吳思玉 郭 佳 王 璐 劉子建 潘 博 孫夢麒 陸鴻偉
(北京科技大學天津學院 天津 301000)
土,是人類的生存之本。土地資源是人類生存和發(fā)展的最基本條件,更是國家經濟發(fā)展中的重要基礎保障。其研究對于定制區(qū)域經濟發(fā)展戰(zhàn)略,人口發(fā)展,土地資源的利用和規(guī)劃具有重要的意義。改革開放以來,隨著經濟的飛速發(fā)展,在給人們的日常生活和社會帶來巨大變化的同時,日益增加的土地資源需求量使土地資源的供給量也日益緊張。在我國這一矛盾尤為突出。全球耕地,我國僅有7%。但我國卻要靠7%的土地占有量支撐起全球22%的人口??傎Y源占有量本就不占優(yōu)勢,使得我國在人均占有量上面對的挑戰(zhàn)更加艱難。隨著我國工業(yè)化的不斷前進,土地資源的供予與需求之間的矛盾不斷加深。實現土地資源的科學化可持續(xù)利用已經成為我國可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。
根據國務院確定的“雙城雙港,相向拓展,一軸兩帶,南北生態(tài)”總體戰(zhàn)略,天津市將作為北方的經濟中心城市以及現代化港口城市。隨著工業(yè)化以及城鎮(zhèn)化的不斷推進,天津市的經濟會得到迅速的發(fā)展,各類工業(yè)的興起,農作物的播種面積不斷擴大,這將導致天津使格局的變化。一邊是對土地的需求量不斷增大,另一邊是對土地的粗放型利用方式,造成土地的嚴重浪費。
指標體系的構建與等級的確立是評價模型的基礎和前提,投影尋蹤是用來分析和處理非線性,非正態(tài)高維數據的統計方法,通過將高維數據投影到低維子空間,從而尋找反映原本高維數據結構或者特征的投影,以達到分析高維數據的目的。以投影尋蹤模型構建土地資源承載力評價指標體系,不僅能夠反映社會,經濟,人口的協調程度,也能反映生態(tài),環(huán)境,資源等系統的協調程度。通過查閱文獻資料,參考標準,聽取專家意見,參考研究區(qū)的實際情況,最終選取2007-2017 年5 個指標。
投影尋蹤模型的建立分以下幾步:
(1)將指標中的數據整齊劃一。
將第i 個評價分區(qū)第j 個指標命名為(i=1…n;j=1…k),對不同的指標進行分類處理。
(2)構造線性投影指標函數。
將高維的數據為投影指標的一維投影值z(i)來綜合表現出來,然后根據{Z(i)i=1,2,3…n}的一維散布圖進行分類。
(3)優(yōu)化投影指標函數。使用求解投影指標函數最大化的方法來估算最大投影方向。
(4)分類。將α 代入公式,得到各年投影值Z。
應用Matlab 編程實現計算。投影尋蹤部分采用Matlab 自編性程序。將天津市的指標值代入模型,最佳投影方向為0.0622,0.5452,0.0926,0.5680,0.5742,最佳投影值為0.0233,0.0210,0.0826,0.0856,0.0898,0.0902,0.0963,0.152,0.163,0.188,0.206。
從數據可以看出,天津市人均建設用地面積、建成區(qū)綠化覆蓋率、水土流失治理面積對土地資源投影值的影響較大。2007-2008 年土地資源最佳投影值較小,在2007-2008 年占用耕地的現象較嚴重,耕地面積的減少主要是由于建設占用、農業(yè)調整、生態(tài)退耕等方面的原因。2012-2015 年天津市土地資源呈現優(yōu)化狀態(tài),表明退耕還林政策的實施、人均居住條件的改善、農業(yè)用地結構的調整是天津市土地資源優(yōu)化的主要影響因素。2015 年評價結果達到最大,2015 年天津市出臺了《關于土地依法集約高效利用的實施辦法》農村土地確權新政策,增大了水土流失治理面積,優(yōu)化了人均建設用地面積。2008 年天津市土地資源投影值最低,天津市從1999-2008 年的10 年時間里總人口由910.17 萬人增加到968.87 萬人,增加人數達58.7 萬人,而農業(yè)人口基本不變,導致耕地向建設用地轉化,人均建設用地面積減小。在各個產業(yè)不斷調整的同時,天津市必定朝著更合理的方向發(fā)展。天津市土地資源利用結構總體而言,天津市土地資源特征值較為穩(wěn)定且呈逐年優(yōu)化的狀態(tài)。
根據天津市土地資源特點構建了土地資源承載力評價指標體系,應用投影尋蹤模型作評價。投影特征值顯示,天津市各水土流失治理面積、綠化覆蓋率、人均建設用地面積,對天津市土地資源投影值的影響較大。2007-2017 年天津市土地資源投影值呈上升趨勢,土地承載力呈逐年優(yōu)化狀態(tài)。
通過比較各指標,建議天津市加強治理水土流失,加大建成區(qū)綠化覆蓋率,優(yōu)化人均用地面積,以此緩解天津市的土地資源承載力方面的壓力。同時建議使建設用地還林、還草、還耕,逐步向生態(tài)用地類型轉化,提高天津市土地利用率,以優(yōu)化天津市土地資源。