西北农业水土资源承载力评估与区域精准治理：压力指数修正与空间障碍诊断

《Journal of Environmental Management》：Evaluation of carrying capacity of agricultural water and soil resources and targeted regional management in Northwest China

本研究创新性地将产量压力指数（PIGY）和经济规模压力指数（PIES）作为修正因子，构建了西北农业水土资源综合承载力（CC）模型。通过引入绿水核算框架、系统协调度（CCD）和障碍度模型，精准诊断了区域资源超载类型（如甘肃低效产出型超载PIGY > 1.95、青海输出不足型超载PIES = 3.14）及其空间分异机制（如劳动力-垦殖率负反馈、双水资源压力等），为干旱区农业资源可持续管理提供了"问题导向-空间靶向"的治理工具。

　　

Highlight

本研究通过整合产量压力指数（PI_GY）和输出压力指数（PI_ES）作为修正因子，构建了创新的农业水土资源综合承载力（CC）模型。与传统方法（WL）相比，CC模型显著提升了超载类型诊断的精度（偏差范围-4.5%–8.4%），例如精准识别出甘肃的"低效产出型超载"（PI_GY > 1.95）和青海的"输出不足型超载"（2020年PI_ES = 3.14）。

Analysis of comprehensive carrying capacity evaluation results of soil and water resources

2011年至2020年西北地区水土资源综合承载力指数（CC）在1.12至1.20之间波动，表明整体处于轻度超载状态（图3）。与传统的水土资源承载力指数（WL，一种未考虑压力调节的单支撑力指数）的系统比较揭示了根本性差异：CC模型不仅量化了超载水平，更重要的是揭示了其背后的异质性机制。

Load-bearing capacity (CC) state diagnosis: from overload phenomenon to mechanism analysis

本研究开发的CC模型实现了从"超载现象"到"机制解析"的跨越。在甘肃省，传统WL模型的普适性超载指标（WL = 1.77）被CC模型精确诊断为"产能低效型超载"（PI_GY > 1.95，实际产量仅达到开发潜力的51.3%）。这一发现挑战了认为甘肃问题仅源于水资源短缺的普遍看法，揭示了"水资源利用效率低下"这一核心矛盾。相反，在青海省，CC模型诊断出"输出不足型超载"（PI_ES 高达3.14），表明其农业经济规模远未达到资源环境所能支撑的潜力，反映出产业结构单一化的发展困境。

Conclusion

本研究开发了一个融合动态压力指数（PI_GY 和 PI_ES）的水土资源承载力综合评价模型（CC），克服了传统方法（WL）的局限性。关键发现包括：(1) 本研究揭示了一种不平衡的资源超载机制。研究表明，西北地区的资源超载并非遵循单一模式，而是表现为两种不同的路径："低效率