基于多情景模式的蘭州新區(qū)生態(tài)適度人口測度

潘竟虎 孫會(huì)慧 石培基

(西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，甘肅蘭州730070)

基于多情景模式的蘭州新區(qū)生態(tài)適度人口測度

潘竟虎 孫會(huì)慧 石培基

(西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，甘肅蘭州730070)

適度的人口規(guī)模是城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，城市生態(tài)適度人口的確定取決于區(qū)域生態(tài)承載力與區(qū)域人口對(duì)生態(tài)資源的需求，生態(tài)敏感性分區(qū)和區(qū)域可利用土地資源評(píng)價(jià)是生態(tài)適度人口測算的前提。本文以蘭州新區(qū)為例，針對(duì)新區(qū)存在的主要生態(tài)環(huán)境問題，在GIS支持下對(duì)其生態(tài)環(huán)境敏感性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，明確了生態(tài)環(huán)境敏感性分布規(guī)律。利用數(shù)字高程模型、遙感影像解譯土地利用圖和國土部門土地利用數(shù)據(jù)，測算和評(píng)價(jià)了蘭州新區(qū)可利用土地資源的數(shù)量和空間分布特征。基于多情景模型方法，從用地空間、可供水量、綠地指標(biāo)、生態(tài)足跡和生態(tài)敏感性分區(qū)5個(gè)方面測算了蘭州新區(qū)的生態(tài)適度人口與最大人口規(guī)模。結(jié)果表明:蘭州新區(qū)生態(tài)適度人口規(guī)模為82．28萬人－119．93萬人，生態(tài)環(huán)境和用地空間對(duì)蘭州新區(qū)人口容量規(guī)模的限制作用較其它因素強(qiáng)烈，2030年新區(qū)人口將達(dá)到或接近適度人口規(guī)模。新區(qū)發(fā)展應(yīng)統(tǒng)籌城鄉(xiāng)各類資源的利用，提高土地節(jié)約集約利用水平，提升土地生態(tài)承載力。

生態(tài)適度人口;情景分析;生態(tài)足跡;生態(tài)敏感性;蘭州新區(qū)

適度人口作為對(duì)某項(xiàng)特定目標(biāo)而言的最佳人口目標(biāo)，是英國經(jīng)濟(jì)學(xué)家坎南(E·Cannan)于19世紀(jì)末首先提出的，是指能夠達(dá)到一個(gè)特定或一系列目標(biāo)的“最佳”或“最理想”的人口規(guī)模［1］，適度人口既要考慮人口自身協(xié)調(diào)發(fā)展，也要顧及人口與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，因此適度人口實(shí)際上可以理解為以最令人滿意的方式達(dá)到某項(xiàng)特定目標(biāo)的人口，其大小與資源、環(huán)境的可持續(xù)利用以及人們追求的生活水平密切相關(guān)［2］。適度人口理論經(jīng)歷了早期適度人口論、現(xiàn)代適度人口論和可持續(xù)生態(tài)適度人口論三個(gè)發(fā)展階段，從20世紀(jì)六七十年代開始，人類認(rèn)識(shí)到適度的人口不僅要與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)相適應(yīng)，更要與資源環(huán)境系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，即所謂生態(tài)適度人口。近年來，國內(nèi)學(xué)者對(duì)適度人口進(jìn)行了大量研究，但大都是單一目標(biāo)(如水資源、土地、耕地面積、消費(fèi)水平等)決定下的人口測算。適度人口規(guī)模不是柏拉圖理想國意義上的最優(yōu)人口，也不是孤立系統(tǒng)資源環(huán)境支持能力的人口承載力，而是多因素決定下的較為合理的人口規(guī)模［3］。由于人口對(duì)資源消耗的“分母加權(quán)效應(yīng)”，使得人口對(duì)資源消耗的增加不僅來自人口絕對(duì)數(shù)量的增加，而且來自每個(gè)人消耗量的增長，因此傳統(tǒng)的“人口密度”指標(biāo)在度量生態(tài)系統(tǒng)承受的人口壓力方面存在明顯不足［4－5］。生態(tài)適度人口是指在某區(qū)域的某一預(yù)見時(shí)段，以不損害區(qū)域生態(tài)環(huán)境和破壞資源的永續(xù)利用為前提，能夠保障生態(tài)環(huán)境物質(zhì)能量循環(huán)相對(duì)均衡，環(huán)境和自然資源對(duì)人口的平均負(fù)荷力與人類最佳生存條件一致的適宜人口量。

蘭州市是全國緊湊程度最高的省會(huì)城市之一，主城區(qū)發(fā)展空間嚴(yán)重不足，蘭州新區(qū)作為蘭州市拓展的重要空間承接點(diǎn)和突破口，是提升城市職能、推進(jìn)城市跨越式發(fā)展的重要戰(zhàn)略平臺(tái)?！段鞑看箝_發(fā)“十二五”規(guī)劃》中將蘭州新區(qū)定位為“承接?xùn)|部地區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的先導(dǎo)區(qū)，黃河上游生態(tài)修復(fù)與未利用土地綜合開發(fā)示范區(qū)，內(nèi)陸欠發(fā)達(dá)地區(qū)統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展、擴(kuò)大城鄉(xiāng)就業(yè)和新型城鎮(zhèn)化的試驗(yàn)區(qū)，實(shí)施向西開放戰(zhàn)略的重要平臺(tái)”。然而，蘭州新區(qū)由于氣候干旱少雨，水資源匱乏，地表植被覆蓋率低，生態(tài)環(huán)境極其敏感、脆弱，可利用城市建設(shè)用地與基本農(nóng)田高度重合，人口與環(huán)境、發(fā)展與保護(hù)、統(tǒng)籌與協(xié)調(diào)成為新區(qū)發(fā)展的重要問題。本文基于多目標(biāo)約束視角分析，對(duì)蘭州新區(qū)生態(tài)適度人口進(jìn)行測算，為制定新區(qū)可持續(xù)發(fā)展的人口政策，引導(dǎo)人口分布、經(jīng)濟(jì)布局與資源環(huán)境承載能力相適應(yīng)，促進(jìn)人口、經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境的空間均衡提供科學(xué)依據(jù)。

1 土地生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)

在土地生態(tài)敏感性分區(qū)的基礎(chǔ)上計(jì)算生態(tài)適度人口是本文重要內(nèi)容。土地生態(tài)環(huán)境敏感性是指區(qū)域內(nèi)土地生態(tài)系統(tǒng)中各生態(tài)過程，在外界干擾(包括自然和人為)超過一定限度時(shí)，對(duì)各種不良影響的敏感程度［6］。生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)就是評(píng)價(jià)具體的生態(tài)過程在自然狀況下潛在的產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境問題的可能性大小。蘭州新區(qū)主要生態(tài)環(huán)境問題是水土流失、水資源短缺、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)等，針對(duì)每一生態(tài)問題選擇若干影響因子，在ArcGIS軟件環(huán)境下，轉(zhuǎn)換為單因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)。通過綜合各影響因子分布圖，采用spatial analyst模塊地圖代數(shù)分析功能得出各生態(tài)環(huán)境問題的敏感性分布圖，然后再進(jìn)一步綜合，得出全區(qū)生態(tài)環(huán)境敏感性分布圖。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要依照國家環(huán)保總局《生態(tài)功能區(qū)劃暫行規(guī)程》附件C和相關(guān)研究［7］。

水土流失敏感性以Reynard K G等提出的通用土壤流失方程(USLE)為基礎(chǔ)進(jìn)行評(píng)價(jià)［8］，即 A=R·K·LS·C·P。式中A為土壤侵蝕量;降水侵蝕力(R)值采用王萬忠等提出的適合干旱區(qū)的簡便算式［9］，利用氣象站的多年降雨紀(jì)錄資料，借助ArcGIS的創(chuàng)建表面功能，采用樣條函數(shù)內(nèi)插法得到全區(qū)30 m×30 m的R值分布柵格圖;坡度坡長因子(LS)在大尺度區(qū)域上很難計(jì)算，為此本研究采用地形起伏度值(即地面一定距離范圍內(nèi)最大高差)作為區(qū)域土壤侵蝕評(píng)價(jià)的地形指標(biāo)，以1∶10萬DEM(數(shù)字高程模型)上的每個(gè)柵格點(diǎn)作為目標(biāo)柵格，利用 ArcGIS的Focalrange函數(shù)，用3×3分析窗口對(duì)全圖逐柵格求取高差，求得地形起伏度的柵格數(shù)字矩陣;土壤質(zhì)地因子(K)由1∶10萬土壤圖經(jīng)數(shù)字化后提取獲得;覆蓋因子(C)通過2010－9－10的Landsat TM遙感影像提取NDVI后求取獲得。農(nóng)業(yè)措施因子(P)是與人類活動(dòng)密切相關(guān)的因子，與生態(tài)系統(tǒng)的自然敏感性關(guān)系不大，這里不做考慮。水源敏感性以數(shù)字化的蘭州新區(qū)河流水系圖為基礎(chǔ)，生成200 m緩沖區(qū)。地質(zhì)災(zāi)害敏感性評(píng)價(jià)以甘肅有色工程勘察設(shè)計(jì)研究院編制的《蘭州新區(qū)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)圖》為依據(jù)，數(shù)字化后轉(zhuǎn)為柵格，賦值得到。

將各敏感性專題柵格圖層(像元大小均為30 m×30 m)，轉(zhuǎn)化到相同投影和比例尺下，通過ArcGIS進(jìn)行柵格地圖代數(shù)乘積運(yùn)算，對(duì)多個(gè)生態(tài)環(huán)境問題進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。然后采用自然分界(natural break)法將敏感性分為5級(jí)。這種分類方法是基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的Jenk最優(yōu)化法得出的分界點(diǎn)，能夠使各級(jí)的內(nèi)部方差之和最小。生態(tài)敏感性綜合評(píng)價(jià)涉及諸多因子，任何因子受影響的程度一旦超過閾值，整體生態(tài)環(huán)境將受到嚴(yán)重的破壞。而將多個(gè)環(huán)境因子的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行加權(quán)求和，在一定程度上將導(dǎo)致單因子評(píng)價(jià)結(jié)果之間的抵消或放大，從而影響區(qū)域綜合生態(tài)敏感性的評(píng)價(jià)結(jié)果。因此，本文采用取極大值的方法，取各因子生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果中的最大值進(jìn)行綜合評(píng)價(jià):I=(Sj)max，式中I為生態(tài)綜合敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果，Sj為第j個(gè)因子的敏感程度。評(píng)價(jià)結(jié)果如圖1所示，生態(tài)敏感性分區(qū)面積見表1。

2 可利用土地資源評(píng)價(jià)

可利用土地資源是后續(xù)基于用地空間和綠地指標(biāo)進(jìn)行人口測算的基礎(chǔ)。可利用土地資源是指在一定空間尺度上可作為后備建設(shè)用地的土地。采用《省級(jí)主體功能區(qū)劃編制規(guī)程》中可利用土地資源計(jì)算方法［10］，即:

圖1 蘭州新區(qū)生態(tài)敏感性空間分布Fig．1 Distribution of eco-environmental sensitivity in Lanzhou New Area

可利用土地資源面積={適宜建設(shè)用地}－{已有建設(shè)用地}－{基本農(nóng)田}，

其中:適宜建設(shè)用地={可用地形}－{林草地}－{水域}－{沼澤}－{荒漠}，

可用地形 ={適宜高程的土地}∩{適宜坡度的土地}，林草地面積={林地面積+草地面積}×0．85。

已有建設(shè)用地={已有城鎮(zhèn)村建設(shè)用地}+{已有交通用地}+{已有工礦用地}+{已有特殊用地}+{已有農(nóng)村居民點(diǎn)}+{已有水利設(shè)施用地}。

《省級(jí)主體功能區(qū)域劃分技術(shù)規(guī)程》中有關(guān)海拔高程、坡度、人均可利用土地資源等分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)不適合蘭州新區(qū)，根據(jù)新區(qū)實(shí)際提出可利用土資源技術(shù)規(guī)程如下:新區(qū)無＜3 000 m海拔的國土面積，因此，把地形坡度分為＜3°，3°－8°，8°－15 °，＞15°四個(gè)等級(jí) 1，2，3，0，高程分為＜1 800 m，1 800－2 000m，2 000－2 200m，2 200－2 500m五個(gè)等級(jí)。根據(jù)適宜建設(shè)用地質(zhì)量與地形坡度、高程成負(fù)相關(guān)的原則，將地形坡度與高程等級(jí)相乘，根據(jù)其結(jié)果對(duì)適宜建設(shè)用地質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行劃分。

借助Landsat TM影像判讀和DEM，提取新區(qū)范圍內(nèi)適宜建設(shè)用地面積為37 024．47 hm2，根據(jù)第二次全國土地調(diào)查數(shù)據(jù)，新區(qū)范圍內(nèi)基本農(nóng)田面積為16 304.67 hm2，扣除范圍內(nèi)的現(xiàn)狀建設(shè)用地和林地、濕地等，蘭州新區(qū)范圍內(nèi)可利用土地資源15 336.75 hm2(見圖2)。

表1 不同類型生態(tài)敏感性的面積及比重Tab．1 Area and its percentage of sensitivity grade for each type of eco-sensitivity

3 適度人口測算

3．1 基于用地空間的人口容量

土地是城市空間擴(kuò)展的載體，有無開闊的空間往往成為其規(guī)模大小的決定條件?？晒┙ㄔO(shè)用地的總量是確定城市人口容量規(guī)模的前提，因此，城市用地分析是城市人口容量確定的基礎(chǔ)。

3．1．1 基于人均建設(shè)用地指標(biāo)的適度人口容量

圖2 蘭州新區(qū)可利用土地資源空間分布Fig．2 Distribution of available landin Lanzhou New Area

住房和建設(shè)部提出1萬人/km2的城市人口用地標(biāo)準(zhǔn)，盡可能地節(jié)約利用各種自然資源，發(fā)展緊湊型城市，實(shí)行“精明增長”政策［11］。根據(jù)歐美發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗(yàn)，大城市較為合理的城區(qū)人口密度為1萬人/km2左右。據(jù)此，可得到城市適度人口容量P的經(jīng)驗(yàn)公式:

式中:Ls表示適宜建設(shè)用地面積(km2)，下同;P(萬人)，下同。根據(jù)《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)GB50137－2011》［12］，城市的規(guī)劃人均建設(shè)用地指標(biāo)應(yīng)不低于65．0 m2/人，據(jù)此，得到城市最大人口容量Pmax計(jì)算公式:

據(jù)此，可計(jì)算出蘭州新區(qū)適度人口為153．37萬，最大人口容量為255．61萬。

3．1．2 基于人均居住用地指標(biāo)的適度人口容量

規(guī)劃的居住用地占建設(shè)用地的比例(25%－40%)及人均居住用地標(biāo)準(zhǔn)(28－38 m2/人)是限制人口容量的兩個(gè)硬性指標(biāo)，但不同性質(zhì)的城市、不同的居住高度(中高層或中低層)等對(duì)人口容量有一定影響。因此，適度人口容量的求算在規(guī)定范圍內(nèi)就有一定的浮動(dòng)空間，視具體城市而定?？傮w上應(yīng)符合:

式中:rs代表居住用地的適宜比例，單位為%;Rs代表適宜人均居住用地標(biāo)準(zhǔn)，單位為m2/人。

參考蘭州中心城區(qū)2010年居住用地占建設(shè)用地比例26．38%(取自甘肅省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳《甘肅省城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年報(bào)2010》)，按建設(shè)園林城市和生態(tài)宜居城市的目標(biāo)要求，降低工業(yè)用地和居住用地比重，本文將 rs取25%，Rs取中間值(33 m2/人)，則蘭州新區(qū)適宜人口數(shù)為116．19萬;若按照rs為40%的最高標(biāo)準(zhǔn)及Rs為28m2/人的最低標(biāo)準(zhǔn)，則蘭州新區(qū)最大人口規(guī)模為219．10萬。

3．2 基于可供水量的適度人口

在城市日最大總可供給水資源量已知情況下，根據(jù)現(xiàn)狀人均用水量指標(biāo)，科學(xué)分析主要影響因素的發(fā)展趨勢，反推可容納的適中或最大城市人口量，這種“以供定需”的測算法，是現(xiàn)今城市用水預(yù)測最常用的方法之一。蘭州新區(qū)由大氣降水形成的自產(chǎn)水資源總量為2．34億m3，但無長年地表徑流形成，均以蒸發(fā)、入滲的方式回歸自然。目前和今后一段時(shí)間，新區(qū)供水主要依靠引大(通河)入秦(王川)工程調(diào)水，根據(jù)蘭州市水電勘測設(shè)計(jì)院的評(píng)價(jià)報(bào)告，引大入秦灌溉工程不同水平年向蘭州新區(qū)可供支配水資源總量為22 288萬m3，其中生活用水量按總用水量的34．6%計(jì)算(蘭州市2010年水平)，則可供生活用水7 706．27萬 m3/a。蘭州新區(qū)目前處于開發(fā)起步階段，現(xiàn)狀年人均綜合用水定額為80 L/d，參考《城市居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50331－2002)、甘肅省地級(jí)城市和中國北方城市居民人均生活用水情況，考慮到人們生活水平提高的要求，確定蘭州新區(qū)人均生活用水適度值為180 L/d，人均生活用水極限方案取城市居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)的下限值110 L/d。對(duì)照2010年全國和黃河流域城市居民人均生活用水量(分別為212 L/d和207 L/d，來源于中國水資源公報(bào))，蘭州新區(qū)人均生活用水適度值明顯偏低，這也符合蘭州新區(qū)屬于西北干旱區(qū)的實(shí)際。如不增加建設(shè)新的水源工程，按照上述標(biāo)準(zhǔn)，蘭州新區(qū)2020年適度人口應(yīng)為117．30萬，最大人口規(guī)模則為191．94萬。

3．3 基于綠地指標(biāo)約束的人口容量

通過綠地計(jì)算城市生態(tài)人口容量是較常用的方法之一。最新的《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)GB50137－2011》規(guī)定綠地占城市建設(shè)用地比例為10% －15%，人均綠地面積≥10 m2，其中人均公園綠地面積≥8 m2。根據(jù)《蘭州新區(qū)總體規(guī)劃2011－2030》，蘭州新區(qū)規(guī)劃綠地占城市建設(shè)用地比例為11．50%，人均19．5 m2，人均公共綠地10．65 m2。根據(jù)中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《國家園林城市標(biāo)準(zhǔn)》，秦嶺－淮河以北100萬以上人口大城市的人均公共綠地需達(dá)到6．6 m2，綠地率不低于28%，綠化覆蓋率不低于33%。截止2010年，我國共有128個(gè)地級(jí)以上城市被命名為國家園林城市，其中秦嶺－淮河以北有36座。本文計(jì)算出這些城市2009年人均綠地平均值為32．84 m2，其中秦嶺－淮河以南城市平均值為36．69 m2，以北城市平均值為28．55 m2。以北方園林城市人均綠地面積平均值作為參考，取29 m2作為蘭州新區(qū)未來適宜人均綠地面積;以甘肅省城市2010年平均人均綠地面積(17．26 m2)作為參考，取18 m2作為蘭州新區(qū)未來最低的人均綠地面積，城市綠地覆蓋率取定為30%，可得:

計(jì)算得到蘭州新區(qū)適度人口為158．66萬，最大人口規(guī)模為255．62萬。

3．4 基于生態(tài)足跡的人口容量

生態(tài)足跡方法是利用生物生產(chǎn)土地面積這一生物物理指標(biāo)來定量地指示區(qū)域生態(tài)承載力的需求和供給的。模型計(jì)算公式為［13］:

其中，ef為人均生態(tài)足跡;ci為第i商品的人均消費(fèi)量;pi為第i種消費(fèi)品的平均生產(chǎn)能力;i為消費(fèi)商品和投入類型。生態(tài)承載力的計(jì)算公式為［14］:

式中，P為區(qū)域的生態(tài)適度人口，ec為人均實(shí)際利用的生態(tài)承載力，ef為人均生態(tài)足跡。蘭州新區(qū)2010年生態(tài)足跡計(jì)算結(jié)果見表2，計(jì)算數(shù)據(jù)來源于2010年蘭州統(tǒng)計(jì)年鑒、永登縣統(tǒng)計(jì)年鑒和皋蘭縣統(tǒng)計(jì)年鑒，地類面積來源于蘭州新區(qū)土地利用更新調(diào)查數(shù)據(jù)。由表2可知，蘭州新區(qū)2010年的生態(tài)承載力面積為1．197 hm2/人，生態(tài)足跡為1．907 hm2/人，生態(tài)赤字為0．738 hm2/人。由公式8，計(jì)算出蘭州新區(qū)生態(tài)人口容量為91．78萬。

3．5 基于土地生態(tài)敏感性的人口容量

生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)是土地資源承載力評(píng)價(jià)的核心，也是生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)和生態(tài)限制條件下土地承載力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)的結(jié)果依據(jù)前文對(duì)土地生態(tài)敏感性

式中，EC為區(qū)域生態(tài)承載力(hm2)，aj為實(shí)際第j類生物生產(chǎn)性土地面積，rj為均衡因子，是使不同類型的生物生產(chǎn)性土地轉(zhuǎn)化為在生物生產(chǎn)力上等價(jià)的系數(shù)，yj為產(chǎn)量因子，表示某地區(qū)的某種生物生產(chǎn)性土地的平均生態(tài)生產(chǎn)力與同類土地的世界平均生態(tài)生產(chǎn)力之間的比率。生態(tài)足跡的計(jì)算過程由兩個(gè)部分構(gòu)成:生物資源和能源。均衡因子采用世界野生基金會(huì)Livin Planet Report2004中研究的最新成果;產(chǎn)量因子則沿用Wackernagel計(jì)算中國生態(tài)足跡時(shí)所采用的值。同時(shí)，根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)(WCED)的報(bào)告，在計(jì)算蘭州新區(qū)生態(tài)足跡時(shí)扣除12%的生物多樣性保護(hù)面積。

基于生態(tài)足跡的生態(tài)適度人口用公式表示為［15］:的評(píng)價(jià)結(jié)果，綜合考慮區(qū)域內(nèi)對(duì)城市空間發(fā)展的限制因素，根據(jù)不同生態(tài)敏感程度，基于不同分區(qū)及對(duì)應(yīng)人口密度，估算土地資源可承載人口規(guī)模。極度和高度敏感區(qū)主要安排能夠直接或間接改良區(qū)域生態(tài)環(huán)境、改善區(qū)域人地關(guān)系的地類，如林地、園地、水域、綠地、城市緩沖用地和休養(yǎng)與休閑用地等，可有條件布置適量的農(nóng)用地和居住用地。國內(nèi)外關(guān)于不同生態(tài)敏感區(qū)域人均用地標(biāo)準(zhǔn)可參考的文獻(xiàn)不多，且存在較大差異，目前該方面的研究尚無統(tǒng)一結(jié)論。本文在參考前人研究的基礎(chǔ)上［16］，確定不同生態(tài)敏感區(qū)人口承載水平(見表1)，根據(jù)表1敏感分區(qū)面積，計(jì)算求得蘭州新區(qū)生態(tài)人口容量約在74．11萬 －90．45萬之間，取其均值作為適度人口，則為82．28萬。

3．6 綜合評(píng)價(jià)

城市人口容量應(yīng)是各個(gè)因素同時(shí)作用的結(jié)果，對(duì)于每個(gè)影響因素的人口容量測算，若存在多情景模式，可以取不同情景模式下人口容量的平均值作為該影響因素的最終人口容量［17］。如果按照這種測算依據(jù)，從而蘭州新區(qū)適度人口為119．93萬，最大人口規(guī)模為230．57萬。生態(tài)足跡法由于忽視了地下資源和水資源的估算，計(jì)算生態(tài)承載力時(shí)也沒有考慮未利用地，相對(duì)比較保守;由于蘭州新區(qū)地處內(nèi)陸，自然環(huán)境惡劣，生態(tài)敏感性方法較多地從保護(hù)生態(tài)環(huán)境角度出發(fā)，淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展和城市擴(kuò)展帶來的人口集聚，計(jì)算結(jié)果亦偏小。

根據(jù)脅迫定理，城市發(fā)展的優(yōu)劣往往不是由最優(yōu)的條件決定，而應(yīng)由最制約發(fā)展的因素左右，每一個(gè)影響因素都可能成為人口容量的最短邊。本文研究表明，生態(tài)環(huán)境和用地空間對(duì)蘭州新區(qū)人口容量規(guī)模的限制作用較其它因素強(qiáng)烈，而作為“客水區(qū)”的蘭州新區(qū)受水資源的約束作用反而不是十分突出。根據(jù)木桶原理，生態(tài)敏感性因素是影響蘭州新區(qū)人口規(guī)模的“最短邊”，從而蘭州新區(qū)適宜人口規(guī)模為82．28萬，但這種結(jié)果彈性不大。根據(jù)《蘭州新區(qū)城市總體規(guī)劃》，2030年新區(qū)人口規(guī)模為110．6萬人，意味著將達(dá)到或接近適度人口規(guī)模。

表2 蘭州新區(qū)2010年生態(tài)足跡的需求與供給Tab．2 The demand and supply of ecological footprint in Lanzhou New Area in 2010

4 討論

可持續(xù)發(fā)展的適度人口理論要求人口生產(chǎn)、物質(zhì)生產(chǎn)和資源環(huán)境生產(chǎn)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，運(yùn)用多種方法、多角度深入研究區(qū)域生態(tài)人口承載力是制定區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和土地利用戰(zhàn)略的必然要求。本文提出了“生態(tài)適度人口”的概念和測算方法，并以蘭州新區(qū)為例，從可利用土地資源、可供水資源、生態(tài)承載力、生態(tài)敏感性等多種約束條件出發(fā)，對(duì)其生態(tài)適度人口進(jìn)行了測算。

迄今為止，國務(wù)院已先后批準(zhǔn)成立了上海浦東新區(qū)、天津?yàn)I海新區(qū)、沈陽沈北新區(qū)和重慶兩江新區(qū)4個(gè)國家級(jí)新區(qū)，這些新區(qū)已經(jīng)成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“引擎”。同時(shí)，國內(nèi)許多城市為了破解發(fā)展難題，也都在新區(qū)建設(shè)上進(jìn)行了有益嘗試，不僅拓展和優(yōu)化了城市的發(fā)展空間，而且促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)。蘭州新區(qū)作為建設(shè)中的國家向西開放的戰(zhàn)略平臺(tái)，承擔(dān)著甘肅省跨越式發(fā)展重要經(jīng)濟(jì)增長極的重任，但新區(qū)總體生態(tài)環(huán)境脆弱，干旱少雨氣候，地表植被覆蓋率低，生態(tài)承載能力有限。本文研究表明，蘭州新區(qū)的生態(tài)承載力高于整個(gè)蘭州中心城區(qū)和市域水平，生態(tài)赤字低于整個(gè)蘭州市域水平［18］。通過與國內(nèi)其它主要城市相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，新區(qū)生態(tài)赤字屬中游水平。按照本文測算結(jié)果，蘭州新區(qū)生態(tài)適度人口規(guī)模為82．28萬－119．93萬，與最大人口相比約有110萬人的承載剩余空間。但由于土壤貧瘠，土壤次生鹽漬化趨勢較嚴(yán)重，耕地面積不斷減少因素影響，東南和西部山體為典型的黃土丘陵，溝壑縱橫，城市東西向擴(kuò)展成本較高，需對(duì)地形進(jìn)行改造，中部發(fā)展要占用大量優(yōu)質(zhì)農(nóng)田，土地資源的生態(tài)支撐能力逐步面臨較大的壓力。新區(qū)所在的秦王川盆地幾乎完全依賴于外來調(diào)水，新區(qū)建設(shè)將擠占秦王川盆地農(nóng)業(yè)用水和生態(tài)環(huán)境用水，隨著新區(qū)建設(shè)推進(jìn)和產(chǎn)業(yè)聚集，水資源也將成為制約新區(qū)人口發(fā)展的重要因素。

未來新區(qū)發(fā)展應(yīng)統(tǒng)籌城鄉(xiāng)各類資源的利用，提高城鄉(xiāng)空間資源的集約、節(jié)約利用水平，推進(jìn)形成主體功能分區(qū)，嚴(yán)格實(shí)施土地用途分區(qū)管制和建設(shè)用地分區(qū)管制，按照城市建成區(qū)、外圍鎮(zhèn)區(qū)、村莊等空間層次，有序引導(dǎo)人口集中發(fā)展。加快新區(qū)的生態(tài)綠化建設(shè)，以沿引大東一干渠和東二干渠兩側(cè)防護(hù)林帶及周邊山體綠化為重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)萬畝生態(tài)綠化工程，逐步推進(jìn)“千塘百湖”的生態(tài)水系工程，保育山水、構(gòu)筑生態(tài)屏障。充分利用生態(tài)和自然資源優(yōu)勢，優(yōu)化新區(qū)南部山區(qū)和北部農(nóng)業(yè)地區(qū)的功能布局，保護(hù)生態(tài)基底，形成蘭州新區(qū)快速發(fā)展的生態(tài)保障和環(huán)境基礎(chǔ);結(jié)合自然地形、河流水系等自然基底建設(shè)貫穿城市的大型綠色廊道，構(gòu)筑線型綠化生態(tài)骨架，分隔城市組團(tuán)，保護(hù)城市環(huán)境，形成完整的生態(tài)廊道和良好的景觀綠化體系，提高土地生態(tài)環(huán)境承載力。

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Study on Eco-optimum Population in Lanzhou New Area Using M ultip le Scenarios M odel

PAN Jing-hu SUN Hui-hui SHIPei-ji
(College of Geographic and Environmental Science，Northwest Normal University，Lanzhou Gansu 730070，China)

Optimum population scale plays a key role in ensuring urban sustainability in the long run．The ecological optimum population of a city is decided by ecological capacity in the region and regional population’demand about the ecological resources．Ecosensitivity regionalization and available land(reserved construction land potential)assessment is a key foundation of eco-optimum population estimation．In this paper，taking Lanzhou New Area as a case，integrated assessments of sensitivity to water erosion，river buffer，geological hazard and its spatial distribution in Lanzhou New Area was done by GIS spatial analysismethod，and the spatial distribution of eco-sensitivity were characterized．Using Digital Elevation Map(DEM)，TM remote sensing land usemap and land use investigation data，the paper calculated and assessed quantitative and spatial differentiation of available land of Lanzhou New Area．On these basis，the authors adopt scenarios analysis to explore the city's appropriate scale andmaximal ecological population scale from the aspects of land space，water supply，grass-land norms，GDP，ecological footprint and eco-environmental sensitivity．The results showed that，considering the available land，water resources and environmental determinants，the local ecological optimum population scale was expected to amount to around 0．82 －1．19 million．The calculation outcome reflected that the restriction effect of ecological environment and proper land space to population scale were sharper than effect of other factors．The authors drew the conclusion that the urban population would reach close to the scale of ecological optimum population in 2030．Finally，the authors presented countermeasures for development of Lanzhou New Area from the perspective of integrating the utilization of urban and rural resources improving，intensive using and saving of land and raising land ecological bearing capacity．

eco-optimum population;scenarios analysis;ecological footprint;eco-sensitivity;Lanzhou New Area

C924;X24

A

1002－2104(2012)11－0075－07

10.3969/j.issn.1002－2104.2012．11.012

2012－05－30

潘竟虎，博士，副教授，主要研究方向?yàn)榭臻g經(jīng)濟(jì)分析。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“中國地級(jí)以上城市腹地測度及其空間演化研究”(編號(hào):41061017)。

(編輯:田 紅)