蘭州市土地資源承載力空間異質(zhì)性評價(jià)與分析

吳凱凌，尚玉琴

（甘肅省自然資源規(guī)劃研究院，甘肅 蘭州 730000）

蘭州市位于中國西北內(nèi)陸的甘肅省中部，境內(nèi)以黃土丘陵和盆地地形為主，農(nóng)用地和建設(shè)用地比重較低，人地關(guān)系緊張。土地資源承載力是耦合土地資源利用與生態(tài)環(huán)境狀況和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要紐帶[1，2]，進(jìn)行區(qū)域土地資源承載力現(xiàn)狀分析，可為科學(xué)合理地開發(fā)利用土地資源，尋求解決社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展問題的提供參考[3-6]。然而現(xiàn)有關(guān)于蘭州市土地資源承載力的研究主要集中于沿時(shí)間序列的分析，缺少空間異質(zhì)性對比研究[7-9]。目前僅在中國知網(wǎng)中檢索到一篇有關(guān)蘭州市空間異質(zhì)性的期刊文獻(xiàn)[10]，然而該研究以蘭州市2010年各區(qū)（縣）的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，已缺乏時(shí)效性。鑒于此，本文基于蘭州市公布的各區(qū) （縣）2018年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，從人口、經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)四個(gè)方面構(gòu)建蘭州市土地資源承載力指標(biāo)體系，分析和評價(jià)蘭州市各區(qū)（縣）土地承載力現(xiàn)狀，探討蘭州市土地承載力的空間異質(zhì)性，以期為蘭州市區(qū)域土地資源的持續(xù)利用及差別化土地利用政策的制定和實(shí)施提供依據(jù)[10]。

1 研究區(qū)概況

蘭州市依黃河而建，是我國陸地的幾何中心，是唯一黃河穿越市區(qū)中心的省會城市，位于102°36′～104°34′E，35°34′～37°07′N 之間， 北與武威市、白銀市接壤，東與定西市接壤、南與臨夏回族自治州接壤，全市國土總面積1.31萬km2。蘭州市現(xiàn)轄城關(guān)區(qū)、七里河區(qū)、西固區(qū)、安寧區(qū)、紅古區(qū)5個(gè)區(qū)和永登縣、榆中縣、皋蘭縣3個(gè)縣，屬溫帶大陸性氣候，年均溫10.3℃，年均降水量327mm，境內(nèi)大部分地區(qū)為海拔1500～2500m黃土覆蓋的丘陵和盆地，其次為海拔較高的石質(zhì)山地，黃河由西南流向東北，橫穿全境，形成了峽谷與盆地相間的串珠狀河谷地貌。

2 數(shù)據(jù)來源和方法技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文以2018年為研究年，有關(guān)原始數(shù)據(jù)主要提取于《蘭州統(tǒng)計(jì)年鑒-2019》中有關(guān)各區(qū)、縣的統(tǒng)計(jì)[11]。

2.2 指標(biāo)體系的構(gòu)建

在參考已有蘭州市土地綜合承載力研究的基礎(chǔ)上[8-10]，本文選擇人口密度、人均GDP、建設(shè)用地比、森林覆蓋率等16個(gè)可操作性強(qiáng)的指標(biāo)，從人口、經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)四個(gè)準(zhǔn)則。

層構(gòu)建了蘭州市土地綜合承載力指標(biāo)體系，能全面地、科學(xué)地、系統(tǒng)地反映蘭州市各區(qū)(縣)的土地資源承載能力（見表1）。

2.3 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

由于構(gòu)建的指標(biāo)體系中各數(shù)據(jù)存在量綱、數(shù)量級等方面的差異，為了使數(shù)據(jù)具有可比性和可操作性，首先需對評價(jià)指標(biāo)體系的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱轉(zhuǎn)換。本文無量綱轉(zhuǎn)換采用離差標(biāo)準(zhǔn)化法，具體公式見（1）、（2）。

其中，Cij為i區(qū)（縣）的評價(jià)指標(biāo)j的原始值，其中 1≤i≤n，1≤j≤m；Cjmax為評價(jià)指標(biāo) j的最大極值數(shù)據(jù)，Cjmax為評價(jià)指標(biāo)j的最小極值數(shù)據(jù)；C′ij為i區(qū)（縣）的評價(jià)指標(biāo)j的標(biāo)準(zhǔn)化值，其取值范圍為：0≤C′ij≤1，且 C′ij值越大，表明影響越大。

2.4 指標(biāo)權(quán)重的確定

本文選取了離差標(biāo)準(zhǔn)化法測算各指標(biāo)的權(quán)重，該方法因其賦值客觀、簡單，而在相關(guān)研究中廣泛應(yīng)用。首先通過公式（3）計(jì)算各指標(biāo)的平均值，再利用公式（4）求得各指標(biāo)的均方差，最后運(yùn)用公式（5）求出各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。具體公式如下：

其中，σ（C′j）為評價(jià)指標(biāo) j標(biāo)準(zhǔn)化后的均方差；σ（C′j）為評價(jià)指標(biāo) j的權(quán)重賦值。

2.5 土地資源承載力綜合指數(shù)計(jì)算

各區(qū)（縣）土地資源承載力綜合指數(shù)等于每個(gè)區(qū)（縣）對應(yīng)各指標(biāo)權(quán)重下的標(biāo)準(zhǔn)化值之，具體公式如（6）。

表1 土地資源承載力指標(biāo)體系

3 結(jié)果與分析

3.1 蘭州市土地資源承載力各指標(biāo)權(quán)重分析

從表1各項(xiàng)指標(biāo)所占權(quán)重來看，這16個(gè)指標(biāo)中人均糧食產(chǎn)量、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、單位面積化肥施用量、非農(nóng)業(yè)人口比例、城鎮(zhèn)人均住房建筑面積等指標(biāo)所占權(quán)重排名前5位，對蘭州市各區(qū)（縣）土地資源承載力影響最大，達(dá)0.350。此外，權(quán)重系數(shù)較大（＞0.060）的指標(biāo)還有建設(shè)用地比、地均財(cái)政收入、第三產(chǎn)業(yè)占比和人口密度。上述指標(biāo)屬土地資源經(jīng)濟(jì)承載力層和土地資源社會承載力層的最多，分別有3個(gè)指標(biāo)；其次屬土地資源人口承載力層的指標(biāo)有2個(gè)，屬土地資源生態(tài)承載力層的指標(biāo)有1個(gè)，說明影響蘭州市土地資源承載力總體水平的因素主要以經(jīng)濟(jì)和社會方面為主。

3.2 蘭州市各區(qū)（縣）土地資源承載力準(zhǔn)則層評價(jià)分析

圖1 蘭州市各區(qū)（縣）土地資源承載力各準(zhǔn)則層評價(jià)結(jié)果

從圖1蘭州市各區(qū)（縣）土地資源承載力各準(zhǔn)則層評價(jià)結(jié)果來看，2018年蘭州市土地資源人口承載力得分在0.278～0.027之間變化，其中皋蘭縣得分最高，城關(guān)區(qū)得分最低，其余依次為永登縣、榆中縣、紅古區(qū)、西固區(qū)、七里河區(qū)和安寧區(qū)；土地資源經(jīng)濟(jì)承載力得分最高的為城關(guān)區(qū)，其值為0.342，是得分最低的榆中縣（0.016）的21.38倍，其余各區(qū)（縣）排名為：安寧區(qū)（0.207）＞西固區(qū)（0.163）＞七里河區(qū)（0.161）＞紅古區(qū)（0.070）＞永登縣（0.034）＞皋蘭縣（0.022）；土地資源社會承載力方面，各區(qū)（縣）從高到低依次分別為城關(guān)區(qū)、安寧區(qū)、西固區(qū)、七里河區(qū)、皋蘭縣、紅古區(qū)、榆中縣和永登縣，其中永登縣得分僅為0.013，與最高得分值（城關(guān)區(qū)）間相差0.182；蘭州市土地資源生態(tài)承載力平均得分值為0.062，安寧區(qū)最高，得分為0.127，紅古區(qū)最低，為0.013，城關(guān)區(qū)得分僅比紅古區(qū)高出0.005，其余各區(qū)（縣）得分在0.060～0.08間波動(dòng)。

3.3 蘭州市各區(qū)（縣）土地資源承載力綜合評價(jià)分析

從表2蘭州市各區(qū)（縣）土地資源承載力綜合評價(jià)結(jié)果來看，2018年土地資源綜合承載力最高的區(qū)（縣）為城關(guān)區(qū)，其值為0.582，最低的是紅古區(qū)，其評價(jià)值僅為0.259，其余依次為安寧區(qū)（0.532），西固區(qū)（0.472）、皋蘭縣（0.447）、七里河區(qū)（0.429）、永登縣（0.350）、榆中縣（0.323）。

進(jìn)一步利用等區(qū)間分級法對土地資源承載力進(jìn)行了5個(gè)區(qū)間分級，以期更直觀地評價(jià)蘭州市各區(qū)（縣）的土地承載力（表3）。表4為土地資源綜合承載力分級分析結(jié)果，可以看出，城關(guān)區(qū)和安寧區(qū)最高，西固區(qū)較高，七里河區(qū)和皋蘭縣一般，永登縣為弱，榆中縣和紅古區(qū)極弱。

表2 蘭州市各區(qū)（縣）土地資源承載力綜合評價(jià)結(jié)果

表3 土地資源承載力綜合評價(jià)分級

表4 蘭州市各區(qū)（縣）土地資源承載力分級情況

3.4 蘭州市各區(qū)（縣）土地資源承載力差異分析

城關(guān)區(qū)和安寧區(qū)土地資源承載力綜合評價(jià)處于高水平。從準(zhǔn)則層來看，盡管城關(guān)區(qū)的土地資源人口承載力最低，且土地資源生態(tài)承載力排名第7，但由于城關(guān)區(qū)的土地資源經(jīng)濟(jì)承載力遠(yuǎn)高于其他各區(qū)（縣），其得分是第2位（安寧區(qū)）的1.65倍，以及其土地資源社會承載力在各區(qū)（縣）中最高，使得城關(guān)區(qū)整體的土地資源承載力處于高水平。安寧區(qū)土地資源承載力高則因?yàn)槠渚哂凶罡叩耐恋刭Y源生態(tài)承載力，以及分別位列第2的土地資源經(jīng)濟(jì)承載力和土資源社會承載力所致。

西固區(qū)的土地資源承載力綜合水平較高，主要是由于西固區(qū)的土地資源承載力在各準(zhǔn)則層間表現(xiàn)出較好的一致性，且土地資源經(jīng)濟(jì)承載力和土地資源社會承載力在各區(qū)（縣）間位列第3位處于較高水平所致。

七里河區(qū)和皋蘭縣的土地資源綜合承載力綜合水平一般。雖然七里河區(qū)的土地資源生態(tài)承載力處于較高水平（排名第2），但土地資源經(jīng)濟(jì)承載力（第4位）和土地資源社會承載力（第4位）一般，且土地資源人口承載力偏低 （第6位）；對皋蘭縣而言，盡管其土地資源人口承載力最高，土地資源生態(tài)承載力排名第4，但土地資源社會承載力排名第5，土地資源經(jīng)濟(jì)承載力處于較低水平（第7位）。這些因素綜合導(dǎo)致七里河區(qū)和皋蘭縣處于一般水平。

永登縣的土地資源承載力綜合評價(jià)水平為弱。從準(zhǔn)則層來看，盡管其土地資源人口承載力位列第2，處于高水平，且土地資源生態(tài)承載力處于較高水平（第3位），但其土地資源經(jīng)濟(jì)承載力和土地資源社會承載力分別位于第6和第8位，從而使永登縣整體處于弱水平。

榆中縣和紅古區(qū)的土地資源綜合承載力處于極弱水平。盡管這兩個(gè)區(qū)（縣）的土地資源人口承載力水平較高（分別位于3、2位），但這兩個(gè)區(qū)（縣）的土地資源經(jīng)濟(jì)承載力、土地資源社會承載力以及土地資源生態(tài)承載水平在各區(qū)（縣）間排名靠后，甚至為最低，從而導(dǎo)致榆中縣和紅古區(qū)整體處于極弱水平。

進(jìn)一步利用相關(guān)性分析探討了土地資源承載力與各準(zhǔn)則層得分間的關(guān)系（見表5），結(jié)果表明，蘭州各區(qū)（縣）的土地資源承載力綜合評價(jià)結(jié)果與土地資源經(jīng)濟(jì)承載力、土地資源社會承載力顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.81和0.88；而與土地資源人口承載力、土地資源生態(tài)承載力間不存在顯著相關(guān)關(guān)系。這一結(jié)果進(jìn)一步說明蘭州市各區(qū)（縣）的經(jīng)濟(jì)和社會水平是主要影響其土地資源承載力綜合水平的主要因素。

表5 蘭州市各區(qū)（縣）土地資源承載力與各準(zhǔn)則層得分的相關(guān)性分析

4 結(jié)論與討論

本文從人口、經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)四個(gè)方面選取了16個(gè)指標(biāo)，通過數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理、均方差法和等區(qū)間分級法等方法對蘭州市各區(qū) （縣）2018年的土地資源承載力進(jìn)行了分析評價(jià)，研究結(jié)果表明：

1）從指標(biāo)層而言，人均糧食產(chǎn)量、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、單位面積化肥施用量、非農(nóng)業(yè)人口比例、城鎮(zhèn)人均住房建筑面積等指標(biāo)對蘭州市各區(qū)（縣）土地資源承載力影響最大。

2）盡管蘭州市各區(qū)（縣）土地資源承載力在人口、經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)方面存在很大差異，但各區(qū)（縣）土地資源承載力綜合水平主要受經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展程度影響。

3）蘭州市土地資源承載力的綜合水平在各區(qū)（縣）間存在較大差異。城關(guān)區(qū)和安寧區(qū)的土地資源綜合承載力高，榆中縣和紅古區(qū)的土地資源綜合承載力極弱，其余區(qū)（縣）處于中間狀態(tài)。

為了提高土地資源承載力，蘭州市應(yīng)在提升經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展水平上加大政策扶持和資金投入力度，同時(shí)，也應(yīng)根據(jù)各區(qū)（縣）人口、社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)等具體特點(diǎn)，強(qiáng)化差別化的用地管控制度和機(jī)制，進(jìn)行有針對性的、精細(xì)化的土地管理，更好優(yōu)化用地布局，因地制宜提高各區(qū)（縣）土地資源綜合承載力[5]。在土地資源經(jīng)濟(jì)承載力方面，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，提升產(chǎn)業(yè)效益，加大招商引資力度，扶持低碳型和循環(huán)型產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)；在土地資源社會承載力方面，合理提高土地開發(fā)利用規(guī)模和強(qiáng)度，調(diào)整和優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土地節(jié)約集約利用，盤活土地存量，高效利用土地資源；同時(shí)，在土地資源人口承載力方面，優(yōu)化人口空間布局，改善人均生活質(zhì)量；在土地資源生態(tài)承載力方面，堅(jiān)持 “綠水青山就是金山銀山”，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，強(qiáng)化生態(tài)空間管控；實(shí)現(xiàn)各區(qū)（縣）間的協(xié)調(diào)發(fā)展，從而促進(jìn)蘭州市土地資源的可持續(xù)發(fā)展。