深圳市国土资源可持续利用生态位适宜度评价

杨木壮，张嘉惠

（广州大学　地理科学学院，广东　广州 510006）

深圳市国土资源可持续利用生态位适宜度评价

杨木壮，张嘉惠

（广州大学地理科学学院，广东广州 510006）

随着我国城市化的快速推进，对国土资源的需求不断增大，如何节约利用国土资源，保护生态环境，已成为当前经济社会发展面临的重要课题.文章以深圳市为研究区域，引入生态位适宜度理论，从自然、社会经济和生态环境3方面选取了25个指标构成国土资源可持续利用评价指标体系，通过加权平均模型和灰色广义关联度2种方法构建生态位适宜度模型，评价深圳市国土资源可持续利用状况.结果表明：深圳市的国土资源可持续利用程度较高，属于高度可持续利用，说明深圳市在保持经济社会快速发展的同时，生态环境也得到了较好的保护.

国土资源；可持续利用；生态位适宜度；深圳市

国土资源是指地球上的自然资源，主要包括土地资源、水资源、林业资源、矿产资源以及海洋资源等，是人类社会赖以生存和发展的物质基础［1］.随着我国经济建设的加速发展，对国土资源的需求不断增大，资源短缺的约束状况日趋明显，环境压力越来越大.因此，如何合理开发利用国土资源，走可持续发展的道路，是摆在人类面前迫切需要解决的问题.

国土资源可持续利用历来是学术界研究的热点内容，学者们主要集中于对资源可持续利用评价的指标体系和评价方法的研究，国内外普遍使用的资源可持续利用评价指标体系是以“社会-经济-生态”3准则或“资源环境-社会-经济-生态”4准则指标体系［2］，目前，较有代表性且比较成熟的评价方法有人工神经网络法、综合评价法、灰色系统法、景观生态学法和系统动力学法等方法［3］.“生态位适宜度”是一种测定生态学边界的方法，能够反映现实生态环境条件和最适生态环境条件贴近程度的数学计算方法［4］.区域国土资源达到可持续利用所需要的各种生态因子构成的理想资源生态位空间即为最适生态位，而区域国土资源的现实状况构成了现实生态位，生态位适宜度反映的就是现实生态位与最适生态位之间的耦合程度.当区域国土资源的现状条件完全不满足对应的资源需求时，其可持续利用的生态位适宜度为0；而当现状资源条件完全满足各种资源发展的要求时，生态位适宜度为1，国土资源的可持续利用的生态位适宜度大小反映了国土资源的现实位与最佳位之间的贴近程度，适宜度值越大，表明国土资源的可持续利用程度越高［5］.本文以深圳市为研究对象，从自然、环境和社会经济3个维度，对其海洋、陆地2大区域的国土空间资源构建不同的指标体系，定量测算2004～2013年深圳市国土资源可持续利用的生态位适宜度，分析深圳市10 a间国土资源利用状况的趋势及差异，以期为深圳市进一步制定保障未来国土资源得以可持续利用的战略措施，为沿海城市的国土资源开发利用和保护提供科学参考.

1　研究方法

本文通过构建生态位适宜度模型的方法对深圳市国土资源的可持续利用性作出评价，分别从传统的加权平均模型和改进后的基于灰色广义关联度构建的综合生态位适宜度模型2种方法进行测算和评价.

1.1加权平均模型

借鉴前人的研究成果，本文主要选择较为广泛应用、精准度较高的加权平均模型法［6］，并进行适当修正，建立的国土资源可持续利用评价的生态位适宜度模型为

其中，

式中，AFi表示第i年的国土资源可持续利用生态位适宜度，α表示模型参数（0≤α≤1），xij和xaj分别表示第i年第j个指标因子的现实值和最适值.一般而言，α的值越小，Fi值的分辨率越高.在以往大部分研究中，为了便于研究，很多学者直接将参数α取估算值为0.5.实际上，关于参数α准确值的计算，可以假定当δij=ij时，用下式估算：

由式（3）和式（4）可以解出α值.

该模型反映了国土资源利用的现实利用状况和最佳利用状况间的相对偏差，从而表示区域的不同国土资源类型对其可持续利用要求的适宜性程度.Fi的值在［0，1］区间内，Fi值越大，表明国土资源的可持续发展程度越高，区域整体的社会、经济和环境可持续发展性都较好.

1.2优化后的综合生态位适宜度模型

在传统的构建生态位适宜度模型的思想基础上，本文将灰色系统理论中的广义关联度［7］思想引入到区域国土资源可持续利用的生态位适宜度模型的构建中，改进了传统的生态位适宜度测算模型只能表征最终因子现实值与最适值的某种贴近关系而忽视各指标之间相关性的缺点.通过测算绝对关联度、相对关联度和综合关联度，构建了区域国土资源可持续利用的综合生态位适宜度模型［8］.综合生态位适宜度在反映生态因子现状值和理想值之间的贴近程度的同时，还可以反映2者变化速率之间的联系程度，弥补了传统的生态位适宜度模型无法表明生态因子现状值和理想值之间变化速率关系的局限性.

以无量纲化处理的数据为基础序列，利用x′i（t）表示第t年第i个因子的标准值，x′i（a）表示第i个因子最适值的标准值，xi（max）d2为第i个因子的最大值，i=1，2，…，n，t=1，2，…，m.根据标准化后的数值，进行零像化，零像化值分别为

绝对生态位适宜度εta为

综合生态位适宜度为

通常取μ=0.5（0≤μ≤1），μ取值越大越能反映绝对量之间的相关性，μ取值越小越能反映序列的变化率.Fta的取值也在［0，1］间，值越大表明生态因子现状值与理想值之间越贴近，研究系统的可持续利用程度越高，反之则越低［9］.

2　深圳市国土资源可持续利用的评价指标体系

2.1研究区域概况

深圳市是中国南部滨海城市，位于广东省南部沿海、珠江口东岸，地处113°46′～114°37′E，22°27′～22°52′N，北靠东莞、惠州2市，是珠三角一体化的重点区域［10］.深圳市属于南亚热带海洋性季风气候，全市大小河流共310多条，海洋资源丰富［11］.深圳全市陆地总面积1 953 km2，是一个拥有上千万人口、经济繁荣、基础设施完善、自然环境优美的大都市，是世界上发展最快、中国经济最发达的城市之一，人均GDP占全国大中城市第一.

2.2指标体系的构建

在借鉴相关文献的基础上［12-15］，广泛咨询专家意见，修改、完善指标体系，本文最后构建了由11个一级指标、25个二级指标组成的多维因子空间，见表1.

表1　国土资源可持续利用评价的指标体系Table 1 The evaluation index system of sustainable use of territorial resources

2.3指标的标准化处理

通过年鉴、信息网站、政府咨询等渠道，搜集了深圳市2004～2013年这10 a间的国土资源现状数据.采用极值法对数据进行标准化处理，具体方法步骤如下［16］：

（1）当指标值高低与国土资源可持续利用性成正相关时，该指标得分：

（2）当指标值高低与国土资源可持续利用性成负相关时，该指标得分：

上式中：i，j=1，2，…，n，Xij表示某地区第i年第j个评价指标的标准化值；Xi表示某一评价指标的原始值（第 i个地区第j个生态因子的现实生态位），Xmax、Xmin分别表示某一指标历年来的最大值和最小值，无量纲化后的值范围在［0，1］之间，即0≤Xij≤1，0≤Yij≤1.

2.4熵值法确定指标权重

为了避免主观赋权法由于过多的人为因素造成的差异大、结果不稳定等影响，本文采用熵值法来计算各指标的权重［17］.通过熵值法测算的深圳市2004～2013年国土资源可持续发展各指标的权重值见表2.

表2　深圳市2004～2013年国土资源可持续发展各指标的权重值Table 2 Weightiness of sustainable development indexes in Shenzhen from 2004 to 2013

2.5指标的最适值确定

由于指标数据经过正向化处理后，无量纲数据指标均转变成正向指标.正向指标的取值越大，对资源的可持续性越有利，因此，指标的最适值为xaj=max（x′ij），其中，x′ij为指标经过无量纲处理后的标准值［18］.

3　基于生态位适宜度模型的国土资源可持续利用评价

3.1加权平均模型法测算结果

将因子现实值和最适值无量纲化后的值带入到式（3）和式（4）中，可计算出深圳市国土资源可持续利用的生态位适宜度模型中的α的值为0.304 2.再将参数值带入式（1）中，最终计算得到深圳市2004～2013年各种类型资源的可持续利用的生态位适宜度值及总的生态位适宜度值，见表3.

表3　基于加权平均模型法的深圳市2004～2013年国土资源可持续利用生态位适宜度值Table 3 The results of niche fitness of sustainable territorial resources utilization calculated by weighted average model in Shenzhen

根据表3可以看出，深圳市在国土资源可持续利用方面，起点较高，历年的生态位适宜度值均在0.5以上，在2004～2010年期间，国土资源可持续利用的生态位适宜度呈现增减交替现象，而在2010年以后，基本上保持稳步增长的趋势.

3.2基于灰色关联度的生态位适宜度模型测算结果

参考上述基于广义关联度构建生态位适宜度测算模型的步骤，参考式（5）～（6），再将各指标的无量纲标准化处理后的结果带入式（7）～（9）中，计算得到深圳市2004～2013年国土资源可持续利用的绝对生态位适宜度εta、相对生态位适宜度Φta和综合生态位适宜度Fta，μ值取为0.5.本文主要参照测算的综合生态位适宜度Fta的结果见表4.

表4　深圳市国土资源可持续利用综合生态位适宜度计算结果Table 4 The results of niche fitness of comprehensive sustainable utilization on territorial resources in Shenzhen

4　讨论与结论

4.1结 论

本文将生态位适宜度理论引入到沿海城市国土资源可持续利用评价中，在此基础上计算了深圳市2004～2013年这10 a间的3种类型国土资源可持续利用的生态位适宜度评价值，得出以下结论：

（1）从指标权重来看，深圳市的自然资源对整个系统的国土资源可持续利用的影响权重最大，社会经济资源次之，最后是生态环境资源.

（2）从测算结果看：深圳市国土资源在2004 ～2013年的10 a期间，国土资源可持续利用状况均经历了这样的3个阶段：①稳定上升阶段，该期间生态位适宜度值在稳定增加，尤以2004～2006年最初的3 a期间及2010年以后的增长态势最明显；②波动阶段，生态位适宜度值呈现增减交替的趋势，受2008年全球金融危机的影响，2008～2010年经历了明显的波动；③轻微下滑阶段，在2006～2008年期间下降趋势较明显，表明因子的现实值与最适值存在明显距离.

（3）将通过加权平均模型法和广义关联度法测算得到的生态位适宜度值分别记为F1、F2，F1的值普遍高于F2，2者总体变化趋势高度一致，且F2对因子变化的敏感度更高.2种方法得出一个共同结论：深圳市国土资源可持续利用的生态位适宜度，资源竞争优势强.与F1相比较，F2反映了因子的现状值和最适值的贴近程度的同时，还描述了2者相对于起始点的变化速度之间的关系，更加全面综合.通过加权平均模型法和改进后的灰色关联度法构建的生态位适宜度模型测算值在各年间总体变化趋势一致，从而验证了运用生态位适宜度模型进行评价较为科学，且运用广义关联法构建的综合生态位适宜度模型进行区域国土资源可持续利用评价，更加科学实用.

4.2讨 论

国土资源的可持续利用研究对于深圳市及整个珠三角、广东省乃至全国均具有重要的社会、经济和生态意义.限于作者知识层面及写作时间有限，国土资源利用涉及各种复杂的因素，在指标构建和分析上存在一定的局限性，还有其他一些问题需要进行深入研究.

（1）本文构建的国土资源可持续利用生态位适宜度评价指标体系上，考虑到数据的获取性，对于某些资源类型的指标不一定是最典型代表该种资源性质的，且由于不同时间段经济发展、社会建设、生态环境状况差异较大，建立的指标不适用于较长时间段的研究，难免有时空上的局限.加上本文的指标体系主要适用于沿海城市及特定区域，对于其他不同类型的城市，其指标体系的有效性还需要进一步完善.

（2）城市国土资源生态位适宜度概念需要进一步的完善.由于城市和国土资源均为复合型的概念，涉及的研究对象具有综合性和复杂性，至今尚未形成关于城市生态位适宜度公认的理论体系和方法，一些分析的方法和评价体系仍处于不断探索和发展中.生态位适宜度模型还在不断的改进和完善中，需要完善建立一种既方便计算又能全面反映区域国土资源可持续利用的生态位适宜度差异的模型.

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【责任编辑：孙向荣】

Evaluation on sustainable utilization of territorial resources in Shenzhen based on the niche fitness model

YANG Mu-zhuang，ZHANG Jia-hui
（School of Geographic Science，Guangzhou University，Guangzhou 510006，China）

With the rapid development of urbanization in China，the demand of territorial resource is in constant growth，how to save the utilization of territorial resource has become an important issue of our society.This paper takes Shenzhen city as the study area，through taking the niche fitness theory and constructing 25 indicators from 3 aspects including nature，social economy and ecological environment to evaluate the sustainable utilization of territorial resources.The paper uses weighted average model and grey correlation degree model to construct niche fitness model.The results indicate that the sustainable utilization of territorial resources in Shenzhen is relatively high，and it conforms to a highly sustainable utilization.Shenzhen is in the vigorous development of the economy and society，at the same time，its ecological environment has been well protected.

territorial resources；sustainable utilization；niche fitness；Shenzhen

F 301.2；F 290

A

1671-4229（2016）03-0056-07

2016-01-26；

2016-04-18

教育部人文社科规划课题资助项目（14YJA630083）；广东省科技计划资助项目（2012A031100011）

杨木壮（1965-），男，教授，博士.E-mail：ymz@gzhu.edu.cn