基于土地功能的陜西省土地資源承載力評(píng)價(jià)

摘要：基于土地功能的視角，結(jié)合陜西土地資源利用實(shí)際，構(gòu)建土地生產(chǎn)、生活、生態(tài)3個(gè)二級(jí)指標(biāo)，24個(gè)三級(jí)指標(biāo)，采用均方差分析法和系統(tǒng)聚類(lèi)法對(duì)陜西省11個(gè)城市進(jìn)行實(shí)證分析。結(jié)果表明，三大承載力間總體呈現(xiàn)出生態(tài)承載力大于生活承載力大于生產(chǎn)承載力，單個(gè)承載力內(nèi)部各個(gè)區(qū)域的差異特征基本契合各地發(fā)展實(shí)際；土地資源綜合承載力差異明顯，與地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展情況基本一致。

關(guān)鍵詞：承載力；土地資源；均方差分析法；聚類(lèi)分析法；評(píng)價(jià)；陜西省

中圖分類(lèi)號(hào)：F301；F224 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）03-0612-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.03.016

Abstract： From the perspective of land function and combined with the utilization practice of land resources in Shaanxi province， 3 secondary indexes including land， life， ecology， and 24 third class indexes were established， an empirical analysis of 11 cities in Shaanxi province was conducted by using mean square deviation method and system clustering method. The results showed that overall ecological bearing capacity>life bearing capacity >production bearing capacity among 3 bearing capacities， within each bearing capacity， difference characteristic in different regions basically accorded with practical development of various regions； the comprehensive bearing capacity difference of land resources was obvious， in general accord with regional economic and social development.

Key words： bearing capacity； land resources； mean square deviation method； system clustering method； evaluation； Shaanxi province

土地資源承載力是指在一定時(shí)期，一定空間區(qū)域，一定的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、環(huán)境條件下，土地資源所能承載的人類(lèi)各種活動(dòng)規(guī)模和強(qiáng)度的限度[1]。學(xué)者對(duì)土地資源承載力進(jìn)行了研究和探索，郭艷紅[2]從人口、建設(shè)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)承載力4個(gè)方面構(gòu)建了土地資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并以北京為例進(jìn)行了實(shí)證分析；朱小娟等[3]以甘肅省為例，從時(shí)間和空間2個(gè)尺度定量評(píng)價(jià)了1985-2010年甘肅省土地資源承載力的時(shí)空格局；孫鈺等[4]認(rèn)為，山東省地級(jí)市土地綜合承載力系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度之間的空間差異比較顯著，土地系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平仍存在著較大的可挖掘潛力；陳永林等[5]以湖南省各縣域?yàn)槔?，分析了湖南省糧食總產(chǎn)量及土地資源承載力的發(fā)展特點(diǎn)，探討了土地資源承載力與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系；岳大鵬等[6]研究表明，西安市2000-2007年土地綜合承載力指數(shù)動(dòng)態(tài)變化呈現(xiàn)“中-低-中-高”的特點(diǎn)，在波動(dòng)中呈總體上升趨勢(shì)，其中土地綜合承載力的降低主要受自然承載力和環(huán)境承載力降低的影響。

土地承載力的研究主要通過(guò)構(gòu)建指標(biāo)體系，從空間、時(shí)間或者空間與時(shí)間角度對(duì)土地資源承載力水平進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，結(jié)合土地利用功能的研究也僅限于研究者從土地生產(chǎn)、土地空間、土地生態(tài)、土地保障承載力4個(gè)方面對(duì)土地資源承載力的評(píng)價(jià)[7]，指標(biāo)選取過(guò)少，較為單薄，不足以反映土地資源承載力水平。在借鑒相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，本研究基于土地利用功能的視角，從生產(chǎn)、生活和生態(tài)角度較為全面系統(tǒng)地構(gòu)建土地資源承載力指標(biāo)體系，對(duì)陜西省各個(gè)市土地資源承載力進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，以期為相關(guān)研究提供參考。

1 指標(biāo)體系構(gòu)建與研究方法

1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

借鑒土地承載力相關(guān)研究[8-11]，遵循科學(xué)性、數(shù)據(jù)的可操作性、區(qū)域的特殊性等原則，依據(jù)國(guó)家相關(guān)政策文件，結(jié)合陜西省當(dāng)?shù)貙?shí)際，在承載力評(píng)價(jià)分析時(shí)引入土地功能分類(lèi)，構(gòu)建陜西省土地資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表1）。

對(duì)于各個(gè)指標(biāo)的歸類(lèi)，依據(jù)主導(dǎo)性和主體性的原則，結(jié)合土地功能劃分的研究成果進(jìn)行劃分。比如，地均全社會(huì)固定資產(chǎn)投資這個(gè)指標(biāo)兼具生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能，但其主要是用于生產(chǎn)服務(wù)的，為此在劃分時(shí)將其歸并到生產(chǎn)承載力三級(jí)指標(biāo)下。又如，綠地面積和造林面積這兩項(xiàng)指標(biāo)兼具生活和生態(tài)功能，由于發(fā)揮的生態(tài)功能居于主導(dǎo)地位，將其歸類(lèi)為生態(tài)承載力三級(jí)指標(biāo)下。在指標(biāo)選取時(shí)，對(duì)于容積率、建筑密度等指標(biāo)，考慮到現(xiàn)有資料的缺失及陜西各個(gè)市的土地利用實(shí)際，在選取時(shí)未選擇。

1.2 研究方法

1.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理 土地資源承載力評(píng)價(jià)是對(duì)多個(gè)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)，各指標(biāo)存在量綱不一致的情況，為了避免量綱不同對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果帶來(lái)的不利影響，需對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[12]。指標(biāo)按屬性可分為效益型指標(biāo)和成本型指標(biāo)兩種。對(duì)于效益型指標(biāo)而言，其數(shù)值越大越好；對(duì)于成本型指標(biāo)而言，其數(shù)值越小越好。計(jì)算公式如下。

1）效益型指標(biāo)：

2）成本型指標(biāo)：

Xij=■（2）

式中，Xij為評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值；i=1，2，…，n；j=1，2，…，m；Yj（max）和Yj（min）分別代表評(píng)價(jià)指標(biāo)的最大值和最小值。

1.2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定 在多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)中，指標(biāo)權(quán)重的確定很關(guān)鍵。關(guān)于如何確定權(quán)重的研究方法很多，大體上可分為主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法兩類(lèi)。主觀賦權(quán)法是由專(zhuān)家憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行主觀確定，如Delphi法、層次分析法（AHP）等。該方法研究較早，現(xiàn)已相對(duì)成熟，但客觀性較差，不可避免受人為等主觀因素的影響，且工作量較大?？陀^賦權(quán)法，依據(jù)數(shù)據(jù)本身的離散程度賦權(quán)，客觀性較強(qiáng)，因其概念清楚、涵義明確、計(jì)算簡(jiǎn)便，具有較好的實(shí)用價(jià)值，主要包括主成分分析法、均方差法、離差最大化法、熵值賦權(quán)法等。采用均方差法對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行確定[13]。

1）隨機(jī)變量的均值Ej計(jì)算：

式中，C為土地資源承載力評(píng)價(jià)值；Xij為評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值；Wj為評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

1.2.4 承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)值聚類(lèi) 聚類(lèi)分析是多元統(tǒng)計(jì)分析中研究樣本或指標(biāo)的一種主要的分類(lèi)方法，用于衡量不同數(shù)據(jù)源間的相似性，以及把數(shù)據(jù)源分類(lèi)到不同的簇中[14]。聚類(lèi)分析方法中最常用的一種是系統(tǒng)聚類(lèi)法，其基本思想是，先將待聚類(lèi)的n個(gè)樣品（或者變量）各自看成一類(lèi)，共有n類(lèi)；然后按照選定的方法計(jì)算每?jī)深?lèi)之間的聚類(lèi)統(tǒng)計(jì)量，即某種距離（或者相似系數(shù)），將關(guān)系最為密切的兩類(lèi)合為一類(lèi)，其余不變，即得到n-1類(lèi)；再按照前面的計(jì)算方法計(jì)算新類(lèi)與其他類(lèi)之間的距離（或相似系數(shù)），再將關(guān)系最為密切的兩類(lèi)并為一類(lèi)，其余不變，即得到n-2類(lèi)；如此下去，每次重復(fù)都減少一類(lèi)，直到最后所有的樣品（或者變量）都?xì)w為一類(lèi)為止。

2 承載力計(jì)算與分析

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

研究數(shù)據(jù)來(lái)源于《陜西省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2014年）、《陜西省區(qū)域統(tǒng)計(jì)年鑒》（2014年）、《中國(guó)城市年鑒》（2014年），楊凌示范區(qū)作為一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域歸屬陜西省管轄，由于指標(biāo)數(shù)據(jù)的缺失，對(duì)除楊凌示范區(qū)外的其他市的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并進(jìn)行承載力計(jì)算和分析。

2.2 土地資源承載力評(píng)價(jià)

通過(guò)土地資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及計(jì)算，得到陜西省土地資源生產(chǎn)承載力、生活承載力和生態(tài)承載力及綜合承載力（表2）。為了更好地分析陜西省各城市綜合承載力的特征，將10個(gè)城市生產(chǎn)、生活、生態(tài)承載力進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)，見(jiàn)圖1和圖2。

結(jié)合陜西省土地資源承載力指數(shù)表和聚類(lèi)分析法發(fā)現(xiàn)，三大承載力間總體呈現(xiàn)出生態(tài)承載力大于生活承載力大于生產(chǎn)承載力，單個(gè)承載力內(nèi)部各個(gè)區(qū)域的差異特征基本契合各地發(fā)展實(shí)際。銅川市、寶雞市、渭南市、延安市、漢中市、榆林市、安康市和商洛市8個(gè)市承載力水平呈現(xiàn)為生態(tài)承載力大于生活承載力大于生產(chǎn)承載力，西安市和咸陽(yáng)市為生活承載力大于生態(tài)承載力大于生產(chǎn)承載力，占比僅為20%。

1）生產(chǎn)承載力。生產(chǎn)承載力聚類(lèi)中，西安市為第一類(lèi)，銅川市、延安市、寶雞市、咸陽(yáng)市、渭南市和榆林市為第二類(lèi)，漢中市、安康市和商洛市為第三類(lèi)。

結(jié)合承載力指數(shù)數(shù)據(jù)及承載力聚類(lèi)圖可以看出，在三大承載力聚類(lèi)中，西安由于其獨(dú)有的自然、經(jīng)濟(jì)、文化優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)、生活和生態(tài)承載力水平均高于其他城市。銅川市、延安市、寶雞市、咸陽(yáng)市、渭南市和榆林市由于資源能源聚集、區(qū)位優(yōu)勢(shì)、科技實(shí)力等原因，生產(chǎn)承載力較高，位于生產(chǎn)承載力第二梯隊(duì)；漢中市、安康市和商洛市由于自然、歷史及社會(huì)的原因，生產(chǎn)力發(fā)展比較落后，經(jīng)濟(jì)社會(huì)水平低，生產(chǎn)承載力處于較低水平。

2）生活承載力分析。生活承載力聚類(lèi)中，西安市為第一類(lèi)，咸陽(yáng)市為第二類(lèi)，銅川市、商洛市、寶雞市、安康市、渭南市、漢中市、延安市和榆林市為第三類(lèi)。

西安憑借其國(guó)際化大都市的優(yōu)勢(shì)及省內(nèi)外影響力，公共服務(wù)、教育資源、基礎(chǔ)設(shè)施、交通條件均不同程度地優(yōu)于其他城市，生活承載力水平最高。隨著西咸經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，西咸新區(qū)發(fā)展步伐的逐步加快，西安、咸陽(yáng)兩市在在經(jīng)濟(jì)上相互依存、產(chǎn)業(yè)上相互融合、教育資源相互共享、信息互通有無(wú)，走出了一條具有中國(guó)特色和符合陜西實(shí)際的新型城鎮(zhèn)化道路，咸陽(yáng)生活承載力水平較高，位于生活承載力第二梯隊(duì)。其他城市教育、醫(yī)療、交通、基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)等方面均低于西安和咸陽(yáng)兩市，生活承載力較低。

3）生態(tài)承載力分析。生態(tài)承載力聚類(lèi)中（圖1，圖2），西安市為第一類(lèi)，寶雞、安康和漢中市為第二類(lèi)，咸陽(yáng)市、延安市、榆林市、銅川市、商洛市和渭南市為第三類(lèi)。

西安通過(guò)實(shí)施鐵腕治霾工程和八水潤(rùn)西安工程，推進(jìn)國(guó)家生態(tài)園林城市和森林城市創(chuàng)建工作，加大秦嶺生態(tài)保護(hù)力度，建設(shè)城市生態(tài)節(jié)點(diǎn)廣場(chǎng)和環(huán)山綠道，加快涇河、石川河等中小河流治理，推進(jìn)澇渭、黑渭、涇渭等濕地建設(shè)，增加城市綠地、生態(tài)水面、濕地面積，使得西安的自然生態(tài)大環(huán)境得到明顯改善，生態(tài)治理效果顯著，生態(tài)承載力水平居于全省第一。2012年《丹江口庫(kù)區(qū)及上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃》將安康和漢中市的發(fā)展上升為國(guó)家戰(zhàn)略，為兩市的生態(tài)環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了難得的機(jī)遇；寶雞通過(guò)深入開(kāi)展治污降霾、扎實(shí)推進(jìn)綠化美化、持續(xù)整治農(nóng)村環(huán)境、大力實(shí)施渭河流域治理等，有力推動(dòng)了生態(tài)宜居美麗寶雞建設(shè)；同時(shí)，安康屬于大巴山山脈，漢中和寶雞同處于秦嶺山脈，得天獨(dú)厚的自然條件，在一定程度上提升了3個(gè)城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)水平，土地資源生態(tài)承載力水平較高，位于第二類(lèi)。咸陽(yáng)市、延安市、榆林市、銅川市、商洛市和渭南市相對(duì)于生態(tài)承載力中第一類(lèi)和第二類(lèi)城市而言，綠化、造林面積、水土流失治理面積較小，固體廢棄物、集中處理等綜合處理率偏低，土地資源生態(tài)承載力較低。

4）土地資源綜合承載力差異明顯，與地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展情況基本一致。綜合承載力聚類(lèi)中，西安市為第一類(lèi)，寶雞市、榆林市、安康市、咸陽(yáng)市為第二類(lèi)，渭南市、漢中市、延安市、銅川市、商洛市為第三類(lèi)。承載力最高的西安為0.540 0，最低的商洛市為0.164 9，承載力地區(qū)差異明顯。西安為陜西省省會(huì)城市及經(jīng)濟(jì)、政治、文化、社會(huì)中心，綜合影響力和對(duì)外競(jìng)爭(zhēng)力一直排名靠前，綜合承載力位于各市前列。寶雞和咸陽(yáng)兩市地處關(guān)中經(jīng)濟(jì)區(qū)，交通便利，可以較好地利用西安教育、科技、文化等優(yōu)勢(shì)。榆林作為呼包銀榆經(jīng)濟(jì)區(qū)、呼包鄂榆城市群、振興陜甘寧革命老區(qū)、國(guó)家能源戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃等一系列國(guó)家級(jí)規(guī)劃的重要區(qū)域，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅速，綜合實(shí)力明顯增強(qiáng)。安康市雖然經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)承載力和生活承載力位于全省后列，但是其人口相對(duì)較少，政府在改善和治理環(huán)境時(shí)堅(jiān)持重點(diǎn)問(wèn)責(zé)，出臺(tái)了一系列保護(hù)環(huán)境的政策措施，有力地推動(dòng)了安康的生態(tài)保護(hù)建設(shè)，因而其生態(tài)承載力在全省處于較高位次，綜合承載也處于較高位次。延安和銅川均為資源性城市和旅游城市，在資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中不可避免地對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響，而且近幾年煤炭等資源總體價(jià)格偏低，在一定程度上影響了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。漢中市和商洛市同為陜南城市，由于自然條件及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的緩慢，導(dǎo)致其綜合承載力偏低。

3 結(jié)論與建議

結(jié)合相關(guān)規(guī)劃、政策文件和相關(guān)文獻(xiàn)，從土地功能的視角，構(gòu)建了包括生產(chǎn)、生活、生態(tài)在內(nèi)的土地資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并以陜西省10個(gè)市為研究區(qū)域，對(duì)2013年陜西省土地資源承載力進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果與各市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展實(shí)際契合，較好地反映了陜西省各市的土地資源承載力現(xiàn)狀水平。

研究從空間的角度對(duì)陜西2013年各市的資源承載力進(jìn)行了分析，由于統(tǒng)計(jì)口徑的不一致，指標(biāo)數(shù)據(jù)收集的困難，缺少時(shí)間序列的橫向分析和比較，未進(jìn)行土地資源承載力時(shí)空對(duì)比分析；同時(shí)，也僅對(duì)2013年陜西省各市的土地資源承載力現(xiàn)狀水平進(jìn)行了分析，未對(duì)陜西省土地資源可承載力進(jìn)行預(yù)測(cè)及與現(xiàn)狀值的對(duì)比分析，這些也將是后續(xù)研究和努力的方向。

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