長江流域土地壓力狀態(tài)及其可持續(xù)利用途徑
——以省會城市為例

韓 磊，潘玉君，馬佳伸

(云南師范大學(xué) 旅游與地理科學(xué)學(xué)院，云南 昆明，650500)

一、引言

科學(xué)測度土地壓力狀態(tài)是合理制定區(qū)域可持續(xù)利用管理方法的重要依據(jù)。土地生態(tài)系統(tǒng)是陸地表層空間系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)，是人地關(guān)系地域系統(tǒng)這一開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的產(chǎn)物[1]。改革開放以來我國經(jīng)濟實力水平顯著提高，建成區(qū)面積和工業(yè)用地不斷擴張，而耕地和濕地面積進一步萎縮，由此帶來的土地壓力問題得到國內(nèi)外學(xué)者越來越多的關(guān)注，如何處理好不同類型的土地壓力成為當下的熱點問題。陳凌偉[2]探討了黑龍江省土地壓力狀態(tài)測度方法及其壓力狀態(tài)的空間分布格局與成因機制；成福偉[3]用土地壓力定量評估方法，以承德市為范圍尺度，其下屬的8個縣區(qū)為解析尺度，對土地生產(chǎn)力和經(jīng)濟發(fā)展水平進行了比較分析；羅翔[4]借用了修正的耕地壓力指數(shù)，并運用工具變量回歸方法對耕地與城鎮(zhèn)化之間的關(guān)系進行了實證研究；高彩玲[5]應(yīng)用變異系數(shù)法和熵權(quán)法對鄭州市土地生態(tài)發(fā)展狀況進行實證分析，認為土地壓力狀態(tài)是土地生態(tài)發(fā)展的重要因素，土地壓力環(huán)境的狀態(tài)決定了土地可持續(xù)發(fā)展的潛力；陶陶[6]從分析生態(tài)環(huán)境安全與生態(tài)用地保護的重要性入手，從不同方面分析了我國生態(tài)用地的研究進展，總結(jié)了相關(guān)研究的成果與存在的不足，并進一步探討了我國生態(tài)用地研究的思路和方向；方創(chuàng)琳[7]以壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型為理論依據(jù)，構(gòu)建了土地整治的評價指標體系，并結(jié)合綜合熵權(quán)、TOPSIS模型、組合矩陣模型和障礙度模型等系統(tǒng)算法，基本形成了土地整治空間區(qū)劃的理論與方法體系；Larson[8]分析了耕地在我國的重要地位以及耕地面積減少給我國帶來的種種不利影響；Acs[9]基于脫鉤理論分析了土地利用狀態(tài)和生態(tài)環(huán)境狀態(tài)對農(nóng)業(yè)收入的影響。

綜上所述，國內(nèi)外學(xué)者對土地壓力狀態(tài)的研究十分豐富，研究方法也多種多樣，但到目前為止，還尚未有學(xué)者對長江流域的土地壓力狀態(tài)進行研究。因此，本文基于耕地用地壓力測度、建設(shè)用地壓力測度、生態(tài)用地壓力測度和綜合用地壓力測度的方法，對長江流域土地壓力進行研究。

二、研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)來源及研究方法

(一)研究區(qū)概況

長江是我國第一長河、世界第三長河，干流全長約6 397km，流域面積約180萬km2，占我國國土面積的18.8%，流經(jīng)青海、西藏、四川、云南、重慶、湖北、湖南、江西、安徽、江蘇和上海共11個省級行政區(qū)。其中長江中下游平原是我國第三大平原，流域耕地面積達到了2 460多萬公頃，占全國耕地面積的1/4，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值更是占全國農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的40%。最新數(shù)據(jù)顯示，長江流域11省市2017年GDP總量達到了309 996.58億元，占全國GDP總量的37.48%(數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局)，城鎮(zhèn)化水平也處于我國領(lǐng)先地位，是我國綜合實力最強的區(qū)域之一。

(二)數(shù)據(jù)來源

由于長江流域流經(jīng)的地(縣)級市較多，又由于一些地(縣)市的數(shù)據(jù)缺失，因此，在數(shù)據(jù)的選取方面有所舍取，所選取的數(shù)據(jù)均為長江流域省份的省會城市，并以2006年的土地數(shù)據(jù)為基期、以2020年土地數(shù)據(jù)為預(yù)期。數(shù)據(jù)主要來源于《全國土地利用總體規(guī)劃綱要(2006-2020)》《昆明市土地利用總體規(guī)劃(2006-2020)》等。選取建設(shè)用地面積、耕地保有量面積、園地面積、林地面積和牧草面積等5個指標構(gòu)成長江流域土地壓力狀態(tài)的指標體系。

(三)研究方法

1.耕地用地壓力的測度

土地壓力最大的來源是人類對糧食作物的需求，也是壓力來源的最直接體現(xiàn)。一個地區(qū)糧食生產(chǎn)的壓力可以理解為該地區(qū)的耕地壓力，其計算公式為：

Cp=Cd/Cr

(1)

其中，Cp表示為耕地用地壓力測度指數(shù)，Cd為該地區(qū)規(guī)劃的(即需求的)耕地面積、Cr為該地區(qū)現(xiàn)有的耕地面積。如果Cp>1，規(guī)劃的(即需求的)耕地面積大于現(xiàn)有的耕地面積，表示耕地充足，滿足規(guī)劃需求；如果Cp<1，規(guī)劃的(即需求的)耕地面積小于現(xiàn)有的耕地面積，表示耕地不足，未能滿足規(guī)劃需求。

2.建設(shè)用地壓力的測度

建設(shè)用地是指現(xiàn)有建筑物、構(gòu)建物的土地，包括住宅和公共設(shè)施用地、工礦用地、相關(guān)基礎(chǔ)建設(shè)用地、旅游用地和軍事用地等。一般而言，某地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平和建設(shè)用地的面積成正相關(guān)關(guān)系，即經(jīng)濟發(fā)展水平越高，建設(shè)用地面積越大，其計算公式為：

Dp=Dd/Dr

(2)

其中，Dp表示為建設(shè)用地壓力測度指數(shù)，Dd為該地區(qū)規(guī)劃的(即需求的)建設(shè)用地面積，Dr為該地區(qū)現(xiàn)有的建設(shè)用地面積。如果Dp>1，規(guī)劃的(即需求的)建設(shè)用地面積大于現(xiàn)有的耕地面積，表示建設(shè)用地面積充足，滿足規(guī)劃需求；如果Dp<1，規(guī)劃的(即需求的)建設(shè)用地面積小于現(xiàn)有的建設(shè)用地面積，表示建設(shè)用地不足，未能滿足規(guī)劃需求。

3.生態(tài)用地壓力的測度

生態(tài)環(huán)境保護壓力來源于人類對土地生態(tài)功能的需求以及土地可持續(xù)利用的需要，良好的生態(tài)環(huán)境在涵養(yǎng)水源、防止水土流失、保護動植物的多樣性等方面有著重要的作用，因此，本文將林地面積、牧草面積和園地面積作為生態(tài)用地進行分析。經(jīng)濟發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境也是正相關(guān)關(guān)系，即經(jīng)濟發(fā)展水平越高，生態(tài)用地面積越大，其計算公式為：

Ep=Ed/Er

(3)

其中，Ep表示為生態(tài)環(huán)境壓力，Ed為該地區(qū)規(guī)劃的(即需求的)生態(tài)環(huán)境面積，Er為該地區(qū)現(xiàn)有的生態(tài)用地面積。如果Ep>1，規(guī)劃的(即需求的)生態(tài)環(huán)境面積大于現(xiàn)有的生態(tài)面積，表示生態(tài)環(huán)境面積充足，滿足規(guī)劃需求；如果Ep<1，規(guī)劃的(即需求的)生態(tài)用地面積小于現(xiàn)有的生態(tài)面積，表示生態(tài)面積不足，未能滿足規(guī)劃需求。

4.綜合用地壓力的測度

綜合壓力的測度包含了三部分，即耕地用地壓力測度、建設(shè)用地壓力測度和生態(tài)用地壓力測度?，F(xiàn)階段，我國仍處于社會主義社會的初級階段，以經(jīng)濟建設(shè)為中心仍是當前社會發(fā)展的重要前提，建筑物、構(gòu)建物的土地，包括住宅和公共設(shè)施用地、工礦用地、旅游用地和軍事用地等的土地用地面積需求量大，在綜合用地中所占的比重也大。耕地用地與生態(tài)用地也是綜合用地的重要組成部分，在功能與作用上僅次于建設(shè)用地。另外，在我國區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展過程中，經(jīng)濟發(fā)展的壓力要大于糧食產(chǎn)出和生態(tài)環(huán)境保護的壓力。因此，在上述基礎(chǔ)上，參照已有的文獻與研究成果給出三種用地的權(quán)重，其中建設(shè)用地壓力測度指數(shù)權(quán)重為40%，耕地用地壓力測度指數(shù)和生態(tài)用地壓力測度指數(shù)權(quán)重各為30%，其計算公式為：

Lq=0.4*Dp+0.3*Cp+0.3*Ep

(4)

其中，Lp表示為綜合壓力，Dp為建設(shè)用地壓力測度指數(shù)，Cp為耕地壓力測度指數(shù)，Ep為生態(tài)環(huán)境壓力測度指數(shù)。如果Lp>1，規(guī)劃的(即需求的)綜合用地面積大于現(xiàn)有的現(xiàn)有面積，表示綜合用地面積充足，滿足規(guī)劃需求；如果Lp<1，規(guī)劃的(即需求的)綜合用地面積小于現(xiàn)有的面積，表示綜合面積不足，未能滿足規(guī)劃需求。

表1 長江流域壓力指數(shù)

注：數(shù)據(jù)來源于《全國土地利用總體規(guī)劃綱要(2006-2020)》《昆明市土地利用總體規(guī)劃(2006-2020)》等。5.均值計算

均值計算包括了三個部分：建設(shè)用地壓力指數(shù)均值、耕地用地壓力指數(shù)生態(tài)用地壓力指數(shù)均值和綜合用地壓力指數(shù)均值。均值計算能更好地體現(xiàn)出長江流域省份城市不同指數(shù)之間的差異，有利于為長江流域省份城市土地的可持續(xù)利用與發(fā)展提出更科學(xué)、嚴謹?shù)慕鉀Q方法，其計算公式為：

三、結(jié)果與分析

根據(jù)公式(1)(2)(3)(4)，分別計算長江流域11地區(qū)的耕地用地壓力測度指數(shù)、建設(shè)用地壓力測度指數(shù)、生態(tài)用地壓力測度指數(shù)和綜合壓力測度指數(shù)(見表1)。

(一)土地壓力數(shù)據(jù)分析

由表1可以看出，在長江流域建設(shè)用地壓力指數(shù)中，11個城市的Dp值都大于1，表明長江流域的規(guī)劃建設(shè)用地較好地滿足了未來規(guī)劃需求。西寧、成都、武漢、長沙、南昌和昆明的耕地壓力測度指數(shù)大于該流域的平均值，其余城市的建設(shè)用地壓力測度指數(shù)小于該流域的平均值。其中，昆明的建設(shè)用地壓力測度指數(shù)最高，達到了1.4910，而拉薩的建設(shè)用地壓力測度指數(shù)最低，僅為1.0522，最高值與最低值相差0.4388。在耕地用地壓力指數(shù)中，11城市的Cp值都小于1，表明長江流域的規(guī)劃耕地面積未能滿足未來規(guī)劃需求。拉薩、成都、昆明、武漢、南京和合肥的耕地壓力測度指數(shù)大于長江流域11省市的平均值，其余地區(qū)的耕地用地壓力測度指數(shù)小于該流域的平均值。其中，拉薩的耕地用地壓力測度指數(shù)最高，為0.9964，而上海的耕地用地壓力測度指數(shù)最低，僅為0.9129，最高值與最低值相差0.0835。在生態(tài)用地壓力指數(shù)中，11城市的Ep值大于1與小于1的并存。在長江流域中生態(tài)用地壓力測度指數(shù)小于1的僅有長沙和南昌，其它9個市的生態(tài)用地壓力指數(shù)都大于1。上海、南京和武漢的生態(tài)用地壓力指數(shù)大于長江流域11省市的平均值，其余地區(qū)的生態(tài)用地壓力測度指數(shù)小于該流域的平均值。其中，上海的生態(tài)用地壓力測度指數(shù)最高，達到了1.3270，而長沙的生態(tài)用地壓力測度指數(shù)最低，僅為0.9631，最高值與最低值相差0.3639。在綜合用地壓力指數(shù)中，11城市的Lp值均大于1，表明整個長江流域地區(qū)的未來規(guī)劃需求得到了較好的滿足。西寧、成都、昆明、武漢、南京和上海的綜合壓力測度指數(shù)大于長江流域11省市的平均值，其余地區(qū)的綜合壓力測度指數(shù)小于該流域的平均值。其中昆明的綜合壓力測度指數(shù)最高，達到了1.1978，而拉薩的綜合壓力測度指數(shù)最低，僅為1.0218，最高值與最低值相差0.176。

(二)土地壓力的空間分布格局及其成因分析

在建設(shè)用地壓力示意圖中(圖1)，長江流域建設(shè)用地壓力測度指數(shù)區(qū)域內(nèi)差距較大但分布相對集中，最低值和最高值都出現(xiàn)在長江上游地區(qū)。其中，建設(shè)用地壓力測度指數(shù)最低的是拉薩，該地區(qū)由于處于我國西南的邊陲地區(qū)，位于青藏高原的西南部、喜馬拉雅山脈的北部和橫斷山脈的西側(cè)，地勢相對較高，自然環(huán)境水平惡劣，生態(tài)環(huán)境水平脆弱，不適合大規(guī)模的城鎮(zhèn)化建設(shè)與荒地開發(fā)，因此建設(shè)用地壓力測度指數(shù)較小。建設(shè)用地壓力測度指數(shù)最高的是昆明，黨的“十八大”以來，云南省在我國的戰(zhàn)略地位越來越高，致力把昆明打造成為面向東亞、東南亞的中心城市，在城鎮(zhèn)化建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、公共交通建設(shè)等方面的用地急劇增加，建設(shè)用地壓力指數(shù)高居長江流域的第一位。長江流域中共有6城市的建設(shè)用地壓力測度指數(shù)大于該地區(qū)的平均值，并且集中分布在長江中上游地區(qū)，在建設(shè)用地壓力測度指數(shù)低于該地區(qū)平均值的5個省市中，除了拉薩和重慶外，其余地區(qū)集中分布于長江下游地區(qū)。

圖2 耕地用地壓力示意圖Fig.2 Schematic diagram of farmland pressure

圖1 建設(shè)用地壓力示意圖Fig.1 Schematic diagram of construction land pressure

在耕地壓力示意圖中(圖2)，長江流域耕地用地壓力測度指數(shù)差異較小、分布不均。在11個城市的耕地用地壓力測度指數(shù)中，有6個地區(qū)的耕地壓力測度指數(shù)大于該地區(qū)的平均值，耕地用地壓力測度指數(shù)最高值是拉薩，但也僅為0.9964，說明未來耕地規(guī)劃面積小于現(xiàn)有的耕地面積。主要原因為拉薩自然條件極其惡劣、適宜耕作的土地面積狹小、后備土地資源不足；人口密度極低、人口自然增長速度較慢、人口外流數(shù)量大，在一定程度上造成了拉薩出現(xiàn)了人口負增長的狀態(tài)；又由于城鎮(zhèn)化速度加快，建設(shè)用地需求量增大進一步壓縮了耕地的擁有量。該地區(qū)中耕地用地壓力指數(shù)最低值是上海，為0.9129，和拉薩一樣都是未來規(guī)劃面積小于現(xiàn)有的耕地面積，但兩者的原因卻不同。首先，上海是我國的經(jīng)濟中心之一，亦是長江流域和長江三角洲的中心城市，第二三產(chǎn)業(yè)占經(jīng)濟總量的比重極高，雖然地處長江中下游平原，地形平坦，土壤較肥沃，但是一方面因為上海城鎮(zhèn)化水平極高，商業(yè)用地、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園基地等大都位于平原地區(qū)；二是隨著人們越來越追求高的生活質(zhì)量，公園占地面積、林地面積、濕地面積等生態(tài)用地面積增長較快，使得耕地用地面積進一步減少。

在生態(tài)壓力示意圖中(圖3)，長江流域生態(tài)壓力測度指數(shù)呈現(xiàn)出測度指數(shù)差異較大、分布不均。在11個城市的生態(tài)用地壓力測度指數(shù)中，只有3個地區(qū)的生態(tài)用地壓力測度指數(shù)大于該地區(qū)的平均值，分別是位于長江中游的武漢和下游地區(qū)的南京與上海。生態(tài)用地壓力測度指數(shù)最高的是上海，上海是我國人口密度最高的地區(qū)之一，同時也是我國最發(fā)達的地區(qū)之一，城鎮(zhèn)化水平已經(jīng)超過90%，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相當完善，市民對生活質(zhì)量提出了更高的要求。與此同時，人均綠地面積、人均公園面積和人均森林面積等逐漸成為評定一個城市發(fā)展等級的重要指標，為了發(fā)展成為國際化大都市，生態(tài)建設(shè)用地面積將必然需要增加。生態(tài)用地壓力測度指數(shù)最低的是長沙，長沙位于長江流域的中游地區(qū)，經(jīng)濟總量處于我國中游水平，加之人口數(shù)量較大，除了城鎮(zhèn)化水平較高以外，其他地級市的城鎮(zhèn)化發(fā)展水平較低。因此，提高城鎮(zhèn)化發(fā)展水平、加強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是湖南省未來發(fā)展的主要目標。

圖3 生態(tài)用地壓力示意圖Fig.3 Schematic diagram of ecological land pressure

在綜合壓力測度示意圖中(圖4)，長江流域綜合壓力測度指數(shù)差異較小、區(qū)域間分布不均。在11個城市綜合壓力測度指數(shù)中，有6個城市的綜合壓力測度指數(shù)大于該地區(qū)的平均值，呈點狀分布于長江流域的上、中、下游。綜合壓力測度指數(shù)低于平均值的5個城市也分布于長江流域的上、中、下游。11個地區(qū)的綜合壓力測度指數(shù)均大于1，說明長江流域在耕地面積、建設(shè)用地面積、生態(tài)用地上的規(guī)劃均滿足了未來發(fā)展的需求。其中，綜合壓力測度指數(shù)最高的是昆明，其建設(shè)用地壓力測度指數(shù)位居第一，貢獻率最高、耕地用地壓力測度指數(shù)和生態(tài)用地壓力測度指數(shù)也處于中游水平，充分說明昆明未來發(fā)展?jié)摿薮?、土地?guī)劃最合理。綜合壓力測度指數(shù)最低的是拉薩，其建設(shè)用地壓力測度指數(shù)和生態(tài)用地壓力測度指數(shù)分別位于長江流域的倒數(shù)第一位和第三位，這也充分反映了西藏自治區(qū)的生態(tài)環(huán)境的脆弱性與自然條件的惡劣性。

圖4 綜合用地壓力示意圖Fig.4 Schematic diagram of comprehensive land use pressure

四、結(jié)論與對策探討

(一)結(jié)論

在長江流域土地壓力狀態(tài)中，綜合耕地用地壓力、建設(shè)用地壓力、生態(tài)用地壓力以及綜合用地壓力四種測度指標來看：建設(shè)用地壓力測度指數(shù)和綜合壓力測度指數(shù)均大于1，生態(tài)壓力測度指數(shù)中僅有長沙和南昌兩市的指數(shù)小于1，表明長江流域城市的建設(shè)用地、生態(tài)用地與綜合土地用地均可以滿足未來規(guī)劃需求；而耕地壓力測度指數(shù)均小于1，這表明長江流域城市在未來發(fā)展過程中應(yīng)加強對耕地的保護，防止耕地面積進一步惡化。土地的可持續(xù)利用是城市可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，耕地面積的大小決定著區(qū)域糧食產(chǎn)量；建設(shè)用地面積的大小決定著區(qū)域城鎮(zhèn)化與經(jīng)濟發(fā)展水平；生態(tài)用地的大小決定著環(huán)境質(zhì)量與生活質(zhì)量。

(二)土地壓力緩解與對策

1.耕地壓力緩解途徑與可持續(xù)利用對策

在長江流域的上游，尤其是拉薩、西寧與昆明，雖然三市土地面積廣大，后備耕地資源較多，但是利用不充分、土地自然肥力較差；長江中下游地區(qū)是我國人口密度最大的區(qū)域之一，人均耕地面積較小，加之城鎮(zhèn)化規(guī)模不斷擴大，使得耕地面積進一步縮減。因此，在緩解耕地壓力方面，堅決遵守和執(zhí)行中央各部委的行政命令，堅決守住18億畝耕地紅線，加大農(nóng)田的保護力度，保持耕地總量的動態(tài)平衡。由于長江流域各城市經(jīng)濟發(fā)展水平差異較大，土地開墾狀況和耕地質(zhì)量也有較大差異，因此，不同的地區(qū)應(yīng)采取不同的措施，在拉薩、西寧、成都等土地質(zhì)量較差、糧食產(chǎn)量較低的地區(qū)，應(yīng)以提高耕地綜合生產(chǎn)能力為目標，積極開展農(nóng)田水利建設(shè)，推廣節(jié)水抗旱技術(shù)；在長江中下游平原地區(qū)，應(yīng)采取立法的方式，建立優(yōu)質(zhì)農(nóng)田保護區(qū)，并建立一系列的耕地質(zhì)量評價管理制度，確保耕地的質(zhì)量與數(shù)量。長江流域各城市自然條件因素差異較大，在氣溫、降水、土壤等影響糧食產(chǎn)量主要相關(guān)因素上差別較大。因此，在長江上游地區(qū)，適宜種植耐干耐寒的糧食作物或者經(jīng)濟作物例如青稞、茶樹、棉花等；長江中下游地區(qū)由于平原面積廣大，土壤肥沃、光熱條件較好，適合種植喜溫喜熱的經(jīng)濟作物和糧食作物，例如水稻、花卉、果樹等。

2.建設(shè)用地壓力緩解途徑與可持續(xù)利用對策

在長江上游地區(qū)，在不破壞生態(tài)環(huán)境的同時，積極發(fā)展特色旅游業(yè)、加強社區(qū)公園、公共基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，同時，在礦產(chǎn)資源相對充足的城市，也應(yīng)充分利用這一優(yōu)勢，充分開發(fā)利用礦產(chǎn)資源，并對礦產(chǎn)資源進行深加工，提高經(jīng)濟發(fā)展水平；中下游地區(qū)要充分利用交通便利、資金雄厚、科技水平高等優(yōu)勢大力發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，并進一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)更快更好地發(fā)展。

3.生態(tài)用地壓力緩解途徑與可持續(xù)利用對策

生態(tài)用地不僅具有很高的經(jīng)濟與文化價值，而且對于大氣質(zhì)量、水資源質(zhì)量的提高也有著不可替代的作用。黨的“十八大”將生態(tài)文明建設(shè)列入到“五位一體”的建設(shè)中，足以看出生態(tài)建設(shè)的重要性。因此，在長江流域上游生態(tài)環(huán)境比較惡劣的城市，應(yīng)防止土地退化，加強對保護濕地和草地面積的保護，植樹造林，減少由于人為開發(fā)與建設(shè)活動對生態(tài)環(huán)境帶來的不利影響，進一步提高生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量；長江中下游地區(qū)應(yīng)劃定自然保護區(qū)，加強對林地、園地與草地的保護，同時也應(yīng)加強立法工作，加大執(zhí)法監(jiān)督力度，搞好環(huán)境影響評價，將生態(tài)環(huán)境保護工作落到實處。