楊木壯，張嘉惠

（廣州大學　地理科學學院，廣東　廣州 510006）

深圳市國土資源可持續(xù)利用生態(tài)位適宜度評價

楊木壯，張嘉惠

（廣州大學地理科學學院，廣東廣州 510006）

隨著我國城市化的快速推進，對國土資源的需求不斷增大，如何節(jié)約利用國土資源，保護生態(tài)環(huán)境，已成為當前經(jīng)濟社會發(fā)展面臨的重要課題.文章以深圳市為研究區(qū)域，引入生態(tài)位適宜度理論，從自然、社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境3方面選取了25個指標構成國土資源可持續(xù)利用評價指標體系，通過加權平均模型和灰色廣義關聯(lián)度2種方法構建生態(tài)位適宜度模型，評價深圳市國土資源可持續(xù)利用狀況.結(jié)果表明：深圳市的國土資源可持續(xù)利用程度較高，屬于高度可持續(xù)利用，說明深圳市在保持經(jīng)濟社會快速發(fā)展的同時，生態(tài)環(huán)境也得到了較好的保護.

國土資源；可持續(xù)利用；生態(tài)位適宜度；深圳市

國土資源是指地球上的自然資源，主要包括土地資源、水資源、林業(yè)資源、礦產(chǎn)資源以及海洋資源等，是人類社會賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎［1］.隨著我國經(jīng)濟建設的加速發(fā)展，對國土資源的需求不斷增大，資源短缺的約束狀況日趨明顯，環(huán)境壓力越來越大.因此，如何合理開發(fā)利用國土資源，走可持續(xù)發(fā)展的道路，是擺在人類面前迫切需要解決的問題.

國土資源可持續(xù)利用歷來是學術界研究的熱點內(nèi)容，學者們主要集中于對資源可持續(xù)利用評價的指標體系和評價方法的研究，國內(nèi)外普遍使用的資源可持續(xù)利用評價指標體系是以“社會-經(jīng)濟-生態(tài)”3準則或“資源環(huán)境-社會-經(jīng)濟-生態(tài)”4準則指標體系［2］，目前，較有代表性且比較成熟的評價方法有人工神經(jīng)網(wǎng)絡法、綜合評價法、灰色系統(tǒng)法、景觀生態(tài)學法和系統(tǒng)動力學法等方法［3］.“生態(tài)位適宜度”是一種測定生態(tài)學邊界的方法，能夠反映現(xiàn)實生態(tài)環(huán)境條件和最適生態(tài)環(huán)境條件貼近程度的數(shù)學計算方法［4］.區(qū)域國土資源達到可持續(xù)利用所需要的各種生態(tài)因子構成的理想資源生態(tài)位空間即為最適生態(tài)位，而區(qū)域國土資源的現(xiàn)實狀況構成了現(xiàn)實生態(tài)位，生態(tài)位適宜度反映的就是現(xiàn)實生態(tài)位與最適生態(tài)位之間的耦合程度.當區(qū)域國土資源的現(xiàn)狀條件完全不滿足對應的資源需求時，其可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度為0；而當現(xiàn)狀資源條件完全滿足各種資源發(fā)展的要求時，生態(tài)位適宜度為1，國土資源的可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度大小反映了國土資源的現(xiàn)實位與最佳位之間的貼近程度，適宜度值越大，表明國土資源的可持續(xù)利用程度越高［5］.本文以深圳市為研究對象，從自然、環(huán)境和社會經(jīng)濟3個維度，對其海洋、陸地2大區(qū)域的國土空間資源構建不同的指標體系，定量測算2004～2013年深圳市國土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度，分析深圳市10 a間國土資源利用狀況的趨勢及差異，以期為深圳市進一步制定保障未來國土資源得以可持續(xù)利用的戰(zhàn)略措施，為沿海城市的國土資源開發(fā)利用和保護提供科學參考.

1　研究方法

本文通過構建生態(tài)位適宜度模型的方法對深圳市國土資源的可持續(xù)利用性作出評價，分別從傳統(tǒng)的加權平均模型和改進后的基于灰色廣義關聯(lián)度構建的綜合生態(tài)位適宜度模型2種方法進行測算和評價.

1.1加權平均模型

借鑒前人的研究成果，本文主要選擇較為廣泛應用、精準度較高的加權平均模型法［6］，并進行適當修正，建立的國土資源可持續(xù)利用評價的生態(tài)位適宜度模型為

其中，

式中，AFi表示第i年的國土資源可持續(xù)利用生態(tài)位適宜度，α表示模型參數(shù)（0≤α≤1），xij和xaj分別表示第i年第j個指標因子的現(xiàn)實值和最適值.一般而言，α的值越小，F(xiàn)i值的分辨率越高.在以往大部分研究中，為了便于研究，很多學者直接將參數(shù)α取估算值為0.5.實際上，關于參數(shù)α準確值的計算，可以假定當δij=ij時，用下式估算：

由式（3）和式（4）可以解出α值.

該模型反映了國土資源利用的現(xiàn)實利用狀況和最佳利用狀況間的相對偏差，從而表示區(qū)域的不同國土資源類型對其可持續(xù)利用要求的適宜性程度.Fi的值在［0，1］區(qū)間內(nèi)，F(xiàn)i值越大，表明國土資源的可持續(xù)發(fā)展程度越高，區(qū)域整體的社會、經(jīng)濟和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展性都較好.

1.2優(yōu)化后的綜合生態(tài)位適宜度模型

在傳統(tǒng)的構建生態(tài)位適宜度模型的思想基礎上，本文將灰色系統(tǒng)理論中的廣義關聯(lián)度［7］思想引入到區(qū)域國土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度模型的構建中，改進了傳統(tǒng)的生態(tài)位適宜度測算模型只能表征最終因子現(xiàn)實值與最適值的某種貼近關系而忽視各指標之間相關性的缺點.通過測算絕對關聯(lián)度、相對關聯(lián)度和綜合關聯(lián)度，構建了區(qū)域國土資源可持續(xù)利用的綜合生態(tài)位適宜度模型［8］.綜合生態(tài)位適宜度在反映生態(tài)因子現(xiàn)狀值和理想值之間的貼近程度的同時，還可以反映2者變化速率之間的聯(lián)系程度，彌補了傳統(tǒng)的生態(tài)位適宜度模型無法表明生態(tài)因子現(xiàn)狀值和理想值之間變化速率關系的局限性.

以無量綱化處理的數(shù)據(jù)為基礎序列，利用x′i（t）表示第t年第i個因子的標準值，x′i（a）表示第i個因子最適值的標準值，xi（max）d2為第i個因子的最大值，i=1，2，…，n，t=1，2，…，m.根據(jù)標準化后的數(shù)值，進行零像化，零像化值分別為

絕對生態(tài)位適宜度εta為

綜合生態(tài)位適宜度為

通常取μ=0.5（0≤μ≤1），μ取值越大越能反映絕對量之間的相關性，μ取值越小越能反映序列的變化率.Fta的取值也在［0，1］間，值越大表明生態(tài)因子現(xiàn)狀值與理想值之間越貼近，研究系統(tǒng)的可持續(xù)利用程度越高，反之則越低［9］.

2　深圳市國土資源可持續(xù)利用的評價指標體系

2.1研究區(qū)域概況

深圳市是中國南部濱海城市，位于廣東省南部沿海、珠江口東岸，地處113°46′～114°37′E，22°27′～22°52′N，北靠東莞、惠州2市，是珠三角一體化的重點區(qū)域［10］.深圳市屬于南亞熱帶海洋性季風氣候，全市大小河流共310多條，海洋資源豐富［11］.深圳全市陸地總面積1 953 km2，是一個擁有上千萬人口、經(jīng)濟繁榮、基礎設施完善、自然環(huán)境優(yōu)美的大都市，是世界上發(fā)展最快、中國經(jīng)濟最發(fā)達的城市之一，人均GDP占全國大中城市第一.

2.2指標體系的構建

在借鑒相關文獻的基礎上［12-15］，廣泛咨詢專家意見，修改、完善指標體系，本文最后構建了由11個一級指標、25個二級指標組成的多維因子空間，見表1.

表1　國土資源可持續(xù)利用評價的指標體系Table 1 The evaluation index system of sustainable use of territorial resources

2.3指標的標準化處理

通過年鑒、信息網(wǎng)站、政府咨詢等渠道，搜集了深圳市2004～2013年這10 a間的國土資源現(xiàn)狀數(shù)據(jù).采用極值法對數(shù)據(jù)進行標準化處理，具體方法步驟如下［16］：

（1）當指標值高低與國土資源可持續(xù)利用性成正相關時，該指標得分：

（2）當指標值高低與國土資源可持續(xù)利用性成負相關時，該指標得分：

上式中：i，j=1，2，…，n，Xij表示某地區(qū)第i年第j個評價指標的標準化值；Xi表示某一評價指標的原始值（第 i個地區(qū)第j個生態(tài)因子的現(xiàn)實生態(tài)位），Xmax、Xmin分別表示某一指標歷年來的最大值和最小值，無量綱化后的值范圍在［0，1］之間，即0≤Xij≤1，0≤Yij≤1.

2.4熵值法確定指標權重

為了避免主觀賦權法由于過多的人為因素造成的差異大、結(jié)果不穩(wěn)定等影響，本文采用熵值法來計算各指標的權重［17］.通過熵值法測算的深圳市2004～2013年國土資源可持續(xù)發(fā)展各指標的權重值見表2.

表2　深圳市2004～2013年國土資源可持續(xù)發(fā)展各指標的權重值Table 2 Weightiness of sustainable development indexes in Shenzhen from 2004 to 2013

2.5指標的最適值確定

由于指標數(shù)據(jù)經(jīng)過正向化處理后，無量綱數(shù)據(jù)指標均轉(zhuǎn)變成正向指標.正向指標的取值越大，對資源的可持續(xù)性越有利，因此，指標的最適值為xaj=max（x′ij），其中，x′ij為指標經(jīng)過無量綱處理后的標準值［18］.

3　基于生態(tài)位適宜度模型的國土資源可持續(xù)利用評價

3.1加權平均模型法測算結(jié)果

將因子現(xiàn)實值和最適值無量綱化后的值帶入到式（3）和式（4）中，可計算出深圳市國土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度模型中的α的值為0.304 2.再將參數(shù)值帶入式（1）中，最終計算得到深圳市2004～2013年各種類型資源的可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度值及總的生態(tài)位適宜度值，見表3.

表3　基于加權平均模型法的深圳市2004～2013年國土資源可持續(xù)利用生態(tài)位適宜度值Table 3 The results of niche fitness of sustainable territorial resources utilization calculated by weighted average model in Shenzhen

根據(jù)表3可以看出，深圳市在國土資源可持續(xù)利用方面，起點較高，歷年的生態(tài)位適宜度值均在0.5以上，在2004～2010年期間，國土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度呈現(xiàn)增減交替現(xiàn)象，而在2010年以后，基本上保持穩(wěn)步增長的趨勢.

3.2基于灰色關聯(lián)度的生態(tài)位適宜度模型測算結(jié)果

參考上述基于廣義關聯(lián)度構建生態(tài)位適宜度測算模型的步驟，參考式（5）～（6），再將各指標的無量綱標準化處理后的結(jié)果帶入式（7）～（9）中，計算得到深圳市2004～2013年國土資源可持續(xù)利用的絕對生態(tài)位適宜度εta、相對生態(tài)位適宜度Φta和綜合生態(tài)位適宜度Fta，μ值取為0.5.本文主要參照測算的綜合生態(tài)位適宜度Fta的結(jié)果見表4.

表4　深圳市國土資源可持續(xù)利用綜合生態(tài)位適宜度計算結(jié)果Table 4 The results of niche fitness of comprehensive sustainable utilization on territorial resources in Shenzhen

4　討論與結(jié)論

4.1結(jié) 論

本文將生態(tài)位適宜度理論引入到沿海城市國土資源可持續(xù)利用評價中，在此基礎上計算了深圳市2004～2013年這10 a間的3種類型國土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度評價值，得出以下結(jié)論：

（1）從指標權重來看，深圳市的自然資源對整個系統(tǒng)的國土資源可持續(xù)利用的影響權重最大，社會經(jīng)濟資源次之，最后是生態(tài)環(huán)境資源.

（2）從測算結(jié)果看：深圳市國土資源在2004 ～2013年的10 a期間，國土資源可持續(xù)利用狀況均經(jīng)歷了這樣的3個階段：①穩(wěn)定上升階段，該期間生態(tài)位適宜度值在穩(wěn)定增加，尤以2004～2006年最初的3 a期間及2010年以后的增長態(tài)勢最明顯；②波動階段，生態(tài)位適宜度值呈現(xiàn)增減交替的趨勢，受2008年全球金融危機的影響，2008～2010年經(jīng)歷了明顯的波動；③輕微下滑階段，在2006～2008年期間下降趨勢較明顯，表明因子的現(xiàn)實值與最適值存在明顯距離.

（3）將通過加權平均模型法和廣義關聯(lián)度法測算得到的生態(tài)位適宜度值分別記為F1、F2，F(xiàn)1的值普遍高于F2，2者總體變化趨勢高度一致，且F2對因子變化的敏感度更高.2種方法得出一個共同結(jié)論：深圳市國土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度，資源競爭優(yōu)勢強.與F1相比較，F(xiàn)2反映了因子的現(xiàn)狀值和最適值的貼近程度的同時，還描述了2者相對于起始點的變化速度之間的關系，更加全面綜合.通過加權平均模型法和改進后的灰色關聯(lián)度法構建的生態(tài)位適宜度模型測算值在各年間總體變化趨勢一致，從而驗證了運用生態(tài)位適宜度模型進行評價較為科學，且運用廣義關聯(lián)法構建的綜合生態(tài)位適宜度模型進行區(qū)域國土資源可持續(xù)利用評價，更加科學實用.

4.2討 論

國土資源的可持續(xù)利用研究對于深圳市及整個珠三角、廣東省乃至全國均具有重要的社會、經(jīng)濟和生態(tài)意義.限于作者知識層面及寫作時間有限，國土資源利用涉及各種復雜的因素，在指標構建和分析上存在一定的局限性，還有其他一些問題需要進行深入研究.

（1）本文構建的國土資源可持續(xù)利用生態(tài)位適宜度評價指標體系上，考慮到數(shù)據(jù)的獲取性，對于某些資源類型的指標不一定是最典型代表該種資源性質(zhì)的，且由于不同時間段經(jīng)濟發(fā)展、社會建設、生態(tài)環(huán)境狀況差異較大，建立的指標不適用于較長時間段的研究，難免有時空上的局限.加上本文的指標體系主要適用于沿海城市及特定區(qū)域，對于其他不同類型的城市，其指標體系的有效性還需要進一步完善.

（2）城市國土資源生態(tài)位適宜度概念需要進一步的完善.由于城市和國土資源均為復合型的概念，涉及的研究對象具有綜合性和復雜性，至今尚未形成關于城市生態(tài)位適宜度公認的理論體系和方法，一些分析的方法和評價體系仍處于不斷探索和發(fā)展中.生態(tài)位適宜度模型還在不斷的改進和完善中，需要完善建立一種既方便計算又能全面反映區(qū)域國土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度差異的模型.

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【責任編輯：孫向榮】

Evaluation on sustainable utilization of territorial resources in Shenzhen based on the niche fitness model

YANG Mu-zhuang，ZHANG Jia-hui
（School of Geographic Science，Guangzhou University，Guangzhou 510006，China）

With the rapid development of urbanization in China，the demand of territorial resource is in constant growth，how to save the utilization of territorial resource has become an important issue of our society.This paper takes Shenzhen city as the study area，through taking the niche fitness theory and constructing 25 indicators from 3 aspects including nature，social economy and ecological environment to evaluate the sustainable utilization of territorial resources.The paper uses weighted average model and grey correlation degree model to construct niche fitness model.The results indicate that the sustainable utilization of territorial resources in Shenzhen is relatively high，and it conforms to a highly sustainable utilization.Shenzhen is in the vigorous development of the economy and society，at the same time，its ecological environment has been well protected.

territorial resources；sustainable utilization；niche fitness；Shenzhen

F 301.2；F 290

A

1671-4229（2016）03-0056-07

2016-01-26；

2016-04-18

教育部人文社科規(guī)劃課題資助項目（14YJA630083）；廣東省科技計劃資助項目（2012A031100011）

楊木壯（1965-），男，教授，博士.E-mail：ymz@gzhu.edu.cn