摘要:通過建立水資源承載力、土地資源承載力、礦產資源承載力的數學模型,探索區域自然資源承載力的計算和評價方法;并以崇左市為例,計算崇左市2010現狀年和2015年、2020年的自然資源承載力,然后評價自然資源對區域人口、經濟社會發展及發展規模的承載能力。結果表明,崇左市水資源對區域的發展具有較好的承載能力,現狀及未來均未出現超載;土地資源承載力中耕地資源承載力的現狀已超載,建設用地資源承載力現狀及未來均未超載,表明崇左市土地資源承載力存在一定安全隱患;礦產資源中水泥用石灰巖對經濟發展的承載能力較強,煤炭和錳礦資源承載力在2015年和2020年均會超載。
關鍵詞:自然資源承載力;水資源承載力;土地資源承載力;礦產資源承載力;崇左市
中圖分類號:F124.5文獻標識碼:A文章編號:0439-8114(2011)16-3451-06
Study on Regional Natural Resource Carrying Capacity in Chongzuo City
QIN Ling-ling
(College of Resources and Environmental Sciences, Guangxi Teachers Education University, Nanning 530001,China)
Abstract: Natural resource carrying capacity is important to the regional development and development scale. Through establishing the mathematical model of water resources carrying capacity, land resources carrying capacity and mineral resources carrying capacity, the methods of calculating and evaluating the natural resource carrying capacity were explored. Then taking Chongzuo as a example, the natural resource carrying capacity that in the year of 2010,2015,2020 were calculated, and the evaluation had been made that between the natural resource carrying capacity and the development. Conclusions were: Chongzuo have relatively large potential of water resources carrying capacity; carrying capacity of water resources don’t overload in present and future; the carrying capacity of cultivated land resources overload in present, and the carrying capacity of construction land resources don’t overload in present and future, these show that the land resource carrying capacity isn’t safe; the mineral resources carrying capacity of limestone has relatively large potential to the economy; the mineral resources carrying capacity of coal and manganese ore will overload in 2015,2020.
Key words: natural resources carrying capacity; water resources carrying capacity; land resources carrying capacity; mineral resources carrying capacity; Chongzuo city
自然資源承載力是指一個國家或地區自然資源的供給,對該區域內人口、社會經濟發展的支撐力,是可持續發展的重要體現。人口、社會經濟的發展依賴于自然資源的持續供給,可持續發展不是不消耗資源,不是使發展完全擺脫對資源的影響和依賴,而是要將發展保持在資源可承載能力的限度以內,又不能使發展處于停滯狀態[1]。因此,自然資源承載力對于區域的綜合發展及發展規模是至關重要的,人口、社會、經濟發展必須控制在資源承載力之內,通過資源的可持續利用實現社會經濟的可持續發展[2]。研究從水資源、土地資源、礦產資源三方面對崇左市自然資源承載力進行研究,探討區域人口、經濟、社會發展與自然資源承載力的關系,促進人口、經濟、社會與自然資源的和諧發展。
1區域自然資源承載力研究方法
1.1水資源承載力
水資源在各種自然資源中是相對消耗最為嚴重的資源,水資源的可持續利用是社會、經濟和環境協調發展的基礎條件[3]。水資源承載力是指在一個區域范圍內,在具體的發展階段和發展模式條件下,以維護生態與環境良性循環為條件,水資源對該區域社會、經濟發展規模的最大支撐能力[4]。水資源承載力是自然資源承載力的重要組成部分,區域的水資源承載能力并不是無限的,區域的社會經濟發展規模應在水資源的承載范圍內。
1.1.1區域水資源經濟承載力計算和評價模型區域水資源支撐的經濟規模是區域水資源承載力宏觀指標之一,區域水資源支撐的最大經濟規模計算公式[5]為:
Wd=Wp+Wi+Wa+Wt+We(2)
式中:Fe為區域水資源承載的最大經濟規模;Wd為社會系統、經濟系統用水總量;GDP為用水為Wd時所產生的國內生產總值;Ws為區域水資源可利用量;Wp為生活需水量;Wi為工業需水量;Wa為農業需水;Wt為第三產業需水量;We為生態環境需水量。
為反映區域水資源承載力和經濟發展規模之間的關系,用區域水資源承載力經濟平衡指數進行評價,計算公式為:
式中:FeI為區域水資源承載力經濟平衡指數;Fe為區域水資源承載的最大經濟規模;GDP為當年國內生產總值。當FeI<0時,說明經濟發展規模超過水資源承載能力;當FeI≥0時,說明經濟發展規模在水資源可承載的范圍內。
1.1.2區域水資源人口承載力計算和評價模型區域水資源支撐的人口規模是表示水資源承載力的另一個重要宏觀指標,與社會發展水平有密切關系。區域水資源支撐的人口規模計算公式為[5]:
式中:Fp為某一社會發展水平下,區域可利用水資源量轉化成全部產品所能供養的人口規模,即水資源承載的最大人口規模;GDPp為某一社會發展水平的人均占有GDP的下限指標。根據我國社會經濟發展現狀和戰略目標,參考國外有關社會發展的階段劃分,社會發展水平可劃分為溫飽型、初步小康、中等小康、全面小康、初步富裕和中等富裕6個階段,其相應的人均GDP下限分別為3 000、6 300、
13 000、24 000、34 000和62 000元[6]。
用區域水資源承載力人口平衡指數對水資源承載力及人口發展規模進行評價,區域水資源承載力人口平衡指數計算公式為:
式中:FpI為區域水資源承載力人口平衡指數;Fp為區域水資源承載的最大人口規模;P為當年人口規模。當FpI<0時,說明人口發展規模超過水資源承載能力;當FpI≥0時,說明人口發展規模在水資源可承載的范圍內。
1.2土地資源承載力
土地資源是人類賴以生存、社會賴以發展的物質基礎。目前土地資源承載力的概念尚未統一,有代表性、應用較多的概念為:土地資源承載力是指在一定時期一定社會經濟條件下,與國土資源生產力相適應,保證一定生活水平和營養水平下所容納的人口限度[7]。土地資源承載力的兩個重要指標為耕地資源承載力與建設用地資源承載力。
1.2.1耕地資源承載力計算和評價模型耕地資源承載力是在一定區域內的耕地生產潛力,用一定糧食消費水平下,區域耕地生產能力所能供養的人口規模來度量。計算公式為:
式中:LCCg為耕地資源承載力,即為耕地資源所能承載的最大人口規模;M為糧食種植面積;D為耕地糧食單產;F為耕地復種指數;C為人均消費糧食標準。綜合國內對人均糧食消費量的研究,提出人均糧食消費標準在溫飽型、小康型、富裕型三級生活水平下分別為400 kg/人、500 kg/人、600 kg/人[8]。
為反映區域人口數量與耕地資源承載力之間的關系,用耕地資源承載力指數(LCCgI)評價人口與耕地承載能力的相關關系,計算公式為:
式中:LCCgI為耕地資源承載力指數;LCCg為耕地資源承載力;Pa為現實或預期人口數量。LCCgI≤1時,表示耕地資源承載力在可承載范圍內,且值愈小,可承載潛力愈大;LCCgI>1時,表示耕地資源承載力超載,且值愈大,超載越嚴重。
1.2.2建設用地資源承載力計算和評價模型建設用地資源承載力通常從城鄉建設用地人口總量和人均占用建設用地指標進行分析。它主要反映的是在既定建設用地規模下,適宜的人口容量限度。計算公式為:
式中:LCCj為建設用地資源承載力,即為城鄉土地所能承載的最大人口規模;J為建設用地面積;Y為人均建設用地面積。根據我國住房和城鄉建設部城鎮、農村人均使用面積指標要求,結合研究區實際情況提出城鎮人均建設用地面積為120 m2/人,農村人均建設用地面積為150 m2/人。
為反映區域人口數量與建設用地資源承載力之間的關系,用建設用地資源承載力指數評價人口與建設用地承載能力的相關關系,計算公式為:
式中:LCCjI為建設用地資源承載力指數;LCCj 為建設用地資源承載力;Pa為現實或預期人口數量。LCCjI≤1時,表示建設用地資源承載力在可承載范圍內,且值愈小,可承載潛力愈大;LCCjI>1時,表示建設用地資源承載力超載,且值愈大,超載越嚴重。
1.3礦產資源承載力
礦產資源是社會經濟發展的重要物質基礎,合理開發利用礦產資源是實現經濟可持續發展的重要內容。礦產資源承載力是指在一個可預見的時期內,在當時的科學技術、自然環境和社會經濟條件下,礦產資源的經濟可采儲量或其生產能力對社會經濟發展的承載能力[9]。
1.3.1現有礦產資源經濟承載力計算模型現有礦產資源承載力是指現有礦產資源儲量能夠支持的國民生產總值量,計算公式為[9,10]:
式中:Kx為礦產資源經濟承載力;Kl為可利用的礦產資源儲量;Kc為礦產資源經濟可利用系數;Kp為期末礦產品產量;Kn為礦產品合理儲備年限;Kd為單位國民生產總值礦產品消耗量。
1.3.2現有礦產資源經濟承載力評價模型用現有礦產資源經濟承載力指數對礦產資源經濟承載力進行評價。現有礦產資源經濟承載力指數指在一定時期內,根據現有的礦產資源量計算出的礦產資源經濟承載力,與根據國家規劃的經濟發展速度計算的累計國民生產總值之間的關系。計算公式為:
式中:PxI為現有礦產資源經濟承載力指數;GDPl為累計國民生產總值;Kx為現有礦產資源經濟承載力。PxI≤1時,說明現有礦產資源對經濟發展具有承載力,值越小說明現有礦產資源對經濟發展的承載力越強;PxI>1時,則說明現有礦產資源對經濟發展缺乏承載力,值愈大說明超載越嚴重。
2研究區概況
崇左市位于廣西壯族自治區西南部,東北與南寧市為鄰,西南與越南社會主義共和國接壤,市政府駐江州區。崇左市現轄江州區、憑祥市、扶綏縣、寧明縣、龍州縣、大新縣、天等縣等1區1市5縣。崇左市農業資源豐富,是中國產蔗產糖第一大市,甘蔗、劍麻、木薯等特色農產品產量居全區前列;工業產業主要有制糖、采礦、冶金、木材加工、建材、水電、醫藥等,其中糖業、錳業為崇左市兩大支柱產業。地貌以喀斯特巖溶地貌為主體,丘陵起伏,山多地少。崇左市地處低緯度,在北回歸線以南,屬南亞熱帶季風氣候。市域內河流中,大多數屬左江水系,少數屬右江水系,左江流域覆蓋全市所有縣(市、區)。市域內主要河流有向都河、下雷河、歸春河、黑水河、水口河、平而河、明江、左江等,左江是崇左市最大的河流,全市多年平均水資源量為103.6億m3。崇左市礦產資源較為豐富,開發利用價值較大的礦種有錳、煤、水泥用石灰巖等。
3崇左市自然資源承載力研究
對崇左市自然資源承載力的計算,分現狀2010年、2015年和2020年3個水平年進行。不同水平年的計算依據,現狀以崇左市2010年實際資料為基礎,2015、2020水平年依據崇左市社會經濟發展規劃(主要指人口、產業結構與布局、國內生產總值)、土地利用規劃、水資源開發利用規劃、防洪規劃、礦產資源開發利用規劃、生態環境保護規劃等專項規劃分析確定。
3.1崇左市經濟、人口預測
3.1.1人口預測根據崇左市歷年人口數據,結合崇左市人口發展政策,預測2011~2020年崇左市人口平均增長率為0.7%。以2010年239.4萬人為基準,應用人口自然增長法預測2015年及2020年崇左市人口規模。結果表明,到2015年崇左市人口總量為248.0萬人,到2020年人口總量為257.0萬人。
3.1.2經濟預測根據《崇左市國民經濟和社會發展“十二五”規劃基本思路》,在優化結構、提高效益、降低消耗、減少排放和保護生態環境的基礎上,經濟增長速度預期性目標為10%。以2010年全市GDP 389.2億元為初值,按10%的平均增長速度,對崇左市的GDP進行預測,結果見表1。
3.2崇左市水資源承載力研究
3.2.1水資源需求預測根據人口增長、社會經濟發展計劃,按照崇左市產業生產規模與用水定額,以2010年現狀用水和節水水平為基準,對2015年、2020年水平年的生活需水、工業需水、農業需水、第三產業需水、生態環境需水進行預測,結果見表2。
根據預測結果,崇左市需水量隨著經濟的發展逐漸增加,但由于水資源豐富,水資源總量可滿足崇左市的用水需求。從用水結構來看,崇左市的農業用水占的比重較大,應采取節水改造、開源措施,提高農業灌溉有效系數,降低農業用水的比重。
3.2.2水資源承載力根據公式(1)、(2)、(4)計算崇左市2010、2015、2020年3個水平年的水資源經濟承載力和人口承載力,根據公式(3)、(5)計算水資源經濟平衡指數和水資源人口平衡指數,結果見表3。
根據計算結果,崇左市2010年水資源可承載的最大經濟規模、人口規模大于實際經濟規模、人口規模,經濟平衡指數、人口平衡指數大于零,表明2010年崇左市水資源可承載社會經濟和人口的發展;2015年和2020年水資源承載的最大經濟規模、人口規模也大于預測的2015年和2020年GDP和人口規模,經濟平衡指數、人口平衡指數均大于零,表明崇左市的水資源均有較大承載能力,可承載未來社會經濟和人口的發展。
3.3崇左市土地資源承載力研究
3.3.1耕地資源承載力崇左市位于全國水熱資源豐富的南亞熱帶,但是熱量利用率不高,2010年崇左市平均糧食單產僅有4 101 kg/hm2,與所轄地糧食單產水平較高的憑祥市(4 527 kg/hm2)相比,還有很大的潛力可以挖掘,與當地糧食生產的光溫生產潛力(8 188 kg/hm2)相比可挖掘潛力更大。根據統計資料,2003~2010年崇左市糧食單產水平逐漸提升,從2003年的3 570 kg/hm2提高到2010年的
4 101 kg/hm2,未來幾年,崇左市可通過提高農民種糧積極性,提高耕地質量,完善農田水利條件等措施逐步提高糧食單產水平,按糧食單產每年提高1%,預計崇左市2015年、2020年耕地單產水平分別達到4 310 kg/hm2、4 530 kg/hm2。
2010年崇左市耕地面積為51.98萬hm2,糧食種植面積為6.54萬hm2。依據土地利用規劃及相關政策,確定崇左市2015年、2020年耕地面積及糧食復種指數,在此基礎上,設定糧食種植面積占耕地面積的20%、30%、40% 3種情景,對崇左市耕地的糧食生產力進行預測。依據公式(6)、(7)計算崇左市2010年、2015年、2020年耕地資源承載力及耕地資源承載力指數,結果見表4。
由表4可知,2010年崇左市在溫飽型、小康型、富裕型3種糧食消費水平下,耕地資源承載力均處于超載狀態,這是由于崇左市農業種植以經濟作物及蔬菜為主,糧食種植面積相對較小,2010年糧食種植面積僅占耕地面積的12.58%,所以崇左市的糧食生產無法滿足本地區人口消費的需要。至2015年,若崇左市30%耕地用于糧食生產,耕地生產能力可滿足溫飽型和小康型兩種消費水平的需要;若40%耕地用于糧食生產,糧食消費水平可達到富裕型水平。至2020年,若崇左市30%耕地用于糧食生產,按小康型消費標準計算,耕地資源承載力在可承載范圍內;若40%耕地用于糧食生產,糧食消費水平可達到富裕型水平。
3.3.2建設用地資源承載力根據崇左市土地利用現狀和土地利用總體規劃,應用公式(8)、(9)對2010年、2015年和2020年3個水平年的建設用地資源承載力進行計算,結果見表5。由表5可見,2010年崇左市的人口數量在建設用地資源承載力可承載的范圍內。根據人口預測及土地利用總體規劃,至2015年、2020年崇左市建設用地資源承載力也未出現超載。
3.4崇左市礦產資源承載力研究
3.4.1礦產資源產量及需求預測崇左市礦產資源較為豐富,但隨著崇左市經濟的持續快速增長,礦產品需求的增長趨勢將會持續加快,從而對礦產品供給造成很大壓力。根據崇左市有關部門和行業發展規劃以及礦產資源開發利用規劃,對崇左市2015、2020年煤炭、錳礦、水泥用石灰巖3種主要礦產品產量及需求量進行預測,結果見表6。根據預測結果,煤炭、錳礦的需求量大于生產量,尤其是煤炭,需求量遠大于生產量。隨著崇左市錳業的發展,錳礦的需求量將逐年增加,而由于資源及開采能力有限,錳礦的產量沒有太大增加,所以2011~2020年錳礦及鐵礦的供需矛盾逐漸加大。未來隨著崇左市經濟和社會的發展,對煤炭能源的需求也將快速增長,2020年煤炭需求量是2015年需求量的兩倍多,而崇左市煤炭資源并不豐富,儲量不大,因此,崇左市的煤炭資源無法供給自身發展的需要,遠遠超出本地煤炭資源的承載能力,需要從地區外大量引進能源資源。為減輕對煤炭能源的依賴,崇左市應大力發展水電、太陽能、沼氣等清潔能源,逐步減少煤炭的使用量,既可減緩資源供需的矛盾,也可進一步改善生態環境質量。
3.4.2礦產資源承載力礦產品合理儲備年限取20年,依據公式(10)對崇左市煤炭、錳礦、水泥用石灰巖3種主要礦產資源的現有礦產資源經濟承載力進行計算,應用公式(11)計算現有礦產資源經濟承載力指數,對礦產資源承載力進行評價,結果見表7。根據計算結果,至2015年、2020年煤炭、錳礦、水泥用石灰巖3種礦產資源的現有資源經濟承載力均為正數,表明至2020年3種礦產資源均未枯竭。但是,2015年、2020年煤炭及錳礦現有資源經濟承載力指數大于1,表示經濟發展速度超過了煤炭及錳礦資源的承載能力,且隨著經濟的發展其矛盾越大,至2020年煤炭及錳礦資源與經濟發展的矛盾更為突出;2015年、2020年水泥用石灰巖現有資源經濟承載力指數均小于1,表明崇左市水泥用石灰巖資源豐富,現有礦產資源對國民經濟發展具有較強承載力,可支撐經濟的快速發展。
4結論與討論
1)崇左市水資源豐富,現狀年和預測水平年均未出現水資源承載力超載現象,說明崇左市水資源可支撐該區域社會、經濟和人口的可持續發展,水資源承載能力還有一定的彈性空間,水資源并不是崇左市社會、經濟和人口發展的主要制約因素。但農業用水比重較大,應采取先進的農業節水技術,提高農業灌溉有效系數,降低農業耗水量,確保人水關系長期處于可持續發展狀態。
2)崇左市土地資源承載力存在著一定的安全隱患。建設用地資源承載力可滿足人口發展的要求,但耕地資源承載力則無法滿足需求。2010年耕地可承載的人口規模僅為實際人口規模的50.4%,耕地資源承載力處于超載的狀態;依據預測,2015年和2020年需有30%的耕地用于糧食生產,才能滿足崇左市小康消費水平的需求。因此,崇左市應采取先進的農業技術,不斷改善耕地質量,以增加糧食單產提高糧食產量,同時適當增加糧食耕作面積,以滿足該市的糧食需求,以提高耕地資源的承載能力。
3)崇左市不同礦產資源的承載力有較大差異。煤炭及錳礦資源經濟承載力在2015年、2020年將會超載,但是資源并未枯竭;水泥用石灰巖礦產資源稟賦較強,開發條件較好,具有較強的承載力、競爭力和可持續力。因此,崇左市礦業的發展應注重礦產資源的綜合利用,促進相關產業的合理布局及結構創新,大力發展循環經濟,促進礦產品的深加工,延長產業鏈條,提高礦產資源承載力,實現礦產資源與經濟的可持續發展。
參考文獻:
[1] 中國21世紀議程管理中心可持續發展戰略研究組.發展的基礎——中國可持續發展的資源、生態基礎評價[M].北京:社會科學文獻出版社,2004.289-311.
[2] 景躍軍,陳英姿.關于資源承載力的研究綜述及思考[J].中國人口·資源與環境, 2006,16(5):111-114.
[3] 王東霓.呼和浩特市水資源承載力研究[D].北京:中國農業科學院,2009.
[4] 段春青,劉昌明.區域水資源承載力概念及研究方法的探討[J].地理學報, 2010,65(1):82-90.
[5] 王友貞,施國慶,王德勝.區域水資源承載力評價指標體系的研究[J].自然資源學報,2005,20(4):597-604.
[6] 張衍廣,林振山,陳玲玲.山東省水資源承載力的動力學預測[J]. 自然資源學報,2007,22(4):596-605.
[7] 郭艷紅.北京市土地資源承載力與可持續利用研究[D].北京:中國地質大學(北京),2010.
[8] 賀一梅,楊子生.基于糧食安全的區域人均糧食需求量分析[J]. 全國商情(經濟理論研究),2008(7):6-8.
[9] 徐大富,渠麗萍.貴州省礦產資源承載力分析[J].科技進步與對策,2004(5):56-58.
[10] 王玉平,卜善祥.中國礦產資源經濟承載力研究[J].煤炭經濟研究,2004(12):15-18.