資源環(huán)境承載力在淅川庫區(qū)土地利用優(yōu)化中的應(yīng)用

摘 要：針對淅川庫區(qū)，建立了一套因地制宜的資源環(huán)境容量評價指標(biāo)，并對該區(qū)的土地利用狀況和資源環(huán)境承載力進行了深入分析。通過系統(tǒng)評估淅川縣的土地利用總量、空間分布及其時空變化，揭示了區(qū)域資源與環(huán)境特征，進而探索了一種基于這些特征的綜合評估方法。研究結(jié)果為淅川庫區(qū)土地利用優(yōu)化和資源環(huán)境管理提供了科學(xué)依據(jù)，并提出了具體的策略建議。

關(guān)鍵詞：淅川庫區(qū) 承載力 環(huán)境容量 土地利用優(yōu)化

中圖分類號：S159

Application of Resource and Environmental Carrying Capacity in Land Use Optimization in Xichuan Reservoir Area

ZHANG Wenjing1 LI Jun2 ZHANG He1

1.Henan College of Surveying and Mapping，Zhengzhou， He’nan Province， 450000 China; 2. Construction Industrial & Energy Engineering Group Co.， Ltd.， Zhengzhou， He’nan Province， 450000 China

Abstract： This study establishes a set of context-specific indicators for evaluating the resource and environmental capacity of the Xichuan Reservoir Area， and conducts an in-depth analysis of the region's land use status and resource environmental carrying capacity. By systematically assessing the total amount of land use， spatial distribution， and their temporal changes in Xichuan County， this paper reveals the regional resource and environmental characteristics， thereby exploring an comprehensive evaluation method based on these features. The results have provided a scientific basis for optimizing land use and managing resources and environment in the Xichuan Reservoir Area， proposing specific strategic recommendations to promote sustainable development and ecological protection in the region..

Key Words： Xichuan Reservoir Area; Carrying capacity; Environmental capacity; Land use optimization

資源環(huán)境承載力評價對理解區(qū)域資源和環(huán)境的支撐能力極為關(guān)鍵，尤其在國土空間規(guī)劃中，它有助于解決土地資源緊張、水資源短缺和生態(tài)功能退化等問題[1-2]。這一工具的發(fā)展起始于20世紀(jì)初土地資源承載力概念的提出，并逐步拓展到水資源、能源和礦產(chǎn)資源，尤其是環(huán)境問題加劇時期，環(huán)境承載力的概念開始受到關(guān)注[3]。隨著可持續(xù)發(fā)展概念的普及，資源環(huán)境承載力的研究范疇擴大，現(xiàn)在不僅包括資源消耗，還涉及資源消耗、環(huán)境變化與人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響[4]。評價方法多樣化，涵蓋能值法、阻尼系數(shù)法、主成分分析法等[5-7]，反映了該領(lǐng)域研究方法的多樣性。

針對淅川庫區(qū)的特殊情況，建立了一套適宜的評價指標(biāo)體系，并進行了全面的資源環(huán)境容量評估。這一評估為淅川庫區(qū)的土地利用優(yōu)化和規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)，并為其他類似區(qū)域的評價方法提供了借鑒。未來研究將專注于生態(tài)脆弱區(qū)域的資源環(huán)境承載力評估，尤其是系統(tǒng)內(nèi)協(xié)調(diào)性及影響因素的定量分析，以提升國土空間規(guī)劃的科學(xué)性和有效性。

1 研究區(qū)概況

淅川庫區(qū)位于河南省西南部，具有北亞熱帶至暖溫帶的氣候特征，地形以西北部的低山、東南部的崗地和中部的丘陵為主，擁有亞洲最大的人工湖——丹江口水庫。該區(qū)域是伏牛山和秦嶺的延伸部分，與湖北省接壤，山脈主要東西走向，海拔在900 m左右，導(dǎo)致該地區(qū)具有獨特的氣候條件，年平均氣溫約16 ℃，無霜期約228天。淅川庫區(qū)是長江與漢江的重要組成部分，丹江貫穿全境，區(qū)內(nèi)多條支流匯入，形成豐富的水系。這些水系占據(jù)了全省近93%的土地，為地區(qū)提供了豐富的水資源。該地區(qū)的水資源和獨特地理位置使其成為河南省重要的水利樞紐和生態(tài)保護區(qū)，對維護區(qū)域水安全和生態(tài)平衡具有關(guān)鍵作用。

2 評價指標(biāo)體系與評價

2.1 數(shù)據(jù)來源及處理

土地利用數(shù)據(jù)來源于淅川縣自然資源局；資源環(huán)境承載力評價中所用到的單要素指標(biāo)分析數(shù)據(jù)主要來源于中科院資源與環(huán)境數(shù)據(jù)中心、地理空間數(shù)據(jù)云、規(guī)劃云POI興趣點爬取、統(tǒng)計局、氣象局以及網(wǎng)絡(luò)資料文獻數(shù)據(jù)等；單要素指標(biāo)處理采用ArcGIS10.2進行空間分析，本評價分析主要利用核密度分析、線密度分析以及通過對鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行賦值和克里金空間插值等空間數(shù)字化的形式進行處理，以得到單要素評價結(jié)果，再將各個評價結(jié)果按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進行疊加分析，根據(jù)加權(quán)綜合求值法，得出綜合評估結(jié)果。

2.2 評價指標(biāo)的選取

依據(jù)差異性、科學(xué)性、層次性、可操作性的選擇原則，建立的資源環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系綜合涉及資源承載力、環(huán)境承載力和社會經(jīng)濟承載力三個主要方面。資源承載力通過土地資源承載力（耕地面積占比、人均耕地面積、耕地質(zhì)量、建設(shè)用地面積占比、人均建設(shè)用地面積）、水資源承載力（人均水資源量）、旅游資源承載力（旅游資源吸引力）和區(qū)位資源承載力（交通便利度和到達(dá)區(qū)域中心便利度）進行評估。環(huán)境承載力從生態(tài)環(huán)境承載力（林草覆蓋率、生物多樣性指數(shù)、水源涵養(yǎng)指數(shù)）和地理環(huán)境承載力（高程和坡度）兩個維度進行分析。社會經(jīng)濟承載力則通過社會狀況承載力的兩個關(guān)鍵指標(biāo)：人口密度和城鎮(zhèn)化率，來衡量。

2.3 資源環(huán)境承載力評價

依據(jù)資源環(huán)境承載力理論，融合“雙評價”準(zhǔn)則與現(xiàn)有方法，運用ArcGIS10.2對淅川庫區(qū)進行了資源、環(huán)境和社會經(jīng)濟承載力的空間分析，形成綜合評價結(jié)果。評估流程首先確定指標(biāo)體系，進行分級，選取與研究區(qū)相符的指標(biāo)，并調(diào)整權(quán)重，建立高至低5個等級的評價體系。其次，對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化。設(shè)置30 m×30 m的網(wǎng)格單元，運用多值提取至點方法，進行極值標(biāo)準(zhǔn)化處理以得到無量綱化數(shù)據(jù)。公式如下：

另外，應(yīng)用熵值法確定各指標(biāo)權(quán)重，進行規(guī)范化處理，具體計算步驟包括：計算每個因子的特征比重、計算熵值、確定權(quán)重系數(shù)。之后，基于ArcGIS10.2進行空間分析，采用核密度分析法、克里金插值法、反距離權(quán)重法等。綜合指標(biāo)值的計算原理如下：

式（2）中：是資源環(huán)境承載力的綜合評估值；為單要素id的指標(biāo)值；為熵值法得權(quán)重。

評價結(jié)果的分等定級基于級別指數(shù)，直接映射各評價單元的資源環(huán)境承載力水平。具體分級如下：級別指數(shù)在4.5～5.0之間的為高承載級別，適合人類活動；3.5～4.5之間為中高承載級別，可較好地支持人類活動；2.5～3.5之間為中承載級別，具有一般的支持能力；1.5～2.5之間為中低承載級別，支持能力較弱；1.0～1.5之間為低承載級別，難以支撐人類活動，應(yīng)優(yōu)先考慮生態(tài)保護。

3 研究區(qū)資源環(huán)境承載力評價結(jié)果

通過制定的指標(biāo)體系和評價方法，對淅川縣的資源環(huán)境承載力進行了評價。經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理和權(quán)重計算，各指標(biāo)的評價結(jié)果被疊加分析，進而對評價結(jié)果進行了分等定級，得到了2020年淅川縣資源環(huán)境承載力的評價結(jié)果圖。根據(jù)結(jié)果分析來看，在資源承載力方面，淅川縣的耕地面積比、人均耕地面積、建設(shè)用地占比以及人均建設(shè)用地整體上都呈現(xiàn)南高北低的狀態(tài)，而土地質(zhì)量等級分布不均，整體上處于南低北高的狀態(tài)；人均水資源整體上較高，中部及南部非常充沛，這與庫區(qū)水資源分配有較大關(guān)系。旅游資源方面，主要集中圍繞在庫區(qū)附近，以丹江口水庫渠首為中心，形成了旅游帶；在區(qū)位資源方面來看，交通便利度在庫區(qū)圍繞中心城區(qū)向四周輻射，在香九厚以及龍商上地區(qū)的便利度較高。在環(huán)境承載力方面，淅川縣的土壤保持能力以及生物多樣性在整體上都不是很樂觀，大都處于低承載力水平，而水文調(diào)節(jié)能力上，庫區(qū)表現(xiàn)中高水平，生物多樣性在水庫流域及其附近不容樂觀，呈現(xiàn)低承載力水平。在社會經(jīng)濟承載力方面，城鎮(zhèn)化率較高的區(qū)域主要集中在荊寺西、龍商上地區(qū)以及香九厚地區(qū)；人口密度在荊寺西地區(qū)較為集中。

從評價結(jié)果來看（表1）：高承載等級區(qū)域占總面積的4%，中高承載為7%，中承載為26%，中低承載為21%，低承載等級區(qū)域占42%。淅川縣的資源環(huán)境承載力主要集中在中到低承載級別，占總面積的68%，顯示該地區(qū)對人類活動的支撐能力較弱。承載力的分布與地理和環(huán)境特征緊密相關(guān)，提示需要調(diào)整資源和環(huán)境管理策略，避免資源過度消耗和環(huán)境退化。較高承載力的區(qū)域包括厚坡鎮(zhèn)、丹陽鎮(zhèn)等，而多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)承載力中等偏低，強調(diào)了加強管理，促進可持續(xù)發(fā)展的必要性。

4 結(jié)論

對淅川庫區(qū)的資源環(huán)境承載力進行了綜合評價，并基于評價結(jié)果提出了土地利用的優(yōu)化建議。通過對淅川縣的土地利用總量、空間分布以及資源環(huán)境特征的詳細(xì)分析，確定了該區(qū)域的資源環(huán)境承載力主要集中在中低承載級別，這一發(fā)現(xiàn)對于指導(dǎo)未來的土地規(guī)劃和資源管理具有重要意義。尤其是針對低承載力區(qū)域，建議將其納入生態(tài)保護紅線區(qū)，以確保這些脆弱地帶得到充分保護。同時，對于具有較高承載力的區(qū)域，建議通過優(yōu)化城鎮(zhèn)空間布局，促進經(jīng)濟發(fā)展同時保護生態(tài)環(huán)境。此外，強調(diào)了加強水源保護、水土保持和污染控制的重要性，以維持丹江口水庫及其周邊環(huán)境的穩(wěn)定與健康。最終，通過實施這些綜合管理策略，旨在促進淅川庫區(qū)資源的可持續(xù)利用，保障生態(tài)安全，促進社會經(jīng)濟與自然環(huán)境的和諧共生。

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