漢中市土地承載力評價與優化

晁陽 張艷

摘 要：近年來，生態文明建設和主體功能區戰略受到廣泛關注。本研究旨在定量評測漢中市各區縣土地“生態—生產—生活”承載力，為漢中市“三生”空間的劃分以及土地利用等規劃的制定提供科學依據。以陜西省漢中市為研究對象，構建土地“生態—生產—生活”承載力指標體系，利用層次分析法和熵權法結合確定權重，使用狀態空間法對漢中市各區縣土地“三生”承載力進行評價。利用ArcGIS技術表征漢中市土地“三生”承載力的空間差異并對結果進行分析，應用主成分分析法探究“三生”承載力影響因子，有針對地提出優化方案。結果表明：生態承載力較強的地區集中在南北部的秦巴山區;生產和生活承載力較強的地區位于漢中盆地的中部平原地區;漢中市各區縣的土地“三生”綜合承載力水平分布分散。

關鍵詞：“三生”空間;土地承載力;空間優化;漢中市

中圖分類號：S181 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200930038

土地“生態-生產-生活”承載力是土地資源與生態環境的供容能力、經濟活動能力以及滿足一定生活水平人口數量的社會發展能力的有機綜合體，由處于支持層的生態承載力、處于表現層的生產承載力和生活承載力3部分組成，簡稱土地“三生”承載力[1]。生態、生產、生活承載力三者之間存在相互作用、彼此制約的關系，正是這種關系才使得“三生”承載力有機地結合成一個整體[2]。

隨著十八大報告“生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀”等一系列政策的出臺，標志著過去以生產空間為主導的國土開發方式，將向生態—生產—生活空間協調的國土開發方式轉變[3]，有關“三生”的研究愈發深入和全面。近年來隨著遙感、GIS等技術的發展，一些研究利用現狀圖和遙感圖等媒介所反應土地利用現狀信息為依據劃分“三生”空間，或是根據現有的土地利用分類建立國土空間“三生”分類體系。在“三生”承載力的研究中，大多將土地生態、生產、生活承載力3項作為二級指標建立三級指標體系。常用的核算承載力的數學方法主要包括綜合加權、狀態空間法、BP神經網絡方法等，一些人還用SD模型預測未來的“三生”承載力變化趨勢[4-6]。

本研究以陜西省漢中市為例，定量測評各區縣的土地“三生”承載力，分析承載力空間差異的結果及成因，從理論上豐富了土地“三生”承載力評價的理論體系，對漢中市土地布局與規劃具有現實意義。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

漢中市位于N 32°15′15″～33°56′37″，E 105°30′30″～108°24′37″，地處秦嶺和大巴山之間，為一山間盆地。漢中地貌類型多樣，但以山地為主，占總土地面積的75.2%。2014年，漢中市國土總面積27246km2，戶籍人口數3841313人。全市轄漢臺區、南鄭區、城固縣、勉縣、洋縣、西鄉縣、寧強縣、略陽縣、鎮巴縣、留壩縣、佛坪縣等11個區縣。

1.2 數據來源

本研究中涉及的2014年漢中市土地利用現狀數據和各縣土地利用現狀數據，來源于漢中市國土資源局網站和漢中市政府網站發布的《漢中市土地利用總體規劃（2006—2020年）調整完善》，為第2次土地調查連續變更到2014年的現狀數據;指標體系中選用的承載力潛力指標數據（如新增建設用地和耕地補充量等）來源于《漢中市土地利用總體規劃（2006—2020年）調整完善》中2020年規劃數據;漢中市以及各區縣的自然資源、社會經濟數據來源于《2014年漢中市統計年鑒》;部分環境數據來源于漢中市環境保護局發布的《2014年漢中市環境質量通報》;地質災害數據來源于《漢中市“十三五”地質災害防治規劃》。

2 土地“三生”承載力評價指標體系的構建

2.1 選取土地“三生”承載力評價指標

選取指標是構建評價體系最基本也是最重要的工作，選取的指標是否合理會直接影響到評價結果的說服力和可信度。本研究根據科學性、區域特殊性、動態性、完備性、可行性5個原則建立了1個一級指標、3個二級指標、17個三級指標的三級指標體系[7]。

2.2 確定權重

目前確定土地承載力權重的主流方法，可以分為主觀賦權法和客觀賦權法。為了最大程度地規避主、客觀賦權法的缺點，保證評價的科學性，本研究采用主客觀相結合的方法對指標進行賦權。

參考前人研究[8]，將用層次分析法算得的主觀權重Wi和用熵權法賦權獲取的客觀權重Pi加權從而獲得土地“三生”承載力評價體系的最終權重，結果如表2所示。

μi= Wi+（1- ）Pi

3 土地“三生”承載力計算

3.1 計算步驟

選取指標體系中的n個指標構建n維狀態空間。

此時狀態空間的原點到系統狀態點所構成的有向向量的模，可以用來表示RCC的值：

RCC=M=∑ni=1RCCi2

式中，n為指標的數量，| M|為承載力有向矢量的模，RCC為理想承載力值的大小。

而實際情況下，考慮到系統內不同指標對承載力的影響程度有差異，公式中應加入權重的因素。

現標定這n個指標項的現實值為RCSi ，（i=1，2，…，n）。

RCS=M= ∑ni=1（μi×RCSi）2

式中，n為指標的數量，| M|為承載力有向矢量的模，RCS為現實情況下承載力值的大小，μi（i=1，2，3…n）為各坐標軸的權重值。

此時，即可得到漢中市各縣2014年現狀情況下的生態承載力、生產承載力、生活承載力以及“生態—生產—生活”承載力指數。

3.2 “三生”承載力指數計算結果

3.3 承載力指數空間差異分異結果

參考龍花樓的研究[9]，對漢中市各區縣的“生態—生產—生活”承載力指數進行分級。標準差（Standard Deviation）是離均差平方和平均后的方根，為各數據偏離平均數距離的平均數，當一個值高于或者低于平均值時，其可以進一步度量這個值偏離平均值的程度。本研究中的“生態—生產—生活”承載力指數分級的規則如表4所示。

為了更直觀地分析承載力在空間范圍內的差異，運用ARCgis10.2將承載力指數在行政區劃圖中用顏色的深淺來表示。

4 主成分分析法引導下的漢中市“三生”承載力提升建議4.1 生態環境保護及改善建議

將土地生態承載力評價因子標準化數值導入SPASS分析軟件，得出主成分特征值及貢獻率見表5，成分得分系數矩陣如表6。

由表5可知，第1主成分、第2主成分方差累計貢獻率已達到73.286%，可以較為全面地反映土地生態承載力情況，所以選取前2個主成分（主成分1、主成分2）進行分析。由表6可知，主成分1與空氣環境質量、生態用地面積比率存在較大正相關關系;主成分2與城市水環境質量指數存在較大正相關關系。

4.1.1 改善城鄉大氣環境質量

漢臺區、城固縣、南鄭區、勉縣等人口密集的地區，冬季空氣質量優良以上的天數僅占30%左右。應加快拆改全市的煤鍋爐，推進“煤改氣”、“煤改電”、“油改氣”工程建設，淘汰黃標車，夏季嚴格禁燃秸稈。

4.1.2 控制水污染，保護水生態環境安全

嚴密監控工廠排放成分和排放量，建設和改造城鎮污水處理設施，保證居民飲用水安全。

4.1.3 抑制土壤污染

應治理工廠排污源頭，對務農村民進行教育和監管，引進土地整治人才修復污染土壤。

4.1.4 劃定和保護生態空間

建設用地的無序化擴張，已經導致漢中市生物多樣性遭到破壞，很多保護動植物的生存空間受到威脅。應加快劃定生態紅線，加強自然保護區的監督管理，保持地區生態承載力優勢。

4.1.5 提高資源利用率

市內勉縣、略陽縣、寧強縣等地區礦業開采和材料制備等企業密集，這些企業的用水量高于一般企業，水資源利用率很低，拉低了區域可持續發展潛力。可以通過改善產業技術水平，增加單位用水GDP，從而提高資源集約節約利用程度。

4.1.6 退耕還林

全市25°以上坡耕地達13.41萬hm2，坡度過大的耕地由于固土能力較小，會導致水土流失、土地退化，應采取退耕還林措施。但是現階段，退耕還林的工作被耕地保護紅線所限制，有待解決。建議采取農民就地轉業，建立村民造林護林隊等措施安置失地農民，這就需要政府的大量投入，提高環境保護投資占比[10]。

4.2 生產承載力提升建議

將土地生產承載力評價因子標準化數值導入SPASS分析軟件，得出主成分特征值及貢獻率見表7，成分得分系數矩陣如表8。

由表7可知，第1主成分、第2主成分方差累計貢獻率已達到 81.173%，可以較為全面地反映水資源承載力情況，所以選取前2個主成分（主成分 1、主成分 2）進行分析。由表8可知，主成分1與地均GDP、可生產用地潛力指數存在較大正相關關系。該因子可概括為生產用地利用效率，組織低效用地再開發、控制建設用地擴張來提升生產承載力;主成分2與規模以上工業增加值存在較大正相關關系。應制定政策優惠鼓勵優質企業擴大規模。

4.3 生活承載力提升建議

將土地生活承載力評價因子標準化數值導入SPASS分析軟件，得出主成分特征值及貢獻率見表9，成分得分系數矩陣如表10。

由表9可知，第1主成分方差累計貢獻率已達到65.841%，可以較為全面地反映生活承載力情況，所以選取前1個主成分（主成分 1）進行分析。由表10可知，主成分1與人均可支配收入、人口密度、城鎮化水平存在較大正相關關系。該因子可概括為地區發展水平。

在人類的需求中，物質是第一位的，要想提高人們的生活水平，首先要保證城鄉居民收入的持續穩定增長。人口密度過大可能會導致人均居住面積下降，影響生活的舒適度，因此要在防止城鎮用地擴張占用耕地和生態用地的情況下，引導人口有序增長。

5 結論

土地“三生”承載力評價明確了漢中市11個區縣在市一級中的生態、生產、生活承載力定位，可以幫助劃分漢中市國土功能區，從而為科學制定土地利用規劃提供依據。

采用文獻綜述法，總結前人有關土地“三生”承載力概念、土地“三生”承載力評價和有關“三生空間”劃分等研究。并提出了劃分主體功能區不能僅僅依據土地利用現狀，還應結合研究區土地承載力水平的觀點。

建立了漢中市土地“三生”承載力評價體系，選定三級評價指標（1個一級指標，3個二級指標和17個三級指標），采用層次分析法與熵權法相結合的方法確定其權重。運用狀態空間法計算漢中市土地生態、生產、生活以及“三生”綜合承載力指數，運用ArcGIS進行空間表征，將漢中市土地生態、生產、生活以及“三生”綜合承載力指數分別劃分為4個等級。生態承載力很強的包括留壩縣、佛坪縣，較強的包括鎮巴縣、南鄭區、洋縣、略陽縣，較弱的包括城固縣、寧強縣，很弱的包括漢臺區、西鄉縣、勉縣;生產承載力很強的包括漢臺區，較強的包括略陽縣、城固縣、南鄭區，較弱的包括寧強縣、留壩縣、勉縣、鎮巴縣、洋縣、佛坪縣，很弱的包括西鄉縣;生活承載力很強的包括漢臺區，較強的包括城固縣、南鄭區，較弱的包括略陽縣、洋縣、勉縣、寧強縣、西鄉縣、留壩縣、佛坪縣，很弱的包括鎮巴縣;“三生”綜合承載力很強的為漢臺區，較強的包括城固縣、南鄭區、留壩縣、略陽縣，較弱的包括佛坪縣、洋縣、寧強縣、鎮巴縣，很弱的包括勉縣、西鄉縣。

針對漢中市的國土空間規劃以及生態環境優化、經濟發展、社會進步提出建議。生態、生產、生活承載力相對較強的地區，分別劃分為生態、生產、生活空間;改善大氣、水、土壤資源污染，劃定并嚴格監管生態保護空間，退耕還林;因地制宜，在高山地帶發展藥材種植和旅游業等環境友好型產業，平原地區大力發展工業的同時注重生態環境保護;提高居民收入水平，從保障人均居住用地面積等方面改善居民生活舒適度。

參考文獻

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[10] 漢中市人民政府. 漢中市“十三五”環境保護規劃[EB/OL].http：//hbj.hanzhong.gov.cn/xxgkml/ghjh/201611/t20161122_ 372410.html.2016-06-16.

（責任編輯 ?周康）