河北省是我国水资源极度短缺的省份之一,在现状条件下全省水资源的缺口达到50~60亿m3。南水北调工程的实施后,虽然在一定程度上可以缓解水资源紧张局面,但不能完全解决河北省水资源短缺问题。另一方面,河北省有丰富的土壤水资源可以利用。根据河北省土壤水资源评价结果,全省一般年份可利用的土壤水资源为231亿m3,再加上170亿m3的灌溉水量,全省可利用的土壤水量约为401亿m3,数量可观。因此,在水资源严重短缺、农业用水紧张的情况下,合理开发利用土壤水资源,对保证粮食安全、提高农民生活水平、维持水资源可持续利用、维持良好的生态环境及促进河北省农业可持续发展意义重大。本文将对耕地土壤水资源承载力的概念和内涵进行界定,对河北省及7个土壤水资源分区、11个行政分区内耕地土壤水资源承载力进行计算、评价,主要研究成果如下:(1)本文将资源承载力的理论引入到土壤水资源的研究中,界定了耕地土壤水资源承载力的概念,即当耕地内土壤中水、肥、气、热等元素相互协调,在自然条件的一元模式(只考虑天然降水,如旱地农业、旱稻田等)或自然—人工灌溉的二元模式(考虑自然降水和灌溉,如水浇地及灌溉水田区域等)下,在一定社会发展阶段的经济水平和科学技术水平条件下,某一区域耕地内的土壤水资源能够持续支撑该地区农业种植业发展的能力;明确了耕地土壤水资源承载力的承载对象主要为农业种植业;分析了耕地土壤水资源承载力的承载模式、时空变化、利用形式、社会经济内涵和可持续性内涵;在阐述水资源承载力与土壤水资源承载力的异同基础上,论述了耕地土壤水资源承载力的可持续性、有限性、动态性、可调控性、对降水的依赖性,以及承载对象简单、承载模式多样等特性。(2)根据耕地土壤水资源承载力内涵和特点,建立耕地土壤水资源承载力的多目标计算模型。以农业经济产值最大、粮食总产量最大和农业用水比例最低分别建立目标函数,以农业种植结构、水资源、土壤水资源及其他作为约束条件,通过加权法建立综合目标函数,并采用线性规划方法对综合目标进行目标优化。(3)根据耕地土壤水资源承载力的特点及影响因素,建立耕地土壤水资源承载力评价指标体系,并确定评价指标的阈值及权重。指标体系由供水指标、用水指标、管理指标和效益指标共4个一级指标及17个二级指标构成。指标的阈值通过调查国家、省、市相关的政策、法规及规划、收集有关的国家规范或行业规范、参考发达国家或国内发达地区的发展水平、对相关年鉴统计数据回归分析并进行趋势外推及专家经验法等方法确定。为了详细描述耕地土壤水资源承载力的状态,本文根据农业节水技术发展水平将承载力分为一级、二级和三级,确定了每个级别指标等级区间,为耕地土壤水资源承载力的定量评价提供了标准。结合调查问卷的调研成果,采用二元比较模糊决策分析法确定各评价指标的权重。(4)应用耕地土壤水资源承载力计算模型对河北省耕地土壤水资源承载力计算。计算中考虑了2020年(近期)和2030年(远期)两个规划年,平水年(P=50%)和偏枯年(P=75%)两种降水频率,低、中、高三种节水技术水平,共建立12个方案。随后,采用模糊可变评价方法对河北省各个方案进行评价,确定每个方案中耕地土壤水资源承载力的等级。评价结果为:到2020年,各个耕地土壤水资源承载力方案都可以达到二级,属于“方案合格,能够适应于当地区域经济发展”,到2030年,平水年(P=50%)内的各个方案可达到一级,属于“方案良好,比较适应于当地区域经济发展”,偏枯年(P=75%)内各个方案仍属于二级,但较2020年有所提高。通过分析近期和远期的发展基础和条件,在保证河北省农业可持续发展背景下,提出河北省2020年(近期)和2030年(远期)的发展方案。(5)应用耕地土壤水资源承载力计算模型对7个土壤水资源分区及11个行政分区的承载力进行计算。计算中考虑了2020年(近期)和2030年(远期)两个规划年,平水年(P=50%)和偏枯年(P=75%)两种降水频率,对各土壤水资源分区内、各行政区的农业生产总值、粮食总产量、土壤水资源利用量、常规水资源利用量、灌溉面积及各类土壤水资源利用技术的发展面积进行计算及对比分析。(6)对河北省各县市土壤水资源量、土壤水资源利用量及利用潜力进行计算,在现有相关研究成果、经验以及种植方式基础上,对效果良好的技术和管理措施进行了分析和总结,从工程、管理和生物三方面提出了提高耕地土壤水资源承载力的措施。