湖北省各市（州）土地資源承載力區(qū)域差異性研究

杜勇/皮慶

（1．中國地質(zhì)大學（武漢）資源環(huán)境經(jīng)濟研究中心，湖北 武漢 430074；2．中國地質(zhì)大學（武漢）經(jīng)濟管理學院，湖北 武漢 430074）

湖北省各市（州）土地資源承載力區(qū)域差異性研究

杜勇/皮慶

（1．中國地質(zhì)大學（武漢）資源環(huán)境經(jīng)濟研究中心，湖北 武漢 430074；2．中國地質(zhì)大學（武漢）經(jīng)濟管理學院，湖北 武漢 430074）

運用層次分析法從人口、經(jīng)濟、社會和生態(tài)環(huán)境四個方面建立了土地資源綜合承載力評價指標體系，運用矢量投影的方法，從時間和空間兩個維度對湖北省各市（州）土地資源承載力進行評價并建立分級評價體系，討論了全省17個市（州）近10年來土地資源承載力的發(fā)展趨勢。研究結(jié)果表明：(1)總體看來，湖北省土地資源承載力正在逐步增強，但土地人口承載力相對滯后；(2)湖北省土地資源承載力不穩(wěn)定，鄂東南地區(qū)土地資源承載力明顯高于其他地區(qū)，鄂西地區(qū)土地資源承載力較低，這與經(jīng)濟發(fā)展水平有較大關系。建議：(1)實行嚴格的耕地保護制度，提高人均耕地面積；(2)注重資源與環(huán)境問題，促進可持續(xù)發(fā)展。

土地資源承載力；區(qū)域差異；矢量投影；湖北

0 引言

我國人口基數(shù)大，土地資源相對稀缺，當前城市規(guī)模日益擴大，對土地資源的破壞也在加劇，由此帶來的地質(zhì)、環(huán)境問題威脅著人類的生存與發(fā)展，如滑坡、泥石流等地質(zhì)災害頻發(fā)，生活空間減少，進一步加劇了資源、環(huán)境與人口之間的矛盾。土地資源承載力的研究有助于科學認識資源、環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)狀，緩解經(jīng)濟發(fā)展與資源短缺之間的矛盾，促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

國內(nèi)外學者圍繞土地資源承載力進行過大量的相關研究，早期研究主要集中在農(nóng)業(yè)土地的可供養(yǎng)人口[1-2]。國外研究中較有影響的有1948年美國學者威廉·福格特（William Vogt），他認為土地資源承載力是區(qū)域內(nèi)土地對人口和動物提供食宿的能力，并明確提出土地資源承載力的計算公式，從而為進一步研究土地資源承載力提供了基礎。1973年澳大利亞科學家采用多目標決策分析方法，從各種資源（土地、水、氣候、能源等）對人口的限制角度出發(fā)，對澳大利亞的土地資源承載能力進行了動態(tài)研究。此外，1983年聯(lián)合國人口基金要求糧農(nóng)組織和國際實用系統(tǒng)分析研究所在考慮了多種影響因素的前提下，估算了世界不同地區(qū)潛在的人口承載量，這一研究綜合了土地、氣候、技術發(fā)展水平和基礎設施的投入等因素，在不同的條件下，土地資源所能供養(yǎng)的人口數(shù)量。這些研究結(jié)論現(xiàn)在已被廣泛接受，主要是探討糧食和土地、人口間的關系，實質(zhì)是研究人類需求與資源供給的平衡發(fā)展問題。

國內(nèi)關于土地資源承載力的研究興起于20世紀80年代后期，但是研究主流仍然集中在耕地、糧食、人口承載量方面[3-4]。國內(nèi)研究較早的是中國科學院地理科學研究所，以封志明為代表的學者主要以人糧關系為基礎，構建土地資源承載指數(shù)，從全國、分省、分縣3個空間尺度定量評價了1949-2005年中國土地資源承載力演變的時空格局，為國內(nèi)有關土地資源人口承載力的研究奠定了基礎。此外，很多學者從不同的方面構建了土地資源評價指標體系，對不同類型的地區(qū)土地承載力進行評價。如王書華、毛漢英等（2001），藍丁?。?007），郭志偉（2008），譚勇(2009)，謝強蓮（2009），孫慧（2009）等都從不同的角度，構建了土地資源承載力評價指標體系，從系統(tǒng)的角度或者是從可持續(xù)發(fā)展的角度，對土地資源承載力進行定量研究。在研究方法上，計算土地人口承載力的方法已經(jīng)相對成熟和完善，計算方法由靜態(tài)轉(zhuǎn)向動態(tài)分析，如系統(tǒng)動力學和數(shù)學模型也廣泛應用于土地資源人口承載力研究。此外，RS、GIS、GPS等技術日益被應用到土地承載力研究領域中。

本文在綜合已有研究成果的基礎上，根據(jù)土地資源與經(jīng)濟、社會、人口、生態(tài)環(huán)境間的內(nèi)在關系，提出了土地資源承載力的定義。認為土地資源承載力是指在特定區(qū)域范圍內(nèi)，在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下，在一定時期內(nèi)全部可利用的土地資源能夠承載的各種人類活動的規(guī)模的限制及所能夠達到的最大限度土地資源[5]。

1 評價指標與方法

1.1 指標體系構建

土地資源承載力要綜合反映一個區(qū)域土地的經(jīng)濟、社會承載狀況，分析當前區(qū)域土地利用的結(jié)構以及土地與經(jīng)濟社會發(fā)展中環(huán)境問題的協(xié)調(diào)關系。要準確、客觀地反映土地資源承載力，構建科學的指標體系是至關重要的。因此，在進行指標體系設計時必須要遵循區(qū)域特殊性、層次性、目的性、動態(tài)性和可操作性等原則。本文對“中國知網(wǎng)”上45篇相關研究文獻的評價指標進行頻率統(tǒng)計，并結(jié)合土地資源與人口、經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境之間的關系[5-7]，利用層次分析法將綜合目標逐層分解。在土地資源承載力這一總指標下，從人口、經(jīng)濟、社會和生態(tài)環(huán)境四個方面建立4個二級指標，在此基礎上再分解為14個可直接量化的三級指標，最終構建了湖北省土地資源綜合承載力評價指標體系。具體指標如表1所示。

表1 土地資源承載力評價指標體系

1.2 數(shù)據(jù)來源、處理方法與指標權重

1.2.1數(shù)據(jù)來源和處理方法

研究中數(shù)據(jù)主要來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒》（2003-2012年）、《湖北省統(tǒng)計年鑒》（2003-2012年）、《湖北省環(huán)境質(zhì)量狀況公報》（2002-2011年）以及各地市（州）的統(tǒng)計年鑒等，其中部分指標要經(jīng)過計算才能夠得到。在進行數(shù)據(jù)分析之前，要對各個指標進行標準化，以消除量綱的影響。對越大越優(yōu)型評價指標（效益型指標）采用公式1進行標準化處理：

對越小越優(yōu)型評價指標（成本型指標）采用公式2進行標準化處理：

其中，Xmax（j）、Xmin（j）分別為樣本數(shù)據(jù)中的評價指標j的最大值和最小值。通過公式計算得到的X*(i，j)為區(qū)間在[0，1]上的評價指標。

1.2.2指標權重的確定

由于不同地區(qū)之間經(jīng)濟發(fā)展水平、資源稟賦、政策條件的差異性，不同的評價指標在最終的衡量結(jié)果中所起的作用也是不同的，即指標權重不同會影響最終的評價結(jié)果。為避免權重確定的主觀隨意性，本文將采用較為客觀的熵權法，根據(jù)各評價對象的指標值來確定指標權重。具體的確定權重的方法如下：

1.3 評價方法

本文從矢量投影的角度，提出資源環(huán)境承載力的投影評價方法。具體的計算步驟如下：

(1)將每個樣本視為一個m維向量，若記理想樣本為A0=(a10，a20，… am0)T，本研究中以2002年的數(shù)據(jù)值作為理想樣本，其他待評樣本為Aj=(a1j，a2j，… amj)T，j=1，2，… n。則Aj與A0之間的投影角Φj滿足公式3：

可得到rj（即夾角余弦值）的結(jié)果。

(3)計算投影值。用評價對象在理想對象上的投影距離表示某地區(qū)土地資源承載力狀況?？梢杂猛队爸礩Dj作為土地承載力的評價指數(shù)，0＜YDj＜1，且YDj為越大越優(yōu)，也即代表該地區(qū)的土地資源承載力就越大，因而可根據(jù)投影值YDj的大小對各評價對象的土地承載力狀況進行比較。

2 實證研究

2.1 研究區(qū)概況

湖北省地處我國中部腹地，位于長江中游地區(qū)，屬亞熱帶濕潤季風氣候，全省總面積18.59萬km2，自然條件優(yōu)越，土地資源豐富。湖北省可劃分為平原、崗地、丘陵和山地四種土地類型，其中以山地面積為主，占全省總面積的46.86%；丘陵占21.05%；崗地占14.44%；平原占17.65%。由于土地類型各異，不同地區(qū)土地利用也呈現(xiàn)多元化的特點。鄂西地區(qū)以山地為主，土地利用以林地居多，耕地所占比例較?。欢鯑|南地區(qū)主要以低山丘陵為主，水源灌溉條件好，盛產(chǎn)水稻等糧食以及油料等作物；耕地主要分布在江漢平原、鄂東沿江平原等地。

2.2 評價結(jié)果與分析

2.2.1總體評價結(jié)果

在確定每個指標的權重之后，同樣由熵權法可確定人口承載力、經(jīng)濟承載力、社會承載力和生態(tài)環(huán)境承載力的權重，各分項承載力等于各單項指標乘以相應權重之和，最后計算湖北省土地資源綜合承載力分值，計算結(jié)果見表2，變化趨勢見圖1。

表2 2002-2012年湖北省土地資源承載力分值

圖1 2002-2012年湖北省土地資源承載力變化趨勢

如圖1所示，2002年以來湖北省土地資源綜合承載力呈穩(wěn)定上升的趨勢，僅2012年略有下降，但是土地資源與經(jīng)濟社會發(fā)展之間的矛盾依然存在，表現(xiàn)在土地資源與經(jīng)濟、社會、人口之間的不協(xié)調(diào)。土地資源單項承載力大多呈增長趨勢，但波動較大。土地人口承載力最低，且在2006-2012年間變化較明顯，很不穩(wěn)定；土地經(jīng)濟承載力在2002年最低，然后一直穩(wěn)步上升；土地社會承載力在2010年來有所下降；土地生態(tài)環(huán)境承載力在2004年之前是下降的，之后逐漸提高，2008年之后略有下降，表明近年來湖北省土地資源的生態(tài)環(huán)境問題逐漸凸顯出來。

2.2.2各市（州）評價結(jié)果

通過對指標進行無量綱化標準化處理，并根據(jù)投影值的計算方法，對湖北省17個地市（州）土地資源承載力的投影值進行計算，具體計算結(jié)果見表3。

表3 2002-2012年湖北省各市（州）土地資源承載力評價得分

根據(jù)以上計算出來的結(jié)果，為了更科學地判斷湖北省土地資源承載力的大小，本研究在總結(jié)已有文獻資料的基礎上[8]，建立了分級評價體系。土地資源承載力最終得分在0-1之間，分值越高，表明該地區(qū)的土地資源承載力越強。以0.6為基本標準，大于0.6表明土地資源承載力能較好地滿足社會經(jīng)濟生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展要求。具體的分級體系如下：0.8以上表明土地資源承載力高，0.6-0.8表明承載能力較高，0.4-0.6表示中級承載力，0.2-0.4表示低承載力，0小于0.2表示弱承載力，見表4。

表4 土地資源承載力評價分級體系

結(jié)果表明，2002-2012年來，湖北省各市（州）土地資源承載力變化較大。由于篇幅有限，以2002年、2005年、2008年和2012年的計算結(jié)果為例，運用Coredraw軟件進行繪圖，結(jié)果如圖2所示。

3 結(jié)論與政策建議

3.1 主要結(jié)論

本文從人口、經(jīng)濟、社會和生態(tài)環(huán)境四個方面建立土地資源承載力評價指標體系，運用熵權法來確定各個指標的權重，最后從矢量投影的角度來計算湖北省各市、州土地資源承載力的投影值，得出湖北省土地資源綜合承載力與土地單項承載力。結(jié)論較為準確，實用性較強，對指導區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展有一定的借鑒作用。研究結(jié)果表明：

(1)從2002-2012年來，湖北省土地資源綜合承載力正在逐步增強，承載力較強的區(qū)域面積在不斷擴大，變化較明顯。但是，土地資源各單項承載力之間仍然存在不協(xié)調(diào)的問題，土地人口承載力相對滯后，制約了土地資源綜合承載力的提高。

(2)湖北省土地資源承載力不穩(wěn)定，承載力較低的區(qū)域所占面積仍然較大，鄂東南地區(qū)土地資源承載力明顯高于其他地區(qū)，鄂西地區(qū)土地資源承載力較低，這與省內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展水平區(qū)域差異有較大關系。

3.2 政策建議

(1)實行嚴格的耕地保護制度，提高人均耕地面積。總體來看，影響湖北省土地資源承載力水平的因素較多，但是在其四個分項承載力中，人口承載力波動較大，這主要與湖北省人均耕地面積較少有較大關系，也影響了人均糧食產(chǎn)量。

(2)土地資源承載力是一個綜合概念，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，不一定會導致經(jīng)濟承載力越來越好，還必須要考慮經(jīng)濟發(fā)展中的資源消耗問題。因此，在發(fā)展經(jīng)濟的同時，必須要注重資源與環(huán)境問題，提高資源節(jié)約利用效率，降低能耗和污染排放，才能從整體上提高土地對經(jīng)濟、人口和社會的承載力，最終促進區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。

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Research on Regional Differences Relating Land Resource Carrying Capacity of All the Cities and Counties (Districts) of Hubei Province

DU Yong, PI Qing
(1. Research Center of Resources and Environmental Economics, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074; 2. School of Economics and Management, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074)

This paper sets up the evaluation system of the comprehensive bearing capacity of land resources from the aspects such as population, economy, society, and ecological environment by using analytic hierarchy process. It also calls for an evaluation on land resource carrying capacity of all the cities and counties (districts) of Hubei province from the time and spatial dimension by using the method of vector projection. And then grading evaluation system is established; trend of development of land resource carrying capacity in 10 years of 17 cities and counties (districts) of Hubei province is also discussed. The results prove that overall, land resource bearing capacity is gradually enhanced, but land population carrying capacity is lagging. Land resource carrying capacity in the southeast of Hubei province is significantly higher than in other regions; and in the western Hubei province relatively low, which is related to the level of economic development. In response to this, this paper offers that arable land protection system must be strictly enforced; the per capita arable land must be increased; resource and environmental problems must be paid more attention to so as to promote sustainable development.

land resource carrying capacity; regional differences; vector projection; Hubei

F301.0；F062.1

C

1672-6995（2015）03-0060-06

2014-11-01；

2014-11-19

國家社科重大項目（11&ZD040）

杜勇（1968-），男，新疆維吾爾自治區(qū)克拉瑪依市人，中國地質(zhì)大學（武漢）經(jīng)濟管理學院博士研究生，主要研究方向為資源產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟。