倪 超,雷國平
(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院,哈爾濱150030;2.哈爾濱學(xué)院 地理系,哈爾濱150086)
土地是人類社會賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)[1]。伴隨著城市化進(jìn)程的不斷加快,人口的快速增長、資源的日益緊缺、環(huán)境的急劇惡化都極大地削弱了土地的承載能力,阻礙了土地資源的可持續(xù)利用和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。為緩解人地關(guān)系日益緊張的尖銳矛盾,尋求一條既能保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展對土地的需求又能使土地得到協(xié)調(diào)利用的有效途徑[2],土地綜合承載力的研究逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。國內(nèi)學(xué)者曾對此做過一些探索研究,對指導(dǎo)研究區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要參考價值。但研究對象多以同省市內(nèi)部比較為主,跨省間城市比較少。且研究方法多采用均方差決策法,其它研究方法較少[3-6]。
由于資源產(chǎn)業(yè)與資源型城市發(fā)展規(guī)律的作用,加之“高生產(chǎn)、高消耗、高污染”的傳統(tǒng)發(fā)展模式以破壞資源環(huán)境為代價來換取短暫的經(jīng)濟(jì)增長,迫使資源型城市必然經(jīng)歷“建設(shè)-繁榮-衰退-轉(zhuǎn)型-振興或消亡”的發(fā)展過程[7],面對資源枯竭型城市轉(zhuǎn)型這個世界性難題,盡管我國的一些資源型城市轉(zhuǎn)型已初見成果,但面臨的挑戰(zhàn)依舊嚴(yán)峻。上述背景下,深入開展資源枯竭型城市土地綜合承載力研究,不僅為有關(guān)部門制定合理人口政策、資源環(huán)境保護(hù)措施、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)決策依據(jù),而且有助于了解資源枯竭型城市土地利用狀況,診斷土地利用中存在的問題,對實(shí)現(xiàn)城市土地資源合理、集約、高效、持續(xù)利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
土地綜合承載力是指在某一時間和空間范圍內(nèi),一定的自然能源、科學(xué)技術(shù)和資金投入在保證與其社會文化準(zhǔn)則相符合的物質(zhì)生活水平條件下,土地資源所能持續(xù)承載人類各種活動的能力。土地綜合承載力是以土地資源為研究對象,涉及資源、環(huán)境、人口、社會、經(jīng)濟(jì)等各方面的一項(xiàng)綜合動態(tài)平衡研究。它既會因經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展而增強(qiáng),也可因生態(tài)環(huán)境的破壞而降低。因此,具有明顯的動態(tài)時變性。土地綜合承載力包括兩方面的含義:(1)就承載對象而言,土地綜合承載力研究的是整個人類社會的資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)活動的規(guī)模和強(qiáng)度,而不僅僅是“人口”、“資源”、“環(huán)境”等某一個體;(2)就承載體而言,與傳統(tǒng)的土地承載力相比,土地綜合承載力研究的重點(diǎn)不僅僅局限于“耕地”,而擴(kuò)展到土地利用類型中的各類用地[8]。既側(cè)重研究以耕地和后備耕地資源為中心的土地資源承載能力,也對非耕地資源進(jìn)行全方位的系統(tǒng)研究。
土地綜合承載力評價指標(biāo)體系是衡量土地綜合承載力各影響因素指標(biāo)的可量度參數(shù)集合,是反映社會全面進(jìn)步,體現(xiàn)以人為本,促進(jìn)人口、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境、社會協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合性評價體系,對于緩解日趨緊張的人地關(guān)系、挖掘土地資源內(nèi)在潛力、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步快速發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。構(gòu)建切實(shí)可行的土地綜合承載力評價指標(biāo)體系應(yīng)遵循如下原則:
2.1.1 科學(xué)性原則 所選指標(biāo)應(yīng)能真實(shí)、客觀地反映土地綜合承載力的具體情況,引用的數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確、翔實(shí),指標(biāo)的處理應(yīng)有數(shù)學(xué)理論依據(jù),從而使各指標(biāo)在評價體系中具有科學(xué)的定位。
2.1.2 全面性原則 土地綜合承載力評價是對土地系統(tǒng)進(jìn)行的一項(xiàng)綜合性評價,指標(biāo)的篩選應(yīng)全面、系統(tǒng)地反映土地綜合承載力的各個方面及其相互關(guān)系。凡能描述系統(tǒng)各層次狀態(tài)的指標(biāo)應(yīng)盡可能全面地列出,做到全方位地考慮問題,避免重要指標(biāo)的遺漏。
2.1.3 可行性原則 土地綜合承載力評價的關(guān)鍵在于評價方法的切實(shí)可行,指標(biāo)的可量化,數(shù)據(jù)的易獲取。因此,所選指標(biāo)要盡量利用現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)資料及相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
針對資源枯竭型城市生態(tài)環(huán)境惡化、土地退化、水資源需求告急等困境,選取園林綠地面積、工業(yè)二氧化硫及煙塵排放量、人均土地資源占有量、人均水資源、水土協(xié)調(diào)度等資源和環(huán)境類指標(biāo);針對資源枯竭型城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度單一、經(jīng)濟(jì)體系封閉、經(jīng)濟(jì)總量不足、地方財(cái)力薄弱等問題,選取第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重、實(shí)際利用外資額、人均地區(qū)生產(chǎn)總值、固定資產(chǎn)投資等經(jīng)濟(jì)類指標(biāo);根據(jù)資源枯竭型城市存在大量職工收入低于全國城市居民人均水平、失業(yè)人口增多的現(xiàn)狀,主要選取職工平均工資、城鎮(zhèn)登記失業(yè)人員數(shù)等社會及人口類指標(biāo),并結(jié)合土地綜合承載力系統(tǒng)具有自然、社會、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等各組成要素協(xié)同發(fā)展、相互影響的復(fù)合特點(diǎn),基于上述評價指標(biāo)體系的構(gòu)建原則,參照有關(guān)學(xué)者專家研究成果[3-6],同時考慮資料獲取的可操作性,從人口、資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)五個方面選取35個指標(biāo),建立資源枯竭型城市土地綜合承載力評價指標(biāo)體系,見表1。
表1 資源枯竭型城市土地綜合承載力評價指標(biāo)體系
為促進(jìn)資源型城市可持續(xù)發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展,國務(wù)院于2008年和2009年分兩批確定了44個資源枯竭型城市[9]。鑒于資料獲取可行性和統(tǒng)計(jì)指標(biāo)一致性考慮,本次只選取17個地級市作為研究對象,分別是撫順市、阜新市、盤錦市、遼源市、白山市、伊春市、七臺河市、淮北市、銅陵市、景德鎮(zhèn)市、萍鄉(xiāng)市、棗莊市、焦作市、黃石市、銅川市、白銀市、石嘴山市。
原始數(shù)據(jù)來源于2009年《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《黑龍江統(tǒng)計(jì)年鑒》、《吉林統(tǒng)計(jì)年鑒》、《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》、《江西統(tǒng)計(jì)年鑒》、《山東統(tǒng)計(jì)年鑒》、《河南統(tǒng)計(jì)年鑒》、《湖北統(tǒng)計(jì)年鑒》、《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒》、《甘肅統(tǒng)計(jì)年鑒》、《寧夏統(tǒng)計(jì)年鑒》及各省市國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)、政府工作報(bào)告及有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。
在多指標(biāo)綜合評價中,權(quán)重是衡量各指標(biāo)對評價目標(biāo)作用大小的參數(shù),因此,它的確定具有舉足輕重的作用。目前,確定權(quán)重的各種方法根據(jù)原始數(shù)據(jù)的來源不同,可以分為主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法兩大類。主觀賦權(quán)法多采取綜合咨詢評分的定性方法確定權(quán)重[10],如層次分析法、德爾菲法、綜合指數(shù)法等,這種方法容易受評價者個人經(jīng)驗(yàn)和偏好等人為因素的影響,夸大或降低某些指標(biāo)的作用,評價結(jié)果隨意性較大??陀^賦權(quán)法則是根據(jù)各指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系或變異程度確定權(quán)重。它可以減輕計(jì)算工作量,克服主觀因素的不利影響[10],如主成分分析法、離方差決策法、均方差決策法等。
本研究選取主成分分析法。主成分分析法是采用降維的思想,用少數(shù)幾個綜合指標(biāo)來替代原來多個指標(biāo)的一種統(tǒng)計(jì)分析方法。這種方法在解決實(shí)際問題中,既可以保留原始變量的主要信息,消除評價指標(biāo)之間的相關(guān)影響;又可以減少指標(biāo)選擇的工作量,避免片面追求個別指標(biāo)而忽略全局的傾向。
根據(jù)主成分分析法的基本原理,其主要步驟如下[11-13]:
①對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理式中:Yij——標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù);xij——原始數(shù)據(jù)。
②計(jì)算主成分貢獻(xiàn)率
式中:Pj——主成分貢獻(xiàn)率;λi——特征值
③計(jì)算第i個樣本的主成分得分
式中:Zim——第i個樣本在主成分上的得分;αnm——特征向量;Yin——標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。
④計(jì)算第i個樣本的綜合得分值
式中:Wi——綜合得分值;Pm——主成分貢獻(xiàn)率;Zim——第i個樣本在主成分上的得分。
表2 資源枯竭型城市人口、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境、社會子系統(tǒng)及綜合評價值
3.4.1 評價過程 以人口子系統(tǒng)為例,首先對所選數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與整理;其次采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,以消除各個變量量綱之間的差異;然后對標(biāo)準(zhǔn)化后數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析,得主成分的特征值及貢獻(xiàn)率;最后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化特征向量系數(shù)矩陣和原始變量標(biāo)準(zhǔn)化矩陣相乘得各主成分得分,再將各主成分得分與各主成分貢獻(xiàn)率之積相加,即為該子系統(tǒng)評價值得分。同理得經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境、社會子系統(tǒng)評價值及土地綜合承載力評價值(表2)。
3.4.2 結(jié)果分析 據(jù)表2可知,社會、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、人口子系統(tǒng)與土地綜合承載力曲線走勢均比較相近,表明這5個子系統(tǒng)對土地綜合承載力在一定程度上均有不同影響。首先,社會子系統(tǒng)與土地綜合承載力曲線走勢基本吻合,表明該系統(tǒng)對綜合承載力影響最為顯著。因?yàn)樯鐣酉到y(tǒng)是資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、人口子系統(tǒng)的綜合反映,直接決定土地綜合承載力的走勢情況。其次,環(huán)境和資源子系統(tǒng)走勢與土地綜合承載力曲線也比較相近,說明環(huán)境的優(yōu)劣、資源的多寡也在很大程度上影響土地綜合承載力的高低。最后,經(jīng)濟(jì)、人口子系統(tǒng)對土地綜合承載力的影響也同樣不容忽視,因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口素質(zhì)的提高有利于提升土地的綜合承載能力。
(1)人口子系統(tǒng)。評價值為正的城市全部地處我國華北和長江中下游區(qū),分別是焦作、淮北、棗莊、景德鎮(zhèn)、萍鄉(xiāng)、黃石6個城市;而評價值為負(fù)值的城市主要在西北和東北區(qū),共11個城市。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是:從自然條件上看,前6個城市位于華北平原和長江中下游平原,地勢低平、雨熱同季,資源稟賦豐裕。從區(qū)位角度上看,前6個城市地處環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈及國家弓形產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)合部,兼有沿江和沿海的雙重地緣優(yōu)勢。加之社會和諧穩(wěn)定、醫(yī)療水平提高等因素的共同影響,令前6個城市人口自然增長率明顯高于后11個城市。同時,經(jīng)濟(jì)的集聚效應(yīng)令人口的機(jī)械增長也比較明顯,從而使前者總?cè)丝诒戎叵鄳?yīng)大于后者。另外,完善的教育體系使人口素質(zhì)相對較高也是提升人口子系統(tǒng)評價值的重要因素。
(2)資源子系統(tǒng)。與人口子系統(tǒng)相同,資源子系統(tǒng)評價值為正的城市也有6個,分別是伊春、石嘴山、銅陵、景德鎮(zhèn)、白銀和七臺河。主成分中對評價值起關(guān)鍵性作用的主要是園林綠地及水土協(xié)調(diào)度指標(biāo)。首先,伊春、七臺河位于我國東北林區(qū),銅陵、景德鎮(zhèn)則位于我國東南林區(qū),兩大林區(qū)森林資源豐富。盡管石嘴山市無明顯森林分布,但農(nóng)田防護(hù)林和防風(fēng)固沙林工程成效顯著,這在很大程度上提升了城市資源子系統(tǒng)的排名序位。其次,由于6個城市毗鄰黃河、長江、松花江,水資源配合度較好,在一定程度上也相應(yīng)提高了子系統(tǒng)的評價值。而其余11個城市由于所處位置,林業(yè)資源匱乏,水資源配合度較差,使評價值排序靠后。
(3)環(huán)境子系統(tǒng)。在5個子系統(tǒng)中,環(huán)境子系統(tǒng)評價值要明顯優(yōu)于其它子系統(tǒng),共有8個城市的評價值為正,它們分別是撫順、淮北、銅陵、棗莊、萍鄉(xiāng)、景德鎮(zhèn)、焦作、盤錦。這些城市的共同特點(diǎn)是:工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率、工業(yè)固體廢物綜合利用率、生活垃圾無害化處理率等環(huán)境指標(biāo)均明顯高于其它城市,這與這些城市采取多種渠道加大生態(tài)環(huán)境治理,通過綜合利用工業(yè)固體廢棄物,對生活垃圾進(jìn)行無害化處理,提高工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率以最大限度地減少污染,有效改善城市生態(tài)環(huán)境有直接關(guān)系。以淮北市為例,2008年實(shí)施污染減排、環(huán)境優(yōu)美鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)等專項(xiàng)行動,清理關(guān)閉“十五小”、“新五小”企業(yè)11家[14],三廢達(dá)標(biāo)率明顯高于其它城市,這是使淮北市環(huán)境子系統(tǒng)評價值排序靠前的主要原因。
(4)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)。在17個城市中,只有撫順、黃石、棗莊3個城市評價值為正,其余城市此評價值均為負(fù)。環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的輻射作用為撫順、棗莊的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有力機(jī)遇。作為全國十大重工業(yè)城市之一的撫順是中國北方最大的石油化工城市,2008年實(shí)際利用外資比上年增長95.4%,固定資產(chǎn)投資和社會消費(fèi)品零售額也有較大幅度增長,全面推進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的跨越式發(fā)展。而作為長江經(jīng)濟(jì)開發(fā)帶的重要支點(diǎn)、武漢城市圈的副中心城市和鄂東區(qū)域經(jīng)濟(jì)龍頭的黃石工業(yè)基礎(chǔ)雄厚[15],黃石經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的大力發(fā)展使具有推動性的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)新行業(yè)及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)相對集聚,加強(qiáng)了周圍地區(qū)的經(jīng)濟(jì)活動,從而帶動整個黃石經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展。但也應(yīng)該看出,17個城市的經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)評價值普遍偏低,而資源枯竭、環(huán)境破壞等一系列社會問題是阻礙城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要制約因素。
(5)社會子系統(tǒng)。石嘴山、黃石、焦作、盤錦、銅陵、景德鎮(zhèn)市分別排在社會子系統(tǒng)的前6位。總的來看,這些城市比較完善的基礎(chǔ)設(shè)施和發(fā)展迅速的電信事業(yè)為社會子系統(tǒng)的增長奠定了良好基礎(chǔ)。如6個城市的用氣普及率和用水普及率平均值分別比17個城市的同類指標(biāo)平均值高10.76%和4.2%,從其余指標(biāo)也可看出明顯優(yōu)勢。以石嘴山市為例,公用電信網(wǎng)絡(luò)四通八達(dá),電話、互聯(lián)網(wǎng)普及率較高,市境內(nèi)供電、供水充裕,特別是隨著市委提出大力實(shí)施民心“三大工程”以及國電寧夏石嘴山發(fā)電有限責(zé)任公司、大武口第二水廠、石嘴山煤氣工程、道路工程等一批重點(diǎn)項(xiàng)目的建設(shè),基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到進(jìn)一步加強(qiáng)[16]。因此,石嘴山市在17個城市中社會子系統(tǒng)評價值最高。
根據(jù)土地綜合承載力評價值,采用聚類分析法對各城市進(jìn)行分類,排序結(jié)果見表3。
表3 資源枯竭型城市土地綜合承載力聚類表
(1)弱承載力區(qū)。包括阜新市、遼源市、白山市、七臺河市、銅川市、白銀市6個城市,綜合評價值在-0.454 0~-0.734 2之間,承載力水平較弱。此類城市的共同特點(diǎn)是5個子系統(tǒng)的利用狀況均不好,在各子系統(tǒng)排序中均靠后,僅七臺河市和白銀市資源子系統(tǒng)評價值為正,其余各城市各子系統(tǒng)評價值均為負(fù),致使綜合評價值及排序均較低。
(2)低承載力區(qū)。包括伊春市、盤錦市、萍鄉(xiāng)市3個城市,綜合評價值在-0.163 0~-0.253 5之間,承載力水平低。此類城市各子系統(tǒng)評價值低,排序稍高于第一類城市,但多數(shù)仍處于偏下水平。以盤錦市為例,人口、資源、環(huán)境子系統(tǒng)值均處于伊春市和萍鄉(xiāng)市之間,社會子系統(tǒng)值遠(yuǎn)高于伊春、萍鄉(xiāng)兩市,但經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)值排在兩市之后,致使綜合評價值及排序均位于兩市之間。
(3)中承載力區(qū)。包括石嘴山市、撫順市、淮北市3個城市,綜合評價值最低為-0.033 5,最高為-0.015 8,但整體仍均低于0,承載力狀況在4類城市中處于中等水平,各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性一般。根據(jù)協(xié)同論理論,一個子系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)是建立在另一個子系統(tǒng)損失的基礎(chǔ)之上,每個子系統(tǒng)不可能同時達(dá)到最優(yōu)狀態(tài),只有各子系統(tǒng)相互適應(yīng)、彼此協(xié)調(diào)、良性循環(huán),才能實(shí)現(xiàn)整體效益最大化,促進(jìn)系統(tǒng)最優(yōu)化發(fā)展[17]。以撫順市為例,環(huán)境與經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)評價值均列各城市之首,但人口子系統(tǒng)評價值排在第11位,導(dǎo)致土地綜合評價值不高。
(4)較高承載力區(qū)。此區(qū)共有5個城市,分別是黃石市、棗莊市、景德鎮(zhèn)市、銅陵市、焦作市,綜合評價值均大于0,承載力水平在4類城市中較好。僅資源子系統(tǒng)評價值排序靠后,其余子系統(tǒng)排序均較靠前。主要原因是地理位置優(yōu)越,棗莊、焦作地處華北區(qū),銅陵、景德鎮(zhèn)、黃石位于長江中下游區(qū),受經(jīng)濟(jì)帶輻射作用,經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)評價值較高。加之這些城市生態(tài)環(huán)境良好,人口與社會子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性較好,因此,土地綜合承載力評價值較高。但水資源時空分配不均、水土組合不平衡也是資源子系統(tǒng)排序靠后的障礙因素。
(1)由評價值結(jié)果可以看出:各子系統(tǒng)功能較弱,均處于較低的承載水平;且相互之間的協(xié)調(diào)程度不高,未形成整體的最優(yōu)狀態(tài)。因此,導(dǎo)致17個資源枯竭型城市的土地綜合承載力水平普遍較低。
(2)根據(jù)聚類分析結(jié)果可劃分為4個區(qū)域,分別是:弱承載力區(qū)、低承載力區(qū)、中承載力區(qū)、較高承載力區(qū)。針對不同的土地綜合承載力區(qū),今后可因地制宜地采取合理、持續(xù)、集約等不同的土地利用策略以提高各自的承載力水平。
(3)從綜合區(qū)劃角度來看,17個城市的土地綜合承載力空間差異比較顯著,評價值按由高到低的順序依次是華北區(qū)(棗莊、焦作)、長江中下游區(qū)(銅陵、景德鎮(zhèn)、黃石、淮北、萍鄉(xiāng))、東北區(qū)(撫順、伊春、盤錦、七臺河、阜新、白山、遼源)、西北區(qū)(石嘴山、白銀)及晉陜內(nèi)蒙古區(qū)(銅川),而前兩個區(qū)域的綜合承載力水平因地緣優(yōu)勢、資源稟賦等因素影響明顯高于后3個區(qū)域。
(4)鑒于相關(guān)數(shù)據(jù)資料難于獲取,在構(gòu)建土地綜合承載力評價指標(biāo)體系時,沒有考慮自然災(zāi)害、水土流失等因素對土地綜合承載力的影響,今后,對評價指標(biāo)還需更深入地篩選以逐步改進(jìn)此體系。此外,缺乏對資源枯竭型城市土地綜合承載力的動態(tài)時效性研究,也是今后有待于進(jìn)一步完善的地方。
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