基于均方差决策分析法的滇中城市群土地资源综合承载力评价研究

易鹏涛，赵俊三，易鹏飞，王海洁

（昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093）

0 引言

土地资源是人类赖以生存的最基本的物质生产条件，也是人类发展最重要的前提基础。随着人口的剧增和人类对土地资源的大量开发和不合理利用，土地污染和破坏的问题日趋严重。超量的外来人口涌向城市，工业化和城市化的快速发展造成了城市土地系统的压力越来越大，一些城市的土地实际承载负荷能力已濒临或超越合理承载容量水平。因此，为了保障土地资源的持续利用，实现人口、经济、社会与土地的协调发展，土地综合承载力研究已成为一个热点问题。本文主要运用均方差决策分析法进行滇中城市群土地资源综合承载力的评价，综合运用环境规划学、经济学、系统学等学科的知识，从生态系统整体出发，协调人口、经济、社会与土地资源之间的相互关系，实现土地环境与社会、经济的可持续发展。这不仅丰富了土地科学的研究工作，也为区域的土地承载能力提供了科学的计算方法，为城市的协调发展提供切实可行的决策依据。

1 滇中城市群概况

滇中经济区是云南省中部以昆明为核心，半径约200千米以内的经济核心区，由昆明市、曲靖市、玉溪市和楚雄彝族自治州四个市州组成，土地总面积 9332797.47公顷，占整个云南省国土总面积的24.36%。2009年滇中经济区人口达1708.60万人，占全省总人口的37.40%。滇中经济区位于全国“两横三纵”城市化战略格局中“包昆通道”纵轴的南端及“杭瑞（沪昆）通道”横轴的西端，是西部大开发的重点地带，是中国连接印度洋、太平洋的陆上枢纽，也是面向东南亚、南亚开放的核心区域。经过改革开放三十余年的快速发展，滇中经济区城市化进程发展迅猛，社会经济取得显著成就，在云南省的地位举足轻重。

2 构建土地生态环境承载力及评价指标体系

2.1 土地综合承载力概念

土地综合承载力是指在一定时期内，在维持相对稳定的前提下，土地资源所能够容纳的人口规模和经济建设发展规模的大小。土地综合承载力主要反映一个地区的自然、经济、技术等因素间所存在的复杂反馈关系，它的大小主要取决于当地的自然环境特点，社会经济发展水平以及生态环境状况。

土地资源承载力作为滇中经济区今后可持续发展必须考虑的重要因素，那么进行土地资源承载力的研究必然成为了滇中经济区后续发展的重点工作。土地综合承载力主要给予区域内人地关系的全面映射，对区域经济发展、资源优化配置、人口政策以及构建和谐的土地利用关系具有明确的理论指导及现状分析。研究滇中城市群土地综合承载能力的空间分异以期能为《滇中城市群国土资源开发利用规划（2010－2020年）》的制定与实施提供依据。

通过深入分析滇中城市群土地利用现状，主要从水土资源、生态环境、社会资源和经济技术等四个方面入手，可以把自然一社会一经济一技术看作一个完整的生态循环系统，通过相关的技术选取适当指标，构建相应合理的指标体系，从而对滇中城市群的土地综合承载力进行客观、综合的评价。

2.2 构建土地生态环境承载力指标体系

根据区域性原则，在建立滇中城市群土地生态环境承载力指标体系中必须遵从可持续发展因地制宜的原则，与区域各方面实际状况相结合的原则，找出区域的某一方面存在的特殊性要求，根据相应的要求去确定相应指标，最终才能计算得出更加合理的评价结果。

在资源节约型、环境友好型社会建设背景下，根据上述基本原则和滇中城市群土地资源的结构及特点，并参考已有研究成果，从而确定滇中城市群土地综合承载力评价指标体系基本框架是由3个层次共20项指标构成[4-6]。

2.3 指标数据标准化处理

在我们选取评价指标体系时我们经常会根据指标之间的差异选取不同量纲和量纲单位，但是由于不同量纲好人量纲单位会存在一定扥误差，为了避免误差所造成的影响，在进行评价前我们经常会进行无量纲标准化处理。本文主要采用极差变换法进行无量纲标准化处理，经过标准化处理后所有指标都会满足[0,1]的范围，并且最终所有指标都会转化为正向指标，优化后最优结果趋近于 1，最差结果趋近于0。具体计算公式如下：

式中，Gij为第j类分系统第i项指标的无量纲值，Bi为第i项指标的统计值，Bmax为第i项指标的最大统计值，Bmin为第i项指标的最小统计值。依据上述方法，得到滇中城市群四州市土地综合承载力各项评价指标标准化值。

2.4 评价方法—均方差决策分析法

目前国内研究中大多采用的是层次分析法和特尔菲法等方法来确定权重系数，这些方法应用得比较早，各方面也较为成熟，但存在的不足之处就是客观性较差，还具有较强的主观性。本研究采用均方差决策法来计算各指标的权重[14-16]。均方差决策法的基本思路是：采用标准化的量纲属性值作为各评价指标随机变量的取值，首先求出这些随机变量的均方差，将这些均方差归一化，其结果即为各指标的权重系数。该方法的计算步骤为：

1、求随机变量的均值：

2、求指标集Gi的均方差：

3、求指标集Gi的权重系数：

通过此方法计算出滇中城市群土地综合承载力各项指标权重（表1）。

2.5 滇中城市群土地综合承载力评价模型构建

评价模型的构建主要是为了把之前所做的单一指标的处理进行综合评价，在综合评价之前必须要对所有指标进行综合量化。综合评价的方法很多，有 BP神经网络法、模糊评价法等，目前全球应用最广泛的是综合指数法，该方法具有过程简单且易理解的优点，也便于横向和纵向的对比分析。因此本研究采用该方法，其评价模型为：

式中：E—土地综合承载能力指数；Ej—第j类分系统支撑能力指数；Wj—第j类系统相对综合承载能力的权重；Wij—第j类分系统第i项指标相对第 j类分系统支撑能力的权重；xij—各指标的标准化值。

3 滇中城市群土地综合承载力评价结果分析

采用2009年滇中各县统计数据，运用综合指数法，对滇中城市群土地综合承载力进行定量评价，其分县综合承载力指数计算值和排序结果（表2）。

以各县综合承载力指数计算结果为基础，进一步计算得出四市州及滇中城市群的四个承载系统指数值和土地综合承载力的综合评价值，并对其结果进行排序（表3）。

3.1 土地综合承载力单因素分析

（1）水土资源承载系统承压状况分析

在水土资源支撑子系统中，昆明市和楚雄自治州的承载力评价指数较高，说明昆明市和楚雄自治州的水土资源承载系统承压能力较强，其评价指数值分别为5.9379和5.7340。反映该区域的国土资源禀赋较优，具体表现为农用地利用率、人均水资源量、有效灌溉面积占耕地比例和水土协调度较高。相比之下，曲靖市和玉溪市水土资源系统承压能力稍弱，其评价指数值分别为4.4140和4.6815，表明其可承载的人口和社会经济活动强度较昆明市和楚雄州低。

表1 各层次指标权重值Tab.1 Indicator weight values at each level

表2 滇中城市群各县土地综合承载力评价值Tab.2 Evaluation Value of Comprehensive Land Carrying Capacity of Cities and Counties in Central Yunnan Province

表3 滇中城市群州市级土地综合承载力评价值Tab.3 Evaluation Value of Comprehensive Land-holding Capacity of Urban-level Land in Central Yunnan

（2）生态环境承载系统承压状况分析

在生态环境支撑子系统指标体系下，昆明市和楚雄州的承载力较高，其评价值分别为 8.6640和7.3317，曲靖市和玉溪市的承载力相当，其评价值分别为5.7485和5.3049。反映该区域的生态环境较好，生态系统可接受、容纳的人类活动干扰和污染物排放阈值相对较大。在生态系统不被破坏的情况下，系统自净和维持良性循环的能力较强。具体表现为：较高的森林覆盖率在维持林业生产发展的同时，对调节区域气候、保持水土、涵养水源、降低石漠化风险、保护生物多样性等具有积极的作用。对耕地进行合理数量的农药化肥投入，可在有效利用优质土地，保障区域农产品的有效供给的同时，保持土壤肥力，促进区域土地资源的可持续利用。

（3）社会资源承载系统承压状况分析

在社会资源承载系统中，昆明市的指标值为5.7685，曲靖市、玉溪市和楚雄州的指标值分别为3.5364、2.8775和 2.0501，其现状承载力处于两个层级，昆明市在国土资源开发利用中可利用的人口、经济等社会资源优势明显，土地利用率和产出率高。曲靖市、玉溪市和楚雄州的承压能力较差，主要原因是人口密度、城市化水平和农民人均纯收入均较低，对国土资源的开发利用程度较低。

（4）经济技术承载系统承压状况分析

在经济技术承载系统中，经济技术承载力指数：昆明市（3.5739）＞玉溪市（1.5888）＞曲靖市（1.2995）＞楚雄州（0.6780），表明昆明市经济技术承压能力最强，其中，主要是地均GDP和地均固定资产投资均处于较高水平。昆明市的地均 GDP评价值达22.72，分别是玉溪市的3.32倍、曲靖市的5.70倍、楚雄州的 20.20倍；昆明市地均固定资产投资评价值达19.17，分别是曲靖市的7.19倍、玉溪市的7.66倍，楚雄州的24.59倍。

3.3 土地综合承载力的空间差异分析

土地综合承载力指数在0.2480～0.5155之间，变幅 0.2675，变异系数为 5.08%，各县（区）间差异明显。依据土地综合承载能力指数相对大小，可以将滇中城市群土地综合承载能力分成高承载力能力区、中承载能力区、低承载能力区3大类型区，其空间分异特征较明显。

3.3.1 结果分析

依据土地综合承载力的承载系统，滇中城市群的生态环境承载系统＞水土资源承载系统＞社会经济承载系统＞经济技术承载系统，表明滇中城市群的自然生态禀赋在未来可加载一定强度的人口和社会经济活动，其中，提高经济技术水平对国土资源的可开发利用空间和效率至关重要；据行政区域综合承载力分析（表4），昆明市＞楚雄州＞曲靖市＞玉溪市，相比较而言，昆明市和楚雄州较好的利用了其国土资源条件，玉溪市和曲靖市在未来社会经济发展中，可进一步统筹和优化本区域国土资源的利用。

滇中城市群土地综合承载力较强的区域主要分布在滇中城市群的中部和西部，包括：五华区、盘龙区、官渡区、安宁市、富源县、红塔区、双柏县、楚雄市、麒麟区、富民县、宣威市，是滇中城市群社会经济最为发达的地区，土地总面积16097.78 km2，该区域是全区土地综合承载能力最高的地区，土地综合承载能力指数为0.4464～0.5155。其中，四大承载系统均处于滇中城市群先进水平，尤其是社会资源承载系统和经济技术承载系统优势明显。该区主要由于绿化面积较多使得该区植被覆盖率较高相应的环境保护措施做得比较到位产生的生态环境效益普遍偏高，因此该区域生态环境承载系统承载能力强。随着发展对该区域所带来的问题也不容小觑，例如由于该区投资的工业发展力度较大所产生的污染物的排放较多致使本区水体环境质量有所下降（如滇池污染)，上述所有因素已经开始逐渐降低当地社会经济可持续发展的能力，因此该区要想寻求更加长远稳定的发展必须在今后的发展中进一步加强对生态环境的保护与治理措施。

滇中城市群土地综合承载力中等的区域主要分布在滇中城市群中部和东部，包括：西山区、马龙县、陆良县、石林县、新平县、富民县、姚安县、师宗县、宜良县、通海县、禄劝县、沾益县、嵩明县、元江县、楚雄县、大姚县，土地总面积43272.51 km2，该区域是全区土地综合承载能力中等的地区，土地综合承载能力指数为0.4183～0.4456，在四大承载系统中，水土资源承载系统和生态环境承载系统均处于较高水平，社会承载系统和经济技术承载系统则处于中等水平。该区人地矛盾不如强载区尖锐，且土地质量和水资源保障能力都较强，因此水土资源支撑能力高。从社会承载系统和经济技术承载系统看，受滇中区域发展战略的影响，该区基础设施日趋完善，对资金、技术、人才的吸引力逐渐提高，社会经济得到一定程度的发展，但与昆明市相比仍有一定差距，因此，土地利用社会承载系统和经济技术承载系统处于滇中城市群中等水平。该区森林资源丰富、植被覆盖度高，由于社会经济处于中等水平，工业化和城镇化水平相对滞后，污染及废弃物排放密度相对较低，因此生态环境质量高，承载能力强。

滇中城市群土地综合承载力偏弱的区域主要分布在滇中城市群东北部，包括：华宁县、罗平县、南华县、永仁县、易门县、寻甸县、会泽县、武定县、元谋县、江川县、东川区、宣威市、晋宁县、澄江县、呈贡县，土地总面积33957.68 km2，该区域是全区土地综合承载能力较弱的地区，土地综合承载能力指数为0.2480-0.4134，四大承载系统承载能力均处于滇中城市群最低水平。该区由于地处滇中城市群东北部，地形起伏较大，水土资源保持度较低使得水土资源的承载力较低。自新时代发展以来受到国家政策的推动优势该区域整体社会经济发展迅速，但由于局部的地区由于受到自身的条件限制及区域发展战略的影响，各个区域之间的发展水平差距日益加大，滇中城市群东北地区由于自身基础设施、社会经济发展水平落后的原因造成对新型技术、高技术人才的吸引力偏弱使得整体社会经济滞后，因此社会资源承载系统和经济技术承载系统处于全区最低水平。由于整体的发展较缓慢，工业化水平偏低，区域的土地开发利用效率偏低，从而产生的废弃物较少对整个区域的环境破坏力度不大，因此生态环境系统支撑能力整体与其它地区差异不大。

4 提升城市群土地综合承载力的建议

4.1 优化承载力结构，发挥整体优势

水土资源、生态环境、社会资源、经济技术等已成为一个城市综合承载力的重要组成部分，不论某一方面缺失都将会导致整体的不平衡性从而导致该区域不能良性的发展，因此不能只关注单因素产生的障碍，而要做到综合各方面的因素寻求最持续的发展道路。例如可以通过保护和合理利用水资源来提高城市水资源的承载力，可以控制污染源以及加大城市绿化面积来加强城市生态环境的承载力等。

4.2 科学引导资源需求，构建节约型城市群

通过网络宣传加强公民环保节约意识，树立科学发展观，引导城市企业、居民树立正确的资源需求消费观念。同时政府也应该鼓励和帮助地方引进先进的生产技术，大力推广发展循环经济，实现资源的高效利用，努力建设资源节约型城市群。例如天津双港垃圾焚烧发电厂日处理生活垃圾可达1200吨，年发电量 1.2亿千瓦时，其发电量相当于每年节约标准煤48000吨，这样既大大减轻了政府的环境治理压力也节约了大量的能源。

5 结论

在对滇中经济区土地生态环境问题的总结和生态敏感性分区的基础上，以县（市、区）为基本评价单元，利用层次分析法，通过对水土资源支撑系统、生态环境支撑系统、社会资源支撑系统和经济技术支撑系统下共20项指标的定量综合评价，明确各区域土地综合承载力优势、级差及其利用的主要制约因素。

评价结果显示，滇中经济区国土资源禀赋较优，但区域差异也比较显著。在未来的国土开发利用中，通过充分发掘滇中社会资源及经济技术优势，将国土开发利用从外延扩张逐步转变为内涵挖潜。

按照区域协调、统筹发展战略，根据土地综合承载力、生态环境敏感性、生态服务功能重要性和区域社会经济发展差异性，达到明确国土资源开发利用的空间范围、结构、强度和生态环境保护要求，在提高滇中经济区国土资源开发利用效率的同时，探索生态分级控制管理，发挥环境宏观调控的作用，促进区域人地和谐。

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