟壑为主。 延安市水资源总量为 13.35 亿 m3，人均水资源量 649 m3/人，不到全国人均水资源占有量 2 200 m3/人的 1/3，属资源型缺水地区，区内地表径流较多，包括北 洛河 、延 河 、清 涧河等主要河 流（ 图 1），但 各河流年 径流量小 ，补 给主要靠大气降水 ，属 于季节性河流 ，并 且降水时空分布不均 ，且 多暴雨 ，年 内降水和径流 65% 左右集中在汛期 ，形 成了洪水流失 ，削

11、 弱了水资源可利 用能力 5。此 外 ，延 安市沟 、梁、塬、峁 地貌密布 ，水 土流失极为严重，水土流失面 积占总面积的 78%，年 平均侵蚀模数高达 10 000 t/km2，极大地限制了该地区 农业生产能力 5。 图 1 延安市水系图 Fig.1 Water system map of Yanan city 2 数据与方法 2.1 数据来源 本研究采用延安市所辖宝塔区 、子 长县 、延 川县 、 延长县 、安 塞县 、志 丹县 、吴 起县 、甘 泉县 、黄 陵县 、 黄龙县 、 宜川县 、 洛川县 、 富县 13 个县区耕地面积 、 农业用水量 、 水资源总量 、 人口 、 GDP、 农

12、业产值等 与农业水土相关资料作为基础资料，资料来源于延安 市统计局汇编的 延安市统计年鉴 6及延安市水务 局提供的相关资料，选取资料的时间长度为 2003 2013 年 。 2.2 农业水土资源匹配水平评价 评价农业水土资源匹配水平主要有 2 种方法，基尼 系数法和单位面积耕地拥有的水资源量 法。 本文通过构 建延安市洛伦兹曲线来计算基尼系数，对延安市水土资 源匹配现状进行总体评价，然后通过计算各区县单位面 积耕地所拥有的水资源量，评价延安市各区县水土资源 匹配状况 。 考虑到水资源可利用量是指通过经济合理 、 技术可行的 措施，可一次性利用的最大水量 。 即其不单 纯取决于当地水资源量的丰缺

13、，还受控与当时社会经济 和技术发展以及可持续发展战略的要求 7-8，为使分析结 果更加可靠 、严 谨，本文分析水土资源匹配时，用水资 源可利用量表征水资源量。 1）基尼系数法：是通过分析某一地区、某两种资源 的空间分布特点来评估其在空间上匹配水平的一种方 法 。 本文基于洛伦兹曲线计算延安市农业水土资源匹配 的基尼系数，步骤如下： 以 延安市行政区县为基本单 位，计算单位体积水资源可利用量所供给的耕地面积（即 农业水土资源的相对值），按照该值由低到高对区内 13 个区县进行排序； 分别计算各区县水 、土 资源占全市 总资源量的百分比，并按照步骤 的排序，得出 2 种资 源占总资源量的累积比例

14、； 将各区县耕地面积占全市 耕地面积的累计比例作为纵坐标，水资源量占全市水资 源总量的累计比例作为横坐标，绘制耕地面积 -水资源量 空间匹配的洛伦兹曲线； 对 洛伦兹曲线进行参数估计 并拟合曲线方程，然后利用积分求解 0 1 间的曲线与与 45线所夹图形的面积，该图形面积的 2 倍即为基尼系数 G。曲线越靠近 45线，基尼系数越小，表明水土资源匹 配水平越好，当基尼系数 G=0 时，水土资源极度匹配； 曲线越弯曲，离 45线越远，基尼系数越大，表明水土资 源匹配水平越差；当基尼系数 G 接近于 1 时，即耕地资 源完全集中于某一区域而该区域水资源量又极度匮乏 时，表明水土资源极度不匹配 9-1

15、0。 2）单位面积耕地可拥有的水资源量法：利用该法评 价延安市农业水土资源匹配水平是通过计算水土资源匹 配系数实现 的。 水土资源匹配系数是某一区域农业生产 所占有的水资源与耕地资源在空间上匹配的量比指标， 其值越大，该地区水资 源满足耕地资源的程度就越高， 农业生产基本条件就越好。其计算模型 11-13为 MFi=Wii/Fi（ i=1,2,3n）。 （ 1） 4 3 2 i 区县水资源可利用量， 104 m3； i 为 i 区县农业用水占总 用水的比例； Fi 为 i 区县耕地面积， hm2； n 为延安市行 政区县数，本文为 13。 延安市农业水土资源匹配系数 MF 表征该区域各区 县水

16、土资源匹配系数的平均水平，其计算模型为 1 13 n i1 2.3 农业水土资源承载力评价方法 2.3.1 评价体系建立 随着经济社会的发展以及区内退耕还林政策的实 施，延安市非农业对农业用水资源和耕地资源挤占情况 愈演愈烈，农业水土资源对该区域农业发展的束缚程度 日益加剧 。 因此，分析评价农业水土资源承载力可为提 高区域农业水土资源利用效率，获得更优的粮食生产效 益以及实现农业水土资源可持续利用提供依据 14-15。本 文在研究延安市农业水土资源复合系统特点的基础上， 考虑水土资源与经济 、 社 会、 生态之间的相互关系，基 于可操作性 、系 统性 、 层次性及地区性原则，建立了延 安市水

17、土资源承载力评价指标体系，评价体系从系统角 度出发， 将指标体系划分为目标层 、 系统层和指标层 3 个层次（图 2）。其中目标层是指综合评价所追求的目标， 文中代表延安市水土资源承载力综合评价；系统层是与 Z (i) （ a( j) X (i, j)）。 （ 5） Q(a) (Z (i) E(Z ) / (n 1) 。 （ 6） 158 农业工程学报（ http:/www.tcsae.org） 2016 年 水土资源系统联系紧密的 4 个系统，包括水土资源系统， 社会系统，经济系统和生态环境系统；指标层由能够充 分反映水土资源系统状态及其对其他系统的支撑能力且 针对性较强 28 个的指标组成

18、。 图 2 延安市农业水土资源承载力评价体系 Fig.2 Carrying capacity evaluation system of agricultural water and soil resources of Yanan city 2.3.2 投影寻踪法评价农业水土资源承载力 对农 业水土资源承载力进行综合评价时，由于 评价 指标较多 、 涉及的变量繁复，导致计算量较大 。 基 于粒 子 群 优 化 算 法 的 投 影 寻 踪 模 型 16 （ projection pursuit classification model based on particle swarm optimiz

19、ation， 简称 PSO-PPC）是解决该问题的理想方法，其主要建模 思路如下： 1）对指标原始值进行归一化处理。 对于越大越优的指标： X(i,j)=X(i,j)/Xmax(j)。 （ 3） 对于越小越优的指标： X(i,j)=Xmin(j)/X(i,j)。 （ 4） 式中 Xmax(j)、 Xmin(j)分别代表第 j 个指标的最大值和最小 值； X(i,j)和 X(i,j)分别代表第 i 区第 j 个评价指标特征值 及其归一化后的序列值。 2）构造投影指标函数。投影寻踪是通过投影的方法 将高维数据投影到低维空间，以寻找最佳投影方向 16。 设样本数据 X(i,j)（ j=1,2, p）

20、是 p 维数据，将其综合 成以单位长度向量 a=a(1),a(2), a(p)为投影方向的 一维投影值 Z(i)： p i1 投影指标函数 Q(a)是 Z(i)的函数，其值越大越好， 所以投影寻踪就是 寻求单位向量 a(i)使得 Q(a)取最大 。 其中： n 2 i 式中 E(Z)代表序列 Z(i)的平均值。 3）优化投影指标函数 Q(a)。将求解指标函数的最大 值作为目标函数，各个指标的的投影作为优化变量，运 用粒子群优化算法求得最佳投影方向 a(i) 待评价区域指 标样本相应的投影值 Z(i)。 4）将求得的最佳投影方向 a(i)带入式（ 5），得到 评价分级标准样本数据中各分界点的最佳

21、投影值 Zr(i) （评价标准投影值）。比较 Z(i)与 Zr(i)，即可得出该研究 区域水土资源承载力所属等级。 2.3.3 指标分级标准的确立 评价 指标确定后，由于各指标的量纲不统一， 不具 有可比性，直接用其进行评价较为困难 。因 此，需要确 定评价指标的分级标准。本文参照文献 17-18的分级标 准，查阅相关文献并结合延安市具体特点，将延安市水 土资源承载力评价指标划分为 5 个等级，极高（ I）、较 高（ II）、中等（ III）、较低（ IV）和极低（ V），指标 分级的标准值通过专家咨询及国内外公认的指标标准值 进行拟定。 3 结果与分析 3.1 延安市水土资源空间分布特点 水

22、资 源的丰缺可用水资源量占全市水资源总量 的百 分比来反映，农业土地资源利用程度用耕地面积占全市 耕地面积百分比反映。根据延安市 2003 2013 年平均水 资源量和多年平均耕地面积及土地面积统计资料，以延 安市各区县作为基本单元，分析延安市水土资源空间分 布情况，如图 3。 从图 3a 中可以看出，延安市水资源空间分布不均， 水资源量大体呈现自南向北，自西向东逐渐递减的特点； 图 3b 是延安市各区县耕地分布图，从图中可以看出延安 市耕地分布在空间上同样存在较强的差异性， “ 北多南 少 ” 。分析对比图 3a、 3b 可知，延安市水土资源分布不 均，黄陵县和黄龙县水土资源在空间上表现出

23、“ 水多地 少 ” 的情况，其中黄陵县尤为明显，水资源量全市第 3， 但耕地面积全市最少；子长县 、 延川县和宝塔区水土资 源在空间上的分布表现出 “ 地 多水少 ” 的特点，其余区 县的水土资源在空间上的分布呈现出不同程度的错位现 象，这种错位严重制约了延安市农业生产和水土资源的 可持续利用。 第 5 期 李 慧等：延安市农业水土资源匹配及承载力 159 达 21.1%，而水资源可利用量仅为全市水资源可利用总量 的 8.3%。通过洛仑兹曲线求解得到延安市水资源与耕地 面 积 匹 配 基 尼 系 数 G=0.449 ， 属 于 匹 配 程 度 较 差 （ G=0.4,0.5）范围。 2）单位面

24、积耕地拥有的水资源量 基于 2003 2013 年延安市水资源可利用量、耕地面 积及农业用水统计数据，由式（ 1）计算得出延安市各区 县水土资源匹配系数（表 1）。 表 1 延安市各区县水土资源匹配系数 a. 水资源空间分布 a. Spatial distribution of water resource Table 1 Matching coefficients of agricultural water and land resources of each county in Yan an city 104m3hm-2 区县 County 匹配系数 Matching Coefficien

25、t 区县 County 匹配系数 Matching Coefficient b. 耕地资源空间分布 b. Spatial distribution of farmland 图 3 延安市水土资源空间分布 Fig.3 Spatial distribution of water resource and farmland of Yanan city 3.2 延安市水土资源空间匹配格局 3.2.1 水土资源匹配系数 1）基尼系数 利用 洛伦兹曲线的构建方法，计算延安市水土 资源 匹配区域基尼系数，所建立的洛伦兹曲线如图 4 所示。 注： G 代表基尼系数。 Note: G represents Gi

26、ni coefficient. 图 4 延安市水土资源匹配洛伦兹曲线 Fig.4 Lorenz curve of agricultural water and soil resources of Yanan city 从图 4 可以看出，洛伦兹曲线弯曲程度较大，说明 延安市水土资源匹配不均 衡。 如黄陵 、 富县 、 黄龙和宜 川的水资源可利用量占总量 46.1%，但耕地面积却只占全 市耕地面积的 13.7%；子长县耕地面积占全市耕地面积高 宝塔 Baota 0.07 甘泉 Ganquan 0.20 延长 Yanchang 0.15 富县 Fuxian 0.49 延川 Yanchuan 0.0

27、8 洛川 Luochuan 0.30 子长 Zichang 0.05 宜川 Yichuan 0.62 安塞 Ansai 0.10 黄龙 Huanglong 0.49 志丹 Zhidan 0.17 黄陵 Huangling 0.59 吴起 Wuqi 0.13 由式（ 2）计算得，延安市水土资源匹配系数为 0.26104 m3/hm2 ， 低 于 同 期 陕 西 省 水 土 资 源 匹 配 系 数 （ 0.47104 m3/hm2 ） ， 更 低 于 全 国 水 土 资 源 匹 配 系 数 （ 0.54104 m3/hm2），匹配程度较差，与基尼系数法计算 得到的结果一致 。 其主要原因是水资源贫

28、乏，且土地资 源数量和质量也较差 。 就耕地资源来说，延安市耕地面 积占陕西省总耕地面积的 15.7%，且由于地处黄土高原， 该地区耕地多为坡耕，易流失水分和养分，土壤肥力差， 耕种效率较低；就水资源量来说，延安市水资源 量仅为 陕西省水资源量的 3.7%，并且全市水资源可利用率平均 水平低于 50%，加之水资源季节分配差异较大，冬春季 雨量较少，而 6 9 月份降水量占全年总降水量的 69% 73%，旱涝灾害频发，降低了该地区水资源可利用率。 3.2.2 水土资源匹配特征 延安 市地貌类型自北向南从黄土高原丘陵沟壑 区过 渡到黄土塬丘壑区，水土资源分布很不均衡，水土资源 匹配格局空间分布的总

29、体特点是南部匹配程度优于北部 （图 5）。延安市水土资源匹配格局的空间差异主要是由 该地区水土资源的时空分布特点所决定的，南部地区植 被 覆盖度较高，水资源丰富，林果 、 畜牧业发达，土地 垦殖率较低，水土资源匹配程度较高 。 北部地区植被覆 盖率较低，水资源短缺，耕地主要以旱地为主，垦殖率 较高，但耕地质量较差，水土流失严重，水土资源匹配 程度较差。 黄陵 、富县、黄龙 和宜川川塬面积较大，林果 业发 达，土地垦殖率较低，又处于延安市区降水高值区，且 有延安市境内流域面积最大的北洛河流域过境，水资源 量较大，农业用水比例在全市处于较高水平，特别是宜 川，其农业用水比例全区最高，因此水土资源匹

30、配程度 较好；洛川县虽然处于降水高值区，农业用水比例也比 II I 160 农业工程学报（ http:/www.tcsae.org） 2016 年 较高，且土地垦殖率仅为 6.3%，但其水资源总量全市最 低，因此其水土资源匹配程度较南部其他 4 个县区差， 但比其他区县匹配程度好；甘泉 、 吴起 、志 丹及延长等 区县虽然水资源总量处于全市中等水平，但其土地垦殖 率较宝塔 、 安塞 、 延川和子长低，农业用水比例也基本 处于中游水平，因此他们的水土资源匹配程度一般 。 安 塞 、 延川和子长土地垦殖率为全区最高，又处于降水低 值区，水资源量较少，所以他们的水土资源匹配程度较 差，宝塔区虽然水资

31、源量为 1.15 亿 m3，在全区处于中等 水平，但其垦殖率较高（ 16.4%），加之农业用水比例为 全区最低，因此其水土资源匹配程度也较差。 将所建立的 PSO-PPC 模型求得的最佳投影方向 a(i) 带入式（ 5），得到评价指标分级标准样本集的最佳投影 值 Zr(i)=(4.99,3.01,1.98.1.20)。即在延安市水土资源承载 力评价等级标准中， I 级与 II 级分界点的最佳投影值 Zr(1)=4.99， 与 III 级分界点的最佳投影值为 Zr(2)=3.01， III 级与 IV 级分界点的最佳投影值 Zr(3)=1.98, III 级与 IV 级分界点的最佳投影值 Zr(

32、4)=1.20。将各区县水土资源承 载力的最佳投影值与分级标准的投影值进行对比，结果 见图 7。 图 5 延安市农业水土资源匹配格局的空间分布 Fig.5 Spatial distribution of agricultural water and soil resources matching pattern in Yanan city 3.3 水土资源承载力 根据 上文所构建延安市农业水土资源承载力评 价体 系，及求解承载力水平的 PSO-PPC 模型，得到延安市各 区县水土资源承载力的最佳投影值，结果如图 6 所示。 注： 1 4 代表最佳投影值区间。 Note: 1-4 represe

33、nts interval of best projection value. 图 6 延安市水土资源承载力最佳投影值 Fig.6 Optimal projection values of carrying capacity in Yanan city 从图 6 可知，黄龙县最佳投影值最大为 3.73，子长 县最佳投影值最小为 1.82。即整个延安市黄龙县水土资 源承载力最高，子长县水土资源承载力最低，承载力大 小依次为黄龙县吴起县宜川县黄陵县富县安 塞县志丹县洛川县甘泉县宝塔区延川县延 长县子长县。 注： V 分别代表水土资源承载力等级； 1.20 4.99 分别表示相邻等级分界 点的最佳投影

34、值。 Note: I-V represent levels of agricultural water and soil resources carrying capacity; 1.20-4.99 represent best objection values of adjacent levels. 图 7 延安市各区县水土资源承载力等级判别 Fig.7 Classification of agricultural water and soil resources carrying capacity of each county in Yanan city 从图 7 可知，延安市大部分区县农

35、业水土资源承载 力处于 III IV 级，承载力较低。其中，北部子长县和延 长县农业水土资源承载力最低（ IV 级），说明该区域水 土资源和社会经济平衡发展的状态被破坏，现状条件下 水土资源开发利用潜力较 小。 子长县虽耕地资源较为丰 富，但是水土流失情况严重，其水土流失率全市最高， 而延长县农业土地资源严重超载，因此，应加强上述区 县水土流失改善措施，对现有荒地资源做出评价，确定 开发保护比例，增加农业投入，以提高耕地的产出水平， 做到既有利于农业发展，又不破坏生态环境，同时应进 一步调整 、 优化产业结构，促进高新技 术、 低污染 、 低 消耗产业的发展，减少污水排放量；黄龙县地处黄土高

36、原与关中平原的结合部，林草丰茂，森林覆盖率高达 87%，虽耕地面积较小，但由于人口总数全市最少，且水 资源十分丰富，所以水土资源承载力较高（ II 级）。因此， 在满足该县社会经济发展对水资源需求的基础上，应加 强区域间水资源配置工程建设，并应继续以农业和农副 产品加工业为主，努力建设生态宜居小城市；延川 、 宝 塔 、 安塞 、 吴起 、 志丹 、 甘泉 、 富县 、 洛川 、 宜川及黄 陵县水土资源承载力一般，其中宝塔 、 延川和甘泉水土 资源承载力虽然为 III 级，但其最佳投影值紧邻 III-IV 级 分界线，农业水土资源承载力不容乐观，尤其是宝塔区， 其水 、 土资源均处于超载状态

37、。 黄陵县虽然农业水土资 源也相对比较丰富，但由于煤矿的开采及加工，水资源 第 5 期 李 慧等：延安市农业水土资源匹配及承载力 161 需求量较大，使得该区域水资源承载力较低，因此，应 严格限制该县高耗水高污染项目，推广节水技术的利用。 随着经济社会的发展，上述区县农业水土资源的负荷将 日益加重，因此，必须根据各区县农业水土资源特点， 优化配置现在的农业水土资源，调整其利用结构和方式， 实行坡改梯 、发 展节水灌溉等中低产农田的改造措施， 以提高农业水土资源利用效率，进而为该区域粮食生产 安全和实现农业水土资源的可持续利用提供重要保障。 4 结 论 1）延安市农业水土资源匹配系数 0.261

38、04 m3/hm2， 匹配程度较差，低于陕西省同期水平 0.47104 m3/hm2， 更低于全国同期水平 0.54104 m3/hm2。且由于时空分布 不均，水土资源在空间上呈现出 “ 南优北差 ” 的匹配格 局 。 要解决延安市农业水土资源匹配的矛盾，必须考虑 外调水，如 “ 引 黄济延 ” 工程已成为延安市重点考虑的 调水工程 。 此外，必须加大延安市农田基础设施建设， 高效利用汛期弃水，通过非工程措施节约用水以及新修 机井等水利设施建设，解决因干旱缺水导致的减产和低 产问题，同时应加强区内水土流失治理的力度，缓解汛 期水土流失。 2）采用 PSO-PPC 算法对延安市农业水土资源承载

39、力进行了评价研究，克服 了只侧重水资源或只侧重土地 资源承载力研究的片面性问题，有利于协调延安市农业 水土资源开发利用与社会经济及生态环境之间的关系 。 评价结果表明，延安市农业水土资源承载力总体较低， 大部分区县承载力处于 III-IV 级。其中，子长县和延长县 水土资源承载力最低（ IV 级），黄龙县农业水土资源承 载力最高（ II 级），其他区县承载力具有一定幅度的波动； 各区县需要根据实际情况，采取相应的措施，提高其农 业水土资源承载力，以实现农业水土资源的可持续发展。 本文对延安市农业水土资源的空间匹配格局及其承载 力进行了分析评价，评价结果反映了延安市近 10 a 水土资 源匹配及

40、承载力的平均状况。但由于气候条件、政策法规 及人类活动的动态影响，如何在大时间尺度上对水土资源 匹配及承载力进行预测及动态分析有待进一步研究。 参 考 文 献 1 侯薇，刘小学，魏晓妹 . 陕西关中地区农业师徒资源时空 匹配格局研究 J. 水土保持研究， 2012， 19(1)： 134 138. Hou Wei, Liu Xiaoxue, Wei Xiaomei. Study on spatial-temporal match pattern of agriculture water-land resources in Guanzhong AreaJ. Research Soil and W

41、ater Conservation, 2012, 19(1): 134 138. (in Chinese with English abstract) 2 郑久瑜，赵西宁，操信春，等 . 河套灌区农业水土资源时 空匹配格局研究 J. 水土保持研究， 2015， 22(3)： 132 136. Zheng Jiuyu,Zhao Xining, Cao Xinchun, et al. Study on spatiotemporal match pattern of agriculture water and land resources in Hetao Irrigation DistrictJ.

42、 Research Soil and Water Conservation, 2015, 22(3): 132 136. (in Chinese with English abstract) 3 任守德，付强，王凯 . 基于宏微观尺度的三江平原区域农业 水土资源承载力 J. 农业工程学报， 2011， 27(2)： 8 14. Ren Shoude, Fu Qiang, Wang Kai. Regional agricultural water and soil resources carrying capacity based on macro-micro scale in Sanjiang

43、 PlainJ. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transaction of CSAE), 2011, 27(2): 8 14. (in Chinese with English abstract) 4 刘洋 . 四川农业水土资源承载力研究 D. 北京：中国农业 科学院， 2011. Liu Yang. Study on the Agricultural Water and Land Carrying Capacity in Sichuan ProvinceD. Beijing: Chinese

44、 Academy of Agricultural Sciences, 2011. (in Chinese with English abstract) 5 庄妍 . 延安市水土资源承载力研究 D. 西安：长安大学， 2015. Zhuang Yan. Study on the Water and Land Resources Carrying Capacity in YananD. Xian: Changan University, 2015. (in Chinese with English abstract) 6 延安市统计年鉴 . 延安市统计局 R. 延安：延安市统计 局， 2003 2

45、013. 7 吴喜军，李怀恩 . 陕北地区水资源及其可利用量计算分析 J. 水土保持通报， 2013， 33(2)： 296 300. Wu Xijun, Li Huaien. Water resources and its availability in northern Shaanxi ProvinceJ. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2013, 33(2): 296 300. (in Chinese with English abstract) 8 王建生，钟 华平 ，耿雷华 ，等 . 水资源 可利 用量计算 J. 水科学进展， 20

46、06， 17(4)： 549 553. Wang Jiansheng, Zhong Huaping, Geng Leihua, et al. Available water resources in ChinaJ. Advances in Water Science, 2006, 17(4): 549 553. (in Chinese with English abstract) 9 姜宁，付强 . 基于基尼系数的黑龙江省水资源空间匹配分 析 J. 东北农业大学学报， 2010， 41(5)： 56 60. Jiang Ning, FU Qiang. Spatial matching analysis of Heilongjiang Provinces water resource based on Gini coefficientJ. J