基于土地承載力評價的京津冀城市群結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

林 巍，戶艷領(lǐng)，李麗紅

(河北大學 a.人事處;b.經(jīng)濟學院，河北 保定 071002)

基于土地承載力評價的京津冀城市群結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

林 巍a，戶艷領(lǐng)b，李麗紅a

(河北大學 a.人事處;b.經(jīng)濟學院，河北 保定 071002)

以京津冀城市群土地承載力面臨的問題為出發(fā)點，通過闡述土地承載力的研究現(xiàn)狀與內(nèi)涵，完善并構(gòu)建評價指標體系，可運用因子分析模型對城市群土地承載力進行了評價研究。根據(jù)實證結(jié)果找出土地承載優(yōu)勢和土地承載短板，并分析經(jīng)濟承載、基礎(chǔ)設施承載、生產(chǎn)建設承載等子承載力和綜合承載力的差異，進而探索通過內(nèi)部調(diào)整和外部協(xié)調(diào)來實現(xiàn)承載力提升的思路。

承載力；城市群；區(qū)域協(xié)調(diào)

引言

作為人口、經(jīng)濟、生產(chǎn)和資源環(huán)境的載體，土地具有無可替代的地位，是最為基礎(chǔ)的自然資源，同時它又受人類社會的影響，具有明顯的社會屬性，表現(xiàn)出諸如人口吸納、生產(chǎn)供給、文化傳承、生存支持等多樣性承載功能。然而隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展和人口的持續(xù)增長，原有土地各項承載功能之間的平衡受到威脅，具體表現(xiàn)為土地承載功能之間的轉(zhuǎn)化和部分功能的弱化或消失，進而導致出現(xiàn)了耕地減少、城市生活環(huán)境惡化、空氣質(zhì)量下降、土地污染等一系列嚴重問題，土地承載力瀕臨極限或超限已成為一些城市的發(fā)展瓶頸?！吨泄仓醒腙P(guān)于全面深化改革若干重大問題的決定》中指出“優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)和管理格局，增強城市綜合承載能力”。由此可見，合理規(guī)劃土地開發(fā)結(jié)構(gòu)，提升和協(xié)調(diào)城市群土地承載力，已成為目前解決城市發(fā)展與資源環(huán)境發(fā)展脫節(jié)問題的重要抓手。

極具增長潛力的京津冀城市群，是由北京、天津兩個直轄市和河北省的石家莊市、唐山市、保定市等十一個地市組成的復雜城市網(wǎng)絡體系。目前從外部看，京津冀城市群的人均地區(qū)生產(chǎn)總值與“珠三角”、“長三角”相比還有很大差距，同時還存在內(nèi)部聚集現(xiàn)象明顯、城鎮(zhèn)規(guī)模差距較大、空間分布和區(qū)域協(xié)調(diào)的信息交通網(wǎng)絡不發(fā)達等問題[1]?？傊?，內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化和區(qū)域協(xié)作問題仍是目前急需改革的重點。

在京津冀協(xié)同發(fā)展的大背景下，研究各城市土地資源綜合承載力，有利于對其土地承載情況做出客觀評價，更為重要的是發(fā)現(xiàn)各自的承載優(yōu)勢和承載短板，從而有效地彌補短處和突出長處，提高整體承載力。站在區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的角度來看，各城市還可以利用土地承載力之間的優(yōu)勢來加強協(xié)作，不斷優(yōu)化城市結(jié)構(gòu)布局。

一、土地承載力的研究綜述與內(nèi)涵

土地承載力研究逐漸成為人口資源、區(qū)域經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等眾多領(lǐng)域近年來研究的熱點問題，國外土地承載力的研究可以追溯到1650年沃侖·紐斯在《通論地理》中提出的人地關(guān)系，其后很長一段時期，人口數(shù)量的承載一直作為土地承載力的代表，計量方法以一定區(qū)域內(nèi)土地所能生產(chǎn)的糧食產(chǎn)量為基礎(chǔ)[2]。上世紀中期以后中國的土地資源承載力研究逐漸展開，隨后迅速興起。中國的國情，人口問題、環(huán)境問題、可持續(xù)發(fā)展理論被吸納到土地承載力研究中，承載力內(nèi)涵逐漸完善并豐富，如李蕾等(2010)從土地人口承載力、經(jīng)濟承載力、社會承載力和生態(tài)環(huán)境承載力四方面展開研究[3]；丁賞(2012)從土地資源的水土資源承載、社會承載、生態(tài)承載和經(jīng)濟承載四個方面構(gòu)建研究指標體系[4]。

以往的研究成果大大豐富了土地承載力研究的內(nèi)涵，土地承載的全面性得到認同，僅以人口和糧食生產(chǎn)代表土地承載力在人口、資源、生產(chǎn)要素快速流動的現(xiàn)代環(huán)境中越發(fā)顯現(xiàn)出其局限性，經(jīng)濟、建設、環(huán)境日益成為城市土地承載力的重要組成部分。土地承載力的計量方法也在不斷豐富，層次分析法、德爾菲法、均方差方法等多學科的方法被引入。然而目前很多研究模型中指標權(quán)重的設定主觀性較強，承載力的等級劃分也較為主觀，并且指標體系的設定還需要進一步完善。此外，開展土地承載力的動態(tài)研究也具有緊迫性，承載主體與承載客體之間的作用機制以及不同城市之間承載力的互補與協(xié)調(diào)機制的研究還比較少，必須從城市群空間布局的角度建立動態(tài)化的客觀評價模型并進一步深化研究。

本文所研究的土地綜合承載力是涵蓋經(jīng)濟、人口、環(huán)境、生產(chǎn)及基礎(chǔ)設施建設等承載客體的廣義承載力，描述了土地這一承載主體對人類生產(chǎn)生活、自然環(huán)境的支撐以及承載客體對土地的反向影響，具體包括人口承載、生產(chǎn)承載、資源環(huán)境承載、建設承載、經(jīng)濟承載、基礎(chǔ)設施承載六大子承載力。

二、評價指標體系的構(gòu)建

在借鑒以往研究成果的基礎(chǔ)上，遵循代表性、可比性、系統(tǒng)性、全面性的原則，依據(jù)土地承載的特性將評價指標分為自然承載和社會承載兩個指標層，進一步完善了土地承載力指標體系。由于本文評價對象為京津冀城市群，因此指標的選取在考慮一般原則外還遵循了特殊性原則，以研究范圍內(nèi)城市群特點為基礎(chǔ)，進一步對初選指標進行二次甄別，最終的指標體系見表1。

三、實證分析

1.數(shù)據(jù)來源與預處理

選取京津冀城市群相關(guān)指標數(shù)據(jù)，經(jīng)整理和計算后建立數(shù)據(jù)矩陣，資料來源為相關(guān)年度《河北省經(jīng)濟年鑒》[5]、《中國統(tǒng)計年鑒》[6]、《北京統(tǒng)計年鑒》[7]、《中國城市年鑒》[8]，并參考了相關(guān)年度《河北省環(huán)境狀況公報》、《河北省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》、《河北省土地利用總體規(guī)劃(2006—2020年)》、《關(guān)于河北省第二次土地調(diào)查主要數(shù)據(jù)成果的公報》，剔除相關(guān)缺失的數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)導入SPSS統(tǒng)計分析軟件進行因子分析。

由于部分指標難以去量綱，為避免分析結(jié)論出現(xiàn)偏差，首先對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，以xi表示影響土地承載力的指標，i=1，2，…，19。此外由于人口自然增長率、二氧化硫排放量指標為反向指標，因此本文采用常用的倒數(shù)法進行處理將反向指標正向化。

2.相關(guān)性判斷與KMO檢驗

觀察各項指標的相關(guān)矩陣(如表2所示)可以發(fā)現(xiàn)，指標間相關(guān)系數(shù)較高，表明指標之間由于相關(guān)性存在一定的信息交叉，由此引起信息的重復和承載力優(yōu)勢與短板判斷的難度，因此適合應用因子分析模型進行降維。

3.主因子的確定

主因子的確定綜合碎石圖和特征值、累計貢獻率來確定，從碎石圖觀察發(fā)現(xiàn)第5個因子后整體走勢平緩，據(jù)此初步判定最大公因子提取數(shù)以5個為限，進一步可以通過特征值和方差累計貢獻最終判定因子提取數(shù)目。

由表3可以看出，特征根大于1的因子為前5個，累積貢獻率達到89.46%，可以說明這5個公因子解釋原有信息具有極強概括性，保留了原有大部分指標信息，可以作為土地承載力評價指標的代表。

為了使主因子落在每項指標上的因子載荷更具有辨識度，需要對得到的因子載荷矩陣進行旋轉(zhuǎn)迭代分析，本文選取最大方差法進行旋轉(zhuǎn)，最終得到容易歸類的因子載荷矩陣，根據(jù)載荷大小將原有指標分別納入5個主因子中。

從公因子方差表(如表4所示)大部分指標被因子解釋的方差估計值均超過0.9，進一步驗證了提取的公因子很好地代表了原始變量，因子分析效果理想。

提取方法：主成分分析。

4.主因子解釋

第一個主因子是包含原有指標信息最大的因子，包含人均地區(qū)生產(chǎn)總值、人均年末居民儲蓄存款余額、客運總量、移動電話年末用戶數(shù)及每萬人醫(yī)院、衛(wèi)生院床位數(shù)指標，這些指標主要描述了土地對生活質(zhì)量狀況的承載信息，反映了居民生活水平、配套設施和對外聯(lián)系的承載水平，可以解釋為生活基礎(chǔ)承載因子，這一因子在土地承載力因子中方差貢獻率最大，達到28.52%。

第二個主因子上，人口自然增長率、人口密度、一般工業(yè)固體廢物綜合利用率、地均全社會投資總額、規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值、當年實際使用外資金額等指標載荷比較大，并且人均地區(qū)生產(chǎn)總值也占有很大的載荷，指標數(shù)量在五個因子中最多，是人口發(fā)展與經(jīng)濟承載綜合的集中反映，可以命名為人口經(jīng)濟承載因子，方差貢獻率達到25.17%，也是一個重要土地承載力因子。

第三個主因子主要集中了農(nóng)業(yè)機械總動力、平均單位面積糧食產(chǎn)量、城市建設用地占市區(qū)面積比重幾項指標的大部分信息，這些信息集中反映了土地對生產(chǎn)和建設的承載情況，可以命名為土地的生產(chǎn)承載因子，描述了城市土地的生存支持能力。

第四個主因子上工業(yè)二氧化硫排放量、居民生活用水保障程度、污水處理廠集中處理率幾項指標載荷比較大，反映了城市土地對資源環(huán)境的承載能力，可以命名為土地資源環(huán)境承載因子。

5.因子得分的計算

因子分析模型為各因子設定了客觀權(quán)重，將因子得分系數(shù)帶入公式(1)中可以由其計算出每一主因子的得分情況，

Fi=∑aij×ki

(1)

Fi表示第i個主因子得分。進而根據(jù)公式(2)可以計算出每一樣本的綜合因子得分，得分高低也直觀反映出每一樣本土地承載評價水平。

F=∑Ai×Fi

(2)

將主因子得分權(quán)重0.3、0.23、0.19、0.16、0.12分別代入到公式中，可以得到各城市的最終得分情況，見表5。

注：表中1、2、3、4表示綜合得分等級，劃分邊界為-1—-0.5，-0.5—0，0—0.5，0.5—1的四個區(qū)域。

五、實證結(jié)論在優(yōu)化京津冀城市群空間結(jié)構(gòu)中的應用

1.單一承載力分析及應用

從因子得分分析中可以看出，不同城市在主因子上的得分分布并不相同，各有其優(yōu)勢，在規(guī)劃中可以結(jié)合這一結(jié)論，尋找各城市的承載短板和承載優(yōu)勢之處。

主因子一代表土地的居民生活水平、配套設施和對外聯(lián)系的承載，包含客運總量、移動電話年末用戶數(shù)及每萬人醫(yī)院、衛(wèi)生院床位數(shù)等指標，反映出土地對基礎(chǔ)設施條件的承載狀況。從得分分布上看北京、石家莊、唐山得分最高，具有明顯的優(yōu)勢，其余城市得分較為平均，表明在這一主因子上其他城市和上述三個城市還有很大的差距，應盡快完善基礎(chǔ)設施的配套水平，加強對外聯(lián)系的效率。

主因子二代表土地的人口經(jīng)濟承載力，從得分上看，張家口和承德得分較低，天津得分最高為2.93，從人口和生產(chǎn)等指標上看，天津在京津冀城市群中擁有最低的自然增長率，2012年為-6.7‰，人均地區(qū)生產(chǎn)總值為區(qū)域最高93 173元，地均全社會投資總額、規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值也具有明顯優(yōu)勢，可以判斷其具有明顯的人口經(jīng)濟承載優(yōu)勢。

我說干部，我這不是怕你說我不老實嘛，所以想盡量交代細點兒。你們審起打皮絆案子時不就很細嘛，細到頭發(fā)絲兒那么細了還要再分出一縷兩縷來。像誰先脫的衣裳啊，誰先上的床啊，是男的在上女的在上啊都要交代。我交代細一點兒好啊，只有交代細才能交代清楚，只有交代細才能說明我交代老實。

主因子三描述了土地對生產(chǎn)建設的承載，石家莊的得分最高，承德和張家口得分較低，從單位面積糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)機械水平上看，這兩地指標值較低，屬于承載短板。石家莊在二項指標上的值均具有明顯優(yōu)勢，并且農(nóng)業(yè)機械總動力和城市建設用地占市區(qū)面積比重指標為最大值，可以判斷其具有良好的建設和生產(chǎn)能力。

第四主因子反映了城市土地對資源環(huán)境的承載能力，從表5看，唐山的得分最高，衡水在這一主因子上的得分最低，屬于承載的短板，經(jīng)濟承載能力強的北京、天津等地在環(huán)境承載因子上的得分并不占優(yōu)勢，這也印證了經(jīng)濟總量大的城市面臨的環(huán)境壓力相對更強一些，同時也更應該在環(huán)境承載達到極限之前采取各種措施加以改善。

第五個主因子是土地的建設承載因子，從表5看，得分最高的是秦皇島和邯鄲兩市，在建成區(qū)綠化覆蓋率和人均城市道路面積兩項指標上，均具有比較優(yōu)勢，表明城市建設的承載支撐能力較強，得分最低的是衡水市，說明這一承載因子是其承載短板。

2.綜合因子分析及應用

綜合因子是五個指標組合的綜合反映，可以從綜合得分上對城市群的土地承載水平進行量化和評價，綜合得分高的城市相對于得分較低的城市而言，具有更加寬泛的選擇空間。得分較低的城市必須緊抓其承載短板，盡快彌補不足，而得分高的城市則可以結(jié)合單因子分析，在具有優(yōu)勢的承載因子上比較權(quán)衡，突出優(yōu)勢承載。

從表5來看，北京、天津、石家莊得分最高，表明這三個城市雖然也存在諸如建設承載、生產(chǎn)承載、環(huán)境承載等承載劣勢，但生活承載和經(jīng)濟承載具有比較優(yōu)勢，最終使得綜合承載力較強，在實際規(guī)劃中應逐步降低經(jīng)濟承載對其他承載的負面影響，彌補其相對落后的承載方面，從而實現(xiàn)全面承載能力的提高。張家口和承德兩地，綜合得分排名落后，尤其在經(jīng)濟承載和生產(chǎn)承載上，排名最后，是其承載的短板，因此這兩個城市應增加固定資產(chǎn)投資、提升經(jīng)濟發(fā)展速度和質(zhì)量，盡快從自身角度彌補承載的不足。得分居中的其余城市，承載優(yōu)勢和承載短板均不十分突出，這就為其提供了很大的發(fā)揮空間，在實際執(zhí)行過程中應根據(jù)自身發(fā)展水平發(fā)揮特色，突出承載優(yōu)勢。

3.承載力的區(qū)域協(xié)調(diào)

京津冀城市群由于地理位置、發(fā)展特色、歷史環(huán)境等的不同，表現(xiàn)出不同的發(fā)展程度和承載特色，除自身彌補承載短板外，還應根據(jù)各自的承載優(yōu)勢，分工協(xié)調(diào)，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。例如北京、天津經(jīng)濟承載優(yōu)勢明顯，但環(huán)境承載能力表現(xiàn)一般，因此可以發(fā)揮環(huán)境承載能力較高的張家口、秦皇島兩地的優(yōu)勢，繼續(xù)側(cè)重生存環(huán)境的建設，為京津兩地提供良好的生存環(huán)境。與此同時，北京、天津可以將其經(jīng)濟發(fā)展優(yōu)勢向其余城市轉(zhuǎn)移和支持，實現(xiàn)資金、技術(shù)、人才在城市群中的雙向流動，減少虹吸效應。具有生產(chǎn)優(yōu)勢的石家莊等城市，可以繼續(xù)發(fā)揮土地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能，將農(nóng)產(chǎn)品輸送到京津和生產(chǎn)承載較弱的張家口、承德等省內(nèi)城市，使這些城市在內(nèi)部彌補短板精力不足的情況下，可以集中力量突出優(yōu)勢承載。承載力的區(qū)域協(xié)調(diào)思路為土地承載力的提升提供了有效的外部調(diào)整思路，這也將為京津冀城市群結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供新的視角。

[1]黃征學.京津冀城市群發(fā)展面臨的問題及對策研究[J].中國經(jīng)貿(mào)導刊,2007(11):47-49.

[2]封志明.土地承載力研究的過去、現(xiàn)在與未來[J].中國土地科學,1994,8(3)：1-9.

[3]李蕾,郭文華,張迪,謝敏.城市土地綜合承載力評價——以深圳市為例[J].國土資源情,2010(11):34-38.

[4]丁賞.杭州土地綜合承載力評價研究[D].杭州：浙江工業(yè)大學，2012.

[5]河北省人民政府.河北經(jīng)濟年鑒2013[M].北京：中國統(tǒng)計出版社,2013．

[6]中華人民共和國國家統(tǒng)計局.中國統(tǒng)計年鑒2013[M].北京：中國統(tǒng)計出版社,2013．

[7]北京市統(tǒng)計局,國家統(tǒng)計局北京調(diào)查總隊.北京統(tǒng)計年鑒2013[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2013.

[8]中國城市發(fā)展研究會.2013年中國城市年鑒[M].北京：中國城市年鑒社，2013.

(責任編輯：張任之)

Study on the Structure Optimization of Beijing-Tianjin-Hebei Urban Agglomeration Based on the Evaluation of Land Bearing Capacity

LIN Weia，HU Yanlingb，LI Lihonga

(a.Department of Personnel;b.School of Economics，Hebei University,Baoding 071002,China)

By the problem of land bearing capacity of Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration，this paper expounds the present situation and the connotation of the land bearing capacity to improve and build evaluation index system，using the factor analysis model to evaluate the urban agglomeration of land bearing capacity study.According to the empirical results，this paper finds out the advantage and the disadvantage of land bearing capacity and analyzes the differences of economic bearing，manufacturing bearing，infrastructure construction bearing and comprehensive bearing capacity.Finally the paper explores the way to improve land bearing capacity by internal adjustment and external coordination.

bearing capacity；urban agglomeration；regional coordination

2014-12-15

河北省社會科學基金項目“我省推進城鄉(xiāng)發(fā)展一體化體制機制和重點領(lǐng)域研究”(HB13JJ078 )；河北省社會科學基金項目“城市土壤功能的貨幣化研究及在土地利用規(guī)劃中的應用”(HB13JJ010)

林巍(1981—)，男，河北大學人事處副教授，研究方向為區(qū)域經(jīng)濟和資源管理研究；戶艷領(lǐng)(1977—)，男，河北大學經(jīng)濟學院高級經(jīng)濟師，博士,研究方向為國土資源管理和區(qū)域經(jīng)濟研究；李麗紅(1977—)，女，河北大學人事處講師，研究方向為區(qū)域經(jīng)濟研究和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。

F299.22

A

1008-2700(2015)02-0074-07