本農業水土資源論文研究設計的基于土地利用的水資源承載力評價系統可以為制定區域土地利用規劃，地區經濟發展戰略、區域發展規劃、水土保持生態建設規劃等提供技術支持。 《水資源保護》主要內容涉及以下幾方面：(1)水功能區劃實施及水源地保護;(2)水資源優化配置;(3)生態系統的保護和恢復;(4)地下水資源保護; (5)水處理技術和水環境治理技術;(6)水資源保護管理與經濟社會發展互動指標體系研究。近年來，本刊重點關注與水有關的生態環境領域中的研究方向，新增設相關的基礎研究、防治技術、城市水環境治理等內容。

　　摘要：不同的土地利用方式對水資源的需求存在巨大的差異，以河北省黑龍港流域為例，進行了水資源承載力評價。為了使評價結果更加具有現實性和科學性，采用系統動力學建立仿真模型，構建了基于土地利用的水資源承載力評價系統。通過主要變量仿真數據與歷史數據的對比可以看出，模型仿真數據與歷史數據的偏差在 10%以內。對于一個復雜的基于土地利用的水資源承載力評價系統來說，這樣的擬合結果說明所建模型能夠較真實地反映實際的自然-社會復合系統。

　　關鍵詞：水資源承載力;土地合理開發利用;系統;仿真模型

　　水資源承載力(Water Resources Carrying Capacity – WRCC)是指在一定時期、一定區域內，能夠支撐最大規模社會經濟發展和維系良好生態環境所需要的水資源下限目標[1-2]，其大小隨空間、時間和條件變化而變化，具有動態性、地區性、相對極限性、模糊性等特點[3]。區域水資源承載力評價是開展區域水資源保護規劃工作和實現人水和諧發展的基礎，是區域綜合承載力評價的一個重要方面。水資源承載力的研究在一定程度上是土地資源承載力研究的進步[4]，研究方法已經由過去單一指標、靜態分析發展到系統多目標、動態綜合分析。目前研究水資源承載力的方法很多，代表性研究方法主要有常規趨勢法、綜合評價法、系統動力學法及多目標分析法等[5]。

　　為了提高土地和水資源的合理配置水平，使水資源承載力評價結果更加符合現實同時具有科學性，本文以黑龍港流域為例，采用系統動力學建立仿真模型進行評價。仿真模型法主要是通過一階微分方程組來反映系統各個模塊變量之間的因果反饋關系，是目前應用比較廣泛的一種環境承載力評價的量化方法。其基本步驟是：選擇合理的決策變量，通過調控變量的值，增加土地利用方式對水資源利用的影響;設計出多種水資源、土地資源和水土資源利用的模式，通過仿真模擬，定量研究黑龍港地區水土資源利用與社會經濟發展、生態環境的相互關系;通過對比分析仿真結果，分別篩選出該地區水資源、土地資源和水土資源可持續利用的優化模式，為地區制定經濟發展戰略、區域發展規劃、水土保持生態建設等提供依據。

　　1基于土地利用的水資源承載力評價系統

　　自然-社會復合總系統包括人口、經濟、水資源、土地資源、環境等子系統，總系統的層次之間和影響因素之間存在著復雜的制約關系，任何一個環節處理不好都會影響總系統的發展動態，甚至導致整個系統崩潰。因此，要使自然-社會復合系統始終處于相對穩定的動態變化過程，就需要找到其反饋機制進行調控。

　　結合黑龍港地區發展特點，對應于自然-社會復合系統，在水土資源有限、人口經濟在地域空間高度聚集的前提下，把基于土地利用的水資源承載力評價系統分為人口、經濟、水資源、土地資源、環境等子評價系統，各子系統相互作用、相互影響、相互促進共同實現評價總系統的整體功能(圖1)。

　　2子系統的設計

　　基于土地利用的水資源承載力評價系統設計，最大的特點是子系統相互聯系和互為變量，子系統將其它子系統的輸出作為外部變量輸入到本系統，而自身內部的變量也不斷輸出給其他子系統。以人口子系統為例，人口增長受政策因素影響較大，同時也受經濟人口容量的影響，經濟產值越大，經濟人口容量越多，對人口數量約束越小;與此同時，人口數量的增加，需要更多的淡水資源和耕地，為滿足生存需要，會進一步開墾耕地、開發地下淡水資源。在區域經濟人口承載力一定的情況下，人口飽和度可影響人口自然增長率，人口飽和度越高，人口自然增長率越小;而隨著人口數量的增加，生活污染物排放不斷增加，環境污染加大，當環境污染指數達到一定程度，威脅其生存環境，影響身體健康，從而導致死亡率增高，最終影響人口增長量[6]。通過對初步建立的模型不斷調試，最終確定子系統間因果關系，這是建立模型最重要的一步，直接影響總評價系統的模擬結果和結論。本研究設計的土地資源系統中變量及方程較以往水資源承載力評價做了較大調整。

　　子系統設計內容如下。

　　(1)人口子系統。主要預測在人口控制政策及其它限制條件下人口的變化趨勢及其對水資源、土資源需求和經濟、環境的影響。在人口子系統中，設定總人口、人口自然增長量、人口自然增長率、經濟人口容量、人口飽和度等變量。

　　(2)經濟子系統。主要研究在不同經濟發展水平條件下經濟的產出與水資源、土地資源和環境的關系，探索在水土資源有限、環境污染的約束條件下如何更好地發展經濟的同時保持水資源和土地資源總量的動態平衡。在經濟子系統中，設定經濟總量、工業增加值、環保投資、土地整理投資、水土流失經濟損失、環境污染經濟損失、水土流失治理經濟效益等變量。

　　(3)水資源子系統。主要研究在不同社會經濟條件下供水量和需水量的變化趨勢及其對經濟和環境的影響，探索在發展經濟和保護環境的同時如何保障水資源的供需平衡。總供水量和總需水量差額的大小代表缺水程度，在一定程度上影響GDP增長率和人口增長率，進而影響經濟產值和人口總量。在水資源子系統中，設定總供水量、總需水量、耕地面積、園地面積、林地面積、綠地面積、污水總量、GDP、凈 GDP、工業增加值、總人口、城鎮化率等變量。

　　(4)環境子系統。主要關注環境污染，在一定的環保投資比水平和經濟發展速度下，預測環境質量的變化趨勢，并探討在不同的環保投資水平和經濟發展速度下環境質量水平及環境污染對經濟的影響。在環境子系統中，設定污染量、排放量、治理量、污染存量、環保投資、環境污染經濟損失等變量。

　　(5)土地資源子系統。是本次研究和設計的重點，主要研究在不同社會經濟條件下耕地面積總量的變化趨勢及其對經濟和生態環境的影響，探索在發展經濟和保護環境的同時如何保障耕地資源總量的動態平衡。在土地資源子系統中，選擇耕地面積作為表征土地資源可持續利用的指標，設定耕地面積、園地面積、林地面積、農用地面積、建設用地面積、用地面積、土地總面積、土地開發利用程度、水土流失面積、水土流失治理量、水土流失增加量、退耕還林面積、森林覆蓋率、GDP、凈 GDP、水土保持投資、水土流失經濟損失、水土流失治理增加經濟效益、總人口、城鎮化率等變量。針對不同土地利用特點方式設計了每一個變量的方程式(表 1)，還對方程式進行了結構適合性和行為適合性檢驗。

　　3評價系統的模型檢驗

　　在對所建模型進行結構適合性和行為適合性檢驗，以及模型結構與實際的自然-社會復合系統一致性檢驗的前提下，進行了模型行為與實際系統一致性檢驗，為模型的可靠性和準確性作出判斷提供依據。根據建模目的和統計資料數據，本次選取總人口、GDP、總供水量、總需水量、耕地面積、建設用地面積七項指標進行歷史檢驗。檢驗時間以2001年起，到2008年止，驗證時間為8年(表2)。

　　通過主要變量仿真數據與歷史數據的對比可以看出，模型仿真數據與歷史數據的偏差在10%以內，系統擬合程度較好(系統動力學模型的誤差允許范圍一般在 10%以內)，對于一個復雜的基于土地資源利用的水資源承載力評價系統來說，這樣的擬合結果可以說明模型能夠較真實地反映實際系統。

　　4結論

　　土地利用方式對水資源承載力評價起著很大的影響作用，水資源是整個生態環境系統中的重要組成部分，。本文以黑龍港地區為例，采用系統動力學方法，定量化綜合研究基于土地利用的水資源承載力。根據黑龍港地區發展特點將黑龍港地區評價模型劃分為人口子系統、經濟子系統、水 資源子系統、土地資源子系統和環境子系統。對所建模型進行結構適合性和行為合適性檢驗，以及模型結構與實際系統一致性檢驗的前提下，進行了模型行為與實際系統一致性檢驗。檢驗結果偏差在10%以內，可以看出其結果真實可靠，較真實地反映了實際情況。