資源環(huán)境承載力約束下的多規(guī)合一”思路探索
——以湖北省漳河新區(qū)為“例

文/張宇飛 熊炳橋 王完牡

生態(tài)文明建設(shè)背景下，區(qū)域資源環(huán)境承載能力已經(jīng)成為優(yōu)化國土空間開發(fā)格局、推進“多規(guī)合一”的重要基礎(chǔ)與可靠依據(jù)。本文以湖北省漳河新區(qū)為例，從資源環(huán)境角度出發(fā)，對研究區(qū)承載力現(xiàn)狀進行科學(xué)評價，通過探索空間規(guī)劃和資源環(huán)境之間的關(guān)系，以期為城市的科學(xué)發(fā)展提供依據(jù)，為“多規(guī)合一”的實踐探索提供參考和借鑒。本文通過選取與區(qū)域資源環(huán)境承載能力密切相關(guān)的水資源、土地資源、糧食安全等因子，建立漳河新區(qū)資源環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系，應(yīng)用GIS技術(shù)和數(shù)學(xué)建模方法，對漳河新區(qū)資源環(huán)境承載力進行定量研究，試圖揭示漳河新區(qū)資源環(huán)境承載力狀況和空間分布情況，從而為區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護與生態(tài)屏障建設(shè)提供科學(xué)決策依據(jù)。

1.研究區(qū)概況及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

漳河新區(qū)，位于湖北省荊門市西郊，與宜昌、襄陽毗鄰，背靠荊門山脈，面向江漢平原。地勢北高南低、西高東低，地貌復(fù)雜，南北跨度大。全區(qū)轄設(shè)一鎮(zhèn)和一街道，總面積486平方公里，人口6.2萬人。

漳河新區(qū)地處中緯度北亞熱帶濕潤大陸季風(fēng)氣候帶，由于地理位置特殊，地貌復(fù)雜，南北跨度大，降水時空分布不均，水旱災(zāi)害頻繁。主要氣候特點是：四季分明。春季溫濕、夏季炎熱、秋季干涼、冬季寒冷。年平均雨量949.4mm～1080.7mm，年平均氣溫在16.1℃～16.4℃之間。

1.2 研究方法

生態(tài)承載力是對生態(tài)承載媒體客觀承載能力與承載對象壓力的綜合反映，其研究對象是由“自然資源-社會經(jīng)濟-生態(tài)環(huán)境”組成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。本文在借鑒前人研究成果基礎(chǔ)上，結(jié)合漳河新區(qū)特定的生態(tài)、經(jīng)濟、社會、資源背景，采用綜合評價法描述生態(tài)承載力狀態(tài)。限制漳河新區(qū)綜合承載力的要素較多，根據(jù)主要資源稟賦特征和環(huán)境問題，確定土地資源、水資源和糧食三個要素作為主要因素。

2.資源環(huán)境承載力綜合評價

2.1 水資源承載力分析與評價

水資源承載力是對水資源安全的一個基本度量，研究水資源承載力對于認識和建設(shè)水資源安全保障體系具有重要意義。漳河新區(qū)工農(nóng)業(yè)發(fā)展速度日益加快，水資源需求量急劇膨脹，水資源面臨的壓力日益增大。對該區(qū)域水資源承載力進行測評分析，可為緩解該區(qū)水資源矛盾提供決策依據(jù)，對其人口布局、城鎮(zhèn)發(fā)展、資源配置和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等提供參考。

2.1.1 評價模型的構(gòu)成

（1）水資源偏離系數(shù)

資源偏離系數(shù)是為了把漳河新區(qū)經(jīng)濟、人口的發(fā)展同全國經(jīng)濟、人口的發(fā)展在既定水資源下作一比較，其目的是發(fā)現(xiàn)相對于全國水平而言漳河新區(qū)水資源的缺乏或豐裕程度。水資源偏離系數(shù)計算公式為：

Pw表示漳河新區(qū)人口規(guī)模，Rw表示漳河新區(qū)的供水量；

Pq表示全國人口，Rq表示全國供水量。

式中，Ip表示水資源對人口規(guī)模的支撐力度，表明了水資源對人口規(guī)模的負載。如果大于1，說明相對于全國而言，漳河新區(qū)的單位水資源支撐的人口規(guī)模較大，水資源相對缺乏；如果小于1則說明水資源相對較豐裕。

（2）水資源承載力

水資源承載力(WCC)主要反映區(qū)域人口與水資源關(guān)系，可以通過人均綜合用水量下區(qū)域水資源所能持續(xù)供養(yǎng)的人口規(guī)模來表示。

其測評模型表達式為：

式中，WCC為水資源承載力（人）；W為總供水量（m3）；Wpc為人均用水標(biāo)準（m3/人）。

2.1.2 綜合評價結(jié)果

（1）水資源偏離系數(shù)結(jié)果

從漳河新區(qū)與全國水平的水資源利用情況來看，2015年全年國供水量6180億立方米，全國人口137462萬人；漳河新區(qū)人口7.44萬人，供水量1.2194億立方米。根據(jù)公式計算，Ip=0.2742＜1，表明漳河新區(qū)水資源相對豐裕，水資源壓力是較小的，屬于水資源較為豐富地區(qū)。

（2）水資源承載力

表2.1 水資源承載力

從表2.1可以看出，根據(jù)聯(lián)合國相關(guān)機構(gòu)的標(biāo)準，按人口生存的最低標(biāo)準300m3/人，計算得出漳河新區(qū)水資源承載力約40.65萬人；根據(jù)漳河新區(qū)實際人均用水量，計算得出新區(qū)水資源可承載19.19萬人。漳河庫區(qū)流域規(guī)劃范圍所轄鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要包括東寶區(qū)的漳河鎮(zhèn)、栗溪鎮(zhèn)、馬河鎮(zhèn)等，共50多個村（居委會）以及宏圖飛機制造廠、寶源集團等廠礦企業(yè)。區(qū)域內(nèi)總戶數(shù)1.38萬，總?cè)丝?.92萬。從目前現(xiàn)有的人口數(shù)量來看水資源承載能力相當(dāng)充足。同時，考慮到漳河水庫入庫污染源主要包括工業(yè)廢水污染源、城鎮(zhèn)生活污染源等點源和農(nóng)村生活污染源、農(nóng)田徑流污染源、畜禽養(yǎng)殖污染源、水產(chǎn)養(yǎng)殖污染、旅游服務(wù)業(yè)污染源以及上游流域入庫污染源等非點源污染。如果假設(shè)引水成本和污染治理成本可以充分支付，則水資源供給能力能夠滿足各行業(yè)的用水需求。

通過水資源承載力結(jié)果，推算漳河新區(qū)水資源承載指數(shù)，從表2.2可以看出漳河新區(qū)的水資源相當(dāng)富裕，水資源盈余率高達61.24%。

表2.2 水資源承載指數(shù)

2.2 土地資源承載力分析與評價

土地資源承載力是指在一定時期、一定空間區(qū)域和一定的經(jīng)濟、社會、資源、環(huán)境等條件下，土地資源所能承載的人類各種活動的規(guī)模和強度的限度。

2.2.1 指標(biāo)體系

本文主要針對地形特征、生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀、地表覆蓋等因子，選用對漳河新區(qū)開發(fā)建設(shè)影響較大的四個自然生態(tài)因素，即地類利用現(xiàn)狀、坡度、坡向、地表水，作為生態(tài)敏感性分析的關(guān)鍵因素，并采用層次分析法計算各因素的相對權(quán)重。各因素分級標(biāo)準及權(quán)重見表2.3。

表2.3 生態(tài)敏感性評價因子及權(quán)重

2.2.2 生態(tài)敏感性分區(qū)

（1）地形地勢評價

統(tǒng)計漳河新區(qū)全域各類居民點的坡向分布情況，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況和相關(guān)研究進行分級，并賦相應(yīng)分值。并根據(jù)城市建設(shè)用地對坡度適宜性的要求，將全域用地按照10%、20%、35%的坡度進行分級，并賦相應(yīng)分值。見表2.4。

表2.4 地形地勢分級表

利用Arcgis的三維分析模塊和數(shù)字化地形圖生成真實的非規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）表面模型，在TIN表面模型的基礎(chǔ)上對漳河新區(qū)進行坡向、坡度的分析評價。

（2）土地利用現(xiàn)狀評價

依據(jù)漳河新區(qū)土地利用總體規(guī)劃，對不同土地利用類型的地類進行分級和分值確定。

表2.5 土地利用現(xiàn)狀分級表

（3）地表水保護評價

按照水源保護區(qū)污染防治管理規(guī)定，對飲用水源地、水庫、河流等水域進行保護范圍緩沖區(qū)的劃定。

（4）生態(tài)敏感性分析

通過對漳河新區(qū)地形、地貌、地表水保護范圍、土地利用現(xiàn)狀等單因子分析疊加，得出生態(tài)敏感性評價結(jié)果。

表2.6 水域保護范圍分級表

圖2.1 單因子疊加參考圖

根據(jù)疊加綜合評價結(jié)果，將評價分值劃分為4個等級，分別對應(yīng)生態(tài)最敏感區(qū)、生態(tài)高敏感區(qū)、生態(tài)低敏感區(qū)、生態(tài)非敏感區(qū)（圖2.2），各分區(qū)面積和比例如表2.7。

表2.7 生態(tài)敏感性分區(qū)面積及比例

表2.8 不同情景開發(fā)強度及面積

圖2.2 生態(tài)敏感性分區(qū)

2.2.3 土地資源承載力分析

根據(jù)評價結(jié)果可以看出，大量的生態(tài)非敏感區(qū)和生態(tài)低敏感區(qū)較為分散且面積較小，不適宜開發(fā)建設(shè)，因此生態(tài)非敏感區(qū)也不可全用于開發(fā)建設(shè)，考慮到集中連片開發(fā)的原則，生態(tài)非敏感區(qū)按照低方案、中方案、高方案分別取60%、65%、70%的開發(fā)強度；生態(tài)低敏感區(qū)按照低方案、中方案、高方案分別取10%、15%、20%的開發(fā)強度。

此處計算的是城鄉(xiāng)總建設(shè)用地承載的人口，結(jié)合《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準》，將人均建設(shè)用地指標(biāo)設(shè)定為110～130m2/人，按低、中、高三種情景，推算漳河新區(qū)適宜承載人口量，如表2.9所示。

表2.9 不同情景土地資源承載力

2.3 基于糧食安全的承載力分析與評價

耕地是生態(tài)系統(tǒng)和綠色空間的重要組成部分，也是人口生活的重要保障。進行耕地人口承載力研究，其主要目的是分析并探討耕地資源對于漳河新區(qū)糧食安全、生態(tài)安全以及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的保障能力。

2.3.1 耕地資源評價

漳河新區(qū)現(xiàn)有耕地面積1136900畝，占土地資源的26.33%，人均占有耕地面積20.34畝，是世界人均耕地0.8畝的25倍，是全國人均耕地1.43畝的14.22倍。表明漳河新區(qū)人均耕地資源十分豐富，快速城鎮(zhèn)化和城市化進程對耕地的占用并未對耕地資源造成顯著威脅。

漳河新區(qū)耕地首先應(yīng)保證當(dāng)?shù)剞r(nóng)村人口的糧食消費需求，這是漳河新區(qū)耕地保護的底線，在此基礎(chǔ)上滿足部分城市人口糧食需求，其余工業(yè)與飼料用糧等可通過市場外調(diào)解決。因此，以小康水平為標(biāo)準，參照我國食物結(jié)構(gòu)標(biāo)準，將漳河新區(qū)農(nóng)業(yè)人口人均糧食占有標(biāo)準定為500kg，作為耕地人口承載力的評價指標(biāo)之一，這也是我國糧食安全的主要標(biāo)準之一。

2.3.2 糧食安全承載力評價

（1）糧食生產(chǎn)能力計算

依據(jù)漳河新區(qū)耕地資源供給量，結(jié)合不同光照、溫、水、熱、技術(shù)水平條件下的土地生產(chǎn)潛力，計算漳河新區(qū)的糧食生產(chǎn)能力。公式如下：

式中，G為糧食生產(chǎn)總量，A為耕地面積，α為復(fù)種指數(shù)，β為糧作比例，P為糧食單產(chǎn)。

根據(jù)全國各類地區(qū)復(fù)種指數(shù)分區(qū)，漳河新區(qū)位于長江以北，黃河、秦嶺、白龍江以南地區(qū)，復(fù)種指數(shù)為150%～180%，此處取160%，漳河新區(qū)市土地利用規(guī)劃確定的耕地面積為11369.9公頃，糧作比為62.78%，糧食單產(chǎn)為5674千克/公頃。計算得到糧食生產(chǎn)總量為：

G=11369.9×1.6×62.78%×5674=0.64801830億千克

（2） 糧食安全人口承載力計算

根據(jù)土地人口承載力的定義，土地人口承載力的計算公式為：

人口承載力=糧食總產(chǎn)量/人均糧食消費量

人口承載力的關(guān)鍵是糧食生產(chǎn)能力和人均糧食消費標(biāo)準。人均糧食消費標(biāo)準是指人們?yōu)榫S持正常生活而必需的最低糧食數(shù)量。參照我國食物結(jié)構(gòu)標(biāo)準和國際糧食安全標(biāo)準，550kg/（人·年）為富裕、500kg/（人·年）為小康、450kg/（人·年）為溫飽、400kg/（人·年）為營養(yǎng)安全標(biāo)準，計算人口承載力。

表2.10 不同情境下漳河新區(qū)糧食承載力

從糧食自給角度分析來看（表2.10），營養(yǎng)安全型承載力為16.2萬人，溫飽型承載潛力為14.4萬人。從小康型的糧食自給角度來看，漳河新區(qū)人口承載力為12.96萬人，富裕型承載力為11.78萬人，與現(xiàn)狀人口相比，均具有相對較高的承載盈余。

2.4 集成評價

在以上評價分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)木桶原理（短板效應(yīng)），構(gòu)建資源環(huán)境承載指數(shù)I判斷漳河新區(qū)現(xiàn)狀資源環(huán)境承載力狀況。公式如下：

表2.11 資源環(huán)境承載力類型

從表2.11可看出，資源環(huán)境承載狀況區(qū)分為：超載、臨界承載、不超載三種類型，其劃分區(qū)間為臨界承載±10%。超過資源環(huán)境基準承載力中間值10%，即為超載；處于[10%，-10%]之間為臨界承載；低于-10%為不超載。

根據(jù)以上各單項資源承載能力分析，漳河新區(qū)市資源環(huán)境承載指數(shù)I=7.44÷11.78×100%-1=-36.84%，由表2.11可知，承載力處于不超載階段。這表明漳河新區(qū)資源環(huán)境承載力處于高承載水平，環(huán)境具有較豐富的資源，經(jīng)濟發(fā)展符合可持續(xù)發(fā)展要求。

3.結(jié)論

資源環(huán)境承載約束是目前城市發(fā)展面臨的主要問題之一，人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、開發(fā)強度等只有控制在資源環(huán)境承載范圍之內(nèi)，區(qū)域才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因此，必須明確基于人口、資源、環(huán)境承載力的城市發(fā)展閾值，為開發(fā)強度控制和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供指引。在“多規(guī)合一”工作開展過程中，通過開展資源環(huán)境承載力評價，明確區(qū)域短板要素和適宜開發(fā)空間，已成為多規(guī)融合先導(dǎo)工作。“多規(guī)合一”目前還面臨技術(shù)手段、理論方法、機制等諸多障礙，不可能一蹴而就，需要在實踐和試點中逐步完善。