國土空間規(guī)劃體系下生態(tài)承載力評價方法研究

文/廣東省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院 李成悅

隨著我國工業(yè)化和城市化進程加快，自然資源和國土空間的開發(fā)利用呈高強度態(tài)勢，給生態(tài)環(huán)境帶來巨大壓力。隨著生態(tài)文明體制和空間規(guī)劃體系改革，我國相繼出臺一系列政策文件，旨在強調(diào)國土空間規(guī)劃在謀劃空間發(fā)展和空間治理方面的基礎(chǔ)性工具作用[1]。國土空間規(guī)劃編制以資源環(huán)境承載力評價和國土空間開發(fā)適宜性評價（下文簡稱“雙評價”）為分析基礎(chǔ)，而生態(tài)承載力評價是“雙評價”的重要組成部分，故開展符合國土空間規(guī)劃要求的生態(tài)承載力評價研究具有現(xiàn)實與理論意義。

本文在梳理既有文獻中關(guān)于生態(tài)承載力概念的基礎(chǔ)上，研究生態(tài)承載力的評價模型和方法，分析存在的問題，為評價方法構(gòu)建提供參考及改進方向。根據(jù)新時代對國土空間規(guī)劃編制的要求和目標(biāo)，探討生態(tài)承載力的評估方法和模型，為“雙評價”提供技術(shù)參考。

1 生態(tài)承載力的概念及認(rèn)識局限

1.1 概念

承載力概念起源于古希臘，最初研究多立足于種群生態(tài)學(xué)層面，此后研究認(rèn)為生態(tài)承載力隨時間而動態(tài)變化，對其評價綜合了定量和多重要素[2]。我國學(xué)者對生態(tài)承載力的研究起步于20世紀(jì)90年代初，目前尚未形成統(tǒng)一概念，但均認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及生態(tài)本身，還關(guān)乎到社會經(jīng)濟等多個維度，因此，評價生態(tài)承載力應(yīng)從系統(tǒng)與綜合的角度出發(fā)。

已有的生態(tài)承載力評價方法可分為4類：①指標(biāo)體系評價法[3]；②生態(tài)足跡模型 此方法出于自然狀態(tài)下的評價，忽視了工業(yè)化和城市化對耕地資源的擠占[4]；③狀態(tài)空間法 屬于歐式幾何空間評價方法的范疇，僅對是否超載作出定性評價，而非得出數(shù)值上的定論；④資源與需求的差量方法 在某些指標(biāo)確定上需引入較復(fù)雜的方法，缺乏對環(huán)境污染等指標(biāo)的量化，無法客觀反映對生態(tài)承載力的影響。在開展生態(tài)承載力評價時，需在對評價區(qū)域的資源狀況和生態(tài)環(huán)境全面了解后，根據(jù)區(qū)域的獨特情況和現(xiàn)有數(shù)據(jù)資料，選取最合適的方案對區(qū)域進行評價。

1.2 認(rèn)知局限

由于對生態(tài)承載力系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和作用機制的認(rèn)知存在差異，尚未形成普適、兼顧系統(tǒng)整體特性的評價模型，對各指標(biāo)因子的選擇和篩選缺乏科學(xué)合理依據(jù)和框架，生態(tài)閾值有待確定或未構(gòu)建劃分標(biāo)準(zhǔn)，上述差異造成同一區(qū)域出現(xiàn)不同評價結(jié)果，直接降低了評價結(jié)果的可信度。

2 國土空間規(guī)劃下的生態(tài)承載力評價方法構(gòu)建

2.1 內(nèi)在要求

國土空間規(guī)劃是落實國土空間開發(fā)保護制度的基礎(chǔ)，主要編制內(nèi)容為依據(jù)區(qū)域自然資源現(xiàn)狀與條件，因地制宜地確定發(fā)展建設(shè)集聚區(qū)，科學(xué)合理劃定“三區(qū)三線”。國土空間規(guī)劃編制須在開展生態(tài)承載力評價的基礎(chǔ)之上，但現(xiàn)有承載力評價理論尚未統(tǒng)一，評價結(jié)果對空間規(guī)劃的支撐力度不足，無法達到預(yù)期目標(biāo)，構(gòu)建統(tǒng)一、有效的評價體系和方法成為當(dāng)前研究的重點、熱點?；诶碚摽偨Y(jié)和實踐經(jīng)驗，本文重點闡述生態(tài)承載力評價的模型構(gòu)建和因子選取方法，旨在為空間規(guī)劃編制提供決策依據(jù)。

2.2 生態(tài)承載力評價模型的確立

生態(tài)環(huán)境具有系統(tǒng)性和復(fù)雜性，涉及“自然—經(jīng)濟—社會”各方面，而各評價區(qū)域的自然特征存在較大差異，確定統(tǒng)一的評價指標(biāo)難度較大，故提出灰色系統(tǒng)法、AHP法和德爾菲法相結(jié)合的評價方法，綜合考慮主客觀因素，構(gòu)建“自然—經(jīng)濟—社會”多維度的評價指標(biāo)體系，綜合確定指標(biāo)因子權(quán)重，最終確定區(qū)域生態(tài)承載力。

尊重評價區(qū)域的特殊性與差異性，考慮指標(biāo)因子的有效性和可得性，采用目標(biāo)分層法構(gòu)建三級生態(tài)承載力指標(biāo)體系。

根據(jù)已有研究對生態(tài)承載力的定義，生態(tài)很大程度上受自身情況限制和影響，故“自然”維度的評價因子主要包括地形地貌、土地資源狀況、氣候、水資源及生物資源?！敖?jīng)濟—社會”維度的評價因子主要包括經(jīng)濟和社會發(fā)展水平。

2.3 生態(tài)承載力因子的權(quán)重分配

權(quán)重反映各指標(biāo)因子對評價對象的重要程度，權(quán)重值不同導(dǎo)致評價結(jié)果有差異，故合理確定權(quán)重成為多指標(biāo)綜合評價的重要一環(huán)。目前，主觀賦值法和客觀賦值法較常見，但主觀賦值法易受專家自身條件的限制和影響，客觀賦值法較依賴于數(shù)據(jù)的豐富程度，為避免使用單一評價方法引發(fā)上述問題，本文采用主客觀結(jié)合的方法，其中AHP法和德爾菲法這2種主觀賦值法主要用于確定空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的權(quán)重，灰色系統(tǒng)法主要用于確定屬性數(shù)據(jù)的權(quán)重，最后取三者的加權(quán)均值為權(quán)重。

當(dāng)前對AHP法和德爾菲法研究較多，此處不再贅述，重點論述灰色系統(tǒng)法，其在生態(tài)承載力評價中的主要步驟包括：對指標(biāo)數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，區(qū)分時間序列數(shù)據(jù)和空間序列數(shù)據(jù)，時間序列數(shù)據(jù)在無量綱化處理時采用初值變化，處理空間序列數(shù)據(jù)采用極差變換，然后確定母序列X0和子序列X1，計算各時刻點上母序列與各子序列的絕對值，從得到的計算中取最大值Δmax和最小值Δmin，再計算母序列和子序列的關(guān)聯(lián)系數(shù)，最后進行權(quán)重變換[5]，計算如式（1）～（4）所示。

權(quán)重分配確定后，利用ARCGIS的空間分析功能，對指標(biāo)層各評價因子進行重分類，而后根據(jù)輸入的重要性權(quán)重值或百分比進行加權(quán)疊加分析，最終結(jié)果為每個柵格的值。

3 結(jié)語

隨著生態(tài)文明建設(shè)推進，以生態(tài)優(yōu)先為理念的高質(zhì)量發(fā)展模式成為主流，生態(tài)承載力評價在國土空間規(guī)劃編制中具有基礎(chǔ)地位，是實現(xiàn)新時代高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的重要手段。研究通過梳理生態(tài)承載力內(nèi)涵、評價方法及理論認(rèn)知局限，綜合考慮生態(tài)本身和社會經(jīng)濟等多維度，提出基于國土空間規(guī)劃編制的評價方法及模型，形成以保護資源本底為基礎(chǔ)的評價思路，為國土空間規(guī)劃編制提供支撐。

生態(tài)環(huán)境是復(fù)雜系統(tǒng)，未來仍需結(jié)合實踐不斷提升對其理論、方法及應(yīng)用的研究。一方面，國土空間規(guī)劃分“五級”，如何協(xié)調(diào)好不同等級和尺度的評價，使之相互銜接一致成為目前最棘手的問題；另一方面，同一區(qū)域評價結(jié)果的一致性有待加強，評價因子和閾值區(qū)間的差異導(dǎo)致評價結(jié)果不同，故因子與閾值選取的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)在今后工作中有待進一步明確。