江蘇省土地綜合承載力時空差異分析

李蘭圖，陳文寬，孫麗娜

（四川農業大學 經濟管理學院，四川 雅安 625014）

近20多年來，江蘇省依托區位優勢、國家的宏觀和區域發展政策優勢，實現了經濟社會的快速發展。但是，伴隨著工業化和城鎮化進程的加快，建設用地總量不斷增加、農用地面積不斷減少、環境惡化、資源短缺、糧食匱乏等問題逐漸呈現，某些矛盾日益尖銳。土地究竟能夠承受多大的經濟社會活動強度，多少數量的人口、多大強度的資源利用和多大程度的環境破壞，就成為江蘇省當前謀求可持續性發展必然需要研究的問題。而土地綜合承載力恰好為這一研究提供了切入點。

我國土地承載力研究始于20世紀80年代，起初的研究基于“耕地－糧食－人口”的模式［1－2］；90年代研究逐步擴展到包括土地、水、能源等一些主要自然資源和環境承載力領域，在理論與方法方面也日臻完善［3］。新形勢下土地承載力的研究趨于綜合性，土地作為載體是指廣義的土地；而承載的則是人類的各種社會、經濟活動，是資源、環境、經濟、社會各子系統的狀況與協調發展程度，許多學者從這一角度進行了探究［3－7］。本文基于江蘇省的基本情況，構建土地綜合承載力評價指標體系，采用因子分析法和聚類分析法研究區域土地綜合承載力水平時空差異特征，進而分析主要驅動因素和相應的政策內涵，有助于提高土地綜合承載力水平，為實現土地協同利用，指導經濟社會建設，實現經濟、社會、資源、環境可持續發展提供一定的科學依據。

1 指標選取與承載力計算

1.1 指標選取

（1）土地承載力內涵。土地資源承載力是在保證與其社會文化準則相符的物質生活水平下，能夠持續供養的人口數量［1］；土地人口承載力是指在一定生產力水平及與此相適應的物質生活水準上，以土地利用不引起土地退化為前提，土地的生產能力所能養活的人口的數量［2］。20世紀90年代，承載力的研究領域逐步擴展到了包括土地、水、能源等在內的主要自然資源和環境承載力研究［3］。土地綜合承載力即在一定時期，一定空間區域，一定的社會、經濟、生態環境條件下，土地資源所能承載的人類各種活動的規模和強度的閾值［4］。從一定意義上說，土地承載力是社會、經濟、環境協調作用的中介和協調程度的表征［4］。這一觀點綜合考慮了土地、人口、生態環境、經濟社會等因素的相互作用，符合當前土地承載力的研究趨勢。

（2）評價指標體系構建。眾多學者在土地綜合承載力研究方面做出了有益的探討，熊偉從土地利用、生態環境、經濟技術、社會發展方面出發構建了土地綜合承載力評價指標體系［5］；王書華等從水土資源支撐系統、生態環境支撐系統、社會支撐系統、經濟技術支撐系統出發構建了評價指標體系［6］；李吉英等也從資源、環境、人口、社會經濟、技術狀況等方面選取指標，進行了土地綜合承載力的評價研究［7］。本文根據因子分析法的基本原理和特點，考慮到江蘇省區域時空特征、經濟社會狀況、資源環境條件，依據科學有效性、系統協調性、導向性、綜合性、可操作性等原則［3－8］，在借鑒上述其他學者關于土地綜合承載力評價指標的基礎上，再結合具體研究目的，考慮到數據的可獲取性，對個別常用指標做了改動（由于治堿比例或鹽堿化程度的數據無法獲取，只能用治堿面積相對反映），最終選取代表性強、數據來源可靠的14項指標，構建江蘇省土地綜合承載力評價指標體系（如表1）。指標中使用產值，因為產值反映的是生產活動的成果，反映生產的總規模和總水平；而收入則反映的是經營活動成果、經營狀況，因此使用產值能更好地反映資源環境的生產和承載能力。

表1 江蘇省土地綜合承載力評價指標體系

1.2 土地綜合承載力計算

本文數據來源于《江蘇統計年鑒》和《中國統計年鑒》。從中選取江蘇省1994－2008年的數據以及2008年各市的數據，對影響全省以及各市土地綜合承載力的因素進行分析，評價土地綜合承載力狀況。由于指標較多，彼此之間有一定的相關性，還可能存在主觀片面性，給運算和分析問題帶來不必要的麻煩；而因子分析法是從研究相關矩陣內部的依賴關系出發，把一些具有錯綜復雜關系的變量歸結為少數幾個綜合因子的一種多變量統計分析方法［7］，正是解決這一問題的理想工具。因為各個評價指標意義不同、計量單位也存在很大差異，為盡可能消除數量級和量綱帶來的影響，首先采用極差標準化法，運用SPSS 18.0統計分析軟件對原始數據進行標準化處理，進而運算得出各公因子的得分，公式如下:

式中:Fij——各個公因子的得分；αin——各個變量的特征向量；χn——土地綜合承載力評價指標標準化值。運用因子分析法確定各個公因子的權重，分別計算1994－2008年江蘇省土地綜合承載力以及2008年各市的土地綜合承載力，公式如下:

式中:Fj——土地綜合承載力的綜合得分；Wi——各公因子的權重；Fij——各公因子得分。為使評價結果能夠更直觀反映出土地綜合承載力狀況，對計算結果進行百分制轉換，公式如下:

式中:Pi——轉換后的土地綜合承載力百分制得分；Fi——待轉化的綜合得分；Fmax——綜合得分中的最大值；Fmin——綜合得分中的最小值。

2 評價分析

根據土地綜合承載力評價指標體系和因子分析法的計算方法，對江蘇省15年來以及13個市2008年的土地綜合承載力狀況進行評價分析。

2.1 時間特征分析

根據評價指標和計算方法，對江蘇省1994－2008年的土地綜合承載力狀況進行計算分析。運行結果顯示KMO統計量為0.720，說明各變量之間的相關程度無太大差異，數據適合做因子分析；同時結合球形檢驗的結果，發現球形假設被拒絕，因此14個變量之間并非獨立，取值是有關系的。計算得出特征值大于1的公因子有3個，它們的累計貢獻率達到91.715%，說明這3個公因子提供了原始信息的足夠信息。

為了便于對公因子所反映的信息進行解釋，對原始因子載荷矩陣進行旋轉，使其結構調整簡化，反映的信息更加明顯，得出方差最大正交旋轉矩陣（如表2）。同時根據運算得出的各公因子的得分和權重，運用公式（2）和（3）計算得出江蘇省1994－2008年各年份的綜合得分數值和百分制得分（如表3）。

表2 旋轉后因子載荷矩陣

表3 1994－2008年江蘇省土地綜合承載力公因子得分和綜合得分

為了能夠更直觀反映出江蘇省15年來的土地綜合承載力變化情況，根據綜合得分，繪制出1994－2008年江蘇省土地綜合承載力變化趨勢圖（如圖1）。

圖1 1994－2008年江蘇省土地綜合承載力變化趨勢

由于各公因子得分及綜合得分是各年份土地綜合承載力的量化描述，綜合評價得分值越大表示土地綜合承載力越強。由圖1可以看出，在1994－2008年的15年里，江蘇省土地綜合承載力水平總體上不斷提高，2003年以來提高的速度略有放緩；但是1996年比1995年略有下降。表明該省發展的協調程度總體上在不斷提高，所能承載的開發活動規模和強度的閾值在不斷提高。

由表3分析看出，公因子1和公因子2的得分總體是不斷提高的；而公因子3的得分則是起伏不定，無遞增或遞減的規律。因此，驅動江蘇省1994－2008年土地綜合承載力水平總體不斷提高的主要因子是公因子1和公因子2所反映的原始信息。再由表2分析得出，灌溉面積占耕地比例（X3）、工業污水治理率（X6）、治堿面積（X7）、農業機械總動力（X10）、人均林地（X5）、GDP增長率（X8）、從業人數（X14）、經濟密度（X11）等因子在公因子1和公因子2上的載荷較大，可見這些主要因子推動了土地綜合承載力水平的不斷提高。說明在經濟發展過程中，政府加大農業資金和技術投入、注重環境治理和生態保護、加大經濟投入、重點解決就業問題，促使農地利用集約度的提高、經濟密度的提高，進而推動江蘇省15年來土地綜合承載力水平總體不斷提高。但是，公因子1和公因子2在農用地比率（X1）、人均耕地（X2）、人均水資源量（X4）、糧食總產量（X9）等因子上的載荷基本都為負值，說明面對當今農業生產利益低下的現實狀況，該省近年來將大量農用地或耕地資源轉為建設用地，以追求土地利益效益的最大化，導致糧食產量的相對降低；同時人均水資源量也在降低；可以解釋為這些負值的減少量小于正值的增加量，因而沒有阻礙該省土地綜合承載力的提高。政府今后應將重點放在保護農用地和耕地資源、提高糧食產量，改善生態環境，挖掘土地利用潛力等方面。

2.2 空間特征分析

根據上述評價指標和計算方法，對江蘇省2008年13個城市的土地綜合承載力情況進行計算分析，計算結果顯示前四個公因子的累計貢獻率達到91.028%，說明前四個公因子綜合了原指標的大部分信息，滿足因子分析的要求。從而得到各公因子得分和旋轉后因子載荷矩陣（如表4），并利用公式（2）和（3）計算得出各市的土地綜合承載力綜合得分和百分制得分（如表5）。同時運用SPSS 18.0軟件，采用聚類分析中的K－均值聚類法對13個城市的土地綜合承載力評價結果進行聚類分析，將其分為三類（如表6）。

表4 旋轉后因子載荷矩陣

表5 2008年江蘇省各市土地綜合承載力公共因子得分和綜合得分

表6 2008年江蘇省各市土地綜合承載力狀況分類表

為了能夠更直觀反映出江蘇省13個城市的土地綜合承載力差異狀況，在以上分析成果的基礎上，以MapGIS軟件為技術支撐平臺，分別建立13個城市的土地綜合承載力水平的屬性數據庫，最終繪制出13個城市土地綜合承載力空間差異分布圖（如圖2）。

圖2 2008年江蘇省土地綜合承載力空間差異分布

由分析結果看出，2008年江蘇省各市的土地綜合承載力水平差異較大，并呈現出一定的地域相近性。此外，經濟發展水平是一個重要的因素，但并不能直接代表土地綜合承載力水平的高低。

由表6和圖2可以看出，根據2008年各市的具體條件和實際情況測算出的土地綜合承載力水平中，鹽城和淮安兩市的水平接近，且綜合得分最高。說明2008年這兩市在社會、經濟、資源、環境等方面協調發展的程度最好；從另一意義上講，表明在一定的社會、經濟、資源、生態環境等約束條件下，所能承載的人類各種活動的規模和強度的閾值最大，即能夠承載更大強度的開發利用規模，實現協調發展的潛力和空間最大。究其原因，可以看出人均水資源量（X4）、人均耕地（X2）、工業污水治理率（X6）、從業人數（X14）、GDP增長率（X8）、人均林地（X5）、治堿面積（X7）等因子貢獻較大，表明兩市生態環境良好，土地利用協調；但經濟和社會發展水平則相對較低。因此，政府應該將重點放在發展經濟上，在繼續保持各方面協調發展的基礎上加大開發力度，增加投資、加大基礎設施建設，發展特色生態經濟，努力挖掘開發潛力，進一步完善土地利用與當地經濟、社會、環境的協調發展。

徐州、南通、揚州、泰州、連云港、宿遷等6市的土地綜合承載力水平相當，且處于中等。說明這6市的協調發展水平相當，開發活動的規模和強度相當；該6市仍有很大的潛力可以挖掘，也應該加大經濟建設的強度和力度。

南京、蘇州、無錫、常州、鎮江等5個城市在2008年的土地綜合承載力水平相當，且綜合得分最低。說明這5市在社會、經濟、資源、環境等方面協調發展的程度最差；從另一意義上講，表明這5市在2008年經濟發展達到一定的程度后，在一定的社會、經濟、資源、生態環境等約束條件下，所能承載的人類各種活動的規模和強度的閾值最小，即所能夠繼續承載的開發利用規模和強度相對最小，實現協調發展的潛力和空間最小。究其原因，可以看出農用地比率（X1）、人均水資源量（X4）、人均耕地（X2）、人均林地（X5）、治堿面積（X7）、糧食總產量（X9）、GDP增長率（X8）等因子在得分為負值的公因子上的載荷較大，說明5市在水土資源、生態環境等方面做的很差，因而沒有實現較好的協調發展；進一步說明5市在經濟發展的過程中，犧牲了大量的農用地和耕地資源，并以生態環境的破壞為代價。該5市的發展應該充分利用現有的經濟技術優勢條件，重點克服城市的繼續蔓延、保護耕地，提高土地有效、再生利用的效率，加大土地生態建設投資額度、治理污染和改善生態環境，完善土地利用與生態建設的協調發展，試圖通過提高協調發展程度來進一步挖掘發展的潛力。

3 結論

（1）1994－2008年江蘇省的土地綜合承載力水平總體上是不斷提高的，雖然1996年比1995年略有下降，但并不明顯。說明該省的發展總體是朝著良性的方向，兼顧了各個系統的協調發展。

（2）2008年江蘇省土地綜合承載力水平空間差異較大，并呈現一定的地域相近性。評價結果表明空間差異大致分為三類:鹽城和淮安兩市的水平接近，處于第一類；徐州、南通、揚州、泰州、連云港、宿遷等6市的土地綜合承載力水平相當，處于第二類；南京、蘇州、無錫、常州、鎮江等5個城市水平相當，處于第三類。

（3）經濟發展水平是影響土地綜合承載力的一個重要因素，但并不能直接代表土地綜合承載力水平高低；也不能簡單的說是成正比例關系還是反比例關系。因為雖然蘇州、無錫、南京等發達地區的土地綜合承載力水平在2008年相對較低，鹽城、淮安等經濟相對欠發達地區相對較高，但是宿遷、連云港等經濟相對欠發達地區的土地綜合承載力水平也處于中等。

（4）本文由于數據收集等方面原因，對個別使用較多的土地綜合承載力評價指標做了改動，另外在其他指標的選取上還不盡完善，如何建立一套規范、有效的指標評價體系還有待進一步探索研究。

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