安徽省資源環(huán)境承載力與國土開發(fā)利用強度耦合協(xié)調(diào)研究

吳九興，徐 晨，師奎忠

（安徽師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院，安徽·蕪湖 241002）

資源環(huán)境承載力是衡量一定時間內(nèi)區(qū)域環(huán)境質(zhì)量狀況和環(huán)境容量能否承受人類活動干擾的一個重要指標(biāo)[1-2]。人口、資源與環(huán)境三者彼此之間，相對獨立又相互聯(lián)系，形成了一個矛盾統(tǒng)一體。而資源環(huán)境承載力作為將社會、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)在一起的紐帶，是協(xié)調(diào)這三者的關(guān)鍵所在[3-4]。而國土空間規(guī)劃擔(dān)負(fù)著在保障發(fā)展的同時還要保護(hù)資源的雙重任務(wù)，其最終目的是要保障經(jīng)濟(jì)社會對資源環(huán)境的需求，維持社會的可持續(xù)發(fā)展[5]。黨的十八屆五中全會提出統(tǒng)籌各類空間規(guī)劃、推進(jìn)“多規(guī)合一”。2016年12月中辦、國辦聯(lián)合印發(fā)《省級空間規(guī)劃試點方案》，指出開展資源環(huán)境承載能力評價與國土空間開發(fā)適宜性評價（“雙評價”），為劃定“三區(qū)、三線”奠定基礎(chǔ)。2017年1月，國務(wù)院印發(fā)的《全國國土規(guī)劃綱要（2016-2030年）》指出，切實優(yōu)化國土空間開發(fā)格局需要在維持資源環(huán)境承載能力的基礎(chǔ)上推動國土集聚開發(fā)和分類保護(hù)相適應(yīng)。2018年4月，習(xí)近平總書記在深入推動長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展座談會上的講話更是明確指出，按照“多規(guī)合一”要求，根據(jù)“雙評價”，劃定生態(tài)保護(hù)紅線、永久基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界三條控制線，科學(xué)謀劃國土空間開發(fā)保護(hù)格局，建立健全國土空間管控機制。

目前，關(guān)于資源環(huán)境承載力的研究成果很多，主要圍繞資源環(huán)境承載力的概念緣起與理論演變、資源環(huán)境承載力的研究和評價方法、承載力概念在農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域的作用等方面[6-11]開展；有關(guān)國土開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的研究方面，主要圍繞資源、環(huán)境承載力約束下城市空間布局的優(yōu)化[12-15]以及典型城市的開發(fā)強度與生態(tài)、環(huán)境、資源承載力之間的時空耦合關(guān)系[16-20]，旨在為新時代國土空間規(guī)劃提供有效思路。相對而言，有關(guān)省域范圍內(nèi)的研究文獻(xiàn)比較少。鑒于此，本文選擇安徽省16個城市為研究對象，通過構(gòu)建資源環(huán)境承載力評價體系，計算得到2011～2018年間安徽省16個地級市的資源環(huán)境承載力得分，并與同期的國土開發(fā)強度進(jìn)行耦合協(xié)調(diào)分析，探討資源環(huán)境承載力和國土開發(fā)利用強度之間的相互作用機制，可以為推動新時代國土空間規(guī)劃編制工作，解決城市發(fā)展中的資源和環(huán)境問題，以及促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等提供科學(xué)決策參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

安徽省地跨長江、淮河南北，屬于長江三角洲腹地。土地總面積13.94萬km2，包括16個地級市。截至2018年末，安徽省常住人口為6323.6萬人，國民生產(chǎn)總值30006.82億元，水資源總量835.78億m3，能源消費總量13228.91萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2017年工業(yè)廢水排放總量43009.61萬噸，工業(yè)二氧化硫排放量189589.95噸。城鎮(zhèn)人民恩格爾系數(shù)31.00%，城鎮(zhèn)化率54.69%。近幾年來，安徽省城鎮(zhèn)化的進(jìn)程加快成為全省經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要動力所在，人民生活水平也由此得到不斷提高。然而，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于資源的依賴和環(huán)境的破壞也逐年增加。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文以16個地級市為研究對象，資源環(huán)境承載力評價所用到的指標(biāo)數(shù)據(jù)均來源于2011～2018年的《安徽省統(tǒng)計年鑒》和各地級市統(tǒng)計年鑒，國土開發(fā)強度計算中涉及的兩項數(shù)據(jù)中。土地利用面積由安徽省2011～2018年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)整理得到，而建設(shè)用地總量由相應(yīng)年份的土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)經(jīng)整理后得到。

2 資源環(huán)境承載力評價

2.1 評價指標(biāo)體系

建立承載力評價指標(biāo)體系是測度區(qū)域資源環(huán)境承載力的關(guān)鍵。當(dāng)前大多數(shù)文獻(xiàn)中均會從資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)三個方面構(gòu)建指標(biāo)體系。本文在堅持指標(biāo)系統(tǒng)性、簡明科學(xué)性、可比、可操作、可量化原則的基礎(chǔ)上，通過專家咨詢法以及文獻(xiàn)萃取法，制定以資源環(huán)境承載力作為目標(biāo)層，以資源承載力、環(huán)境承載力、社會經(jīng)濟(jì)支撐力作為準(zhǔn)則層的指標(biāo)體系，見表1。

表1 資源環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系Table 1 Evaluation index system of resources and environment carrying capacity

一般而言，資源承載力是從數(shù)量和質(zhì)量上來判斷一個地區(qū)所擁有的資源條件對支撐該區(qū)域內(nèi)人口基本生存和發(fā)展的能力情況，是可持續(xù)發(fā)展的重要體現(xiàn)，故選取人均水資源量、人口密度2項指標(biāo)；環(huán)境承載力主要反映區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展過程中對環(huán)境的污染與治理情況，選取建成區(qū)綠化覆蓋率1項指標(biāo)；社會經(jīng)濟(jì)支撐力主要反映區(qū)域經(jīng)濟(jì)實力、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人民生活水平，構(gòu)成區(qū)域資源環(huán)境承載力的經(jīng)濟(jì)資源基礎(chǔ)，選取人均GDP、人均可支配收入2項指標(biāo)。

2.2 評價模型選取

本文利用熵權(quán)法對安徽省各個省市的資源環(huán)境承載力進(jìn)行評價。熵權(quán)法是一種客觀賦權(quán)方法，在信息論中，信息是系統(tǒng)有序程度的一個度量，如果一個指標(biāo)的信息熵越小，表明該指標(biāo)提供的信息量越大，在綜合評價中起的作用理應(yīng)越大，權(quán)重就應(yīng)該更高。在具體使用過程中，為了得出較為客觀的指標(biāo)權(quán)重，熵權(quán)法根據(jù)各指標(biāo)的變異程度，利用由信息熵計算得到的熵權(quán)對各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行修正。此評價方法主要取決于客觀數(shù)據(jù)資料，幾乎不受主觀因素影響，其優(yōu)點在于可以在很大程度上避免人為因素的干擾，因此更具有科學(xué)性和準(zhǔn)確性。步驟如下：

（1）構(gòu)造指標(biāo)矩陣X，將所有市的數(shù)據(jù)有序排列。由安徽省16地級市和5項指標(biāo)構(gòu)成評價系統(tǒng)的初始數(shù)據(jù)矩陣X，并標(biāo)準(zhǔn)化處理得到第i個地區(qū)第j個指標(biāo)的數(shù)值yij，用以計算第i個地區(qū)第j個指標(biāo)的特征比重pij。

其中：i=1,2,3,…,m;j=1,2,3,…,n;m=16,n=5。

（2）將上述結(jié)果代入下列求出第j個指標(biāo)的熵值ej：

其中：k=1/ln(m)；ej≥0

（3）計算權(quán)重：

其中：gj=1-ej，表示第j項指標(biāo)的差異性系數(shù)。

（4）計算綜合得分：

2.3 評價結(jié)果分析

根據(jù)建立的資源環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系和評價指標(biāo)值的計算方法，測算得出安徽省不同地級市的資源環(huán)境承載力綜合評價分?jǐn)?shù)，見表2。

表2 2011～2018年安徽省各市資源環(huán)境承載力評價得分表Table 2 Evaluation score of resource and environmental carrying capacity of cities in Anhui Province from 2011 to 2018

由表2可知，黃山市資源環(huán)境承載力水平始終保持全省第一，其次是馬鞍山、合肥、宣城、池州和蕪湖，其余的市與上述城市差距較大。目前，安徽省大部分城市還處于依靠本身的自然資源和生態(tài)環(huán)境而保持良好資源環(huán)境承載力的發(fā)展階段，社會經(jīng)濟(jì)支撐力沒有發(fā)揮太大的作用。大部分經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于省內(nèi)上位圈的城市由于在資源和環(huán)境方面的表現(xiàn)欠缺導(dǎo)致資源環(huán)境承載力得分較低，僅有各方面發(fā)展處于領(lǐng)先地位的省會合肥、資源型工業(yè)城市馬鞍山和濱江環(huán)境資源與經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)均比較良好的省內(nèi)中心城市蕪湖在保持社會經(jīng)濟(jì)支撐力較穩(wěn)定的同時在資源環(huán)境方面也表現(xiàn)良好。

進(jìn)一步分析可以發(fā)現(xiàn)：2016年、2018年安徽省行政區(qū)劃有一次較大范圍的調(diào)整，其中將原屬于安慶市的樅陽縣劃歸銅陵市管轄；將原銅陵市銅官山區(qū)、獅子山區(qū)撤銷并設(shè)立銅陵市銅官區(qū)；撤銷銅陵縣，設(shè)立銅陵市義安區(qū)；撤銷安慶市潛山縣，設(shè)立潛山市。這一系列對于銅陵市和安慶市行政區(qū)劃的調(diào)整對銅陵市資源環(huán)境承載力的各項評價指標(biāo)產(chǎn)生了一定影響，導(dǎo)致2016年、2018年銅陵市和安慶市資源環(huán)境承載力綜合得分有較為明顯的下降。此外，將六安市壽縣劃歸淮南市管轄，也使得淮南市人均水資源下降明顯，間接地影響了其資源環(huán)境承載力得分。

3 國土開發(fā)強度分析

3.1 國土開發(fā)強度的計算方法

國土空間開發(fā)強度的大小主要取決于建設(shè)用地總量和區(qū)域面積。根據(jù)《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》中對“開發(fā)強度”的定義，建設(shè)空間由城鎮(zhèn)建設(shè)、獨立工礦、農(nóng)村居民點、交通、水利設(shè)施以及其他建設(shè)用地等空間組成[21]。因此，區(qū)域國土開發(fā)強度是由區(qū)域建設(shè)用地面積除以該區(qū)域土地總面積所得到的比例。

3.2 國土開發(fā)強度的計算結(jié)果

根據(jù)安徽省2011～2018年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)和各市統(tǒng)計局公布的統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，計算得到安徽省各地級市歷年國土開發(fā)強度，見表3。

表3 2011～2018年安徽省各市國土開發(fā)強度統(tǒng)計表（單位：%）Table 3 Statistical table of land development intensity of cities in Anhui Province from 2011 to 2018

由表3可知，安徽省16個地級市中，淮北市、阜陽市國土開發(fā)強度最高，超過了20%，省會合肥市和皖南中心城市蕪湖的開發(fā)強度處于第二區(qū)間。位于南部的黃山市、池州市和宣城市的國土開發(fā)強度最低，均不超過10%，其中黃山市不超過5%。其余大部分中北部城市的國土開發(fā)強度均維持在10%至20%之間，分布較為均勻。此外，銅陵市和安慶市近兩年國土開發(fā)強度有明顯下降，原因主要與2016年和2018年的行政區(qū)劃調(diào)整有關(guān)。

4 資源環(huán)境承載力與國土開發(fā)強度的耦合協(xié)調(diào)分析

4.1 耦合協(xié)調(diào)度評價模型

耦合是指兩個及以上的系統(tǒng)（或運動形式）通過某種途徑而相互作用，相互影響的現(xiàn)象。耦合度就是這種作業(yè)和影響程度的橫標(biāo)標(biāo)尺[22]，具體公式如下：

根據(jù)公式（4）可推出資源環(huán)境承載力和國土空間開發(fā)強度的耦合度評價模型為：

式（5）中，C是耦合度，取值在[0,1]之間，數(shù)值越大，耦合度越高，代表國土開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的相互作用結(jié)構(gòu)向有序方向發(fā)展。X代表國土開發(fā)強度，Y代表資源環(huán)境承載力指數(shù)。根據(jù)C值的大小，將國土開發(fā)強度和資源環(huán)境承載力的耦合程度劃為低水平耦合、拮抗、磨合和高水平耦合四個等級，具體如表4所示。由計算可知，2011-2018年安徽省絕大多數(shù)城市國土開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力還處于低水平耦合階段。為了更細(xì)致地分析二者之間的協(xié)調(diào)情況，在耦合度基礎(chǔ)上構(gòu)建耦合協(xié)調(diào)模型來反映它們的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系：

表4 國土開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力耦合度等級表Table 4 Table of coupling degree between land development intensity and resources and environment carrying capacity

式（6）（7）中，D代表國土開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力二者之間的協(xié)調(diào)度，計算得到的D值越高，表示二者耦合協(xié)調(diào)越好，反之則表示耦合協(xié)調(diào)越差。T為二者之間的綜合協(xié)調(diào)指數(shù)，α、β為待定系數(shù)，且α+β=1。本文的計算中，α=β=0.5，即認(rèn)為國土開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力二者的重要程度相等。

根據(jù)協(xié)調(diào)度大小，參考相關(guān)文獻(xiàn)[23-24]的做法，將國土開發(fā)強度和資源環(huán)境承載力耦合協(xié)調(diào)度劃分為9個等級，具體如表5所示。

4.2 耦合協(xié)調(diào)度實證分析

將前文計算得出的國土開發(fā)強度和資源環(huán)境承載力綜合指數(shù)帶入到上述耦合協(xié)調(diào)性測度公式中，得到2011～2018年安徽省國土開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的耦合度及協(xié)調(diào)度，并利用ArcGIS10.2軟件制成分布圖1和圖2。

圖2 2011～2018年安徽省國土空間開發(fā)強度與 資源環(huán)境承載力的耦合協(xié)調(diào)度分布圖Fig.2 Distribution map of coupling coordination degree between land and space development intensity and resource and environment carrying capacity in Anhui Province from 2011 to 2018

從耦合協(xié)調(diào)度的空間分布來看，整體上呈現(xiàn)了以東南為中心向東、向北擴(kuò)散式遞減的情況，且南部城市整體協(xié)調(diào)度高于北部城市。具體來說，合肥、蕪湖、馬鞍山、銅陵、黃山、池州和宣城這7個城市的資源環(huán)境承載力與國土開發(fā)強度耦合協(xié)調(diào)程度相對其余城市來說較高，在2011～2018年間均處于初級以上協(xié)調(diào)階段，尤其黃山市一直保持中級協(xié)調(diào)階段，也是唯一一座耦合程度處于拮抗水平的城市。這充分表明這幾座城市的資源環(huán)境承載力與國土開發(fā)強度能夠在空間上達(dá)到良性共振，實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展。

進(jìn)一步分可以發(fā)現(xiàn)，形成這種協(xié)調(diào)發(fā)展的條件不是單一的。以合肥、蕪湖、馬鞍山和銅陵4市為例，這4座城市在省內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展程度較高，依托地域、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和資金政策支持，通過人為的組織、協(xié)調(diào)與管理使其在國土開發(fā)強度較高的同時擁有較好的資源環(huán)境承載力。其內(nèi)在協(xié)調(diào)機制是通過較高強度的國土開發(fā)實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長、提升社會效益，進(jìn)而提升環(huán)境治理能力，以此影響構(gòu)成資源環(huán)境承載力的各項指標(biāo)得分從而實現(xiàn)整體的協(xié)調(diào)發(fā)展。而黃山、池州和宣傳這三座城市，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在省內(nèi)并無明顯優(yōu)勢，它們的共同特征在于自身良好的自然條件使得它們在環(huán)境承載力方面的表現(xiàn)具有突出優(yōu)勢。因此，即使這些城市還處于有待開發(fā)的較低的發(fā)展階段，也能在該階段實現(xiàn)國土開發(fā)強度和資源環(huán)境承載力的協(xié)調(diào)發(fā)展。

5 主要結(jié)論與政策建議

5.1 主要結(jié)論

（1）2011～2018年安徽省各市資源環(huán)境承載力得分整體呈上升趨勢，但在省內(nèi)行政區(qū)劃進(jìn)行調(diào)整的情況下個別地級市的得分會產(chǎn)生較明顯的波動。自然資源和環(huán)境因素對安徽省城市資源環(huán)境承載力的影響較為主導(dǎo)，其影響力越過了社會經(jīng)濟(jì)這一要素，只有合肥、蕪湖這樣的省內(nèi)中心城市和馬鞍山這樣的典型資源經(jīng)濟(jì)型城市的社會經(jīng)濟(jì)支撐力對資源環(huán)境承載力得分具有較強的正面影響。

（2）安徽省各市總體上國土開發(fā)強度不大，但分布不均衡，整體上皖北開發(fā)強度大于皖南，局部呈現(xiàn)出了聚集的特征。這樣的特征主要與地形條件的差異和城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相關(guān)。如地處皖南山區(qū)和大別山地帶的幾座自然資源和旅游資源豐富的城市，由于受到自然條件的限制，導(dǎo)致國土開發(fā)強度明顯低于位于皖北平原地帶的城市。在省內(nèi)具有人口、交通或經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢的城市，國土開發(fā)強度則明顯較高。

（3）安徽省各市資源環(huán)境承載力和國土開發(fā)強度之間的耦合協(xié)調(diào)程度大多處于初級或中級協(xié)調(diào)階段，空間上一直呈現(xiàn)著東南部城市協(xié)調(diào)度高于西北部城市的特征。從協(xié)調(diào)度分布圖的時間變化規(guī)律來看，二者的耦合協(xié)調(diào)度整體呈現(xiàn)上升趨勢，雖然變化幅度不明顯，但可以看出正處于穩(wěn)步上升的階段。

5.2 政策建議

（1）積極有效協(xié)調(diào)國土開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力。資源環(huán)境承載力和國土開發(fā)強度之間的關(guān)系不是簡單的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平處于上位圈的城市中，有兩類城市能夠?qū)崿F(xiàn)國土開發(fā)和資源環(huán)境承載力的協(xié)調(diào)發(fā)展。一類是馬鞍山、銅陵這樣的資源經(jīng)濟(jì)型城市，其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)就是依托得天獨厚的資源條件，這樣的城市在原本資源承載力較高的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)從而獲得良好的經(jīng)濟(jì)支撐，使得其協(xié)調(diào)度得分較高。另一類是以合肥、蕪湖為例的代表性中心城市，其經(jīng)濟(jì)、交通、科教等各方面綜合實力處于全省前列，在大力進(jìn)行國土開發(fā)、尋求發(fā)展的同時，通過一系列的政策和技術(shù)手段提高環(huán)境治理能力，使其在國土開發(fā)強度較高的同時提高環(huán)境承載力和社會經(jīng)濟(jì)支撐力方面的得分，實現(xiàn)二者的協(xié)調(diào)發(fā)展。

（2）把握生態(tài)環(huán)境治理重點，促進(jìn)國土空間協(xié)調(diào)發(fā)展。對于前一類城市，在后續(xù)發(fā)展過程中要將生態(tài)環(huán)境治理作為重點工作，并且需找到支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的其他動力，避免將不可再生的自然資源作為唯一的經(jīng)濟(jì)動力而不利于資源環(huán)境承載力的可持續(xù)發(fā)展。那些經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在省內(nèi)處于下位的城市，國土開發(fā)強度較低，但其自身具有良好資源稟賦，原本就處于國土開發(fā)強度和資源環(huán)境承載力較為協(xié)調(diào)的階段。在城市建設(shè)和城鎮(zhèn)化的發(fā)展中，這類城市應(yīng)當(dāng)揚長避短，積極利用自身的土地、人口、旅游、交通等資源環(huán)境優(yōu)勢，加強與周邊都市圈的多方聯(lián)系，實現(xiàn)區(qū)域資源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)質(zhì)量提升，進(jìn)而自身也得到協(xié)調(diào)發(fā)展。