基于投影尋蹤模型的天津市土地資源承載力評價

吳思玉 郭 佳 王 璐 劉子建 潘 博 孫夢麒 陸鴻偉

（北京科技大學天津學院 天津 301000）

1 研究區概況

土，是人類的生存之本。土地資源是人類生存和發展的最基本條件，更是國家經濟發展中的重要基礎保障。其研究對于定制區域經濟發展戰略，人口發展，土地資源的利用和規劃具有重要的意義。改革開放以來，隨著經濟的飛速發展，在給人們的日常生活和社會帶來巨大變化的同時，日益增加的土地資源需求量使土地資源的供給量也日益緊張。在我國這一矛盾尤為突出。全球耕地，我國僅有7%。但我國卻要靠7%的土地占有量支撐起全球22%的人口?？傎Y源占有量本就不占優勢，使得我國在人均占有量上面對的挑戰更加艱難。隨著我國工業化的不斷前進，土地資源的供予與需求之間的矛盾不斷加深。實現土地資源的科學化可持續利用已經成為我國可持續發展的重要戰略。

根據國務院確定的“雙城雙港，相向拓展，一軸兩帶，南北生態”總體戰略，天津市將作為北方的經濟中心城市以及現代化港口城市。隨著工業化以及城鎮化的不斷推進，天津市的經濟會得到迅速的發展，各類工業的興起，農作物的播種面積不斷擴大，這將導致天津使格局的變化。一邊是對土地的需求量不斷增大，另一邊是對土地的粗放型利用方式，造成土地的嚴重浪費。

指標體系的構建與等級的確立是評價模型的基礎和前提，投影尋蹤是用來分析和處理非線性，非正態高維數據的統計方法，通過將高維數據投影到低維子空間，從而尋找反映原本高維數據結構或者特征的投影，以達到分析高維數據的目的。以投影尋蹤模型構建土地資源承載力評價指標體系，不僅能夠反映社會，經濟，人口的協調程度，也能反映生態，環境，資源等系統的協調程度。通過查閱文獻資料，參考標準，聽取專家意見，參考研究區的實際情況，最終選取2007-2017 年5 個指標。

2 投影尋蹤模型

投影尋蹤模型的建立分以下幾步：

（1）將指標中的數據整齊劃一。

將第i 個評價分區第j 個指標命名為（i=1…n；j=1…k），對不同的指標進行分類處理。

（2）構造線性投影指標函數。

將高維的數據為投影指標的一維投影值z（i）來綜合表現出來，然后根據｛Z（i）i=1，2，3…n｝的一維散布圖進行分類。

（3）優化投影指標函數。使用求解投影指標函數最大化的方法來估算最大投影方向。

（4）分類。將α 代入公式，得到各年投影值Z。

3 基于投影尋蹤模型的土地資源評價

應用Matlab 編程實現計算。投影尋蹤部分采用Matlab 自編性程序。將天津市的指標值代入模型，最佳投影方向為0.0622，0.5452，0.0926，0.5680，0.5742，最佳投影值為0.0233，0.0210，0.0826，0.0856，0.0898，0.0902，0.0963，0.152，0.163，0.188，0.206。

從數據可以看出，天津市人均建設用地面積、建成區綠化覆蓋率、水土流失治理面積對土地資源投影值的影響較大。2007-2008 年土地資源最佳投影值較小，在2007-2008 年占用耕地的現象較嚴重，耕地面積的減少主要是由于建設占用、農業調整、生態退耕等方面的原因。2012-2015 年天津市土地資源呈現優化狀態，表明退耕還林政策的實施、人均居住條件的改善、農業用地結構的調整是天津市土地資源優化的主要影響因素。2015 年評價結果達到最大，2015 年天津市出臺了《關于土地依法集約高效利用的實施辦法》農村土地確權新政策，增大了水土流失治理面積，優化了人均建設用地面積。2008 年天津市土地資源投影值最低，天津市從1999-2008 年的10 年時間里總人口由910.17 萬人增加到968.87 萬人，增加人數達58.7 萬人，而農業人口基本不變，導致耕地向建設用地轉化，人均建設用地面積減小。在各個產業不斷調整的同時，天津市必定朝著更合理的方向發展。天津市土地資源利用結構總體而言，天津市土地資源特征值較為穩定且呈逐年優化的狀態。

4 結語

根據天津市土地資源特點構建了土地資源承載力評價指標體系，應用投影尋蹤模型作評價。投影特征值顯示，天津市各水土流失治理面積、綠化覆蓋率、人均建設用地面積，對天津市土地資源投影值的影響較大。2007-2017 年天津市土地資源投影值呈上升趨勢，土地承載力呈逐年優化狀態。

通過比較各指標，建議天津市加強治理水土流失，加大建成區綠化覆蓋率，優化人均用地面積，以此緩解天津市的土地資源承載力方面的壓力。同時建議使建設用地還林、還草、還耕，逐步向生態用地類型轉化，提高天津市土地利用率，以優化天津市土地資源。