淮河流域土地資源承載力及其時空分異格局研究

摘要： 淮河流域作為我國糧食生產(chǎn)大區(qū)之一，其土地資源利用效率和方式直接關(guān)系到區(qū)域農(nóng)業(yè)與城鎮(zhèn)經(jīng)濟的發(fā)展，因此對淮河流域土地資源承載力及其影響因素進行研究具有十分重要的理論價值與現(xiàn)實意義。本文從承載強度、承載效益和承載潛力三個維度構(gòu)建了綜合評價指標(biāo)體系，基于熵權(quán)TOPSIS 模型和空間自相關(guān)模型，測算2006—2021 年淮河流域35 個地級市土地資源承載力水平，實證分析其土地資源承載力的時空分異特征。結(jié)果表明，研究期間內(nèi)，淮河流域各地級市的土地資源承載力水平表現(xiàn)為上升的趨勢，呈現(xiàn)東部高、西部低的空間分布格局，且在整體呈現(xiàn)正向空間自相關(guān)，在局部上呈現(xiàn)“小集聚、大離散”的空間分異格局。

關(guān)鍵詞： 淮河流域；土地資源承載力；時空分異；空間自相關(guān)

中圖分類號： F 301.2 文獻標(biāo)志碼： A 文章編號： 1004–390X （2024） 05?0118?08

土地是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是社會生產(chǎn)中的勞動資料，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必不可少的基本生產(chǎn)資料。隨著世界科技、經(jīng)濟的快速發(fā)展和進步以及人口的不斷增加，土地資源日益緊張，如何最大程度地提升土地資源的綜合承載力，實現(xiàn)土地資源的節(jié)約與集約利用，是目前國際社會高度關(guān)注的一個重要現(xiàn)實命題。因此，眾多國內(nèi)外學(xué)者對于土地資源承載力水平的研究，無論是對區(qū)域規(guī)劃方面，還是對區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展方面，都具有十分重要的意義。土地資源承載力是由土地承載力演化發(fā)展而來的，是指在一段時間內(nèi)，在保持一個比較穩(wěn)定的條件下，土地資源所能滿足的人口數(shù)量和經(jīng)濟規(guī)模的大小，其實質(zhì)是探究土地、人口、生態(tài)、經(jīng)濟這四個方面的內(nèi)在平衡關(guān)系。

國外學(xué)者對土地資源承載力的研究可以追溯到1921 年P(guān)ark 和Burgoss 兩人首次提出的“承載力”的概念，他們將其定義為一個物種在環(huán)境限制下的最大種群數(shù)量[1]。20 世紀(jì)70 年代，澳大利亞學(xué)者Millington 和Gifford 運用了多目標(biāo)決策方法來分析當(dāng)?shù)氐耐恋刭Y源承載力水平。80年代中期，聯(lián)合國糧農(nóng)組織和聯(lián)合國教科文組織建立了農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)劃模型來評估土地生產(chǎn)潛力，并運用ECCO 方法成功地評估了一些非洲國家的土地資源承載力[2]。從90 年代開始，土地資源承載力研究領(lǐng)域被不斷拓寬，并增添了一些新的研究方法。近年來，國外學(xué)者將土地資源承載力的研究范圍拓展到城市、草地[3]等，并和其他學(xué)科相融合進行擴展性研究，在研究方法上，注重遙感、GIS[4]等科學(xué)技術(shù)手段，這些研究成果為國內(nèi)外的土地資源承載力研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。

國內(nèi)對土地資源承載力的研究開始于20 世紀(jì)90 年代初期，中國科學(xué)院發(fā)表《中國土地資源生產(chǎn)能力及人口承載力研究》，這是國內(nèi)土地資源承載力問題研究的開始[5]。我國學(xué)者已有關(guān)于土地資源承載力的研究內(nèi)容主要圍繞概念內(nèi)涵[1]、相關(guān)指標(biāo)體系構(gòu)建[6?7]、區(qū)域時空分異研究[8]、影響因素研究[9]以及人糧關(guān)系[10?12]等方面，采用的研究方法主要包括層次分析法[13?14]、障礙度模型[15?16]、耦合協(xié)調(diào)度模型[17?18]、生態(tài)足跡模型[19]以及熵權(quán)TOPSIS 法[20?21]等，從研究區(qū)域上來看，學(xué)者們集中于城市群[5， 22]、省域[23?24]、流域[25]或單個城市[26]，還多涉及生態(tài)環(huán)境本地較為脆弱的區(qū)域[27?29]?？偟膩碚f，當(dāng)前國內(nèi)的研究對土地資源承載力的概念內(nèi)涵尚未達成共識，評價指標(biāo)體系并沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而更多地側(cè)重在區(qū)域土地資源承載力的評價上。

一、 研究方法與數(shù)據(jù)來源

（一） 研究區(qū)域

淮河流域（30°55'～36°36'N，111°55'～121°25'E）地處我國華中河南和華東地區(qū)，位于長江流域和黃河流域的交界地帶，交通便利，干流長約1 000 km，總面積為270 萬hm2，具有重要的戰(zhàn)略地位?；春恿饔驌碛胸S富的水資源和土地資源，氣候溫和，自古以來就是我國重要的農(nóng)作區(qū)域之一，農(nóng)業(yè)發(fā)展條件優(yōu)越，流域耕地面積約0.147 億hm2，約占全國耕地總面積11%，主要作物有小麥、水稻、玉米和大豆等，糧食產(chǎn)量約占全國總產(chǎn)量的1/6，是我國重要的糧食生產(chǎn)基地。該流域跨河南、安徽、江蘇、山東、湖北5 個省份、40 個地（市）、181 個縣（市），人口密集，2021 年常住人口2.17 億人， 約占全國總?cè)丝?5.36%，2021 年生產(chǎn)總值為15.08 萬億元，在我國經(jīng)濟和社會發(fā)展過程中占有極其重要的地位。但淮河流域地處中國南北氣候、高低緯度以及海陸空三種過渡地帶的交迭區(qū)域，“三農(nóng)”問題突出，人地資源差距較大，水資源時空分配不均，水資源人均占有量和單位面積耕地占有量嚴重不足，水土資源錯配，這些問題嚴重限制了耕地產(chǎn)能的增長，影響農(nóng)業(yè)發(fā)展；近年來，城鎮(zhèn)化發(fā)展速度加快，城市規(guī)模不斷擴大，城鎮(zhèn)化質(zhì)量相對較低，以犧牲生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)的城鎮(zhèn)發(fā)展，在很大程度上導(dǎo)致了淮河流域的土地資源承載力難以有效提升，所以本研究選取淮河流域作為研究區(qū)域，采用熵權(quán)TOPSIS 模型對2006—2021 年期間的土地資源承載力水平進行測度，使用空間自相關(guān)模型，對淮河流域35 個地級市土地資源承載力進行時空分異特征的實證分析，以期能直觀呈現(xiàn)出時空演變趨勢，為淮河流域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考。考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性和研究工作的方便，未選取湖北省的3 個縣以及流域內(nèi)面積很小的南京市、鎮(zhèn)江市、安慶市的岳西縣，僅對安徽省、江蘇省、山東省和河南省的35 個地級市展開研究（表1）。

（二） 數(shù)據(jù)來源

本研究選取各省2006—2021 年的《統(tǒng)計年鑒》、35 個地級市的《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展公報》和《水資源公報》的年末常住人口、GDP、農(nóng)作物播種面積、牲畜存欄數(shù)、水資源總量和供水總量等22 個指標(biāo)數(shù)據(jù)，土地利用面積數(shù)據(jù)則來源于各市對應(yīng)年份的國土調(diào)查結(jié)果、土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)、《統(tǒng)計年鑒》和政府官方文件和規(guī)劃文件數(shù)據(jù)等，其中部分缺失數(shù)據(jù)采用插值法補充。