京津冀區(qū)域土地資源承載力評(píng)價(jià)研究

王大本 劉兵

摘 要：長(zhǎng)期以來，土地資源在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過程中發(fā)揮著極其重要的作用。加強(qiáng)對(duì)土地資源承載力水平的科學(xué)評(píng)價(jià)，成為科學(xué)規(guī)劃區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要依據(jù)。運(yùn)用“物理Wuli-事理Shili-人理Renli”（WSR）系統(tǒng)方法論構(gòu)建土地資源承載力理論框架和指標(biāo)體系，綜合運(yùn)用“熵值-耦合協(xié)調(diào)-灰色關(guān)聯(lián)”等系統(tǒng)分析方法，對(duì)京津冀地區(qū)土地資源承載力綜合水平、主要影響因素、系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平、系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。研究表明：京津冀地區(qū)土地資源承載力無論是綜合水平還是有序發(fā)展水平，均呈上升態(tài)勢(shì)。其中，“使用消費(fèi)”子系統(tǒng)對(duì)北京市土地資源承載力系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平影響較大，“生態(tài)破壞”子系統(tǒng)對(duì)天津市和河北省土地資源承載力系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平影響較大。

關(guān)鍵詞：土地資源承載力;WSR系統(tǒng)方法論;熵值-耦合協(xié)調(diào)-灰色關(guān)聯(lián);京津冀

中圖分類號(hào)：F205 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? 文章編號(hào)：1003-3890（2019）02-0009-06

一、引言

土地是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中扮演著極其重要的角色。因此，土地資源承載力水平便成為評(píng)價(jià)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要指標(biāo)。國(guó)外對(duì)于土地資源承載力的研究可以追溯到1650年沃倫·紐斯在《通論地理》一書中正式提出的人地關(guān)系。到了20世紀(jì)中期，逐漸興起的土地資源承載力問題研究，主要以糧食產(chǎn)量或糧食能夠供養(yǎng)的人口數(shù)量作為土地資源承載力水平的衡量標(biāo)準(zhǔn)，例如，Allan就提出了以糧食為標(biāo)志的土地資源承載力計(jì)算公式。20世紀(jì)70年代以來，土地資源承載力的研究也取得了新進(jìn)展，從以“土地-糧食-人口”為研究，擴(kuò)展到整個(gè)人類社會(huì)領(lǐng)域和整個(gè)資源領(lǐng)域，例如，Millington從資源對(duì)人口發(fā)展的限制角度，對(duì)澳大利亞的土地資源承載力情況進(jìn)行了研究。20世紀(jì)80年代初，聯(lián)合國(guó)教科文組織的Slesser et al.設(shè)計(jì)了承載力的ECCO模型（Enhaneement of Carrying Capaeity Options），建立起從目標(biāo)設(shè)定，到政策制定，再到規(guī)劃發(fā)展的一整套既滿足政治需求，又滿足環(huán)境發(fā)展的研究方法。國(guó)內(nèi)土地資源承載力問題研究興起于20世紀(jì)90年代初期，其中1991年，中國(guó)科學(xué)院發(fā)表報(bào)告《中國(guó)土地資源生產(chǎn)能力及人口承載力研究》，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)土地資源承載力問題研究的開始[1]。在隨后的內(nèi)涵研究中，以土地資源能夠支撐起經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)模的研究為主，例如，王書華等將土地資源承載力看作是一定空間、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件下，土地資源所能支撐各種人類活動(dòng)的最大規(guī)模和強(qiáng)度[2-3];王翠華等從土地資源的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)三個(gè)承載屬性角度構(gòu)建了指標(biāo)體系[4];張紅等認(rèn)為土地資源承載力是指在可以預(yù)見的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展水平，以及物質(zhì)生活水平的前提下，不同時(shí)間維度下、不同國(guó)家和區(qū)域所擁有的土地資源能夠?qū)θ丝跀?shù)量形成持續(xù)、穩(wěn)定供養(yǎng)的最大規(guī)模[5]。在研究方法上包括系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、生態(tài)足跡、層次分析法、因子分析法等。例如，屈波等采用相對(duì)資源承載力的研究思路與計(jì)算方法，計(jì)算了2001年重慶三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)相對(duì)土地資源承載力、相對(duì)經(jīng)濟(jì)承載力和綜合承載力[6];許月卿運(yùn)用生態(tài)足跡法對(duì)北京市土地資源承載力進(jìn)行了評(píng)價(jià)[7];祝秀芝等運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究方法對(duì)上海市土地綜合承載力情況進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)[8];溫亮等運(yùn)用層次分析法對(duì)寧國(guó)市的土地資源承載力進(jìn)行了評(píng)價(jià)[9]。當(dāng)前對(duì)土地資源承載力的研究正由單一的糧食評(píng)價(jià)指標(biāo)為主發(fā)展到以“土地-人口-生態(tài)-經(jīng)濟(jì)”等綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)為主。研究方法除主成分分析模型、層次分析模型、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型之外，還包括運(yùn)用遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等手段，這些方法極大地提高了土地資源承載力研究的定量化水平。但由于指標(biāo)選取不易統(tǒng)一，各種研究方法選取的參數(shù)變量較為復(fù)雜，對(duì)于理解、推廣有一定的困難。

綜上所述，對(duì)于土地資源承載力的研究，一方面，要立足于土地資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的相互關(guān)系，即“最大支撐規(guī)?！边@一概念;另一方面，既要保持研究的科學(xué)性、系統(tǒng)性，同時(shí)還要注意研究成果的普及性和可推廣性。有鑒于此，本文基于WSR系統(tǒng)方法論的相關(guān)知識(shí)，借助熵值法、耦合協(xié)調(diào)分析法、灰色關(guān)聯(lián)分析法等手段對(duì)京津冀地區(qū)土地資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期能對(duì)提高區(qū)域土地資源承載力水平提供對(duì)策建議。

二、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

從最大支撐規(guī)模角度研究土地資源承載力，需要重點(diǎn)考慮以下三個(gè)內(nèi)涵。首先，生態(tài)內(nèi)涵。即在滿足土地資源自我更新、土地資源安全、生物多樣性等要素基礎(chǔ)上，土地資源能夠承受生態(tài)破壞的最大極限。其次，技術(shù)內(nèi)涵。土地資源承載力與人類活動(dòng)息息相關(guān)，不僅體現(xiàn)在土地資源是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，還體現(xiàn)在人類會(huì)有意識(shí)地通過科學(xué)技術(shù)作用于土地資源，進(jìn)而滿足自身發(fā)展的需要，為此，加強(qiáng)對(duì)土地資源的科學(xué)管理和綜合治理將會(huì)在很大程度上提高土地資源承載力水平。再次，社會(huì)經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵。一方面，滿足經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的需求是土地資源的基本社會(huì)經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵;另一方面，對(duì)土地資源的使用態(tài)度，在很大程度上影響著承載力水平。而這三個(gè)方面與WSR理論的“物理”“事理”“人理”三個(gè)方面相對(duì)應(yīng)[10]。其中，“物理”是指土地資源的自然屬性極限，即生態(tài)內(nèi)涵;“事理”是指人們采取各種科學(xué)技術(shù)手段對(duì)土地資源的科學(xué)管理，即技術(shù)內(nèi)涵;“人理”是指人們對(duì)土地資源的使用和態(tài)度，即社會(huì)經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵（見圖1）。同時(shí)，三個(gè)內(nèi)涵又可以用土地資源能夠承受的“生態(tài)破壞”最大程度、土地資源“技術(shù)管理”水平、人們對(duì)土地資源的“使用消費(fèi)”三個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而選取了19個(gè)指標(biāo)構(gòu)建了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（見表1）。

三、綜合評(píng)價(jià)方法研究

（一）熵值法原理

四、實(shí)證研究

（一）區(qū)域概況

京津冀地區(qū)自古地緣相接、人緣相親，地域一體、文化一脈，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等許多方面存在著密切的聯(lián)系。特別是近年來，面對(duì)土地資源保護(hù)的嚴(yán)峻形勢(shì)，京津冀地區(qū)加強(qiáng)了對(duì)土地資源的管理和保護(hù)，使該地區(qū)在耕地資源、地?zé)豳Y源可持續(xù)開發(fā)、工程地質(zhì)條件改善等方面均呈現(xiàn)較好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。但是在活動(dòng)構(gòu)造、地面沉降、地面塌陷、水土污染等方面，地質(zhì)問題依然嚴(yán)峻。

（二）數(shù)據(jù)來源

本研究所用數(shù)據(jù)主要來源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒（2006-2015）》《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒（2006-2015）》等年鑒數(shù)據(jù)，以及北京市、天津市、河北省的各類統(tǒng)計(jì)公報(bào)等。對(duì)于某些無法從年鑒、公報(bào)中獲取的數(shù)據(jù)，本研究通過數(shù)據(jù)插補(bǔ)、預(yù)測(cè)模擬等多種方法對(duì)個(gè)別數(shù)據(jù)進(jìn)行了完善。

（三）計(jì)算結(jié)果

首先，對(duì)各指標(biāo)權(quán)重，以及各年份土地資源承載力綜合得分進(jìn)行計(jì)算。通過公式（1）和（2），對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行正向化和負(fù)向化處理;隨后，將處理后的數(shù)據(jù)帶入公式（3）～（7），計(jì)算出各指標(biāo)的熵值、權(quán)重，以及不同年份的土地資源承載力綜合水平（見表1、表3）。

其次，對(duì)土地資源承載力系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度水平進(jìn)行計(jì)算。繼續(xù)運(yùn)用上述研究方法，以各子系統(tǒng)為單位，計(jì)算各子系統(tǒng)指標(biāo)的權(quán)重，并將結(jié)果帶入公式（8）～（10），計(jì)算各子系統(tǒng)的綜合效益，隨后，通過公式（11）～（13），分別計(jì)算承載力系統(tǒng)的耦合度和耦合協(xié)調(diào)度，并根據(jù)已有研究成果，對(duì)承載力系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)的有序發(fā)展水平進(jìn)行評(píng)價(jià)（見表3）。

再次，計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度。通過公式（14）和（15），以及耦合協(xié)調(diào)度水平和各子系統(tǒng)綜合指數(shù)，計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度（見表4）。

（四）結(jié)果分析

1.京津冀地區(qū)土地資源承載力發(fā)展水平及主要影響因素分析。分析發(fā)現(xiàn)，2006—2015年京津冀地區(qū)土地資源承載力整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)（見圖2）。具體來看：（1）生態(tài)破壞子系統(tǒng)。北京市和河北省主要影響因素均為“X5沉降區(qū)面積占區(qū)域面積比重（%）”（權(quán)重分別為0.087和0.069），天津市主要影響因素為“X3每萬人城市人口產(chǎn)生垃圾數(shù)（噸/萬人）”（權(quán)重0.058）。長(zhǎng)期以來，由于北京市房山、門頭溝等區(qū)域各類土地資源的過度露天開采，地上植被和地貌被嚴(yán)重破壞，再加上地下采礦進(jìn)一步改變了地下水自然流場(chǎng)及補(bǔ)、逕、排條件，使地下水位下降，地下水漏失疏干，進(jìn)一步降低了北京市土地資源的承載力水平。同樣，采礦業(yè)的擴(kuò)大以及地下水的超采，使得河北省部分平原區(qū)地面沉降、地裂縫等地質(zhì)問題突出，采礦區(qū)及個(gè)別城市存在采空塌陷、巖溶塌陷等地質(zhì)問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，京津冀平原區(qū)累計(jì)沉降量大于200毫米的面積約為6.3萬平方公里，長(zhǎng)度大于1公里的地裂縫80條。此外，各類生活垃圾的排放成為影響地區(qū)土地資源承載力的重要因素，尤以天津市較為顯著。（2）技術(shù)管理子系統(tǒng)。北京市和天津市主要影響因素是“X12森林覆蓋率（%）”（權(quán)重分別為0.075和0.112），河北省主要影響因素是“X13自然保護(hù)區(qū)面積占區(qū)域面積比重（%）”（權(quán)重為0.089）。（3）使用消費(fèi)子系統(tǒng)。北京市和河北省主要影響因素是“X15人均公園綠地面積（平方米）”（權(quán)重為0.063和0.060），天津市主要影響因素是“X17建成區(qū)綠地率（%）”（權(quán)重為0.050）。由此可見，無論是從“技術(shù)管理”層面提高森林覆蓋率、加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)建設(shè)，還是從“使用消費(fèi)”層面注重公園綠地建設(shè)、提高綠地率，都是從綠色生態(tài)建設(shè)本身角度出發(fā)，即加強(qiáng)綠色生態(tài)建設(shè)不僅是解決生態(tài)文明的手段，同時(shí)也是廣大人民的消費(fèi)需求，兩者是相互統(tǒng)一的。為此，京津冀地區(qū)可以通過提高森林覆蓋率，加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)建設(shè)，加強(qiáng)城市綠化，建立郊野公園和游憩廊道等各類具有生態(tài)涵養(yǎng)功能、供人們休閑的基礎(chǔ)設(shè)施，在不斷提升本地區(qū)土地資源承載力水平的同時(shí)，滿足人們的消費(fèi)需求。

2.京津冀地區(qū)土地資源承載力系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)分析。研究發(fā)現(xiàn)，2006—2015年京津冀地區(qū)土地資源承載力系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)水平整體呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì)（見圖3）。其中，北京市經(jīng)歷了由“輕度失調(diào)”到“中度失調(diào)”再到“輕度失調(diào)”的發(fā)展過程;天津市始終處在“輕度失調(diào)”的狀態(tài);河北省的土地資源承載力由“中度失調(diào)”發(fā)展到“輕度失調(diào)”，目前，在京津冀三地中處在一個(gè)較高的有序發(fā)展水平。從各子系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的關(guān)聯(lián)水平來看：對(duì)北京市來說，主要是消費(fèi)層面的影響較大，灰色關(guān)聯(lián)度為0.835 2;對(duì)天津市和河北省來說，生態(tài)破壞子系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度水平影響較大，灰色關(guān)聯(lián)度分別為0.741 8和0.693 4?；谝陨戏治觯罕本┦袘?yīng)從首都自身對(duì)政治、經(jīng)濟(jì)、文化等發(fā)展需求角度出發(fā)，在建成首都城鄉(xiāng)和諧社會(huì)、宜居城市，實(shí)現(xiàn)自然、人文資源共同保護(hù)等方面，積極實(shí)施土地利用城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、綠色空間區(qū)域共筑、文化名城城鄉(xiāng)共建的策略，加大對(duì)土地資源的科學(xué)合理使用。天津市和河北省要加強(qiáng)對(duì)耕地的有效保護(hù)，加強(qiáng)對(duì)土地的綜合利用，不斷優(yōu)化布局，以保障包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在內(nèi)的各類發(fā)展要素的使用需求。同時(shí)，加大對(duì)土地生態(tài)環(huán)境的改善，加大其保護(hù)力度，不斷提高土地資源承載能力的狀況和水平。

五、對(duì)策建議

通過對(duì)京津冀地區(qū)土地資源承載力水平進(jìn)行系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，整體上看，多年來，該地區(qū)土地資源承載力水平綜合指數(shù)呈上升趨勢(shì)，承載力系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)程度也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，這些均有利于支撐本地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。但還應(yīng)著力做好以下幾方面工作：

1. 加強(qiáng)對(duì)本地區(qū)地質(zhì)情況的普查和科學(xué)管理。研究發(fā)現(xiàn)，京津冀地區(qū)地質(zhì)生態(tài)環(huán)境的惡化已經(jīng)成為制約本地區(qū)城市空間布局、重大工程選址、規(guī)劃建設(shè)和安全運(yùn)行的重要瓶頸。為此，京津冀地區(qū)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)本地區(qū)地質(zhì)條件的普查，科學(xué)優(yōu)化國(guó)土資源的開發(fā)格局，特別是要加大對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的綜合治理和修復(fù)，加大對(duì)礦山所在地區(qū)土地的綜合整治，努力實(shí)現(xiàn)廢棄土地復(fù)墾，著力消除或減輕災(zāi)害隱患，積極構(gòu)建防災(zāi)減災(zāi)體系。

2. 不斷提高建設(shè)用地節(jié)約集約化水平。京津冀地區(qū)要強(qiáng)化城鄉(xiāng)建設(shè)用地統(tǒng)一管控。一方面，加強(qiáng)對(duì)建設(shè)用地的供給控制和需求引導(dǎo)，既要保障各行各業(yè)對(duì)建設(shè)用地的合理需求，又要對(duì)各類保障性基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)設(shè)施等予以優(yōu)先考慮;另一方面，在用地使用過程中，要在綜合考慮生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)生活、文化保護(hù)等要素基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行分類指導(dǎo)、區(qū)別對(duì)待，實(shí)行最嚴(yán)格的節(jié)約用地制度，從嚴(yán)控制城鄉(xiāng)建設(shè)用地規(guī)模，嚴(yán)格限制不符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的行業(yè)和項(xiàng)目用地，嚴(yán)格各類用地標(biāo)準(zhǔn)，不斷實(shí)現(xiàn)建設(shè)用地的節(jié)約集約化。

3. 加強(qiáng)生態(tài)空間體系建設(shè)。對(duì)于京津冀地區(qū)來說，無論是從技術(shù)層面還是使用消費(fèi)層面，提高本地區(qū)的綠色生態(tài)水平是提升土地資源承載力綜合水平的重要影響因素。因此，對(duì)于北京市來說，應(yīng)重點(diǎn)發(fā)揮土地的生態(tài)服務(wù)功能，重點(diǎn)建設(shè)發(fā)展生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)，結(jié)合北京市自然人文景觀薈萃集中的特點(diǎn)，加快生態(tài)農(nóng)業(yè)、旅游休閑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。對(duì)于津冀兩地來說，一方面，要加大對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)用地的科學(xué)合理規(guī)劃，建立完善土地利用可持續(xù)發(fā)展模式;另一方面，加強(qiáng)對(duì)生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)用地的引導(dǎo)與管制，使開發(fā)強(qiáng)度嚴(yán)格控制在區(qū)域資源環(huán)境承載力和生態(tài)環(huán)境容量之內(nèi)。

4. ?實(shí)現(xiàn)對(duì)土地資源的科學(xué)合理規(guī)劃。研究發(fā)現(xiàn)，京津冀地區(qū)土地資源承載力系統(tǒng)呈現(xiàn)持續(xù)有序發(fā)展態(tài)勢(shì)。近年來，京津冀地區(qū)加強(qiáng)了生態(tài)文明建設(shè)，區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境得到了有效改善。今后，京津冀地區(qū)需要進(jìn)一步踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，堅(jiān)持對(duì)土地資源的科學(xué)規(guī)劃、合理使用，實(shí)現(xiàn)土地資源保護(hù)和利用的可持續(xù)發(fā)展。在這個(gè)過程中，還要加大對(duì)各類土地資源綜合利用的系統(tǒng)論證和監(jiān)督測(cè)評(píng)，不斷深化公眾參與和民主決策，探索創(chuàng)新規(guī)劃實(shí)施的調(diào)控機(jī)制。

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責(zé)任編輯：張 然

Abstract： For a long time， land resources play an extremely important role in the process of economic and social development. Strengthening the scientific evaluation of land resources carrying capacity has become an important basis for the scientific planning of regional economic and social development. The theoretical framework and index system of land resources carrying capacity can be constructed by using the "Wuli-Shili-Renli" （WSR） system methodology，the comprehensive level of land resources carrying capacity， the main influencing factors， the coordinated development level of the system and the correlation degree within the system in Beijing-Tianjin-Hebei region were systematically evaluated by using the systematic analysis method of "entropy-coupling coordination-grey correlation". The results show that： the level of land resources carrying capacity in Beijing-Tianjin-Hebei region is on the rise regardless of the comprehensive level and the orderly development level. The "use and consumption" subsystem has a greater impact on the coordinated development level of land resources carrying capacity system in Beijing， and the "ecological destruction" subsystem has a greater impact on the coordinated development level of land resources carrying capacity system in Tianjin and Hebei.

Key words： land resources carrying capacity; Wuli-Shili-Renli（WSR） system methodology; entropy-coupling coordination-grey correlation;Beijing-Tianjin-Hebei