基于均方差法的鄭州市土地綜合承載力評(píng)價(jià)*

魯春陽(yáng)，文 楓

(河南城建學(xué)院，平頂山 467036)

0 引言

國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十三五”規(guī)劃提出：要解決資源環(huán)境承載能力下降、國(guó)土空間開發(fā)失衡問題，建立健全符合我國(guó)國(guó)情的國(guó)土資源管理體制機(jī)制。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，土地資源的剛性需求持續(xù)攀升，人口、資源與環(huán)境之間的矛盾愈加突出，土地綜合承載力成為影響區(qū)域發(fā)展的重要因素。因此，開展土地綜合承載力評(píng)價(jià)成為學(xué)界和政府關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。

從20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)學(xué)者關(guān)于土地承載力的研究?jī)?nèi)容和研究領(lǐng)域也逐漸從單一向多樣化轉(zhuǎn)變。學(xué)者關(guān)于土地資源承載力內(nèi)涵不斷豐富拓展，張安錄[1]、申元村[2]等認(rèn)為土地人口承載力是以土地的利用不會(huì)引起和造成土地退化為限制條件，土地能夠供養(yǎng)的數(shù)量。。關(guān)于生態(tài)承載力的研究主要是從生態(tài)環(huán)境入手，通過對(duì)區(qū)域生態(tài)用地與人均生態(tài)足跡的關(guān)系進(jìn)行研究，研究方法主要是生態(tài)足跡法和碳氧平衡法，學(xué)者梁留科[3]、張宇[4]等進(jìn)行了實(shí)證研究。封志明[5]、陳百明[6]等學(xué)者從區(qū)域資源與人口的關(guān)系研究區(qū)域資源承載問題。進(jìn)入21世紀(jì)后，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)單一的從某個(gè)角度來(lái)研究土地承載能力不能全面準(zhǔn)確地研判區(qū)域資源的實(shí)際承載力，學(xué)者們就開始探索區(qū)域綜合承載力的評(píng)價(jià)問題。學(xué)者王書華[7]認(rèn)為土地綜合承載力是在一定階段，一定空間區(qū)域內(nèi)土地資源所能承載的各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的規(guī)模和強(qiáng)度的閾值。在研究方法上，學(xué)者黃勁松[8]等運(yùn)用線性規(guī)劃模型研究了溫州市土地承載力，并預(yù)測(cè)了2000年和2010年的糧食產(chǎn)量和供養(yǎng)人口數(shù)量；張明輝[9]等運(yùn)用一元回歸法和灰色模型法對(duì)湖南省的土地承載力進(jìn)行分析和研究；高佳[10]等采用person相關(guān)系數(shù)研究了遼寧省土地經(jīng)濟(jì)秘書的時(shí)空分異特征；宋金璐[11]采用BC2模型對(duì)河南省農(nóng)業(yè)土地利用效率進(jìn)行了評(píng)價(jià)。綜上，學(xué)者們關(guān)于土地承載力的研究呈現(xiàn)為多角度、多目標(biāo)、多層次發(fā)展的趨勢(shì)。從最初糧食與人口關(guān)系這種單一指標(biāo)體系走向綜合各種影響因素的多指標(biāo)體系；從靜態(tài)分析完善到動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，研究方法也逐漸科學(xué)化、技術(shù)化，并能夠針對(duì)區(qū)域的實(shí)際情況來(lái)構(gòu)建合適的模型。但現(xiàn)有關(guān)于土地資源承載力研究還局限于土地資源的生物產(chǎn)量，對(duì)其他資源的承載力關(guān)注不夠，因此有必要加強(qiáng)其他資源承載力和綜合性的承載力的研究。鄭州市是全國(guó)重要的鐵路、航空、高速公路、電力、郵政電信主樞紐城市，在發(fā)展過程中，土地瓶頸問題日益突出，基于此，文章以鄭州市為研究對(duì)象，探究如何有效提高土地綜合承載力，不僅能為其建設(shè)國(guó)家中心城市提供土地支撐，也為同類區(qū)域發(fā)展提供參考和借鑒。

1 研究區(qū)域概況

鄭州市是河南省的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、金融和科教中心，地處中國(guó)地理中心，是全國(guó)重要的鐵路、航空、高速公路、電力和郵政電信主樞紐城市。2016年，鄭州市轄區(qū)總面積7 446km2，總?cè)丝?72萬(wàn)人，其中城鎮(zhèn)人口691萬(wàn)，城鎮(zhèn)化率71.0%。同期，鄭州城市建設(shè)用地面積410.34km2，城區(qū)總?cè)丝?44.93萬(wàn)人。人均城市建設(shè)用地面積118.96m2/人，城市人均居住用地面積30.46 m2/人，人均公園綠地面積為8.43 m2/人。2016年底，鄭州地均GDP為1.09億元/km2，地均固定資產(chǎn)投資額為0.94億元/km2，地均實(shí)際利用外資額為54.16萬(wàn)美元/km2。生態(tài)垃圾無(wú)害化處理率為100%。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 研究方法

均方差法也叫標(biāo)準(zhǔn)差法，是一種比較客觀的求取權(quán)重的方法，是主要用于反映隨機(jī)變量的離散程度，是該隨機(jī)變量的均方差，所以這種方法是以各評(píng)價(jià)指標(biāo)為隨機(jī)變量。計(jì)算步驟為：

①求隨機(jī)變量G的均值E(Gj)：

(1)

式(1)中，Gij各指標(biāo)的實(shí)際值。

②求指標(biāo)Gj的均方差F(Gj)：

(2)

③求指標(biāo)Gj的權(quán)重W(Gj)：

(3)

求得各指標(biāo)權(quán)重后，進(jìn)一步求取綜合評(píng)價(jià)值，計(jì)算綜合評(píng)價(jià)值的公式為：

Di(W)=∑ZijWj

(4)

式(4)中，Di(W)為綜合評(píng)價(jià)值。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

文中所需的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、土地?cái)?shù)據(jù)及土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)源于《河南省統(tǒng)計(jì)年鑒》(2011-2017)和《河南改革開放30年：1978-2008》。

2.3 指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)前人研究成果[12-15]，該文認(rèn)為土地綜合承載力既取決于城市自然資源環(huán)境，如水土資源、環(huán)境容量等因素；又取決于人類對(duì)自然資源環(huán)境的利用方式、外來(lái)資源引進(jìn)程度、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平以及物質(zhì)需求目標(biāo)等因素。由于現(xiàn)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的提升，城市土地綜合承載力不僅僅局限于本地資源的供給，還取決于經(jīng)濟(jì)與其他資源的供給能力。綜上，該文構(gòu)建了包含水土資源承載力、經(jīng)濟(jì)承載力和生態(tài)承載力3個(gè)維度的土地綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

水土資源承載力包括城市居民日人均生活用水量、日供水量、人均建設(shè)用地面積、人均居住面積等4個(gè)指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)承載力選取了地均GDP、地均財(cái)政收入、地均固定資產(chǎn)投資額、地均農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、地均社會(huì)消費(fèi)品零售總額、地均實(shí)際利用外資額等6項(xiàng)指標(biāo)。生態(tài)承載力選取了地均污水排放量、地均SO2排放量、地均工業(yè)煙塵排放量、污水處理率、建成區(qū)綠化覆蓋面積、生活垃圾無(wú)害化處理率、人均公園綠地面積等7項(xiàng)指標(biāo)。

3 結(jié)果與分析

3.1 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果

該文采用極差法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，通常評(píng)價(jià)指標(biāo)有效益型指標(biāo)和成本性指標(biāo)兩類，兩類指標(biāo)的無(wú)量綱化方法如下。

①效益型指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化：

《反腐敗法》是一門綜合型法律，因此應(yīng)根據(jù)程序法和實(shí)體法的內(nèi)容分別作出實(shí)際操作的規(guī)定大致如下:一是對(duì)舉報(bào)的主體及其權(quán)利義務(wù)，舉報(bào)形式、方法和內(nèi)容，接受舉報(bào)的機(jī)構(gòu)及處理程序的規(guī)定;二是對(duì)舉報(bào)人的保護(hù)和獎(jiǎng)懲等的規(guī)定;三是對(duì)調(diào)查條件、調(diào)查人員及其資格、調(diào)查權(quán)力的規(guī)定;四是對(duì)偵查權(quán)限及措施的規(guī)定;五是對(duì)證據(jù)制度的規(guī)定;六是對(duì)阻礙偵查的法律責(zé)任的規(guī)定;七是對(duì)起訴權(quán)的規(guī)定;八是對(duì)審判權(quán)的規(guī)定等。［2］

(5)

②成本型指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化：

(6)

式(6)指標(biāo)內(nèi)涵同上。

指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值見表2。

表2 2010—2016年鄭州市土地綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值

3.2 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果

根據(jù)均方差法，準(zhǔn)則層和指標(biāo)層的權(quán)重見表3。

表3 鄭州市土地綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值

3.3 土地綜合承載力計(jì)算結(jié)果

根據(jù)學(xué)者們關(guān)于土地綜合承載力的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合鄭州市土地利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際，該文將土地綜合承載力劃分為5級(jí)，見表4。

表4 土地綜合承載力登記劃分

結(jié)果顯示，2010—2016年，鄭州市水土資源承載力由0.138下降為0.121，水土資源承載力呈現(xiàn)升—降—升的變化態(tài)勢(shì)。同期，鄭州市城市人均生活用水量、人均城市建設(shè)用地面積和人均城市居住用地面積均呈現(xiàn)同樣的變化趨勢(shì)。經(jīng)濟(jì)承載力呈持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，這源于鄭州市土地經(jīng)濟(jì)效益的大幅提升，地均GDP由2010年的5 424.61萬(wàn)元/km2增加到2016年的1.089 7億元/km2，6年增漲了100.7%；同期，地均財(cái)政收入由519.47萬(wàn)元/km2增加0到1 358.02萬(wàn)元/km2，增加了161.42%，土地經(jīng)濟(jì)效益顯著提升。生態(tài)承載力在波動(dòng)中呈現(xiàn)持續(xù)增強(qiáng)的態(tài)勢(shì)。近年來(lái)，鄭州市加大對(duì)生態(tài)環(huán)境的治理的投入，生態(tài)文明程度不斷提升。城市人均公園綠地面積不斷增加。

從表5可知，鄭州市土地綜合承載力仍處于較低水平，但呈持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2011—2012年，城市土地綜合承載能力降低，這期間生態(tài)承載能力明顯下降，鄭州航空港經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)的設(shè)立，鄭州市處于向外擴(kuò)張建設(shè)期，對(duì)于環(huán)境造成的壓力增大，水土資源供應(yīng)緊張，致使水土資源承載能力和生態(tài)環(huán)境承載能力下降，致使城市土地綜合承載能力的下降。

表5 2010—2016年鄭州市土地綜合承載力結(jié)果

4 結(jié)果與建議

4.1 結(jié)論

(1)從土地綜合承載力看，鄭州市土地綜合承載力仍處于較低水平，但呈持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。其中，2011—2012年，城市土地綜合承載能力降低，這期間生態(tài)承載能力明顯下降，鄭州航空港經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)的設(shè)立，鄭州市處于向外擴(kuò)張建設(shè)期，對(duì)于環(huán)境造成的壓力增大，水土資源供應(yīng)緊張，致使水土資源承載能力和生態(tài)環(huán)境承載能力下降，致使城市土地綜合承載能力略有下降。

(2)從各子系統(tǒng)承載力看，2010—2016年，鄭州市生態(tài)承載力提升最快，由2010年的0.107增加到2016年的0.385；對(duì)鄭州市土地綜合承載力的貢獻(xiàn)最大；同期，經(jīng)濟(jì)承載力穩(wěn)步提升；水土資源承載力在波動(dòng)性變化中略有下降。

(3)地均GDP、地均財(cái)政收入、人均城市建設(shè)用地面積、人均公園綠地面積等指標(biāo)對(duì)鄭州市土地綜合承載力的影響較大，需要政府更多關(guān)注。隨著新型城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，在資源環(huán)境壓力日益凸顯的情況下，提高城市土地集約利用水平，發(fā)展綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)和加大對(duì)環(huán)境的保護(hù)對(duì)鄭州市土地綜合承載力提升具有重要影響。

4.2 建議

根據(jù)鄭州市土地綜合承載力現(xiàn)狀，提出以下建議。

(1)持續(xù)提升水土資源承載能力。目前，鄭州市水土資源承載力對(duì)土地綜合承載力的貢獻(xiàn)度不高，要加快水土資源供給側(cè)改革，提高城市建設(shè)用地集約利用水平，改善城市居民居住環(huán)境，增加城市居住用地供給。

(2)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。提升經(jīng)濟(jì)承載力對(duì)土地綜合承載力的貢獻(xiàn)度始終是城市發(fā)展的重要任務(wù)。在新常態(tài)下，要加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，培育產(chǎn)業(yè)型業(yè)態(tài)。

(3)加大對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的投入。按照生態(tài)文明的要求，科學(xué)劃定“三生”空間，建立區(qū)域生態(tài)承載力預(yù)警機(jī)制；同時(shí)，探索開展鄭州市生態(tài)承載力評(píng)價(jià)機(jī)制，推進(jìn)生態(tài)城市建設(shè)。