江苏省土地综合承载力时空差异分析

李兰图，陈文宽，孙丽娜

（四川农业大学 经济管理学院，四川 雅安 625014）

近20多年来，江苏省依托区位优势、国家的宏观和区域发展政策优势，实现了经济社会的快速发展。但是，伴随着工业化和城镇化进程的加快，建设用地总量不断增加、农用地面积不断减少、环境恶化、资源短缺、粮食匮乏等问题逐渐呈现，某些矛盾日益尖锐。土地究竟能够承受多大的经济社会活动强度，多少数量的人口、多大强度的资源利用和多大程度的环境破坏，就成为江苏省当前谋求可持续性发展必然需要研究的问题。而土地综合承载力恰好为这一研究提供了切入点。

我国土地承载力研究始于20世纪80年代，起初的研究基于“耕地－粮食－人口”的模式［1－2］；90年代研究逐步扩展到包括土地、水、能源等一些主要自然资源和环境承载力领域，在理论与方法方面也日臻完善［3］。新形势下土地承载力的研究趋于综合性，土地作为载体是指广义的土地；而承载的则是人类的各种社会、经济活动，是资源、环境、经济、社会各子系统的状况与协调发展程度，许多学者从这一角度进行了探究［3－7］。本文基于江苏省的基本情况，构建土地综合承载力评价指标体系，采用因子分析法和聚类分析法研究区域土地综合承载力水平时空差异特征，进而分析主要驱动因素和相应的政策内涵，有助于提高土地综合承载力水平，为实现土地协同利用，指导经济社会建设，实现经济、社会、资源、环境可持续发展提供一定的科学依据。

1 指标选取与承载力计算

1.1 指标选取

（1）土地承载力内涵。土地资源承载力是在保证与其社会文化准则相符的物质生活水平下，能够持续供养的人口数量［1］；土地人口承载力是指在一定生产力水平及与此相适应的物质生活水准上，以土地利用不引起土地退化为前提，土地的生产能力所能养活的人口的数量［2］。20世纪90年代，承载力的研究领域逐步扩展到了包括土地、水、能源等在内的主要自然资源和环境承载力研究［3］。土地综合承载力即在一定时期，一定空间区域，一定的社会、经济、生态环境条件下，土地资源所能承载的人类各种活动的规模和强度的阈值［4］。从一定意义上说，土地承载力是社会、经济、环境协调作用的中介和协调程度的表征［4］。这一观点综合考虑了土地、人口、生态环境、经济社会等因素的相互作用，符合当前土地承载力的研究趋势。

（2）评价指标体系构建。众多学者在土地综合承载力研究方面做出了有益的探讨，熊伟从土地利用、生态环境、经济技术、社会发展方面出发构建了土地综合承载力评价指标体系［5］；王书华等从水土资源支撑系统、生态环境支撑系统、社会支撑系统、经济技术支撑系统出发构建了评价指标体系［6］；李吉英等也从资源、环境、人口、社会经济、技术状况等方面选取指标，进行了土地综合承载力的评价研究［7］。本文根据因子分析法的基本原理和特点，考虑到江苏省区域时空特征、经济社会状况、资源环境条件，依据科学有效性、系统协调性、导向性、综合性、可操作性等原则［3－8］，在借鉴上述其他学者关于土地综合承载力评价指标的基础上，再结合具体研究目的，考虑到数据的可获取性，对个别常用指标做了改动（由于治碱比例或盐碱化程度的数据无法获取，只能用治碱面积相对反映），最终选取代表性强、数据来源可靠的14项指标，构建江苏省土地综合承载力评价指标体系（如表1）。指标中使用产值，因为产值反映的是生产活动的成果，反映生产的总规模和总水平；而收入则反映的是经营活动成果、经营状况，因此使用产值能更好地反映资源环境的生产和承载能力。

表1 江苏省土地综合承载力评价指标体系

1.2 土地综合承载力计算

本文数据来源于《江苏统计年鉴》和《中国统计年鉴》。从中选取江苏省1994－2008年的数据以及2008年各市的数据，对影响全省以及各市土地综合承载力的因素进行分析，评价土地综合承载力状况。由于指标较多，彼此之间有一定的相关性，还可能存在主观片面性，给运算和分析问题带来不必要的麻烦；而因子分析法是从研究相关矩阵内部的依赖关系出发，把一些具有错综复杂关系的变量归结为少数几个综合因子的一种多变量统计分析方法［7］，正是解决这一问题的理想工具。因为各个评价指标意义不同、计量单位也存在很大差异，为尽可能消除数量级和量纲带来的影响，首先采用极差标准化法，运用SPSS 18.0统计分析软件对原始数据进行标准化处理，进而运算得出各公因子的得分，公式如下:

式中:Fij——各个公因子的得分；αin——各个变量的特征向量；χn——土地综合承载力评价指标标准化值。运用因子分析法确定各个公因子的权重，分别计算1994－2008年江苏省土地综合承载力以及2008年各市的土地综合承载力，公式如下:

式中:Fj——土地综合承载力的综合得分；Wi——各公因子的权重；Fij——各公因子得分。为使评价结果能够更直观反映出土地综合承载力状况，对计算结果进行百分制转换，公式如下:

式中:Pi——转换后的土地综合承载力百分制得分；Fi——待转化的综合得分；Fmax——综合得分中的最大值；Fmin——综合得分中的最小值。

2 评价分析

根据土地综合承载力评价指标体系和因子分析法的计算方法，对江苏省15年来以及13个市2008年的土地综合承载力状况进行评价分析。

2.1 时间特征分析

根据评价指标和计算方法，对江苏省1994－2008年的土地综合承载力状况进行计算分析。运行结果显示KMO统计量为0.720，说明各变量之间的相关程度无太大差异，数据适合做因子分析；同时结合球形检验的结果，发现球形假设被拒绝，因此14个变量之间并非独立，取值是有关系的。计算得出特征值大于1的公因子有3个，它们的累计贡献率达到91.715%，说明这3个公因子提供了原始信息的足够信息。

为了便于对公因子所反映的信息进行解释，对原始因子载荷矩阵进行旋转，使其结构调整简化，反映的信息更加明显，得出方差最大正交旋转矩阵（如表2）。同时根据运算得出的各公因子的得分和权重，运用公式（2）和（3）计算得出江苏省1994－2008年各年份的综合得分数值和百分制得分（如表3）。

表2 旋转后因子载荷矩阵

表3 1994－2008年江苏省土地综合承载力公因子得分和综合得分

为了能够更直观反映出江苏省15年来的土地综合承载力变化情况，根据综合得分，绘制出1994－2008年江苏省土地综合承载力变化趋势图（如图1）。

图1 1994－2008年江苏省土地综合承载力变化趋势

由于各公因子得分及综合得分是各年份土地综合承载力的量化描述，综合评价得分值越大表示土地综合承载力越强。由图1可以看出，在1994－2008年的15年里，江苏省土地综合承载力水平总体上不断提高，2003年以来提高的速度略有放缓；但是1996年比1995年略有下降。表明该省发展的协调程度总体上在不断提高，所能承载的开发活动规模和强度的阈值在不断提高。

由表3分析看出，公因子1和公因子2的得分总体是不断提高的；而公因子3的得分则是起伏不定，无递增或递减的规律。因此，驱动江苏省1994－2008年土地综合承载力水平总体不断提高的主要因子是公因子1和公因子2所反映的原始信息。再由表2分析得出，灌溉面积占耕地比例（X3）、工业污水治理率（X6）、治碱面积（X7）、农业机械总动力（X10）、人均林地（X5）、GDP增长率（X8）、从业人数（X14）、经济密度（X11）等因子在公因子1和公因子2上的载荷较大，可见这些主要因子推动了土地综合承载力水平的不断提高。说明在经济发展过程中，政府加大农业资金和技术投入、注重环境治理和生态保护、加大经济投入、重点解决就业问题，促使农地利用集约度的提高、经济密度的提高，进而推动江苏省15年来土地综合承载力水平总体不断提高。但是，公因子1和公因子2在农用地比率（X1）、人均耕地（X2）、人均水资源量（X4）、粮食总产量（X9）等因子上的载荷基本都为负值，说明面对当今农业生产利益低下的现实状况，该省近年来将大量农用地或耕地资源转为建设用地，以追求土地利益效益的最大化，导致粮食产量的相对降低；同时人均水资源量也在降低；可以解释为这些负值的减少量小于正值的增加量，因而没有阻碍该省土地综合承载力的提高。政府今后应将重点放在保护农用地和耕地资源、提高粮食产量，改善生态环境，挖掘土地利用潜力等方面。

2.2 空间特征分析

根据上述评价指标和计算方法，对江苏省2008年13个城市的土地综合承载力情况进行计算分析，计算结果显示前四个公因子的累计贡献率达到91.028%，说明前四个公因子综合了原指标的大部分信息，满足因子分析的要求。从而得到各公因子得分和旋转后因子载荷矩阵（如表4），并利用公式（2）和（3）计算得出各市的土地综合承载力综合得分和百分制得分（如表5）。同时运用SPSS 18.0软件，采用聚类分析中的K－均值聚类法对13个城市的土地综合承载力评价结果进行聚类分析，将其分为三类（如表6）。

表4 旋转后因子载荷矩阵

表5 2008年江苏省各市土地综合承载力公共因子得分和综合得分

表6 2008年江苏省各市土地综合承载力状况分类表

为了能够更直观反映出江苏省13个城市的土地综合承载力差异状况，在以上分析成果的基础上，以MapGIS软件为技术支撑平台，分别建立13个城市的土地综合承载力水平的属性数据库，最终绘制出13个城市土地综合承载力空间差异分布图（如图2）。

图2 2008年江苏省土地综合承载力空间差异分布

由分析结果看出，2008年江苏省各市的土地综合承载力水平差异较大，并呈现出一定的地域相近性。此外，经济发展水平是一个重要的因素，但并不能直接代表土地综合承载力水平的高低。

由表6和图2可以看出，根据2008年各市的具体条件和实际情况测算出的土地综合承载力水平中，盐城和淮安两市的水平接近，且综合得分最高。说明2008年这两市在社会、经济、资源、环境等方面协调发展的程度最好；从另一意义上讲，表明在一定的社会、经济、资源、生态环境等约束条件下，所能承载的人类各种活动的规模和强度的阈值最大，即能够承载更大强度的开发利用规模，实现协调发展的潜力和空间最大。究其原因，可以看出人均水资源量（X4）、人均耕地（X2）、工业污水治理率（X6）、从业人数（X14）、GDP增长率（X8）、人均林地（X5）、治碱面积（X7）等因子贡献较大，表明两市生态环境良好，土地利用协调；但经济和社会发展水平则相对较低。因此，政府应该将重点放在发展经济上，在继续保持各方面协调发展的基础上加大开发力度，增加投资、加大基础设施建设，发展特色生态经济，努力挖掘开发潜力，进一步完善土地利用与当地经济、社会、环境的协调发展。

徐州、南通、扬州、泰州、连云港、宿迁等6市的土地综合承载力水平相当，且处于中等。说明这6市的协调发展水平相当，开发活动的规模和强度相当；该6市仍有很大的潜力可以挖掘，也应该加大经济建设的强度和力度。

南京、苏州、无锡、常州、镇江等5个城市在2008年的土地综合承载力水平相当，且综合得分最低。说明这5市在社会、经济、资源、环境等方面协调发展的程度最差；从另一意义上讲，表明这5市在2008年经济发展达到一定的程度后，在一定的社会、经济、资源、生态环境等约束条件下，所能承载的人类各种活动的规模和强度的阈值最小，即所能够继续承载的开发利用规模和强度相对最小，实现协调发展的潜力和空间最小。究其原因，可以看出农用地比率（X1）、人均水资源量（X4）、人均耕地（X2）、人均林地（X5）、治碱面积（X7）、粮食总产量（X9）、GDP增长率（X8）等因子在得分为负值的公因子上的载荷较大，说明5市在水土资源、生态环境等方面做的很差，因而没有实现较好的协调发展；进一步说明5市在经济发展的过程中，牺牲了大量的农用地和耕地资源，并以生态环境的破坏为代价。该5市的发展应该充分利用现有的经济技术优势条件，重点克服城市的继续蔓延、保护耕地，提高土地有效、再生利用的效率，加大土地生态建设投资额度、治理污染和改善生态环境，完善土地利用与生态建设的协调发展，试图通过提高协调发展程度来进一步挖掘发展的潜力。

3 结论

（1）1994－2008年江苏省的土地综合承载力水平总体上是不断提高的，虽然1996年比1995年略有下降，但并不明显。说明该省的发展总体是朝着良性的方向，兼顾了各个系统的协调发展。

（2）2008年江苏省土地综合承载力水平空间差异较大，并呈现一定的地域相近性。评价结果表明空间差异大致分为三类:盐城和淮安两市的水平接近，处于第一类；徐州、南通、扬州、泰州、连云港、宿迁等6市的土地综合承载力水平相当，处于第二类；南京、苏州、无锡、常州、镇江等5个城市水平相当，处于第三类。

（3）经济发展水平是影响土地综合承载力的一个重要因素，但并不能直接代表土地综合承载力水平高低；也不能简单的说是成正比例关系还是反比例关系。因为虽然苏州、无锡、南京等发达地区的土地综合承载力水平在2008年相对较低，盐城、淮安等经济相对欠发达地区相对较高，但是宿迁、连云港等经济相对欠发达地区的土地综合承载力水平也处于中等。

（4）本文由于数据收集等方面原因，对个别使用较多的土地综合承载力评价指标做了改动，另外在其他指标的选取上还不尽完善，如何建立一套规范、有效的指标评价体系还有待进一步探索研究。

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