村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評價: 框架、指標與方法

宋永永,王傳勝,薛東前,黃 晶,董朝陽

(1.陜西師范大學地理科學與旅游學院,陜西 西安 710119;2.中國科學院地理科學與資源研究所,北京 100101)

改革開放以來,隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的快速推進,村鎮(zhèn)地域出現(xiàn)的“五化”(非農(nóng)化、老弱化、空廢化、污損化和貧困化)現(xiàn)象,成為制約我國實現(xiàn)經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的限制性因素[1]。黨的十九大報告將鄉(xiāng)村振興上升為重大國家戰(zhàn)略,為新時代我國農(nóng)村地區(qū)可持續(xù)發(fā)展指明了方向[2-3]。西方發(fā)達國家的實踐經(jīng)驗表明,科學利用當?shù)厮?、土、生態(tài)等資源優(yōu)勢,發(fā)展特色農(nóng)業(yè)并延伸產(chǎn)業(yè)鏈是振興鄉(xiāng)村的成功途徑[4-5]。對村鎮(zhèn)居民而言,良好的資源環(huán)境與生態(tài)不僅是宜居的生活資料,更是重要的生產(chǎn)資料。中國水土資源總量大而人均量少,村鎮(zhèn)建設條件復雜多樣,如何從實際出發(fā),選擇代表性和差異化指標,科學評價村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力,是合理配置鄉(xiāng)村生產(chǎn)、生活和生態(tài)三大功能空間,明確底線約束,留足發(fā)展空間,促進村鎮(zhèn)建設與資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎和前提。

近年來,隨著人地矛盾加劇,資源環(huán)境承載力研究已成為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的重要領域[6-8]。20世紀60年代以來,國際上先后提出了生態(tài)足跡法、能值分析法、狀態(tài)空間法和多目標決策等靜態(tài)評價方法,以及系統(tǒng)動力學方法和智能算法等承載力測算方法[9],其中,由SLESSER提出的承載力提升策略(ECCO)模型[10]被聯(lián)合國教科文組織認可并在非洲國家試運行,為發(fā)展中國家制定長期發(fā)展規(guī)劃提供了參考;聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)提出針對發(fā)展中國家的土地人口承載力評估方法,將人口、資源與環(huán)境的相互作用引入發(fā)展規(guī)劃[11];美國國家環(huán)境保護局(USEPA)開展了水環(huán)境承載力方面研究,建立的基于最大日負荷總量(TMDL)模式獲得了廣泛應用[12]。20世紀90年代以來,國內(nèi)學者針對土地資源、水資源、環(huán)境和生態(tài)等要素構建了相應的承載力評價指標體系[13-14],其中有重要影響的以全國主體功能區(qū)承載力評價指標體系為代表[15],該指標體系已在全國主體功能區(qū)規(guī)劃、全國國土規(guī)劃、全國城鎮(zhèn)體系規(guī)劃和災后重建規(guī)劃等一系列重大空間布局規(guī)劃中獲得應用,成為目前市縣“多規(guī)合一”試點和《省級空間規(guī)劃試點方案》的重要支撐[16-17]。

承載力測算涉及承載對象和承載體兩個方面,村鎮(zhèn)承載體具有生態(tài)與農(nóng)業(yè)的主導屬性,鄉(xiāng)村生態(tài)空間是區(qū)域重要生態(tài)保障,鄉(xiāng)村生產(chǎn)空間兼具生態(tài)功能[18]。因此,有別于城市區(qū)域承載體,如何在認知村鎮(zhèn)建設與資源環(huán)境承載力概念基礎上,確定兩者之間的耦合協(xié)調(diào)機制是承載力測算的難點與核心。國內(nèi)學者通過界定村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力的概念和原理,提出了村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力測度的邏輯框架,并圍繞村鎮(zhèn)建設的水、土地、生態(tài)和災害等關鍵約束因子,確立了相關指標測算和閾值厘定以及承載力綜合測算方法[1,8]。在實證研究中,在村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境類型分區(qū)和村鎮(zhèn)主導功能分類基礎上[18-19],開展了不同資源環(huán)境類型或主體功能案例區(qū)的村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力測算研究[20-22]。同時,探討了與國土空間規(guī)劃相銜接的縣域尺度村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評價與村鎮(zhèn)人口合理規(guī)模測算方法[23]。研究成果為開展中國村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評價指標篩選、關鍵參數(shù)設定和測算方法構建等工作奠定了理論和實踐基礎。

總體而言,國內(nèi)已有承載力研究在借鑒國際上影響力較高的測算方法、模型基礎上,圍繞土地資源承載力、水資源承載力和環(huán)境承載力(環(huán)境容量)等單項承載力以及大尺度綜合方面開展研究,在一定程度上指導了宏觀層面的村鎮(zhèn)建設與規(guī)劃[8,16]。但鑒于村鎮(zhèn)地域系統(tǒng)的特點,現(xiàn)有側(cè)重宏觀層面的承載力測算研究,與實現(xiàn)準確表達村鎮(zhèn)尺度承載力內(nèi)涵及目標之間還存在差距,從而使得現(xiàn)有研究還不能滿足新時期鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、主體功能區(qū)規(guī)劃和國土空間規(guī)劃等重大國家戰(zhàn)略對村鎮(zhèn)建設與資源要素配置提出的新需求[21-22]。因此,迫切需要在已有承載力研究基礎上,根據(jù)村鎮(zhèn)建設與資源環(huán)境相互作用關系及規(guī)律,建立一套普適性的村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評價方法,為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施背景下國家村鎮(zhèn)發(fā)展宏觀調(diào)控政策制訂,以及微觀尺度不同類型村鎮(zhèn)規(guī)劃標準制定和村鎮(zhèn)資源環(huán)境承載力監(jiān)測預警體系構建等提供科學支撐。

1 理論認知

1.1 村鎮(zhèn)與村鎮(zhèn)建設

村鎮(zhèn)是在特定自然環(huán)境條件下,經(jīng)過長期自然、經(jīng)濟和社會文化等因素共同作用而形成的鄉(xiāng)村聚落,是以農(nóng)、林、牧、漁業(yè)為主,兼有第二和第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展的居民聚居地[1]。根據(jù)村鎮(zhèn)人口規(guī)模、用地結構、產(chǎn)業(yè)結構和生態(tài)保護等關鍵指標,可將村鎮(zhèn)按功能類型劃分為綜合類、農(nóng)業(yè)類和生態(tài)類3個大類,產(chǎn)鎮(zhèn)融合類、商貿(mào)旅游類、種植業(yè)類、畜牧養(yǎng)殖業(yè)類、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)類、生態(tài)保育類和生態(tài)災害防治類7個小類。村鎮(zhèn)建設是在明確村鎮(zhèn)功能類型定位的基礎上,整合村鎮(zhèn)地區(qū)資源環(huán)境要素和人文經(jīng)濟要素,推進重建村鎮(zhèn)生產(chǎn)、生活、生態(tài)和文化空間,促進村鎮(zhèn)綠色、集約、高效發(fā)展的過程[8]。

1.2 村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力

資源環(huán)境是村鎮(zhèn)建設的自然基礎,包括資源、生態(tài)、環(huán)境和災害等,承載力指自然基礎(承載體)對村鎮(zhèn)建設活動(承載對象)的支撐能力[24]。據(jù)此,將村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力定義為在實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下,作為承載體的村鎮(zhèn)資源、環(huán)境和生態(tài)等要素,對作為承載對象的村鎮(zhèn)人口、產(chǎn)業(yè)等社會經(jīng)濟目標、生產(chǎn)生活活動規(guī)模和空間占用/資源消耗/污染負荷等要素的支撐能力[8]。

1.3 村鎮(zhèn)建設與資源環(huán)境承載力的協(xié)調(diào)關系

村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力本質(zhì)上是村鎮(zhèn)建設需求與資源環(huán)境供給能力關系的客觀表達[1,20],在村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力測算中,深入解析村鎮(zhèn)建設與資源環(huán)境承載力的協(xié)調(diào)狀態(tài),不僅對選擇承載力測算指標、明晰測算目標有指導意義,也對完善承載力測算體系有理論和實踐意義。

在村鎮(zhèn)地域系統(tǒng)中,村鎮(zhèn)生產(chǎn)、生活活動與資源環(huán)境要素之間通過交互耦合作用形成復雜開放系統(tǒng),該系統(tǒng)具有綜合性、非線性和自組織性等特征。從村鎮(zhèn)建設發(fā)展過程與資源環(huán)境變化規(guī)律看,在村鎮(zhèn)建設初期(T1～T2),村鎮(zhèn)建設強度低,對資源環(huán)境的需求量低,資源環(huán)境供給處于盈余狀態(tài),村鎮(zhèn)建設與資源環(huán)境承載力處于協(xié)調(diào)狀態(tài);在村鎮(zhèn)建設加速發(fā)展期(T2～T3),村鎮(zhèn)建設速度加快、強度加大,對資源環(huán)境需求量增加,資源供需矛盾逐漸凸顯,村鎮(zhèn)建設與資源環(huán)境承載力易出現(xiàn)不協(xié)調(diào)甚至嚴重失調(diào);在村鎮(zhèn)建設成熟穩(wěn)定階段(T3～T4),隨著村鎮(zhèn)地區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、居民生態(tài)環(huán)保意識覺醒和政府對村鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境保護工作的重視,以及生態(tài)和環(huán)境保護措施的實施,村鎮(zhèn)建設水平及其資源環(huán)境承載能力逐步提升,村鎮(zhèn)建設的資源環(huán)境供需處于動態(tài)平衡狀態(tài),承載力轉(zhuǎn)向高水平協(xié)調(diào)(圖1)。

T1～T4為村鎮(zhèn)建設的不同時間節(jié)點。

2 村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評價技術框架和基本原則

2.1 技術框架

根據(jù)前文分析,筆者認為,村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評價應該包括村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境本底評價、承載力測算和村鎮(zhèn)建設與承載力協(xié)調(diào)性評價3個部分。本底評價的目的是從宏觀層面揭示村鎮(zhèn)建設面臨的資源環(huán)境限制因素、限制程度和空間格局,承載力測算的目的是針對具體承載對象估算資源環(huán)境主體要素支撐能力,協(xié)調(diào)性評價的目的是從微觀層面深入解析村鎮(zhèn)建設與其承載力要素之間的匹配狀態(tài)。3個部分內(nèi)容有機銜接,從宏觀到微觀,從區(qū)域到要素,構成村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評價和測算的整套體系。

由圖2可知,本底評價指標主要通過評估資源、生態(tài)環(huán)境和災害限制指標,了解資源環(huán)境要素對村鎮(zhèn)建設主導功能選擇的影響,為承載力測算分區(qū)分類奠定基礎[8,22]。承載力測算主要根據(jù)村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力分區(qū)和村鎮(zhèn)建設主導功能分類結果,選擇差別化的指標、算法和閾值,測度村鎮(zhèn)建設不同功能指向下的承載力水平,為協(xié)調(diào)性評價提供參數(shù)標準。協(xié)調(diào)性評價聚焦目前村鎮(zhèn)建設存在的主要問題和不同區(qū)/類村鎮(zhèn)建設與發(fā)展特點,解析村鎮(zhèn)面臨的資源環(huán)境壓力,以及資源環(huán)境利用效率與村鎮(zhèn)功能建設的不足,這可以彌補村鎮(zhèn)承載力測算在微觀尺度應用上的不足。

圖2 村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評價技術框架

另外,在上述指標體系設計中,也參考了主體功能區(qū)規(guī)劃、綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃、綜合自然區(qū)劃、特色小鎮(zhèn)規(guī)劃、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃和國家生態(tài)鄉(xiāng)鎮(zhèn)評選標準等相關工作,并采用頻次統(tǒng)計法對使用頻率較高的指標進行初步甄別,結合村鎮(zhèn)建設和資源環(huán)境的區(qū)域特點并征詢專家意見,形成面向村鎮(zhèn)建設需求的資源環(huán)境承載力評價指標體系。

2.2 基本原則

構建的村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評價指標體系主要遵循以下原則:

(1)分區(qū)分類,立足區(qū)/類差異。綜合考慮村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力類型區(qū)和村鎮(zhèn)建設主導功能類型的差異,兼顧普適通用性指標和差異性指標,針對不同區(qū)/類村鎮(zhèn)科學選擇評價指標,合理設置關鍵參數(shù)。

(2)多目標兼顧,主導目標導向。立足縣域主體功能定位,兼顧村鎮(zhèn)發(fā)展的綜合目標與具體目標、宏觀目標與微觀目標以及長期目標與階段目標,根據(jù)村鎮(zhèn)主導功能篩選承載力評價對象和評價指標,開展村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力測算。

(3)強化底線約束,尊重發(fā)展事實。評價指標選擇與測算方法選取,應體現(xiàn)尊重村鎮(zhèn)建設發(fā)展規(guī)律和資源環(huán)境系統(tǒng)演化規(guī)律,充分考慮村鎮(zhèn)水、土、生態(tài)和環(huán)境等要素稟賦,集成反映各要素間的相互作用關系,綜合評價村鎮(zhèn)建設、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最大合理規(guī)模、適宜等級和分布范圍,客觀全面地評價村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境本底條件。

(4)科學理論指導,操作簡明實用。在主體功能區(qū)、資源環(huán)境承載力和鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)等科學理論指導下,針對不同村鎮(zhèn)類型區(qū)和村鎮(zhèn)功能區(qū)的資源環(huán)境關鍵問題,設計最少且最具代表性的指標和算法,運用合理的方法工具,評價過程簡明扼要,結果實用、管用。

3 村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評價指標體系

3.1 本底評價指標

資源環(huán)境本底評價旨在認知水土資源、生態(tài)環(huán)境和災害等要素對村鎮(zhèn)建設的限制程度,從宏觀尺度上判定村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力的限制因素和短板因子,為資源環(huán)境承載力分區(qū)、生態(tài)保護空間和環(huán)境質(zhì)量管控空間的識別以及承載力測算的關鍵指標選擇和相關參數(shù)厘定提供依據(jù)。村鎮(zhèn)資源環(huán)境本底評價指標包括資源、生態(tài)、環(huán)境和災害4大類因素10項限制性指標(表1)。

表1 資源環(huán)境本底條件評價指標體系

(1)資源類。光熱條件中活動積溫主要影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、作物生長,1月均溫對村鎮(zhèn)建設的影響較為突出。在不同村鎮(zhèn)建設類型區(qū),光熱條件的限制程度不同,如東北和青藏高原地區(qū)主要受熱量限制,同時,1月均溫對房屋建筑面積影響較大,兩者可作為水土限制性評價的輔助指標[8]。土地限制主要通過坡度、高程和地形起伏度對村鎮(zhèn)建設和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生影響。水限制指水資源及其開發(fā)利用條件對村鎮(zhèn)生產(chǎn)和生活的限制程度。水資源量包括地表水資源量和地下水資源量,通常以村鎮(zhèn)所在流域(二級及以下流域)或縣域范圍平均值作為核算參考依據(jù)。地表水資源量可用降水量及地表徑流量進行分級評價。地表水取水便利程度取決于評價單元與供取水水源(水利工程、蓄水水庫等)的距離和提水高度,以及受研究區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展狀況等因素影響的成本,計算方法是以評價區(qū)內(nèi)5級以上水系、蓄水工程作為水源點,構建成本函數(shù),測算千米格網(wǎng)單元的供水便利性指數(shù)[25]。

(2)生態(tài)類。根據(jù)村鎮(zhèn)主導生態(tài)功能和主要生態(tài)問題,選擇關鍵評價因子,評估村鎮(zhèn)所在地域的生態(tài)限制性。水源涵養(yǎng)指標主要考慮河流源區(qū)、河流供水功能、地表覆蓋和地形等因子;水土保持指標主要考慮土壤可蝕性、地形和降水等因子;防風固沙指標主要考慮風速、降水、溫度、土壤、地形和植被等因子;生物多樣性指標主要考慮現(xiàn)狀物種及其保護地因子、物種生境等。生態(tài)敏感性主要包括水土流失、石漠化、沙漠化和鹽漬化敏感性[25]。開展評價時需兼顧村鎮(zhèn)地域主要生態(tài)問題的差異性,如在西北干旱區(qū),重點關注村鎮(zhèn)土地沙化敏感性問題;在華北平原區(qū),重點關注村鎮(zhèn)土地鹽漬化敏感性問題;在西南喀斯特地區(qū),重點關注村鎮(zhèn)土地石漠化敏感性問題;在黃土高原、東南丘陵和主要山區(qū),重點關注村鎮(zhèn)地域水土流失敏感性問題[8]。

(3)環(huán)境類。主要評估大氣和水環(huán)境脅迫對村鎮(zhèn)生產(chǎn)、生活產(chǎn)生的限制程度。大氣污染物選擇SO2、NOx、PM10和PM2.5等污染物作為評價對象。在縣域尺度上,借助站點監(jiān)測數(shù)據(jù),根據(jù)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況、主要污染物排放量及達標排放情況,評價大氣污染物對村鎮(zhèn)建設的脅迫程度。水環(huán)境脅迫選擇COD、NH3-N、TP和TN等污染物指標作為評價對象,借助河流斷面自動監(jiān)測站數(shù)據(jù),結合地表水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、村鎮(zhèn)污染物產(chǎn)生量和達標排放量以及治理能力,評價水環(huán)境對村鎮(zhèn)建設的脅迫程度[25]。

(4)災害類。地震災害風險主要評價指標為地震動峰值加速度和烈度[25]。地質(zhì)災害主要開展地質(zhì)災害風險區(qū)劃和災害點密度評價。地質(zhì)災害風險是崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地面沉降等地質(zhì)災害易發(fā)程度的綜合表達,綜合考慮活動斷層或地裂縫安全距離,歷史地質(zhì)災害發(fā)育點密度、面密度和地質(zhì)災害隱患點,地面沉降累計沉降量以及采空地面塌陷易發(fā)程度等要素,確定地質(zhì)災害風險程度。氣象災害主要評價影響村鎮(zhèn)居民點建設的災害類型,包括山洪、雪災和沙暴等災害[26]。不同區(qū)域村鎮(zhèn)的評價指標可有差異,需根據(jù)各地主要災害類型選擇相應指標進行評價,如,多雨、植被稀少的山地主要關注山洪災害,東北以及青海、西藏和新疆地區(qū)主要關注冰雪災害,西北干旱荒漠地區(qū)主要關注沙暴災害等。

3.2 承載力測算指標

結合建筑氣候區(qū)劃、建筑熱工設計分區(qū)和農(nóng)業(yè)區(qū)劃等區(qū)劃成果,按照全國村鎮(zhèn)建設特征,考慮資源環(huán)境承載力的限制因素和可利用水、土資源空間配置狀況,將全國劃分為東部、西北和青藏3大村鎮(zhèn)區(qū)域及10個村鎮(zhèn)區(qū),并確定不同村鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)村鎮(zhèn)主導功能類型(綜合類、農(nóng)業(yè)類和生態(tài)類)[1,8,22]。為此,筆者在建立承載力測算指標體系時,以村鎮(zhèn)水土資源承載力、生態(tài)承載力和環(huán)境承載力為重點測算對象,構建了村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評價的通用性指標和滿足不同類型村鎮(zhèn)需求的專項指標。

3.2.1通用性指標

包括可利用土地面積、可利用水資源量和環(huán)境納污能力(表2)。

表2 村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力測算的通用指標

(1)可利用土地面積。測算村鎮(zhèn)可利用建設用地的目的是識別村鎮(zhèn)建設潛力區(qū)。測算可利用耕地的目的是服務于村鎮(zhèn)糧食生產(chǎn)能力評估。生態(tài)保護空間為生態(tài)保護紅線和森林、濕地等生態(tài)空間面積,可根據(jù)各地自然資源部門劃定的生態(tài)保護紅線范圍確定?？衫媒ㄔO用地中耕地保護面積為各地政府指令性計劃下達的耕地保護紅線或最小耕地面積指標,也可將永久基本農(nóng)田面積作為耕地保護面積代入公式進行計算;除耕地保護紅線、永久基本農(nóng)田區(qū)域外,對于可利用土地面積中可利用建設用地和可利用耕地的重疊區(qū)域,可將其面積的20%作為村鎮(zhèn)建設用地的預留區(qū)。

(2)可利用水資源量。在有水資源配額制度的地區(qū),按實際水資源配額計算可利用水資源量;在無水資源配額制度的地區(qū),可分別計算地表水資源量和地下水資源量。生態(tài)需水量為河道基流量,采用徑流量的20%進行估算。水資源合理開發(fā)利用率可按綜合類村鎮(zhèn)不超過90%,農(nóng)業(yè)類村鎮(zhèn)不超過80%,生態(tài)類村鎮(zhèn)不超過20%進行取值。在流域尺度上,可按三級流域單元,首先扣除流域生態(tài)用水總量;其次,按上中下游分析用水結構,并結合國際經(jīng)驗值賦值水資源合理開發(fā)利用率。原則上,河源區(qū)水資源合理開發(fā)利用率不宜超過1%,上游地區(qū)不宜超過10%,中游地區(qū)不宜超過20%,下游地區(qū)不宜超過40%,全流域不宜超過20%。

(3)環(huán)境納污能力。大氣環(huán)境納污能力重點關注有工業(yè)污染源的村鎮(zhèn),分別測算污染源區(qū)村鎮(zhèn)能容納的大氣污染物最大排放量。水環(huán)境納污能力主要測算水域所能容納的生產(chǎn)和生活污水最大排放量,對于有集中納污管網(wǎng)并建立污水處理廠的村鎮(zhèn),污染物排放濃度按污水處理后出廠排放的相應標準進行測算;對于沒有集中入網(wǎng)處理的村鎮(zhèn),可按生活用水量的80%計算廢污水排放量,進而測算村鎮(zhèn)水環(huán)境納污能力。固體廢棄物主要反映生活垃圾的納污能力,需同時測算處理能力和收集轉(zhuǎn)運能力,考慮村鎮(zhèn)特點,垃圾處理主要集中在縣城和鎮(zhèn)區(qū),對無垃圾處理設施的村鎮(zhèn),以垃圾最大收集轉(zhuǎn)運能力作為納污能力進行測算。

3.2.2專項指標

村鎮(zhèn)資源環(huán)境承載力應根據(jù)村鎮(zhèn)主導功能類型分別進行測算,不同功能類型的主要測算指標見表3。

表3 不同村鎮(zhèn)主導功能類型資源環(huán)境承載力測算指標

(1)綜合類。村鎮(zhèn)建設強度主要測算范圍為鎮(zhèn)區(qū)和中心村,村鎮(zhèn)建設強度為村鎮(zhèn)住宅、公共服務設施和商旅服務設施等人工地表占可利用建設用地的比例。村莊人均建設用地需求主要測算范圍為中心村,村莊住宅用地比例為村莊住宅用地占村莊人工地表建設用地的比例。人均生活需水量按照各地制定的部門用水標準取值,也可根據(jù)當?shù)貙嶋H情況進行計算。生產(chǎn)需水包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)和公共設施需水量,工業(yè)需水量采用萬元產(chǎn)值耗水量測算;農(nóng)業(yè)用水量采用單位耕地面積灌溉需水和養(yǎng)殖業(yè)耗水測度;生態(tài)需水為村鎮(zhèn)綠化需水。生產(chǎn)、生活用水參數(shù)可參照各地制定的用水標準。污水處理水平和生活垃圾處理量根據(jù)實地調(diào)研獲得。人均生活用水量和垃圾產(chǎn)生量根據(jù)實地調(diào)研或地方政府統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行測算。

(2)農(nóng)業(yè)類。糧食生產(chǎn)支撐人口規(guī)模是測算糧食種植業(yè)類村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力的重要指標。人均糧食需求參數(shù)可根據(jù)各地實際情況取值300～450 kg,其中,草原牧區(qū)一般取值300～350 kg,飼料作物的糧食產(chǎn)區(qū)取值400～450 kg,一般糧食生產(chǎn)地區(qū)取值400 kg。作物理論單產(chǎn)采用各地《耕地質(zhì)量調(diào)查報告》測算,也可根據(jù)歷史最高單產(chǎn)記錄的75%計算。草地合理載畜量測算方法和標準參照NY/T 635—2015《天然草地合理載畜量的計算》,按照不同類型草地的合理載畜量測算。對于牧區(qū)牧業(yè)類村鎮(zhèn),草地承載力原則上控制在草地合理載畜量的80%以下,對于牧區(qū)綜合類和生態(tài)類依然有牧業(yè)生產(chǎn)活動的村鎮(zhèn),草地承載力原則上應控制在草地合理載畜量的60%以下。

水資源適宜種植規(guī)模為水資源約束下種植業(yè)最大播種面積。村鎮(zhèn)生活用水包括農(nóng)戶小規(guī)模的養(yǎng)殖業(yè)用水,作物灌溉用水定額參照各地作物灌溉用水定額標準進行測算,具體采用單位灌溉面積的灌水深度或一次灌水量來表示,該指標與土壤持水量、作物類型、可利用灌水時間和灌溉面積密切相關。不同區(qū)域灌溉用水定額具有差異性,參照全國和各省份主要農(nóng)作物灌溉用水定額,對綜合類和農(nóng)業(yè)類村鎮(zhèn)按照節(jié)水灌溉標準嚴格執(zhí)行,生態(tài)類和坡地占比大的村鎮(zhèn)可按照低標準執(zhí)行。

(3)生態(tài)類。耕地適宜人口規(guī)模是測算耕地資源約束下最大人口規(guī)模的重要指標;水環(huán)境容量適宜人口規(guī)模是測算水環(huán)境約束下村鎮(zhèn)人口規(guī)模的關鍵指標。種植業(yè)污水排放量以硝態(tài)氮為主要污染因子進行測算,養(yǎng)殖業(yè)污水排放量以NH3-N為主要污染因子進行測算,主要污染因子排放負荷參照GB 18596—2001《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》進行測算,生活污水排放量按用水定額計算。

3.3 協(xié)調(diào)性評價指標

基于村鎮(zhèn)主導功能分類和承載力分區(qū),在村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境本底評價和承載力測算基礎上,從村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境壓力、村鎮(zhèn)資源環(huán)境利用效率和村鎮(zhèn)功能變化3個方面,評價村鎮(zhèn)建設與資源環(huán)境承載力的協(xié)調(diào)性[19-20](表4)。

表4 村鎮(zhèn)建設與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)性評價指標體系

(1)壓力類。建設用地人口壓力主要用于評價綜合類村鎮(zhèn),行政屬性為鄉(xiāng)鎮(zhèn)社區(qū)和中心村。包括建設用地人口壓力和住宅用地人口壓力兩項指標。其中,建設用地人口壓力根據(jù)現(xiàn)狀人均建設用地面積與全國或地方標準的比值進行測算,住宅用地人口壓力采用現(xiàn)狀人均住宅用地面積與全國或地方標準的比值進行測算。耕地壓力包括耕地人口壓力和耕地環(huán)境壓力兩項指標,其中,耕地人口壓力主要應用于綜合類和生態(tài)類村鎮(zhèn);耕地環(huán)境壓力主要應用于農(nóng)業(yè)類村鎮(zhèn),重點評價村鎮(zhèn)耕地化肥使用與縣域平均水平的差異,為耕地畝均化肥施用量與縣域耕地畝均化肥施用量平均值的比值。牧草地壓力主要應用于以天然牧草地放牧為主的牧區(qū)村鎮(zhèn),主要通過對比現(xiàn)狀牲畜頭數(shù)(年末牲畜存欄數(shù))與牧草地理論載畜量進行計算。水資源壓力包括水資源生活用水壓力和水資源農(nóng)業(yè)用水壓力,其中,水資源生活用水壓力主要用于評價綜合類村鎮(zhèn),水資源農(nóng)業(yè)用水壓力主要用于評價農(nóng)業(yè)生產(chǎn)依靠灌溉的種植業(yè)村鎮(zhèn)。村鎮(zhèn)環(huán)境壓力主要反映污染物處理的人口壓力,包括生活污水處理壓力和垃圾處理壓力。

(2)效率類。農(nóng)村住房用地利用效率主要包括農(nóng)村宅基地空置率和住房面積超標率,宅基地空置率通過實地調(diào)研獲得,戶均住房面積超標率通過實地調(diào)研面積和采用相關標準計算得到。耕地綜合利用效率主要用于評價種植業(yè)類村鎮(zhèn)耕地利用效率,包括作物畝均產(chǎn)量和戶均耕地收入。其中,作物畝均產(chǎn)量為耕地種植的主要作物與相鄰區(qū)域同類作物單位面積產(chǎn)量的比較,戶均耕地收入為從事農(nóng)業(yè)勞動的農(nóng)戶耕地收入占全年總收入的比例。灌區(qū)水資源利用效率主要用于評價干旱半干旱灌溉農(nóng)業(yè)地區(qū)農(nóng)田灌溉水資源利用效率,包括畝均灌溉用水量和作物單位產(chǎn)量用水量兩項因子。選擇灌區(qū)代表性作物計算單位面積灌溉用水量和單位產(chǎn)量用水量,畝均灌溉用水量采用全國或地方標準。代表性農(nóng)作物單位產(chǎn)量用水量應與國內(nèi)同類地區(qū)同類作物的高水平值相比較。

(3)功能類。人口集聚功能主要用于評價綜合類村鎮(zhèn)主導功能,包括常住人口比例和常住人口比例增長率兩項因子。常住人口比例為鄉(xiāng)鎮(zhèn)社區(qū)或中心村常住人口占鄉(xiāng)鎮(zhèn)總?cè)丝诘谋壤?常住人口比例增長率為鄉(xiāng)鎮(zhèn)社區(qū)或中心村近十年常住人口占鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口比例的增長率。種植業(yè)生產(chǎn)功能主要用于評價種植業(yè)類村鎮(zhèn)耕地保護和糧食生產(chǎn)保障功能,包括耕地非糧化和農(nóng)業(yè)勞動力非農(nóng)化兩項因子,兩者均為逆向評價因子。耕地非糧化為耕地種植非糧作物和棄耕的面積占比之和,農(nóng)業(yè)勞動力非農(nóng)化為村鎮(zhèn)勞動力中從事非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的勞動力占比。生態(tài)環(huán)境保護功能主要用于評價生態(tài)類村鎮(zhèn)生態(tài)功能和環(huán)境功能保護狀況,包括生態(tài)質(zhì)量變化和環(huán)境質(zhì)量變化兩項因子。生態(tài)質(zhì)量變化采用代表性生態(tài)系統(tǒng)面積變化和生態(tài)問題進行綜合評價,環(huán)境質(zhì)量變化采用環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、污染物濃度變化和環(huán)境問題進行綜合評價。

3.4 結果集成與表達

3.4.1本底評價與承載力測算結果集成

村鎮(zhèn)水資源、土地資源、環(huán)境條件和生態(tài)本底評價的基礎單元為自然單元,可根據(jù)村鎮(zhèn)所處區(qū)域的地貌特征和村鎮(zhèn)面積選擇適宜的評價精度,如省、市域尺度以鄉(xiāng)鎮(zhèn)、行政村為分析單元;縣域尺度以行政村或格網(wǎng)(30或90 m)為分析單元。首先,采用分級評價法,根據(jù)不同地區(qū)村鎮(zhèn)建設、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)保護要求,采用等級分制,按照水土資源、生態(tài)環(huán)境和災害的限制程度高低,分別賦值(1為最低等級,5為最高等級)。其次,采用短板因素法,確定各評價單元村鎮(zhèn)建設的資源環(huán)境限制程度。最后,采用綜合集成法,結合不同類型村鎮(zhèn)建設實際,運用層次分析法(AHP)確定指標權重,綜合評價村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境本底條件[25]。由于村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力測算基于不同主導功能類型村鎮(zhèn)生產(chǎn)、生活需求進行,旨在服務于村鎮(zhèn)人口集聚、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生態(tài)保護等不同需求。因此,承載力測算結果集成是在不同區(qū)/類村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力核心指標測算結果基礎上,納入輔助性指標對測算結果進行修正,最終獲得符合區(qū)域村鎮(zhèn)建設與資源環(huán)境實際的綜合承載力測算結果。

3.4.2協(xié)調(diào)性評價結果判定與綜合集成

協(xié)調(diào)性評價的基礎單元為行政村,根據(jù)村鎮(zhèn)主導功能類型選擇相應指標進行評價。其中,綜合類村鎮(zhèn)以建設用地壓力、水資源壓力、環(huán)境壓力、農(nóng)村住房用地利用效率和人口集聚功能為主要評價指標,農(nóng)業(yè)類村鎮(zhèn)選擇耕地壓力、耕地綜合利用效率、灌區(qū)水資源利用效率(干旱和半干旱灌區(qū))、牧草地壓力(草原牧區(qū))和種植業(yè)生產(chǎn)功能作為主要評價指標,生態(tài)類村鎮(zhèn)以環(huán)境壓力、農(nóng)村住房用地利用效率和生態(tài)環(huán)境保護功能作為主要評價指標。

首先,將評價結果進行標準化分級,并采用短板因素法,確定壓力、效率和功能3個維度的評價結果。其次,判定村鎮(zhèn)建設與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)性等級,具體標準包括:(1)協(xié)調(diào):壓力低、效率高或較高、功能高或較高;(2)基本協(xié)調(diào):壓力、效率、功能均為中;(3)不協(xié)調(diào):壓力高或較高、效率低、功能低。最后,采用判別分析法集成村鎮(zhèn)建設與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)性評價結果,具體標準包括:(1)協(xié)調(diào):壓力、效率和功能3個維度均協(xié)調(diào)或2個協(xié)調(diào)+1個中等;(2)不協(xié)調(diào):3個維度均不協(xié)調(diào)或2個不協(xié)調(diào)+1個中等或1個不協(xié)調(diào)+2個中等;(3)基本協(xié)調(diào):其他情況。

4 討論與結論

4.1 討論

中國村鎮(zhèn)建設分布受各類資源環(huán)境要素共同影響制約,地形地貌、水土資源、氣候條件和生態(tài)環(huán)境等要素對村鎮(zhèn)建設均存在不同方面、不同程度的約束作用[27-29]。考慮到評估區(qū)域的特殊性、數(shù)據(jù)的可獲取性和村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評估目標的差異性,該文僅提供測算方法和指標取值的部分參數(shù),不設置各個指標具體權重,在指標體系實踐應用中可立足特定區(qū)域村鎮(zhèn)建設和資源環(huán)境實際以及承載力測算目標要求,采用專家打分法、AHP法等多種方法,確定合理的指標權重。

另外,村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評估是極具實踐性和指導性的工作,其評估結果可以直接為不同區(qū)/類村鎮(zhèn)聚落建設、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、生態(tài)保護空間識別以及建設強度和發(fā)展規(guī)?？刂铺峁┛茖W依據(jù)和方向性指引[21,30]。為了滿足不同尺度、不同類型村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力測算需求,在實際測算中可供選擇的測算指標多樣,需要根據(jù)區(qū)域特點和村鎮(zhèn)類型,在進行指標選取和承載力測算時做出必要的取舍[18,22-23]。特別是對微觀村鎮(zhèn)尺度或行政村單元,村鎮(zhèn)主導功能類型在一定程度上決定了承載力測算和協(xié)調(diào)性分析的重點,在這種情況下既要選擇特定功能類型村鎮(zhèn)承載力測算的核心指標,又要兼顧其他當前影響小而未來可能產(chǎn)生較大影響的指標,特別要關注跨區(qū)域資源要素流動、技術進步、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型對村鎮(zhèn)地域資源環(huán)境承載力的影響,以及大數(shù)據(jù)方法在新時代村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力動態(tài)評估與監(jiān)測預警中的應用,具體如何取舍和測算仍存在較大的不確定性。所以,該文提出的指標體系,其科學性、關鍵參數(shù)設定的合理性、評估結果的有效性等問題,仍需在未來研究中結合不同區(qū)/類村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力測算的實踐案例進一步驗證、補充和完善,以便更好地為我國鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施和村鎮(zhèn)建設規(guī)劃編制等工作提供科學依據(jù)和決策支持。

4.2 主要結論

村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力評價指標體系的設計兼具應用性和創(chuàng)新性,在闡釋村鎮(zhèn)建設與資源環(huán)境承載力概念及其協(xié)調(diào)關系的基礎上,明確了指標體系構建的技術思路和基本原則,構建了基于村鎮(zhèn)承載力分區(qū)和村鎮(zhèn)主導功能分類,以“本底評價—承載力測算—協(xié)調(diào)性評價”為流程的承載力評價技術框架,并提出關鍵指標的測算方法和集成路徑。該指標體系兼顧了宏觀尺度村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境限制性條件分析、面向村鎮(zhèn)建設具體目標的承載力水平測定、微觀尺度資源環(huán)境承載力與村鎮(zhèn)建設協(xié)調(diào)性評判;一方面,拓展并深化了村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力的測算內(nèi)容,另一方面,提高了村鎮(zhèn)建設資源環(huán)境承載力測算的系統(tǒng)性、層次性和科學性。該指標體系可為開展不同尺度村鎮(zhèn)資源環(huán)境數(shù)量結構、空間格局和主導功能分類監(jiān)控,實現(xiàn)不同主導功能村鎮(zhèn)空間的有序管理提供科學依據(jù),也對指導我國宏觀尺度國土空間規(guī)劃和微觀尺度村鎮(zhèn)規(guī)劃建設的實踐具有借鑒意義。