游 韻,潘 科,劉 斌,周仲禮

(1.重慶工商大學(xué)融智學(xué)院,重慶 401320;2.成都理工大學(xué) 管理科學(xué)學(xué)院,成都 610059)

近年來,土地承載力已成為土地資源評價及可持續(xù)利用研究的熱點。不同類型的城市,由于其社會經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、自然環(huán)境等方面的差異,對土地承載力的評價方法和影響因素應(yīng)進行差異化分析。四川省作為我國西部重要的經(jīng)濟圈組成,其地勢西高東低,氣候類型差異顯著,使人口分布、資源環(huán)境、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及社會條件等因素產(chǎn)生巨大的差異性,導(dǎo)致各城市農(nóng)業(yè)、生態(tài)、工業(yè)以及經(jīng)濟水平存在較大差距[1]。同時,隨著城市化進程的加快,資源環(huán)境矛盾愈發(fā)突出,嚴(yán)重制約了其可持續(xù)發(fā)展。因此,在土地資源環(huán)境問題的驅(qū)動下,基于城市差異化發(fā)展理論的四川省各城市土地綜合承載力評價研究迫在眉睫。

20世紀(jì)90年代中后期至今,土地承載力評價已取得大量研究成果。在評價指標(biāo)方面,逐漸從單一指標(biāo)發(fā)展為綜合性指標(biāo),涵蓋了人類社會的各個方面,主要圍繞社會發(fā)展、經(jīng)濟技術(shù)、生產(chǎn)建設(shè)、土地資源利用、水土協(xié)調(diào)程度等方面構(gòu)建指標(biāo)體系[2-6]對土地綜合承載力進行評價。此外,隨著研究的不斷深入,越來越多的研究方法運用到土地承載力的研究中,主要包括DPSIR模型[7]、生態(tài)足跡法[8]、灰色預(yù)測模型[9-10]、系統(tǒng)動力學(xué)[11]、要素指數(shù)法評價模型[12]、因子分析[13]、GIS空間分析[14]、云模型[6]等。而城市差異化發(fā)展主要是針對城市獨有的特點,基于社會條件的各項差異進行研究,并將這些差異轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)域比較優(yōu)勢[15],從而提升城市競爭力的過程。近年來城市差異化理論逐漸運用到服務(wù)外包、城市職能結(jié)構(gòu)[16]、城市文化[17]、物流管理[18]、房地產(chǎn)營銷[19]等研究領(lǐng)域中,并取得了豐富的成果。目前，土地綜合承載力的研究大多對研究區(qū)域采用統(tǒng)一評價方法,但面對各城市間發(fā)展類型差異較大的研究區(qū)域不應(yīng)一概而論。因此,將城市差異化理論運用到土地綜合承載力的研究中,針對不同城市類型特點,構(gòu)建差異化的評價指標(biāo)權(quán)重,找出城市類型與土地承載力的關(guān)系,并通過障礙度模型找出影響不同城市的障礙因子,分析土地綜合承載力更具針對性。 總之, 對土地綜合承載力進行差異化分析,對發(fā)揮城市獨特優(yōu)勢,促進資源優(yōu)化配置,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著不可忽視的意義。

本文以四川省作為研究區(qū)域,以其下轄各城市作為研究對象,結(jié)合城市差異化發(fā)展理論,在將研究對象劃分為不同發(fā)展類型城市的基礎(chǔ)之上,對各類型城市的土地綜合承載力進行差異化評價分析,并從障礙因子的角度對影響各類型城市土地綜合承載力的因素進行深入研究。

1 城市差異化發(fā)展理論

城市差異化發(fā)展理論主要是由比較優(yōu)勢理論、價值鏈理論、熊彼特的創(chuàng)新理論等發(fā)展而來[20](圖1)。每個城市都存在其特有的自然資源、人文環(huán)境和經(jīng)濟社會條件,如果城市發(fā)展趨同,會造成資源浪費、城市特色產(chǎn)業(yè)喪失競爭優(yōu)勢、城市之間缺乏合作等后果,嚴(yán)重阻礙國家的整體競爭力[21]。對城市實行差異化發(fā)展有利于將城市的社會條件、人力資源、產(chǎn)業(yè)規(guī)模等差異轉(zhuǎn)化為比較優(yōu)勢[15],由此形成了城市差異化發(fā)展理論。城市差異化發(fā)展是指在發(fā)展過程中基于城市特點、經(jīng)驗積累等充分利用其特長方面,有目的、有針對性地發(fā)展,進而形成發(fā)展優(yōu)勢,提升競爭力,實現(xiàn)城市健康、和諧以及長遠發(fā)展，其實質(zhì)是城市在社會經(jīng)濟發(fā)展過程中,各城市通過合理的資源配置、分工布局,使得同質(zhì)資源要素逐漸聚集,實現(xiàn)資源配置的優(yōu)化,從而形成城市的差異化發(fā)展特征,最終提升社會的整體競爭力的過程[21]。

城市是一個動態(tài)的、相對的概念,由于學(xué)科領(lǐng)域以及著眼點的不同,“城市”的定義難以同質(zhì)化。本文的城市內(nèi)涵是“地方行政建制”的城市,指四川省各個地級市[22]。

圖1 城市差異化發(fā)展理論結(jié)構(gòu)Fig.1 Theoretical structure of urban development differentiation

2 基于城市差異化的土地綜合承載力評價模型

在城市差異化發(fā)展理論基礎(chǔ)上,針對不同城市發(fā)展類型,分析土地綜合承載力的關(guān)鍵影響因素,結(jié)合數(shù)學(xué)評價方法,構(gòu)建基于城市差異化的土地綜合承載力評價模型,流程如圖2所示。

圖2 模型構(gòu)建流程圖Fig.2 Model construction flow chart

2.1 土地綜合承載力內(nèi)涵

早期土地承載力主要指耕地、糧食對人口數(shù)量的承載限度。隨著研究的不斷深入,土地承載力的內(nèi)涵逐漸發(fā)生變化,人們認(rèn)識到土地承載力不應(yīng)局限于人糧關(guān)系,更應(yīng)該涵蓋生態(tài)環(huán)境以及與社會經(jīng)濟發(fā)展緊密相關(guān)的各個方面,是一個系統(tǒng)的、綜合的整體。隨著土地綜合承載力研究的逐漸興起,直至目前,土地綜合承載力主要研究在某一空間、某一時間,且外部社會經(jīng)濟條件保持相對不變的條件下,土地資源能承受的人類活動最大限值[23]。它包含了人口承載、經(jīng)濟承載、生態(tài)承載及生產(chǎn)建設(shè)承載等方面。

2.2 土地綜合承載力關(guān)鍵影響因素分析

四川省地貌東西差異大，地形復(fù)雜多樣, 各城市氣候類型差異顯著。 境內(nèi)水資源、 林木資源豐富, 但由于大量砍伐開墾、 地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)以及土地資源保護力度缺失, 造成土壤侵蝕等生態(tài)脆弱問題, 導(dǎo)致人均耕地占有量緊缺、 人地矛盾突出[7, 24]。 針對以上生態(tài)現(xiàn)象, 以及四川省各城市人口社會、 經(jīng)濟技術(shù)等方面的差異特征[1], 結(jié)合本文具體研究目的, 遵從科學(xué)性、 系統(tǒng)性、 針對性、 可比性及可操作性的原則, 在前人研究基礎(chǔ)上[5-7, 24], 從社會承載、 經(jīng)濟承載和生態(tài)承載三方面考慮選取指標(biāo), 并運用專家咨詢法和頻率統(tǒng)計法等進行篩選與處理, 最終構(gòu)建土地綜合承載力評價指標(biāo)體系(表1)。 社會承載的指標(biāo)主要針對人口社會差異化特征, 包括人均耕地面積、 人口密度、 城鎮(zhèn)化水平和城鎮(zhèn)居民人均可支配收入; 經(jīng)濟承載主要反映城市的經(jīng)濟規(guī)模和增值潛力, 包括地均固定資產(chǎn)投資、 工業(yè)生產(chǎn)總值等; 生態(tài)承載主要基于耕地緊缺、 人地矛盾問題, 指標(biāo)應(yīng)反映耕地占有情況及土地保護狀況, 由于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展主要依靠大量的機械動力、 化肥農(nóng)藥等技術(shù)手段來實現(xiàn), 這就極大影響著生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能, 也降低了土地資源的利用效率[1], 因此生態(tài)承載指標(biāo)選取耕地開發(fā)率、 化肥集約度、 有效灌溉率。

2.3 土地綜合承載力評價方法

首先,運用0～1標(biāo)準(zhǔn)化法對數(shù)據(jù)進行無量綱化,并運用熵值法確立指標(biāo)權(quán)重。

表1 土地綜合承載力評價指標(biāo)體系

(1)

其次,運用模糊綜合評價法計算土地綜合承載力,具體步驟為: ① 確定評價的因素集U={u1,u2, …,um}、 評語集V={v1,v2, …,vn}, 其中，ui為第i個評判指標(biāo)；vj為第j個決策指標(biāo)。 評語集一般劃分為3～5個等級； ② 選取隸屬度函數(shù),并通過單因素模糊評價得到評判矩陣R=(rij)m×n, 其中，rij為第i個評價指標(biāo)對第j個等級的隸屬度； ③ 通過復(fù)合運算得到綜合評判矩陣B=W·R； ④ 對模糊綜合評價結(jié)果進行分析。

最后,采用障礙度模型對土地綜合承載力的障礙因子進行診斷。引入指標(biāo)偏離度、因子貢獻度和障礙度[24]。

Pj=1-Xj,

(2)

(3)

式中:Pj—指標(biāo)偏離度;Xj—標(biāo)準(zhǔn)化的指標(biāo)值;Wj—因子貢獻度,反映評價指標(biāo)對評價結(jié)果的影響程度, 亦為指標(biāo)權(quán)重;Aj—指標(biāo)障礙度。

3 實例分析

3.1 城市發(fā)展類型劃分

本研究數(shù)據(jù)主要來源于2007—2016年《四川統(tǒng)計年鑒》、四川省各城市《政府工作報告》、《環(huán)境質(zhì)量公報》、《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》、《十三五規(guī)劃報告》等?；?016年研究數(shù)據(jù),根據(jù)我國城市分級標(biāo)準(zhǔn)并參考城市發(fā)展水平相關(guān)研究成果[25],從城市發(fā)展特征角度出發(fā),采用k-medoids算法將21個城市劃分為4個不同的類型:①發(fā)展優(yōu)勢型城市,該類型城市只有成都;②產(chǎn)業(yè)加工型城市, 包括自貢、 瀘州、 德陽、 遂寧、 內(nèi)江、 南充、 眉山、 廣安、 宜賓、 資陽; ③均衡發(fā)展型城市, 包括攀枝花、 綿陽、 雅安、 樂山; ④資源服務(wù)型城市, 包括甘孜、 阿壩、 涼山、 達州、 巴中、 廣元。 各類型城市的差異特征如表2所示。

表2 各類型城市差異特征描述

3.2 基于熵值法的土地綜合承載力評價

采用0～1標(biāo)準(zhǔn)化法將數(shù)據(jù)進行預(yù)處理之后,運用熵值法得到不同類型城市的評價指標(biāo)差異化權(quán)重(表3)。

將人口密度、人均生產(chǎn)總值等11個指標(biāo)作為論域U的元素,構(gòu)建出評判因素集U={u1,u2, …,u11},參考國內(nèi)外城市發(fā)展相關(guān)指標(biāo)等級劃分標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建決策集V={較差,一般,較好}。 選取正態(tài)分布型隸屬度函數(shù), 將指標(biāo)值代入隸屬度函數(shù)計算出各個地區(qū)的隸屬度, 并將指標(biāo)權(quán)重與隸屬度相乘, 得出某一等級各城市的隸屬度, 再將各個等級的隸屬度綜合, 得出模糊集，如表4所示, 表中數(shù)值代表對于每個評價標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度。

考慮到最大隸屬度原則在某些情況下會丟失大量數(shù)據(jù)信息,因此本文采用加權(quán)平均法,分別將“較差”、“一般”、“較好”賦值為1、2、3,并與隸屬度進行綜合,得到2016年各城市的土地綜合承載力評價結(jié)果,如表5。

表3 土地綜合承載力評價指標(biāo)差異化權(quán)重

Table 3 Differentiated weights of land comprehensive carrying capacity evaluation indicators %

表4 2016年各城市土地綜合承載力評價模糊集

參考文獻[26]中對土地綜合承載力的等級劃分方法,結(jié)合評價結(jié)果將土地綜合承載力劃分為5個等級:高承載區(qū)、較高承載區(qū)、中等承載區(qū)、較低承載區(qū)及低承載區(qū)。同時,利用GIS軟件繪制各類型城市的土地綜合承載力分布特征圖。

3.3 城市類型與土地綜合承載力的關(guān)系

根據(jù)圖3可得, 發(fā)展優(yōu)勢型(成都市)的土地綜合承載力最高, 綜合得分為2.732, 屬于高承載區(qū); 產(chǎn)業(yè)加工型城市土地綜合承載力平均值為1.890, 其中20%為較高承載區(qū), 80%為中等承載區(qū); 均衡發(fā)展型城市總體處于中等承載水平,其中75%的城市為中等及以上承載水平,土地綜合承載力平均值為1.919;資源服務(wù)型城市土地綜合載力平均值為1.657,總體處于較低承載力水平,且較低承載力城市占該類型城市的66.67%。同時,根據(jù)各城市歷年土地綜合承載力評價結(jié)果,對城市類型進行方差分析,檢驗結(jié)果顯示P值0.00小于0.05的顯著性水平,拒絕原假設(shè),說明城市類型對于土地綜合承載力具有顯著性影響。

表5 土地綜合承載力評價結(jié)果

圖3 各類型城市土地綜合承載力等級分布圖Fig.3 Grading distribution maps市 of comprehensive land carrying capacity of various cities

從時間演化角度以各類型代表城市為例進行土地綜合承載力分析(圖4)。 近十年來, 發(fā)展優(yōu)勢型城市(成都市)土地綜合承載力呈現(xiàn)穩(wěn)定增長的趨勢; 產(chǎn)業(yè)加工型城市(眉山市)呈現(xiàn)較為穩(wěn)定的增長趨勢; 均衡發(fā)展型城市(攀枝花市) 總體上仍然呈現(xiàn)較為穩(wěn)定的增長趨勢; 資源服務(wù)型城市(甘孜州)的土地綜合承載力則呈現(xiàn)出較大的不穩(wěn)定性,這與其耕地開發(fā)率及土地保護力度有著緊密聯(lián)系。

圖4 各類型代表城市土地綜合承載力演化趨勢Fig.4 Various evolution trend of urban land comprehensive carrying capacity

同時,對同類型各城市的土地綜合承載力進行比較分析可知,產(chǎn)業(yè)加工型城市中眉山和德陽屬于較高承載區(qū),其他城市均屬于中等承載區(qū),承載力大小依次為:自貢>資陽>內(nèi)江>遂寧>宜賓>瀘州>南充>廣安;均衡發(fā)展型城市中攀枝花處于高承載區(qū),綿陽、樂山處于中等承載區(qū),雅安處于較低承載區(qū);資源服務(wù)型城市中,甘孜處于中等承載區(qū),涼山、阿壩、達州、廣元屬于較低承載區(qū),且承載力依次減小,巴中處于低承載區(qū)。

3.4 基于障礙度模型的影響因素分析

為了更加深入地了解影響土地資源可持續(xù)利用的因素,為各類型城市的政策方針提供決策依據(jù),對各城市的土地綜合承載力評價指標(biāo)進行障礙因子診斷。運用障礙度公式計算，結(jié)果如表6所示。

障礙度計算結(jié)果表明:

(1)發(fā)展優(yōu)勢型城市最大的障礙因子是人均耕地面積(障礙度為47.09%), 其次是耕地開發(fā)率(障礙度為37.35%)、有效灌溉率,并且障礙度明顯高于其他因子,該類型城市的障礙因素為土地開發(fā)利用效率。

(2)產(chǎn)業(yè)加工型城市的障礙因子主要集中在城鎮(zhèn)化水平、第三產(chǎn)業(yè)比例、化肥集約度以及有效灌溉率。其中,德陽的最大障礙因子為化肥集約度(障礙度為25.46%),應(yīng)該重視對土地資源的保護力度,減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對土地的污染;對于眉山,城鎮(zhèn)化水平和化肥集約度的障礙度不相上下,應(yīng)該同時重視城鎮(zhèn)化建設(shè)與土地資源保護。

(3)均衡發(fā)展型城市的障礙因子主要包括:城鎮(zhèn)居民可支配收入、人均生產(chǎn)總值、第三產(chǎn)業(yè)比例、耕地開發(fā)率等。其中,攀枝花的主要障礙因子為第三產(chǎn)業(yè)比例和耕地開發(fā)率,攀枝花由于其豐富的礦產(chǎn)資源,工業(yè)發(fā)展具有較大優(yōu)勢,而第三產(chǎn)業(yè)比例較低,因此應(yīng)在大力發(fā)展工業(yè)的同時注重對土地資源的開發(fā)利用效率的提升。

(4)資源服務(wù)型城市的障礙因子主要包括:耕地開發(fā)率、化肥集約度以及城鎮(zhèn)化水平等。其中廣元、達州、巴中的最大障礙因子為化肥集約度(障礙度分別為42.72%、 46.58%、 48.66%),應(yīng)該加強對土地資源的保護力度;阿壩州、甘孜州、涼山州則受耕地開發(fā)率的障礙最大,這3個城市應(yīng)該大力提升土地資源的開發(fā)利用率。

4 結(jié) 論

將城市差異化理論引入土地綜合承載力的評價研究中。在對四川省各城市進行發(fā)展類型劃分的基礎(chǔ)之上,運用專家咨詢法、頻數(shù)統(tǒng)計等方法構(gòu)建評價指標(biāo)體系,采用基于熵值法的模糊綜合評價模型計算土地綜合承載力,并對承載力進行等級劃分,進而從橫向與縱向兩個維度對各類型城市土地綜合承載力進行差異化分析,最后通過障礙度模型對各指標(biāo)進行障礙因子診斷更具針對性。綜上,本文采用定性與定量相結(jié)合的研究手段,構(gòu)建基于城市差異化土地綜合承載力評價模型,研究結(jié)果科學(xué)合理,主要結(jié)論如下:

表6 土地綜合承載力評價指標(biāo)障礙度

Table 6 Obstacle evaluation index of land comprehensive carrying capacity %

注:為便于閱讀,對每個城市障礙度最高的3個障礙因子進行了加粗顯示。

(1)城市發(fā)展類型與土地綜合承載力之間有著較為顯著的關(guān)系:發(fā)展優(yōu)勢型承載力最高,屬于高承載區(qū);產(chǎn)業(yè)加工型城市均處在中等及以上承載區(qū),其中較高承載區(qū)與中等承載區(qū)分別占20%和80%;均衡發(fā)展型城市總體處于中等承載區(qū),且中等及以上承載區(qū)占75%;資源服務(wù)型承載力較低,且較低承載區(qū)占66.67%。

(2)從時間演化角度來看,2007—2016年間,發(fā)展優(yōu)勢型城市的承載力呈現(xiàn)穩(wěn)定增長趨勢;產(chǎn)業(yè)加工型、均衡發(fā)展型呈現(xiàn)較為穩(wěn)定的增長趨勢;資源服務(wù)型呈現(xiàn)較大不穩(wěn)定性。

(3)各類型城市提升土地綜合承載力的策略應(yīng)有所針對性:發(fā)展優(yōu)勢型城市建議加大力度提升土地資源的開發(fā)利用效率;產(chǎn)業(yè)加工型城市可在提升生產(chǎn)技術(shù)、土地利用效率,并加強土地資源的保護力度的同時加快城鎮(zhèn)化建設(shè)發(fā)展速度;均衡發(fā)展型城市應(yīng)充分利用土地資源,發(fā)揮自身產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢均衡發(fā)展;資源服務(wù)型城市應(yīng)首先注重土地資源的保護,其次提高土地資源的開發(fā)利用率,進而加快提升土地綜合承載力。