水土资源是社会经济发展的基础性自然资源,是人类和其他一切生物的生存载体,也是维持生态环境系统良性发展的重要支持因子。水土资源承载系统是一个社会、经济、生态耦合作用的因果反馈系统,水土资源承载力是联系水土资源与社会、经济、生态系统的纽带,也是衡量水土资源与社会、经济、生态环境系统协调程度的重要指标,水土资源承载水平的高低往往是制约区域居民生活质量和社会经济发展的瓶颈因素,随着人口的增长和社会经济规模的不断扩大,水土资源供需矛盾突出,引发水土流失严重,生态环境恶化,水土环境污染等一系列问题。所以从可持续发展的理念出发研究并预测未来水土资源承载潜力,对实现水土资源优化配置,协调人类、社会经济、生态环境和水土资源的关系,实现区域可持续发展具有重要意义,为水土资源合理高效利用和可持续发展理论的完善提供依据。本文在大量收集资料,系统分析国内外承载力研究成果的基础上,针对现有大多数承载力研究仅考虑水资源或土地资源的片面性和单一性,对其进行完善。在分析西北旱作区水土资源特点及水土资源承载力影响因素的基础上,遵循可持续发展的思想,构建西北旱作区水土资源承载力评价指标体系,并建立水资源承载力定量计算模型和水土资源承载力综合评价模型。以西北典型旱作区甘肃石羊河流域和陕西关中地区为例进行实例研究,主要研究内容和结论如下:(1)以水资源为承载主体,社会经济和生态环境为承载客体,在保障基本生态需水的条件下,充分考虑人均生活耗水、人均粮食生产耗水以及人均GDP耗水,建立了水资源承载力定量计算模型,充分凸显了粮食生产耗水在水资源消耗中的重要比例。对石羊河流域不同生活水平和规划水平两种方案下的水资源承载力进行定量计算,结果表明:石羊河流域水资源承载力随生活水平的提高而降低,并且超载度呈上升趋势;在同一生活水平下,可承载人口随年份有所增长,2010年石羊河流域能达到总体小康水平。方案二表明:在规划水平下,石羊河水资源承载力有所提高,且超载度有所下降,但流域2003年仍处于超载状态,2010年和2020年RCI分别为0.90和0.97,仍存在潜在风险。(2)考虑水土资源承载力影响因素,建立了西北旱作区水土资源承载力评价指标体系及分级标准,以及主客观相结合的权重确定方法。指标体系包括水资源、土地资源、科技功效、社会、经济及生态环境6个子系统共20个指标。用基于模糊集决策理论的主观权重对熵权确定的客观权重进行修正,使权重分配更为合理,既充分考虑了专家主观经验在综合评价中的作用,又能解决客观赋权法仅依赖于样本数据的缺陷。(3)针对传统模糊综合评价存在大量丢失信息、易导致评价结果有效性不高和原创集对分析过于粗糙的缺陷,采用基于熵权和模糊集决策理论的改进模糊综合评价模型和基于改进集对分析(SPA)的综合评价模型。改进模糊综合评价模型引入有效度指标判断最大隶属原则的有效性,用基于贴近度的择近原则对失效样本重新进行判定,使水土资源承载力评价结果更为合理可靠;改进SPA模型更深刻细致地描述了样本的同、异、反特性,并用集对势和同一度判定样本承载等级,并通过集对势定位反映评价结果的乐观程度,能准确反映样本的承载水平及样本对所属等级的趋同程度。(4)采用改进模糊综合评价模型和改进SPA模型对陕西关中地区水土资源承载力进行评价,结果表明除咸阳和2008年渭南水土资源承载水平为Ⅱ级,处于临近超载状态外,其他地市均为Ⅲ级,处于基本平衡状态。水土资源承载状态从优到劣依次为宝鸡、西安、铜川、渭南、咸阳。未来年份宝鸡、咸阳、渭南的水土资源承载力有所提高,铜川则刚好相反,西安水土资源承载状态在2015年有所改善,但在2025年略微下降。(5)石羊河流域金川水土资源承载力现状及规划水平年依次为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级;永昌2008年和2015年水土资源承载水平均为Ⅱ级临近超载状态,2025年为Ⅲ级; 2008年凉州承载等级为Ⅱ级,2015年和2025年水土资源承载水平提高到Ⅲ级。民勤现状及规划水平年水土资源承载水平与石羊河流域其他地区相比较低,处于Ⅰ级超载状态。古浪县2008年水土资源承载等级为Ⅰ级,规划年为Ⅱ级临近超载状态。