基于GIS的西部資源環境基礎支撐能力研究

王大力，郭建纓，吳映梅

（云南師范大學旅游與地理科學學院，云南 昆明650500）

資源環境占有程度和開發水平依然是決定國家和地區經濟社會發展的基本前提，隨著人口規模和經濟發展水平的快速增長，與資源環境的協調狀態已經成為地區社會經濟持續發展的首要任務和基本目標［1］。實際上，自人類出現以來，就產生了人類社會進步與自然資源開發利用的相互依存和相互作用關系，即所謂人地關系。這種關系的演進與發展體現了人類社會對周圍自然資源的開發和利用的深化過程，其基本動力則來自人類尋求改善自身生存與發展環境的渴望和努力［2］。對資源環境研究有從國家安全角度［3］、區域或省域經濟社會發展［4］、城市（群）主體功能定位［5］等不同尺度論述資源環境，可見資源環境基礎對一個地區經濟社會發展的支撐保障作用之重要。自國家實施西部大開發戰略以來，西部地區的資源得到較大開發，資源環境的基礎支撐能力發生顯著變化。因此，對西部資源環境基礎支撐能力進行階段性評價，對西部大開發進一步的戰略取向至關重要。

1 綜合評價方法

現代資源環境的開發具有強烈的空間一體化特征，資源環境各要素間的相互作用和相互影響得到了明顯的加強。結合經濟社會發展的區域差異，西部資源環境重點集中在依存程度最高的5大“公用性資源環境”——即耕地資源、水資源、礦產資源、能源資源和森林資源，以此界定了本研究的資源環境范疇，本文擬突破注重資源環境數量的多寡及擴大開發可能的傳統資源環境開發觀，構建強調資源環境——經濟社會系統協調狀態的綜合評價方法體系，結合國土空間開發功能定位，運用GIS空間分析手段，科學評價西部現階段資源環境與經濟社會的匹配程度，以期與全國同步全面建成小康社會。

1．1 資源環境基礎支撐能力的體系構成

資源環境基礎要素耕地資源、水資源、礦產資源、能源資源和森林資源是支撐保障經濟社會發展的最基本的物質基礎，其基本模式為：資源環境基礎要素組成＝土地＋水＋礦產＋能源＋森林。

從資源稟賦的遍在性和資源消費的流動性看，結合西部的地緣區位條件，西部的水資源、土地資源、礦產資源和森林資源屬于本土資源，能源資源屬于流動性資源。因此，評價西部資源環境支撐保障指標單位分別采用：耕地面積、水資源總量、礦產資源價值、能源消費、森林面積。同時，用人口（數量和密度）和經濟（GDP）代表經濟社會，資源環境支撐保障能力體系模式可以表述為：資源環境支撐保障能力體系＝土地＋水＋礦產＋能源＋森林＋人口＋經濟總量。

1．2 資源環境基礎支撐能力的綜合評價

傳統單要素資源觀更注重資源環境數量的多寡及擴大開發的可能，由于現代資源環境的開發具有強烈的整體性特征，資源基礎各要素間的相互作用和相互影響明顯加強，針對這一客觀現實，研究嘗試構建了多要素綜合資源觀，更強調資源環境基礎內部的系統平衡狀態與外部的協調可能。

由七個主要表征指標構成的綜合評價公式在于確定西部經濟社會發展對資源環境產生的壓力、資源環境對經濟社會發展的支撐能力、兩者之間的匹配程度。

1．2．1 資源環境組合豐度系數（地－地關系）

式中：RFi為各地區資源環境要素的基礎指標；fi為資源環境要素表征值；t為各地區國土面積。

圖1 西部資源環境基礎占全國比重

式中：PFi為西部資源環境要素的基礎指標；Fi為其資源環境要素表征值；T為全國國土面積。

式中，PCER為西部各省區市單位國土面積的資源環境各要素指標與全國相應要素平均指標的比值之和。

1．2．2 資源環境支撐保障系數（人－地關系）

式中：RESI為西部各省區市資源環境支撐保障系數；Fi為西部各省區市單位國土面積的資源環境各要素指標與相應的全國平均指標的比值；p為西部各省區市人口密度與全國人口密度的比值。

1．2．3 經濟社會資源環境匹配系數（人－地關系）

式中：ML為經濟社會發展與資源環境的匹配系數；P為西部各省區市人口密度與全國人口密度的比值；E為西部各省區市經濟活動密度與全國經濟活動密度比值，經濟活動通常以GDP年產出形式表示。

2 西部資源環境基礎支撐能力評價

2．1 西部資源環境基礎

西部包括西南地帶（四川省、重慶市、云南省、貴州省、西藏自治區）、西北地帶（陜西省、甘肅省、青海省、新疆維吾爾自治區、寧夏回族自治區）、廣西壯族自治區和內蒙古自治區，12個省區市，面積為687．257萬km2，約占全國陸域國土面積的71．59%；人口3．66億人（2013年），約占全國總人口的26．93%。國民經濟總產值（GDP）為126002．8億元（2013年），約占全國的22．15%。水資源、耕地資源、森林資源、礦產資源和能源資源分別占全國的53．94%、36．73%、59．79%、37．36%、30．82%（圖1）。

2．1．1 資源環境要素空間組成

西部各類資源相當豐富，因國土面積較大，資源組合程度反而不高。以西南、西北地帶來看，西北陸域面積比西南大，約占全國的44．48%，能源資源比西南豐富；而西南擁有較佳的水資源、森林資源和礦產資源基礎，分別是西北的3．7倍、1．5倍、1．8倍（表1）。

2．1．2 人類活動要素空間組成

西部經濟規模和人口規模較東部小，其中四川經濟規模和人口規模較好，而西藏、青海和寧夏甚偏小；以西南、西北地帶相比，人類活動的空間構成差異較小，而西南在經濟活動規模和人口規模方面相對優勢（表2）。

2．2 支撐保障能力的“地－地”對應空間評價

從資源環境基礎的空間分布看，西部地帶具有區外的相對獨立性。西部位于我國地形的第一、二階梯上，區內多垂直地帶，有四大高原和四大盆地，相對東部平緩的地勢，西部空間差異明顯。從資源環境基礎的空間格局看，西部地帶具有區內的互補性。西部各省區市的資源環境要素在西部大開發的作用力下，在空間上形成互補關聯，為西部資源環境的支撐保障能力提供了物質基礎。其中西南地帶的5大資源表現較好，各省區市資源組合豐度達到了6．46以上；西北地帶的各類資源規模較好，但因國土面積較大，其各省區市資源豐度均值只有2．9，豐富的耕地資源、森林資源和能源資源使陜西的資源豐度達到了6．45以上（表3）。

表1 西部資源本底空間組成狀況（2013年）／%

表2 西部人類活動本底特征（2013年）

表3 西部各省區市資源要素組合豐度值

西部資源環境的空間結構劃分為青藏高原、云貴高原、四川盆地、內蒙古高原、黃土高原、塔里木盆地、準格爾盆地、柴達木盆地8個基本單元。位于青藏高原的西藏自治區水資源和森林資源規模較大，占整個要素評價比重的98．44%，受自然環境制約要素結構欠佳。云貴高原上的云南和貴州資源環境組合豐度高，資源要素結構良好。四川盆地里的四川和重慶資源要素有明顯優勢，要素綜合和要素結構均較佳。內蒙古高原的的內蒙古耕地資源和森林資源占了資源組合的較大比例。位于黃土高原的陜西和寧夏耕地資源和能源資源較好，甘肅和青海資源要素結構則一般。塔里木盆地和準格爾盆地上的新疆受地形影響結構欠佳；柴達木盆地里的青海資源基礎薄弱，結構單一。豐富的水資源、耕地資源、森林資源和良好的礦產、能源資源，使廣西在要素結構方面成為西部最佳（圖2）。

以西部各省區市的水資源、耕地面積、森林面積、礦產資源和能源資源為依據，運用Arcview數據自然分級的研究結果顯示西部資源環境組合豐度可分為3級：第一類為高組合豐度區域，包括廣西、重慶、貴州和四川，因其經濟社會發展對能源、礦產資源的需求和消費大于其他省區市，能礦資源組合豐度較好；第二類為中組合豐度區域，包括云南、陜西、寧夏和內蒙古，云南、陜西的耕地和森林資源組合豐度程度高，寧夏、內蒙古耕地和能源資源組合豐度較好；第三類為低組合豐度區域，組合豐度小于3，包括甘肅、西藏、新疆和青海，甘肅水資源不足，新疆礦產資源匱乏，西藏和青海耕地、礦產和能源資源組合欠佳。

圖2 西部各省區市資源要素空間組成特征

2．3 支撐保障能力的“人－地”對應空間評價

2．3．1 資源環境支撐保障程度

結合人地關系論和經濟社會發展的人口指標，運用GIS自然法斷裂法將西部12個省區市資源環境支撐保障程度分為三大類區（表4）。

第一類為高支撐保障程度區域，包括西藏、內蒙古、青海和新疆，這類地區人口密度最小；第二類為中支撐保障程度區域，包括云南、四川、廣西和寧夏，這類地區資源基礎較好，人口規模不大；第三類為低支撐保障程度區域包括貴州、甘肅、陜西和重慶，這類地區人口密度大，隨著人口的不斷增長，使得資源環境支撐保障程度偏低。

2．3．2 經濟社會資源環境匹配程度

隨著西部大開發的持續推進，經濟總量和增速的不斷提高導致長期大規模資源開發利用和輸入，西部經濟社會和資源環境本底的空間格局發生變化，人地關系呈現新狀態，研究表明西部12個省區市經濟社會資源匹配程度可分為三大類區（表5）。

表4 西部各省區市資源環境支撐保障程度系數

表5 西部各省區市經濟社會資源環境匹配程度系數

第一類為高匹配度區域，包括西藏、青海、新疆、內蒙古，這類地區經濟社會發展水平欠佳、人口密度最小、資源環境基礎相對較好，其中西藏匹配程度系數極度偏高是由于西藏人口密度為2．54人／km2，青海為8．29人／km2；第二類為中匹配度區域，包括甘肅、云南、寧夏、貴州，這類地區經濟社會發展水平中等、人口密度適中、資源環境基礎相對較好，資源環境組合差異大；第三類為低匹配度區域，包括四川、廣西、陜西和重慶，這類省區市經濟社會發展水平較高、人口密集、資源環境組合豐度相對較好。

3 討 論

西部陸域面積較大，區內各省區市資源環境基礎空間差異明顯。在西部2大地帶中，西南條件相對較優，人類活動頻繁，資源組合豐度較高，而西北人口密度最小，資源環境基礎壓力小，支撐保障程度相對高。然而，不斷推進的西部大開發和人口的增長，以致目前西部區內的經濟社會發展與資源環境匹配程度空間差異明顯。

人地關系對應分析表明，西部區內西北人地關系好于西南地帶，但因西北資源環境基礎薄弱，經濟社會的發展和資源環境的開發面臨挑戰。有鑒于現階段西部的人地關系狀態和資源環境支撐保障程度，西部大開發未來的發展應處理好區內與區外的人地關系狀態。

第一，增強西部資源保障力度。西南面積沒有西北大，但水資源比西北豐富的多，西南地區注重水資源開發，西北加強水資源配置，解決區域和季節性缺水，保證生活生產供給；加大對耕地資源的保護，嚴格控制非農建設用地占用耕地，確保西部大開發期間耕地量不減少，質有提高，可持續度增強；加大西部能源和礦產資源的勘發力度，優先開發水電能源，推進分布式能源供應，注重礦產資源的開發與保護并重，同時加大能源資源的區外交流；深化生態文明建設，提高森林保有量。

第二，控制西部人口增長速度。西部是我國貧困人口相對集中的區域，其人口正處于傳統再生產類型向現代人口再生產類型的轉變的過渡階段，基數大的人口增長仍將繼續增加西部資源環境支撐保障能力的負擔［6］。同時，快速城市化帶動的大量農業人口轉移可能會對資源環境支撐保障能力的穩定性產生影響。因此，從西部資源環境支撐保障能力的程度來看，嚴格控制人口增長速度將成為現階段西部資源環境支撐保障能力的重點。

［1］ 張雷，沈敘建，楊萌凱，等．中國區域發展的資源環境協調問題［J］．地理科學進展，2004，23（6）：10－19．

［2］ Munasinghe M，Mcmeely J．Key concepts and terminology of sustainable development： defining and measuring sustainability ［M ］． New York：The Biogeophysical Foundation，1996：11－66．

［3］ 張雷．中國國家資源環境安全的基礎評價［J］．能源安全，2002，10（5）：15－19．

［4］ 張穎．區域土地資源配置與社會經濟發展［J］．地域研究與開發，2004，23（6）：93－97．

［5］ 蘇章全，吳映梅，明慶忠．滇中城市經濟圈資源環境支撐能力綜合評價［J］．資源開發與市場，2010，26（8）：720－723．

［6］ 吳映梅，李亞，張雷．中國區域發展資源環境基礎支撐能力動態評價——以西南為例［J］．地域研究與開發，2006，25（3）：20－23．