湖北省各市（州）土地资源承载力区域差异性研究

杜勇/皮庆

（1．中国地质大学（武汉）资源环境经济研究中心，湖北 武汉 430074；2．中国地质大学（武汉）经济管理学院，湖北 武汉 430074）

湖北省各市（州）土地资源承载力区域差异性研究

杜勇/皮庆

（1．中国地质大学（武汉）资源环境经济研究中心，湖北 武汉 430074；2．中国地质大学（武汉）经济管理学院，湖北 武汉 430074）

运用层次分析法从人口、经济、社会和生态环境四个方面建立了土地资源综合承载力评价指标体系，运用矢量投影的方法，从时间和空间两个维度对湖北省各市（州）土地资源承载力进行评价并建立分级评价体系，讨论了全省17个市（州）近10年来土地资源承载力的发展趋势。研究结果表明：(1)总体看来，湖北省土地资源承载力正在逐步增强，但土地人口承载力相对滞后；(2)湖北省土地资源承载力不稳定，鄂东南地区土地资源承载力明显高于其他地区，鄂西地区土地资源承载力较低，这与经济发展水平有较大关系。建议：(1)实行严格的耕地保护制度，提高人均耕地面积；(2)注重资源与环境问题，促进可持续发展。

土地资源承载力；区域差异；矢量投影；湖北

0 引言

我国人口基数大，土地资源相对稀缺，当前城市规模日益扩大，对土地资源的破坏也在加剧，由此带来的地质、环境问题威胁着人类的生存与发展，如滑坡、泥石流等地质灾害频发，生活空间减少，进一步加剧了资源、环境与人口之间的矛盾。土地资源承载力的研究有助于科学认识资源、环境与经济发展的现状，缓解经济发展与资源短缺之间的矛盾，促进社会经济可持续发展。

国内外学者围绕土地资源承载力进行过大量的相关研究，早期研究主要集中在农业土地的可供养人口[1-2]。国外研究中较有影响的有1948年美国学者威廉·福格特（William Vogt），他认为土地资源承载力是区域内土地对人口和动物提供食宿的能力，并明确提出土地资源承载力的计算公式，从而为进一步研究土地资源承载力提供了基础。1973年澳大利亚科学家采用多目标决策分析方法，从各种资源（土地、水、气候、能源等）对人口的限制角度出发，对澳大利亚的土地资源承载能力进行了动态研究。此外，1983年联合国人口基金要求粮农组织和国际实用系统分析研究所在考虑了多种影响因素的前提下，估算了世界不同地区潜在的人口承载量，这一研究综合了土地、气候、技术发展水平和基础设施的投入等因素，在不同的条件下，土地资源所能供养的人口数量。这些研究结论现在已被广泛接受，主要是探讨粮食和土地、人口间的关系，实质是研究人类需求与资源供给的平衡发展问题。

国内关于土地资源承载力的研究兴起于20世纪80年代后期，但是研究主流仍然集中在耕地、粮食、人口承载量方面[3-4]。国内研究较早的是中国科学院地理科学研究所，以封志明为代表的学者主要以人粮关系为基础，构建土地资源承载指数，从全国、分省、分县3个空间尺度定量评价了1949-2005年中国土地资源承载力演变的时空格局，为国内有关土地资源人口承载力的研究奠定了基础。此外，很多学者从不同的方面构建了土地资源评价指标体系，对不同类型的地区土地承载力进行评价。如王书华、毛汉英等（2001），蓝丁丁（2007），郭志伟（2008），谭勇(2009)，谢强莲（2009），孙慧（2009）等都从不同的角度，构建了土地资源承载力评价指标体系，从系统的角度或者是从可持续发展的角度，对土地资源承载力进行定量研究。在研究方法上，计算土地人口承载力的方法已经相对成熟和完善，计算方法由静态转向动态分析，如系统动力学和数学模型也广泛应用于土地资源人口承载力研究。此外，RS、GIS、GPS等技术日益被应用到土地承载力研究领域中。

本文在综合已有研究成果的基础上，根据土地资源与经济、社会、人口、生态环境间的内在关系，提出了土地资源承载力的定义。认为土地资源承载力是指在特定区域范围内，在不破坏生态环境的前提下，在一定时期内全部可利用的土地资源能够承载的各种人类活动的规模的限制及所能够达到的最大限度土地资源[5]。

1 评价指标与方法

1.1 指标体系构建

土地资源承载力要综合反映一个区域土地的经济、社会承载状况，分析当前区域土地利用的结构以及土地与经济社会发展中环境问题的协调关系。要准确、客观地反映土地资源承载力，构建科学的指标体系是至关重要的。因此，在进行指标体系设计时必须要遵循区域特殊性、层次性、目的性、动态性和可操作性等原则。本文对“中国知网”上45篇相关研究文献的评价指标进行频率统计，并结合土地资源与人口、经济、社会、生态环境之间的关系[5-7]，利用层次分析法将综合目标逐层分解。在土地资源承载力这一总指标下，从人口、经济、社会和生态环境四个方面建立4个二级指标，在此基础上再分解为14个可直接量化的三级指标，最终构建了湖北省土地资源综合承载力评价指标体系。具体指标如表1所示。

表1 土地资源承载力评价指标体系

1.2 数据来源、处理方法与指标权重

1.2.1数据来源和处理方法

研究中数据主要来源于《中国城市统计年鉴》（2003-2012年）、《湖北省统计年鉴》（2003-2012年）、《湖北省环境质量状况公报》（2002-2011年）以及各地市（州）的统计年鉴等，其中部分指标要经过计算才能够得到。在进行数据分析之前，要对各个指标进行标准化，以消除量纲的影响。对越大越优型评价指标（效益型指标）采用公式1进行标准化处理：

对越小越优型评价指标（成本型指标）采用公式2进行标准化处理：

其中，Xmax（j）、Xmin（j）分别为样本数据中的评价指标j的最大值和最小值。通过公式计算得到的X*(i，j)为区间在[0，1]上的评价指标。

1.2.2指标权重的确定

由于不同地区之间经济发展水平、资源禀赋、政策条件的差异性，不同的评价指标在最终的衡量结果中所起的作用也是不同的，即指标权重不同会影响最终的评价结果。为避免权重确定的主观随意性，本文将采用较为客观的熵权法，根据各评价对象的指标值来确定指标权重。具体的确定权重的方法如下：

1.3 评价方法

本文从矢量投影的角度，提出资源环境承载力的投影评价方法。具体的计算步骤如下：

(1)将每个样本视为一个m维向量，若记理想样本为A0=(a10，a20，… am0)T，本研究中以2002年的数据值作为理想样本，其他待评样本为Aj=(a1j，a2j，… amj)T，j=1，2，… n。则Aj与A0之间的投影角Φj满足公式3：

可得到rj（即夹角余弦值）的结果。

(3)计算投影值。用评价对象在理想对象上的投影距离表示某地区土地资源承载力状况。可以用投影值YDj作为土地承载力的评价指数，0＜YDj＜1，且YDj为越大越优，也即代表该地区的土地资源承载力就越大，因而可根据投影值YDj的大小对各评价对象的土地承载力状况进行比较。

2 实证研究

2.1 研究区概况

湖北省地处我国中部腹地，位于长江中游地区，属亚热带湿润季风气候，全省总面积18.59万km2，自然条件优越，土地资源丰富。湖北省可划分为平原、岗地、丘陵和山地四种土地类型，其中以山地面积为主，占全省总面积的46.86%；丘陵占21.05%；岗地占14.44%；平原占17.65%。由于土地类型各异，不同地区土地利用也呈现多元化的特点。鄂西地区以山地为主，土地利用以林地居多，耕地所占比例较小；鄂东南地区主要以低山丘陵为主，水源灌溉条件好，盛产水稻等粮食以及油料等作物；耕地主要分布在江汉平原、鄂东沿江平原等地。

2.2 评价结果与分析

2.2.1总体评价结果

在确定每个指标的权重之后，同样由熵权法可确定人口承载力、经济承载力、社会承载力和生态环境承载力的权重，各分项承载力等于各单项指标乘以相应权重之和，最后计算湖北省土地资源综合承载力分值，计算结果见表2，变化趋势见图1。

表2 2002-2012年湖北省土地资源承载力分值

图1 2002-2012年湖北省土地资源承载力变化趋势

如图1所示，2002年以来湖北省土地资源综合承载力呈稳定上升的趋势，仅2012年略有下降，但是土地资源与经济社会发展之间的矛盾依然存在，表现在土地资源与经济、社会、人口之间的不协调。土地资源单项承载力大多呈增长趋势，但波动较大。土地人口承载力最低，且在2006-2012年间变化较明显，很不稳定；土地经济承载力在2002年最低，然后一直稳步上升；土地社会承载力在2010年来有所下降；土地生态环境承载力在2004年之前是下降的，之后逐渐提高，2008年之后略有下降，表明近年来湖北省土地资源的生态环境问题逐渐凸显出来。

2.2.2各市（州）评价结果

通过对指标进行无量纲化标准化处理，并根据投影值的计算方法，对湖北省17个地市（州）土地资源承载力的投影值进行计算，具体计算结果见表3。

表3 2002-2012年湖北省各市（州）土地资源承载力评价得分

根据以上计算出来的结果，为了更科学地判断湖北省土地资源承载力的大小，本研究在总结已有文献资料的基础上[8]，建立了分级评价体系。土地资源承载力最终得分在0-1之间，分值越高，表明该地区的土地资源承载力越强。以0.6为基本标准，大于0.6表明土地资源承载力能较好地满足社会经济生态的可持续发展要求。具体的分级体系如下：0.8以上表明土地资源承载力高，0.6-0.8表明承载能力较高，0.4-0.6表示中级承载力，0.2-0.4表示低承载力，0小于0.2表示弱承载力，见表4。

表4 土地资源承载力评价分级体系

结果表明，2002-2012年来，湖北省各市（州）土地资源承载力变化较大。由于篇幅有限，以2002年、2005年、2008年和2012年的计算结果为例，运用Coredraw软件进行绘图，结果如图2所示。

3 结论与政策建议

3.1 主要结论

本文从人口、经济、社会和生态环境四个方面建立土地资源承载力评价指标体系，运用熵权法来确定各个指标的权重，最后从矢量投影的角度来计算湖北省各市、州土地资源承载力的投影值，得出湖北省土地资源综合承载力与土地单项承载力。结论较为准确，实用性较强，对指导区域经济发展有一定的借鉴作用。研究结果表明：

(1)从2002-2012年来，湖北省土地资源综合承载力正在逐步增强，承载力较强的区域面积在不断扩大，变化较明显。但是，土地资源各单项承载力之间仍然存在不协调的问题，土地人口承载力相对滞后，制约了土地资源综合承载力的提高。

(2)湖北省土地资源承载力不稳定，承载力较低的区域所占面积仍然较大，鄂东南地区土地资源承载力明显高于其他地区，鄂西地区土地资源承载力较低，这与省内经济发展水平区域差异有较大关系。

3.2 政策建议

(1)实行严格的耕地保护制度，提高人均耕地面积。总体来看，影响湖北省土地资源承载力水平的因素较多，但是在其四个分项承载力中，人口承载力波动较大，这主要与湖北省人均耕地面积较少有较大关系，也影响了人均粮食产量。

(2)土地资源承载力是一个综合概念，随着经济的发展，不一定会导致经济承载力越来越好，还必须要考虑经济发展中的资源消耗问题。因此，在发展经济的同时，必须要注重资源与环境问题，提高资源节约利用效率，降低能耗和污染排放，才能从整体上提高土地对经济、人口和社会的承载力，最终促进区域的可持续发展。

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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

国家社科重大项目（11&ZD040）

杜勇（1968-），男，新疆维吾尔自治区克拉玛依市人，中国地质大学（武汉）经济管理学院博士研究生，主要研究方向为资源产业经济。