江蘇省土地綜合承載力時空差異分析

李蘭圖，陳文寬，孫麗娜

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，四川 雅安 625014）

近20多年來，江蘇省依托區(qū)位優(yōu)勢、國家的宏觀和區(qū)域發(fā)展政策優(yōu)勢，實現(xiàn)了經(jīng)濟社會的快速發(fā)展。但是，伴隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程的加快，建設(shè)用地總量不斷增加、農(nóng)用地面積不斷減少、環(huán)境惡化、資源短缺、糧食匱乏等問題逐漸呈現(xiàn)，某些矛盾日益尖銳。土地究竟能夠承受多大的經(jīng)濟社會活動強度，多少數(shù)量的人口、多大強度的資源利用和多大程度的環(huán)境破壞，就成為江蘇省當(dāng)前謀求可持續(xù)性發(fā)展必然需要研究的問題。而土地綜合承載力恰好為這一研究提供了切入點。

我國土地承載力研究始于20世紀80年代，起初的研究基于“耕地－糧食－人口”的模式［1－2］；90年代研究逐步擴展到包括土地、水、能源等一些主要自然資源和環(huán)境承載力領(lǐng)域，在理論與方法方面也日臻完善［3］。新形勢下土地承載力的研究趨于綜合性，土地作為載體是指廣義的土地；而承載的則是人類的各種社會、經(jīng)濟活動，是資源、環(huán)境、經(jīng)濟、社會各子系統(tǒng)的狀況與協(xié)調(diào)發(fā)展程度，許多學(xué)者從這一角度進行了探究［3－7］。本文基于江蘇省的基本情況，構(gòu)建土地綜合承載力評價指標(biāo)體系，采用因子分析法和聚類分析法研究區(qū)域土地綜合承載力水平時空差異特征，進而分析主要驅(qū)動因素和相應(yīng)的政策內(nèi)涵，有助于提高土地綜合承載力水平，為實現(xiàn)土地協(xié)同利用，指導(dǎo)經(jīng)濟社會建設(shè)，實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、資源、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 指標(biāo)選取與承載力計算

1.1 指標(biāo)選取

（1）土地承載力內(nèi)涵。土地資源承載力是在保證與其社會文化準(zhǔn)則相符的物質(zhì)生活水平下，能夠持續(xù)供養(yǎng)的人口數(shù)量［1］；土地人口承載力是指在一定生產(chǎn)力水平及與此相適應(yīng)的物質(zhì)生活水準(zhǔn)上，以土地利用不引起土地退化為前提，土地的生產(chǎn)能力所能養(yǎng)活的人口的數(shù)量［2］。20世紀90年代，承載力的研究領(lǐng)域逐步擴展到了包括土地、水、能源等在內(nèi)的主要自然資源和環(huán)境承載力研究［3］。土地綜合承載力即在一定時期，一定空間區(qū)域，一定的社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境條件下，土地資源所能承載的人類各種活動的規(guī)模和強度的閾值［4］。從一定意義上說，土地承載力是社會、經(jīng)濟、環(huán)境協(xié)調(diào)作用的中介和協(xié)調(diào)程度的表征［4］。這一觀點綜合考慮了土地、人口、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟社會等因素的相互作用，符合當(dāng)前土地承載力的研究趨勢。

（2）評價指標(biāo)體系構(gòu)建。眾多學(xué)者在土地綜合承載力研究方面做出了有益的探討，熊偉從土地利用、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟技術(shù)、社會發(fā)展方面出發(fā)構(gòu)建了土地綜合承載力評價指標(biāo)體系［5］；王書華等從水土資源支撐系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境支撐系統(tǒng)、社會支撐系統(tǒng)、經(jīng)濟技術(shù)支撐系統(tǒng)出發(fā)構(gòu)建了評價指標(biāo)體系［6］；李吉英等也從資源、環(huán)境、人口、社會經(jīng)濟、技術(shù)狀況等方面選取指標(biāo)，進行了土地綜合承載力的評價研究［7］。本文根據(jù)因子分析法的基本原理和特點，考慮到江蘇省區(qū)域時空特征、經(jīng)濟社會狀況、資源環(huán)境條件，依據(jù)科學(xué)有效性、系統(tǒng)協(xié)調(diào)性、導(dǎo)向性、綜合性、可操作性等原則［3－8］，在借鑒上述其他學(xué)者關(guān)于土地綜合承載力評價指標(biāo)的基礎(chǔ)上，再結(jié)合具體研究目的，考慮到數(shù)據(jù)的可獲取性，對個別常用指標(biāo)做了改動（由于治堿比例或鹽堿化程度的數(shù)據(jù)無法獲取，只能用治堿面積相對反映），最終選取代表性強、數(shù)據(jù)來源可靠的14項指標(biāo)，構(gòu)建江蘇省土地綜合承載力評價指標(biāo)體系（如表1）。指標(biāo)中使用產(chǎn)值，因為產(chǎn)值反映的是生產(chǎn)活動的成果，反映生產(chǎn)的總規(guī)模和總水平；而收入則反映的是經(jīng)營活動成果、經(jīng)營狀況，因此使用產(chǎn)值能更好地反映資源環(huán)境的生產(chǎn)和承載能力。

表1 江蘇省土地綜合承載力評價指標(biāo)體系

1.2 土地綜合承載力計算

本文數(shù)據(jù)來源于《江蘇統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》。從中選取江蘇省1994－2008年的數(shù)據(jù)以及2008年各市的數(shù)據(jù)，對影響全省以及各市土地綜合承載力的因素進行分析，評價土地綜合承載力狀況。由于指標(biāo)較多，彼此之間有一定的相關(guān)性，還可能存在主觀片面性，給運算和分析問題帶來不必要的麻煩；而因子分析法是從研究相關(guān)矩陣內(nèi)部的依賴關(guān)系出發(fā)，把一些具有錯綜復(fù)雜關(guān)系的變量歸結(jié)為少數(shù)幾個綜合因子的一種多變量統(tǒng)計分析方法［7］，正是解決這一問題的理想工具。因為各個評價指標(biāo)意義不同、計量單位也存在很大差異，為盡可能消除數(shù)量級和量綱帶來的影響，首先采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法，運用SPSS 18.0統(tǒng)計分析軟件對原始數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，進而運算得出各公因子的得分，公式如下:

式中:Fij——各個公因子的得分；αin——各個變量的特征向量；χn——土地綜合承載力評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值。運用因子分析法確定各個公因子的權(quán)重，分別計算1994－2008年江蘇省土地綜合承載力以及2008年各市的土地綜合承載力，公式如下:

式中:Fj——土地綜合承載力的綜合得分；Wi——各公因子的權(quán)重；Fij——各公因子得分。為使評價結(jié)果能夠更直觀反映出土地綜合承載力狀況，對計算結(jié)果進行百分制轉(zhuǎn)換，公式如下:

式中:Pi——轉(zhuǎn)換后的土地綜合承載力百分制得分；Fi——待轉(zhuǎn)化的綜合得分；Fmax——綜合得分中的最大值；Fmin——綜合得分中的最小值。

2 評價分析

根據(jù)土地綜合承載力評價指標(biāo)體系和因子分析法的計算方法，對江蘇省15年來以及13個市2008年的土地綜合承載力狀況進行評價分析。

2.1 時間特征分析

根據(jù)評價指標(biāo)和計算方法，對江蘇省1994－2008年的土地綜合承載力狀況進行計算分析。運行結(jié)果顯示KMO統(tǒng)計量為0.720，說明各變量之間的相關(guān)程度無太大差異，數(shù)據(jù)適合做因子分析；同時結(jié)合球形檢驗的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)球形假設(shè)被拒絕，因此14個變量之間并非獨立，取值是有關(guān)系的。計算得出特征值大于1的公因子有3個，它們的累計貢獻率達到91.715%，說明這3個公因子提供了原始信息的足夠信息。

為了便于對公因子所反映的信息進行解釋，對原始因子載荷矩陣進行旋轉(zhuǎn)，使其結(jié)構(gòu)調(diào)整簡化，反映的信息更加明顯，得出方差最大正交旋轉(zhuǎn)矩陣（如表2）。同時根據(jù)運算得出的各公因子的得分和權(quán)重，運用公式（2）和（3）計算得出江蘇省1994－2008年各年份的綜合得分數(shù)值和百分制得分（如表3）。

表2 旋轉(zhuǎn)后因子載荷矩陣

表3 1994－2008年江蘇省土地綜合承載力公因子得分和綜合得分

為了能夠更直觀反映出江蘇省15年來的土地綜合承載力變化情況，根據(jù)綜合得分，繪制出1994－2008年江蘇省土地綜合承載力變化趨勢圖（如圖1）。

圖1 1994－2008年江蘇省土地綜合承載力變化趨勢

由于各公因子得分及綜合得分是各年份土地綜合承載力的量化描述，綜合評價得分值越大表示土地綜合承載力越強。由圖1可以看出，在1994－2008年的15年里，江蘇省土地綜合承載力水平總體上不斷提高，2003年以來提高的速度略有放緩；但是1996年比1995年略有下降。表明該省發(fā)展的協(xié)調(diào)程度總體上在不斷提高，所能承載的開發(fā)活動規(guī)模和強度的閾值在不斷提高。

由表3分析看出，公因子1和公因子2的得分總體是不斷提高的；而公因子3的得分則是起伏不定，無遞增或遞減的規(guī)律。因此，驅(qū)動江蘇省1994－2008年土地綜合承載力水平總體不斷提高的主要因子是公因子1和公因子2所反映的原始信息。再由表2分析得出，灌溉面積占耕地比例（X3）、工業(yè)污水治理率（X6）、治堿面積（X7）、農(nóng)業(yè)機械總動力（X10）、人均林地（X5）、GDP增長率（X8）、從業(yè)人數(shù)（X14）、經(jīng)濟密度（X11）等因子在公因子1和公因子2上的載荷較大，可見這些主要因子推動了土地綜合承載力水平的不斷提高。說明在經(jīng)濟發(fā)展過程中，政府加大農(nóng)業(yè)資金和技術(shù)投入、注重環(huán)境治理和生態(tài)保護、加大經(jīng)濟投入、重點解決就業(yè)問題，促使農(nóng)地利用集約度的提高、經(jīng)濟密度的提高，進而推動江蘇省15年來土地綜合承載力水平總體不斷提高。但是，公因子1和公因子2在農(nóng)用地比率（X1）、人均耕地（X2）、人均水資源量（X4）、糧食總產(chǎn)量（X9）等因子上的載荷基本都為負值，說明面對當(dāng)今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利益低下的現(xiàn)實狀況，該省近年來將大量農(nóng)用地或耕地資源轉(zhuǎn)為建設(shè)用地，以追求土地利益效益的最大化，導(dǎo)致糧食產(chǎn)量的相對降低；同時人均水資源量也在降低；可以解釋為這些負值的減少量小于正值的增加量，因而沒有阻礙該省土地綜合承載力的提高。政府今后應(yīng)將重點放在保護農(nóng)用地和耕地資源、提高糧食產(chǎn)量，改善生態(tài)環(huán)境，挖掘土地利用潛力等方面。

2.2 空間特征分析

根據(jù)上述評價指標(biāo)和計算方法，對江蘇省2008年13個城市的土地綜合承載力情況進行計算分析，計算結(jié)果顯示前四個公因子的累計貢獻率達到91.028%，說明前四個公因子綜合了原指標(biāo)的大部分信息，滿足因子分析的要求。從而得到各公因子得分和旋轉(zhuǎn)后因子載荷矩陣（如表4），并利用公式（2）和（3）計算得出各市的土地綜合承載力綜合得分和百分制得分（如表5）。同時運用SPSS 18.0軟件，采用聚類分析中的K－均值聚類法對13個城市的土地綜合承載力評價結(jié)果進行聚類分析，將其分為三類（如表6）。

表4 旋轉(zhuǎn)后因子載荷矩陣

表5 2008年江蘇省各市土地綜合承載力公共因子得分和綜合得分

表6 2008年江蘇省各市土地綜合承載力狀況分類表

為了能夠更直觀反映出江蘇省13個城市的土地綜合承載力差異狀況，在以上分析成果的基礎(chǔ)上，以MapGIS軟件為技術(shù)支撐平臺，分別建立13個城市的土地綜合承載力水平的屬性數(shù)據(jù)庫，最終繪制出13個城市土地綜合承載力空間差異分布圖（如圖2）。

圖2 2008年江蘇省土地綜合承載力空間差異分布

由分析結(jié)果看出，2008年江蘇省各市的土地綜合承載力水平差異較大，并呈現(xiàn)出一定的地域相近性。此外，經(jīng)濟發(fā)展水平是一個重要的因素，但并不能直接代表土地綜合承載力水平的高低。

由表6和圖2可以看出，根據(jù)2008年各市的具體條件和實際情況測算出的土地綜合承載力水平中，鹽城和淮安兩市的水平接近，且綜合得分最高。說明2008年這兩市在社會、經(jīng)濟、資源、環(huán)境等方面協(xié)調(diào)發(fā)展的程度最好；從另一意義上講，表明在一定的社會、經(jīng)濟、資源、生態(tài)環(huán)境等約束條件下，所能承載的人類各種活動的規(guī)模和強度的閾值最大，即能夠承載更大強度的開發(fā)利用規(guī)模，實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展的潛力和空間最大。究其原因，可以看出人均水資源量（X4）、人均耕地（X2）、工業(yè)污水治理率（X6）、從業(yè)人數(shù)（X14）、GDP增長率（X8）、人均林地（X5）、治堿面積（X7）等因子貢獻較大，表明兩市生態(tài)環(huán)境良好，土地利用協(xié)調(diào)；但經(jīng)濟和社會發(fā)展水平則相對較低。因此，政府應(yīng)該將重點放在發(fā)展經(jīng)濟上，在繼續(xù)保持各方面協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上加大開發(fā)力度，增加投資、加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，發(fā)展特色生態(tài)經(jīng)濟，努力挖掘開發(fā)潛力，進一步完善土地利用與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟、社會、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

徐州、南通、揚州、泰州、連云港、宿遷等6市的土地綜合承載力水平相當(dāng)，且處于中等。說明這6市的協(xié)調(diào)發(fā)展水平相當(dāng)，開發(fā)活動的規(guī)模和強度相當(dāng)；該6市仍有很大的潛力可以挖掘，也應(yīng)該加大經(jīng)濟建設(shè)的強度和力度。

南京、蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江等5個城市在2008年的土地綜合承載力水平相當(dāng)，且綜合得分最低。說明這5市在社會、經(jīng)濟、資源、環(huán)境等方面協(xié)調(diào)發(fā)展的程度最差；從另一意義上講，表明這5市在2008年經(jīng)濟發(fā)展達到一定的程度后，在一定的社會、經(jīng)濟、資源、生態(tài)環(huán)境等約束條件下，所能承載的人類各種活動的規(guī)模和強度的閾值最小，即所能夠繼續(xù)承載的開發(fā)利用規(guī)模和強度相對最小，實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展的潛力和空間最小。究其原因，可以看出農(nóng)用地比率（X1）、人均水資源量（X4）、人均耕地（X2）、人均林地（X5）、治堿面積（X7）、糧食總產(chǎn)量（X9）、GDP增長率（X8）等因子在得分為負值的公因子上的載荷較大，說明5市在水土資源、生態(tài)環(huán)境等方面做的很差，因而沒有實現(xiàn)較好的協(xié)調(diào)發(fā)展；進一步說明5市在經(jīng)濟發(fā)展的過程中，犧牲了大量的農(nóng)用地和耕地資源，并以生態(tài)環(huán)境的破壞為代價。該5市的發(fā)展應(yīng)該充分利用現(xiàn)有的經(jīng)濟技術(shù)優(yōu)勢條件，重點克服城市的繼續(xù)蔓延、保護耕地，提高土地有效、再生利用的效率，加大土地生態(tài)建設(shè)投資額度、治理污染和改善生態(tài)環(huán)境，完善土地利用與生態(tài)建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，試圖通過提高協(xié)調(diào)發(fā)展程度來進一步挖掘發(fā)展的潛力。

3 結(jié)論

（1）1994－2008年江蘇省的土地綜合承載力水平總體上是不斷提高的，雖然1996年比1995年略有下降，但并不明顯。說明該省的發(fā)展總體是朝著良性的方向，兼顧了各個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

（2）2008年江蘇省土地綜合承載力水平空間差異較大，并呈現(xiàn)一定的地域相近性。評價結(jié)果表明空間差異大致分為三類:鹽城和淮安兩市的水平接近，處于第一類；徐州、南通、揚州、泰州、連云港、宿遷等6市的土地綜合承載力水平相當(dāng)，處于第二類；南京、蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江等5個城市水平相當(dāng)，處于第三類。

（3）經(jīng)濟發(fā)展水平是影響土地綜合承載力的一個重要因素，但并不能直接代表土地綜合承載力水平高低；也不能簡單的說是成正比例關(guān)系還是反比例關(guān)系。因為雖然蘇州、無錫、南京等發(fā)達地區(qū)的土地綜合承載力水平在2008年相對較低，鹽城、淮安等經(jīng)濟相對欠發(fā)達地區(qū)相對較高，但是宿遷、連云港等經(jīng)濟相對欠發(fā)達地區(qū)的土地綜合承載力水平也處于中等。

（4）本文由于數(shù)據(jù)收集等方面原因，對個別使用較多的土地綜合承載力評價指標(biāo)做了改動，另外在其他指標(biāo)的選取上還不盡完善，如何建立一套規(guī)范、有效的指標(biāo)評價體系還有待進一步探索研究。

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