典型經濟廊帶自然資源綜合區(qū)劃研究——以中老鐵路經濟廊帶為例

薛陳利 ，張會瓊，鄒滔，嚴光生，傅朝義，王彧婉婷，程細音，熊靚輝，安天浩，孫紫堅

（1.北京礦產地質研究院有限責任公司，北京 100012；2.中國地質大學（北京），北京 100083；3.中國地質調查局，北京 100037；4.中色地科礦產勘查股份有限公司，北京 100012）

0 引言

“一帶一路”是由我國提出的國家級頂層合作倡議，中蒙俄、新亞歐大陸橋、中國-中亞-西亞、中巴、孟中印緬、中國-中南半島六大經濟走廊框架在此背景下逐漸清晰（穆沙江·努熱吉,2020）。其中，中國-中南半島經濟走廊是我國重點推進方向之一，更是我國在西南方向通往印度洋的重要戰(zhàn)略通道，當前區(qū)內基礎設施、能源項目、產業(yè)園區(qū)和信息港建設已取得重要進展（方志斌,2019）。在逆全球化和貿易保護主義抬頭形勢下，中國-中南半島經濟走廊的建設對打通貿易壁壘，促進我國與東盟各國的經濟交流具有重要意義（朱翠萍和陳富豪,2019）。

中老鐵路是中國-中南半島經濟走廊交通網建設的第一環(huán)，將于2021年12月建成通車。鐵路的建成將大大促進我國與東盟各國的貿易往來，由中方主導出資建設的中老鐵路也為東盟各國優(yōu)勢資源向國內運輸提供了極大方便。目前，對老撾境內優(yōu)勢資源的研究主要集中在各類有色金屬礦產（李惠紅,2015;賈潤幸等,2014）、貴金屬分布特征及成礦遠景（高亞龍等,2017）等礦產資源潛力分析。也有學者（茜本紅等,2019）對老撾北部旅游資源類型及其空間分布格局作了詳細闡述?？傮w看，已有研究更偏向對老撾礦產資源的評價分析，缺乏對老撾其它重要資源如木材、農業(yè)資源潛力及各類基礎設施建設發(fā)展空間的綜合分析。以中老鐵路為首的基礎設施更新無疑為區(qū)內優(yōu)勢資源產業(yè)布局調整帶來了契機，有研究者（薛陳利等,2021）基于中老鐵路的連帶效應提出了中老鐵路經濟廊帶的概念，通過構建地理加權回歸模型對區(qū)內長時段生態(tài)質量作了定量分析，發(fā)現(xiàn)區(qū)內環(huán)境質量總體較高、資源開發(fā)潛力巨大。此外，已有研究也從未考慮過老撾優(yōu)勢資源的運輸成本問題。本文從區(qū)內礦產、林木、土地等優(yōu)勢資源出發(fā)，以區(qū)內交通道路網及其實際通行情況為依據(jù)，兼顧各資源優(yōu)勢區(qū)距中老鐵路沿線所有火車站點的時間成本和距離成本將廊帶劃分為不同等級與類型的分區(qū)，以期為區(qū)內基礎設施的規(guī)劃建設、中國企業(yè)的跨境投資、國家對外戰(zhàn)略布局提供決策支撐。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)概況

中老鐵路經濟廊帶是以鐵路為樞紐，輻射周邊近100 km的區(qū)域（圖1）。鐵路由中國云南勐臘縣進入老撾北部最終抵達其首都萬象，沿途共設計修建火車站33個。研究區(qū)內總體地勢北高南低，以高原、山地為主；地處熱帶、亞熱帶季風氣候區(qū)，降雨充沛、水系發(fā)達；同時老撾也是工業(yè)發(fā)展極其落后地區(qū)，基礎設施建設水平很低。特殊的自然環(huán)境條件和國情造成區(qū)內交通運輸條件較差，已有公路平均通行速度在10～50 km/h之間?！耙粠б宦贰睉?zhàn)略提出以來，中國對老撾援助力度不斷加大（彭牧青,2020），在鐵路公路橋梁等基礎設施建設、技術政策人才等軟實力培育、工農服務業(yè)結構完善等方面提供了全方位支援，在老撾國民經濟快速增長的同時兩國政治互信進一步加深，具有廣闊良好的合作開發(fā)基礎。

圖1 中老鐵路經濟廊帶

1.2 數(shù)據(jù)及處理

針對廊帶內礦產、林木、土地資源優(yōu)勢區(qū)的評價及劃定，本文使用了多源數(shù)據(jù)，主要包括：（1）NASA發(fā)布的ASTER GDEM V3版本30 m分辨率數(shù)字高程模型；（2）聯(lián)合國糧農組織提供的全球土壤數(shù)據(jù)庫HWSD V2，包括了土壤粉砂含量、土壤類型及質地、有效土層深度及有機碳含量等信息；（3）從Open Street Map獲取的老撾最新道路網數(shù)據(jù)；（4）從USGS下載的覆蓋研究區(qū)的Landsat8 OLI/TIRS衛(wèi)星影像；（5）老撾官方發(fā)布的最新統(tǒng)計年鑒提供的氣候資料等。

為得到地表真實反射率，提高森林提取精度，對所獲取的Landsat8影像進行了輻射定標、大氣校正、幾何精校正等處理，同時參考已有地物分類信息得到區(qū)內森林分布圖，提高了結果的準確性；參考老撾實際情況，對所獲取的道路網數(shù)據(jù)進行分析，刪去了級別較低的道路并更新補全了速度屬性，在此基礎上將道路網分為了4級；對土壤質地及氣候氣象等數(shù)據(jù)通過空間連接、屬性整理等構建了具有統(tǒng)一坐標系的基礎空間數(shù)據(jù)庫。以上述數(shù)據(jù)為基礎，結合矢量、柵格數(shù)據(jù)空間分析方法進行自然資源優(yōu)勢區(qū)綜合分級評價。

2 優(yōu)勢資源區(qū)

2.1 礦產資源優(yōu)勢區(qū)

在對區(qū)內地質背景及成礦規(guī)律研究基礎上，按全球成礦域→成礦省→成礦區(qū)（帶）→成礦亞區(qū)（帶）→礦田→礦床六級劃分方案，同時借鑒前人對老撾（東南亞）大地構造劃分和研究成果（Meyerhoff,1995;李興振等,2005;施美鳳等,2013），將工作區(qū)自西向東劃分為3個二級成礦?。ㄈA南板塊僅作為參考）和7個三級成礦帶。以礦產資源的控礦因素及其空間展布為主線，結合地質構造背景、區(qū)域地化特征和遙感解譯成果，圈定了12處成礦預測區(qū)（圖2），各成礦預測區(qū)所屬成礦省帶及主要礦產資源類型見表1。

表1 中老鐵路經濟廊帶成礦預測區(qū)典型礦床及信息

圖2 中老鐵路經濟廊帶地質圖及成礦預測區(qū)

續(xù)表

2.2 林木資源優(yōu)勢區(qū)

參考已有研究成果，通過分析潛在材積量及其重要影響因素劃定林木資源優(yōu)勢區(qū)。老撾地處熱帶及亞熱帶季風氣候區(qū)，森林資源豐富，木材和木制品出口長期在老撾對外貿易中占重要地位，老撾的木材儲量視林木種類的不同有很大差距。在各林木種類中，針葉林木材儲量最大，其次是針闊混交林和濕潤常綠密林，山地疏林儲量較小。老撾針葉林主要分布在海拔2500 m以上山區(qū)，每公頃材積量約300 m3；針闊混交林主要生長在海拔2000～2500 m的山區(qū)和半山區(qū)，每公頃材積量約200 m3；低山地帶的山地疏林每公頃材積量約100 m3（基連通,2013）；依據(jù)上述老撾林地分布特征，應用DEM對區(qū)內林木潛在優(yōu)勢區(qū)進行初步劃分，最終以每公頃材積量約200 m3為界劃定潛在材積量優(yōu)勢區(qū)。從已有研究資料知，區(qū)內針葉林單位材積量最大，針闊混交林次之，且不同種類的林業(yè)資源分布與高程、坡度等關系較為密切。坡度會影響降水對土壤的沖刷程度從而間接控制了土壤層厚度，影響了不同區(qū)域的養(yǎng)分分布情況，導致陸上林地材積量的不同。參考同類研究（周玲,2014;張旭,2007），依據(jù)高程、坡度及坡向的影響對林木材積量進行分類（表2），區(qū)內潛在林木資源優(yōu)勢區(qū)分布如圖3所示。

圖3 中老鐵路經濟廊帶林木資源優(yōu)勢區(qū)

表2 老撾地區(qū)潛在材積量分類表

2.3 土地資源優(yōu)勢區(qū)

2.3.1 農業(yè)生產優(yōu)勢區(qū)

得天獨厚的氣候條件造就了老撾的特色農業(yè)優(yōu)勢，老撾出產的玉米、煙草、橡膠、香蕉等農產品在中國市場中占有重要地位（郝慶升和Patthavong,2019;蘭怡,2019）。為最大限度掌握廊帶內農業(yè)生產優(yōu)勢區(qū)，以地形地貌、土壤質地等基礎數(shù)據(jù)為依據(jù)，參考《資源環(huán)境承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評價技術指南（試行）》（中華人民共和國自然資源部,2019），同時結合研究區(qū)實際情況對土地利用的農業(yè)生產導向進行適宜性評價，初步劃定農業(yè)生產優(yōu)勢區(qū)。對農業(yè)生產來講，地勢越平坦、地形起伏越小、土壤層越厚、有機質含量越高、光熱條件越好，則農業(yè)生產的自然背景條件越好。最終還需排除自然保護區(qū)等重要生態(tài)紅線范圍作為最終評價結果?？傮w評價因子見下式（1）：

將坡度按照≤2°、2～6°、6～15°、15～25°、≥25°分為5類，坡度越小則農業(yè)生產適宜性越高，將坡度分級結果作為初步評價背景；以坡度分級為基礎，按有效土層厚度對坡度分級結果進行修正。參考雙評價指南，將有效土層厚度<30 cm的區(qū)域降1級作為修正結果；在有效土層厚度修正基礎上，繼續(xù)使用土壤粉砂含量對上述結果進行完善，HWSD土壤數(shù)據(jù)庫中T_SAND表示土壤砂含量，當土壤粉砂含量>80%時，將農業(yè)生產用地類型調為最低等級，當土壤粉砂含量介于60%～80%，將評價結果降低1級；利用有機質含量再對上述結果進行修正，HWSD土壤數(shù)據(jù)庫中提供了土壤有機碳含量，土壤中有機質含量可以用土壤有機碳含量乘以有機碳百分數(shù)求得，土壤有機質平均含碳量為58%，故土壤有機質的含量約為有機碳含量的1.724倍（王飛等,2015）。而土壤有機質含量則與土壤類型息息相關，一般耕作層土壤有機質含量在5%以上，考慮到研究區(qū)屬熱帶氣候區(qū)，參考前人研究成果（呂貽忠和李保國,2006）將區(qū)內土壤平均有機質含量定為2%。土壤中有機質含量采用（2）式進行估算：

土壤學中常把有機質含量高于20%的土壤稱為有機土壤，有機質在20%以下的稱為礦質土壤，以土壤有機質含量20%為界將有機質含量<20%的區(qū)域評價結果再降1級，得到最終農業(yè)生產適宜性評價結果，在此基礎上劃定農業(yè)生產優(yōu)勢區(qū)（圖4）。

圖4 中老鐵路經濟廊帶農業(yè)生產優(yōu)勢區(qū)

從評價結果可看出，考慮地形地貌、土壤肥力等因素，區(qū)內適宜農業(yè)生產的區(qū)域主要分布在區(qū)內南部，湄公河北岸的萬象市一帶，尤其萬象市東部地區(qū)農業(yè)生產潛力價值很高，區(qū)內北部中國勐臘縣南部一帶也具有較高潛力，東部的川壙省也分布較為集中的農業(yè)生產適宜區(qū)?？傮w看，區(qū)內地勢以高原、山地為主，平原主要分布在南部萬象地區(qū)，進行集中大規(guī)模農業(yè)生產的條件總體較差，因結合當?shù)剞r業(yè)生產條件及特色進行合理規(guī)劃。

2.3.2 基礎設施建設優(yōu)勢區(qū)

基礎設施建設條件的優(yōu)劣深刻影響著區(qū)域城鎮(zhèn)發(fā)展方向及產業(yè)布局結構，摸清廊帶內基礎設施建設優(yōu)勢區(qū)對宏觀把握物流基地及交通站點的規(guī)劃布局具有重要意義。當前研究區(qū)主要城鎮(zhèn)建成區(qū)主要分布在南部湄公河北岸的萬象一帶。以基礎設施建設適宜性為導向對區(qū)內土地資源進行評價，確定基礎設施建設優(yōu)勢區(qū)。地形地貌揭示了區(qū)內適宜開發(fā)建設的背景信息，氣候條件則反映了人類對人居環(huán)境的感受，綜合二者可揭示出各地區(qū)適合從事生產活動的適宜程度。基于數(shù)據(jù)的可獲取性和權威性，基礎設施建設適宜性評價中主要用到了地形地貌、氣候條件因素，主要為數(shù)字高程模型及老撾官方統(tǒng)計年鑒公布的各地區(qū)年均氣溫、年均空氣相對濕度等資料?？傮w評價因子見下式（3）：

將坡度按≤3°、3～8°、8～15°、15～25°、≥25°分為5類，坡度越小則建設適宜性越強，按坡度將建設適宜性分為高、較高、中等、較低、低5級；以坡度分級結果為基礎，按地形起伏度對上述結果進行修正，參考雙評價指南，對地形起伏度>200 m的區(qū)域，將初評結果降2級作為修正結果；地形起伏度在100～200 m的區(qū)域將初評結果降1級；地形起伏度<100 m的區(qū)域不進行降級；在地形起伏度修正基礎上，繼續(xù)使用舒適度條件對上述結果進行修正。舒適度可用溫濕指數(shù)（THI）進行表征，計算公式如下：

式中：THI為溫濕指數(shù)，T為月均溫度（華氏溫度），f為月均空氣相對濕度（%）。表征舒適度的溫濕指數(shù)可參考表3進行分級：

表3 溫濕指數(shù)分級標準

研究中以所收集的2018年老撾統(tǒng)計年鑒為依據(jù)，其中詳細記錄了老撾各省的年均氣溫（℃）、年均空氣相對濕度（%），中國勐臘縣對應數(shù)據(jù)從氣象部門公開發(fā)布的觀測數(shù)據(jù)獲取。以上述數(shù)據(jù)為基礎，計算廊帶內中國勐臘縣、老撾各省的溫濕指數(shù)，結果顯示區(qū)內溫濕指數(shù)范圍在4～6之間，其中博膠省、波里坎塞省、萬象省北部區(qū)域舒適度一般，等級為4，其余地區(qū)舒適度等級為5或6。以氣候評價結果為依據(jù)，再次對地形地貌評價結果進行修正。對舒適度等級為4（一般）的區(qū)域，將基礎設施建設適宜性調低1級；舒適度為5或6的區(qū)域，不對中間評價結果降級，最終得到基礎設施建設適宜性評價結果并在此基礎上劃定建設適宜區(qū)（圖5）：

圖5 中老鐵路經濟廊帶開發(fā)建設優(yōu)勢區(qū)

考慮地形地貌、氣候舒適度等因素，區(qū)內適宜進行基礎建設的區(qū)域主要分布在南部，湄公河北岸的沖積平原既適宜農業(yè)生產也具有進行大規(guī)模城鎮(zhèn)建設的條件，是區(qū)內水土條件最好的地區(qū)，東部川壙省條件次之。區(qū)內東北部至西南的狹長河谷地帶也適宜進行小規(guī)模城鎮(zhèn)開發(fā)建設。在發(fā)展經濟的同時應注意因地制宜，在保護好當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的同時適度進行各類物流基地、交通設施等基礎設施建設。

2.4 成本效應優(yōu)勢區(qū)

中老鐵路經濟廊帶綜合區(qū)劃研究的關鍵是對鐵路運輸優(yōu)勢的定量分析，這與區(qū)內各資源的運輸成本直接相關。中老鐵路沿線33個火車站則是連接公路網和中老鐵路的關鍵節(jié)點，也是反映區(qū)域運輸成本效應的重要依據(jù)。成本效應可進一步細分為時間成本及距離成本，時間成本能反映資源運輸?shù)臅r效性，這對熱帶水果、時令生鮮的運輸至關重要；距離成本可從經濟耗費角度揭示不同區(qū)域距沿途火車站的距離，距離越遠則潛在運輸經濟成本越高，這對評估不同區(qū)域資源開發(fā)價值、沿途物流中轉站建設具有重要指導意義?？紤]時間及距離成本的區(qū)劃分析可為企業(yè)各類投資活動提供重要決策依據(jù)。時間及距離成本分析主要是以中老鐵路經濟廊帶內的主要道路網（附帶平均速度屬性）為基礎，以到中老鐵路沿線33個火車站和貨物轉運站為目標完成網絡構建。研究區(qū)水路運輸總體規(guī)模不大，研究中未做考慮。在此基礎上，以道路網長度及其平均速度為依據(jù)，分別設定不同的時間及距離阻抗級別求解廊帶內不同等級時間及距離成本分區(qū)，結果如圖6所示。

圖6 中老鐵路經濟廊帶時間和距離成本效應分區(qū)

由時間及距離成本分析結果可看出，不同等級的時間、距離分區(qū)總體都以鐵路為中心，以道路網為樞紐向兩側延伸分布。廊帶內大部分區(qū)域距離中老鐵路沿線火車站及貨物中轉站不超過200 km，其中距離中老鐵路沿線各站點50 km的可達區(qū)約占廊帶面積的40%，100 km可達區(qū)約占80%，200 km可達區(qū)約占98%。廊帶南部的萬象省及東部川壙省現(xiàn)有交通網建設程度較高，中北部烏多姆塞省、瑯勃拉邦省及豐沙里地區(qū)干路較少?？傮w看，廊帶內已有道路網建設水平不高，大部分路網為碎石路、通行條件差，導致運輸時間成本上升。分析時間成本結果發(fā)現(xiàn)，距鐵路沿線站點1小時可達區(qū)基本與50 km的可達范圍相吻合，表明平均向鐵路兩側運輸轉移50 km就需耗費1小時成本，時間成本分區(qū)在主干路延伸方向上展布趨勢明顯。通過時間及距離成本分析，將中老鐵路經濟廊帶劃分為不同類型及等級的成本區(qū)，為區(qū)內各優(yōu)勢資源的綜合區(qū)劃奠定基礎。

3 綜合區(qū)劃研究

基于路網的可達性研究體現(xiàn)了貿易物流的運輸成本，可間接揭示區(qū)域經濟發(fā)展?jié)摿η疫@一現(xiàn)象在落后地區(qū)尤為顯著（Conde?o-Melhorado and Christidis,2018）。在廊帶各自然資源種類及潛力評價基礎上，分別圈定了成礦遠景區(qū)、土地資源優(yōu)勢區(qū)、林木資源優(yōu)勢區(qū)，考慮時間及距離成本效應同時依據(jù)不同地域優(yōu)勢自然資源種類數(shù)對資源總體優(yōu)勢度進行評價。進一步結合距中老鐵路沿線火車站及貨物中轉站時間和距離成本分析結果，對區(qū)內土地、礦產、林木資源總體優(yōu)勢度進行劃分，優(yōu)勢資源種類越多且時間及距離成本越低，則認為越有利于各類資源的運輸，據(jù)此劃分了考慮時間成本及距離成本的資源綜合優(yōu)勢度（圖7）。

圖7 中老鐵路經濟廊帶考慮時間和距離成本的綜合優(yōu)勢分區(qū)

為科學地定量評價區(qū)內不同地域各類自然資源的優(yōu)勢度，輔助進行廊帶綜合區(qū)劃研究，將成本效應分析結果與各優(yōu)勢資源區(qū)分別進行分析，得到不同資源在時間成本和距離成本限制下的綜合區(qū)劃結果（圖8）。最后，為直觀掌握區(qū)內自然資源優(yōu)勢區(qū)空間分布情況及其與中老鐵路的關系，結合時間成本和距離成本2類不同情景分別進行綜合區(qū)劃研究，得到考慮時間和距離成本的自然資源綜合區(qū)劃結果（圖9）。

圖8 中老鐵路經濟廊帶各自然資源時間和距離成本分區(qū)

圖9 中老鐵路經濟廊帶自然資源綜合區(qū)劃

從綜合區(qū)劃結果可知，分別考慮時間成本和距離成本時，各自然資源優(yōu)勢區(qū)空間分布格局基本保持一致。借助道路網的延伸，川壙省、賽松本特區(qū)及北部豐沙里一帶土地資源可得到更好地開發(fā)利用。但受限于當前路網質量和通行條件，該部分區(qū)域距中老鐵路的時間成本目前并不占優(yōu)勢。隨著廊帶內基礎設施建設的逐步推進，上述區(qū)域將成為物流基地、運輸中轉站等重要設施的潛在開發(fā)區(qū)。

4 結論

（1）當前中老鐵路經濟廊帶礦產勘查程度低、資源開發(fā)潛力大，是我國海外投資礦業(yè)項目的首選地之一；林木資源優(yōu)勢區(qū)主要分布在北部中老邊境豐沙里、南塔省一帶且該區(qū)域靠近中老鐵路，是林木資源優(yōu)先開發(fā)區(qū)；以農業(yè)生產導向和基礎設施建設為導向的土地資源優(yōu)勢區(qū)主要分布在南部湄公河北岸萬象一帶的沖積平原；鐵路西側烏多姆塞省及沙耶武里省的狹長河谷地帶適宜規(guī)模開發(fā)且當前城鎮(zhèn)化水平不高、開發(fā)潛力大，可供服務于資源運輸?shù)奈锪骰夭季纸ㄔO。

（2）在運輸時間及距離成本雙重限制下，區(qū)內土地資源優(yōu)勢區(qū)主要在南部萬象、北部烏多姆塞省及東部川壙??；林木資源優(yōu)勢區(qū)分布在中老邊境南塔省，可作為優(yōu)先開發(fā)區(qū)。烏多姆賽東部及萬象北部林木資源優(yōu)勢區(qū)靠近鐵路，但當前基礎設施較差，可作為后備開發(fā)區(qū)；川壙省周邊地區(qū)礦產資源潛力較大，但目前資源運輸成本較高。烏多姆塞南部及萬象北部一帶礦產資源潛力大且鐵路運輸優(yōu)勢突出，可作為礦產資源重點開發(fā)投資區(qū)。

（3）因區(qū)內礦產地質、勘查資料等詳細信息收集困難，本文以林木、土地、礦產資源優(yōu)勢區(qū)結合時間及距離成本的綜合區(qū)劃研究為中老鐵路經濟廊帶自然資源開發(fā)利用及基礎設施布局建設提供了參考，進一步工作中可結合詳細數(shù)據(jù)資料對劃分結果細化完善。