基于正反评价的福州市土地承载力预景分析

王成新 万 军 吕红迪 于 雷

(环境保护部环境规划院，北京 100012)



基于正反评价的福州市土地承载力预景分析

王成新 万 军 吕红迪 于 雷

(环境保护部环境规划院，北京 100012)

新型城镇化对土地节约集约提出更高要求。以福州市为例，探讨城镇化背景下盆地城市土地承载力评价方法。提出“正反”双向评价方法，建立建设适宜性“正评价”与生态安全格局“反评价”模型。基于底线、满意、理想三种情景下的生态用地，提出不同发展水平下城市土地人口承载水平与空间分布方案，引导城市发展与用地选择。最后，总结该方法的不足与改善建议。研究表明：福州市土地建设承载水平区域差异较大，西北部生态安全等级高，建设承载力较低，中部及东南沿海的福清市与长乐市土地建设承载水平较好，可作为未来重点发展区域。

城市土地承载力；建设适宜性；生态安全格局；预景；福州市

引言

《国家新型城镇化规划》提出把生态文明全面融入城镇化进程，要求节约集约利用土地资源[1]。城市土地承载力是城市发展规模是否合理的重要依据。随着城镇化进程加快，食物供给不再是制约城市人口规模的主要因素，城市人口布局与土地资源短缺之间的矛盾，成为新的人地矛盾。城市土地承载力研究是解决这些问题的重要途径，也是合理确定城市发展规模的支撑条件。

城市土地承载力有别与以“土地—粮食—人口”关系为主的土地承载力[2]。城市土地承载力是在一定时期，一定空间区域，一定的社会、经济、生态环境条件下，城市土地资源所能承载的人们各种活动规划和强度的阈值[3]。按照承载对象不同，城市土地承载力的研究主要集中在人口数量、城市规模和城市综合承载能力等方面[4]。承载力评价是研究城市土地承载力的主要思路。本文在建立城市土地承载力评价模型的基础上，以人口数量作为承载对象，对未来城市土地进行预景分析。

承载力评价是研究城市土地承载力的主要思路。关于城市土地承载力的研究方法主要集中在指标体系构建与模型评价等方面[5-6]，运用生态足迹理论，定量研究区域生产性土地的需求与供给[7]。运用地理信息技术，基于生态敏感性对城市土地承载力进行评估，指导城市用地规模与用地选择[8]。运用地理信息技术研究土地集约利用空间发展模式成为新的发展趋势，主要集中在城市适宜建设用地选择、生态用地保护等方面[9]。城市建设适宜性评价结合生态安全格局构建来评估城市土地承载力问题尚未见报道。因此，本文运用GIS空间分析技术，建立城市土地建设适宜性评价模型，在此基础上扣除不同发展情景下的生态安全格局用地，研究不同发展模式下人口承载状况，以期为土地集约利用提供依据。

1 研究区概况

福州市位于我国东南沿海经济带上，是我国重要的沿海港口城市。辖区土地资源相对紧缺，土地供需矛盾大，可用于建设的土地不多，素有“八山一水一分田”之称。选择福州市作为研究区，一是因为福州市承担重要的城市分工，是东南沿海辐射海峡西岸的重要城市，也是未来重点发展区域。目前，福州市处于城镇化快速发展和现代化建设关键时期，福州新区获批势必会带来新的发展契机。二是福州市具有典型的山地丘陵地貌，自身发展条件受限，可开发用地较少。因此，本文选取福州市作为山地丘陵地区人地矛盾突出的典型代表，分析其城市土地承载状况对其他同类型城市具有借鉴意义。

2 研究方法

传统评价方法通常采用单向适宜性评价，对城市土地进行建设适宜性或生态敏感性评价，存在因子单一、导向不明等问题。

本文尝试采用城市土地正反评价方法，从城市建设与生态保护角度对城市土地进行正反评价。按照图1技术路线图，主要分三步。一是建立土地建设适宜性评价模型为正评价，以有利城市建设的原则，选择评价因子进行加权分析，评价适宜建设的用地范围。二是从生态保护的“反规划”角度出发，进行生态安全格局反评价，构建不同生态环境目标下的发展情景。最后对城市土地进行综合评价，以生态环境优先为前提，确定不同发展情景下的城市建设用地规模与空间分布，得出适宜承载人口分布的用地空间布局。在此基础上，依据人均建设用地标准，确定土地资源用于城市建设能够承载的规模限度，给出城镇规模布局建议。

图1 研究技术路线图

城市土地建设适宜性“正评价”采用GIS空间叠加分析，识别城市适宜建设用地。综合叠加地形、工程地质、水域、保护区、土地利用类型、城市建设等多项因子，并对不同因子赋予不同的权重进行栅格叠加分析，得到建设用地适宜性评价结果。

城市土地生态安全格局“反评价”是一种维护不同发展水平下区域生态安全格局的评价方法。基于“反规划”思想，通过逆向思维，评价水安全格局、地质安全格局、生物安全格局、人文安全格局中的生态用地，保护城市发展过程中不可逾越的底线，保障区域生态安全。

图2 福州市土地建设适宜性评价图

以上这两种方法在相关研究中均有运用，通过建设用地适宜性评价得到的城市适宜建设用地数量是固定的，区域内可利用的建设用地很大程度上取决于区域内因生态维护需求需要控制开发的用地量，本文探索运用正反评价方法，在建设适宜性评价的基础上，构建生态安全格局，扣除需要保护的生态用地，评价未来城市发展的底线用地分布，得出城市土地承载力空间分布情况。

3 福州市土地承载力评价

3.1 土地建设适宜性正评价

(1)评价指标选取及等级划分。根据城市用地建设适宜性评价原理，结合地区特征和数据的易获取性，选择具有共性且对城市发展影响相对较大的地形、地质、生态、土地利用、城市建设等独立因子作为判据。地形因子主要评价坡度、坡向、高程等因素，地质因子主要对地质灾害敏感性进行评价，生态因子主要评价河流、湖库、自然保护区等因素，土地利用因子主要对现状土地利用类型及管控类型进行评价，城市建设因子主要评价高速公路、国道、干道等道路因素，以及城市基础设施(建成区)的吸引力。按照各评价因子对区域建设贡献水平的影响，将评价因子划分为多个适宜性等级，在对比相关研究因子权重的基础上[10-11]，通过相关领导、专家和学者共同参与填写权重调查表，对调查结果对比分析，最终综合确定各因素的因子权重值(表1)。

(2)评价结果。通过GIS的空间分析功能进行相应的处理和计算，对道路、水文、自然保护区、建成区等因子建立缓冲区，在各因子属性表中赋予相应评分值，形成单因素建设适宜性评价图。

依据确定的因子权重，将各因子进行加权叠加分析利用空间分析工具，对各栅格图层进行加权叠加，得到福州市土地建设适宜性“正评价”结果(图2)，将城乡土地进行建设的适宜程度分为5级：最适宜建设用地、适宜建设用地、可建设用地、不宜建设用地和不可建设用地(表2)。其中，最适宜建设用地1397.6 km2，占土地面积的12.9%，主要分布于福州市主城区及东南沿海福清市、长乐市等区域。

3.2 福州市生态安全格局反评价

通过土地建设适宜性正评价，得到了有利城市建设角度下的用地范围。但从维护区域生态安全的角度分析，生态用地不适宜做建设用地。根据福州市生境特点以及生态用地的重要性，将维护生态安全的河流、湖泊、水库、湿地、山体林地等不同范围的缓冲区作为不适宜建设用地，构建底线、满意、理想三种不同的发展情景，对城市用地进行生态安全格局反评价。

表1 土地建设适宜性评价因子权重表

表2 福州市土地建设适宜性评价汇总表

3.2.1 反评价过程

维护区域水环境安全，保障城市雨洪与饮水安全。保护区域内的具有洪水调蓄功能的主干河流、湖泊、水库、坑塘、低洼地以及城市水源地。通过相关研究的对比分析[12-13]，结合福州市自身的生态系统特点，建立反评价体系(表3)，构建不同发展情景下城市生态安全用地的底线。根据城市建设蓝线管理规定，将主干河道、湖泊、水库50m缓冲区作为底线范围，严格控制开发。50～100m缓冲区为满意范围，尽量避免建设，宜采用生态化工程措施，恢复自然河道。100～150m缓冲区为理想范围，可进行适当建设，建设项目应达到相应的防洪标准。为保障城乡饮用水安全，防止水源污染，根据城市饮用水水源地管理规定，将地表水一级保护区作为严格保护的底线范围，二级保护区为满意范围，二级保护区50m缓冲区或准保护区为理想范围，减少水源保护区的建设项目与活动。

表3 生态安全格局因子评价表

图3 福州市生态安全格局评价图

维护区域生物安全，保护生物栖息地与迁徙廊道。福州是许多鸟类重要的越冬或停歇地，在我国候鸟迁徙过程中具有较为重要的作用。福州市的鸟类按栖息类型可分为林灌、水域鸟类，林灌鸟类多分布于山体林地，市区多集中于各个公园和庭院绿化带的针、阔叶林和灌丛中。林灌鸟类保护范围以西部和北部的山体林地为保护底线，分别以100m、200m缓冲区为满意及理想范围。水域鸟类主要以水体湿地为主要活动范围，水域鸟类多分布于内河湖库及湿地浅滩，以水域及湿地周边2km范围内的林地构建生态底线，分别以100m、200m缓冲区为满意与理想范围。

维护区域文化资源安全，保护区域内的自然名胜区、风景名胜区、历史文化保护区、森林公园等人文资源。将各类保护区的核心范围作为底线保护区，以严格控制区或核心区周边500m缓冲区为满意范围，以一般保护区或核心区1km缓冲区为理想范围。

3.3.2 反评价结果

水文、地质、生物、人文等生态因子在生态安全格局中具有同等的重要性，维护城市生态系统功能的重要组成部分。因此，按照相同权重叠加得到底线、满意、理想三种发展水平下的综合生态安全评价结果(图3)。经评价，底线水平是维护区域生态安全的最低标准，面积7141.9km2，占整个市域面积的63.4%；生态安全达到满意水平，需要保护8539.1km2土地面积，占整个市域面积的75.8%；若要保持理想的生态安全，需保护的土地面积为8983.7 km2，近80%的土地需要得到有效的保护，而且需要重点保护水体、林地、湿地等生态脆弱地区。

3.3 土地承载力综合评价

在前文正反评价的基础上，进行加权叠加分析，利用“正评价”得到的适宜建设用地扣除需要保护的“反评价”生态用地，从而得到不同情景下可利用建设用地面积，两者相减得到底线、满意、理想三种发展水平下适宜建设的用地范围(图4-6)。

图4理想水平(低强度开发)

图5 满意水平(中强度开发)

图6 底线水平(高强度开发)

基于建设适宜性正评价，通过空间统计，得到扣除生态用地后不同发展水平下的建设用地汇总结果(表4)。根据评价结果：理想水平下，可作为城市开发用地的土地面积为2693.43km2，其中1209km2为最适宜开发用地，为城市低强度开发情景。满意水平下，土地可作为城市开发用地面积为3087km2，其中1261.6km2土地为最适宜开发用地，属于中强度开发情景。底线水平下，可用于城市开发用地达4431.2km2，其中1305.2km2的土地为最适宜开发用地，属高强度开发情景。由此得出，根据不同发展情景下，扣除保护的生态用地，福州市最宜开发的用地规模在1209～1305.2km2之间。

4 福州市土地承载力预景

城市人口是城市土地承载水平的重要承载对象与落脚点。福州市中心城区与各区县建设用地水平差异性较大，2011年福州市域总人口720万人，城镇化率63.3%，人均村镇建设用地150.9m2，人均城市建设用地面积79.5m2。根据《城市用地分类与规划建设用地标准(GB50137-2011)》及相关研究成果，城市中满足人类生存发展和享受的土地需求为人均140～200m2。此外，根据建设部人均用地面积指标，要求城镇人均建设用地面积为105～120m2。因此，本着集约利用土地的原则，参照国内同等城市用地规模，城镇按照人均用地标准105～120m2，城市建设用地按照75～100m2的用地标准进行计算，未来的城镇化水平达到75%～80% 趋于稳定，分别计算不同发展情景下，福州市最适宜建设用地可承载的人口规模，得到不同发展情景下的最适宜建设用地承载水平与空间分布(表5)。

表4 不同发展水平下的建设用地汇总表

表5 福州市不同发展情景下最适宜建设用地承载力水平

在生态理想状态下，可适宜的建设用地为1209 km2，主要分布在福州中心城区以及东南部的福清与长乐两市，未来能够承载城镇人口在755～921万人之间，市域总人口在1007～1151万人之间，城镇布局以中部、东部以及南部地势平坦的城镇为主，西部、北部等地区生态功能较强，不适宜大规模聚集人口。

在生态底线状态下，可适宜的建设用地为1305.2km2，对比图4与图6两种情景下用地分布情况，发现西北部山区有些生态用地被开发，东部及南部适宜建设的用地变化不大。在这种情景下，土地人口承载力随有提高，但牺牲了一定生态效益，属于一种不可取的发展方式。

5 结论与建议

(1)不同与土地承载力综合指标法、模型法等计算方法，本文采用GIS空间分析，建立土地建设适宜性评价、生态安全格局评价模型，尝试从正向与方向思维出发综合评估城市土地承载力。“正评价”结果最大限度的为城市建设提供用地，“反评价”构建不同发展情景下的生态安全格局，保护应该保护的地域。“正反评价”方法的综合运用，能够有效兼顾城市发展与生态保护，对识别城市建设用地底线、指导未来城镇格局分布具有指导意义。

(2)经评价，福州市土地承载力地域差异明显，西北部生态安全等级高，人口承载力较低。福州市最适宜建设用地主要分布在中部建成区、东南沿海的福清市与长乐市，东部以及南部是未来重点发展方向。理想水平下，福州市最适宜建设用地面积1209km2，可承载人口1007.5～1151.4万人，其中城镇人口755.6～921.1万人，城镇建设规模会达到566.7～921.1km2。底线水平下，福州市最适宜建设用地面积1305.2km2，可承载人口1087.7～1243.0万人，其中城镇人口将达到611.9～994.4万人，城镇建设规模将达到611.9～994.4km2。此规模为承载人口的最大规模，超出这个范围将会对城市生态环境产生影响。

(3)本文构建了不同发展情景下生态安全用地格局，评价不同发展情景下城市土地承载力水平分布，但未考虑耕地保护对城市发展的影响，评价方法仍需进一步完善。因空间数据不足，文中生态安全格局构建没有建立在生物安全过程评价之上，生物迁徙过程对格局的影响考虑不足，但文中“反评价”模型是建立在若干区域生态安全用地水平之上，生态安全属于多因子综合性评价，能够弥补生物迁徙过程的不足，较好地体现区域生态环境。

(4)本文采用“正反”评价模型对数据要求较高，由于数据的可获取性不同，文中选用的模型进行了适当简化，后续可深入研究，提高数据精度，实现城市土地承载力空间“落地”。对于评价模型中因子权重的确定采用层次分析法和专家打分法具有一定的局限性，受评价者的影响较大，需进一步优化和完善。

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Study of Urban Land Carrying Capacity of Fuzhou Based on Pro-construction and Pro-conservation Assessment

WANG Chengxin WAN Jun LV Hongdi YU Lei

(Chinese Academy for Environmental Planning，MEP，Beijing 100012，China)

New urbanization is demanding saving and using the land resources intensively.The paper，taking Fuzhou as an example，discusses on the assessment method of urban land carrying capacity under the background of Urbanization.In this paper，a new evaluation method of “pro-construction and pro-conservation” was built，which takes construction suitability as pro-construction assessment model and eco-security pattern as pro-conservation assessment.Then put forward the pre landscape plan under the different development level of land construction bearing capacity，deduced the ecological land under three scenarios of baseline，satisfaction and ideal，in order to guide the choice of urban development and land use.In the end it provides suggestions on better application of the analysis method.Research shows that land capacity is taking on largely regional differences.The northwest has a high level of ecological security and lower capacity，while the central built-up area and the southeast coastal city of Fuqing and Changle have a higher building capacity，the eastern and southern is the focus for future development direction.

Urban land carrying capacity；Construction suitability；Ecological security pattern；Pre-View；Fuzhou

王成新，硕士，主要研究方向为城市规划与环境管理 生态规划

万军，博士，研究员，主要研究方向为环境规划与政策 城市环境 生态评价等

X21

A

1673-288X(2016)06-0151-06

引用文献格式：王成新 等.基于正反评价的福州市土地承载力预景分析[J].环境与可持续发展，2016，41(6)：151-156.