华北地区农业水土资源匹配格局分析

薛道义，张 亭

（1.兰州市勘察测绘研究院，甘肃 兰州 730030；2.山东理工大学，山东 淄博 255000）

华北地区是我国重要的粮食作物和经济作物产区，但全国仅有4.09%的水资源可被该区调用。在水资源总量匮乏的情况下，用于农业灌溉的水资源的比例较少，不能满足农业生产的需水量。华北地区人口稠密，农产品需求量高，工业发达，市场十分活跃，与其密切联系的水土资源面临的主要问题有以下几点：第一，水土流失，主要发生在内蒙古和山西，因为地势起伏大，土质松散加上人为因素对环境的破坏，遇到暴雨天气流失情况更加严重，常常使土地资源十分紧张，土地含肥量下降，是水土资源面临最严重的问题；第二，地下水过度开采，主要发生在华北地区的东部，由于地表水含量不能满足需求，开始打井开采地下水，现在情况得到了一定的改善，但是遗留的问题很多，比如地面沉降，沿海地区出现海水入侵现象等等；第三，浪费及污染等情况使水资源利用效率低下，尤其工业方面，不仅使用了大部分生活用水，而且没有进行净化处理就将污水排走，污染了水资源。面对以上问题，要认清现状对其进行改善。因此，本文进行华北地区水土资源匹配格局分析。

1 研究区概况及研究方法

1.1 研究区概况

本文结合气候类型、自然地理区划、地理特征、相关文献以及人们多年来形成的共识，以北京市、天津市、河北省、山西省、内蒙古自治区中部（呼和浩特市、乌兰察布市、包头市）为研究对象，分析华北资源地区农业水土资源匹配格局。华北地区为温带季风气候，年降水量仅为400～1 000 mm，且主要集中在夏季，冬季寒冷干燥。其中，内蒙古自治区降水量低于400 mm，尤为干燥。

1.2 研究方法

本研究中土地利用数据（2014年—2018年）主要来自资源环境科学与数据中心，水资源数据（2014年—2018年）主要来源于国家统计局中各省（直辖市）的统计年鉴和数字与公报。本文基于单位耕地面积水资源量法来评价华北地区农业水土资源匹配特征[1-4]，如公式1所示。

式中，W f为农业水土资源匹配度；B W、G W分别为农业灌溉用水量以及该区域降水量，单位为108m3；C farm为耕地面积，单位为104hm2。

2 结果分析

依据2014年—2018华北地区各地市（直辖市）农田灌溉用水量、耕地面积和降水量统计数据，运用农业水土资源匹配度计算方法，得出华北地区各地市（直辖市）近5年的农业水土资源匹配度，见表1。

表1 华北地区各地市（直辖市）农业水土资源匹配度Tab.1 Matching degree of agricultural water and soil resources of cities in North China×104 m3/hm2

依据农业水土资源匹配度的积聚与离散的分异特征，在ArcMap中采用自然间断点分级法（Jenks）将农业水土资源匹配度划分为5个等级：I.匹配程度较优（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.匹配程度较差（0.088＜W f≤0.139）；V.匹配程度极差（0.036＜W f≤0.088）。

华北地区的水土资源匹配情况东西差异十分明显。在东部地区，北京市的匹配指数最高，平均水平能达到0.395×104m3/hm2，主要原因为北京市耕地面积最少，匹配度高于其他地区。华北地区东部城市，用作耕地的土地面积整体要多于西部地区，同时耕地用水大部分在4.78×104m3/hm2以上，所以天津市、唐山市、邯郸市、邢台市、保定市、沧州市、廊坊市、衡水市、运城市的匹配系数处于良好水平，石家庄市、秦皇岛市、承德市、呼和浩特市的匹配程度一般。山西省的耕地面积为25×104hm2，耕地用水少于东部地区，所以太原市、大同市、朔州市、晋中市、忻州市、吕梁市的匹配系数处于较差水平，阳泉市、临汾市、长治市、晋城市的匹配程度极差。张家口市、包头市、乌兰察布市匹配情况不佳，是因为用水量满足不了耕地的需求，其灌溉水资源量仅为9.06×108m3。华北地区的农业水土资源平均匹配度为0.169×104m3/hm2，远远低于全国整体水平（1.7×104m3/hm2）。以上结果反映出华北地区农业水土资源处于不平衡状态。

3 结语

本文基于单位耕地面积水资源量法，对华北地区的农业水土资源匹配进行了分析。以灌溉为主要农业用水方式的华北地区东部农业水土资源匹配处于良好水平，主要原因是该地区较为依赖农业。然而，该地区水资源优势不明显，用于农业灌溉的水资源量超过了自然水资源的承载能力，水资源短缺十分严重。内蒙古中部地区农业水土资源匹配处于较差水平，该地区水资源量较低，现有水资源量无法满足农用地的灌溉需求，处于严重缺水状态。山西省大部分城市农业水土匹配处于较差水平，该地区农用地较少，且以雨养农业为主，处于缺水和缺土状态。总体来看，华北地区农业水土资源匹配处于不平衡状态，对农用地资源和水资源的管理和优化配置提出更高的要求。