基于DPSIR模型的城市土地資源承載力評價研究

文/重慶大學管理科學與房地產學院 李晗薇

0 引言

土地資源不僅是人類社會經濟發展的物質基礎，也是影響地區或國家農業生產和經濟實力的重要因素[1]。近年來，隨著經濟發展與城鎮化進程加快，人口增長、城市擴建及對土地不合理開發利用造成的污染已成為威脅我國土地安全的重要因素[2]，水資源短缺、土地資源壓力加大、能源供給緊張、環境污染加劇等問題越來越突出，人們逐漸反思城市的承載力問題[3]。我國于20世紀80年代開展“中國土地生產能力及人口承載量研究”，將土地承載力定義為在未來不同時間尺度上，以可預見的技術、經濟和社會發展水平及與此相適應的物質生活水準為依據，預估一個國家和地區利用自身土地資源所能持續供養人口的數量[4]。對土地資源可持續承載能力進行綜合評價，可為區域土地資源的科學規劃及可持續開發利用提供決策依據，對確保區域社會經濟與生態環境的可持續發展、保障未來糧食安全及擺脫地區貧困具有重要意義[5-8]。

驅動力—壓力—狀態—影響—響應（DPSIR）模型是歐洲環境局結合壓力—狀態—響應（PSR）模型和驅動力—狀態—響應（DSR）模型的優點而建立的解決環境問題的管理模型，具有綜合性、系統性、整體性、靈活性等特點，蘊含“發生了什么、為什么發生、如何應對”等因果關系，為綜合分析和描述城市復合系統中的社會、經濟、資源與環境間的關系提供基本分析框架[9]。DPSIR模型中的“驅動力”(Driving Force)指推動資源系統發展變化的原因，是促使資源系統變化的最原始指標；“壓力”（Pressure）是通過驅動力作用后直接加在資源系統上且促使其發展的外力，與驅動力指標類似，都是對系統發展變化產生作用的外力；“狀態”（State）是指系統在各種驅動力和壓力作用下的現實表現，描述各類資源系統滿足其資源需求的能力；“影響”（Impact）是用來描述系統狀況變化導致社會變化的效果；“響應”（Response）是為實現資源承載力所采取的管理措施及政策[10]。

通過研究城市發展現狀和影響城市土地資源管理利用因素，確定評價土地承載力指標，并借鑒現有國內外對該課題的研究調查，以四川成都、自貢、樂山、南充、巴中等城市為主要對象，通過對實證城市土地承載力的現狀分析和對未來的發展預測，結合當地城市規劃，依照可持續發展理論提出提高該城市土地資源承載力的對策，促進城市土地的可持續發展。

1 城市土地資源承載力評價體系構建

1.1 模型指標選取

在對DPSIR模型分析的基礎上，以科學性、系統性、代表性、可操作性為指導，對DPSIR模型進行自上而下、逐層分解，最終構建土地資源承載力評價指標體系模型，由驅動力、壓力、狀態、影響、響應五大系統構成的DPSIR模型框架涵蓋11項基礎指標，具體評價指標體系如表1所示。

表1 城市土地資源承載力評價指標體系

1.2 AHP法確定指標權重

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是簡便、靈活而又實用的多準則決策方法，也是定性和定量相結合、系統化與層次化的分析方法，它把復雜問題分解成各個影響因素，又將這些因素按支配關系分組形成遞階層結構，通過兩兩比較的方式確定層次中各因素的相對重要程度，形成判斷矩陣，在此基礎上確定決策方案相對重要性的總排序，作出評價決策。本文根據AHP法確定權重。

1.2.1 建立成對比較判斷矩陣

基于5位行業專家對城市土地資源承載力的理解與四川省省情實際，對各級指標的相對重要程度予以評分排序，然后借助Yaahp10.3層次模型軟件構建出判斷矩陣（見表2）。

1.2.2 運用方根法計算權重及判斷矩陣的最大特征值

根據方根法，求解各判斷矩陣的權向量WA及最大特征值λA，計算結果如下。

WA=（0.3332，0.2901，0.1536，0.0814，0.1417）

WA1=（0.3108，0.4934，0.1958)，WA2=（0.4286，0.5714)

WA3=（0.7500，0.2500)，WA4=（0.7143，0.2857）

WA5=（0.6667，0.3333）

λA=5.0297，λA1=3.0536，λA2=2，λA3=2，λA4=2，λA5=2

1.2.3 判斷矩陣有效性檢驗

用一致性比例CR作為判斷依據CR=CI│RI，CI=（λmax-n）/（n-1）（n為判斷矩陣階數），其中RI為判斷矩陣的平均隨機一致性指標，CR越小，表明判斷矩陣的一致性越好，權重可接受性越強。計算得到CRA=0.0066，CRA1=0.0462，CRA2=CRA3=CRA4=CRA5=0，由于上述所有CR≤0.01，因此計算的權重可接受。

表2 城市土地資源承載力評價判斷矩陣

2 四川省主要城市土地資源承載力實證評價

2.1 數據來源及預處理

根據研究需要，按照科學篩選原則，結合區域特點、生態環境等因素確定具有代表性的四川省5個不同城市化發展水平的城市進行研究，通過實地調研和參閱2016年《四川統計年鑒》《中國統計年鑒》《中國國土資源統計年鑒》，找到5個地區的社會經濟、生態環境發展現狀及評價體系所需指標的原始數據，其中大部分評價指標數據可直接獲取，部分指標數據需通過簡單計算得到，原始數據如表3所示。

在此基礎上對其做均方標準化后代入指標體系中即可算出各評價指數，經標準化處理后的數據如表4所示。

表3 四川省主要城市土地資源承載力評價指標原始值

表4 四川省主要城市土地資源承載力評價指標標準化

2.2 指標數據分析及評價

2.2.1 指標數據分析

將標準化處理后的數值帶入評價指標體系進行實證研究，得到各地區土地資源綜合承載力評價值和不同地區的土地資源利用情況。四川省主要城市土地資源承載力綜合評價值如表5所示。

2.2.2 實證數據分析

根據四川省主要城市土地資源承載力5個指標指數繪制折線圖（見圖1）。驅動力和壓力2個因素對可持續發展度為負影響，從結果看出，5個城市均存在壓力大于狀態的現狀，證明四川省因人口持續增長及城市化水平不斷推進導致土地資源負荷增加。自貢呈現壓力及響應協調發展的趨勢，證明其在土地資源壓力不斷增加的狀態下，資源保護管理和合理利用的政策措施逐步落實且具有良好效果，土地壓力的增長與政府對其采取的控制措施相統一，使自貢的土地承載力處于5個城市中的中上水平；成都是本次調查中土地壓力最大的城市，作為四川省省會城市，是全國典型的人口密度大、耕地少、人地矛盾突出的地區，龐大的人口對資源和環境產生壓力，政府宏觀調控雖一定程度上控制了城鎮化進程對土地資源的影響，但龐大的人口對資源和環境產生的壓力仍是成都未來發展進程中不可忽略的問題；南充、樂山、巴中作為城鎮化水平發展較低的城市，在土地資源壓力指數上未存在較大問題，但土地經濟效益產出較低、資源利用低效是制約土地資源發展的重要問題。

表5 四川省主要城市土地資源承載力綜合評價值

圖1 四川省主要城市土地資源承載力指數

對上述評價結果進行分析，得出自貢市的土地資源利用管理方式，可為其他城市提供借鑒。在促進土地資源可持續發展進程中，成都應著重控制人口及城市化發展水平，積極采取鼓勵植樹造林等土地資源保護措施；對南充等城市應統籌解決土地資源利用率低等問題，促進土地資源利用和生態環境保護。自貢市的土地資源管理也可為類似中小城市提供導向作用。

3 結語

通過借鑒DPSIR模型，建立涵蓋社會經濟發展、自然資源利用、生態環境保護等多領域的指標體系，通過實證分析，發現5個城市均存在壓力大于狀態的現狀，證明四川省因人口持續增長及城鎮化水平不斷推進導致土地資源負荷增加。每個城市的土地壓力、承載力數據不同，表明5個城市在土地發展上存在差異，可互為借鑒。通過分析，證明該土地承載力評價模型既可對不同發展水平城市的土地資源承載力及土地資源管理方式進行評價，又可總結出城市發展過程中的土地發展及利用管理規律，為今后的土地可持續發展研究提供指導性意見，總結適合未來城市發展的土地資源利用方向。本研究還存在不足之處，需進一步優化指標的選取，增加數據獲取渠道。