■ 徐志偉/郝 爍/鄭世界/江 梅/黃志基

（1.天津市寧河區(qū)興寧建設(shè)投資集團(tuán)有限公司，天津 301500；2.易景環(huán)境科技（天津）股份有限公司，天津 300384；3.中央財經(jīng)大學(xué)政府管理學(xué)院，北京 100081）

0 引言

國土資源是人類生存和發(fā)展所需的不可再生自然資源之一[1]。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)張，“人地矛盾”“人糧矛盾”愈演愈烈[2-5]，生態(tài)環(huán)境逐年惡化，使得國土資源越來越稀缺[6]。黨的十九大將建設(shè)生態(tài)文明定為中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計，作為生態(tài)文明建設(shè)的空間載體，國土資源的合理利用被提出了新的要求。承載力最早提出于20世紀(jì)80年代，最初在生態(tài)學(xué)視角下引入?yún)^(qū)域系統(tǒng)的研究，國內(nèi)學(xué)者最早在20世紀(jì)90年代開始展開對資源承載力與環(huán)境承載力的研究，承載力的引入為可持續(xù)發(fā)展提供了一個綜合研究系統(tǒng)框架[7]。國土資源環(huán)境承載力作為評價一個地區(qū)土地利用水平、發(fā)展程度以及壓力狀態(tài)的重要指標(biāo)，不同學(xué)者分別從耕地、食物、人口、社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境等多個角度展開了大量的研究[8-11]，政府部門先后出臺了一系列評價方法與技術(shù)要求，旨在全面、科學(xué)合理地對國土資源承載力作出評價。2017年中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于建立資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警長效機(jī)制的若干意見》（廳字〔2017〕25號），推動了我國各地對環(huán)境承載能力評價及預(yù)警機(jī)制的進(jìn)一步研究。

本文以天津市武清區(qū)為研究試點，從土地不同利用方式的發(fā)展水平角度出發(fā)，以土地建設(shè)開發(fā)適宜性評價為基礎(chǔ)[12-13]，基于建設(shè)用地壓力狀態(tài)、耕地開發(fā)壓力狀態(tài)兩方面開展基礎(chǔ)評價研究，圍繞水資源、生態(tài)條件、環(huán)境質(zhì)量三方面對基礎(chǔ)評價結(jié)果進(jìn)行修正評價，并根據(jù)研究結(jié)果，對武清區(qū)國土資源環(huán)境承載力狀態(tài)開展預(yù)警分析，以期為國土資源環(huán)境承載力的基礎(chǔ)研究提供新的思路。同時，通過對武清區(qū)的國土資源環(huán)境承載力狀況作出客觀的評價，為武清區(qū)“多規(guī)合一”相關(guān)領(lǐng)域研究提供支撐。

1 研究區(qū)概況及評價指標(biāo)體系構(gòu)建

1.1 研究區(qū)域概況

本文研究區(qū)天津市武清區(qū)，是連接京津兩大城市的重要紐帶，被譽(yù)為“京津走廊”“京津明珠”，由于其重要的地理位置，開展該區(qū)的國土資源承載力及未來趨勢預(yù)測研究，具有較重要的意義。

2014年武清區(qū)總?cè)丝跒?8.70萬人，實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值950.73億元。武清區(qū)土地利用形式以農(nóng)用地為主，占總面積的73.68%，遠(yuǎn)高于建設(shè)用地。農(nóng)用地中以耕地為主，占全區(qū)總面積的53.12%。

1.2 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

本文根據(jù)天津市武清區(qū)國土資源的構(gòu)成與特點，在梳理分析國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)既有指標(biāo)體系[12-16]的基礎(chǔ)上，針對國土資源環(huán)境承載力評價這一主要研究目的，遵循“關(guān)于印發(fā)《資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警技術(shù)方法（試行）》的通知”（發(fā)改規(guī)劃〔2016〕2043 號）與“國土資源部辦公廳關(guān)于印發(fā)〈資源環(huán)境承載力評價和監(jiān)測預(yù)警2016年實施方案〉的通知”（國土資廳函〔2016〕570號）主要精神，并主要參考了后者的指標(biāo)體系，同時結(jié)合《國土資源環(huán)境承載力評價技術(shù)要求》（試行）（國土資廳函〔2016〕1213號）（下簡稱《要求》）等文件要求，采用主成分分析法及層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）來確定評價指標(biāo)，最終形成如表1所示的指標(biāo)體系。

本文所用數(shù)據(jù)主要來源于《2014年武清區(qū)統(tǒng)計年鑒》[17]、《2020年武清區(qū)土地利用總體規(guī)劃矢量數(shù)據(jù)》、2014年武清區(qū)土地利用變更調(diào)查矢量數(shù)據(jù)、耕地后備資源調(diào)查評價矢量數(shù)據(jù)、農(nóng)用地產(chǎn)能核算矢量數(shù)據(jù)、農(nóng)用地分等定級矢量數(shù)據(jù)等成果和資料，以及水利普查數(shù)據(jù)、大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)、水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)、土壤污染調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評價和地下水調(diào)查評價等資料。

1.3 國土資源承載力基礎(chǔ)評價

1.3.1 建設(shè)開發(fā)適宜性評價

根據(jù)武清區(qū)發(fā)展情況，選取對開發(fā)建設(shè)有影響或限制的因子，并根據(jù)建設(shè)開發(fā)適宜性程度對評價因子進(jìn)行量化分級。對各評價因子分類賦值，賦值采用專家打分法。對于強(qiáng)限制性類型的因子，進(jìn)行0、1賦值；對于較強(qiáng)限制性類型的因子，按不同等級進(jìn)行0～100賦值。表2為賦分示意表。

建設(shè)開發(fā)適宜性分值按照以下公式進(jìn)行計算：

式（1）中，E為建設(shè)開發(fā)適宜性分值；j為強(qiáng)限制性因子編號；k為適宜性因子編號；Fj為第j個強(qiáng)限制性因子適宜性分值；fk為第k個適宜性因子適宜性分值；wk為第k個適宜性因子的權(quán)重；m為強(qiáng)限制性因子個數(shù)；n為適宜性因子個數(shù)。

表1 國土資源環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系

利用ArcGIS軟件，通過聚類分析等方法將所研究區(qū)域的建設(shè)開發(fā)適宜性計算結(jié)果劃分為以下四類：最適宜、基本適宜、不適宜和特別不適宜。其中，最適宜開發(fā)的區(qū)域為強(qiáng)限制性因子得分均不為0，同時非強(qiáng)限制性因子的得分最高的區(qū)域。

將開發(fā)適宜性計算結(jié)果與現(xiàn)狀建設(shè)用地進(jìn)行空間疊加分析，將面積小于1公頃的地塊定義為不適宜開發(fā)空間。

1.3.2 建設(shè)用地壓力狀態(tài)指數(shù)測算

本文結(jié)合武清區(qū)區(qū)域發(fā)展階段及其未來發(fā)展目標(biāo)，采用專家打分法，綜合考慮土地利用總體規(guī)劃中確定的2020年的建設(shè)用地目標(biāo)，按規(guī)劃年增用地量修正至評價年（2014年），確定當(dāng)前發(fā)展階段的建設(shè)開發(fā)程度閾值。建設(shè)用地壓力狀態(tài)指數(shù)計算公式如下：

式（2）中，A為建設(shè)用地壓力狀態(tài)指數(shù)，A1為現(xiàn)狀建設(shè)開發(fā)程度，A2為現(xiàn)狀建設(shè)用地布局匹配度，T為建設(shè)開發(fā)程度閾值，具體計算方式參見《要求》。

表2 建設(shè)開發(fā)適宜性評價因子賦分示意表

1.3.3 耕地開發(fā)壓力狀態(tài)指數(shù)測算

本文結(jié)合武清區(qū)地域特點，對人均耕地生產(chǎn)能力的預(yù)警閾值采用專家打分法確定。將實際人均耕地生產(chǎn)能力與預(yù)警閾值進(jìn)行對比分析，從而確定耕地開發(fā)壓力狀態(tài)指數(shù)。計算公式如下：

式（3）中，B為耕地開發(fā)壓力狀態(tài)指數(shù)，B1為人均耕地生產(chǎn)能力， 為人均耕地生產(chǎn)能力預(yù)警閾值，B3為耕地開發(fā)利用程度，具體計算方式參見《要求》。

2 國土資源承載力修正評價

2.1 水資源承載力評價

2.1.1水資源承載指數(shù)

水資源承載指數(shù)可利用來源于水利部門的水資源潛力、農(nóng)業(yè)水資源利用量、生活和工業(yè)水資源利用量三個指標(biāo)數(shù)據(jù)予以表征。

2.1.2 水土資源匹配指數(shù)

農(nóng)業(yè)用水與耕地匹配指數(shù)表示農(nóng)業(yè)用水情況與耕地規(guī)模之間的匹配程度，利用如下公式進(jìn)行計算：

生活和工業(yè)用水與城鎮(zhèn)工礦用地匹配指數(shù)表示生活用水、工業(yè)用水與城鎮(zhèn)工礦用地規(guī)模之間的匹配程度，利用如下公式進(jìn)行計算：

2.2 生態(tài)條件承載力評價

2.2.1 土地退化指數(shù)

土地退化指數(shù)表示區(qū)域土地減少或失去土地原先所具有的綜合生產(chǎn)潛力的程度，用評價單元內(nèi)土地退化面積占武清區(qū)面積的比重表示，利用如下公式進(jìn)行計算：

2.2.2 生態(tài)用地面積變化指數(shù)

生態(tài)用地面積變化指數(shù)表示近年來評價單元內(nèi)年均生態(tài)用地面積變化量占武清區(qū)生態(tài)用地總面積的比重。計算公式如下：

2.3 環(huán)境質(zhì)量承載力評價

2.3.1 空氣質(zhì)量二級以上天數(shù)比重

本研究用評價單元內(nèi)全年空氣質(zhì)量達(dá)到二級及以上天數(shù)所占的比例表示空氣質(zhì)量情況。

2.3.2 氨氮入河量

對于水環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的計算，本文選取氨氮入河量進(jìn)行評價。利用如下公式進(jìn)行計算：

氨氮入河量（噸）=廢水量（噸）×排放口污染物的平均濃度（毫克/升）×10-6

3 國土資源承載力狀態(tài)判斷

3.1 國土資源承載力基礎(chǔ)評價判斷

根據(jù)《通知》要求，參考國內(nèi)外相關(guān)研究，結(jié)合天津市武清區(qū)國土資源承載力的實際特征與相關(guān)部門專家意見，將國土資源承載力評價結(jié)果劃分為超載狀態(tài)、臨界狀態(tài)、可載狀態(tài)三種類型。

基礎(chǔ)評價采取“建設(shè)用地開發(fā)承載狀態(tài)判斷”與“耕地開發(fā)利用承載狀態(tài)判斷”共同評價的模式?；A(chǔ)評價的評價標(biāo)準(zhǔn)為：兩個指數(shù)中有一項超載狀態(tài)，或者兩者均為臨界狀態(tài)時，即判定該評價單元國土資源承載力基礎(chǔ)狀態(tài)為超載狀態(tài)；兩個評價指數(shù)之中一項為臨界狀態(tài)，且另一項為可載狀態(tài)時，即判定該評價單元國土資源承載力基礎(chǔ)狀態(tài)為臨界狀態(tài)；其他情況判定該評價單元國土資源承載力基礎(chǔ)狀態(tài)為可載狀態(tài)。

3.1.1 建設(shè)用地開發(fā)承載狀態(tài)判斷

根據(jù)建設(shè)用地壓力狀態(tài)指數(shù)（A）的計算結(jié)果，將建設(shè)用地壓力狀態(tài)劃分為三種類型：壓力大、壓力中等和壓力小。即當(dāng)A＞0時，建設(shè)開發(fā)壓力大，為超載狀態(tài)；當(dāng)A=0時，建設(shè)開發(fā)狀態(tài)為臨界狀態(tài)；當(dāng)A＜0時，建設(shè)開發(fā)壓力小，為可載狀態(tài)。

3.1.2 耕地開發(fā)利用承載狀態(tài)判斷

根據(jù)耕地開發(fā)壓力狀態(tài)指數(shù)（B）的計算結(jié)果，將耕地開發(fā)壓力狀態(tài)劃分為三種類型：壓力大、壓力中等和壓力小。當(dāng)B＞0時，耕地開發(fā)利用為可載；當(dāng)B=0時，耕地開發(fā)利用為臨界；當(dāng)B＜0時，耕地開發(fā)利用為超載。

3.2 國土資源承載力修正評價判斷

國土資源承載力修正評價采用短板效應(yīng)結(jié)合綜合指標(biāo)法，利用如下公式進(jìn)行計算：

式（4）中，G為修正要素層（水資源、生態(tài)、環(huán)境質(zhì)量）內(nèi)各相關(guān)指數(shù)，pi為第i項指標(biāo)，wi為i指標(biāo)的權(quán)重，n為指標(biāo)總數(shù)。

根據(jù)式（4），對修正要素層三個要素相關(guān)指數(shù)進(jìn)行計算，當(dāng)指數(shù)計算結(jié)果小于0時，判定為超載狀態(tài)；所計算的指數(shù)中，若存在相關(guān)指標(biāo)超載，但是指數(shù)計算結(jié)果大于等于0時，判定為臨界狀態(tài)，其他情況判定為可載狀態(tài)。

3.3 承載狀態(tài)預(yù)警指數(shù)計算與級別劃分

本文所涉及的國土資源環(huán)境承載力的預(yù)警分析，是基于短板理論進(jìn)行的[18]。參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范）及研究成果，確定相應(yīng)指標(biāo)的閾值區(qū)間及其狀態(tài)指數(shù)及級別。采用極差歸一化方法來衡量國土資源環(huán)境承載力預(yù)警評價指標(biāo)所處的狀態(tài)級別，運用以下公式分別對正向指標(biāo)、逆向指標(biāo)的狀態(tài)指數(shù)（R）進(jìn)行計算。當(dāng)R〈-1時，判定為危機(jī)狀態(tài)（短板要素）；當(dāng)-1.0≤R＜0.0時，判定為預(yù)警狀態(tài)（限制性要素）；當(dāng)0.0≤R＜1.0時，判定為一般狀態(tài)；當(dāng)R≥1.0時，判定為良好狀態(tài)。

其中，C現(xiàn)狀值為預(yù)警指標(biāo)的現(xiàn)狀值，C最大值為閾值區(qū)間內(nèi)的最大值，C最小值為閾值區(qū)間內(nèi)的最小值。

4 研究結(jié)果

4.1 建設(shè)適宜性評價

通過計算可得到武清區(qū)建設(shè)開發(fā)適宜性評價結(jié)果，如圖1所示。適宜開發(fā)的區(qū)域主要集中在城區(qū)及各開發(fā)園區(qū)、交通主干線附近。不適宜開發(fā)的區(qū)域集中在生態(tài)用地附近，包括糧食主產(chǎn)區(qū)、濕地等。由于交通不通達(dá)、采空塌陷、地震斷裂帶等因素，導(dǎo)致局部為特別不適宜開發(fā)水平。此開發(fā)性適宜評價結(jié)果與武清區(qū)土地利用總體規(guī)劃相關(guān)性較高。總體而言，武清區(qū)適宜開發(fā)的區(qū)域較為集中，有利于全區(qū)的整體性開發(fā)建設(shè)。

圖1 武清區(qū)建設(shè)適宜性評價結(jié)果圖

4.2 國土資源承載力基礎(chǔ)狀態(tài)評價

通過上述計算，得到武清區(qū)國土資源承載力基礎(chǔ)狀態(tài)各指標(biāo)、指數(shù)現(xiàn)狀值，具體結(jié)果如表3及圖2所示。

圖2 基礎(chǔ)狀態(tài)結(jié)果圖

表3 武清區(qū)國土資源承載力評價指標(biāo)現(xiàn)狀值及閾值

武清區(qū)建設(shè)用地現(xiàn)狀開發(fā)程度為23.63%，開發(fā)程度適中，建設(shè)水平初具規(guī)模，存在一定的開發(fā)利用潛力；且該區(qū)地處天津市區(qū)與北京市交界之地，地理優(yōu)勢為其帶來了較大的發(fā)展機(jī)會。計算結(jié)果顯示，武清區(qū)現(xiàn)狀建設(shè)用地布局匹配度為95%，該區(qū)現(xiàn)狀建設(shè)用地布局較為合理，這與適宜性分析結(jié)果一致。通過區(qū)域?qū)Ρ确治?，武清區(qū)內(nèi)建設(shè)用地壓力超載區(qū)域較少，主要集中在中心城區(qū)范圍內(nèi)?？v觀全區(qū)整體狀態(tài)，建設(shè)用地壓力呈可載狀態(tài)。

武清區(qū)人均耕地生產(chǎn)能力和人均基本農(nóng)田生產(chǎn)能力較低，分別為0.125（畝/人）和0.147（畝/人），僅達(dá)到臨界閾值狀態(tài)。耕地開發(fā)利用程度為53.12%，開發(fā)程度適中，尚有可開發(fā)利用的空間。通過區(qū)域內(nèi)對比分析，武清全區(qū)內(nèi)耕地開發(fā)壓力超載區(qū)域與建設(shè)用地壓力超載區(qū)域基本吻合；全區(qū)整體而言，耕地開發(fā)壓力處于臨界狀態(tài)。

4.3 國土資源承載力修正評價

通過上述計算，得到武清區(qū)國土資源承載力修正評價各指標(biāo)、指數(shù)現(xiàn)狀值，具體結(jié)果如表3及圖3、圖4和圖5所示。

圖3 水資源系統(tǒng)承載力結(jié)果圖

圖4 生態(tài)條件承載力結(jié)果圖

圖5 武清區(qū)國土資源環(huán)境承載力結(jié)果圖

從圖3、圖4和圖5可知，水資源系統(tǒng)承載力、生態(tài)條件承載力、國土資源環(huán)境承載力三個修正評價指標(biāo)大體吻合，均表現(xiàn)為“北可南超”的狀態(tài)。從上述三個修正評價指標(biāo)綜合來看，武清區(qū)內(nèi)楊村街等10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)國土資源環(huán)境承載狀態(tài)為超載狀態(tài)，主要集中在武清區(qū)南側(cè)的城區(qū)附近，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)為可載狀態(tài)。

4.4 國土承載狀態(tài)預(yù)警分析

通過計算，武清區(qū)國土綜合承載力指標(biāo)承載狀態(tài)如表4所示。由表4可見，水資源承載狀態(tài)處于危機(jī)狀態(tài)下，即水資源承載指數(shù)為武清區(qū)的短板要素；大氣環(huán)境質(zhì)量指數(shù)、氨氮入河量等指標(biāo)為武清區(qū)的限制性要素。

表4 武清區(qū)國土綜合承載力指標(biāo)承載狀態(tài)

5 結(jié)論與建議

本文結(jié)合國內(nèi)外已有研究及《要求》的相關(guān)規(guī)定，從土地不同利用方式的發(fā)展水平角度出發(fā)，建立了國土資源環(huán)境承載力評價體系，基于建設(shè)用地壓力狀態(tài)、耕地開發(fā)壓力狀態(tài)兩方面開展國土資源承載力基礎(chǔ)評價，圍繞水資源、生態(tài)條件、環(huán)境質(zhì)量三個方面開展國土資源承載力修正評價，并根據(jù)研究結(jié)果，運用“短板法”對武清區(qū)國土資源環(huán)境承載力狀態(tài)開展了預(yù)警分析，驗證了評價方法的合理性與可行性，可為其他地區(qū)開展國土資源環(huán)境承載能力評價提供借鑒。此外，本研究方法對于評價尺度和單元存在一定的局限性，不同的評價尺度將對數(shù)值的均值化產(chǎn)生不同的影響，從而影響評價結(jié)果，故在評價時選擇合適的評價尺度對評價結(jié)果非常關(guān)鍵。

研究結(jié)果表明，武清區(qū)適宜開發(fā)區(qū)域主要集中在城區(qū)及各開發(fā)園區(qū)、交通主干線附近；區(qū)內(nèi)建設(shè)用地壓力、耕地開發(fā)壓力超載區(qū)域均較少，建設(shè)用地壓力狀態(tài)呈可載狀態(tài)，耕地開發(fā)壓力處于臨界狀態(tài)。雖然耕地開發(fā)壓力較大，但建設(shè)用地仍具一定的承載空間。在此基礎(chǔ)上，本文通過環(huán)境指數(shù)對國土資源承載力基礎(chǔ)評價結(jié)果進(jìn)行了修正評價，發(fā)現(xiàn)武清區(qū)內(nèi)楊村街等10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)國土資源環(huán)境承載狀態(tài)為超載狀態(tài)，主要集中在武清區(qū)南側(cè)的城區(qū)附近，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)為可載狀態(tài)。整體而論，武清區(qū)的國土資源環(huán)境承載處于可載狀態(tài)。最后針對評價結(jié)果進(jìn)行了預(yù)警分析，發(fā)現(xiàn)水資源承載指數(shù)為武清區(qū)的短板要素，大氣環(huán)境質(zhì)量指數(shù)、氨氮入河量等指標(biāo)為武清區(qū)的限制性要素，其他指標(biāo)承載狀態(tài)均處于良好或一般狀態(tài)。

針對武清區(qū)國土資源環(huán)境承載力的現(xiàn)狀、評價結(jié)果及預(yù)警分析得出的短板、限制性因素等情況，建議武清區(qū)日后發(fā)展需嚴(yán)格按照武清區(qū)城市總體規(guī)劃和土地利用總體規(guī)劃的相關(guān)要求，嚴(yán)格控制建設(shè)用地總規(guī)模防止過度擴(kuò)張，嚴(yán)格保護(hù)耕地；深度挖掘建設(shè)用地現(xiàn)有存量，提高其再利用水平，加快土地二級市場制度的建立與實施，從而深度挖掘武清區(qū)國土資源承載空間，使土地利用狀況更合理、更科學(xué)。

針對水資源承載指數(shù)為武清區(qū)短板要素這一問題，筆者建議：針對本區(qū)產(chǎn)業(yè)特點，大力健全各個領(lǐng)域（如農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)等）的節(jié)水制度并嚴(yán)格管理；統(tǒng)籌調(diào)配多種水源，合理安排地表水與地下水的利用，提高全區(qū)水資源的利用率；優(yōu)先保證生活用水、農(nóng)業(yè)用水的需求與安全；同時對全區(qū)居民、企業(yè)加強(qiáng)宣傳教育，提高全區(qū)保護(hù)水資源的意識。

另外，在生產(chǎn)建設(shè)時，要著重考慮其對大氣環(huán)境的影響，減少對大氣的污染；建立預(yù)警機(jī)制，對不同國土資源環(huán)境承載力預(yù)警等級的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)差別預(yù)警及動態(tài)監(jiān)測。