杜勇/皮慶

（1．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心，湖北 武漢 430074；2．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，湖北 武漢 430074）

湖北省各市（州）土地資源承載力區(qū)域差異性研究

杜勇/皮慶

（1．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心，湖北 武漢 430074；2．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，湖北 武漢 430074）

運(yùn)用層次分析法從人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境四個(gè)方面建立了土地資源綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用矢量投影的方法，從時(shí)間和空間兩個(gè)維度對(duì)湖北省各市（州）土地資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)并建立分級(jí)評(píng)價(jià)體系，討論了全省17個(gè)市（州）近10年來(lái)土地資源承載力的發(fā)展趨勢(shì)。研究結(jié)果表明：(1)總體看來(lái)，湖北省土地資源承載力正在逐步增強(qiáng)，但土地人口承載力相對(duì)滯后；(2)湖北省土地資源承載力不穩(wěn)定，鄂東南地區(qū)土地資源承載力明顯高于其他地區(qū)，鄂西地區(qū)土地資源承載力較低，這與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有較大關(guān)系。建議：(1)實(shí)行嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度，提高人均耕地面積；(2)注重資源與環(huán)境問(wèn)題，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

土地資源承載力；區(qū)域差異；矢量投影；湖北

0 引言

我國(guó)人口基數(shù)大，土地資源相對(duì)稀缺，當(dāng)前城市規(guī)模日益擴(kuò)大，對(duì)土地資源的破壞也在加劇，由此帶來(lái)的地質(zhì)、環(huán)境問(wèn)題威脅著人類的生存與發(fā)展，如滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，生活空間減少，進(jìn)一步加劇了資源、環(huán)境與人口之間的矛盾。土地資源承載力的研究有助于科學(xué)認(rèn)識(shí)資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀，緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源短缺之間的矛盾，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者圍繞土地資源承載力進(jìn)行過(guò)大量的相關(guān)研究，早期研究主要集中在農(nóng)業(yè)土地的可供養(yǎng)人口[1-2]。國(guó)外研究中較有影響的有1948年美國(guó)學(xué)者威廉·福格特（William Vogt），他認(rèn)為土地資源承載力是區(qū)域內(nèi)土地對(duì)人口和動(dòng)物提供食宿的能力，并明確提出土地資源承載力的計(jì)算公式，從而為進(jìn)一步研究土地資源承載力提供了基礎(chǔ)。1973年澳大利亞科學(xué)家采用多目標(biāo)決策分析方法，從各種資源（土地、水、氣候、能源等）對(duì)人口的限制角度出發(fā)，對(duì)澳大利亞的土地資源承載能力進(jìn)行了動(dòng)態(tài)研究。此外，1983年聯(lián)合國(guó)人口基金要求糧農(nóng)組織和國(guó)際實(shí)用系統(tǒng)分析研究所在考慮了多種影響因素的前提下，估算了世界不同地區(qū)潛在的人口承載量，這一研究綜合了土地、氣候、技術(shù)發(fā)展水平和基礎(chǔ)設(shè)施的投入等因素，在不同的條件下，土地資源所能供養(yǎng)的人口數(shù)量。這些研究結(jié)論現(xiàn)在已被廣泛接受，主要是探討糧食和土地、人口間的關(guān)系，實(shí)質(zhì)是研究人類需求與資源供給的平衡發(fā)展問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)關(guān)于土地資源承載力的研究興起于20世紀(jì)80年代后期，但是研究主流仍然集中在耕地、糧食、人口承載量方面[3-4]。國(guó)內(nèi)研究較早的是中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)研究所，以封志明為代表的學(xué)者主要以人糧關(guān)系為基礎(chǔ)，構(gòu)建土地資源承載指數(shù)，從全國(guó)、分省、分縣3個(gè)空間尺度定量評(píng)價(jià)了1949-2005年中國(guó)土地資源承載力演變的時(shí)空格局，為國(guó)內(nèi)有關(guān)土地資源人口承載力的研究奠定了基礎(chǔ)。此外，很多學(xué)者從不同的方面構(gòu)建了土地資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)不同類型的地區(qū)土地承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)。如王書華、毛漢英等（2001），藍(lán)丁?。?007），郭志偉（2008），譚勇(2009)，謝強(qiáng)蓮（2009），孫慧（2009）等都從不同的角度，構(gòu)建了土地資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從系統(tǒng)的角度或者是從可持續(xù)發(fā)展的角度，對(duì)土地資源承載力進(jìn)行定量研究。在研究方法上，計(jì)算土地人口承載力的方法已經(jīng)相對(duì)成熟和完善，計(jì)算方法由靜態(tài)轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)分析，如系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和數(shù)學(xué)模型也廣泛應(yīng)用于土地資源人口承載力研究。此外，RS、GIS、GPS等技術(shù)日益被應(yīng)用到土地承載力研究領(lǐng)域中。

本文在綜合已有研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)土地資源與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、人口、生態(tài)環(huán)境間的內(nèi)在關(guān)系，提出了土地資源承載力的定義。認(rèn)為土地資源承載力是指在特定區(qū)域范圍內(nèi)，在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下，在一定時(shí)期內(nèi)全部可利用的土地資源能夠承載的各種人類活動(dòng)的規(guī)模的限制及所能夠達(dá)到的最大限度土地資源[5]。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法

1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

土地資源承載力要綜合反映一個(gè)區(qū)域土地的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)承載狀況，分析當(dāng)前區(qū)域土地利用的結(jié)構(gòu)以及土地與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中環(huán)境問(wèn)題的協(xié)調(diào)關(guān)系。要準(zhǔn)確、客觀地反映土地資源承載力，構(gòu)建科學(xué)的指標(biāo)體系是至關(guān)重要的。因此，在進(jìn)行指標(biāo)體系設(shè)計(jì)時(shí)必須要遵循區(qū)域特殊性、層次性、目的性、動(dòng)態(tài)性和可操作性等原則。本文對(duì)“中國(guó)知網(wǎng)”上45篇相關(guān)研究文獻(xiàn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行頻率統(tǒng)計(jì)，并結(jié)合土地資源與人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系[5-7]，利用層次分析法將綜合目標(biāo)逐層分解。在土地資源承載力這一總指標(biāo)下，從人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境四個(gè)方面建立4個(gè)二級(jí)指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上再分解為14個(gè)可直接量化的三級(jí)指標(biāo)，最終構(gòu)建了湖北省土地資源綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。具體指標(biāo)如表1所示。

表1 土地資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源、處理方法與指標(biāo)權(quán)重

1.2.1數(shù)據(jù)來(lái)源和處理方法

研究中數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》（2003-2012年）、《湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2003-2012年）、《湖北省環(huán)境質(zhì)量狀況公報(bào)》（2002-2011年）以及各地市（州）的統(tǒng)計(jì)年鑒等，其中部分指標(biāo)要經(jīng)過(guò)計(jì)算才能夠得到。在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析之前，要對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以消除量綱的影響。對(duì)越大越優(yōu)型評(píng)價(jià)指標(biāo)（效益型指標(biāo)）采用公式1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

對(duì)越小越優(yōu)型評(píng)價(jià)指標(biāo)（成本型指標(biāo)）采用公式2進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

其中，Xmax（j）、Xmin（j）分別為樣本數(shù)據(jù)中的評(píng)價(jià)指標(biāo)j的最大值和最小值。通過(guò)公式計(jì)算得到的X*(i，j)為區(qū)間在[0，1]上的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.2.2指標(biāo)權(quán)重的確定

由于不同地區(qū)之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、資源稟賦、政策條件的差異性，不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)在最終的衡量結(jié)果中所起的作用也是不同的，即指標(biāo)權(quán)重不同會(huì)影響最終的評(píng)價(jià)結(jié)果。為避免權(quán)重確定的主觀隨意性，本文將采用較為客觀的熵權(quán)法，根據(jù)各評(píng)價(jià)對(duì)象的指標(biāo)值來(lái)確定指標(biāo)權(quán)重。具體的確定權(quán)重的方法如下：

1.3 評(píng)價(jià)方法

本文從矢量投影的角度，提出資源環(huán)境承載力的投影評(píng)價(jià)方法。具體的計(jì)算步驟如下：

(1)將每個(gè)樣本視為一個(gè)m維向量，若記理想樣本為A0=(a10，a20，… am0)T，本研究中以2002年的數(shù)據(jù)值作為理想樣本，其他待評(píng)樣本為Aj=(a1j，a2j，… amj)T，j=1，2，… n。則Aj與A0之間的投影角Φj滿足公式3：

可得到rj（即夾角余弦值）的結(jié)果。

(3)計(jì)算投影值。用評(píng)價(jià)對(duì)象在理想對(duì)象上的投影距離表示某地區(qū)土地資源承載力狀況。可以用投影值YDj作為土地承載力的評(píng)價(jià)指數(shù)，0＜YDj＜1，且YDj為越大越優(yōu)，也即代表該地區(qū)的土地資源承載力就越大，因而可根據(jù)投影值YDj的大小對(duì)各評(píng)價(jià)對(duì)象的土地承載力狀況進(jìn)行比較。

2 實(shí)證研究

2.1 研究區(qū)概況

湖北省地處我國(guó)中部腹地，位于長(zhǎng)江中游地區(qū)，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，全省總面積18.59萬(wàn)km2，自然條件優(yōu)越，土地資源豐富。湖北省可劃分為平原、崗地、丘陵和山地四種土地類型，其中以山地面積為主，占全省總面積的46.86%；丘陵占21.05%；崗地占14.44%；平原占17.65%。由于土地類型各異，不同地區(qū)土地利用也呈現(xiàn)多元化的特點(diǎn)。鄂西地區(qū)以山地為主，土地利用以林地居多，耕地所占比例較??；鄂東南地區(qū)主要以低山丘陵為主，水源灌溉條件好，盛產(chǎn)水稻等糧食以及油料等作物；耕地主要分布在江漢平原、鄂東沿江平原等地。

2.2 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

2.2.1總體評(píng)價(jià)結(jié)果

在確定每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重之后，同樣由熵權(quán)法可確定人口承載力、經(jīng)濟(jì)承載力、社會(huì)承載力和生態(tài)環(huán)境承載力的權(quán)重，各分項(xiàng)承載力等于各單項(xiàng)指標(biāo)乘以相應(yīng)權(quán)重之和，最后計(jì)算湖北省土地資源綜合承載力分值，計(jì)算結(jié)果見表2，變化趨勢(shì)見圖1。

表2 2002-2012年湖北省土地資源承載力分值

圖1 2002-2012年湖北省土地資源承載力變化趨勢(shì)

如圖1所示，2002年以來(lái)湖北省土地資源綜合承載力呈穩(wěn)定上升的趨勢(shì)，僅2012年略有下降，但是土地資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展之間的矛盾依然存在，表現(xiàn)在土地資源與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、人口之間的不協(xié)調(diào)。土地資源單項(xiàng)承載力大多呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但波動(dòng)較大。土地人口承載力最低，且在2006-2012年間變化較明顯，很不穩(wěn)定；土地經(jīng)濟(jì)承載力在2002年最低，然后一直穩(wěn)步上升；土地社會(huì)承載力在2010年來(lái)有所下降；土地生態(tài)環(huán)境承載力在2004年之前是下降的，之后逐漸提高，2008年之后略有下降，表明近年來(lái)湖北省土地資源的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題逐漸凸顯出來(lái)。

2.2.2各市（州）評(píng)價(jià)結(jié)果

通過(guò)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化標(biāo)準(zhǔn)化處理，并根據(jù)投影值的計(jì)算方法，對(duì)湖北省17個(gè)地市（州）土地資源承載力的投影值進(jìn)行計(jì)算，具體計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 2002-2012年湖北省各市（州）土地資源承載力評(píng)價(jià)得分

根據(jù)以上計(jì)算出來(lái)的結(jié)果，為了更科學(xué)地判斷湖北省土地資源承載力的大小，本研究在總結(jié)已有文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上[8]，建立了分級(jí)評(píng)價(jià)體系。土地資源承載力最終得分在0-1之間，分值越高，表明該地區(qū)的土地資源承載力越強(qiáng)。以0.6為基本標(biāo)準(zhǔn)，大于0.6表明土地資源承載力能較好地滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展要求。具體的分級(jí)體系如下：0.8以上表明土地資源承載力高，0.6-0.8表明承載能力較高，0.4-0.6表示中級(jí)承載力，0.2-0.4表示低承載力，0小于0.2表示弱承載力，見表4。

表4 土地資源承載力評(píng)價(jià)分級(jí)體系

結(jié)果表明，2002-2012年來(lái)，湖北省各市（州）土地資源承載力變化較大。由于篇幅有限，以2002年、2005年、2008年和2012年的計(jì)算結(jié)果為例，運(yùn)用Coredraw軟件進(jìn)行繪圖，結(jié)果如圖2所示。

3 結(jié)論與政策建議

3.1 主要結(jié)論

本文從人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境四個(gè)方面建立土地資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用熵權(quán)法來(lái)確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，最后從矢量投影的角度來(lái)計(jì)算湖北省各市、州土地資源承載力的投影值，得出湖北省土地資源綜合承載力與土地單項(xiàng)承載力。結(jié)論較為準(zhǔn)確，實(shí)用性較強(qiáng)，對(duì)指導(dǎo)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展有一定的借鑒作用。研究結(jié)果表明：

(1)從2002-2012年來(lái)，湖北省土地資源綜合承載力正在逐步增強(qiáng)，承載力較強(qiáng)的區(qū)域面積在不斷擴(kuò)大，變化較明顯。但是，土地資源各單項(xiàng)承載力之間仍然存在不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，土地人口承載力相對(duì)滯后，制約了土地資源綜合承載力的提高。

(2)湖北省土地資源承載力不穩(wěn)定，承載力較低的區(qū)域所占面積仍然較大，鄂東南地區(qū)土地資源承載力明顯高于其他地區(qū)，鄂西地區(qū)土地資源承載力較低，這與省內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平區(qū)域差異有較大關(guān)系。

3.2 政策建議

(1)實(shí)行嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度，提高人均耕地面積?？傮w來(lái)看，影響湖北省土地資源承載力水平的因素較多，但是在其四個(gè)分項(xiàng)承載力中，人口承載力波動(dòng)較大，這主要與湖北省人均耕地面積較少有較大關(guān)系，也影響了人均糧食產(chǎn)量。

(2)土地資源承載力是一個(gè)綜合概念，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不一定會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)承載力越來(lái)越好，還必須要考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的資源消耗問(wèn)題。因此，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，必須要注重資源與環(huán)境問(wèn)題，提高資源節(jié)約利用效率，降低能耗和污染排放，才能從整體上提高土地對(duì)經(jīng)濟(jì)、人口和社會(huì)的承載力，最終促進(jìn)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。

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Research on Regional Differences Relating Land Resource Carrying Capacity of All the Cities and Counties (Districts) of Hubei Province

DU Yong, PI Qing
(1. Research Center of Resources and Environmental Economics, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074; 2. School of Economics and Management, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074)

This paper sets up the evaluation system of the comprehensive bearing capacity of land resources from the aspects such as population, economy, society, and ecological environment by using analytic hierarchy process. It also calls for an evaluation on land resource carrying capacity of all the cities and counties (districts) of Hubei province from the time and spatial dimension by using the method of vector projection. And then grading evaluation system is established; trend of development of land resource carrying capacity in 10 years of 17 cities and counties (districts) of Hubei province is also discussed. The results prove that overall, land resource bearing capacity is gradually enhanced, but land population carrying capacity is lagging. Land resource carrying capacity in the southeast of Hubei province is significantly higher than in other regions; and in the western Hubei province relatively low, which is related to the level of economic development. In response to this, this paper offers that arable land protection system must be strictly enforced; the per capita arable land must be increased; resource and environmental problems must be paid more attention to so as to promote sustainable development.

land resource carrying capacity; regional differences; vector projection; Hubei

F301.0；F062.1

C

1672-6995（2015）03-0060-06

2014-11-01；

2014-11-19

國(guó)家社科重大項(xiàng)目（11&ZD040）

杜勇（1968-），男，新疆維吾爾自治區(qū)克拉瑪依市人，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院博士研究生，主要研究方向?yàn)橘Y源產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)。