王月娥 張晨基

（新疆大學(xué)地理與遙感科學(xué)學(xué)院，新疆大學(xué)綠洲生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆烏魯木齊 830046）

土地作為基礎(chǔ)的資源，在人類(lèi)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮著獨(dú)特作用。近年來(lái)，隨著城市化的快速推進(jìn)，城鎮(zhèn)建設(shè)用地總量以及城鎮(zhèn)人口不斷增長(zhǎng)，人地矛盾逐漸突出。土地資源承載力指的是一定時(shí)期、一定區(qū)域和一定社會(huì)條件下，土地資源所能承載的人類(lèi)各種活動(dòng)的規(guī)模和強(qiáng)度的閾值[1]。土地資源承載力不僅表征了該區(qū)域土地資源開(kāi)發(fā)利用狀態(tài)，同時(shí)也是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。

相關(guān)學(xué)者對(duì)土地資源承載力進(jìn)行研究，王書(shū)華等[2]提出土地資源承載力是“在一定生產(chǎn)條件下土地資源生產(chǎn)力和一定生活水平下所承載的人口限度”。隨著研究的不斷深入，對(duì)土地資源承載力的評(píng)價(jià)不再基于單一的因素，而是越來(lái)越多基于系統(tǒng)性考量，代磊等[3]從耕地承載力、生態(tài)承載力和社會(huì)經(jīng)濟(jì)承載力出發(fā)，運(yùn)用熵權(quán)法對(duì)貴陽(yáng)市1998—2018年的土地承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)。彭亮等[4]運(yùn)用均方差-TOPSIS 模型對(duì)六安市2010—2017 年土地資源綜合承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)。在對(duì)土地承載力研究的同時(shí)，對(duì)其障礙因素的分析研究也越來(lái)越豐富。何剛等[5]基于DPSIR-TOPSIS 模型對(duì)安徽省土地資源承載力進(jìn)行了評(píng)價(jià)并診斷分析其障礙因子。從土地資源承載力的研究方法上看，主要包括生態(tài)足跡法[6]、層次分析法[7]、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法[8-10]和模糊綜合評(píng)價(jià)法[11]。在現(xiàn)有研究中，大多數(shù)研究側(cè)重于測(cè)算土地資源承載力，分析土地資源承載力系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性的研究較少。阿克蘇地區(qū)近年來(lái)城鎮(zhèn)化發(fā)展速度較快，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展中，需要對(duì)其土地資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)?；诖?，本文通過(guò)DPSR 模型、熵權(quán)法對(duì)阿克蘇地區(qū)土地資源承載力進(jìn)行研究，有利于了解阿克蘇地區(qū)的土地資源利用水平，為相關(guān)規(guī)劃工作提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

阿克蘇地區(qū)坐落于新疆維吾爾自治區(qū)西南部，地處天山山脈中段南麓，位于78°03′～84°07′E、39°30′～42°41′N(xiāo)。全地區(qū)總面積約13.14 km2，邊境線長(zhǎng)約235 km。整個(gè)阿克蘇地區(qū)為暖溫帶大陸性氣候，氣候較為干燥，降水量較少，蒸發(fā)量較大。阿克蘇地區(qū)地勢(shì)為北高南低，由西北向東南傾斜，域內(nèi)重要河流有塔里木河、阿克蘇河和多浪河。地區(qū)內(nèi)包括阿克蘇市、庫(kù)車(chē)市、沙雅縣、溫宿縣、拜城縣、新和縣、阿瓦提縣、烏什縣、柯坪縣以及兵團(tuán)第一師阿拉爾市等。因數(shù)據(jù)收集有限，本文研究區(qū)域?yàn)椴话鴪F(tuán)第一師阿拉爾市的其他7縣2市。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

以阿克蘇地區(qū)為研究對(duì)象，數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《阿克蘇地區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》等公開(kāi)途徑。

2 研究方法

2.1 構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

DPSR（驅(qū)動(dòng)力—壓力—狀態(tài)—響應(yīng)）模型起源于PSR（壓力—狀態(tài)—響應(yīng)）模型，是一個(gè)較為系統(tǒng)性的模型[12-13]，模型中，驅(qū)動(dòng)力和壓力的作用導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)發(fā)生變化，而狀態(tài)的變化會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)的發(fā)生。響應(yīng)可以影響壓力和狀態(tài)，從而影響環(huán)境系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展。它的各部分之間存在復(fù)雜的相互作用和反饋關(guān)系。因此，使用DPSR 模型分析環(huán)境系統(tǒng)時(shí)需要綜合考慮各部分之間的關(guān)系，以獲得更全面的認(rèn)識(shí)，其最初主要應(yīng)用于研究生態(tài)環(huán)境變化與人類(lèi)社會(huì)發(fā)展之間的相互關(guān)系，模型綜合了系統(tǒng)變化與研究對(duì)象各要素的因果關(guān)系。

本文基于DPSR 模型，結(jié)合阿克蘇地區(qū)實(shí)際情況，根據(jù)科學(xué)性、整體性、系統(tǒng)性和可獲取性建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。整個(gè)指標(biāo)體系分為4 個(gè)子系統(tǒng)，即驅(qū)動(dòng)力子系統(tǒng)、壓力子系統(tǒng)、狀態(tài)子系統(tǒng)以及響應(yīng)子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)之間相互作用，共同影響系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。本文在各個(gè)子系統(tǒng)下選取了一定量的指標(biāo)，具體評(píng)價(jià)指標(biāo)體系見(jiàn)表1。

表1 阿克蘇地區(qū)土地資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2 土地資源承載力評(píng)價(jià)模型

2.2.1 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理 由于各個(gè)指標(biāo)的量綱與單位各不相同，為便于各指標(biāo)之間進(jìn)行對(duì)比或計(jì)算，使結(jié)果更加科學(xué)與合理，需要對(duì)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。本研究采用極差標(biāo)準(zhǔn)化的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了無(wú)量綱歸一化處理，使處理之后的數(shù)據(jù)落在（0，1）區(qū)間內(nèi)。

2.2.2 確定指標(biāo)權(quán)重 指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)直接影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，本研究選取客觀的均方差決策法確定指標(biāo)權(quán)重[14]。隨機(jī)變量的均方差是反映其離散程度的重要屬性，將各項(xiàng)指標(biāo)的歸一化值視作隨機(jī)變量，指標(biāo)相對(duì)權(quán)重系數(shù)的大小取決于該指標(biāo)在各方案屬性值的相對(duì)離散程度：各屬性值之間的離散程度越大，權(quán)重越大。將各項(xiàng)指標(biāo)的歸一化值視作一系列的隨機(jī)變量，求出隨機(jī)變量（各指標(biāo)）的均方差，并做歸一化處理，即可得出各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

式中，i=1,2,3,…,n；j=1,2,3,…,m。n為年數(shù)，m為評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)，Zij為第i年中第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值，Wj為j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重。

2.2.3 土地資源承載力計(jì)算 土地資源承載力系統(tǒng)是一個(gè)多層次的系統(tǒng)，本文將其又分為驅(qū)動(dòng)力子系統(tǒng)、壓力子系統(tǒng)、狀態(tài)子系統(tǒng)以及響應(yīng)子系統(tǒng)。在各個(gè)子系統(tǒng)下選取一定數(shù)量指標(biāo)，各指標(biāo)對(duì)土地承載力綜合指數(shù)具有同等重要作用。因此，本文中土地資源承載力指數(shù)為各指標(biāo)的評(píng)價(jià)指數(shù)之和，具體公式如下。

2.2.4 障礙度模型 結(jié)合相關(guān)研究[15-16]，通過(guò)障礙度模型來(lái)分析影響阿克蘇地區(qū)土地承載力水平的因素，而進(jìn)一步更好地對(duì)阿克蘇地區(qū)土地承載力水平及存在問(wèn)題進(jìn)行判斷，并給出合理建議。通過(guò)引入障礙度Pj，指標(biāo)貢獻(xiàn)度Oj以及指標(biāo)障礙度Mj。具體公式如下。

2.2.5 系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度模型 耦合協(xié)調(diào)度可以分析事物的協(xié)調(diào)發(fā)展水平，揭示系統(tǒng)之間的相互影響程度，本文引入耦合度C、系統(tǒng)綜合協(xié)調(diào)指數(shù)T以及系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度D。首先計(jì)算各個(gè)子系統(tǒng)（驅(qū)動(dòng)力模塊、壓力模塊、狀態(tài)模塊和響應(yīng)模塊4 個(gè)子系統(tǒng)）的土地承載力水平，然后計(jì)算4 個(gè)子系統(tǒng)的耦合度以及系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度，具體公式如下。

式中，f(x)、g(x)、?(x)、m(x)分別為各子系統(tǒng)的土地承載力，a、b、c、d分別為各子系統(tǒng)的綜合權(quán)重。參考相關(guān)研究[17-19]，結(jié)合阿克蘇地區(qū)實(shí)際情況，將阿克蘇地區(qū)土地資源承載力系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度分為以下5類(lèi)，具體見(jiàn)表2。

表2 系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度劃分標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)果與分析

3.1 土地資源承載力情況分析

3.1.1 阿克蘇地區(qū)土地資源承載力情況分析 如圖1 所示，2011—2020 年阿克蘇地區(qū)土地資源承載力總體呈上升趨勢(shì)，但在2014年和2016年呈下降趨勢(shì)，2016年下降幅度較大。分析各指標(biāo)數(shù)據(jù)，2016年建成區(qū)綠化率較2015 年降幅較大，人口自然增長(zhǎng)率較2015 年下降幅度也較大，但城鎮(zhèn)化率較2015 年漲幅較大。從數(shù)據(jù)分析來(lái)看，2016 年阿克蘇地區(qū)城鎮(zhèn)化建設(shè)工作投入較大，但其環(huán)境治理工作投入較小，城市綠化投入較低。2017 年后阿克蘇地區(qū)在兼顧城鎮(zhèn)化建設(shè)工作的同時(shí)，也提高了環(huán)境治理、城市綠化的工作投入，人均GDP 不斷提高，建成區(qū)綠化率、人均居住面積和人均公園綠地面積不斷增加，土地資源綜合承載力不斷提高。

圖1 2011—2020年阿克蘇地區(qū)土地資源綜合承載力變化

驅(qū)動(dòng)力子系統(tǒng)土地承載力指數(shù)整體呈上升趨勢(shì)（圖2）。在2012年出現(xiàn)小幅下降，分析各指標(biāo)數(shù)據(jù)，主要表現(xiàn)在人均耕地面積較2011 年減少。2012 年后，城市的快速發(fā)展，土地開(kāi)發(fā)力度較大，導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境一系列的問(wèn)題，加劇了環(huán)境治理及城市綠化工作的投入。

圖2 2011—2020年阿克蘇地區(qū)土地資源承載力變化

壓力子系統(tǒng)土地承載力指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)趨勢(shì)，整體略有上升，從2011 年0.453 1 上升到了2020 年的0.562 1，這一趨勢(shì)表明了在城市快速發(fā)展的進(jìn)程中，阿克蘇地區(qū)加強(qiáng)了對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，高度重視土地開(kāi)發(fā)、城鎮(zhèn)化建設(shè)過(guò)程對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的破壞。

狀態(tài)子系統(tǒng)土地承載力指數(shù)整體呈上升趨勢(shì)，從2011 年0.150 8 上升到了2020 年的0.834 5，較大的漲幅表明在城市發(fā)展的進(jìn)程中，阿克蘇地區(qū)不僅注重經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)也注重解決人地矛盾，以提升人民生活質(zhì)量。

響應(yīng)子系統(tǒng)土地承載力指數(shù)呈先下降后上升的趨勢(shì)，2011—2013年呈略微上升趨勢(shì)，2013—2016年呈下降趨勢(shì)，從0.749 6下降到0.232 3，2016—2020年整體呈上升趨勢(shì)，從0.232 3上升至0.784 4。這表明這段時(shí)期在阿克蘇地區(qū)高強(qiáng)度的土地開(kāi)發(fā)、城鎮(zhèn)化建設(shè)過(guò)程中，逐漸加強(qiáng)了對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，加大了對(duì)城市綠化工作的重視。

3.1.2 阿克蘇地區(qū)土地資源承載力情況分析 如表3 所示，阿克蘇地區(qū)各縣市在2011—2020 年土地資源承載力都呈上升趨勢(shì)。其中：2011年阿克蘇市的土地資源承載力水平為最高水平，2020年溫宿縣的土地資源承載力水平為阿克蘇地區(qū)的最高水平。在10年期間，土地資源承載力水平提升較多的縣市為溫宿縣及庫(kù)車(chē)市。

表3 阿克蘇地區(qū)各縣市土地資源承載力計(jì)算結(jié)果

3.2 阿克蘇地區(qū)土地資源承載力障礙因子分析

計(jì)算阿克蘇地區(qū)土地資源承載力各指標(biāo)障礙度，并將各年度指標(biāo)障礙度排序，結(jié)果如表4 所示。具體來(lái)看，2011—2014 年，障礙因子主要集中在壓力子系統(tǒng)及狀態(tài)子系統(tǒng)，障礙度較大的指標(biāo)有人口密度、萬(wàn)元GDP 工業(yè)廢水排放量、人均居住面積和人均城市道路面積。這段時(shí)期內(nèi)人口的迅速增長(zhǎng)，人均資源減少，出現(xiàn)了一定的人地矛盾趨勢(shì)，表現(xiàn)在城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)中，要高度重視生態(tài)環(huán)境治理。2015—2020 年障礙因子主要集中在壓力子系統(tǒng)和響應(yīng)子系統(tǒng)，障礙度較大的指標(biāo)有人口自然增長(zhǎng)率、建成區(qū)綠化率、人均環(huán)境污染治理投資額和工業(yè)固體廢物綜合利用率。在這一時(shí)期內(nèi)，人口增長(zhǎng)速度趨于平緩，在城市化建設(shè)的工作中，加強(qiáng)了對(duì)生態(tài)環(huán)境治理以及城市綠化工作的重視，人民生活質(zhì)量得以提高。

表4 2011—2020年阿克蘇地區(qū)土地承載力障礙因子分析

3.3 阿克蘇地區(qū)土地資源承載力系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度分析

由表5 可知，2011—2020 年阿克蘇地區(qū)土地資源承載力系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度逐步上升，從2011年最初的0.568 1 到2020 年上升到0.865 2，協(xié)調(diào)程度從最初的初級(jí)協(xié)調(diào)上升到高級(jí)協(xié)調(diào)。這表明在2011—2020年這段時(shí)間內(nèi)，阿克蘇地區(qū)土地承載力系統(tǒng)內(nèi)部要素相互作用下，各子系統(tǒng)之間磨合程度逐漸提高，系統(tǒng)發(fā)展越來(lái)越健康有序，到2020 年系統(tǒng)耦合度與協(xié)調(diào)度雖已到達(dá)最高水平，但是仍有較大的上升空間。總之，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、城鎮(zhèn)化水平不斷提高的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，要保證城市健康可持續(xù)發(fā)展，處理好社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系至關(guān)重要。

表5 2011—2020年阿克蘇地區(qū)土地資源承載力系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度分析

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本文基于DPSR模型對(duì)2011—2020年阿克蘇地區(qū)土地資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)，并通過(guò)障礙度模型和系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度模型對(duì)土地資源承載力障礙因素及系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性進(jìn)行綜合分析，主要結(jié)論如下。

（1）2011—2020年阿克蘇地區(qū)土地資源綜合承載力整體呈上升趨勢(shì)，但在2014年和2016年略有下滑，總體來(lái)看發(fā)展趨勢(shì)越來(lái)越好，但還有很大提升空間。

（2）基于指標(biāo)障礙度模型的診斷分析，2011—2020 年阿克蘇地區(qū)土地承載力主要障礙因素有建成區(qū)綠化率、人口密度、人口自然增長(zhǎng)率、人均公園綠地面積、人均環(huán)境污染治理投資額，應(yīng)該針對(duì)這些主要障礙因素采取相應(yīng)措施。

（3）基于系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度模型進(jìn)行分析，從系統(tǒng)初級(jí)協(xié)調(diào)逐漸發(fā)展到系統(tǒng)高級(jí)協(xié)調(diào)，表現(xiàn)了系統(tǒng)健康發(fā)展的態(tài)勢(shì)，系統(tǒng)之間的耦合性較高，但仍有提升空間。

4.2 建議

4.2.1 制定科學(xué)規(guī)劃和合理布局城市空間 制定科學(xué)的城市規(guī)劃和土地利用規(guī)劃，合理布局城市空間，控制城市擴(kuò)張和用地規(guī)模，避免過(guò)度開(kāi)發(fā)和過(guò)度消耗土地資源，保障城市可持續(xù)發(fā)展。此外，規(guī)劃中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)綠地、濕地、水源地、山林、自然保護(hù)區(qū)等生態(tài)敏感區(qū)的保護(hù)。

4.2.2 加強(qiáng)城市綠化和生態(tài)修復(fù) 城市綠化是提高土地承載力和生態(tài)質(zhì)量的有效途徑。應(yīng)大力發(fā)展城市森林、城市公園、城市綠地和濕地公園等綠色空間，增加城市綠化面積，提高城市的生態(tài)質(zhì)量。同時(shí)，要重視生態(tài)修復(fù)工作，加強(qiáng)對(duì)退耕還林、退耕還濕等生態(tài)保護(hù)項(xiàng)目的支持和推動(dòng)力度。

4.2.3 加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)和污染治理 城市建設(shè)和發(fā)展必然會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的影響。要加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)共享，及時(shí)掌握城市環(huán)境質(zhì)量的變化和問(wèn)題，對(duì)污染源進(jìn)行監(jiān)管和治理，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。同時(shí)，應(yīng)建立環(huán)境管理體系，完善環(huán)境執(zhí)法機(jī)制，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境違法行為的處罰和懲戒力度，落實(shí)環(huán)境保護(hù)責(zé)任。

4.2.4 鼓勵(lì)環(huán)保投資和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制 為了促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，必須加大環(huán)保投資力度，推動(dòng)環(huán)保產(chǎn)品和技術(shù)的創(chuàng)新，提高生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)保水平，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的雙贏。同時(shí)，還要建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，對(duì)于破壞和損害生態(tài)環(huán)境的行為，要實(shí)行生態(tài)補(bǔ)償和責(zé)任追究機(jī)制，促進(jìn)企業(yè)、政府和社會(huì)各方面對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的共同參與和責(zé)任承擔(dān)。

4.2.5 加強(qiáng)教育和宣傳和營(yíng)造社會(huì)氛圍 要加強(qiáng)教育和宣傳，增強(qiáng)公眾對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)和意識(shí)，鼓勵(lì)公眾積極參與生態(tài)環(huán)境保護(hù)，推動(dòng)形成全社會(huì)共同關(guān)注和支持生態(tài)文明建設(shè)的良好氛圍。同時(shí)，還要加強(qiáng)對(duì)城市環(huán)境問(wèn)題和生態(tài)文明建設(shè)的宣傳，讓公眾認(rèn)識(shí)到生態(tài)環(huán)境保護(hù)和城市發(fā)展的關(guān)系，從而推動(dòng)城市建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的有機(jī)融合。