贵州省水资源承载力的空间地域差异

      水资源承载力是指在某一历史发展阶段，以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据，以可持续发展为原则，以维护生态环境良性发展为条件，在水资源得到合理的开发利用下，某一研究区域人口增长与经济发展的最大容量[1]。水资源承载力是一个国家或地区持续发展过程中各种自然资源承载力的重要组成部分，且往往是水资源紧缺和贫水地区制约社会发展的“瓶颈”因素，它对一个国家或地区综合发展和发展规模有至关重要的影响[2]。作为可持续发展研究和水资源安全战略研究中的一个基础课题，水资源承载力研究已引起学术界高度关注并成为当前水资源科学中的一个重点和热点研究问题，并取得了大量的研究成果。

      水资源承载力研究是涉及到人口、社会经济发展以及资源环境在内的复杂巨系统，对其可进行定量化研究，从而揭示区域发展中存在的主要问题，为该区可持续发展战略提供具有可操作性的调控对策。文中以多维状态空间的方法，从综合、宏观的角度来描述研究区域现实的承载状况，并对其进行定量化的表示和分析。

      1 状态空间法模型的建立

      状态空间法[3～5]是欧氏几何空间用于定量描述系统状态的一种有效方法。通常由表示系统各要素状态向量的三维状态空间轴组成。水资源承载力的大小可用状态空间的原点同系统状态点所构成的矢量模来表示。由于现实的水资源承载状况WRCS(Water Resources Carrying States)同状态空间中理想的水资源承载力大小WRCC(Water Resources Carrying Capacity)并不完全吻合，通常会有一定的偏差，从而导致水资源承载状况出现超载(WRCS＞WRCC)、满载(WRCS＝WRCC)、可载(WRCS＜WRCC)3种情况。而应用状态空间法可以定量地描述和测度水资源承载力及其承载状态。

      利用状态空间法定量研究水资源承载力的步骤如下：

      (1)选取n个能较好地描绘贵州省水资源承载力的指标项，结合实际情况确定其在某一特定时段内，遵循可持续发展前提下的最大（对效益型指标，即指越大越好的指标）或最小（对成本型指标，越小越好的指标）应取的值，称之为时段理想值，记为WRCC[,i],(i＝1,2,…,n)，该值实际上也就是贵州省在可持续发展状态下的承载力值：

      

      式中，WRCS为贵州省水资源承载力的现实值。

      (4)由所选定的这n个指标项可以构造一个n维的状态空间。上面的两个向量即表示在这一n维状态空间中分别代表贵州省在现状资源环境状况下的承载力状态点和贵州省承载现状状态点。这两个点在状态空间中的位置关系即反映了区域承载状况。为了使承载状况的判断更简化，可以采用下面的步骤进行：

      

      根据对状态空间的描述，M值的大小即定量地代表贵州省现状水资源发展状况。另一方面也不难得出，在经过式(3)的转换以后，代表可持续发展状态下的水资源承载力状态向量实际上已经变成了一个单位向量。通过加权处理以后，该单位向量的模为：

      

      根据M与WRCC值的比较，可以对贵州省水资源的实际承载状况进行判断：

      M＞WRCC超载

      M＝WRCC满载

      M＜WRCC可载

      2 指标体系构建与水资源承载状况计算

      2.1 贵州省水资源承载力指标体系的构建

      水资源承载力评价指标体系[6]是水资源承载力研究中的一个关键问题，其核心是用什么指标体系来反映人口、社会经济发展以及资源环境这个复杂巨系统的发展规模与质量。目前，国内外对水资源承载力评价指标体系的研究，大致可分为两类：一类是从传统的水资源供需平衡分析基础上发展起来的对区域水资源承载力的评价；另一类是选择反映区域水资源承载力的主要影响因素指标，借助一定的评价模型和方法，综合评价水资源承载力。根据贵州省的具体情况，选取了以下指标评价贵州省水资源承载力的空间差异。

      (1)水资源总量是水资源系统满足用水需求的最重要的指标，是水资源系统最主要的物理特征，也是水资源承载力评价中最重要的因素。采用水资源量来表示。

      (2)水资源开发利用程度是表征水资源物理特征的一个重要指标，一个地区即使其水资源蕴藏量很大，但开发利用程度低，其实际可利用的水资源少，实际承载力就低。采用人均用水量、用水效益等来衡量。

      (3)水资源短缺是一定区域一定时期内水资源供不应求的一种状态。采用水资源可利用率来加以描述。

      (4)社会经济发展指标是推动水资源发展变化的关键指标。可用人均GDP、城市化水平、人均粮食产量等反映社会发达程度。人均产量的提高和较高城市化水平均有助于污水治理投资的增加。