沈阳市是我国东北地区重要的老工业基地，人均水资源占有水平低，是我国严重缺水城市之一。随着城市的不断发展，城镇规模与区域经济的增长同水资源之间的矛盾日益凸显。在新一轮国土空间规划中，强化对资源环境的底线约束，推进生态优化、绿色发展成为未来 城市和谐发展的重要前提和基本保障。

因此明确水资源利用上限，按照以水定城、以水定地、以水定人、以水定产的原则优化用水结构成为关键。农业用水作为沈阳市的用水大户，近三年来农业灌溉用水占比接近总用水量的 50%，一直在沈阳市用水结构中占有很大比重。 

因此，通过对沈阳市水资源的合理计算，评价沈阳市水资源约束下的农田灌溉承载能力，对沈 阳市优化农业生产与生态的空间布局，以及合理调整农业生产规模至关重要。

1、农业生产承载力的概念  

承载力的概念起源于古希腊[1]，最初被明确定义为“满足一定的资源环境条件下，某类 生物能够存活的最大数量”[2]。随着研究的深入，承载力的内涵不断丰富，逐渐明确承载力 是衡量资源环境系统与人类社会经济生活之间协调关系的指标，进而水资源承载力等承载力 细化概念被提出[3]。

根据《市级国土空间总体规划编制指南》与《资源环境承载力和国土空 间开发适宜性评价指南（试行）》，水资源约束下农业生产承载力评价作为资源环境承载力 评价的重要组成部分，是基于当前发展阶段、经济技术水平、生产生活方式和生态保护目标， 对一定地域范围内的水资源能够支撑农业生产的最大合理规模的计算。

2、水资源约束下农业生产承载力评价的重要意义 

资源环境承载力评价在国土空间规划中具有基础作用，是 “新时代”社会经济发展和 生态文明建设的重要手段。

新一轮国土空间规划中，强化对资源环境的底线约束，推进生态 优化、绿色发展成为未来城市和谐发展的重要前提和基本保障；充分合理的农业水资源保障 是同时确保农作物生长，与保障生态系统水资源需求的重要前提；对水资源约束下的农业生 产承载力进行评价分析关系粮食与生态安全，是资源环境承载能力评价的重要组成部分；是在贯彻习近平生态文明思想与总体国家安全观下，对市级总体规划在综合性、战略性、协调 性、基础性、约束性等方面的重要支撑。

1、沈阳市自然地理概况  

沈阳市位于辽宁省中部，处于辽东山地与下辽河平原过渡地带，地貌由东北部的低山丘 陵区过渡到山前波状倾斜平原区，中西部为广阔平坦的下辽河平原。沈阳地处北温带，属温 带季风气候区湿润和半温湿润大陆性气候，四季分明，降水集中，日照充足，雨热同季的气 候特点对农作物的生长发育极为有利。

2、沈阳市水资源情况  

沈阳市多年平均降水量 598.9mm，多年平均蒸发量 800-1000mm，全市共有大小河流 26 条，主要属辽河、浑河两大水系。沈阳市地下水主要含水层由全新统冲积—冲洪积砂及砂砾 孔隙含水层、上更新统冲洪积砂砾卵石孔隙含水层和下更新统冰水沉积含粘性土砂砾卵石孔 隙承压水含水层组成[4]。地下水主要接受大气降水入渗和河流渗漏补给，多年平均补给量为 20.12 亿 m³/年，可开采量为 19.13 亿 m³/年 [5]。

3、沈阳市农业种植情况  

根据《沈阳市统计年鉴（2019）》中沈阳市农作物播种统计情况，沈阳市农田主要播种 种植玉米、稻谷、蔬菜、花生、豆类等农作物，具体如表 1 中所示。主要农作物的播种面积 中玉米占比最多，为 397500 公顷，占比 58.83%；其次是稻谷，为 117554 公顷，占比 17.40%；第三是蔬菜类，为 61153 公顷，占比 9.05%；第四是花生，为 31153 公顷，占比 4.61%。

1、灌溉定额的计算

计算水资源约束条件下的农田灌溉承载能力，需首先计算农田综合灌溉定额，即单位面 积耕地综合灌溉需水量，具体方法如下：

沈阳市耕地灌溉水有效利用率参考张宝东、王殿武等人在辽宁省农业灌溉水利用系数测 试研究中的结果[6]，以及中国北方地区农业用水量增长态势呈波动状态中效率有所提高的趋 势情况[7]，保守取值为 0.6。根据辽宁省质量技术监督局发布的辽宁省地方标准（DB21/T 1237—2015）中的行业用 水定额标准，梳理出沈阳市辖区内各区县的农业用水情况如表 2 所示。

由于沈阳市下辖各区县包含两种不同的用水定额分区，因此，在进行沈阳市农田灌溉用 水定额计算过程中，首先分区进行计算，再通过各区耕地面积占沈阳市耕地面积比重加权汇 总，计算沈阳市农田综合灌溉用水定额。

2、多情景水资源约束下的沈阳市农业生产灌溉承载力评价 

在水资源约束下的农业生产承载力评价中，要强化资源环境的底线约束，水资源作为限 制条件，因其受到不同年份的气候条件影响，有着显著的不稳定性特征。受当年降水量等水 资源变化因素的影响，丰水年与枯水年作物的灌溉需水量也有着显著的差异。

因此，沈阳市在开展水资源约束下的农业生产承载力评价过程中，将通过多种水资源情境条件，对农业生 产的灌溉承载能力进行分析，以期得到客观的水资源约束下农业生产在灌溉方面的承载结果。在农业生产中，农田分为旱地、水浇地和水田等类别，本研究旨在分析需要人工灌溉的 农田在水资源约束下的农业生产灌溉承载力情况。

分析沈阳市近年的水资源公报数据，其中并未详细公布沈阳市的农业用水来源结构情况。由于城市的不断发展，城市产业结构的变化，人口的增长等因素，导致城市用水结构在一定 程度上的发生变化。因此以最近时间范围内的水资源公报数据进行分析，更能真实反映沈阳 市用水结构情况。

由近年沈阳市水资源公报可知，2019 年沈阳市降水量比多年平均多 26.70%， 水资源总量比多年平均多29.40%，为丰水年。而2018年沈阳市降水量比多年平均少25.70%， 水资源总量比多年平均水平少 43.80%，为枯水年。因此对 2019 年和 2018 年沈阳市用水结 构进行分析，评价沈阳市在近期丰水年与枯水年条件下的农田灌溉承载能力具有较强的时间 代表性。

因地下水会通过对土壤水分的作用，影响作物的根系生长，对作物生长发育具有重要作5 用 [8]。因此在分析过程中，考虑减少非农业用途的地下水开采，以非农业灌溉用水优先使用 非地下水作为分析的前提设置，分析农业灌溉用水结构，进而估算农业生产中可承载的灌溉面积，有利于按照《指南》要求，合理改善用水结构，为制定水资源供需平衡方案提供依据。

（1）丰水年情景： 

其中 2019 年沈阳市水资源总量 30.49 亿 m³，总供水量 27.15 亿 m³。各项水资源供水利 用数据如表 3 所示。

按照非农业生产活动用水，包括生产生活以及生态等途径的用水优先使用地表水的原则 条件，分析 2019 年沈阳市农田灌溉优先使用地下水的情况下的用水结构。分析结果如表 4 所示。

在此假设情景分析下，当年沈阳市 13.2 亿 m³农田灌溉用水可全部使用地下水，远未超 出当年地下水资源总量的 60%。因 2019 年非枯水年，因此按 50%降水频率下的综合灌溉定额 核算沈阳市可承载灌溉农田面积 4264.81 平方千米。

（2）枯水年情景： 

2018 年沈阳市水资源总量 13.24 亿 m³，总供水量 27.28 亿 m³。各项水资源供水利用数 据如表 5 所示。

按照非农业生产活动用水，包括生产生活以及生态等途径的用水优先使用地表水的条件， 分析 2018 年沈阳市农田灌溉优先使用地下水情况下的用水结构。分析结果如表 6 所示。

在此假设情景分析下，当年沈阳市 12.66 亿 m³农田灌溉用水已经超出地下水资源量 0.08 亿 m³，因 2018 年为枯水年，因此按枯水年 75%降水频率下的综合灌溉定额核算沈阳市可承载灌溉农田面积 2945.22 平方千米。

若当年按照实际地下水资源总量 60%的水量进行农 田灌溉，则只能承载灌溉农田面积 1755.97 平方千米，如需达到当年灌溉面积水平需外调 5.11 亿 m³非地下水用于灌溉。

（3）规划情景： 

在辽宁省出台《辽宁省“十三五”封闭地下水取水工程总体方案的通知》等明确要求下， 除《辽宁省地下水资源保护条例》允许保留的地下水取水工程（井）外，现有城镇地下水取 水工程（井）全部限期关停；除为保证用水安全必须转为应急备用水源的地下水取水工程（井） 外，现有城镇地下水取水工程（井）全部限期封闭。

在此条件下，沈阳市在未来将逐步关停封闭城镇地下取水工程，届时沈阳市地下水将主 要用于非城镇用水，根据近年来沈阳市水资源公报，在最近两年的枯水年即 2017 年与 2018 年中，沈阳市地下水资源与多年平均地下水资源量相比分别减少了 38.7%与 44.2%。

因此， 在不考虑外调灌溉用水情况下，参考近年情景，保障在发生枯水年情况下，依然保障不受影响的合理灌溉耕地面积，以沈阳市多年平均地下水资源量的 60%，即 13.52 亿 m³作为地下水 承载沈阳市农业灌溉的上限，以平水年的灌溉定额估算沈阳市未来地下水可承载的农田灌溉 承载力，面积不超过 4367.56 平方千米。

事实上，因尚不能完全做到地下水全部用于农业灌 溉，而其他行业用水不使用地下水，所以上述承载力面积为规划情境下的极端上限。根据近几年沈阳市水资源情况，除 2019 年沈阳市为丰水年外，2019 年之前的五年中有 4 年是来水 量少于平均情况的年份，因此，在不过渡开采地下水的管制前提下，为应对气候条件的不确 定变化同时保障现有农田灌溉，确保农业粮食安全，沈阳需保证一定规模的可外调农业灌溉 用水储备。

农业生产承载力评价作为资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价的重要组成部分，在国土空间规划中发挥着重要的基础性作用。

本文在不同情景条件下对沈阳市农业生产 承载力中灌溉承载力进行了相关评价。结合近几年沈阳市水资源情况，除 2019 年沈阳市为丰水年外，2019 年之前的五年中有 4 年为枯水年。水资源偏低的现状导致气候变化对粮食 安全的影响愈加突出，仅 2014 年 9 月，辽宁省因旱灾导致的粮食减产就达 100 亿斤左右[9]。 

此外，由于东北地区是以旱作物为主要农作物，如果在来水欠丰年，但降水恰好在农作物生长适宜期，农作物也会丰收，但是若是在来水丰年，虽然降水量大，但时间不适宜，属于无 效降水[10]，甚至造成减产，所以仅仅以水资源的情况描述农业生产的承载力是不够全面的， 还需要相关的保障举措保障承载力能够达到相应水平。

因此，在强化国土空间规划中对资源 环境的底线约束，推进生态优化、绿色发展，和谐发展的要求下。根据前述分析提出以下保 障农业生产承载能力的建议，以期为市级总体规划提供支撑。

一是强化地下水开采等资源环境的底线约束，同时协调保障生态与粮食安全。在不过渡开采地下水的管制前提下，为应对枯水年等极端气候年份对农业生产的影响，同时保障生态 环境安全与粮食安全，基于近年的枯水情况，沈阳市应常备化储备可外调农业灌溉用水 5 亿 m³以上以保障粮食与生态安全； 

二是优化农业与生态空间布局，合理退耕绿色和谐安全发展。结合“双评价”中生态保 护极重要区的空间分布，参考沈阳市水资源脆弱性在空间呈现由西至东逐渐降低的趋势[11]， 以及“双评价”中农业生产适宜性空间分布情况，对沈阳市的农业空间进行优化调整，通过 合理的退耕，在保护生态安全的同时，提高水资源保障下的农业生产承载力安全水平，以退 为进，确保粮食安全；

三是加强水资源的重复利用，合理统筹协调各类来源用水分配。重视雨水和再生水等资源的应用，提升城市雨水收集利用以及污水处理回用的能力，优化城市用水结构，通过合理 完善城市用水结构，进一步保障农业生产承载力安全； 

四是进一步加强农业灌溉科学管理，提高农业灌溉用水有效利用率，对灌溉设施进一步 优化改造，加强农业灌溉信息化监控系统的建设应用，推广高效节水灌溉技术[12]。

完善对农业灌溉用水结构的监测，根据水资源空间分布情况，指导优化农业种植结构空间分布，建立 基于水资源的农业估产评价体系，适时调整农业种植结构，保障农业粮食安全。

参考文献  

[1] HARDIN G. Carrying capacity as an ethical concept ［ J ］ . Soundings: An  7Interdisciplinary Journal, 1976, 59(1): 120 - 137. 

[2] PARK R E, BURGESS E W. Introduction to the science of sociology［M］. Chicago:  University of Chicago Press, 1921.

[3] 岳文泽, 代子伟, 高佳斌, et al. 面向省级国土空间规划的资源环境承载力评价思考 [J]. China Land Sciences, 32(12). 

[4] 杨武成, 李国正, 陈赫. 沈阳市地下水资源开发利用现状与对策研究[J]. 农业科技与 装备, 2011(06):96-98. 

[5] 郭飞, 刘伟. 沈阳市地下水资源的合理利用[J]. 农业科技与装备, 2010(06):75-79. 

[6] 张宝东, 王殿武, 李松, et al. 辽宁省农业灌溉水利用系数测试研究[J]. 水文, 2011,  31(001):76-80. 

[7] 陆大道, 贾绍凤, 白永平. 中国北方地区用水进入低增长和微增长阶段的必要性和可 能性[J]. 地理研究, 2014, 033(002):203-213.

[8] 孙仕军, 隋文华, 陈伟,等. 地下水埋深对辽宁中部地区玉米根系和干物质积累的影响 [J]. 生态学杂志, 2020, 39(2):497-506. 

[9] 李腾飞,亢霞. 新常态下中国粮食安全的价值取向与保障体系分析[J]. 中国科技论坛 (8 期):130-136. 

[10] 童坤, 耿雷华. 不同频率与多年平均农田单位灌溉面积用水量折算方法研究[J]. 长 江科学院院报, 2018. 

[11] 李庆昕. 基于熵权的沈阳市水资源脆弱性及其时空异质性研究[J]. 水利技术监督,  2018, 000(006):174-177. 

[12] 虎海燕, 徐宝山. 疏勒河灌区农田灌溉水有效利用系数分析[J]. 中国水利, 2019,  000(011):53-55,58.