基于正反評價的福州市土地承載力預景分析

王成新 萬 軍 呂紅迪 于 雷

(環境保護部環境規劃院，北京 100012)

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基于正反評價的福州市土地承載力預景分析

王成新 萬 軍 呂紅迪 于 雷

(環境保護部環境規劃院，北京 100012)

新型城鎮化對土地節約集約提出更高要求。以福州市為例，探討城鎮化背景下盆地城市土地承載力評價方法。提出“正反”雙向評價方法，建立建設適宜性“正評價”與生態安全格局“反評價”模型。基于底線、滿意、理想三種情景下的生態用地，提出不同發展水平下城市土地人口承載水平與空間分布方案，引導城市發展與用地選擇。最后，總結該方法的不足與改善建議。研究表明：福州市土地建設承載水平區域差異較大，西北部生態安全等級高，建設承載力較低，中部及東南沿海的福清市與長樂市土地建設承載水平較好，可作為未來重點發展區域。

城市土地承載力；建設適宜性；生態安全格局；預景；福州市

引言

《國家新型城鎮化規劃》提出把生態文明全面融入城鎮化進程，要求節約集約利用土地資源[1]。城市土地承載力是城市發展規模是否合理的重要依據。隨著城鎮化進程加快，食物供給不再是制約城市人口規模的主要因素，城市人口布局與土地資源短缺之間的矛盾，成為新的人地矛盾。城市土地承載力研究是解決這些問題的重要途徑，也是合理確定城市發展規模的支撐條件。

城市土地承載力有別與以“土地—糧食—人口”關系為主的土地承載力[2]。城市土地承載力是在一定時期，一定空間區域，一定的社會、經濟、生態環境條件下，城市土地資源所能承載的人們各種活動規劃和強度的閾值[3]。按照承載對象不同，城市土地承載力的研究主要集中在人口數量、城市規模和城市綜合承載能力等方面[4]。承載力評價是研究城市土地承載力的主要思路。本文在建立城市土地承載力評價模型的基礎上，以人口數量作為承載對象，對未來城市土地進行預景分析。

承載力評價是研究城市土地承載力的主要思路。關于城市土地承載力的研究方法主要集中在指標體系構建與模型評價等方面[5-6]，運用生態足跡理論，定量研究區域生產性土地的需求與供給[7]。運用地理信息技術，基于生態敏感性對城市土地承載力進行評估，指導城市用地規模與用地選擇[8]。運用地理信息技術研究土地集約利用空間發展模式成為新的發展趨勢，主要集中在城市適宜建設用地選擇、生態用地保護等方面[9]。城市建設適宜性評價結合生態安全格局構建來評估城市土地承載力問題尚未見報道。因此，本文運用GIS空間分析技術，建立城市土地建設適宜性評價模型，在此基礎上扣除不同發展情景下的生態安全格局用地，研究不同發展模式下人口承載狀況，以期為土地集約利用提供依據。

1 研究區概況

福州市位于我國東南沿海經濟帶上，是我國重要的沿海港口城市。轄區土地資源相對緊缺，土地供需矛盾大，可用于建設的土地不多，素有“八山一水一分田”之稱。選擇福州市作為研究區，一是因為福州市承擔重要的城市分工，是東南沿海輻射海峽西岸的重要城市，也是未來重點發展區域。目前，福州市處于城鎮化快速發展和現代化建設關鍵時期，福州新區獲批勢必會帶來新的發展契機。二是福州市具有典型的山地丘陵地貌，自身發展條件受限，可開發用地較少。因此，本文選取福州市作為山地丘陵地區人地矛盾突出的典型代表，分析其城市土地承載狀況對其他同類型城市具有借鑒意義。

2 研究方法

傳統評價方法通常采用單向適宜性評價，對城市土地進行建設適宜性或生態敏感性評價，存在因子單一、導向不明等問題。

本文嘗試采用城市土地正反評價方法，從城市建設與生態保護角度對城市土地進行正反評價。按照圖1技術路線圖，主要分三步。一是建立土地建設適宜性評價模型為正評價，以有利城市建設的原則，選擇評價因子進行加權分析，評價適宜建設的用地范圍。二是從生態保護的“反規劃”角度出發，進行生態安全格局反評價，構建不同生態環境目標下的發展情景。最后對城市土地進行綜合評價，以生態環境優先為前提，確定不同發展情景下的城市建設用地規模與空間分布，得出適宜承載人口分布的用地空間布局。在此基礎上，依據人均建設用地標準，確定土地資源用于城市建設能夠承載的規模限度，給出城鎮規模布局建議。

圖1 研究技術路線圖

城市土地建設適宜性“正評價”采用GIS空間疊加分析，識別城市適宜建設用地。綜合疊加地形、工程地質、水域、保護區、土地利用類型、城市建設等多項因子，并對不同因子賦予不同的權重進行柵格疊加分析，得到建設用地適宜性評價結果。

城市土地生態安全格局“反評價”是一種維護不同發展水平下區域生態安全格局的評價方法。基于“反規劃”思想，通過逆向思維，評價水安全格局、地質安全格局、生物安全格局、人文安全格局中的生態用地，保護城市發展過程中不可逾越的底線，保障區域生態安全。

圖2 福州市土地建設適宜性評價圖

以上這兩種方法在相關研究中均有運用，通過建設用地適宜性評價得到的城市適宜建設用地數量是固定的，區域內可利用的建設用地很大程度上取決于區域內因生態維護需求需要控制開發的用地量，本文探索運用正反評價方法，在建設適宜性評價的基礎上，構建生態安全格局，扣除需要保護的生態用地，評價未來城市發展的底線用地分布，得出城市土地承載力空間分布情況。

3 福州市土地承載力評價

3.1 土地建設適宜性正評價

(1)評價指標選取及等級劃分。根據城市用地建設適宜性評價原理，結合地區特征和數據的易獲取性，選擇具有共性且對城市發展影響相對較大的地形、地質、生態、土地利用、城市建設等獨立因子作為判據。地形因子主要評價坡度、坡向、高程等因素，地質因子主要對地質災害敏感性進行評價，生態因子主要評價河流、湖庫、自然保護區等因素，土地利用因子主要對現狀土地利用類型及管控類型進行評價，城市建設因子主要評價高速公路、國道、干道等道路因素，以及城市基礎設施(建成區)的吸引力。按照各評價因子對區域建設貢獻水平的影響，將評價因子劃分為多個適宜性等級，在對比相關研究因子權重的基礎上[10-11]，通過相關領導、專家和學者共同參與填寫權重調查表，對調查結果對比分析，最終綜合確定各因素的因子權重值(表1)。

(2)評價結果。通過GIS的空間分析功能進行相應的處理和計算，對道路、水文、自然保護區、建成區等因子建立緩沖區，在各因子屬性表中賦予相應評分值，形成單因素建設適宜性評價圖。

依據確定的因子權重，將各因子進行加權疊加分析利用空間分析工具，對各柵格圖層進行加權疊加，得到福州市土地建設適宜性“正評價”結果(圖2)，將城鄉土地進行建設的適宜程度分為5級：最適宜建設用地、適宜建設用地、可建設用地、不宜建設用地和不可建設用地(表2)。其中，最適宜建設用地1397.6 km2，占土地面積的12.9%，主要分布于福州市主城區及東南沿海福清市、長樂市等區域。

3.2 福州市生態安全格局反評價

通過土地建設適宜性正評價，得到了有利城市建設角度下的用地范圍。但從維護區域生態安全的角度分析，生態用地不適宜做建設用地。根據福州市生境特點以及生態用地的重要性，將維護生態安全的河流、湖泊、水庫、濕地、山體林地等不同范圍的緩沖區作為不適宜建設用地，構建底線、滿意、理想三種不同的發展情景，對城市用地進行生態安全格局反評價。

表1 土地建設適宜性評價因子權重表

表2 福州市土地建設適宜性評價匯總表

3.2.1 反評價過程

維護區域水環境安全，保障城市雨洪與飲水安全。保護區域內的具有洪水調蓄功能的主干河流、湖泊、水庫、坑塘、低洼地以及城市水源地。通過相關研究的對比分析[12-13]，結合福州市自身的生態系統特點，建立反評價體系(表3)，構建不同發展情景下城市生態安全用地的底線。根據城市建設藍線管理規定，將主干河道、湖泊、水庫50m緩沖區作為底線范圍，嚴格控制開發。50～100m緩沖區為滿意范圍，盡量避免建設，宜采用生態化工程措施，恢復自然河道。100～150m緩沖區為理想范圍，可進行適當建設，建設項目應達到相應的防洪標準。為保障城鄉飲用水安全，防止水源污染，根據城市飲用水水源地管理規定，將地表水一級保護區作為嚴格保護的底線范圍，二級保護區為滿意范圍，二級保護區50m緩沖區或準保護區為理想范圍，減少水源保護區的建設項目與活動。

表3 生態安全格局因子評價表

圖3 福州市生態安全格局評價圖

維護區域生物安全，保護生物棲息地與遷徙廊道。福州是許多鳥類重要的越冬或停歇地，在我國候鳥遷徙過程中具有較為重要的作用。福州市的鳥類按棲息類型可分為林灌、水域鳥類，林灌鳥類多分布于山體林地，市區多集中于各個公園和庭院綠化帶的針、闊葉林和灌叢中。林灌鳥類保護范圍以西部和北部的山體林地為保護底線，分別以100m、200m緩沖區為滿意及理想范圍。水域鳥類主要以水體濕地為主要活動范圍，水域鳥類多分布于內河湖庫及濕地淺灘，以水域及濕地周邊2km范圍內的林地構建生態底線，分別以100m、200m緩沖區為滿意與理想范圍。

維護區域文化資源安全，保護區域內的自然名勝區、風景名勝區、歷史文化保護區、森林公園等人文資源。將各類保護區的核心范圍作為底線保護區，以嚴格控制區或核心區周邊500m緩沖區為滿意范圍，以一般保護區或核心區1km緩沖區為理想范圍。

3.3.2 反評價結果

水文、地質、生物、人文等生態因子在生態安全格局中具有同等的重要性，維護城市生態系統功能的重要組成部分。因此，按照相同權重疊加得到底線、滿意、理想三種發展水平下的綜合生態安全評價結果(圖3)。經評價，底線水平是維護區域生態安全的最低標準，面積7141.9km2，占整個市域面積的63.4%；生態安全達到滿意水平，需要保護8539.1km2土地面積，占整個市域面積的75.8%；若要保持理想的生態安全，需保護的土地面積為8983.7 km2，近80%的土地需要得到有效的保護，而且需要重點保護水體、林地、濕地等生態脆弱地區。

3.3 土地承載力綜合評價

在前文正反評價的基礎上，進行加權疊加分析，利用“正評價”得到的適宜建設用地扣除需要保護的“反評價”生態用地，從而得到不同情景下可利用建設用地面積，兩者相減得到底線、滿意、理想三種發展水平下適宜建設的用地范圍(圖4-6)。

圖4理想水平(低強度開發)

圖5 滿意水平(中強度開發)

圖6 底線水平(高強度開發)

基于建設適宜性正評價，通過空間統計，得到扣除生態用地后不同發展水平下的建設用地匯總結果(表4)。根據評價結果：理想水平下，可作為城市開發用地的土地面積為2693.43km2，其中1209km2為最適宜開發用地，為城市低強度開發情景。滿意水平下，土地可作為城市開發用地面積為3087km2，其中1261.6km2土地為最適宜開發用地，屬于中強度開發情景。底線水平下，可用于城市開發用地達4431.2km2，其中1305.2km2的土地為最適宜開發用地，屬高強度開發情景。由此得出，根據不同發展情景下，扣除保護的生態用地，福州市最宜開發的用地規模在1209～1305.2km2之間。

4 福州市土地承載力預景

城市人口是城市土地承載水平的重要承載對象與落腳點。福州市中心城區與各區縣建設用地水平差異性較大，2011年福州市域總人口720萬人，城鎮化率63.3%，人均村鎮建設用地150.9m2，人均城市建設用地面積79.5m2。根據《城市用地分類與規劃建設用地標準(GB50137-2011)》及相關研究成果，城市中滿足人類生存發展和享受的土地需求為人均140～200m2。此外，根據建設部人均用地面積指標，要求城鎮人均建設用地面積為105～120m2。因此，本著集約利用土地的原則，參照國內同等城市用地規模，城鎮按照人均用地標準105～120m2，城市建設用地按照75～100m2的用地標準進行計算，未來的城鎮化水平達到75%～80% 趨于穩定，分別計算不同發展情景下，福州市最適宜建設用地可承載的人口規模，得到不同發展情景下的最適宜建設用地承載水平與空間分布(表5)。

表4 不同發展水平下的建設用地匯總表

表5 福州市不同發展情景下最適宜建設用地承載力水平

在生態理想狀態下，可適宜的建設用地為1209 km2，主要分布在福州中心城區以及東南部的福清與長樂兩市，未來能夠承載城鎮人口在755～921萬人之間，市域總人口在1007～1151萬人之間，城鎮布局以中部、東部以及南部地勢平坦的城鎮為主，西部、北部等地區生態功能較強，不適宜大規模聚集人口。

在生態底線狀態下，可適宜的建設用地為1305.2km2，對比圖4與圖6兩種情景下用地分布情況，發現西北部山區有些生態用地被開發，東部及南部適宜建設的用地變化不大。在這種情景下，土地人口承載力隨有提高，但犧牲了一定生態效益，屬于一種不可取的發展方式。

5 結論與建議

(1)不同與土地承載力綜合指標法、模型法等計算方法，本文采用GIS空間分析，建立土地建設適宜性評價、生態安全格局評價模型，嘗試從正向與方向思維出發綜合評估城市土地承載力。“正評價”結果最大限度的為城市建設提供用地，“反評價”構建不同發展情景下的生態安全格局，保護應該保護的地域。“正反評價”方法的綜合運用，能夠有效兼顧城市發展與生態保護，對識別城市建設用地底線、指導未來城鎮格局分布具有指導意義。

(2)經評價，福州市土地承載力地域差異明顯，西北部生態安全等級高，人口承載力較低。福州市最適宜建設用地主要分布在中部建成區、東南沿海的福清市與長樂市，東部以及南部是未來重點發展方向。理想水平下，福州市最適宜建設用地面積1209km2，可承載人口1007.5～1151.4萬人，其中城鎮人口755.6～921.1萬人，城鎮建設規模會達到566.7～921.1km2。底線水平下，福州市最適宜建設用地面積1305.2km2，可承載人口1087.7～1243.0萬人，其中城鎮人口將達到611.9～994.4萬人，城鎮建設規模將達到611.9～994.4km2。此規模為承載人口的最大規模，超出這個范圍將會對城市生態環境產生影響。

(3)本文構建了不同發展情景下生態安全用地格局，評價不同發展情景下城市土地承載力水平分布，但未考慮耕地保護對城市發展的影響，評價方法仍需進一步完善。因空間數據不足，文中生態安全格局構建沒有建立在生物安全過程評價之上，生物遷徙過程對格局的影響考慮不足，但文中“反評價”模型是建立在若干區域生態安全用地水平之上，生態安全屬于多因子綜合性評價，能夠彌補生物遷徙過程的不足，較好地體現區域生態環境。

(4)本文采用“正反”評價模型對數據要求較高，由于數據的可獲取性不同，文中選用的模型進行了適當簡化，后續可深入研究，提高數據精度，實現城市土地承載力空間“落地”。對于評價模型中因子權重的確定采用層次分析法和專家打分法具有一定的局限性，受評價者的影響較大，需進一步優化和完善。

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Study of Urban Land Carrying Capacity of Fuzhou Based on Pro-construction and Pro-conservation Assessment

WANG Chengxin WAN Jun LV Hongdi YU Lei

(Chinese Academy for Environmental Planning，MEP，Beijing 100012，China)

New urbanization is demanding saving and using the land resources intensively.The paper，taking Fuzhou as an example，discusses on the assessment method of urban land carrying capacity under the background of Urbanization.In this paper，a new evaluation method of “pro-construction and pro-conservation” was built，which takes construction suitability as pro-construction assessment model and eco-security pattern as pro-conservation assessment.Then put forward the pre landscape plan under the different development level of land construction bearing capacity，deduced the ecological land under three scenarios of baseline，satisfaction and ideal，in order to guide the choice of urban development and land use.In the end it provides suggestions on better application of the analysis method.Research shows that land capacity is taking on largely regional differences.The northwest has a high level of ecological security and lower capacity，while the central built-up area and the southeast coastal city of Fuqing and Changle have a higher building capacity，the eastern and southern is the focus for future development direction.

Urban land carrying capacity；Construction suitability；Ecological security pattern；Pre-View；Fuzhou

王成新，碩士，主要研究方向為城市規劃與環境管理 生態規劃

萬軍，博士，研究員，主要研究方向為環境規劃與政策 城市環境 生態評價等

X21

A

1673-288X(2016)06-0151-06

引用文獻格式：王成新 等.基于正反評價的福州市土地承載力預景分析[J].環境與可持續發展，2016，41(6)：151-156.