滕宇思，夏維力

（1．西北工業(yè)大學 管理學院，西安710072；2．西安理工大學 人文與外國語學院，西安710048）

區(qū)域土地綜合承載力是指在某一時期、某一區(qū)域內(nèi)、在相對穩(wěn)定的某種生態(tài)環(huán)境、科學技術(shù)和經(jīng)濟社會發(fā)展條件下，該區(qū)域內(nèi)的土地資源對人類各種經(jīng)濟和社會活動支持能力的限度［1］．土地綜合承載力對評價一個區(qū)域的發(fā)展前景具有重要的反映、指示和引導作用．在城市化進程高速發(fā)展的今天，研究土地綜合承載力對提高土地利用效率、發(fā)掘土地綜合利用潛力、保障土地資源的可持續(xù)利用都具有重大意義．

中國關(guān)于土地綜合承載力的研究開始于20世紀80年代，雖然起步較晚，但成果豐富．王書華等［2］從經(jīng)濟技術(shù)支撐系統(tǒng)、社會支撐系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境支撐系統(tǒng)和水土資源支撐系統(tǒng)4個方面選取了30個指標研究中國東部沿海地區(qū)的土地綜合承載力．李蘭圖等［3］運用因子分析法、聚類分析法，從水土資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟技術(shù)以及社會發(fā)展4個方面選取14個評價指標對1994～2008年江蘇省13個城市的土地綜合承載力現(xiàn)狀和變化趨勢進行了綜合評價．研究結(jié)果表明其土地綜合承載力總體不斷提高，而影響土地綜合承載力的重要因素是經(jīng)濟發(fā)展水平．周瑞平［4］在研究呼和浩特市土地綜合承載力時，從生態(tài)環(huán)境承載力、水資源承載力、土地資源承載力和地質(zhì)環(huán)境承載力四個方面選取了16個評價指標構(gòu)建評價指標體系，采用專家咨詢法、層次分析法、綜合模糊評價法對土地綜合承載力分級，結(jié)果顯示市區(qū)和土默特左旗等縣的土地綜合承載力最高，武川縣最低．對現(xiàn)有文獻回顧和梳理后發(fā)現(xiàn)，學術(shù)界關(guān)于區(qū)域土地承載力的研究，雖然成果較多，但一方面，土地承載力的定義和側(cè)重點各不相同，并不能全面衡量區(qū)域資源環(huán)境承載力；另一方面，當前的研究主要集中在單因素承載力方面，注重基于糧食安全底線的耕地人口承載力估算、基于土地資源生物產(chǎn)量的潛力估算、勞動力承載力估算等，并不能充分反映某一區(qū)域的真實承載能力．

西安市不僅是西北地區(qū)人口最多的城市，也是經(jīng)濟總量和現(xiàn)代化程度均位居前列的中心城市，又是西北地區(qū)重要的交通樞紐，同時也是絲綢之路經(jīng)濟帶新起點和橋頭堡的重要承載區(qū)［5］．近年來，隨著城市化進程的迅速發(fā)展、經(jīng)濟的快速增長、城市建設的不斷擴張以及城市人口規(guī)模的加速膨脹，西安市的土地綜合承載力面臨著日益嚴峻的挑戰(zhàn)．人口和經(jīng)濟能力是否能夠適應土地資源可承載的閾值，已經(jīng)成為西安市未來可持續(xù)發(fā)展的重要因素和先決條件．因此，文中選取土地資源對生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟因素和社會因素的承載力作為研究對象，采用綜合評價法對西安市2001～2012年間的土地綜合承載力進行評價研究，同時運用線性回歸模型模擬其2013～2025年的土地綜合承載力動態(tài)變化，對其土地綜合承載力的可持續(xù)利用進行預測和評價，以期為西安市未來的土地可持續(xù)利用和城市的可持續(xù)發(fā)展提供借鑒和參考．

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1．1 研究區(qū)概況

西安，又稱長安，是陜西省省會，位于我國地理版圖中心，黃河流域中部的關(guān)中平原，東經(jīng)107°40′～109°49′，北緯33°39′～34°45′，南起北秦嶺山區(qū)，與寧陜縣、柞水縣、佛坪縣相連，東北跨渭河平原，毗鄰咸陽市，東依西岳華山，西北則與太白山及黃土臺塬相接，南北長約116公里，東西寬約204公里．市內(nèi)平均海拔約為424米，總體上，地勢東南高，西北與西南低．由于暖溫帶半濕潤季風氣候，西安市全年四季分明，氣候溫和，年平均溫度14．3攝氏度，年均降水量約600毫米．境內(nèi)共有54條河流，大多由南向北匯入渭河．至2013年底，全市共轄9區(qū)4縣，總面積約為10108平方公里，其中市區(qū)面積約3852平方公里，常住人口達858．81萬人［3］．其中，土地利用狀況以農(nóng)用地為主，占總土地面積的82%，建設用地面積占15%，未利用地面積約占3%．

近年來，隨著城市的發(fā)展，西安市的建設用地面積不斷增加，增長幅度年均約2%；而耕地面積則呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢．目前，西安市的耕地面積約為29萬公頃，僅為1992年面積的77%．在城市化不斷推進的背景下，保障耕地和基本農(nóng)田、提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)出效益，保障城鄉(xiāng)建設必要用地，實現(xiàn)土地節(jié)約集約利用，促進城市自然生態(tài)環(huán)境建設，是當前西安市土地發(fā)展面臨的主要問題．

1．2 數(shù)據(jù)來源

文中的研究數(shù)據(jù)主要來自《西安統(tǒng)計年鑒（2002-2013）》［6］，《中 國 城 市 統(tǒng) 計 年 鑒 （2002-2013）》［7］，《中國城市建設統(tǒng)計年鑒2013》［8］和《中國統(tǒng)計年鑒2013》［9］．部分無法從統(tǒng)計年鑒等文獻中獲得的數(shù)據(jù)將采用線性回歸模型求得指標的屬性值．

2 評價指標體系與評價方法

2．1 評價指標體系構(gòu)建原則

通過區(qū)域土地綜合承載力的評價能夠全面、準確的衡量該區(qū)域范圍內(nèi)土地資源對自然、經(jīng)濟、社會各系統(tǒng)的承載能力，以及各系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展程度．要實現(xiàn)這一目標，必須在設計指標體系和選取評價指標時遵循以下原則［2］為

第一，系統(tǒng)協(xié)調(diào)性原則．土地綜合承載力包括土地資源對生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟因素和社會發(fā)展等多因素的綜合支撐能力，其評價指標體系必然應該以多角度、系統(tǒng)化方式處理各子系統(tǒng)之間相互制約、相互影響的關(guān)系．

第二，地域共性與差異性相結(jié)合原則．在對區(qū)域土地綜合承載力研究指標的選取，要同時兼顧區(qū)域的共性與該研究區(qū)域的獨特性，在評價指標體系的設計時應充分考慮研究區(qū)域的自身特點和功能定位，突出和強調(diào)其對土地綜合承載力的影響．

第三，層次性原則．土地綜合承載力體系是一個由多因素構(gòu)成的復雜系統(tǒng)，因此，對其評價的指標體系也應該具有相應的層次性．

第四，可操作性原則．在構(gòu)建土地綜合承載力指標體系時，不僅要考慮數(shù)據(jù)的易收集性，還要確保數(shù)據(jù)統(tǒng)計的真實性和實用性，從而實現(xiàn)該評價指標體系的實際意義和可操作性．

2．2 土地綜合承載力評價指標體系構(gòu)建

以土地綜合承載力指標體系的設計原則為基礎［10］，根據(jù)土地綜合承載力的內(nèi)涵，同時結(jié)合研究區(qū)自身特點，文中將著重研究土地資源對生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟和社會發(fā)展的支撐作用，因此將選取這三個領域的指標構(gòu)建西安市土地綜合承載力評價指標體系，該指標體系包括三部分：生態(tài)環(huán)境承載力、經(jīng)濟承載力和社會承載力，見表1．

表1 西安市土地綜合承載力評價指標體系Tab．1 The evaluation index system of land comprehensive carrying capacity in Xi’an

通過計算各子系統(tǒng)指標與其相應標準值的比值可測度某一區(qū)域內(nèi)土地資源對各項指標的承載力指數(shù)，其計算公式為

式中：xi為某區(qū)域內(nèi)土地資源對第i項指標的承載力指數(shù)，ci為第i項指標，sci為第i項指標所對應的標準值．

2．2．1 評價指標標準值的確定

由于測度區(qū)域土地綜合承載力需要計算所選取的指標與標準值之間的比值，因此確定標準值至關(guān)重要，直接關(guān)系到評價結(jié)果的科學性和合理性．本研究各指標的標準值根據(jù)不同指標的特點確定．以人均耕地面積為例，世界平均的人均耕地面積目前是人類對地球的耕地資源利用的平均水平，我國的人均耕地面積量遠小于世界平均值，是耕地面積嚴重缺乏的國家之一．因而對于這個指標，采用世界平均值較采用全國平均值更佳．以人均公共綠地面積為例，西安市屬于我國的特大城市［11］，應當與國內(nèi)外同等城市進行對比．另外，由于我國國內(nèi)特大城市的公共綠地面積相對國際都市普遍較小，因此選擇典型發(fā)達國家特大城市的平均值作為對照標準較為合理．其他指標亦遵循此選擇標準［12-13］，見表1．

2．2．2 評價指標的標準化

由于土地資源綜合承載力評價涉及到生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟、社會等多方面因素，各因素評價指標都具有不同的度量單位，不便于評價．因此，為了消除不同量綱對評價結(jié)果的影響，在評價之前，必須對指標進行標準化處理，將不同量綱的指標轉(zhuǎn)化為無量綱的標準化指標，數(shù)據(jù)在0～1之間，以便于用統(tǒng)一的方法進行綜合評價．研究的評價指標主要分為成本型和效益型兩大類，成本型指標指屬性值與承載力呈負相關(guān)的指標，如萬元GDP用水量；效益型指標則為屬性值與承載力呈正相關(guān)的指標，如人均GDP．采用極差化進行指標的標準化處理，經(jīng)過處理和變換的數(shù)據(jù)量綱統(tǒng)一為1，公式為

1）成本型指標標準化方法為

公式（2）和（3）中Zij為處理后的標準化數(shù)據(jù)；為原始數(shù)據(jù)；ximin、xjmin分別為Gj（Gj為第j類指標的集合）指標的最大值和最小值．

2．2．3 評價指標權(quán)重的確定

目前，指標賦權(quán)的方法主要有主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法兩類［14］．主觀賦權(quán)法主要由專家的主觀經(jīng)驗判斷確定指標的權(quán)重系數(shù)，包括Delphi法、層次分析法等，這一方法研究時間較長，也較為成熟，但主要依賴于觀測者的經(jīng)驗，受主觀影響非常大．而主成分分析法、均方差法等客觀賦權(quán)法則根據(jù)原始數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，通過一定的數(shù)學方法來確定指標的權(quán)系數(shù)．這種方法不依賴人的主觀判斷，相較于主觀賦權(quán)法具有較強的客觀性，且更為準確可靠．其中，均方差權(quán)數(shù)決策法是反映隨機變量離散程度最重要而又最常用的方法，其概念和計算方法都簡明易懂，易于推廣，并且計算出的指標權(quán)重系數(shù)精度高，更適用于多指標綜合評價．本文采用客觀賦權(quán)法中的均方差權(quán)數(shù)決策法確定各指標權(quán)重值，并對西安市土地綜合承載力進行評價研究，計算步驟為

1）求各隨機變量的均值

3 西安市土地綜合承載力可持續(xù)利用評價

3．1 西安市土地綜合承載力現(xiàn)狀評價

根據(jù)已經(jīng)構(gòu)建的評價指標體系，對西安市土地綜合承載力進行評價研究．首先運用式（2）～（3）對指標進行標準化處理，并采用式（4）～（6）對標準化的數(shù)據(jù)進行賦權(quán)，計算出各指標權(quán)重值見表2．其次，采用線性加權(quán)求和法進行多指標決策與排序，從而計算得出各子系統(tǒng)承載力指數(shù)以及西安市土地綜合承載力指數(shù)Yi，其公式為

最后，取生態(tài)環(huán)境承載力、經(jīng)濟承載力和社會承載力的平均值計算出西安市土地綜合承載力．

文中根據(jù)已有的研究文獻，對土地綜合承載力指數(shù)的評價標準進行了分級，以便對最終的承載力指數(shù)進行更加明確的評價，見表3．由于土地綜合承載力取的是三個子系統(tǒng)承載力的平均值，其理想數(shù)值是1，因而適用于表3的分類體系．表中的分值在0～1之間，其分值越高，說明土地資源對人類各種活動的可承載能力越大．以0．6為標準分值，高于0．6表示土地資源承載力可以滿足社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展需要，而低于0．6則表明土地資源承載力已不能滿足需求．

表2 西安市土地綜合承載力指標體系權(quán)重值Tab．2 Index weights of land comprehensive carrying capacity in Xi’an city

表3 城市土地綜合承載力分級評價標準Tab．3 Grading evaluation criteria of urban land comprehensive carrying capacity

將表2中各指標的權(quán)重值代入式（6）計算得到2001～2012年西安市土地綜合承載力指數(shù)及各子系統(tǒng)承載力指數(shù)如圖1所示．

圖1 2001～2012年西安市土地綜合承載力及各子系統(tǒng)承載力指數(shù)變化圖Fig．1 Index change of land comprehensive and each subsystem carrying capacity of Xi’an from 2001to 2012

根據(jù)前述計算結(jié)果和表3的分級標準，可知2012年西安市土地綜合承載力和各子系統(tǒng)承載力狀態(tài)為：土地綜合承載力指數(shù)為0．6540，處于較高級狀態(tài)，能夠較好的滿足社會、經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展需要．其中經(jīng)濟承載力和社會承載力得分分別為1和0．6095，均處于高級狀態(tài)，而生態(tài)環(huán)境承載力得分僅為0．3527，為較低水平，表明土地資源承載力并不能滿足生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展需要，未來需要采取相應措施，大力提高土地資源對生態(tài)環(huán)境的承載能力見表4．

從圖1可知，2001～2012年，西安市土地綜合承載力總體上呈現(xiàn)出低開高走的趨勢，從2001年的0．114 2開始持續(xù)上升至2008年的0．648 4，隨后出現(xiàn)了兩年的下滑，至2010年下降到0．554 2．從整體上看，西安市的土地綜合承載力指數(shù)在2001年至2007年間較為穩(wěn)定，介于0．114 2和0．361 4之間；而在2008年出現(xiàn)了飛躍性的變化，2008～2010年穩(wěn)定在0．554 2和0．654 0之間．從各分項承載力指數(shù)的變化來看，生態(tài)環(huán)境承載力指數(shù)的走向與土地綜合承載力指數(shù)的發(fā)展趨勢最為接近，在2001，2004～2007年間與綜合承載力指數(shù)十分接近，數(shù)值之差小于0．03．兩者的發(fā)展趨勢在2001～2011年間也十分接近，僅在2012年生態(tài)環(huán)境指數(shù)有較大跌幅．社會承載力指數(shù)在2001～2003年間幾乎沒有變化，穩(wěn)定在0．21附近，至2004年起開始波動增長，到2008年出現(xiàn)一個較大的跳躍提升，至2009年達到最大值0．792 3，隨后在2010年出現(xiàn)了大幅下降，降低至0．556 2，在之后的兩年又有所恢復．經(jīng)濟承載力指數(shù)起點最低，但呈現(xiàn)穩(wěn)定上升趨勢，其增幅接近指數(shù)增長，至2011年其指數(shù)超過了0．8，達到了高級狀態(tài)．這說明在當前西安市的發(fā)展中，經(jīng)濟承載力發(fā)展優(yōu)于社會承載力和生態(tài)環(huán)境承載力．

表4 2012年西安市土地綜合承載力評價結(jié)果Tab．4 Evaluation results of land comprehensive carrying capacity of Xi’an in 2012

3．2 西安市土地綜合承載力可持續(xù)利用評價

對西安市未來的土地利用方式進行預測，計算在現(xiàn)有發(fā)展趨勢下土地綜合承載力的變化，是西安市土地綜合承載力評價的重要部分．文中根據(jù)2001～2012年承載力指數(shù)發(fā)展趨勢，采用二次指數(shù)平滑法［15］，對2013～2025年西安市各承載力指數(shù)的發(fā)展狀況進行模擬，以推測其發(fā)展變化情況．

根據(jù)2001～2012年生態(tài)環(huán)境承載力指數(shù)、經(jīng)濟承載力指數(shù)和社會承載力指數(shù)的總體發(fā)展趨勢擬合增長方程，預測生態(tài)環(huán)境承載力和經(jīng)濟承載力將會以線性趨勢發(fā)展，而經(jīng)濟承載力指數(shù)則以接近指數(shù)增長的二次多項式趨勢發(fā)展．擬合方程分別為

公式（8）～（10）分別為生態(tài)環(huán)境承載力擬合公式、經(jīng)濟承載力擬合公式和社會承載力擬合公式．由于生態(tài)環(huán)境綜合承載力指數(shù)和社會承載力指數(shù)的變異較大，導致擬合效果較差，R2僅分別為0．392 7和0．617 0；而經(jīng)濟增長方式則規(guī)律性較強，擬合公式的R2達到了0．999 3．通過三者的綜合繪制西安市2013～2025年土地綜合承載力指數(shù)的演變規(guī)律如圖2所示．

圖2 2013～2025年西安市土地綜合承載力指數(shù)變化圖Fig．2 Index change of land comprehensive carrying capacity of Xi’anrom2013t205

由于土地綜合承載力是三個子系統(tǒng)承載力的平均值，此外，承載力指數(shù)是基于當前同類城市的發(fā)展水平而計算的參數(shù)，在預測模型中，西安市的指數(shù)計算仍然依靠當前其他城市的發(fā)展水平．因此，預測中的承載力指數(shù)是有可能大于1的．預測的演變規(guī)律表明，生態(tài)環(huán)境和社會承載力指數(shù)將會以平均0．030 1和0．043 4的年增長率持續(xù)增長，同時在經(jīng)濟承載力指數(shù)增長的條件下，土地綜合承載力指數(shù)也獲得了持續(xù)穩(wěn)定的增長．

4 結(jié) 論

根據(jù)文中的評價結(jié)果表明，2012年西安市土地綜合承載力為0．6540，屬于較高級別．在2001～2012年的12年間，西安市土地綜合承載力總體上呈現(xiàn)出低開高走的趨勢．而經(jīng)濟承載力的持續(xù)穩(wěn)定上升與社會承載力和生態(tài)環(huán)境承載力的波動發(fā)展形成了鮮明對比，這二者的波動也造成了土地綜合承載力的波動．此外，通過預測，在現(xiàn)有發(fā)展模式下，到2025年西安市的生態(tài)環(huán)境承載力指數(shù)和經(jīng)濟承載力指數(shù)將分別達到0．927 2和5．550 1，社會承載力指數(shù)也將升至1．271 7，而土地綜合承載力指數(shù)最終會提高到2．583 0．從發(fā)展趨勢上看，與迅猛發(fā)展的經(jīng)濟承載力指數(shù)相比，西安市的生態(tài)環(huán)境承載力和社會承載力發(fā)展較為緩慢，這對西安市的可持續(xù)發(fā)展十分不利．

因此，要進一步提升土地綜合承載力，實現(xiàn)未來西安市的土地可持續(xù)利用，在今后的發(fā)展過程中，需要以經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展為目標，著重加強生態(tài)環(huán)境的保護和社會環(huán)境的發(fā)展．主要應從以下幾個方面考慮：

1）合理調(diào)整和優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)．在現(xiàn)有經(jīng)濟不斷發(fā)展進步的基礎上，西安市的土地利用方式規(guī)劃既要符合社會經(jīng)濟的發(fā)展趨勢，也要符合社會環(huán)境的承載要求，一切利用方式都要滿足生態(tài)系統(tǒng)的總體容量．

2）發(fā)展多元化經(jīng)濟，進一步提高城市的經(jīng)濟承載力．西安市應充分利用自身的區(qū)位優(yōu)勢、經(jīng)濟基礎和科技實力，通過技術(shù)創(chuàng)新和文化、旅游等產(chǎn)業(yè)的開發(fā)，進一步完善自身的資源和區(qū)位潛能，促進經(jīng)濟發(fā)展，努力打造絲綢之路經(jīng)濟帶的新起點，增強區(qū)域經(jīng)濟承載力．

3）加大城市市政建設力度，推動城市社會承載力的發(fā)展．合理調(diào)節(jié)人口規(guī)模、提高城市化率，增加就業(yè)崗位，并加大對城市基礎設施和市政公共設施的改造和投資力度，建設面向絲綢之路經(jīng)濟帶的國際化大都市，提升區(qū)域社會承載力．

4）提高社會環(huán)保意識，加強和改善城市生態(tài)環(huán)境．西安市還應著重改善城市生態(tài)環(huán)境，加強土地利用的合理規(guī)劃與調(diào)控，增加城市綠地、林地等生態(tài)用地面積，從而改善區(qū)域土地的生態(tài)環(huán)境承載力．

通過對西安市各類承載力的鞏固和提升，能夠最終提高區(qū)域土地綜合承載力，從而實現(xiàn)西安市土地可持續(xù)利用，保障城市未來的可持續(xù)發(fā)展．

［1］ 郭志偉．北京市土地資源承載力綜合評價研究［J］．城市發(fā)展研究，2008，15（5）：24．GUO Zhi-wei．Comprehensive Evaluation of Land Resources Carrying Capacity in Beijing City［J］．Urban Studies，2008，15（5）：24．（in Chinese）

［2］ 王書華，毛漢英．土地綜合承載力指標體系設計及評價——中國東部沿海地區(qū)案例研究［J］．自然資源學報，2001，16（3）：248．WANG Shu-hua，MAO Han-ying．Design and Evaluation of the Indicator System of Land Comprehensive Carrying Capacity［J］．Journal of Natural Resources，2001，16（3）：248．（in Chinese）

［3］ 李蘭圖，陳文寬，孫麗娜．江蘇省土地綜合承載力時空差異分析［J］．水土保持研究，2011，18（1）：12．LI Lan-tu，CHEN Wen-kuan，SUN Li-na．Analysis of Temporospatial Variations of the Land’s Comprehensive Carrying Capacity in Jiangsu Province ［J］．Research on Soil and Water Conservation，2011，18（1）：12．（in Chinese）

［4］ 周瑞平，吳全，于艷華，等．呼和浩特市土地綜合承載力區(qū)域差異分析［J］．內(nèi)蒙古師范大學學報：自然科學漢文版，2013，42（5）：590．ZHOU Rui-ping，WU Quan，YU Yan-hua，et al．Analysis of Regional Difference of Comprehensive Carrying Capacity of Land in Hohhot City ［J］．Journal of Inner Mongolia Normal University：Natural Science Edition，2013，42（5）：590．（in Chinese）

［5］ 李傳順，孫建華，王曉軍．將西安打造成絲綢之路經(jīng)濟帶新起點和橋頭堡的重要承載區(qū)［N］．西安日報，2013-12-09（10）LI Chuan-shun，SUN Jian-hua，WANG Xiao-jun．Building Xi’an as an Important Bearing Area of the New Starting Point and Bridgehead on the Silk Road Economic Belt［N］．Xi’an Daily，2013-12-09（10）．（in Chinese）

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