資源枯竭型城市土地綜合承載力評價研究

倪 超，雷國平

（1.東北農(nóng)業(yè)大學 資源與環(huán)境學院，哈爾濱150030；2.哈爾濱學院 地理系，哈爾濱150086）

土地是人類社會賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)［1］。伴隨著城市化進程的不斷加快，人口的快速增長、資源的日益緊缺、環(huán)境的急劇惡化都極大地削弱了土地的承載能力，阻礙了土地資源的可持續(xù)利用和區(qū)域經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展。為緩解人地關(guān)系日益緊張的尖銳矛盾，尋求一條既能保障經(jīng)濟發(fā)展對土地的需求又能使土地得到協(xié)調(diào)利用的有效途徑［2］，土地綜合承載力的研究逐漸成為人們關(guān)注的焦點。國內(nèi)學者曾對此做過一些探索研究，對指導研究區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要參考價值。但研究對象多以同省市內(nèi)部比較為主，跨省間城市比較少。且研究方法多采用均方差決策法，其它研究方法較少［3－6］。

由于資源產(chǎn)業(yè)與資源型城市發(fā)展規(guī)律的作用，加之“高生產(chǎn)、高消耗、高污染”的傳統(tǒng)發(fā)展模式以破壞資源環(huán)境為代價來換取短暫的經(jīng)濟增長，迫使資源型城市必然經(jīng)歷“建設(shè)－繁榮－衰退－轉(zhuǎn)型－振興或消亡”的發(fā)展過程［7］，面對資源枯竭型城市轉(zhuǎn)型這個世界性難題，盡管我國的一些資源型城市轉(zhuǎn)型已初見成果，但面臨的挑戰(zhàn)依舊嚴峻。上述背景下，深入開展資源枯竭型城市土地綜合承載力研究，不僅為有關(guān)部門制定合理人口政策、資源環(huán)境保護措施、社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃提供科學決策依據(jù)，而且有助于了解資源枯竭型城市土地利用狀況，診斷土地利用中存在的問題，對實現(xiàn)城市土地資源合理、集約、高效、持續(xù)利用具有重要的現(xiàn)實意義。

1 土地綜合承載力的概念及內(nèi)涵

土地綜合承載力是指在某一時間和空間范圍內(nèi)，一定的自然能源、科學技術(shù)和資金投入在保證與其社會文化準則相符合的物質(zhì)生活水平條件下，土地資源所能持續(xù)承載人類各種活動的能力。土地綜合承載力是以土地資源為研究對象，涉及資源、環(huán)境、人口、社會、經(jīng)濟等各方面的一項綜合動態(tài)平衡研究。它既會因經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展而增強，也可因生態(tài)環(huán)境的破壞而降低。因此，具有明顯的動態(tài)時變性。土地綜合承載力包括兩方面的含義：（1）就承載對象而言，土地綜合承載力研究的是整個人類社會的資源、環(huán)境和經(jīng)濟活動的規(guī)模和強度，而不僅僅是“人口”、“資源”、“環(huán)境”等某一個體；（2）就承載體而言，與傳統(tǒng)的土地承載力相比，土地綜合承載力研究的重點不僅僅局限于“耕地”，而擴展到土地利用類型中的各類用地［8］。既側(cè)重研究以耕地和后備耕地資源為中心的土地資源承載能力，也對非耕地資源進行全方位的系統(tǒng)研究。

2 土地綜合承載力評價指標體系構(gòu)建

2.1 評價指標體系構(gòu)建原則

土地綜合承載力評價指標體系是衡量土地綜合承載力各影響因素指標的可量度參數(shù)集合，是反映社會全面進步，體現(xiàn)以人為本，促進人口、經(jīng)濟、資源、環(huán)境、社會協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合性評價體系，對于緩解日趨緊張的人地關(guān)系、挖掘土地資源內(nèi)在潛力、促進區(qū)域經(jīng)濟穩(wěn)步快速發(fā)展提供科學依據(jù)。構(gòu)建切實可行的土地綜合承載力評價指標體系應(yīng)遵循如下原則：

2.1.1 科學性原則 所選指標應(yīng)能真實、客觀地反映土地綜合承載力的具體情況，引用的數(shù)據(jù)應(yīng)準確、翔實，指標的處理應(yīng)有數(shù)學理論依據(jù)，從而使各指標在評價體系中具有科學的定位。

2.1.2 全面性原則 土地綜合承載力評價是對土地系統(tǒng)進行的一項綜合性評價，指標的篩選應(yīng)全面、系統(tǒng)地反映土地綜合承載力的各個方面及其相互關(guān)系。凡能描述系統(tǒng)各層次狀態(tài)的指標應(yīng)盡可能全面地列出，做到全方位地考慮問題，避免重要指標的遺漏。

2.1.3 可行性原則 土地綜合承載力評價的關(guān)鍵在于評價方法的切實可行，指標的可量化，數(shù)據(jù)的易獲取。因此，所選指標要盡量利用現(xiàn)有統(tǒng)計資料及相關(guān)規(guī)定標準。

2.2 評價指標體系構(gòu)建

針對資源枯竭型城市生態(tài)環(huán)境惡化、土地退化、水資源需求告急等困境，選取園林綠地面積、工業(yè)二氧化硫及煙塵排放量、人均土地資源占有量、人均水資源、水土協(xié)調(diào)度等資源和環(huán)境類指標；針對資源枯竭型城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度單一、經(jīng)濟體系封閉、經(jīng)濟總量不足、地方財力薄弱等問題，選取第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重、實際利用外資額、人均地區(qū)生產(chǎn)總值、固定資產(chǎn)投資等經(jīng)濟類指標；根據(jù)資源枯竭型城市存在大量職工收入低于全國城市居民人均水平、失業(yè)人口增多的現(xiàn)狀，主要選取職工平均工資、城鎮(zhèn)登記失業(yè)人員數(shù)等社會及人口類指標，并結(jié)合土地綜合承載力系統(tǒng)具有自然、社會、經(jīng)濟和技術(shù)等各組成要素協(xié)同發(fā)展、相互影響的復(fù)合特點，基于上述評價指標體系的構(gòu)建原則，參照有關(guān)學者專家研究成果［3－6］，同時考慮資料獲取的可操作性，從人口、資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟五個方面選取35個指標，建立資源枯竭型城市土地綜合承載力評價指標體系，見表1。

表1 資源枯竭型城市土地綜合承載力評價指標體系

3 資源枯竭型城市土地綜合承載力評價

3.1 研究范圍

為促進資源型城市可持續(xù)發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展，國務(wù)院于2008年和2009年分兩批確定了44個資源枯竭型城市［9］。鑒于資料獲取可行性和統(tǒng)計指標一致性考慮，本次只選取17個地級市作為研究對象，分別是撫順市、阜新市、盤錦市、遼源市、白山市、伊春市、七臺河市、淮北市、銅陵市、景德鎮(zhèn)市、萍鄉(xiāng)市、棗莊市、焦作市、黃石市、銅川市、白銀市、石嘴山市。

3.2 數(shù)據(jù)來源

原始數(shù)據(jù)來源于2009年《中國城市統(tǒng)計年鑒》、《黑龍江統(tǒng)計年鑒》、《吉林統(tǒng)計年鑒》、《安徽統(tǒng)計年鑒》、《江西統(tǒng)計年鑒》、《山東統(tǒng)計年鑒》、《河南統(tǒng)計年鑒》、《湖北統(tǒng)計年鑒》、《陜西統(tǒng)計年鑒》、《甘肅統(tǒng)計年鑒》、《寧夏統(tǒng)計年鑒》及各省市國民經(jīng)濟與社會發(fā)展統(tǒng)計公報、政府工作報告及有關(guān)部門統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。

3.3 評價方法

在多指標綜合評價中，權(quán)重是衡量各指標對評價目標作用大小的參數(shù)，因此，它的確定具有舉足輕重的作用。目前，確定權(quán)重的各種方法根據(jù)原始數(shù)據(jù)的來源不同，可以分為主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法兩大類。主觀賦權(quán)法多采取綜合咨詢評分的定性方法確定權(quán)重［10］，如層次分析法、德爾菲法、綜合指數(shù)法等，這種方法容易受評價者個人經(jīng)驗和偏好等人為因素的影響，夸大或降低某些指標的作用，評價結(jié)果隨意性較大?？陀^賦權(quán)法則是根據(jù)各指標間的相關(guān)關(guān)系或變異程度確定權(quán)重。它可以減輕計算工作量，克服主觀因素的不利影響［10］，如主成分分析法、離方差決策法、均方差決策法等。

本研究選取主成分分析法。主成分分析法是采用降維的思想，用少數(shù)幾個綜合指標來替代原來多個指標的一種統(tǒng)計分析方法。這種方法在解決實際問題中，既可以保留原始變量的主要信息，消除評價指標之間的相關(guān)影響；又可以減少指標選擇的工作量，避免片面追求個別指標而忽略全局的傾向。

根據(jù)主成分分析法的基本原理，其主要步驟如下［11－13］：

①對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理式中：Yij——標準化數(shù)據(jù)；xij——原始數(shù)據(jù)。

②計算主成分貢獻率

式中：Pj——主成分貢獻率；λi——特征值

③計算第i個樣本的主成分得分

式中：Zim——第i個樣本在主成分上的得分；αnm——特征向量；Yin——標準化數(shù)據(jù)。

④計算第i個樣本的綜合得分值

式中：Wi——綜合得分值；Pm——主成分貢獻率；Zim——第i個樣本在主成分上的得分。

表2 資源枯竭型城市人口、經(jīng)濟、資源、環(huán)境、社會子系統(tǒng)及綜合評價值

3.4 評價結(jié)果分析

3.4.1 評價過程 以人口子系統(tǒng)為例，首先對所選數(shù)據(jù)進行收集與整理；其次采用SPSS 17.0統(tǒng)計分析軟件對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，以消除各個變量量綱之間的差異；然后對標準化后數(shù)據(jù)進行主成分分析，得主成分的特征值及貢獻率；最后根據(jù)標準化特征向量系數(shù)矩陣和原始變量標準化矩陣相乘得各主成分得分，再將各主成分得分與各主成分貢獻率之積相加，即為該子系統(tǒng)評價值得分。同理得經(jīng)濟、資源、環(huán)境、社會子系統(tǒng)評價值及土地綜合承載力評價值（表2）。

3.4.2 結(jié)果分析 據(jù)表2可知，社會、資源、環(huán)境、經(jīng)濟、人口子系統(tǒng)與土地綜合承載力曲線走勢均比較相近，表明這5個子系統(tǒng)對土地綜合承載力在一定程度上均有不同影響。首先，社會子系統(tǒng)與土地綜合承載力曲線走勢基本吻合，表明該系統(tǒng)對綜合承載力影響最為顯著。因為社會子系統(tǒng)是資源、環(huán)境、經(jīng)濟、人口子系統(tǒng)的綜合反映，直接決定土地綜合承載力的走勢情況。其次，環(huán)境和資源子系統(tǒng)走勢與土地綜合承載力曲線也比較相近，說明環(huán)境的優(yōu)劣、資源的多寡也在很大程度上影響土地綜合承載力的高低。最后，經(jīng)濟、人口子系統(tǒng)對土地綜合承載力的影響也同樣不容忽視，因為經(jīng)濟的快速發(fā)展和人口素質(zhì)的提高有利于提升土地的綜合承載能力。

（1）人口子系統(tǒng)。評價值為正的城市全部地處我國華北和長江中下游區(qū)，分別是焦作、淮北、棗莊、景德鎮(zhèn)、萍鄉(xiāng)、黃石6個城市；而評價值為負值的城市主要在西北和東北區(qū)，共11個城市。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是：從自然條件上看，前6個城市位于華北平原和長江中下游平原，地勢低平、雨熱同季，資源稟賦豐裕。從區(qū)位角度上看，前6個城市地處環(huán)渤海經(jīng)濟圈及國家弓形產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)合部，兼有沿江和沿海的雙重地緣優(yōu)勢。加之社會和諧穩(wěn)定、醫(yī)療水平提高等因素的共同影響，令前6個城市人口自然增長率明顯高于后11個城市。同時，經(jīng)濟的集聚效應(yīng)令人口的機械增長也比較明顯，從而使前者總?cè)丝诒戎叵鄳?yīng)大于后者。另外，完善的教育體系使人口素質(zhì)相對較高也是提升人口子系統(tǒng)評價值的重要因素。

（2）資源子系統(tǒng)。與人口子系統(tǒng)相同，資源子系統(tǒng)評價值為正的城市也有6個，分別是伊春、石嘴山、銅陵、景德鎮(zhèn)、白銀和七臺河。主成分中對評價值起關(guān)鍵性作用的主要是園林綠地及水土協(xié)調(diào)度指標。首先，伊春、七臺河位于我國東北林區(qū)，銅陵、景德鎮(zhèn)則位于我國東南林區(qū)，兩大林區(qū)森林資源豐富。盡管石嘴山市無明顯森林分布，但農(nóng)田防護林和防風固沙林工程成效顯著，這在很大程度上提升了城市資源子系統(tǒng)的排名序位。其次，由于6個城市毗鄰黃河、長江、松花江，水資源配合度較好，在一定程度上也相應(yīng)提高了子系統(tǒng)的評價值。而其余11個城市由于所處位置，林業(yè)資源匱乏，水資源配合度較差，使評價值排序靠后。

（3）環(huán)境子系統(tǒng)。在5個子系統(tǒng)中，環(huán)境子系統(tǒng)評價值要明顯優(yōu)于其它子系統(tǒng)，共有8個城市的評價值為正，它們分別是撫順、淮北、銅陵、棗莊、萍鄉(xiāng)、景德鎮(zhèn)、焦作、盤錦。這些城市的共同特點是：工業(yè)廢水排放達標率、工業(yè)固體廢物綜合利用率、生活垃圾無害化處理率等環(huán)境指標均明顯高于其它城市，這與這些城市采取多種渠道加大生態(tài)環(huán)境治理，通過綜合利用工業(yè)固體廢棄物，對生活垃圾進行無害化處理，提高工業(yè)廢水排放達標率以最大限度地減少污染，有效改善城市生態(tài)環(huán)境有直接關(guān)系。以淮北市為例，2008年實施污染減排、環(huán)境優(yōu)美鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)等專項行動，清理關(guān)閉“十五小”、“新五小”企業(yè)11家［14］，三廢達標率明顯高于其它城市，這是使淮北市環(huán)境子系統(tǒng)評價值排序靠前的主要原因。

（4）經(jīng)濟子系統(tǒng)。在17個城市中，只有撫順、黃石、棗莊3個城市評價值為正，其余城市此評價值均為負。環(huán)渤海經(jīng)濟圈的輻射作用為撫順、棗莊的經(jīng)濟發(fā)展提供了有力機遇。作為全國十大重工業(yè)城市之一的撫順是中國北方最大的石油化工城市，2008年實際利用外資比上年增長95.4%，固定資產(chǎn)投資和社會消費品零售額也有較大幅度增長，全面推進區(qū)域經(jīng)濟的跨越式發(fā)展。而作為長江經(jīng)濟開發(fā)帶的重要支點、武漢城市圈的副中心城市和鄂東區(qū)域經(jīng)濟龍頭的黃石工業(yè)基礎(chǔ)雄厚［15］，黃石經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的大力發(fā)展使具有推動性的主導產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)新行業(yè)及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)相對集聚，加強了周圍地區(qū)的經(jīng)濟活動，從而帶動整個黃石經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展。但也應(yīng)該看出，17個城市的經(jīng)濟子系統(tǒng)評價值普遍偏低，而資源枯竭、環(huán)境破壞等一系列社會問題是阻礙城市經(jīng)濟發(fā)展的主要制約因素。

（5）社會子系統(tǒng)。石嘴山、黃石、焦作、盤錦、銅陵、景德鎮(zhèn)市分別排在社會子系統(tǒng)的前6位。總的來看，這些城市比較完善的基礎(chǔ)設(shè)施和發(fā)展迅速的電信事業(yè)為社會子系統(tǒng)的增長奠定了良好基礎(chǔ)。如6個城市的用氣普及率和用水普及率平均值分別比17個城市的同類指標平均值高10.76%和4.2%，從其余指標也可看出明顯優(yōu)勢。以石嘴山市為例，公用電信網(wǎng)絡(luò)四通八達，電話、互聯(lián)網(wǎng)普及率較高，市境內(nèi)供電、供水充裕，特別是隨著市委提出大力實施民心“三大工程”以及國電寧夏石嘴山發(fā)電有限責任公司、大武口第二水廠、石嘴山煤氣工程、道路工程等一批重點項目的建設(shè)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到進一步加強［16］。因此，石嘴山市在17個城市中社會子系統(tǒng)評價值最高。

3.5 土地綜合承載力類型劃分

根據(jù)土地綜合承載力評價值，采用聚類分析法對各城市進行分類，排序結(jié)果見表3。

表3 資源枯竭型城市土地綜合承載力聚類表

（1）弱承載力區(qū)。包括阜新市、遼源市、白山市、七臺河市、銅川市、白銀市6個城市，綜合評價值在－0.454 0～－0.734 2之間，承載力水平較弱。此類城市的共同特點是5個子系統(tǒng)的利用狀況均不好，在各子系統(tǒng)排序中均靠后，僅七臺河市和白銀市資源子系統(tǒng)評價值為正，其余各城市各子系統(tǒng)評價值均為負，致使綜合評價值及排序均較低。

（2）低承載力區(qū)。包括伊春市、盤錦市、萍鄉(xiāng)市3個城市，綜合評價值在－0.163 0～－0.253 5之間，承載力水平低。此類城市各子系統(tǒng)評價值低，排序稍高于第一類城市，但多數(shù)仍處于偏下水平。以盤錦市為例，人口、資源、環(huán)境子系統(tǒng)值均處于伊春市和萍鄉(xiāng)市之間，社會子系統(tǒng)值遠高于伊春、萍鄉(xiāng)兩市，但經(jīng)濟子系統(tǒng)值排在兩市之后，致使綜合評價值及排序均位于兩市之間。

（3）中承載力區(qū)。包括石嘴山市、撫順市、淮北市3個城市，綜合評價值最低為－0.033 5，最高為－0.015 8，但整體仍均低于0，承載力狀況在4類城市中處于中等水平，各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性一般。根據(jù)協(xié)同論理論，一個子系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)是建立在另一個子系統(tǒng)損失的基礎(chǔ)之上，每個子系統(tǒng)不可能同時達到最優(yōu)狀態(tài)，只有各子系統(tǒng)相互適應(yīng)、彼此協(xié)調(diào)、良性循環(huán)，才能實現(xiàn)整體效益最大化，促進系統(tǒng)最優(yōu)化發(fā)展［17］。以撫順市為例，環(huán)境與經(jīng)濟子系統(tǒng)評價值均列各城市之首，但人口子系統(tǒng)評價值排在第11位，導致土地綜合評價值不高。

（4）較高承載力區(qū)。此區(qū)共有5個城市，分別是黃石市、棗莊市、景德鎮(zhèn)市、銅陵市、焦作市，綜合評價值均大于0，承載力水平在4類城市中較好。僅資源子系統(tǒng)評價值排序靠后，其余子系統(tǒng)排序均較靠前。主要原因是地理位置優(yōu)越，棗莊、焦作地處華北區(qū)，銅陵、景德鎮(zhèn)、黃石位于長江中下游區(qū)，受經(jīng)濟帶輻射作用，經(jīng)濟子系統(tǒng)評價值較高。加之這些城市生態(tài)環(huán)境良好，人口與社會子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性較好，因此，土地綜合承載力評價值較高。但水資源時空分配不均、水土組合不平衡也是資源子系統(tǒng)排序靠后的障礙因素。

4 結(jié)論

（1）由評價值結(jié)果可以看出：各子系統(tǒng)功能較弱，均處于較低的承載水平；且相互之間的協(xié)調(diào)程度不高，未形成整體的最優(yōu)狀態(tài)。因此，導致17個資源枯竭型城市的土地綜合承載力水平普遍較低。

（2）根據(jù)聚類分析結(jié)果可劃分為4個區(qū)域，分別是：弱承載力區(qū)、低承載力區(qū)、中承載力區(qū)、較高承載力區(qū)。針對不同的土地綜合承載力區(qū)，今后可因地制宜地采取合理、持續(xù)、集約等不同的土地利用策略以提高各自的承載力水平。

（3）從綜合區(qū)劃角度來看，17個城市的土地綜合承載力空間差異比較顯著，評價值按由高到低的順序依次是華北區(qū)（棗莊、焦作）、長江中下游區(qū)（銅陵、景德鎮(zhèn)、黃石、淮北、萍鄉(xiāng)）、東北區(qū)（撫順、伊春、盤錦、七臺河、阜新、白山、遼源）、西北區(qū)（石嘴山、白銀）及晉陜內(nèi)蒙古區(qū)（銅川），而前兩個區(qū)域的綜合承載力水平因地緣優(yōu)勢、資源稟賦等因素影響明顯高于后3個區(qū)域。

（4）鑒于相關(guān)數(shù)據(jù)資料難于獲取，在構(gòu)建土地綜合承載力評價指標體系時，沒有考慮自然災(zāi)害、水土流失等因素對土地綜合承載力的影響，今后，對評價指標還需更深入地篩選以逐步改進此體系。此外，缺乏對資源枯竭型城市土地綜合承載力的動態(tài)時效性研究，也是今后有待于進一步完善的地方。

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