云南省紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價

李 佳，付保紅，陳維治

(云南大學(xué)資源環(huán)境與地球科學(xué)學(xué)院，云南昆明 650223)

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云南省紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價

李 佳，付保紅*，陳維治

(云南大學(xué)資源環(huán)境與地球科學(xué)學(xué)院，云南昆明 650223)

摘要根據(jù)紅塔區(qū)自然條件、資源狀況、環(huán)境條件、社會經(jīng)濟與區(qū)域資源環(huán)境承載力密切相關(guān)因素選取指標，建立紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價指標體系，應(yīng)用熵值法綜合紅塔區(qū)實際情況確定權(quán)重，并采用綜合指數(shù)評價模型，以各街道、鄉(xiāng)為單位計算資源環(huán)境承載力的綜合值。結(jié)果表明：紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力存在顯著差異，經(jīng)濟因素、資源因素與承載能力相關(guān)性高，經(jīng)濟發(fā)達程度高、資源環(huán)境保護力度大的地區(qū)承載力相對較高；耕地資源與水資源短缺是紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力的主要限制因素。

關(guān)鍵詞資源環(huán)境承載力；熵值法；綜合指數(shù)評價模型；紅塔區(qū)

20世紀以來，隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展與工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速推進，各類環(huán)境問題與資源枯竭問題相伴而生，阻礙了經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，對人類未來的生存和發(fā)展構(gòu)成嚴重威脅。區(qū)域資源環(huán)境承載力用于綜合衡量人口、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)性、經(jīng)濟發(fā)展可持續(xù)性，具有系統(tǒng)性、開放性、動態(tài)性和綜合性等特點[1]。區(qū)域資源環(huán)境承載力是聯(lián)系區(qū)域人類活動與自然環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)的紐帶，是人類活動與資源環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的橋梁，其反映人類活動與資源環(huán)境和諧、互動及共生關(guān)系及協(xié)調(diào)程度，可作為衡量某一區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要判據(jù)[2]。資源環(huán)境承載力研究是區(qū)域生態(tài)規(guī)劃和實現(xiàn)區(qū)域資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的前提，可為增強區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)[3]。一些學(xué)者將資源環(huán)境承載力作為衡量區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要標志，用于定量揭示區(qū)域發(fā)展中的問題，并為該區(qū)域資源環(huán)境實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供具有可操作性的調(diào)控對策。

資源環(huán)境承載力是指在一定時期和一定區(qū)域范圍內(nèi)，在維持區(qū)域資源結(jié)構(gòu)負荷持續(xù)發(fā)展需要的區(qū)域環(huán)境功能，且仍具有維持其穩(wěn)態(tài)效益能力的條件下，區(qū)域資源環(huán)境系統(tǒng)所能承受人類各種社會經(jīng)濟活動的能力[4]。縣級區(qū)域是我國重要的行政區(qū)域，縣級區(qū)域經(jīng)濟是國民經(jīng)濟中最具有綜合性的基本單元，作為最基本的子系統(tǒng)，經(jīng)過長期的經(jīng)濟、社會、文化的交融發(fā)展逐漸形成初具規(guī)模、相對獨立的地域?qū)嶓w，成為國民經(jīng)濟運行和發(fā)展的重要基礎(chǔ)。紅塔區(qū)作為玉溪市委、市政府所在地和全市政治、經(jīng)濟、文化中心，占據(jù)著得天獨厚的區(qū)位優(yōu)勢與資源優(yōu)勢，在橋頭堡建設(shè)和滇中城市經(jīng)濟圈建設(shè)中，既是全省的重點，又是全市的主體[5]。筆者分析了紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力等級的空間分布特征，旨在為提高該區(qū)資源環(huán)境承載力和維持可持續(xù)發(fā)展及制訂科學(xué)的區(qū)域規(guī)劃提供決策依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況紅塔區(qū)地處102°17′32″～102°41′37″ E，24°08′30″～24°32′18″ N，東與江川縣相連，東南與通海縣毗鄰，西南與峨山彝族自治縣交界，北與昆明市晉寧縣接壤。轄玉興、玉帶、鳳凰、北城、大營街、研和、李棋、春和、高倉9個街道和洛河、小石橋2個彝族鄉(xiāng)，土地總面積為94 772.00 hm2，其中，農(nóng)用地82 057.52 hm2，占紅塔區(qū)土地總面積的86.58%，建設(shè)用地11 266.09 hm2，占紅塔區(qū)土地總面積的11.89%。該區(qū)地處低緯度高原型中亞熱帶半濕潤冷冬高原季風氣候帶，受低緯山地高原地形和南北氣流影響，氣候類型多樣，多年平均氣溫11～21 ℃，多年平均降雨量800～1 100 mm。紅塔區(qū)平面形態(tài)呈北寬南窄不規(guī)則三角形狀，區(qū)境四面環(huán)山，地勢北高南低，地貌主要為山地地貌、巖溶地貌和斷陷盆地地貌三類。紅塔區(qū)形成了以藍莓、草莓、蔬菜、葡萄、花卉、中藥材、畜牧等七大高原特色優(yōu)勢農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，第二產(chǎn)業(yè)成為該區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，擁有亞洲最大的卷煙廠——紅塔集團玉溪卷煙廠，是中國卷煙第一品牌生產(chǎn)地，第三產(chǎn)業(yè)以旅游業(yè)為主，紅塔區(qū)的旅游業(yè)主要以紅塔山旅游片區(qū)為主，其中包括紅塔工業(yè)園、紅塔山主題公園、紅塔森林生態(tài)公園、聶耳文化廣場等，發(fā)展方向是要建成一個以展示“云煙之鄉(xiāng)、花燈之鄉(xiāng)、聶耳故鄉(xiāng)”為特色，以城市觀光、現(xiàn)代工業(yè)旅游為重點，文化娛樂旅游、會務(wù)旅游和音樂戲劇旅游相輔，能滿足各層次游客需求的國家級旅游目的地。

1.2評價單元的確定目前，評價單元劃分方法主要有疊置法、地塊法、多邊形法和網(wǎng)格法等。評價單元的確定會影響應(yīng)用價值和評價結(jié)果的精度。結(jié)合紅塔區(qū)實際情況及資料的可獲取性和可靠性，選取紅塔區(qū)各街道、鄉(xiāng)行政區(qū)為評價單元，紅塔區(qū)共轄9個街道和2個鄉(xiāng)，因此紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力綜合評價共有11個評價單元。

1.3指標體系的構(gòu)建建立科學(xué)合理的評價指標體系是紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價的核心任務(wù)之一。根據(jù)當前資源環(huán)境承載力評價指標體系的研究現(xiàn)狀，遵循指標體系建立的功能性、綜合性、代表性、層次性和可操作性原則，根據(jù)紅塔區(qū)自然條件、資源狀況、環(huán)境條件和社會經(jīng)濟方面與區(qū)域資源環(huán)境承載力密切相關(guān)因素，選取紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價指標，共12個指標因子。紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價指標體系見表1。

1.4評價指標值的獲取該研究所用的數(shù)據(jù)包括2013年紅塔區(qū)第2次土地調(diào)查變更數(shù)據(jù)，2013年紅塔區(qū)統(tǒng)計年鑒，紅塔區(qū)林地保護利用規(guī)劃，紅塔區(qū)水資源規(guī)劃，紅塔區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃等資料以及實際調(diào)查。按表1中的計算方法，計算得到紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價指標原始值(表2)。

表1　紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價指標體系

表2　紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價指標原始值

1.5評價指標標準化在資源環(huán)境承載力評價過程中涉及指標較多，每個指標的單位存在一定差異，難以進行比較和分析。為了使評價結(jié)果準確性較高，需對指標的實際值進行標準化處理。結(jié)合該研究數(shù)據(jù)特征，采用極差標準化的方法對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理[6-7]。

正趨向指標計算公式：

Nij=[Mij-min(Mi)]/max(Mi)-min(Mi)

(1)

負趨向指標計算公式：

Nij=[max(Mi)-Mij]/max(Mi)-min(Mi)

(2)

式中,Nij為指標標準化后的值；Mij為標準化前指標的原始值；max(Mi)為標準化前某指標的最大值；min(Mi)為標準化前某指標的最小值。

將計算得到的原始數(shù)據(jù)按照極差標準化的方法，運用式(1)、(2)將原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，得到紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價指標標準化結(jié)果(表3)。

1.6權(quán)重的確定由于每個指標對區(qū)域資源環(huán)境承載力的影響不同，因此在計算區(qū)域資源環(huán)境承載力之前有必要確定每個指標在整個指標體系結(jié)構(gòu)中所占權(quán)重[1]。采用熵值法確定紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價指標權(quán)重。熵值法是一種客觀賦權(quán)法，運用于多指標評價體系中，某項指標值的變異程度越大，表明該指標提供的信息量越大，對目標問題的影響就越大，所占權(quán)重又就越大；反之，所占權(quán)重也越小。因此，某項指標的權(quán)重越大也表明該項指標值的離散程度越大，反之則越小[8]。

假設(shè)有m個指標，n個樣本，則第j個評價樣本的第i個指標值記為Yij(i= 1，2，3……，m；j=1，2，3……，n)。

表3　紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價指標標準化結(jié)果

(1)計算第i項指標下第j個樣本占該指標的比重：

(3)

(2)計算標準化后數(shù)據(jù)第i項指標的信息熵：

(4)

式中，常數(shù)K與系統(tǒng)的樣本數(shù)n有關(guān)。一般定義：

(5)

假設(shè)Pij=0時，PijlnPij=0。

(3)通過熵值計算該指標的信息效用值(di)：某項指標的信息效用值取決于該指標的信息熵Ei與1之間的差值，即：

di=1-Ei

(6)

(4)通過信息效用價值的比重計算各指標的權(quán)重：利用熵值法估算各指標的權(quán)重，其本質(zhì)是利用該指標信息的價值系數(shù)計算，即價值系數(shù)越高，對評價的重要性越大。最后得到第i項指標的權(quán)重：

(7)

根據(jù)熵值法計算求得的權(quán)重見表4。

表4紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價因子權(quán)重

Table 4Weight of evaluation factor of loading capacity of resource and environment in Yunnan Hongta District

目標層TargetlayerⅠ級GradeⅠ指標Index權(quán)重WeightⅡ級GradeⅡ指標代碼Indexcode權(quán)重Weight紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力Resourceandenvironmentloadingcapacity地形條件 0.10D10.035D20.070資源條件 0.38P10.026P20.108P30.090P40.164環(huán)境條件 0.23N10.061N20.055N30.043N40.074社會經(jīng)濟條件0.27S10.071S20.073S30.130

2結(jié)果與分析

在資源環(huán)境承載力評價指標體系中，由于各評價指標之間具有相互獨立性，即各指標對綜合水平的貢獻無影響[9]。因此，對綜合評價值的計算綜合指數(shù)評價模型進行計算，計算公式為：

(8)

式中，Xi為指標指數(shù)值；Wi為指標的權(quán)重；n為該級指標的項數(shù)。

依據(jù)相關(guān)資料對區(qū)域資源環(huán)境承載力的研究，結(jié)合紅塔區(qū)自身情況，對該區(qū)資源環(huán)境承載力評價結(jié)果進行等級標準劃分：低[0，0.2)，較低[0.2，0.4)，中等[0.4，0.6)，較高[0.6，0.8)，高[0.8，1.0)。

由綜合指數(shù)評價模型公式得出紅塔區(qū)各街道、鄉(xiāng)資源環(huán)境承載力綜合評價結(jié)果，對紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價結(jié)果等級標準劃分為中等和較低2個類型區(qū)(表5)。

表5紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價指標綜合分值及等級

Table 5Classification standard of integrated evaluation value of loading capacity of resource and environment in Yunnan Hongta District

行政區(qū)AdministrativeRegion資源環(huán)境承載力綜合值Valueofresourceandenvironmentloadingcapacity分值區(qū)間Valuerange承載力等級Levelofloadingcapacity玉興街道Yuxing0.540.40～0.60中等玉帶街道Yudai0.460.40～0.60中等鳳凰街道Phoenix0.340.20～0.40較低北城街道Beicheng0.290.20～0.40較低李棋街道Liqi0.260.20～0.40較低大營街街道Daying0.280.20～0.40較低研和街道Yanhe0.290.20～0.40較低春和街道Chuanhe0.340.20～0.40較低高倉街道Gaocan0.340.20～0.40較低小石橋鄉(xiāng)Xiaoshiqiao0.390.30～0.40較低洛河鄉(xiāng)Luohe0.350.20～0.40較低

評價結(jié)果顯示，紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力總體處于中等偏下水平，紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力中等區(qū)域的面積為2 419.71 hm2，占全區(qū)土地總面積的2.55%，主要分布在人均耕地、人均林地資源相對較少，地勢平緩、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性低、環(huán)境容量大、生態(tài)環(huán)境條件好、經(jīng)濟基礎(chǔ)好，有便利交通條件的玉興街道及玉帶街道；資源環(huán)境承載力較低的區(qū)域面積為92 352.29 hm2，占全區(qū)土地總面積的97.45%，主要分布在地形較陡峭，自然環(huán)境承壓能力較弱，地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性較高，資源條件不夠豐富，環(huán)境容量較小，社會經(jīng)濟條件綜合得分值較低的鳳凰街道、春和街道、高倉街道、北城街道、李棋街道、大營街街道、研和街道、小石橋鄉(xiāng)及洛河鄉(xiāng)(圖1)。

圖1　紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力綜合評價Fig. 1　Integrated evaluation of loading capacity of resource and environment in Yunnan Hongta District

從紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力綜合評價結(jié)果可以看出，資源環(huán)境承載力中等的地區(qū)綜合實力較強，有一定的經(jīng)濟一體化基礎(chǔ)條件，是人口和經(jīng)濟密集區(qū)。由此可見，經(jīng)濟發(fā)展水平是影響資源環(huán)境承載力的主要因子，隨著紅塔區(qū)經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，對資源環(huán)境的要求不斷提高，同時在經(jīng)濟發(fā)展過程中，也對資源環(huán)境造成了很大負擔，存在著后備土地資源不多及水資源不足等問題。2013年紅塔區(qū)耕地面積為16 645.82 hm2，僅占紅塔區(qū)土地總面積的17.56%，2013年人均耕地面積僅為0.033 1 hm2/人，低于聯(lián)合國糧農(nóng)組織的警戒線標準(0.08 hm2/人)。其中，2013年玉興街道、玉帶街道、鳳凰街道的人均耕地面積均小于0.01 hm2/人，耕地資源可供給規(guī)模均難以滿足耕地資源的需求規(guī)模，有限的土地資源，特別是耕地資源的短缺是限制紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力的重要因素。目前，紅塔區(qū)資源性缺水和水質(zhì)性缺水狀況并存，紅塔區(qū)人均水資源量為474 m3/人，水資源豐富程度為中度缺水，水資源承載壓力較大；研和街道的人均水資源量僅為309 m3/人，水資源量成為限制研和街道資源環(huán)境承載力的重要因素。

3結(jié)論

該研究采用綜合評價方法構(gòu)建了紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力評價指標體系，采用綜合指數(shù)評價模型，分析了該區(qū)資源環(huán)境承載力狀況。結(jié)果表明：該方法能夠準確地反映紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力及存在的問題，評價結(jié)果比較符合客觀實際，具體表現(xiàn)在以下幾方面：①計算結(jié)果較準確地描述了紅塔區(qū)11個評價單元的資源環(huán)境承載力狀況，綜合反映了各街道、鄉(xiāng)的資源、環(huán)境及社會經(jīng)濟方面的承載能力；②紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力的主要影響因子是經(jīng)濟和資源，因此，提高經(jīng)濟、科技發(fā)展水平與合理利用資源，是提高區(qū)域資源環(huán)境承載能力的重要途徑；③實施節(jié)水農(nóng)業(yè)，合理利用水資源，減少水污染，建設(shè)生態(tài)城市，提高人口素質(zhì)是提高紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力的方向。紅塔區(qū)資源環(huán)境承載力有限，若人類活動超出了自我調(diào)節(jié)能力，資源環(huán)境系統(tǒng)將由相對穩(wěn)定轉(zhuǎn)變?yōu)榉欠€(wěn)定狀態(tài)。總體來看，人類的生存和發(fā)展，既要被動地受到有限資源環(huán)境的制約，又必須通過科技和社會進步提高資源產(chǎn)出能力和環(huán)境容納能力。因此，在紅塔區(qū)發(fā)展經(jīng)濟的同時，應(yīng)加強資源環(huán)境的綜合治理，制訂科學(xué)的區(qū)域規(guī)劃，以持續(xù)提高紅塔區(qū)的資源環(huán)境承載力，促進自然、社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

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基金項目云南邊疆少數(shù)民族地區(qū)山地城鎮(zhèn)建設(shè)土地開發(fā)利用模式研究項目(2013CK003)。

作者簡介李佳(1990-)，女，四川安岳人，碩士研究生，研究方向：資源環(huán)境與土地利用規(guī)劃。*通訊作者，副研究員，碩士生導(dǎo)師，從事土地資源與土地利用規(guī)劃研究。

收稿日期2016-03-22

中圖分類號S 181.3

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)14-061-04

Evaluation of Resources and Environment Carrying Capacity in Yunnan Hongta District

LI Jia，F(xiàn)U Bao-hong*，CHEN Wei-zhi

(School of Resource Environment and Earth Science, Yunnan University，Kunming, Yunnan 650223)

AbstractAccording the natural conditions, resources, environmental conditions, socio-economic and regional resources and environment carrying capacity of Hongta District was closely related to factors selected indicators, establish Hongta District environmental carrying capacity evaluation system resources, application of entropy method integrated the actual situation of Hongta District determine the weight and adopt comprehensive index evaluation model to the streets, township as a unit integrated value computing resources and environment carrying capacity. The results showed that: there were significant differences in Hongta District resources and environment carrying capacity, economic factors related to the high carrying capacity of resources, the high degree of economic development, resources, environmental protection efforts in the area large carrying capacity is relatively good; the shortage of arable land and water resources is the main limiting factor Hongta District resources and environment carrying capacity, which provides some basis for decision making Hongta District of achieving sustainable development and the development of regional planning science.

Key wordsResources and environment carrying capacity; Entropy method; Composite index evaluation model; Hongta District