沂蒙山区资源环境承载力评价及时空分布特征研究

荣燕妮，李俊美，李 凌

(山东农业工程学院 国土资源与测绘工程学院，山东 济南 250100)

1 研究背景

党的十九届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》指出[1]，我国在摆脱贫困致富路上取得显著成效，人民的生活质量日益提高。同时，指出要进一步优化国土空间开发保护格局，助力推动生活生产方式转型取得全面成功。我国“十四五”社会经济发展目标要求是在建设生态文明上向前迈出一步，要在了解当地资源环境承载力的基础上，充分发挥各地的特色，形成城市、乡村、生态相互协调的空间发展格局[1]，探索一条适合各地资源环境特征的发展之路。

沂蒙山区作为山东省脱贫攻坚战主战场之一，在脱贫攻坚过程中更要担负起领头羊的责任。近几年沂蒙山区在经济上实现快速增长，但同时也受到资源环境的约束，对沂蒙山区资源环境的摸底掌握有利于统筹指导国土开发和建设，降低单位经济产出的资源的消耗，解决资源、环境、生态同社会经济发展之间的矛盾，助力探索扶贫开发长效机制。

当前对于资源环境承载力评价的研究众多。如曾浩等（2019）通过构建长江经济带资源环境承载力评价指标体系的基础上，运用熵值法对长江资源环境承载力指数值进行测度[2]；卫思夷等（2019）以沈阳经济区为研究单元，通过多目标分析法选择从资源承载力、环境承载力和社会经济支撑力3个维度构建评价指标体系[3]；邓木林等（2019）采用层次分析法量化评价要素的权重[4]。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

本文以沂蒙山区16个区县为研究对象，社会经济数据来源于2015年和2019年临沂、日照、潍坊、淄博市统计年鉴、生态环境数据则是来自各市生态环境质量公报和政府工作报告。

2.2 研究方法

本文在参考众多国内外文献基础上，选择多目标综合评价法构建指标体系。首先根据沂蒙山区实际状况、数据的可获得性和众多研究者使用频率较高的指标确定指标要素[5]，采用熵值法确定指标权重，最终测算出沂蒙山区资源环境承载力水平，通过沂蒙山区资源环境承载力水平，分析沂蒙山区承载力的高低及在时空上的差异。

2.2.1 建立指标体系

区域资源环境承载力的高低与区域经济发展密切相关[8]，本文根据已研究的成果，遵循针对性、可操作性、科学性、动态性原则[2]，构建合理的资源环境承载力评价指标体系。本文在选取资源环境承载力评价指标时[2]，综合分析沂蒙山区的实际状况、数据的可获得性、众多研究者使用频率较高的指标来构建该区域的评价指标体系，从资源、环境、社会经济三个维度选取了人口密度、人均机耕面积、人均粮食面积、均水资源拥有量、空气质量指数、优良天数、可吸入颗浓度、SO2浓度、地均GDP、城市化率、第一产业占比、从业人员工资共12个二级指标。

2.2.2 熵值法原理及计算过程

熵值法的原理：由n个待评价方案、m个待评价指标所构成的指标数矩阵，数据的离散程度越大，熵值越小,指标要素间的差异性系数就会越大,指标越重要，反之[2]。此外，熵值法在解决评价过程中多指标变量间存在信息重叠问题这一问题有较好的效果[2]。因此,本文采用计算沂蒙山区资源环境承载力的步骤如下:

由于构建的指标体系中的指标要素单位不同，无法进行比较，需要进行消除量纲，处理数据过程如下：

第一步：对指标数据进行去单位。其中，其中，x'ij表示指标标准化的值，xij表示指标标准化前的原始值，xjmax表示指标标准前某指标的最大值，xjmin表示指标标准前某指标的最小值[2]。

为了让计算过程有意义，需对结果为零的数据进行消除，对无量纲化后的数据进行整体平移，即x'ij=x'ij+β,为最大限度的保留原始数据，β取指进可能的小，本文取β=0.0001。

第二步：计算第j个指标下第i个地区下的指标值比重：

第三步：计算第j项指标的熵值：

第四步：计算第j项指标的差异性系数：

其中，熵值越小，指标的差异性系数越大，指标的就越重要。

第五步：确定权重：

表1 各个指标要素权重Tab 1 Weight of each index element

第六步：沂蒙山区资源环境承载力测算，资源环境承载力指数值ei.某一地区资源环境承载力指数值等于各个指标标准化值乘指标权重然后加和。

最终，根据以上计算步骤，测算出沂蒙山区承载力水平。

3 评价结果分析

3.1 资源环境承载力时间分布特征分析

根据资源环境承载力评价指标体系，利用多目标综合分析法得出2015年和2019年各区县资源环境承载力子系统指数[3]（图1和表2）。

图1 2015年和2019年沂蒙山区资源环境承载力复式统计图Fig 1 Complex statistics of resource and environmental carrying capacity in Yimeng Mountain area in 2015 and 2019

表2 2015年和2019年沂蒙山区资源环境承载力子系统大小Tab 2 Resource and environmental carrying capacity subsystem size in Yimeng Mountain area in 2015 and 2019

根据表2资源环境承载力子系统和图2、3、4来看，2015和2019年多数县区资源承载力水平变化幅度较大，罗庄、郯城、临朐3县区资源承载力水平明显降低，主要原因突出表现为以下几点：地区内人口密度大，人均粮食面积占比少，人均水资源拥有量也少。随着单位土地人口数的增加，资源供需不平衡逐渐凸显，使得各县区人均资源占有量有所减少[3]。沂水、莒南、莒县、五莲、沂源、临朐等大部分县区环境承载力水平都有较为明显降低，主要原因突出表现为以下方面，主要原因是部分地区各类企业众多，人口密度大，汽车尾气多，工业相对多，废气排放量大，空气质量有所下降。2015和2019年大部分县区社会经济承载力水平整体上处于均衡状态，莒南、五莲、沂源等多数县区表现为社会经济承载力明显提高，主要原因有以下几个方面，随着脱贫攻坚战的决胜，沂蒙山区也实现了脱贫，地均GDP，第一产业占GDP比重、从业人员的可支配收入明显增加，城镇化水平也在不断上升，因此，沂蒙山区社会经济承载力呈现上升趋势。

图2 资源承载力对比分析图

图3 环境承载力对比分析图

图4 社会经济承载力对比分析图Fig 4 Comparative analysis of socio-economic carrying capacity

3.2 资源环境承载力空间分布特征分析

在研究沂蒙山区资源环境承载力水平的基础上，对沂蒙山区发展现状与前景有了更加全面的认识，有利于最大限度的发挥沂蒙山区发展潜力[5]，助力巩固脱贫攻坚成果，为了进一步反应沂蒙山区16个县区资源环境承载力在2015年合019年时间和空间上的分布特征，根据沂蒙山区资源环境承载力的综合得分，将16个县区划分为5个等级，依次表现为资源环境承载力强、较强、一般、较弱、弱[10]，并对各个县区进行对比分析，如下图5所示。资源承载力、环境承载力和社会经济承载力如图6、7、8所示。

图5 2015年和2019年沂蒙山区资源环境承载力水平Fig 5 Resource and environmental carrying capacity in Yimeng Mountain area in 2015 and 2019

图6 2015年和2019年沂蒙山区资源承载力水平Fig 6 Resource carrying capacity level in Yimeng Mountain area in 2015 and 2019

图7 2015年和2019年沂蒙山区环境承载力水平Fig 7 Environmental carrying capacity in Yimeng Mountain area in 2015 and 2019 2015 and 2019

图8 2015年和2019年沂蒙山区社会经济承载力水平Fig 8 Socio-economic carrying capacity in Yimeng Mountain area in 2015 and 2019

从时空上看，2015年大多数县区表现为较弱承载力，2019年各县区承载力有上升趋势。2015年6个县区表现为较弱承载力，3个县表现为一般承载力，3个表现为较强的承载力，4个县表现为强的承载力，沂蒙山区中部资源环境承载力较差，主要原因表现为中部县区人口多，可利用资源欠缺，导致人均资源少，以及工业发展带来的环境质量较差。

2019年临朐县、平邑县、费县3个县表现为较弱承载力，兰陵、临沭、沂水、罗庄、沂南、河东、沂源8个县区表现为一般承载力，蒙阴、临沭、莒县、莒南4个县表现为较强承载力，兰山区及五莲县表现为强承载力，资源环境承载力较高区主要集中在东部

基于沂蒙山区资源环境承载力的综合得分，将16个县区资源、环境与社会经济承载力分别划分5个等级，从空间上，2015年资源承载力整体水平相对较高，空间异质性一般，资源承载力水平相对较高地区集中在南部，2019年部分地区资源承载力水平有所提高，空间异质性有提高，主要原因是由于随着人们保护资源意识的提高，资源利用率也有所提高。环境承载力水平相对较高的地区主要集中在东北部，2015年空间异质性较强，2019年环境承载力空间异质性有所减弱，部分地区环境承载力有所提高，人们越来越注重环境保护。经济承载力除城市中心经济发展相对较好，其余地区经济发展水平相当，随着人们的生活日益提高，社会经济承载力水平也表现为上升趋势。

4 结论与展望

4.1 结论

本文以沂蒙山区为研究区域，以资源环境综合承载力为总系统，建立了资源，环境和社会经济子系统三个分系统承载力，利用统计分析软件进行分析。结果表明，在时间上，2015年和2019年两个时间点的资源环境承载力整体上处于均衡状态,临朐、莒县、蒙阴3县承载力变化幅度较明显。在空间分布上，2015年该区域东北部和南部资源环境承载力相对较高，2019年东部资源环境承载力相对较高，与资源承载力和环境承载力水平呈现出一致性，该区域社会经承载力除罗庄区经济发展相对较好，其余地区经济发展水平相当，资源环境承载力虽存在空间异质性，但是空间异质性表现出减小趋势[11]。

4.2 展望

根据数据的可获得性和针对性，本文仅选取了沂蒙山区2015年和2019年两年的数据对沂蒙山区资源环境承载力评价，从时间和空间上分析资源环境承载力的变化趋势。在今后的资源环境承载力的研究中应注重关注以下几个方面：一是推进研究的实践应用[12]。二是创新研究方法与评价指标[13]。三是评价指标要素的选取[14]，更多的结合当地实时的发展状况；评价指标体系构建过程中，各系统间的相互独立和关联也值得进一步深入研究。所以在今后的研究中还需不断完善体系和数据，系统性的分析其内部的变化趋势及运行机制[15]，助力沂蒙山区探索发展机制，不断巩固沂蒙山区脱贫攻坚成果，防止返贫。