基于均方差-TOPSIS模型的土地資源綜合承載力評(píng)價(jià)

彭亮 董斌 方磊

摘要：區(qū)域土地資源綜合承載力研究對(duì)于協(xié)調(diào)區(qū)域土地資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)、生態(tài)環(huán)境等方面具有重要意義。以安徽省六安市為研究區(qū)域，從水土資源承載力、社會(huì)人口承載力、經(jīng)濟(jì)規(guī)模承載力和生態(tài)環(huán)境承載力4個(gè)子系統(tǒng)選取18個(gè)指標(biāo)構(gòu)建六安市土地資源綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用均方差-TOPSIS模型對(duì)六安市2010—2017年土地資源綜合承載力和4個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明，六安市2010—2017年土地資源綜合承載力總體上呈上升趨勢(shì)，其中2010—2014年承載力水平較低、增長(zhǎng)緩慢，貼近度在0.35～0.45之間;2014—2017年上升較快，貼近度達(dá)到0.671 6，承載力處于較高水平。經(jīng)濟(jì)規(guī)模和社會(huì)人口承載力呈現(xiàn)上升趨勢(shì)且增長(zhǎng)幅度大，貼近度達(dá)到最優(yōu)水平，表明這二者系統(tǒng)是影響六安市土地資源綜合承載力的關(guān)鍵因素，水土資源和生態(tài)環(huán)境承載力變化較為波動(dòng)，總體變化幅度小且具有較大的上升空間。表明六安市土地資源綜合承載力的提升應(yīng)協(xié)調(diào)好各子系統(tǒng)之間的關(guān)系，發(fā)揮區(qū)位和政策優(yōu)勢(shì)，從轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面開(kāi)展。

關(guān)鍵詞：土地資源綜合承載力;均方差;TOPSIS模型;綜合評(píng)價(jià);六安市

中圖分類號(hào)：F323.211 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2020）11-0259-06

收稿日期：2019-12-04

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：41571101、41401022）;安徽省智慧城市與地理國(guó)情監(jiān)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放性課題（編號(hào)：2016-K-04Z）。

作者簡(jiǎn)介：彭 亮（1995—），男，安徽六安人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)橥恋匦畔⒓夹g(shù)及管理。E-mail：1846421983@qq.com。

通信作者：董 斌，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事測(cè)繪地理信息技術(shù)及其生態(tài)環(huán)境應(yīng)用等。E-mail：dbhy123@sina.com。 ?土地作為一種自然經(jīng)濟(jì)綜合體，是人類生存發(fā)展的重要基礎(chǔ)。區(qū)域土地資源的利用情況是影響區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，土地與人口、環(huán)境、資源等之間的矛盾日益凸顯，土地所承受的壓力也日益嚴(yán)重[1]。因此，對(duì)土地資源綜合承載力進(jìn)行研究，有助于準(zhǔn)確了解區(qū)域土地資源的使用情況，為制定合理的土地利用方式和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃提供建議。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)土地資源承載力的研究逐漸興起。早期國(guó)外學(xué)者對(duì)土地承載力研究主要是以人口和糧食的關(guān)系為研究基礎(chǔ)[2-3]。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)土地承載力研究主要從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始。羅華艷以中國(guó)31個(gè)省際城市為研究對(duì)象，從人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)4個(gè)方面綜合分析各城市的土地承載力時(shí)空差異，并針對(duì)不同地區(qū)提出相關(guān)建議[4];何如海等以蕪湖市為例，通過(guò)采用均方差決策法和變異系數(shù)法綜合分析蕪湖市土地綜合承載力變化情況[5];于廣華等運(yùn)用承載力級(jí)別特征法對(duì)環(huán)渤海地區(qū)土地承載力的空間分布特征進(jìn)行分析[6];雷勛平等運(yùn)用熵權(quán)TOPSIS模型對(duì)安徽省土地資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)，并通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)得出影響土地承載力的關(guān)鍵因素[7]。

六安市地處大別山北麓，是皖西地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心城市，也是安徽省重要的生態(tài)環(huán)境保護(hù)地區(qū)。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加速，人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)土地需求越來(lái)越大，土地資源面臨的壓力也隨之提高，生態(tài)環(huán)境也遭受到破壞。六安市作為皖江城市帶承接轉(zhuǎn)移示范區(qū)成員城市、國(guó)家級(jí)陸路交通運(yùn)輸樞紐城市、大別山山區(qū)生態(tài)中心城市，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和土地資源之間的矛盾不可忽視。鑒于此，本研究以安徽省六安市為研究區(qū)域，從水土資源承載力、經(jīng)濟(jì)規(guī)模承載力、社會(huì)人口承載力和生態(tài)環(huán)境承載力4個(gè)角度出發(fā)，開(kāi)展土地綜合承載力研究，及時(shí)掌握土地承載力狀態(tài)，有利于優(yōu)化土地資源配置，為六安市土地資源可持續(xù)利用與開(kāi)發(fā)提供建議和參考。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

六安市在安徽省西部，位于長(zhǎng)江與淮河之間，大別山北麓，是大別山區(qū)生態(tài)中心城市。介于 115°20′～117°14′E，31°01′～32°40′N之間，地勢(shì)西南高，東北低。至2017年，全市土地面積 15 451 km2，其中農(nóng)用地面積12 793.2 km2，建設(shè)用地面積2 023.6 km2，未利用地面積634.2 km2，土地利用率較高。年末總?cè)丝跒?88.2萬(wàn)，人口密度為380.68人/km2。全市地區(qū)生產(chǎn)總值為1 168.05億元，人均地區(qū)生產(chǎn)總值為24 406元。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

以2010—2017年為參考年，選取六安市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等作為源數(shù)據(jù)，開(kāi)展土地承載力評(píng)價(jià)研究。研究中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》《六安市統(tǒng)計(jì)年鑒》和《六安市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展報(bào)告》，部分?jǐn)?shù)據(jù)通過(guò)相關(guān)公式計(jì)算得出。

2 研究方法

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

土地資源綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是一個(gè)涉及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、人口、資源、生態(tài)等多方面指標(biāo)的多屬性綜合系統(tǒng)[8]。評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇是評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立的基礎(chǔ)。因此，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇要建立在科學(xué)性、系統(tǒng)性、動(dòng)態(tài)性和可操作性等原則的基礎(chǔ)上[9]。根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果[10-11]，結(jié)合六安市的實(shí)際情況，將承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系劃分為水土資源承載力、社會(huì)人口承載力、經(jīng)濟(jì)規(guī)模承載力和生態(tài)環(huán)境承載力4個(gè)方面。構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系由目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層組成。其中，目標(biāo)層為土地資源綜合承載力評(píng)價(jià)體系。準(zhǔn)則層為水土資源承載力、社會(huì)人口承載力、經(jīng)濟(jì)發(fā)展承載力和生態(tài)環(huán)境承載力。指標(biāo)層為選取的18個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系見(jiàn)表1。

2.2 評(píng)價(jià)方法

TOPSIS模型是一種逼近于理想解的排序方法，它是系統(tǒng)工程中常用的決策技術(shù)，主要用來(lái)解決有限方案多目標(biāo)決策問(wèn)題，是以距正負(fù)理想解的距離作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的綜合評(píng)價(jià)法[12]。其計(jì)算步驟如下。

4 結(jié)論與討論

以大別山地區(qū)中心城市六安市為研究區(qū)域，以土地綜合承載力為出發(fā)點(diǎn)，從水土資源承載力、社會(huì)人口承載力、經(jīng)濟(jì)發(fā)展承載力和生態(tài)環(huán)境承載力4個(gè)方面選取18個(gè)指標(biāo)構(gòu)建六安市土地綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用均方差決策法和TOPSIS模型對(duì)六安市2010—2017年土地綜合承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出以下結(jié)論：（1）從六安市土地綜合承載力整體水平上看，2010—2017年六安市土地綜合承載力基本上呈上升趨勢(shì)。具體來(lái)看，2010—2014年處于較低水平并且緩慢增長(zhǎng)，2014—2017年顯著提升并達(dá)到較高水平。深入研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)水平的提高、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視以及節(jié)能減排技術(shù)的改進(jìn)對(duì)土地綜合承載力的提升起到了積極的作用。8年間，六安市積極對(duì)接皖江城市帶承接轉(zhuǎn)移示范區(qū)國(guó)家和省有關(guān)政策，加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，依托自身發(fā)展優(yōu)勢(shì)，加大生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，提高土地資源的利用率，使得六安市土地綜合承載力得到極大提升。（2）從各子系統(tǒng)承載力看，2010—2017年各子系統(tǒng)承載力變化情況不一。其中，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)承載力變化較大、上升較快，表明經(jīng)濟(jì)和社會(huì)承載力是影響土地資源綜合承載力的重要因素，同時(shí)也為六安市土地資源綜合承載力的提升提供了強(qiáng)有力的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)基礎(chǔ)。水土和生態(tài)承載力變化較為穩(wěn)定，呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。各子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性逐步提高。（3）從子系統(tǒng)內(nèi)部看，土地資源綜合承載力還有上升空間，關(guān)鍵在于提高水土資源和生態(tài)環(huán)境承載力水平。土地資源綜合承載力高低是多種因素共同影響下所決定的，因此要協(xié)調(diào)好各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系，在發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，著重提升水土資源和生態(tài)環(huán)境承載力，利用好六安市的優(yōu)勢(shì)地理位置，發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)，提升生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，以此推動(dòng)六安市土地資源可持續(xù)發(fā)展。

六安市土地資源綜合承載力近年來(lái)穩(wěn)步提升，但是土地資源面臨的壓力依然存在，為有效提升六安市土地資源承載力，推動(dòng)土地資源的可持續(xù)發(fā)展，在今后工作中需要做到：（1）轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提升創(chuàng)新能力。通過(guò)研究結(jié)果可知，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)承載力是影響土地承載力的重要因素，因此，要努力提高六安市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提升土地的經(jīng)濟(jì)效益，為土地資源綜合承載力的提升提供強(qiáng)有力的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。同時(shí)提升科技創(chuàng)新能力，發(fā)展節(jié)能減排科技，減少能耗和污染對(duì)土地資源的破壞。（2）加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，提升水土保持工作水平。六安市地處大別山，生態(tài)環(huán)境極其重要，要繼續(xù)實(shí)施退耕還林政策，協(xié)調(diào)好各類土地資源的關(guān)系，保障耕地資源穩(wěn)步提升的同時(shí)，提高生態(tài)環(huán)境水平。同時(shí)做好節(jié)能減排工作，降低標(biāo)準(zhǔn)能耗，因地制宜發(fā)展生態(tài)旅游等綠色產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)六安市土地資源綜合承載力的提高。

土地資源綜合承載力系統(tǒng)是一種多指標(biāo)多屬性復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，涉及的相關(guān)影響因素眾多，指標(biāo)體系的建設(shè)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。本研究所建立的六安市土地資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可能不夠完善，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取也有一定局限性和主觀性，同時(shí)缺少對(duì)未來(lái)土地承載力變化的預(yù)測(cè)。在今后的研究中，應(yīng)建立涵蓋更加全面的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，進(jìn)一步完善評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取工作，并對(duì)土地承載力的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析預(yù)測(cè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]靳相木，李 陳. 土地承載力研究范式的變遷、分化及其綜論[J]. 自然資源學(xué)報(bào)，2018，33（3）：526-540.

[2]Gopal B T，Giridhari S P. Evaluation of the livestock carrying capacity of land resources in the Hills of Nepal based on total

digestive nutrient analysis[J]. Agriculture Ecosystems & Environment，2000，78（3）：223-235.

[3]Krausmann F，Haberl H，Schulz N B，et al. Land-use change and socio-economic metabolism in Austria-Part Ⅰ：driving forces of land-use change：1950—1995[J]. Land Use Policy，2003，20（1）：1-20.

[4]羅華艷. 中國(guó)省際城市土地資源綜合承載力評(píng)價(jià)[J]. 世界農(nóng)業(yè)，2018（4）：55-61.

[5]何如海，阮夢(mèng)雅，程玉祺，等. 蕪湖市土地資源承載力綜合評(píng)價(jià)研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，46（3）：471-477.

[6]于廣華，孫才志. 環(huán)渤海沿海地區(qū)土地承載力時(shí)空分異特征[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，35（14）：4860-4870.

[7]雷勛平，邱廣華. 基于熵權(quán)TOPSIS模型的區(qū)域資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)實(shí)證研究[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2016，36（1）：314-323.

[8]周婷婷. 重慶市土地綜合承載力評(píng)價(jià)研究[D]. 重慶：重慶大學(xué)，2017.

[9]范增巖. 哈爾濱市土地資源承載力評(píng)價(jià)研究[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2016.

[10]何 剛，夏業(yè)領(lǐng)，朱艷娜，等. 基于DPSIR-TOPSIS模型的安徽省土地承載力評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)[J]. 水土保持通報(bào)，2018，38（2）：127-134.

[11]何尹杰，吳大放，劉艷艷，等. 珠海市土地資源承載力評(píng)價(jià)分析[J]. 國(guó)土與自然資源研究，2018（2）：30-35.

[12]李 燦，張鳳榮，朱泰峰，等. 基于熵權(quán)TOPSIS模型的土地利用績(jī)效評(píng)價(jià)及關(guān)聯(lián)分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29（5）：217-227.

[13]李新剛. 城市土地綜合承載力研究[D]. 天津：天津大學(xué)，2014.

[14]張曉娟，周啟剛. 基于熵權(quán)TOPSIS和灰色模型的土地承載力評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)——以三峽庫(kù)區(qū)為例[J]. 資源開(kāi)發(fā)與市場(chǎng)，2017，33（6）：666-671.

[15]王恒偉，嚴(yán)金明，陳 萌. 快速城市化地區(qū)土地資源承載力空間分異研究——以廣東東莞市為例[J]. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，38（11）：141-148.王 濤，史曉燕. 東江源臍橙種植區(qū)徑流污染生態(tài)攔截效應(yīng)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（11）：265-269.