2006年—2014年武漢市相對資源承載力與可持續(xù)發(fā)展研究

周雯雯，胡 健，王藝涵，牛穎權(quán)，劉小龍，李 軍

（1.天津師范大學(xué)a.城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，b.天津市水資源與水環(huán)境重點實驗室，天津 300387；2.中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所環(huán)境地球化學(xué)國家重點實驗室，貴陽 550002）

2006年—2014年武漢市相對資源承載力與可持續(xù)發(fā)展研究

周雯雯1a，胡 健2，王藝涵1a，牛穎權(quán)1a，劉小龍1b，李 軍1b

（1.天津師范大學(xué)a.城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，b.天津市水資源與水環(huán)境重點實驗室，天津 300387；2.中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所環(huán)境地球化學(xué)國家重點實驗室，貴陽 550002）

為研究武漢市可持續(xù)發(fā)展問題，采用相對資源承載力的研究思路和方法，分別計算了武漢市2006年—2014年的相對土地資源承載力、相對經(jīng)濟資源承載力和綜合承載力，并對其動態(tài)變化過程進行分析.結(jié)果顯示：①以全國、湖北省和西部地區(qū)為參照區(qū)域時，武漢市綜合承載力處于富余狀態(tài)，相對土地資源承載力處于超載狀態(tài)，相對經(jīng)濟資源承載力處于富余狀態(tài)；②以東部地區(qū)為參照區(qū)域時，武漢市綜合承載力和相對土地資源承載力均處于超載狀態(tài)，但隨著土地資源在2007年后的逐年增加，相對經(jīng)濟資源承載力的富余狀態(tài)也在逐年擴大；③未來武漢市需采取有效措施加強土地資源的規(guī)劃和管理，提高土地資源利用效率；積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級和跨越式發(fā)展；提升人口質(zhì)量，保持人口規(guī)模與資源供求間的平衡.

武漢市；相對資源承載力；綜合承載力；可持續(xù)發(fā)展

1921年P(guān)ark和Burgess首次提出了承載力的概念，即某一特定環(huán)境條件下，某種個體存在數(shù)量上的最高極限值[1].在國外研究的基礎(chǔ)上早期的中國學(xué)者對資源承載力進行的研究主要集中在土地資源和水資源承載力等方面[2-6].中國人口總量大，資源總量有限且消耗較快，而在利用傳統(tǒng)的絕對資源承載力方法并以國際標(biāo)準(zhǔn)衡量資源的可承載人口數(shù)量時，幾乎總是得到實際人口超載甚至嚴(yán)重超載的結(jié)論[7].這是因為傳統(tǒng)資源承載力研究僅局限于自然資源領(lǐng)域，因此，對資源承載力進行外延拓展已十分必要.相對資源承載力擴大了人口承載資源的范圍，更強調(diào)了自然資源和經(jīng)濟資源之間的互補.在這種形勢下，黃寧生等[8]于2000年提出了相對資源承載力模型，即以較之研究區(qū)更大的一個或數(shù)個區(qū)域（參照區(qū)）作為對比標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)參照區(qū)的人均資源擁有量或消費量及研究區(qū)的資源存量，計算出研究區(qū)域相對于參照區(qū)的各類相對資源承載力.近些年來，相對資源承載力研究日漸得到認可并被廣泛借鑒[9-12].

目前，關(guān)于相對資源承載力的研究主要是針對具體省市的可持續(xù)發(fā)展能力進行分析，尤其對湖北、吉林和新疆等省市的相對資源承載力的研究比較深入，并取得了一定的研究成果[13-15].但針對武漢市相對資源承載力的研究較少，僅有的少量研究均是對武漢市水資源承載力的相關(guān)分析[16].本研究在分析計算武漢市相對資源承載力的基礎(chǔ)上，研究武漢市資源、環(huán)境、經(jīng)濟與社會間的關(guān)系和發(fā)展規(guī)律，進而為武漢市的可持續(xù)發(fā)展提供理論支撐和科學(xué)依據(jù).

1 研究區(qū)域概況

武漢市位于113°41′E～115°05′E，29°58′N～31°22′N，是湖北省省會和中部地區(qū)特大型城市，地處長江中下游平原，位于江漢平原東部地區(qū).武漢市屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，水熱條件優(yōu)越，在中國經(jīng)濟地理圈內(nèi)，武漢市具有優(yōu)越的中心位置，是中國重要的工業(yè)基地.改革開放以來，武漢市國民經(jīng)濟建設(shè)和各項社會事業(yè)發(fā)展迅速，人民物質(zhì)文化生活水平明顯提高.特別是在“十三五”時期，長江經(jīng)濟帶戰(zhàn)略和國家新型城鎮(zhèn)化綜合試點等多重國家戰(zhàn)略機遇疊加，使武漢市作為中部地區(qū)重要經(jīng)濟中心的地位更加突出.土地資源是珍貴的不可再生資源，耕地資源更是其精華所在，也是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料.隨著城市的發(fā)展，城市建設(shè)用地不斷增加，武漢市耕地資源數(shù)量總體呈下降趨勢，人均耕地面積也快速下降，2014年武漢市人均耕地面積只有1.92×10-4km2，占全國人均耕地面積的19%，遠低于聯(lián)合國糧農(nóng)組織所確定的人均耕地5.3× 10-4km2的警戒線.此外，土地污染狀況嚴(yán)重，更加劇了耕地資源短缺的矛盾，耕地資源短缺已成為影響和制約武漢經(jīng)濟發(fā)展的主要因素.作為中部核心城市，武漢市的可持續(xù)發(fā)展不僅對其自身具有重要的經(jīng)濟意義，同時還具有重大的地域帶動和輻射作用.

2 相對資源承載力的計算方法

考慮到土地資源與人類密切相關(guān)，且國內(nèi)生產(chǎn)總值可以較好地反映經(jīng)濟優(yōu)劣，因此選擇耕地面積和國內(nèi)生產(chǎn)總值作為主要分析對象，計算公式[17]為：

式（1）～式（3）中：Cr1為相對土地資源承載力（萬人）；Cre為相對經(jīng)濟資源承載力（萬人）；Cs為綜合承載力（萬人）；I1為土地資源承載指數(shù)（人/hm2）；Ie為經(jīng)濟資源承載指數(shù)（人/億元）；Q1為研究區(qū)耕地面積（×104hm2）；Qe為研究區(qū)國內(nèi)生產(chǎn)總值；Qpo為參照區(qū)人口數(shù)量（萬人）；Q1O為參照區(qū)的耕地面積（×104hm2）；Qeo為參照區(qū)的國內(nèi)生產(chǎn)總值（億元）.

利用式（1）～式（3）得到綜合承載力Cs后，通過與研究區(qū)域?qū)嶋H人口P進行比較，可以得到研究區(qū)域相對于參照區(qū)的承載狀態(tài)，通常包括3種類型：①富余狀態(tài)：實際資源承載人口P小于綜合承載力Cs，即Cs-P＞0；②超載狀態(tài)：實際資源承載人口P大于綜合承載力Cs，即Cs-P＜0；③臨界狀態(tài)：實際資源承載人口P等于綜合承載力Cs，即Cs-P=0.

3 武漢市相對資源承載力動態(tài)分析

相對資源承載力是將理想狀態(tài)區(qū)域作為參考標(biāo)準(zhǔn)，將研究區(qū)與參照區(qū)進行對比，得到相對意義上的資源在某區(qū)域內(nèi)可承載的適度人口數(shù)量.我國地區(qū)之間經(jīng)濟發(fā)展和資源稟賦差異較大，東部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展較好，相對經(jīng)濟資源承載力比較富余，而西部地區(qū)自然資源豐富，相對自然資源承載力較富余.作為湖北省的經(jīng)濟中心，研究武漢市相對于湖北市的相對資源承載力具有重要意義.因此，本研究分別選取了全國、湖北省、東部地區(qū)和西部地區(qū)作為參照區(qū)，以期全面研究武漢市的相對資源承載力，為武漢市的可持續(xù)發(fā)展提供理論參考.

3.1 以全國31個省市自治區(qū)作為參考區(qū)域

選取不同的參照區(qū)域，計算研究區(qū)域的相對土地資源承載力和相對經(jīng)濟資源承載力，從而分析其綜合承載力的演化過程.

以全國（不包含港、澳、臺，下同）作為參照區(qū)，計算所得相應(yīng)資源承載力如表1和圖1所示.

表1 2006年—2014年武漢市相對于全國的資源承載力Tab.1 Carrying capacity of resources in Wuhan relative to the whole country from 2006 to 2014

圖1 與全國相比，武漢市相對資源承載力與實際人口數(shù)量對比Fig.1 Relative carrying capacity of resources and real population in Wuhan compared with the whole country

表1和圖1結(jié)果表明：①2006年—2014年，武漢市的綜合承載力始終大于實際人口，處于富余狀態(tài).特別是從2010年—2014年，富余人口數(shù)量越來越大，說明武漢市還有巨大的發(fā)展?jié)摿?從總體上來看，造成武漢市處于人口富余狀態(tài)的主要原因是武漢市的經(jīng)濟快速發(fā)展，造成武漢市的綜合承載力不斷增強.②武漢市相對土地資源承載力明顯低于相對經(jīng)濟資源承載力，一直呈超載狀態(tài)，自2009年后呈持續(xù)緩慢下降趨勢，相對面積的減少和人口的劇增導(dǎo)致相對土地資源承載力始終遠小于實際人口，相對土地資源承載力對綜合承載力的貢獻也越來越小.土地資源緊缺是未來武漢市可持續(xù)發(fā)展的限制因子，有限的土地資源將無法承載越來越多的人口，因此，提高土地利用效率、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長模式是實現(xiàn)武漢市可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié).③武漢市相對較發(fā)達的經(jīng)濟發(fā)展水平使其相對經(jīng)濟資源承載力大大高于實際人口數(shù)量，始終處于富余狀態(tài).

此外，由圖1可知，自2008年以來，相對于全國武漢市相對經(jīng)濟資源承載力逐年增長，且其對綜合承載力的貢獻逐年增大；同時，武漢市相對經(jīng)濟資源承載力和相對土地資源承載力的差距呈逐年增大的趨勢.這說明對武漢市人口起支撐作用的主要是經(jīng)濟資源，而對土地資源的依賴性較弱，經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的能力相對較強.

3.2 以湖北省作為參考區(qū)域

以湖北省作為參照區(qū)域，通過對比計算得到相對資源承載力和武漢市相對承載力的變化過程，結(jié)果如表2和圖2所示.

由表2和圖2可知，相對于湖北省：①武漢市綜合承載力始終大于實際人口，處于富余狀態(tài)，2008年—2011年富余人口數(shù)呈現(xiàn)比較明顯的下降趨勢，這可能是由于金融危機爆發(fā)以來，武漢市經(jīng)濟發(fā)展受到一定的負面影響.自2012年以來，富余人口數(shù)開始逐步增加，說明武漢市經(jīng)濟在2011年后全面復(fù)蘇，社會經(jīng)濟發(fā)展良好.總體來說，武漢市綜合承載力處于波動上升趨勢，說明相對于湖北省，武漢市的可持續(xù)發(fā)展具有較大優(yōu)勢[18].②武漢市的相對土地資源承載力始終處于超載狀態(tài)，且呈逐年下降趨勢，對綜合承載力的貢獻也逐年下降.說明武漢市的經(jīng)濟發(fā)展是以土地資源存量和質(zhì)量的下降為代價，加上人口的劇增，導(dǎo)致相對土地資源承載力始終遠小于實際人口，這是未來制約武漢市可持續(xù)發(fā)展的一個因素.③武漢市相對經(jīng)濟資源承載力一直呈波動緩慢上升趨勢，并大大高于相對自然資源承載力和實際人口數(shù)量，其對武漢市綜合承載力的貢獻超過了相對土地資源承載

力，并且這種趨勢將會長期存在，這說明武漢市現(xiàn)階段的社會發(fā)展主要依賴經(jīng)濟的貢獻.因為在發(fā)展過程中耕地面積和相對土地資源承載力不斷減少，故自然資源和經(jīng)濟發(fā)展的可持續(xù)性有待改善.

表2 2006年—2014年武漢市相對于湖北省的資源承載力Tab.2 Carrying capacity of resources in Wuhan relative to Hubei province from 2006 to 2014

圖2 與湖北省相比，武漢市相對資源承載人口與實際人口數(shù)量對比Fig.2 Relative carrying capacity of resources and real population in Wuhan compared with the Hubei province

3.3 以東部地區(qū)作為參照區(qū)域

以2006年—2014年為參照時段，選取經(jīng)濟較發(fā)達的東部地區(qū)（遼寧、北京、天津、山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東和海南）10個?。ㄊ校┳鳛閰⒄諈^(qū)域，得到武漢市相對于我國東部地區(qū)的資源承載力，結(jié)果如表3和圖3所示.

表3和圖3中結(jié)果表明：①以東部較發(fā)達地區(qū)作為參照區(qū)域，武漢市綜合承載力處于超載狀態(tài)，綜合承載力始終小于實際人口，但超載人口數(shù)量呈逐年下降的趨勢，由2006年的199.61萬人下降到2014年的112.91萬人.與東部地區(qū)相比，造成武漢市處于人口承載狀態(tài)逐年上升的主要原因是相對土地資源承載力和經(jīng)濟資源承載力共同增強的結(jié)果.②武漢市相對土地資源承載力處于超載狀態(tài)，且遠小于相對經(jīng)濟資源承載力，同時兩者間的差距也越來越大.2007年以后，武漢市相對土地資源承載力呈現(xiàn)逐年增加的趨勢，說明雖然東部地區(qū)土地資源量優(yōu)于武漢市,但2007年后，武漢市土地資源的存量和質(zhì)量下降速度慢于東部地區(qū)，武漢市相對土地資源承載力逐年增加.③相對經(jīng)濟資源承載力處于富余狀態(tài)且保持穩(wěn)定快速增長，武漢市綜合資源承載力的提高主要來自相對經(jīng)濟資源承載力的貢獻.與東部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)相比，武漢市經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r良好且處于較高水平.總之，制約武漢市可持續(xù)發(fā)展的因子主要是土地資源的匱乏，所以有效管理和提高自然資源的利用效率是武漢市當(dāng)前必須解決的難題[19].

表3 2006年—2014年武漢市相對于東部地區(qū)的資源承載力Tab.3 Carrying capacity of resources in Wuhan relative to the eastern region of China from 2006 to 2014

圖3 與東部地區(qū)相比，武漢市相對資源承載力與實際人口數(shù)量對比Fig.3 Relative carrying capacity of resources and real population in Wuhan compared with the eastern region of China

3.4 以西部地區(qū)作為參照區(qū)域

以2006年—2014年為參照時段，選取經(jīng)濟欠發(fā)達的西部地區(qū)（四川、云南、貴州、重慶、青海、寧夏、甘肅、陜西和內(nèi)蒙古）的9個?。ㄊ校┳鳛閰⒄諈^(qū)域（考慮到西藏和新疆的特殊性，不納入西藏和新疆兩省），得到武漢市相對于我國西部地區(qū)的資源承載力，結(jié)果如表4和圖4所示.

由表4和圖4可知：①相對于西部地區(qū)，2006年—2014年武漢市綜合承載力為富余狀態(tài)，富余人口數(shù)均在300萬人以上.②相對土地資源承載力始終呈現(xiàn)超載并逐漸下降的趨勢，且相對土地資源承載力對綜合承載力的貢獻也越來越小.土地資源緊缺成為武漢市經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵限制因子，有限的土地資源將無法承載越來越多的人口，因此，努力提高土地資源利用效率、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長模式是實現(xiàn)武漢市人口、經(jīng)濟和資源可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié).③相對經(jīng)濟資源承載力始終處于富余狀態(tài)，平均富余1 518萬人，且有穩(wěn)步上升的趨勢，相對經(jīng)濟資源承載力對綜合承載力的貢獻也越來越大.

表4 2006年—2014年武漢市相對于西部地區(qū)的資源承載力Tab.4 Carrying capacity of resources in Wuhan relative to the western region of China from 2006 to 2014

圖4 與西部地區(qū)相比，武漢市相對資源承載力與實際人口數(shù)量對比Fig.4 Relative carrying capacity of resources and real population in Wuhan compared with the western region of China

4 從相對資源承載力看武漢市可持續(xù)發(fā)展問題

可持續(xù)發(fā)展的實質(zhì)是自然、經(jīng)濟和社會3個子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，也有人認為可持續(xù)發(fā)展就是人口、資源和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展[20].總之，資源承載力和可持續(xù)發(fā)展相輔相成，密不可分.因此，從相對資源承載力的角度分析，武漢市發(fā)展中存在以下幾個主要問題.

4.1 從相對土地資源承載力看武漢市可持續(xù)發(fā)展問題

武漢市的相對土地資源承載力低于相對經(jīng)濟資源承載力，相對土地資源承載力一直處于超載狀態(tài)，與相對經(jīng)濟資源相比，武漢市土地資源的貢獻率很低，表明武漢市土地資源相對匱乏，發(fā)展更多地依靠經(jīng)濟資源的帶動，這是一種相對高效率的增長方式.但土地資源是武漢市未來發(fā)展的一個約束，所以武漢

市在今后發(fā)展過程中要正確處理土地資源和經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系.隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，占用的土地面積將會不斷增加，農(nóng)業(yè)用地面積將逐年減少，土地資源的供給也會越來越緊張.因此，未來武漢市發(fā)展過程中，必須采取有效措施加強土地資源的規(guī)劃和管理，增加土地資源的利用效率，采取措施減少土地資源存量下降的速度，并增加土地資源的質(zhì)量，以提高土地資源的承載力，實現(xiàn)自然資源的可持續(xù)發(fā)展.

4.2 從相對經(jīng)濟資源承載力看武漢市可持續(xù)發(fā)展問題

2006年以來，武漢市相對經(jīng)濟資源承載力一直處于比較富余的狀態(tài)，且相對經(jīng)濟資源承載力不斷增強，經(jīng)濟資源對綜合承載力的貢獻一直遠大于土地資源的貢獻，表明武漢市經(jīng)濟增長和城鎮(zhèn)化發(fā)展是依靠經(jīng)濟資源投入實現(xiàn)的.在今后的發(fā)展中，武漢市一方面要依托“中部崛起”和“武漢城市圈”機遇大力發(fā)展武漢市的經(jīng)濟，進一步增強相對經(jīng)濟資源承載力；另一方面要積極地調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，提高資源利用效率，實現(xiàn)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級和跨越式發(fā)展，從而實現(xiàn)武漢市經(jīng)濟、人口和資源的可持續(xù)發(fā)展[21].

4.3 從綜合承載力看武漢市可持續(xù)發(fā)展問題

作為全國經(jīng)濟比較發(fā)達的市區(qū)，武漢市的相對經(jīng)濟資源承載力呈現(xiàn)較大的上升趨勢，且始終處于富余狀態(tài)；相對土地資源承載力變化不大，且始終處于超載狀態(tài).通過分別與全國、湖北省、東部地區(qū)和西部地區(qū)的比較可知，武漢市與東部發(fā)達地區(qū)相似程度更高，即伴隨著經(jīng)濟實力的不斷發(fā)展，對人口的承載能力還會進一步增強.然而，人口快速增長的趨勢必然會加劇人與經(jīng)濟、資源間的矛盾，在一定程度上抵消經(jīng)濟發(fā)展的成果[22].為此，應(yīng)該優(yōu)化現(xiàn)有人口管理政策和條例，控制人口總量，保持人口規(guī)模與資源供求間的平衡，將人口增長率維持在經(jīng)濟和資源可以接受的水平上.同時，將更多的資源投入在提升人口質(zhì)量上，加強人才培養(yǎng)和人才引進，增強武漢市經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展的人才保障.

5 結(jié)語

本研究以武漢市為研究對象，與全國、湖北省、東部經(jīng)濟發(fā)達區(qū)和西部經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)進行對比，采用相對資源承載力計算方法，得到2006年—2014年武漢市的相對承載力狀態(tài)并進行分析，具體結(jié)果為：

（1）相比較全國、湖北省和西部經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)，武漢市的綜合承載力和相對經(jīng)濟資源承載力處于富余狀態(tài)，而相對土地資源承載力處于超載狀態(tài)，且相對經(jīng)濟資源承載力對綜合承載力貢獻逐漸上升.

（2）相比較東部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，武漢市的綜合承載力和相對土地資源承載均處于超載狀態(tài)，而相對經(jīng)濟資源承載力仍處于富余狀態(tài)，說明土地資源是制約武漢市經(jīng)濟發(fā)展的重要因素.

（3）通過比較分析可知，經(jīng)濟發(fā)展越好的地區(qū)經(jīng)濟資源承載力越強，且是綜合承載力的主要貢獻；經(jīng)濟發(fā)展相對落后的地區(qū)自然資源承載力較強，且是綜合承載力的主要貢獻.這在一定程度上反映了武漢市近年來人口、自然資源和經(jīng)濟資源間的不協(xié)調(diào)問題，是武漢市可持續(xù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，也是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略進程中需要解決的主要問題之一.

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（責(zé)任編校 亢原彬）

Research on relative carrying capacity of resources and problems of sustainable development in Wuhan City from 2006 to 2014

ZHOU Wenwen1a，HU Jian2，WANG Yihan1a，NIU Yingquan1a，LIU Xiaolong1b，LI Jun1b
（1a.College of Urban and Environmental Sciences，1b.Tianjin Key Laboratory of Water Resources and Environment，Tianjin Normal University，Tianjin 300387，China；2.State Key Laboratory of Environmental Geochemistry，Institute of Geochemistry，Chinese Academy of Sciences，Guiyang 550002，China）

In order to study the problem of sustainable development of Wuhan City，the relative carrying capacity of land resources，relative carrying capacity of economic resources and synthetic carrying capacity of resources of Wuhan City from 2006 to 2014 were calculated using the ideas and methods of relative carrying capacity of resources，and their dynamic change process were analyzed.The results showed that：compared with the whole country，Hubei province and western regions of China，the synthetic carrying capacity and the relative carrying capacity of economics resources of Wuhan are surplus，but the relative carrying capacity of land resources is overloaded；with the eastern regions of China as the reference，the synthetic carrying capacity and the relative carrying capacity of land resources of Wuhan are in the state of overloaded，but the relative carrying capacity of economics resources of Wuhan is in a surplus state with the increase of land resources after 2007； the effective measures should be taken to strengthen the planning and management of land resource，and to improve the utilization efficiency.Simultaneously，it should also actively adjust industrial structure and promote the transformation of the mode of economic development to achieve economic transformation and leapfrog development.In addition，it is necessary to improve the quality of the population and maintain the balance between population size and the supply and demand of resources.

Wuhan City；relative carrying capacity of resources；synthetic carrying capacity；sustainable development

P91

A

1671-1114（2016）06-0035-07

2016-06-27

國家自然科學(xué)基金資助項目（41172315，41302285，41403082）；天津市水資源與水環(huán)境重點實驗室開放基金資助項目（52XS1201）.

周雯雯（1992—），女，碩士研究生.

李 軍（1971—），男，副研究員，主要從事環(huán)境地球化學(xué)方面的研究.