華北地區農業水土資源匹配格局分析

薛道義，張 亭

（1.蘭州市勘察測繪研究院，甘肅 蘭州 730030；2.山東理工大學，山東 淄博 255000）

華北地區是我國重要的糧食作物和經濟作物產區，但全國僅有4.09%的水資源可被該區調用。在水資源總量匱乏的情況下，用于農業灌溉的水資源的比例較少，不能滿足農業生產的需水量。華北地區人口稠密，農產品需求量高，工業發達，市場十分活躍，與其密切聯系的水土資源面臨的主要問題有以下幾點：第一，水土流失，主要發生在內蒙古和山西，因為地勢起伏大，土質松散加上人為因素對環境的破壞，遇到暴雨天氣流失情況更加嚴重，常常使土地資源十分緊張，土地含肥量下降，是水土資源面臨最嚴重的問題；第二，地下水過度開采，主要發生在華北地區的東部，由于地表水含量不能滿足需求，開始打井開采地下水，現在情況得到了一定的改善，但是遺留的問題很多，比如地面沉降，沿海地區出現海水入侵現象等等；第三，浪費及污染等情況使水資源利用效率低下，尤其工業方面，不僅使用了大部分生活用水，而且沒有進行凈化處理就將污水排走，污染了水資源。面對以上問題，要認清現狀對其進行改善。因此，本文進行華北地區水土資源匹配格局分析。

1 研究區概況及研究方法

1.1 研究區概況

本文結合氣候類型、自然地理區劃、地理特征、相關文獻以及人們多年來形成的共識，以北京市、天津市、河北省、山西省、內蒙古自治區中部（呼和浩特市、烏蘭察布市、包頭市）為研究對象，分析華北資源地區農業水土資源匹配格局。華北地區為溫帶季風氣候，年降水量僅為400～1 000 mm，且主要集中在夏季，冬季寒冷干燥。其中，內蒙古自治區降水量低于400 mm，尤為干燥。

1.2 研究方法

本研究中土地利用數據（2014年—2018年）主要來自資源環境科學與數據中心，水資源數據（2014年—2018年）主要來源于國家統計局中各省（直轄市）的統計年鑒和數字與公報。本文基于單位耕地面積水資源量法來評價華北地區農業水土資源匹配特征[1-4]，如公式1所示。

式中，W f為農業水土資源匹配度；B W、G W分別為農業灌溉用水量以及該區域降水量，單位為108m3；C farm為耕地面積，單位為104hm2。

2 結果分析

依據2014年—2018華北地區各地市（直轄市）農田灌溉用水量、耕地面積和降水量統計數據，運用農業水土資源匹配度計算方法，得出華北地區各地市（直轄市）近5年的農業水土資源匹配度，見表1。

表1 華北地區各地市（直轄市）農業水土資源匹配度Tab.1 Matching degree of agricultural water and soil resources of cities in North China×104 m3/hm2

依據農業水土資源匹配度的積聚與離散的分異特征，在ArcMap中采用自然間斷點分級法（Jenks）將農業水土資源匹配度劃分為5個等級：I.匹配程度較優（0.260＜Wf≤0.406）；II.匹配程度良好（0.174＜W f≤0.260）；III.匹配程度一般（0.139＜W f≤0.174）；IV.匹配程度較差（0.088＜W f≤0.139）；V.匹配程度極差（0.036＜W f≤0.088）。

華北地區的水土資源匹配情況東西差異十分明顯。在東部地區，北京市的匹配指數最高，平均水平能達到0.395×104m3/hm2，主要原因為北京市耕地面積最少，匹配度高于其他地區。華北地區東部城市，用作耕地的土地面積整體要多于西部地區，同時耕地用水大部分在4.78×104m3/hm2以上，所以天津市、唐山市、邯鄲市、邢臺市、保定市、滄州市、廊坊市、衡水市、運城市的匹配系數處于良好水平，石家莊市、秦皇島市、承德市、呼和浩特市的匹配程度一般。山西省的耕地面積為25×104hm2，耕地用水少于東部地區，所以太原市、大同市、朔州市、晉中市、忻州市、呂梁市的匹配系數處于較差水平，陽泉市、臨汾市、長治市、晉城市的匹配程度極差。張家口市、包頭市、烏蘭察布市匹配情況不佳，是因為用水量滿足不了耕地的需求，其灌溉水資源量僅為9.06×108m3。華北地區的農業水土資源平均匹配度為0.169×104m3/hm2，遠遠低于全國整體水平（1.7×104m3/hm2）。以上結果反映出華北地區農業水土資源處于不平衡狀態。

3 結語

本文基于單位耕地面積水資源量法，對華北地區的農業水土資源匹配進行了分析。以灌溉為主要農業用水方式的華北地區東部農業水土資源匹配處于良好水平，主要原因是該地區較為依賴農業。然而，該地區水資源優勢不明顯，用于農業灌溉的水資源量超過了自然水資源的承載能力，水資源短缺十分嚴重。內蒙古中部地區農業水土資源匹配處于較差水平，該地區水資源量較低，現有水資源量無法滿足農用地的灌溉需求，處于嚴重缺水狀態。山西省大部分城市農業水土匹配處于較差水平，該地區農用地較少，且以雨養農業為主，處于缺水和缺土狀態。總體來看，華北地區農業水土資源匹配處于不平衡狀態，對農用地資源和水資源的管理和優化配置提出更高的要求。