基于均方差決策分析法的滇中城市群土地資源綜合承載力評價研究

易鵬濤，趙俊三，易鵬飛，王海潔

（昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650093）

0 引言

土地資源是人類賴以生存的最基本的物質生產條件，也是人類發展最重要的前提基礎。隨著人口的劇增和人類對土地資源的大量開發和不合理利用，土地污染和破壞的問題日趨嚴重。超量的外來人口涌向城市，工業化和城市化的快速發展造成了城市土地系統的壓力越來越大，一些城市的土地實際承載負荷能力已瀕臨或超越合理承載容量水平。因此，為了保障土地資源的持續利用，實現人口、經濟、社會與土地的協調發展，土地綜合承載力研究已成為一個熱點問題。本文主要運用均方差決策分析法進行滇中城市群土地資源綜合承載力的評價，綜合運用環境規劃學、經濟學、系統學等學科的知識，從生態系統整體出發，協調人口、經濟、社會與土地資源之間的相互關系，實現土地環境與社會、經濟的可持續發展。這不僅豐富了土地科學的研究工作，也為區域的土地承載能力提供了科學的計算方法，為城市的協調發展提供切實可行的決策依據。

1 滇中城市群概況

滇中經濟區是云南省中部以昆明為核心，半徑約200千米以內的經濟核心區，由昆明市、曲靖市、玉溪市和楚雄彝族自治州四個市州組成，土地總面積 9332797.47公頃，占整個云南省國土總面積的24.36%。2009年滇中經濟區人口達1708.60萬人，占全省總人口的37.40%。滇中經濟區位于全國“兩橫三縱”城市化戰略格局中“包昆通道”縱軸的南端及“杭瑞（滬昆）通道”橫軸的西端，是西部大開發的重點地帶，是中國連接印度洋、太平洋的陸上樞紐，也是面向東南亞、南亞開放的核心區域。經過改革開放三十余年的快速發展，滇中經濟區城市化進程發展迅猛，社會經濟取得顯著成就，在云南省的地位舉足輕重。

2 構建土地生態環境承載力及評價指標體系

2.1 土地綜合承載力概念

土地綜合承載力是指在一定時期內，在維持相對穩定的前提下，土地資源所能夠容納的人口規模和經濟建設發展規模的大小。土地綜合承載力主要反映一個地區的自然、經濟、技術等因素間所存在的復雜反饋關系，它的大小主要取決于當地的自然環境特點，社會經濟發展水平以及生態環境狀況。

土地資源承載力作為滇中經濟區今后可持續發展必須考慮的重要因素，那么進行土地資源承載力的研究必然成為了滇中經濟區后續發展的重點工作。土地綜合承載力主要給予區域內人地關系的全面映射，對區域經濟發展、資源優化配置、人口政策以及構建和諧的土地利用關系具有明確的理論指導及現狀分析。研究滇中城市群土地綜合承載能力的空間分異以期能為《滇中城市群國土資源開發利用規劃（2010－2020年）》的制定與實施提供依據。

通過深入分析滇中城市群土地利用現狀，主要從水土資源、生態環境、社會資源和經濟技術等四個方面入手，可以把自然一社會一經濟一技術看作一個完整的生態循環系統，通過相關的技術選取適當指標，構建相應合理的指標體系，從而對滇中城市群的土地綜合承載力進行客觀、綜合的評價。

2.2 構建土地生態環境承載力指標體系

根據區域性原則，在建立滇中城市群土地生態環境承載力指標體系中必須遵從可持續發展因地制宜的原則，與區域各方面實際狀況相結合的原則，找出區域的某一方面存在的特殊性要求，根據相應的要求去確定相應指標，最終才能計算得出更加合理的評價結果。

在資源節約型、環境友好型社會建設背景下，根據上述基本原則和滇中城市群土地資源的結構及特點，并參考已有研究成果，從而確定滇中城市群土地綜合承載力評價指標體系基本框架是由3個層次共20項指標構成[4-6]。

2.3 指標數據標準化處理

在我們選取評價指標體系時我們經常會根據指標之間的差異選取不同量綱和量綱單位，但是由于不同量綱好人量綱單位會存在一定扥誤差，為了避免誤差所造成的影響，在進行評價前我們經常會進行無量綱標準化處理。本文主要采用極差變換法進行無量綱標準化處理，經過標準化處理后所有指標都會滿足[0,1]的范圍，并且最終所有指標都會轉化為正向指標，優化后最優結果趨近于 1，最差結果趨近于0。具體計算公式如下：

式中，Gij為第j類分系統第i項指標的無量綱值，Bi為第i項指標的統計值，Bmax為第i項指標的最大統計值，Bmin為第i項指標的最小統計值。依據上述方法，得到滇中城市群四州市土地綜合承載力各項評價指標標準化值。

2.4 評價方法—均方差決策分析法

目前國內研究中大多采用的是層次分析法和特爾菲法等方法來確定權重系數，這些方法應用得比較早，各方面也較為成熟，但存在的不足之處就是客觀性較差，還具有較強的主觀性。本研究采用均方差決策法來計算各指標的權重[14-16]。均方差決策法的基本思路是：采用標準化的量綱屬性值作為各評價指標隨機變量的取值，首先求出這些隨機變量的均方差，將這些均方差歸一化，其結果即為各指標的權重系數。該方法的計算步驟為：

1、求隨機變量的均值：

2、求指標集Gi的均方差：

3、求指標集Gi的權重系數：

通過此方法計算出滇中城市群土地綜合承載力各項指標權重（表1）。

2.5 滇中城市群土地綜合承載力評價模型構建

評價模型的構建主要是為了把之前所做的單一指標的處理進行綜合評價，在綜合評價之前必須要對所有指標進行綜合量化。綜合評價的方法很多，有 BP神經網絡法、模糊評價法等，目前全球應用最廣泛的是綜合指數法，該方法具有過程簡單且易理解的優點，也便于橫向和縱向的對比分析。因此本研究采用該方法，其評價模型為：

式中：E—土地綜合承載能力指數；Ej—第j類分系統支撐能力指數；Wj—第j類系統相對綜合承載能力的權重；Wij—第j類分系統第i項指標相對第 j類分系統支撐能力的權重；xij—各指標的標準化值。

3 滇中城市群土地綜合承載力評價結果分析

采用2009年滇中各縣統計數據，運用綜合指數法，對滇中城市群土地綜合承載力進行定量評價，其分縣綜合承載力指數計算值和排序結果（表2）。

以各縣綜合承載力指數計算結果為基礎，進一步計算得出四市州及滇中城市群的四個承載系統指數值和土地綜合承載力的綜合評價值，并對其結果進行排序（表3）。

3.1 土地綜合承載力單因素分析

（1）水土資源承載系統承壓狀況分析

在水土資源支撐子系統中，昆明市和楚雄自治州的承載力評價指數較高，說明昆明市和楚雄自治州的水土資源承載系統承壓能力較強，其評價指數值分別為5.9379和5.7340。反映該區域的國土資源稟賦較優，具體表現為農用地利用率、人均水資源量、有效灌溉面積占耕地比例和水土協調度較高。相比之下，曲靖市和玉溪市水土資源系統承壓能力稍弱，其評價指數值分別為4.4140和4.6815，表明其可承載的人口和社會經濟活動強度較昆明市和楚雄州低。

表1 各層次指標權重值Tab.1 Indicator weight values at each level

表2 滇中城市群各縣土地綜合承載力評價值Tab.2 Evaluation Value of Comprehensive Land Carrying Capacity of Cities and Counties in Central Yunnan Province

表3 滇中城市群州市級土地綜合承載力評價值Tab.3 Evaluation Value of Comprehensive Land-holding Capacity of Urban-level Land in Central Yunnan

（2）生態環境承載系統承壓狀況分析

在生態環境支撐子系統指標體系下，昆明市和楚雄州的承載力較高，其評價值分別為 8.6640和7.3317，曲靖市和玉溪市的承載力相當，其評價值分別為5.7485和5.3049。反映該區域的生態環境較好，生態系統可接受、容納的人類活動干擾和污染物排放閾值相對較大。在生態系統不被破壞的情況下，系統自凈和維持良性循環的能力較強。具體表現為：較高的森林覆蓋率在維持林業生產發展的同時，對調節區域氣候、保持水土、涵養水源、降低石漠化風險、保護生物多樣性等具有積極的作用。對耕地進行合理數量的農藥化肥投入，可在有效利用優質土地，保障區域農產品的有效供給的同時，保持土壤肥力，促進區域土地資源的可持續利用。

（3）社會資源承載系統承壓狀況分析

在社會資源承載系統中，昆明市的指標值為5.7685，曲靖市、玉溪市和楚雄州的指標值分別為3.5364、2.8775和 2.0501，其現狀承載力處于兩個層級，昆明市在國土資源開發利用中可利用的人口、經濟等社會資源優勢明顯，土地利用率和產出率高。曲靖市、玉溪市和楚雄州的承壓能力較差，主要原因是人口密度、城市化水平和農民人均純收入均較低，對國土資源的開發利用程度較低。

（4）經濟技術承載系統承壓狀況分析

在經濟技術承載系統中，經濟技術承載力指數：昆明市（3.5739）＞玉溪市（1.5888）＞曲靖市（1.2995）＞楚雄州（0.6780），表明昆明市經濟技術承壓能力最強，其中，主要是地均GDP和地均固定資產投資均處于較高水平。昆明市的地均 GDP評價值達22.72，分別是玉溪市的3.32倍、曲靖市的5.70倍、楚雄州的 20.20倍；昆明市地均固定資產投資評價值達19.17，分別是曲靖市的7.19倍、玉溪市的7.66倍，楚雄州的24.59倍。

3.3 土地綜合承載力的空間差異分析

土地綜合承載力指數在0.2480～0.5155之間，變幅 0.2675，變異系數為 5.08%，各縣（區）間差異明顯。依據土地綜合承載能力指數相對大小，可以將滇中城市群土地綜合承載能力分成高承載力能力區、中承載能力區、低承載能力區3大類型區，其空間分異特征較明顯。

3.3.1 結果分析

依據土地綜合承載力的承載系統，滇中城市群的生態環境承載系統＞水土資源承載系統＞社會經濟承載系統＞經濟技術承載系統，表明滇中城市群的自然生態稟賦在未來可加載一定強度的人口和社會經濟活動，其中，提高經濟技術水平對國土資源的可開發利用空間和效率至關重要；據行政區域綜合承載力分析（表4），昆明市＞楚雄州＞曲靖市＞玉溪市，相比較而言，昆明市和楚雄州較好的利用了其國土資源條件，玉溪市和曲靖市在未來社會經濟發展中，可進一步統籌和優化本區域國土資源的利用。

滇中城市群土地綜合承載力較強的區域主要分布在滇中城市群的中部和西部，包括：五華區、盤龍區、官渡區、安寧市、富源縣、紅塔區、雙柏縣、楚雄市、麒麟區、富民縣、宣威市，是滇中城市群社會經濟最為發達的地區，土地總面積16097.78 km2，該區域是全區土地綜合承載能力最高的地區，土地綜合承載能力指數為0.4464～0.5155。其中，四大承載系統均處于滇中城市群先進水平，尤其是社會資源承載系統和經濟技術承載系統優勢明顯。該區主要由于綠化面積較多使得該區植被覆蓋率較高相應的環境保護措施做得比較到位產生的生態環境效益普遍偏高，因此該區域生態環境承載系統承載能力強。隨著發展對該區域所帶來的問題也不容小覷，例如由于該區投資的工業發展力度較大所產生的污染物的排放較多致使本區水體環境質量有所下降（如滇池污染)，上述所有因素已經開始逐漸降低當地社會經濟可持續發展的能力，因此該區要想尋求更加長遠穩定的發展必須在今后的發展中進一步加強對生態環境的保護與治理措施。

滇中城市群土地綜合承載力中等的區域主要分布在滇中城市群中部和東部，包括：西山區、馬龍縣、陸良縣、石林縣、新平縣、富民縣、姚安縣、師宗縣、宜良縣、通海縣、祿勸縣、沾益縣、嵩明縣、元江縣、楚雄縣、大姚縣，土地總面積43272.51 km2，該區域是全區土地綜合承載能力中等的地區，土地綜合承載能力指數為0.4183～0.4456，在四大承載系統中，水土資源承載系統和生態環境承載系統均處于較高水平，社會承載系統和經濟技術承載系統則處于中等水平。該區人地矛盾不如強載區尖銳，且土地質量和水資源保障能力都較強，因此水土資源支撐能力高。從社會承載系統和經濟技術承載系統看，受滇中區域發展戰略的影響，該區基礎設施日趨完善，對資金、技術、人才的吸引力逐漸提高，社會經濟得到一定程度的發展，但與昆明市相比仍有一定差距，因此，土地利用社會承載系統和經濟技術承載系統處于滇中城市群中等水平。該區森林資源豐富、植被覆蓋度高，由于社會經濟處于中等水平，工業化和城鎮化水平相對滯后，污染及廢棄物排放密度相對較低，因此生態環境質量高，承載能力強。

滇中城市群土地綜合承載力偏弱的區域主要分布在滇中城市群東北部，包括：華寧縣、羅平縣、南華縣、永仁縣、易門縣、尋甸縣、會澤縣、武定縣、元謀縣、江川縣、東川區、宣威市、晉寧縣、澄江縣、呈貢縣，土地總面積33957.68 km2，該區域是全區土地綜合承載能力較弱的地區，土地綜合承載能力指數為0.2480-0.4134，四大承載系統承載能力均處于滇中城市群最低水平。該區由于地處滇中城市群東北部，地形起伏較大，水土資源保持度較低使得水土資源的承載力較低。自新時代發展以來受到國家政策的推動優勢該區域整體社會經濟發展迅速，但由于局部的地區由于受到自身的條件限制及區域發展戰略的影響，各個區域之間的發展水平差距日益加大，滇中城市群東北地區由于自身基礎設施、社會經濟發展水平落后的原因造成對新型技術、高技術人才的吸引力偏弱使得整體社會經濟滯后，因此社會資源承載系統和經濟技術承載系統處于全區最低水平。由于整體的發展較緩慢，工業化水平偏低，區域的土地開發利用效率偏低，從而產生的廢棄物較少對整個區域的環境破壞力度不大，因此生態環境系統支撐能力整體與其它地區差異不大。

4 提升城市群土地綜合承載力的建議

4.1 優化承載力結構，發揮整體優勢

水土資源、生態環境、社會資源、經濟技術等已成為一個城市綜合承載力的重要組成部分，不論某一方面缺失都將會導致整體的不平衡性從而導致該區域不能良性的發展，因此不能只關注單因素產生的障礙，而要做到綜合各方面的因素尋求最持續的發展道路。例如可以通過保護和合理利用水資源來提高城市水資源的承載力，可以控制污染源以及加大城市綠化面積來加強城市生態環境的承載力等。

4.2 科學引導資源需求，構建節約型城市群

通過網絡宣傳加強公民環保節約意識，樹立科學發展觀，引導城市企業、居民樹立正確的資源需求消費觀念。同時政府也應該鼓勵和幫助地方引進先進的生產技術，大力推廣發展循環經濟，實現資源的高效利用，努力建設資源節約型城市群。例如天津雙港垃圾焚燒發電廠日處理生活垃圾可達1200噸，年發電量 1.2億千瓦時，其發電量相當于每年節約標準煤48000噸，這樣既大大減輕了政府的環境治理壓力也節約了大量的能源。

5 結論

在對滇中經濟區土地生態環境問題的總結和生態敏感性分區的基礎上，以縣（市、區）為基本評價單元，利用層次分析法，通過對水土資源支撐系統、生態環境支撐系統、社會資源支撐系統和經濟技術支撐系統下共20項指標的定量綜合評價，明確各區域土地綜合承載力優勢、級差及其利用的主要制約因素。

評價結果顯示，滇中經濟區國土資源稟賦較優，但區域差異也比較顯著。在未來的國土開發利用中，通過充分發掘滇中社會資源及經濟技術優勢，將國土開發利用從外延擴張逐步轉變為內涵挖潛。

按照區域協調、統籌發展戰略，根據土地綜合承載力、生態環境敏感性、生態服務功能重要性和區域社會經濟發展差異性，達到明確國土資源開發利用的空間范圍、結構、強度和生態環境保護要求，在提高滇中經濟區國土資源開發利用效率的同時，探索生態分級控制管理，發揮環境宏觀調控的作用，促進區域人地和諧。

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