相對資源承載力模型改進及其應用

黃常鋒,何倫志 (1.新疆大學經濟研究所,新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆大學經濟與管理學院,新疆 烏魯木齊 830047)

相對資源承載力模型改進及其應用

黃常鋒1,2,何倫志1*(1.新疆大學經濟研究所,新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆大學經濟與管理學院,新疆 烏魯木齊 830047)

分析了當前國內研究區域可持續發展的相對資源承載力模型存在的一些不足,如靜態分析時,模型沒有考慮不同地區資源的利用效率和生活水平等的差異;動態分析時,選取的參照區包含了研究區作為其子集.通過引入修正因子、從參照區中分離出研究區等方法對原模型進行了相應的改進.以2005年我國28個省市和2000～2007年新疆的可持續發展研究為例,運用改進后的模型分別進行了靜態和動態研究.結果表明:2005年在全國28個省市中,根據傳統模型計算得到人口超載、富余的省市數分別有18,10個,而根據改進后模型計算得到人口嚴重超載、超載、富余和非常富余的省市數分別有13,6,4,5個;改進后模型計算得到2000～2007年新疆的綜合承載力要大于傳統模型計算得到的結果;改進后模型計算的結果比原模型的結果更加精準.

相對資源承載力；模型改進；應用

承載力指某一特定環境條件下(主要指生存空間、營養物質、陽光等生態因子的組合),某種個體存在數量的最高極限[1].資源承載力理論中以土地資源和水資源承載力[2-3]等方面研究取得的成果較多.國內學者早期的研究主要集中于絕對資源承載力方面[4-7].

由于我國人口總量大,而資源總量有限,所以利用傳統的絕對資源承載力方法并以國際標準來衡量資源的可承載人口數量時,幾乎總是得到實際人口超載甚至嚴重超載的結論,顯然這一結論對實踐的指導意義有限[8].鑒于此,2000年黃寧生等[9]提出了相對資源承載力模型,并以廣東省為例實證研究了該省的相對資源承載力與可持續發展情況.自該模型提出后,引起了國內學者的廣泛關注,并被用來實證分析我國區域的可持續發展情況[10-15].本研究針對相對資源承載力傳統模型存在的一些不足,對其進行改進;并以 2005年我國28個省市和2000～2007年新疆的可持續發展研究為例,運用傳統模型和改進后的模型進行實證對比研究.

1 研究方法

1.1 相對資源承載力傳統模型

傳統相對資源承載力模型主要包括:綜合承載力,相對自然資源(土地資源)承載力和相對經濟資源承載力.

綜合承載力:

1.2 相對資源承載力傳統模型的不足

傳統模型主要存在如下6個方面的不足:(1)對于特定的研究區域,自然資源中除土地外影響人口承載力的可能還有水、能源等;(2)計算綜合承載力時,令各因子權重相等,取值過于主觀;(3)計算綜合承載力時,使用簡單的線性加權,未考慮到各類資源間的相互匹配、均衡發展等問題;(4)承載狀態標準的劃分過于粗糙.如甲、乙2個地區同樣是人口超載,但是2個地區間人口超載程度上是否有區別,傳統模型解決不了;(5)靜態分析時,以參照區為標準,直接套用傳統模型計算地區的單個相對資源承載力,忽視了各地區自然資源的利用效率存在差異以及生活成本不同的事實,使得實證分析結論的準確性存在質疑;(6)動態分析時,文獻[9-15]都把全國作為參照區,以全國的平均水平為準,由于研究區是參照區的一個子集,故這種選擇參照區的做法將會對地區相對資源承載力增長率的動態變化趨勢造成影響.

鑒于前4個問題,作者在文獻[16-17]中已針對具體的情況進行了說明和改進.所以本研究重點分析問題(5)和(6),同時對原有改進從理論上作進一步拓展.

1.3 靜態分析存在問題的改進

由于不同地區資源利用效率的差異,同等數量的資源放在資源利用效率高的地區能承載的人口數量要多于資源利用效率低的地區人口數量;類似,不同地區生活成本也是有差異的,一般經濟不發達地區生活成本要低于經濟發達地區的生活成本,所以同等數量的貨幣能夠承載的人口數量在經濟欠發達地區要多于經濟發達地區.鑒于此,對原模型做如下改進.

把資源分為自然資源和經濟資源,在計算相對自然資源和經濟資源承載力時分別引進自然資源修正指數和經濟資源修正指數,具體如下:

相對自然資源承載力的修正:假設全國由m個地區組成,且對研究區 j的人口承載有主要影響的因素共n個,包括n-1個自然資源和 1個經濟資源影響因素,則修正后的i自然資源相對承載力:

相對經濟資源承載力的修正:

1.4 動態分析存在問題的改進

假設全國由m個地區組成,且對研究區 j的人口承載有主要影響的因素共n個,則i資源相對承載力:

對(5)式兩邊取對數得:

對(6)式求偏導得:

在運用相對資源承載力模型進行動態分析時,選取的參照區不能包括研究區,即研究區不能是參照區的子集,具體如下:

假設全國由m個地區組成,且對研究區 j的人口承載有主要影響的因素共n個,則i資源相對承載力:

1.5 進一步拓展

另外考慮對于問題(1)～(3),文獻[16-17]只是針對具體情況進行了一定程度的改進,本研究在此基礎上,從理論上作進一步拓展.

提出具有n個影響因素的基于優勢資源牽引效應和劣勢資源束縛效應原則(優勢資源牽引效應主要是突出優勢資源承載力對綜合承載力的提升作用,即它所占權重較大;同理,劣勢資源束縛效應也是突出劣勢資源承載力對綜合承載力的束縛作用,即它所占權重較大)下的綜合承載力模型,具體如下:

(1) 基于優勢資源牽引效應原則下的綜合承載力模型:

式中: δ為各因子權重的下限,β,α分別為各因子之間權重差異的上下限.

(2) 基于劣勢資源束縛效應原則下的綜合承載力模型:

(3) 綜合承載力:

最后,對于問題(4),仍參照文獻[17]中的承載狀態劃分標準及承載狀態度標準如下:

2 實證應用

靜態分析時,以2005年我國28個省區(海南和西藏數據缺失,重慶并入四川一起統計)可持續發展研究為例進行實證研究;在動態分析時,以2000～2007年我國新疆地區的可持續發展研究為例進行實證研究.考慮到對于地區人口承載的主要影響因素及數據的可獲得性,本研究選取的自然資源有土地、水、能源以及經濟資源共 4個影響因素.

2.1 數據說明

2.1.1 靜態分析數據 靜態分析時,2005年我國28個省區的耕地面積、國內生產總值以及水資源總量的數據可以直接從2006年全國統計年鑒查到;2005年能源資源儲存總量是根據 2006年全國統計年鑒上的石油,天然氣及煤炭的數據及 1kg原油=1.4286kg標準煤和 1m3天然氣=1.3300kg標準煤[18]換算得到.

2.1.2 動態分析數據 2000～2007年新疆和全國(此時的參照區為全國,但未包括我國的港澳臺地區及研究區新疆的數據)的耕地面積、國內生產總值、水資源總量以及人口數量的數據可以直接從2001～2008年全國和新疆的統計年鑒中查到;另考慮到2001～2008年全國和新疆的統計年鑒中對石油、天然氣及煤炭能源儲存量數據不全,所以用能源資源生產總量來代替能源資源儲存總量,該數據可以直接從全國和新疆的統計年鑒中查到.

2.1.3 程序及參數設計 在靜態和動態實證研究中,以傳統和改進后的相對資源承載力模型為基礎,利用 LINGO9.0進行編程,其中,參數α ＝ 0.05， β＝0.3,δ ＝0.1.

2.2 結果與討論

2.2.1 靜態實證結果 由圖1可知,2005年我國28個省區的單個資源承載力差異較大,各地區的單個資源承載力之間存在互補關系,即一般經濟資源承載力較大的省份,其自然資源承載力卻較小;反之亦然.利用改進后的相對資源承載力模型計算得到的結果比傳統模型計算得到的結果整體上趨于平緩,即改進后的模型使得地區間的各相對資源承載力波動整體趨緩.

圖1 2005年我國28個省市的單個相對資源承載力Fig.1 Relative carrying capacity of resources of 28 provinces and cities in 2005

將計算出的單個相對資源承載力代入傳統的和改進后的相對資源承載力模型,可以計算得到綜合承載力結果,由表1可知,在全國28個省市中,根據傳統相對資源承載力模型計算得到2005年人口超載的省市共有18個,人口富余省份共有10個;而根據改進后相對資源承載力模型計算得到2005年人口嚴重超載的省市共有13個,人口超載的省份共有6個,人口富余省份共有4個,人口非常富余省份共有5個;其中貴州在傳統模型中人口處于富余狀態,而在改進后的模型中人口處于嚴重超載狀態.

改進后的模型能夠體現同一承載狀態的差異,度量結果更加精準.如在人口嚴重超載的 13個省市中,河南和湖南的人口嚴重超載度最大,而貴州的嚴重超載度最小;在人口非常富余的5個省份中,內蒙古的人口非常富余度最大,而山西的人口非常富余度最小.

傳統和改進后的相對資源承載力模型計算結果都表明我國人口的地區分布嚴重不平衡.其中人口超載的省份大多在我國東中部地區,而人口富余的省份大多在我國西北部地區.

2.2.2 動態實證結果 由表 2可知,傳統和改進后的相對資源承載力模型計算結果都表明, 2000～2007年新疆的人口處于富余狀態,這說明新疆的人口承載能力還有很大的發展空間;改進后的相對資源承載力模型計算得到 2000～2007年新疆的綜合承載力要大于傳統模型計算得到的綜合承載力,這主要是由于改進后的模型考慮了新疆的生活水平比全國的平均水平要低,以及水資源的利用效率要高于全國的平均水平等實際情況;傳統和改進后的相對資源承載力模型計算結果都表明,2000～2007年新疆的綜合承載力及過剩人口都呈現出先降后升的趨勢.

表1 2005年我國28個省市的綜合承載力Table 1 The comprehensive carrying capacity of resources of 28 provinces and cities in 2005

表2 新疆2000～2007年的綜合承載力Table 2 The comprehensive carrying capacity of resources from 2000 to 2007 in Xinjiang

3 結論

3.1 通過引入修正指數和從參照區中分離出研究區等方法,在一定程度上克服了傳統模型理論上的不足.

3.2 對2005年我國28個省市的單個相對資源承載力實證研究表明:改進后的相對資源承載力模型計算得到的單個相對資源承載力趨勢圖比傳統模型計算得到的結果更加平緩.

3.3 對2005年我國28個省市的綜合資源承載力實證研究表明:改進后的模型能夠體現同一承載狀態的差異,度量結果更加精準.如在人口嚴重超載的13個省市中,河南和湖南的人口嚴重超載度最大,而貴州的嚴重超載度最小.

3.4 由于綜合考慮了生活水平及水資源的利用效率等因素,改進后模型計算得到2000～2007年新疆的綜合承載力要大于傳統模型計算得到的結果.

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Model modification and application of the relative carrying capacity of resources.

HUANG Chang-feng1,2,HE Lun-zhi1*(1.Institute of Economic Research, Xinjiang University, Urumqi 830046, China；2.School of Economics and Management, Xinjiang University, Urumqi 830047, China). China Environmental Science, 2012,32(2)：366～372

This paper pointed out several major deficiencies in the traditional model of relative carrying capacity of resources, such as efficiency of resources using and difference of living standards in different regions were not considered in the static analysis, the reference area which included the study area was selected as a subset in the dynamic analysis. And it did some corresponding improvements by means of introduce correction factors, isolate the study area from the reference areas and so on. Meanwhile, took the study of sustainable development of Chinese 28 provinces and cities in 2005 and Xinjiang from 2000 to 2007 as examples, used the modified model did static and dynamic analysis respectively. Among 28 provinces and cities during 2005, the number of provinces and cities which population stated overload, surplus was 18 and 10 respectively calculated by traditional model; while the number of provinces and cities which population stated serious overloading, overloading, surplus and very abundant was 13,6,4 and 5 respectively calculated by modified model. The results of integrated capacity of Xinjiang from 2000 to 2007 which calculated by modified model were greater than those did by traditional model. The results calculated by modified model were more precise than those did by traditional model.

relative carrying capacity of resources；model modification；application

2011-05-02

國家社科重點項目基金(08AJY014);教育部社科重大項目子項目基金(06JZD0012);新疆大學世川良一項目(XJUSYLLF10003)

* 責任作者, 教授, helunzhi@sina.cn

X24

A

1000-6923(2012)02-0366-07

黃常鋒(1986-),男,安徽東至人,助理研究員,碩士,主要從事人口、資源與環境研究.發表論文10篇.