謝文 劉穗 郭熙 匡麗花

摘要：隨著經(jīng)濟社會的不斷進步與發(fā)展，土地資源的開發(fā)利用不斷的深化，人類活動在改變土地的地表特征和景觀格局的同時，增大了土地資源的承受壓力。本文選取江西省上饒市萬年縣作為研究對象，通過對萬年縣2005年、2016年這兩個時段的Landsat ETM遙感影像進行分析處理，得到萬年縣兩個時段的土地利用信息，綜合考慮人口、資源、環(huán)境三者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，構建了萬年縣土地資源承載力評價體系，并采用均方差決策法，對萬年縣的土地資源承載能力進行評價分析，研究結果表明在2005年到2016年期間，萬年縣的土地承載力有了很大的提高，土地利用效率和土地利用結構都呈上升趨勢， 但2016年土地利用強度得分低于2005年，原因是萬年縣國土面積不變而人口卻是在持續(xù)增長過程中，所以人口密度只增不減，另外，耕地面積雖然也有增加，但是增速遠低于人口增長速度，所以人均耕地面積也是下降的，但總的來說，萬年縣的土地資源承載力是有很大提高的，土地利用效率有所提高。

關鍵詞：遙感影像;土地資源承載力;萬年縣

中圖分類號：P284 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2019）13-0050-03

Abstract： With the continuous progress and development of the economy and society， the exploitation and utilization of land resources are also deepening. Human activities change the land surface characteristics and landscape pattern at the same time. Therefore， it is very important to study the bearing capacity of land resources in various regions. In this paper， Wannian County， Shangrao City， Jiangxi Province， is selected as the research object. Through the analysis and processing of the Landsat ETM remote sensing images of Wannian County in 2005 and 2016， the land use information of Wannian County in these two periods is obtained， and the population is considered comprehensively. With the coordinated development of resources and environment， the evaluation system of land resource carrying capacity in Wannian county is constructed. The mean square deviation decision method is adopted to evaluate and analyze the carrying capacity of land resources in Wannian county. The results show that in the period from 2005 to 2016， the land resource carrying capacity of Wannian county is evaluated and analyzed. The carrying capacity of land in Wannian County has been greatly improved， land use efficiency and land use structure are on the rise， but the score of land use intensity in 2016 is lower than that in 2005. The reason is that the land area of Wannian County is fixed and the population is in the process of sustained growth， so the population density only increases unabated. In addition， although the area of cultivated land has also increased， However， the growth rate is far lower than the rate of population growth. Therefore， the per capita cultivated land area is also declining. But in general， the carrying capacity of land resources in Wannian County has been greatly improved， and the efficiency of land use has been improved.

Key words： Remote sensing image; land resource carrying capacity; Wannian county

隨著人口的不斷增長和經(jīng)濟社會的穩(wěn)定發(fā)展，作為一個人口多土地少的發(fā)展中國家，我國的土地資源的壓力越來越大[1]。因此在越來越強調(diào)可持續(xù)發(fā)展的當今時代，研究土地資源的承載能力成了研究土地資源的熱點和重點[2]。

萬年縣生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，但是隨著經(jīng)濟發(fā)展以及人們對美好生活的追求，人們對土地的利用也在十幾年間發(fā)生了巨大的變化， 2005-2016年期間，萬年縣城鎮(zhèn)化進程和工業(yè)化進程都快速向前發(fā)展，這對土地資源承載能力產(chǎn)生深遠影響，因此，在時間上對萬年縣進行土地資源承載力對比評價分析十分必要。

本文選取萬年縣2005年和2016年的遙感影像圖為基礎數(shù)據(jù)對萬年縣土地資源承載力進行評價，為有效提高萬年縣土地資源承載力、合理規(guī)劃土地開發(fā)利用方向、保護耕地、積極有效控制城鎮(zhèn)規(guī)模、改善土地資源缺乏等問題提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)處理

1.1 研究區(qū)概況。

萬年縣位于江西省東北部鄱陽湖東南，是饒昌景鷹這4個城市的樞紐節(jié)點，處于環(huán)鄱陽湖地區(qū)和海西經(jīng)濟區(qū)的前沿位置。位于東經(jīng)116°46′41″～117°15′16″，北緯28°30′00″～28°54′08 ″?？偯娣e為1140.7600平方公里，2005年人口總數(shù)是358000萬人，2016年人口總數(shù)是435000萬人。萬年縣是世界稻米的發(fā)源地之一。萬年縣東邊與弋陽縣以及鷹潭市的貴溪市相鄰，南邊和鷹潭市余江縣相接，西邊跟余干縣接壤，北面和樂平市相連還有與鄱陽縣隔著樂安河相望?？h城距離南昌93千米，景德鎮(zhèn)76千米，鷹潭56千米，上饒95千米。萬年縣生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，但是隨著城市化和工業(yè)化進程的加快土地可持續(xù)利用與社會經(jīng)濟發(fā)展之間的矛盾也日益凸顯。

1.2 數(shù)據(jù)的獲取與處理。

（1）數(shù)據(jù)的獲取。

本文所用的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來自萬年縣國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報。遙感影像數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云下載的2005年7月和2016年7月兩個時期的Landsat ETM遙感影像圖，并對其進行預處理和分類，以此來獲取萬年縣兩個時期的土地利用數(shù)據(jù)。

（2）遙感數(shù)據(jù)的處理。

本文利用ENVI5.3里的ENVI Classic對兩期遙感影像進行以下處理：①去壞條帶及云層;②將九個波段堆積在一起;③用基于地理坐標系的方法對遙感影響進行拼接;④裁剪和圖像增強等預處理。根據(jù)國家土地利用現(xiàn)狀分類的相關規(guī)定，結合研究區(qū)的具體情況將研究區(qū)的土地利用類型劃分為耕地、水域、林地、建設用地、園地、未利用地等六類[3]。此次研究對遙感影像進行分類采用的方法是監(jiān)督分類法，通過ENVI Classic里的感興趣區(qū)對遙感影像制定合理的樣本之后在執(zhí)行監(jiān)督分類后，利用ArcMap10.2出圖，得到兩個時期的萬年縣土地信息提取圖。

2005年精度評價結果，Overall Accuracy = 99.8630%， Kappa Coefficient = 0.9981，大于最低分類精度標準（70%）;2016年精度評價結果，Overall Accuracy = 98.5043%， Kappa Coefficient = 0.9806，大于最低分類精度標準（70%）。所以，此次分類結果可行。分類結果見圖1、2。

2 研究方法

2.1 評價指標體系的建立。

土地承載力和土地資源利用強度、土地資源利用效率、土地資源利用結構等多方面有關，因此在構建土地資源承載力評價指標體系時堅持系統(tǒng)性、典型性、實用性以及動靜態(tài)結合原則。因此本文在遵循該原則的基礎上，結合萬年縣實際情況，選擇土地利用強度、土地利用效率、土地利用結構三個準則層下面的十一個指標層構成萬年縣土地資源承載力評價指標體系。詳見表1。

2.2 標準值的確定和指標量化。

標準值的確定在遵循①標準值盡量采用已由國家標準或國際標準規(guī)定的指標數(shù)值;②參考國內(nèi)外具有良好借鑒意義的標桿城鎮(zhèn)的現(xiàn)狀值;③盡量與國家已有相關資料的目標值一致或優(yōu)于已有目標值;④當數(shù)據(jù)不夠完整而且缺失的是指標體系中必須要有的指標時，采取相似指標暫時代替或者用專家咨詢結果來確定[3]的基礎上，結合萬年縣的實際情況，確定了萬年縣評價因子的標準值，評價標準值的確定結果詳見表1。

萬年縣國民經(jīng)濟社會數(shù)據(jù)采用2005年和2016年的萬年縣人民政府里的萬年縣國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報。根據(jù)指標的性質(zhì)將其分為三個類型，分別是：效益型指標、成本型指標、適度型指標。評價指標的量化根據(jù)三種類型的指標來計算，其公式如下：

2.3 標準權重的確定。

本文指標權重的確定時采用了均方差決策法，均方差決策法主要用到隨機變量也就是各評價指標，隨機變量的取值是指標的量化值記為（Zae），先計算隨機變量均值（記為E（Sa）），然后計算個隨機變量的均方差記為（ σ（Sa）），接著對均方差進行歸一化，由此得到各指標的權重系數(shù)記為（We）。計算過程如下：

2.4 模型的評價。

運用多因素加權模型計算萬年縣土地資源承載力得分，公式為[5]：

式中：Kae為萬年土地資源承載力得分;Sae-a目標e指標的分值;Lea研究區(qū)第a個指標的權重;n指研究區(qū)評價指標的數(shù)量。

3 結果分析

3.1 土地利用強度評價。

根據(jù)式1、2、3、4計算可得到研究區(qū)2005年人口密度量化值為0.9554，人均耕地面積量化值為0.7400，人均建設用地面積量化值為0.7316;2016年人口密度量化值為0.7874，人均耕地面積量化值為0.6500，人均建設用地面積量化值為0.7667。同理，根據(jù)式5、6、7土地利用強度權重計算結果最終得到人口密度的權重為0.5736，人均耕地面積權重為0.3069，人均建設用地面積權重為0.1195，詳見表2。

根據(jù)式8，土地利用強度計算結果最終得到2005年土地利用強度得分為0.8625，2016年土地利用強度得分為0.7428。詳見表3。

由計算結果可以看出從2004年到2016年，萬年縣的土地利用強度明顯在下降，這說明萬年縣在此期間土地資源的使用和人口資源沒有得到很合理的分配，出現(xiàn)這種情況的原因是萬年縣的國土面積是一定的，但是人口卻是在不斷的增長的，所以2016年萬年縣的人口密度會大于2005年的人口密度;雖然相較于2005年，2016年的耕地面積也有增加（由圖1、圖2可以看出），但是增長速度沒有人口的增長速度快，所以人均耕地的量化值也降低了;隨著人們生活水平的提高，人們的需求也與日俱增，科學技術水平也不斷提高，所以土地利用規(guī)劃發(fā)生了變化，使得土地利用強度得分有所下降，但從綜合指標角度來看，萬年縣土地利用強度良好。

3.2 土地利用效率評價。

由式1、2、3、4可以計算得到研究區(qū)2005年和2016年土地利用效率量化值，2005年單位面積生產(chǎn)總值的量化值為0.1012，單位面積固定資產(chǎn)投資的量化值為0.0780，單位面積糧食產(chǎn)量的量化值為0.2131，單位面積工業(yè)生產(chǎn)總值的量化值為0.0335;2016年單位面積生產(chǎn)總值的量化值為0.6329，單位面積固定資產(chǎn)投資的量化值為1.0000，單位面積糧食產(chǎn)量的量化值為0.2550，單位面積工業(yè)生產(chǎn)總值的量化值為1.0000。同理，根據(jù)式5、6、7可以計算土地利用效率權重，單位面積生產(chǎn)總值權重為0.2126，單位面積固定資產(chǎn)投資權重為0.3761，單位面積糧食產(chǎn)量權重為0.0170，單位面積工業(yè)生產(chǎn)總值權重為0.3942。詳見表4。

由式8得到土地利用效率計算結果，2005年土地利用效率得分為0.0677，2016年土地利用效率得分為0.9092。詳見，5。

經(jīng)計算得出2005年研究區(qū)土地利用效率為0.0677，2016年的土地利用效率為0.9092。由計算結果可以看出萬年縣的土地利用效率在2005-2016這是一年期間得到了巨大的改善，2005年各項土地利用效率指標狀態(tài)值均遠低于規(guī)定的標準值，而2016年的各項土地利用效率指標狀態(tài)值（單位面積糧食產(chǎn)量除外，單位面積糧食產(chǎn)量之所以遠低于國家標準值，是因為萬年縣森林覆蓋率極高），均逼近標準值甚至遠高于標準值（例如地均工業(yè)生產(chǎn)總值，標準值為50萬元每公頃，指標狀態(tài)值為73.0129萬元每公頃）。這說明2005年萬年縣受科學技術以及資金的限制比較嚴重，所以對土地的投入很低，導致土地利用效率低;相較于2005年，2016年的突飛猛進式發(fā)展充分說明萬年縣的土地利用效率在當?shù)厝嗣裾念I導下取得了飛躍發(fā)展，土地資源得到了合理有效的利用，單位生產(chǎn)總值、單位固定資產(chǎn)投資以及地均工業(yè)生產(chǎn)總值均取得了極其優(yōu)異的成果，但是在萬年縣的經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，糧食生產(chǎn)能力進步卻并不大。

3.3 土地利用結構評價。

同理，由式1、2、3、4可計算得到研究區(qū)2005年和2016年土地利用結構量化值，2005年土地利用效率、農(nóng)用地比例以及單位土地面積水資源量的量化值均為1，建設用地比例的量化值為0.5165;2016年土地利用效率、農(nóng)用地比例以及單位土地面積水資源量的量化值均為1，建設用地比例的量化值為0.6315。根據(jù)式5、6、7可以計算得到土地利用效率權重系數(shù)為0.0226，農(nóng)用地比例的權重系數(shù)為0.1497，建設用地比例的權重系數(shù)為0.0414，單位土地面積水資源量的權重系數(shù)為0.7863。詳見表6。

由式8得到土地利用結構得分，2005年土地利用結構承載力得分為0.9799，2016年得分為0.9847。詳見表7。

根據(jù)結果可以看出，萬年縣土地利用結構布局整體上相對合理，為了滿足人民日益增長的需求，將來的土地利用規(guī)劃必須要將重點放在優(yōu)化土地利用結構、提高土地利用效益上;兩個時期的建設用地比例都遠低于國家規(guī)定的標準值，這說明萬年縣還需要提高對土地資源的投入?？傮w上說，萬年的土地資源結構布局很合理，但是為了貫徹落實可持續(xù)發(fā)展理念，需要對土地利用方向進行合理的規(guī)劃設計。

3.4 土地資源承載力評價。

根據(jù)表3、5、7中土地利用強度、土地利用效率、土地利用結構評價得分，根據(jù)式5、6、7計算得到土地利用強度的權重系數(shù)為0.1239，土地利用效率的權重系數(shù)為0.8711，土地利用結構的權重系數(shù)為0.005。詳見表8。

經(jīng)過計算得到萬年縣2005年的土地資源承載力得分為0.1707，2016年的土地資源承載力得分為0.8890。

由此結果可以看出，在2005年-2016年期間，萬年縣的土地資源能承載力有了巨大的提高。2005年的土地承載力低主要是因為當時的土地利用效率低，受到當時經(jīng)濟水平和科學技術水平的限制，對土地資源的經(jīng)濟投入和技術投入都很低，土地資源的利用方式相對2016年來說粗放很多，因此2005年的土地利用效率極低并由此直接導致當年的土地資源承載力得分低。我國的經(jīng)濟水平和科學技術水平不斷提高，這使得人們在利用土地的過程中對土地追加了資金技術投入，因此2016年的土地利用效率有了極大的改觀，土地利用方式變得更加合理。

2016年的人均耕地面積較2005年有所下降，政府和相關土地工作者在制定土地利用規(guī)劃時應當優(yōu)先考慮耕地;另外，在此次研究過程中還發(fā)現(xiàn)萬年縣的人均建設用地一直都低于國家規(guī)定標準很多，當?shù)卣梢钥紤]適當?shù)脑黾踊A設施投入。

萬年是一個生態(tài)環(huán)境優(yōu)美的產(chǎn)糧大縣，土地利用結構相對合理，土地利用強度也比較合適，為了使其土地資源承載力得到持續(xù)增強，應當在不造成土地資源退化、破壞生態(tài)環(huán)境以及土地資源不可逆等負面效果的前提下，適當增加科學技術和資金投入，合理利用區(qū)域內(nèi)的每一寸土地。

4 結論

本文以2005-2016年遙感解譯數(shù)據(jù)為基礎，結合統(tǒng)計年鑒及其他相關社會經(jīng)濟資料，對萬年縣土地承載力進行了評價，得出以下結論：

（1）本文基于Landsat7 ETM遙感影像，將萬年縣兩個時期的土地利用現(xiàn)狀和其社會經(jīng)濟發(fā)展狀況相結合，根據(jù)土地資源承載力理論及應用，建立了萬年縣土地資源承載力評價的指標體系，基于此對萬年縣的土地資源承載力進行評價分析研究，每個地區(qū)的具體情況不同，建立的承載力評價體系也不同，本文在量化處理階段所采用的標準值是全國、江西省或者同級地區(qū)較高水準的數(shù)值，能夠較好地確保評價結果的科學性。

（2）本文根據(jù)研究區(qū)特點，選取了社會經(jīng)濟發(fā)展狀況、自然環(huán)境、土地利用狀況、人口狀況以及人們生活與發(fā)展的需要等方面，土地承載力評價是涉及多種因素、多項指標綜合決定的，因此需要綜合分析自然環(huán)境、人口、經(jīng)濟等多個方面，只有將這些都全面協(xié)調(diào)起來才能有效提高土地資源的承載能力。

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作者簡介：謝文（1978-），女， 江西上高人，講師，博士研究生，主要從事土地資源信息技術研究。