广西城市土地综合承载力时空差异分析

詹长根++邢玉玲++杨如军

摘要：城市土地综合承载力能够反映城市土地承载的资源水平、经济规模、社会发展、环境压力等。从资源、经济、社会、环境等4个方面，构建城市土地综合承载力评价指标体系，采用主成分分析法、聚类分析法对广西全区及其14个市2005—2014年城市土地综合承载力进行评价，分析其时空特征及驱动因素，为提高城市土地综合承载力提供参考。结果表明，2005—2014年广西城市土地综合承载力整体呈上升趋势；2005—2014年广西城市土地综合承载力空间分布差异显著，柳州、桂林、南宁等市属于高承载区，北海、玉林、梧州等市属于较高承载区，其他市承载力随时间变化处于不同等级；经济发达程度是影响城市土地综合承载力的重要因素，但并不能直接代表城市土地综合承载力水平。

关键词：城市土地综合承载力；广西；主成分分析法；时空差异；评价指标体系；影响因素

中图分类号： F293.2；F127；F062.1文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）06-0281-04

我国土地承载力研究兴起于20世纪80年代中后期[1]，并随着人们的认知及社会经济的发展而逐步发展，从以人粮关系为核心的土地资源人口承载力的单一指标研究[2-7]，逐步发展为从资源、经济、社会、环境等多方面指标的土地资源承载力综合研究[8-12]，并逐步出现针对城市土地的城市土地综合承载力研究[13-15]。城市土地综合承载力研究在近20年兴起，并成为土地资源承载力研究的热点。究其原因，是由于城镇化进程逐步加快，城市人口不断集聚，城市化发展、城市人口增加与城市土地资源短缺之间的矛盾日益加剧，研究并改善城市土地综合承载力成为解决这些矛盾的突破口。基于前人的研究，本研究给出城市土地综合承载力的内涵，即在一定的时期、空间区域、科技发展水平下，城市土地资源承载人类各种活动的水平。

广西目前正处于经济快速发展时期，城镇化进程逐步加快，城市人口增加与土地资源短缺之间的矛盾日益显现，而关于广西城市土地综合承载力的研究尚属空白，基于此，对广西城市土地综合承载力进行研究，分析其时空特征及影响因素。

1评价指标体系与方法

1.1评价指标体系

城市土地综合承载力评价指标是评价城市土地综合承载力的关键。本研究根据土地资源承载力领域的相关研究，采用频度分析法统计相关指标的频率，并结合广西实际，依据科学性、系统性、可操作性等原则，从资源、经济、社会、环境等4个方面，选取16个指标（表1）计算广西城市土地综合承载力。

1.2评价模型

城市土地综合承载力评价指标较多，彼此之间有一定的相关性，从而增加了数据分析的复杂性，而主成分分析是从研究相关矩阵内部的依赖关系出发，利用降维的思想，将多个互相关联的变量转化成少数几个互不相关的综合指标的一种多变量统计分析方法，正是解决这一问题的理想方法。

1.3计算方法

利用SPSS软件对原始数据进行主成分分析运算，根据特征根大于1的原则，得到各样本j个主因子得分。主成分得分为相应主因子得分乘以相应特征根的算术平方根，公式为

式中：Pi为城市土地综合承载力百分制得分；Fi为城市土地综合承载力综合得分；Fmax为样本综合得分中的最大值；Fmin为样本综合得分中的最小值。

2研究区及数据

2.1研究区概况

广西壮族自治区位于我国华南西部，东连粤港澳，南临北部湾，背靠西南地区，面向东南亚，位于东经104°26′～112°04′，北纬20°54′～26°24′之间，土地总面积 23.76万km2，占全国土地总面积的2.48%，居各省市区第9位。广西现辖14个地级市，109个县级行政区。2014年广西市辖区地区生产总值为8 236.52亿元，人均地区生产总值为52 791元；建成区面积为8 493 km2，人均建成区面积为 76 m2；年末总人口为 1 415 万，人口密度为335人/km2。

由于市辖区土地行政边界相对稳定，且较为真实地反映了城市土地所能承载的各种经济社会活动[16]，故本研究以广西全区及其14个地级市辖区的土地为研究对象。

2.2数据来源

本研究中的市辖区数据来源于2006—2015年的《广西统计年鉴》、《中国城市统计年鉴》。对于无市辖区统计数据的评价指標，即污水处理率、生活垃圾无害化处理率指标用《广西统计年鉴》中的全市统计数据近似替代。

3结果与分析

3.1广西整体承载力评价及分析

根据评价指标和计算方法，对广西2005—2014年城市土地综合承载力进行评价。如表2所示，计算得出特征根大于1的主成分有2个，其累计贡献率达到94.752%，说明这2个主成分提供了原始信息的足够信息。2005—2014年广西城市土地综合承载力得分如表3所示。

为了能够更直观地反映出广西10年来城市土地综合承载力变化情况，根据综合得分，绘制出2005—2014年广西城市土地综合承载力的变化趋势如图1所示。

由图1可知，2005—2014年，广西城市土地综合承载力水平不断提高，表明该区资源、经济、社会、环境间的协调度逐步提高，所承载的人类各种活动的能力不断提高。在2009年，城市土地综合承载力变化趋势图出现拐点。将各年份原始数据及其变化率进行比较，可看出2008—2009年人均GDP、地均GDP、职工平均工资、地均工业总产值增长率明显降低，导致城市土地综合承载力增长速度减慢；2009—2010年前3个指标增长率恢复正常，地均工业总产值增长率明显提高，此外，2009—2010年扩大了建设规模，城市建设用地率、道路面积大幅增加，致使城市土地综合承载力增长速度加快。究其外部原因，应是受到2008年金融危机的影响，工业、经济发展减慢，承载力增长速度减慢，金融危机后，政府为促进发展，出台了相关政策，如增加建设规模、促进就业等，使短时间内承载力增长速度加快。

由表3可知，主成分1的得分不断提高，主成分2的得分起伏不定，因此，驱动广西城市土地综合承载力提升的主要指标是主成分1所反映的原始信息。根据载荷矩阵，主成分1在除污水处理率之外的指标上载荷的绝对值较大，在第三产业占GDP比重上的载荷为负值，主成分2在污水处理率上的载荷较大。可见，城市建设用地率、人均建成区面积、人均住房建筑面积、人均城市道路面积、人均GDP、地均GDP、地均工业总产值、人口密度、科技教育占GDP比重、地均就业人口、职工平均工资、建成区绿化覆盖率、人均綠地面积、垃圾处理率，这些指标的提升推动了广西城市土地综合承载力的提高。说明在经济发展过程中，政府适当增加建设规模，促进经济发展，推动工业发展，促进城镇化进程，重视科技教育问题，改善就业状况，提高工资水平，注重城市绿化，进而推动了广西10年来城市土地综合承载力水平的不断提高。第三产业占GDP比重在主成分1的载荷为负值，且绝对值较大，说明近年来广西第三产业发展不乐观，反观广西原始数据，第三产业占GDP比重整体呈下降趋势，从46%下降到42%，说明广西经济结构不够优化，不利于城市土地综合承载力的提升；污水处理率在主成分2上的载荷较大，而主成分2的得分起伏不定，说明政府对城市污水处理的重视不够，反观原始数据，除2010年污水处理率达到80%，其他年份基本在60%以下。在这些因素的共同作用下，广西城市土地综合承载力依然逐年增加，是由于负值的减少量小于正值的增加量，因而没有阻碍广西城市土地综合承载力的提高。政府未来应重视第三产业的发展，同时重视城市环境治理和保护，保持并继续促进广西城市土地综合承载力的提高。

3.2广西各市承载力评价及分析

根据评价指标和计算方法，对广西14个市2005—2014年城市土地综合承载力进行评价。计算得出特征根大于1的主成分有4个，其累计贡献率为81.441%，符合要求。广西各市2005—2014年城市土地综合承载力评价结果如表4所示。

为了能够更直观地反映出广西各市承载力的变化趋势，根据综合得分，绘制出2005—2014年广西各市城市土地综合承载力的变化趋势如图2所示。

由图2可知，2005—2014年广西14个市的城市土地综合承载力水平虽有波动，但整体上均呈现上升的趋势，表明广西各市资源、经济、社会、环境之间的协调度越来越高，城市土地综合承载力水平逐步提高。2011年柳州市承载力下降，是由于其在2011年将雒容镇划入市辖区，使辖区面积由 658 km2 增加到1 017 km2，但新划入辖区的雒容镇发展水平落后于原市辖区水平，致使城市建设用地率、地均GDP、工业总产值、就业人口水平下降，导致承载力水平下降。经过1年的发展，到2012年，柳州市逐渐发展均衡，承载力水平略高于2010年，之后逐年递增。南宁市2009年承载力下降是建设规模、人均住房建筑面积、道路面积、土地资源承载力下降所致；2011年承载力下降是建成区绿化覆盖率、污水处理率、土地环境承载力下降所致。2008年北海市承载力下降，是由于受到严重自然灾害和金融危机的影响，城市绿化水平、人均GDP、第三产业、科技教育比重、人均住房建筑及道路面积下降导致的。2005—2014年广西城市土地综合承载力排名在前6位的城市承载力差异相对较大，排名相对稳定，从前到后依次为柳州市、桂林市、南宁市、北海市、玉林市、梧州市。排名在后8位的城市承载力相对差异较小，排名变动较大。柳州市是广西最大的工业城市，工业推动了柳州市的发展，其相对经济承载力最高，人均GDP、地均GDP、地均工业总产值始终最高，土地开发利用程度最高，建设用地率、人均建成区面积、人均城市道路面积一直居于首位，致使城市土地综合承载力始终位居首位。桂林市是著名的旅游城市，其依托旅游业，经济社会发达，建设规模较大，生态环境良好，资源、经济、社会、环境之间的协调度较高，此外，桂林市辖区面积最小，集聚程度相对较高，发展相对均衡，致使城市土地综合承载力基本位居第2位。南宁市是省会城市，社会、经济最发达，且协调度较高，但承载力低于柳州市和桂林市，是由于其辖区面积最大，约为柳州市的6倍、桂林市的11倍，致使地均GDP等指标略低，相对发展程度不够，城市土地综合承载力略低。

采用系统聚类法，并结合实际，对各市2005年、2010年、2014年城市土地综合承载力得分进行分类，将其分为4类：高承载区、较高承载区、中等承载区、低承载区（此处的高低是各年广西各市承载力的相对高低）。在分类结果的基础上，用ARCGIS分别绘制出2005年、2010年、2014年广西城市土地综合承载力空间分布图（图3）。

由图3可知，2005年、2010年、2014年广西各市的城市土地综合承载力等级差异较大，并呈现出一定的地域相近性，即城市土地综合承载力大致呈现出东北>东南>西北>中东的空间格局。此外，经济发展水平是影响城市土地综合承载

力的一个重要因素，但并不能直接代表城市土地综合承载力水平的高低。

高承载区。2005—2014年，柳州、桂林、南宁等市的承载力水平高于其他市，一直属于高承载区。说明这3个市在资源、经济、社会、环境等方面协调发展的程度最好；从另一意义上讲，表明在一定的资源、经济、社会、环境的约束条件下，所承载的人类各种活动的规模和强度最大。究其原因，南宁市作为省会城市，柳州市作为广西最大的工业城市，桂林市作为著名的旅游城市，这3个市在广西各市中经济最发达，人均GDP、地均GDP等经济因子在广西处于最高水平，又由于经济和社会、资源、环境之间具有一定的相关性，经济发达的城市往往社会也较发达，土地资源开发利用规模较大，且会投入更多资金、人力、技术等来改善环境，因此，这3个市的城市土地综合承载力最高。这3个市相比较，柳州市环境方面略有欠缺；桂林市土地资源承载力略低；南宁市行政区域面积最大，相对开发程度不够。未来在保持经济、社会发展的基础上，柳州市应重视环境治理；桂林市应提高城市土地集约利用度，从而增加人均住房建筑及道路面积，提高城市土地资源承载力；南宁市应加大市辖区土地开发利用度，促进市辖区土地均衡发展，以促进城市土地综合承载力的进一步提升。

较高承载区。2005—2014年，北海、玉林、梧州等市一直属于较高承载区，说明北海、玉林、梧州等市资源、经济、社会、环境之间的协调度较高，有较大的潜力可以挖掘。这3个市在地理位置上相互毗邻，处于广西东南部。这3个市是经济较发达的城市，北海市、玉林市是广西北部湾经济区的城市，受到北部湾经济区的影响，经济发展水平较高。梧州市是广西最早的工业城市，对外贸易较发达，经济发展水平较高。这3个市相比较，北海市面积较小，土地资源开发建设规模较大，经济最发达，环境最优；玉林市開发建设规模略低，土地经济承载力较低，社会承载力较高；梧州市居于中等水平，这3个市需进一步提高城市土地开发和集约利用度、发展经济、改善社会、优化环境，促进城市土地综合承载力的提升。

中等及低承载区。2005—2014年，百色市、河池市一直属于中等承载区，来宾市、贺州市一直属于低承载区，而防城港、钦州、贵港、崇左等市由于发展速度的差异变动较大。防城港市发展速度较快，2005年属于低承载区，2010变为中等承载区，且一直稳定在中等承载区，结合图2，可看出其2014年承载力水平已接近百色市。钦州市原属于中等承载区，逐渐被超越降为低承载区，后又恢复到中等水平。贵港市在2005—2010年承载力水平较高，后降为低承载区。崇左市发展速度缓慢，逐渐被其他市超越，由中等承载区降为低承载区。这些城市中，防城港市经济最发达，经济承载力最高，其他方面发展程度略低，致使承载力水平略低，但由于经济的带动作用，其他方面承载力水平逐步提高，城市土地综合承载力水平增长较快。总体而言，这些城市承载力水平较为接近，因而变动较大。在广西各市中，这些城市相对来说经济发展水平落后，在未来需重点加强经济建设，逐步提高城市土地综合承载力水平。

4结论

2005—2014年广西全区及各市的城市土地综合承载力水平总体上不断提高，说明广西全区及各市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。

广西各市的城市土地综合承载力水平空间差异较大，并呈现出一定的地域相近性，即大致呈现出东北>东南>西北>中东的空间格局；随着时间的变化，部分城市承载力水平较稳定，部分城市承载力水平由于发展速度的差异变动较大。结果表明，柳州、桂林、南宁等市一直属于高承载区；北海、玉林、梧州等市一直属于较高承载区；百色市、河池市一直属于中等承载区；来宾市、贺州市一直属于低承载区；另外4个城市随时间的变化在中等和低承载区之间变动。

经济发展水平是影响城市土地综合承载力的一个重要因素，但并不能直接代表城市土地综合承载力的高低，也不成正比或反比关系。因为虽然南宁市经济最发达，但其城市土地综合承载力水平低于柳州市。

城市土地综合承载力评价指标体系没有统一的标准，各研究者均有自己的见解。本研究是在统计相关期刊文章中指标频率的基础上，结合广西实际、可获取性数据及笔者自己的思考确定的指标体系，可能不够完善，如何建立一套规范、有效的指标体系还有待进一步研究。

参考文献：

[1]于广华，孙才志. 环渤海沿海地区土地承载力时空分异特征[J]. 生态学报，2015，35（14）：4860-4870.

[2]刘东，封志明，杨艳昭，等. 中国粮食生产发展特征及土地资源承载力空间格局现状[J]. 农业工程学报，2011，27（7）：1-6.

[3]封志明，杨艳昭，张晶. 中国基于人粮关系的土地资源承载力研究：从分县到全国[J]. 自然资源学报，2008，23（5）：865-875.

[4]罗雁文，魏晓，王良健，等. 湖南省各市（州）土地资源承载力评价[J]. 经济地理，2009，29（2）：284-289.

[5]孟庆香，常庆瑞，张俊华，等. 陕北农牧交错带土地承载力及提高途径探讨[J]. 干旱地区农业研究，2003，21（1）：108-111.

[6]赵敏丽，刘普幸，朱小娟，等. 基于人粮关系的土地资源承载力空间格局研究——以河西走廊绿洲为例[J]. 干旱地区农业研究，2013，31（2）：203-208.

[7]朱小娟，刘普幸，赵敏丽，等. 甘肃省土地资源承载力格局的时空演变分析[J]. 土壤，2013，45（2）：346-354.

[8]许联芳，谭勇. 长株潭城市群“两型社会”试验区土地承载力评价[J]. 经济地理，2009，29（1）：69-73.

[9]陈珏，雷国平，王元辉. 黑龙江省土地综合承载力空间差异研究[J]. 中国人口·资源与环境，2011，21（3）：267-270.

[10]姜秋香，付强，王子龙. 基于粒子群优化投影寻踪模型的区域土地资源承载力综合评价[J]. 农业工程学报，2011，27（11）：319-324.

[11]李刚，卢晓宁，边金虎，等. 岷江上游土地资源承载力评价[J]. 水土保持研究，2015，22（1）：262-268.

[12]于广华，孙才志. 环渤海沿海地区土地承载力时空分异特征[J]. 生态学报，2015，35（14）：4860-4870.

[13]孙钰，李新刚. 基于空间回归分析的城市土地综合承载力研究——以环渤海地区城市群为例[J]. 地域研究与开发，2013，32（5）：128-132.

[14]刘明，高林. 基于城镇化科学发展的京津冀区域土地资源承载力研究[J]. 城市发展研究，2015，22（4）：6-8.

[15]孙钰，李新刚，姚晓东. 天津市辖区土地综合承载力研究[J]. 城市发展研究，2012，19（9）：106-113.

[16]李新刚. 城市土地综合承载力研究[D]. 天津：天津大学，2014.尤涛. 菌源对高盐废水驯化的影响[J]. 江苏农业科学，2017，45（6）：285-288.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.06.073