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摘要：论文在对土地承载力进行简要回顾的基础上，构建了一套适合于东部沿海地区的区域土地承载力综合评价指标体系，并运用均方差权数决策法，将该区土地承载力划分为 3 种类型区，即：低承载力区、中等承载力区、高承载力区，分别代表土地承载力演替从低层次的均衡发展阶段较高层次的不均衡发展阶段高层次的系统协调均衡发展阶段。
关键词：土地综合承载力；指标体系；评价
中图分类号：S301
文献标识码：A
文章编号：1000－3037(2001)03－0248－07
1 研究区背景
中国沿海地区包括辽宁、河北、北京、天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西、海南等 12 个省、市、自治区，土地面积占全国的 15%，1998 年人口占全国的 40.6%，国内生产总值占全国的 60.8%。改革开放以来，东部沿海地区以其毗邻海洋的区位优势和其强大的内陆经济腹地，在海洋经济和经济全球化主导的今天，充分利用区域发展的政策优势和国家宏观的战略导向，在过去的 20 年中取得了持续高速发展，在加速现代化进程方面取得了举世瞩目的成就，现已成为世界上发展最快和最具有经济活力的地区之一。与此同时，各种资源环境问题也日渐暴露出来，作为经济、社会活动载体的土地在沿海地区不仅存在先天不足，而且某些矛盾越来越尖锐。
1.1 人地关系日趋紧张
人均耕地作为衡量区域人地关系协调与否的重要指标，过去 20 年来，随着沿海地区人口的快速增长和耕地的递减，人均耕地明显下降。1952 年全区人均耕地为 1600m2，至 1993 年已经不足 600m2，1998 年更减至 510m2（合 0.0515hm2）。
1.2 水土组合匹配程度较差
水和土作为两大基本生产要素，其地域组合状况在很大程度上决定着区域土地生产潜力的发挥。由图 1 可看出，沿海地区水土地域组合差异悬殊，匹配程度较差。为进一步作定量分析，我们采用“水土协调度“指标对沿海地区水土组合状况进行分析衡量。具体测算公式如下：
水土协调度 =（本区水资源量/全区水资源量）/（本区耕地规模/全区耕地规模）
经测算，水土协调度指数南方 5 省区为 3.00，北方 7 省市为 0.38，指数之比是 11∶1，南方明显优于北方（图 2）。
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图 1 中国沿海地区耕地，水资源对比图
Fig.1 Contrast of cultivated land and water resources in coastal zone of China
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注：①灌溉面积是采用农业统计年鉴中的统计数；
②劳动力集约度和资金集约度，是指每公顷土地上投入的农业劳动力和资金的规模。
图 2 中国沿海地区水土协调度面积图
Fig.2 The degree of coordination between water and land
1.3 高强度的土地开发利用
土地利用程度是土地开发利用广度和深度的属性表征，体现人地交互作用的密度和强度。如以土地利用率、土地利用程度指数①这两个指标为例，前者全国平均水平为 51.32%，沿海地区为 90.0%；后者全国为 6.25%，沿海地区竟达 24.6%。显然这两项指标都明显高于全国平均水平，意味着该区人类活动的强度较大。
1.4 急剧变化的土地利用结构 1985 年以来，随着沿海经济的迅速发展，土地内部利用结构也在发生着急剧的变化。农用地中耕地、草地比重大幅度减少，园地、林地尤其是经济林比重增加及各类非农用地增加，土地后备资源减少（表 1）。
表 1 近 10 年我国东部沿海土地利用结构变动表
Table 1 Changes of land-use structure in eastern China during the past ten years
（单位：104hm2)
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2 土地承载力研究述评
2.1 土地承载力研究回顾
自 1812 年 RMalthus 就人口与粮食问题的假说提出以后，承载力的相关研究就相继在经济学、人口学等领域展开。尤其是自 20 世纪中叶以来，随着全球性人口膨胀，资源短缺，生态环境恶化，人地矛盾日趋尖锐，促进了承载力研究向纵深方向发展。如 80 年代初由联合国粮农组织（FAO）主持的土地资源人口承载力研究等，对全球和区域经济、社会的规划与可持续发展作出了积极贡献。1986 年，由中国科学院自然资源综合考察委员会主持的《中国土地资源生产能力及人口承载量研究》，开创了国内有关土地承载力研究的先河。90 年代，承载力的研究逐步扩展到了包括土地、水、能源等矿产资源在内的主要自然资源和环境承载力研究，在理论与方法方面日臻完善。
当前，从资源制约的角度进行承载力研究是该项研究的共同出发点，而土地资源作为人类基本需求——食物的根本来源，是人类生存最基本的自然资源，所以，很长一段时期内土地资源就成为承载力研究的重点。所谓土地承载力是指“在未来不同的时间尺度上，以可预见的技术、经济和社会发展水平及与此相适应的物质生活水准为依据，一个国家或地区利用其自身的土地资源所能持续稳定供养的人口数量”[1]。在此基础上，联合国教科文组织又将其扩展到整个资源领域，并定义为：“一个国家或地区的资源承载力是指在可以预见的时期内，在保证与其社会文化准则相等的物质生活条件下，利用当地的能源和其它自然资源以及智力、技术等，所能够供养的人口数量”[2]。
2.2 土地承载力研究中存在的主要问题
纵观 80～90 年代国内外土地（资源）承载力的研究，其对协调全球和地区人口、资源、环境与经济社会的发展，发挥了重要的战略性作用，但在新形势下，这项研究又带有不可避免的局限性。
(1) 传统意义上的土地承载力研究更多地是围绕耕地—食物—人口而展开的，它以耕地为基础，以食物为中介，以人口容量的最终测算为目标，将“土地人口承载力”的研究划分为土地生产潜力估算阶段和土地承载能力研究阶段[3]，这对特定历史阶段和特定区域中的食物自给、粮食安全、挖掘耕地潜力，以及确保国民经济的协调发展有着十分重要的意义。但是，以往土地承载力最终都要归结到“养活多少人”这样一个概念上来，这样，在一定意义上难以真正揭示区域人地关系的相互制约、相互促进的复杂关系。
(2) 土地承载力的研究离不开区域分析，以往研究中往往将区域土地承载力系统作为一个孤立、封闭的系统，强调其空间的限制性而忽视其开放性。对于一个国家，在某一特定时期内，考虑粮食安全是必要的。但是在当前经济全球化、中国即将加入 WTO 的背景下，如果仍遵循以土地的产出——粮食为切入点，以承载的人口数量为落脚点的分析思路，就未免太脱离实际了。因为，该项研究中一个最不现实的假设，是忽视了区际贸易的影响，特别是在对外贸易已渗透到世界各国和各地区的所有生产和生活领域的今天，通过货币媒介，所有资源（含非物质性知识、服务等）从理论上说均可换回粮食。再加之人口大规模的区际流动，尤其在我国沿海发达地区更是如此。实践证明，许多地区的现实人口数量已远远超出了本地粮食所能供养的理论“承载人口”规模。
3 土地综合承载力的评价指标体系设计
3.1 指标体系的设计原则
土地综合承载力体现不同尺度区域环境与经济社会系统之间的物质、能量和信息方面的联系，为了表达这样复杂的多维矢量，评价指标体系必须遵循以下原则。
3.1.1 区域特殊性原则
除选取能反映土地承载力的共性指标外，还应针对东部沿海地区的特点，如沿海地区南北水土组合差异明显，由于经济长时期超高速增长而带来严重的土壤环境污染，本文选取了土地污染程度指数、工业污水治理率与水土协调度 3 项指标。
3.1.2 系统协调性原则
东部沿海地区土地与人口、经济、社会、生态环境构成协调统一而又脆弱的整体，选取的指标要能综合地反映影响区域土地综合承载力提高的各种因素，如水土资源是否协调，生态环境的保护与治理状况，人口与教育水平如何，经济系统是否高效等。
3.1.3 综合性原则
在指标筛选过程中尽量选取带有共性的代表性指标，同时尽量用处理后的组合指标，而较少用单一指标，使反映的问题更深刻也更具有实际意义，如土地利用程度指数等。
3.1.4 层次性原则
由于评判对象是一个复杂的巨系统，它可分解为若干较小的亚系统，亚系统又可分解为若干子系统。因此，土地承载力指标体系也通常有 3～4 层构成，越往上，指标越综合；越往下，指标越具体。
3.1.5 可操作性原则
指标体系中的指标内容应简单明了，容易理解，通常以人均、百分比、增长率、效益等表示，并具有极强的可比性。
3.2 指标体系框架
基于以上分析，本研究对表征土地综合承载力的评价指标的选取如图 3 所示。
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图 3 东部沿海地区土地综合承载力指标体系
Fig.3 Indicator system of land comprehensive carrying capacity in eastern China
4 土地综合承载力评价方法
多指标的综合评价因子权重的确定是整个评价过程的关键一环，人们一般根据计算权数时原始数据的来源不同，将权数的确定方法大体上分为主观赋权法和客观赋权法两大类。主观赋权法主要是由专家根据经验主观判断而得到，如古林法、Delphi 法、AHP 法等，这种方法人们研究较早，也较为成熟，但客观性较差。客观赋值法的原始数据是由各指标在评价单位中的实际数据形成，它不依赖于人的主观判断，因而此类方法客观性较强，如主成分分析法、均方差方法等。本文就是在均方差权数决策基础上，对土地综合承载力进行客观、综合评价的，具体评价思路如下。
4.1 评价指标的标准化处理
设多指标综合评价问题中方案集为 A={A1，A2，…，An}；指标集为 G={G1，G2，…，Gm}；方案 Ai 对指标 Gi 的属性值为 Yij(i=1，2，…，n；j=1，2，…，m);Y=(yij)n×m 表示方案集 A 对指标集 G 的“属性矩阵”，俗称为“决策矩阵”。通常，评价指标有“效益型”和“成本型”两大类。“效益型”指标指属性值越大越好的指标；而“成本型”指标为属性值越小越好的指标，在土地综合承载力评价中，除“盐碱化程度”、“土地污染程度指数”为成本型指标外，其余均为效益型指标。这两类指标无量纲化方法如下：对于效益型指标，一般可令
Zij=(yij－yjmin)/(yjmax－yjmin) i=1,2,…,n;j=1,2,…,m(1)
式中，yjmax，yjmin 分别为 Gj 指标的最大值和最小值。
对于成本型指标，一般可令
Zij=(yjmax－yij)/(yjmax－yjmin) i=1,2,…,n;j=1,2,…,m(2)
含义与式 (1) 相同，这样无量纲化后的决策矩阵为 Z=(Zij)n×m，显然 Zij 愈大愈好。
4.2 多指标权数的求解——均方差决策
均方差决策法反映随机变量离散程度最重要的也最常用的指标是该随机变量的均方差。这种方法的基本思路是：以各评价指标为随机变量，各方案 Aj 在指标 Gj 下的无量纲化的属性值为该随机变量的取值，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[4]。该方法的计算步骤为：
(1) 求随机变量的均值 E(Gj)
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(2) 求 Gj 的均方差 F(Gj)
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(3) 求指标 Gj 的权系 W(Gj)
依据此方法得出的沿海地区土地综合承载力指标体系的权重见表 2。
表 2 沿海各省区土地综合承载力指标权重表
Table 2 Weight value of indicator of land comprehensive carrying capacity in eastern China
| 目标层 | 土地综合承载力 | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 准则层 | 水土资源系统 (R) | 生态环境系统 (E) | |||||||||||||
| 指标 | R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 | R7 | R8 | R9 | E1 | E2 | E3 | E4 | E5 | E6 |
| 权重 | 0.1162 | 0.1238 | 0.1099 | 0.1165 | 0.1432 | 0.1504 | 0.1096 | 0.1233 | 0.1908 | 0.1908 | 0.1496 | 0.1445 | 0.2030 | 0.1661 | 0.1457 |
| 准则层 | 社会环境系统 (S) | 经济技术系统 (T) | |||||||||||||
| 指标 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 | T7 | T8 | T9 | T10 |
| 权重 | 0.1897 | 0.2309 | 0.2008 | 0.1898 | 0.1888 | 0.1137 | 0.1033 | 0.0963 | 0.1149 | 0.1099 | 0.1211 | 0.1119 | 0.1061 | 0.1027 | 0.1299 |
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4.3 综合评价值的计算与汇总、排序 对于土地综合承载力的每一个支撑系统而言，依公式 Di(W)=∑ZijWj, 进行多指标决策，然后再对各系统评价值进行汇总。由于土地综合承载力支撑系统是一个多层次的复杂开放系统，其子系统及各要素之间相互依存、相互制约，各子系统对承载力的贡献都同等重要，具有不可替代的功能和作用。因此，本文土地综合承载力指标等于各子系统评价指数之和，从而得出各地区土地综合承载力的综合评价值及排序结果（表 3）。 表 3 中国东部沿海各省区土地承载力综合平价值及排序
5 土地承载力的综合评价——沿海地区实证研究 5.1 土地综合承载力的空间差异 基于上述评价方法，对沿海各省区土地综合承载力的各支撑子系统分别进行测算、加权汇总，并绘制四大支撑子系统的态势评价曲线图 ( 图 4、图 5）及沿海地区土地承载力综合评价曲线 ( 图 6)，从中可以发现，土地利用的水土资源系统与生态环境系统表现出极强的相关性，二者评价曲线基本吻合，走向近似，都呈南高北低的局面，且生态环境状况在所有 12 个省区中普遍优于水土资源状况，表现为评价曲线靠上。最高值为福建省，其水土资源与生态环境系统评价值分别达 0.6188 和 0.8203，最低为河北省，二者评价值分别为 0.2744 和 0.3722，在两大系统中最高值分别为最低值的 2.3 和 2.2 倍。
图 4 土地利用资源环境支撑系统评价曲线
图 5 土地利用社会经济支撑系统评价曲线
图 6 沿海土地承载力综合评价曲线 同样，土地利用的经济技术、社会两大系统在各省区表现也基本相同 ( 图 5)，空间分布格局呈现“两高两低”波状起伏的态势。波峰区为北京和浙江，评价值分别为 0.6929 和 0.7072，波谷区为辽宁和福建，评价值为 0.1249 和 0.1211。由此可见，各省区土地利用的外部社会、经济技术环境状况相差悬殊，仅以经济技术系统为例，最优省份浙江省为 0.7072，最差的辽宁省仅为 0.1249。二者之比为 5.7∶1。 将图 4、图 5 中 4 条曲线叠加、绘制得出综合评价曲线图 6。可以发现，我国东部沿海，从北向南土地综合承载力水平表现出高—低—高—低的“两高两低”总体格局。最高的浙江省评价值达 2.2547，为最低的河北省评价值的 1.9 倍。具体各省市土地承载力综合评价值见表 3。再从地域生产综合体的角度来看，对于环渤海地区（包括北京、天津、辽宁、河北、山东 5 省市）土地承载力平均水平为 1.4190；长江三角洲地区（包括上海、江苏、浙江 3 省市）土地承载力平均水平为 2.0207；而东南沿海地区（包括福建、广东、广西、海南 4 省区）承载力平均水平为 1.8484。可见，土地综合承载力水平较高地集中在长江三角洲和东南沿海的浙江、上海、福建、广东 4 省市。 5.2 沿海地区土地综合承载力类型划分 依据土地承载力的综合评价值 A，可将沿海地区划分为如下 3 种类型区： Ⅰ级，低承载力区 (A<1.5)。包括广西、山东、天津、辽宁、河北 5 省区，此类型区除广西外主要集中于北方。该区的共同特征是：土地利用的各支撑系统状况均不好，在各系统中省区排序均靠后。 Ⅱ级，中等承载力区(2.0>A>1.5)。包括北京、海南、江苏 3 省市，该区处于中等水平有两方面的原因：一是土地资源各支撑系统协调性差。以北京为例，水土资源支撑系统和生态环境支撑系统均较差，综合评价值分别为 0.2927 和 0.4392，分别列第 9 位和第 11 位，而经济、社会支撑系统评价值较高，分别为 0.6929 和 0.4916，排序为第 1 和第 5 位。相差如此悬殊的土地利用环境，导致北京的土地综合承载力整体水平不是很高。说明一个区域土地综合承载力水平的提高是个整体协调的过程，任何一个子系统的功能弱化都会导致整个系统协调程度和整体最优水平的降低；二是各支撑系统水平普遍较低，如江苏、海南。 Ⅲ级，高承载力区(A>2.0)。包括浙江、福建、上海和广东 4 省市，该区全部集中于南部沿海，土地利用的水土资源、生态环境等自然条件、经济技术、社会条件均较好且协调程度高。 总之，通过以上分析我们至少可以得出两条基本结论：第一，土地综合承载力的高低受两大因素制约，一是各支撑系统状况如何，二是各系统间的协调程度如何。二者相互配合，相互制约，协同共进；第二，沿海地区不同的土地承载力类型区实际上代表了土地承载力发展的 3 个阶段，即低层次的均衡发展阶段较高层次的不均衡发展阶段高层次的系统协调均衡发展阶段。 6 讨论 (1) 由于本文是选取“土地”为承载力的载体，所以在选择评价指标时，对于非生物能源和各种矿藏，尤其是可反映区内矿藏自然禀赋和利用区外资源发展工业及第三产业的支撑程度的指标未予考虑，因此，对于考虑这些指标在内的“区域综合承载力”开展研究，将具有更大的价值，这也是本文亟待深化的地方。 (2) 为了保持各省区统计指标获得统一性、易取性，个别指标选取仍有待完善，如土地污染程度指数，文中指标只包括了未处理的污水和固体废弃物，而对于土地受废气污染程度的衡量，就未包括在内。另外，对于农田生态环境，本文选取的生态指数指标中，未能针对南方红壤山丘水土流失严重问题选取相应指标，也成了本指标体系设计的一大缺陷。 (3) 本文是以我国沿海地区省、直辖市为承载力的研究单元，指标体系中的各项指标在省以下行政单元中也基本可以获得，只是在具体研究时一定要注意指标选取的区域性。 参考文献  [返回上一页] [打 印] 上一篇文章：土地退化方法应用初步研究——以闽西沙县东溪流域为例 下一篇文章：土壤可蚀性及其在侵蚀预报中的应用 高中各年级课程推荐
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