以崇左市为例的区域自然资源承载力研究
2011-11-18覃玲玲
覃玲玲
摘要:通过建立水资源承载力、土地资源承载力、矿产资源承载力的数学模型,探索区域自然资源承载力的计算和评价方法;并以崇左市为例,计算崇左市2010现状年和2015年、2020年的自然资源承载力,然后评价自然资源对区域人口、经济社会发展及发展规模的承载能力。结果表明,崇左市水资源对区域的发展具有较好的承载能力,现状及未来均未出现超载;土地资源承载力中耕地资源承载力的现状已超载,建设用地资源承载力现状及未来均未超载,表明崇左市土地资源承载力存在一定安全隐患;矿产资源中水泥用石灰岩对经济发展的承载能力较强,煤炭和锰矿资源承载力在2015年和2020年均会超载。
关键词:自然资源承载力;水资源承载力;土地资源承载力;矿产资源承载力;崇左市
中图分类号:F124.5文献标识码:A文章编号:0439-8114(2011)16-3451-06
Study on Regional Natural Resource Carrying Capacity in Chongzuo City
QIN Ling-ling
(College of Resources and Environmental Sciences, Guangxi Teachers Education University, Nanning 530001,China)
Abstract: Natural resource carrying capacity is important to the regional development and development scale. Through establishing the mathematical model of water resources carrying capacity, land resources carrying capacity and mineral resources carrying capacity, the methods of calculating and evaluating the natural resource carrying capacity were explored. Then taking Chongzuo as a example, the natural resource carrying capacity that in the year of 2010,2015,2020 were calculated, and the evaluation had been made that between the natural resource carrying capacity and the development. Conclusions were: Chongzuo have relatively large potential of water resources carrying capacity; carrying capacity of water resources dont overload in present and future; the carrying capacity of cultivated land resources overload in present, and the carrying capacity of construction land resources dont overload in present and future, these show that the land resource carrying capacity isnt safe; the mineral resources carrying capacity of limestone has relatively large potential to the economy; the mineral resources carrying capacity of coal and manganese ore will overload in 2015,2020.
Key words: natural resources carrying capacity; water resources carrying capacity; land resources carrying capacity; mineral resources carrying capacity; Chongzuo city
自然資源承载力是指一个国家或地区自然资源的供给,对该区域内人口、社会经济发展的支撑力,是可持续发展的重要体现。人口、社会经济的发展依赖于自然资源的持续供给,可持续发展不是不消耗资源,不是使发展完全摆脱对资源的影响和依赖,而是要将发展保持在资源可承载能力的限度以内,又不能使发展处于停滞状态[1]。因此,自然资源承载力对于区域的综合发展及发展规模是至关重要的,人口、社会、经济发展必须控制在资源承载力之内,通过资源的可持续利用实现社会经济的可持续发展[2]。研究从水资源、土地资源、矿产资源三方面对崇左市自然资源承载力进行研究,探讨区域人口、经济、社会发展与自然资源承载力的关系,促进人口、经济、社会与自然资源的和谐发展。
1区域自然资源承载力研究方法
1.1水资源承载力
水资源在各种自然资源中是相对消耗最为严重的资源,水资源的可持续利用是社会、经济和环境协调发展的基础条件[3]。水资源承载力是指在一个区域范围内,在具体的发展阶段和发展模式条件下,以维护生态与环境良性循环为条件,水资源对该区域社会、经济发展规模的最大支撑能力[4]。水资源承载力是自然资源承载力的重要组成部分,区域的水资源承载能力并不是无限的,区域的社会经济发展规模应在水资源的承载范围内。
1.1.1区域水资源经济承载力计算和评价模型区域水资源支撑的经济规模是区域水资源承载力宏观指标之一,区域水资源支撑的最大经济规模计算公式[5]为:
Wd=Wp+Wi+Wa+Wt+We(2)
式中:Fe为区域水资源承载的最大经济规模;Wd为社会系统、经济系统用水总量;GDP为用水为Wd时所产生的国内生产总值;Ws为区域水资源可利用量;Wp为生活需水量;Wi为工业需水量;Wa为农业需水;Wt为第三产业需水量;We为生态环境需水量。
为反映区域水资源承载力和经济发展规模之间的关系,用区域水资源承载力经济平衡指数进行评价,计算公式为:
式中:FeI为区域水资源承载力经济平衡指数;Fe为区域水资源承载的最大经济规模;GDP为当年国内生产总值。当FeI<0时,说明经济发展规模超过水资源承载能力;当FeI≥0时,说明经济发展规模在水资源可承载的范围内。
1.1.2区域水资源人口承载力计算和评价模型区域水资源支撑的人口规模是表示水资源承载力的另一个重要宏观指标,与社会发展水平有密切关系。区域水资源支撑的人口规模计算公式为[5]:
式中:Fp为某一社会发展水平下,区域可利用水资源量转化成全部产品所能供养的人口规模,即水资源承载的最大人口规模;GDPp为某一社会发展水平的人均占有GDP的下限指标。根据我国社会经济发展现状和战略目标,参考国外有关社会发展的阶段划分,社会发展水平可划分为温饱型、初步小康、中等小康、全面小康、初步富裕和中等富裕6个阶段,其相应的人均GDP下限分别为3 000、6 300、
13 000、24 000、34 000和62 000元[6]。
用区域水资源承载力人口平衡指数对水资源承载力及人口发展规模进行评价,区域水资源承载力人口平衡指数计算公式为:
式中:FpI为区域水资源承载力人口平衡指数;Fp为区域水资源承载的最大人口规模;P为当年人口规模。当FpI<0时,说明人口发展规模超过水资源承载能力;当FpI≥0时,说明人口发展规模在水资源可承载的范围内。
1.2土地资源承载力
土地资源是人类赖以生存、社会赖以发展的物质基础。目前土地资源承载力的概念尚未统一,有代表性、应用较多的概念为:土地资源承载力是指在一定时期一定社会经济条件下,与国土资源生产力相适应,保证一定生活水平和营养水平下所容纳的人口限度[7]。土地资源承载力的两个重要指标为耕地资源承载力与建设用地资源承载力。
1.2.1耕地资源承载力计算和评价模型耕地资源承载力是在一定区域内的耕地生产潜力,用一定粮食消费水平下,区域耕地生产能力所能供养的人口规模来度量。计算公式为:
式中:LCCg为耕地资源承载力,即为耕地资源所能承载的最大人口规模;M为粮食种植面积;D为耕地粮食单产;F为耕地复种指数;C为人均消费粮食标准。综合国内对人均粮食消费量的研究,提出人均粮食消费标准在温饱型、小康型、富裕型三级生活水平下分别为400 kg/人、500 kg/人、600 kg/人[8]。
为反映区域人口数量与耕地资源承载力之间的关系,用耕地资源承载力指数(LCCgI)评价人口与耕地承载能力的相关关系,计算公式为:
式中:LCCgI为耕地资源承载力指数;LCCg为耕地资源承载力;Pa为现实或预期人口数量。LCCgI≤1时,表示耕地资源承载力在可承载范围内,且值愈小,可承载潜力愈大;LCCgI>1时,表示耕地资源承载力超载,且值愈大,超载越严重。
1.2.2建设用地资源承载力计算和评价模型建设用地资源承载力通常从城乡建设用地人口总量和人均占用建设用地指标进行分析。它主要反映的是在既定建设用地规模下,适宜的人口容量限度。计算公式为:
式中:LCCj为建设用地资源承载力,即为城乡土地所能承载的最大人口规模;J为建设用地面积;Y为人均建设用地面积。根据我国住房和城乡建设部城镇、农村人均使用面积指标要求,结合研究区实际情况提出城镇人均建设用地面积为120 m2/人,农村人均建设用地面积为150 m2/人。
为反映区域人口数量与建设用地资源承载力之间的关系,用建设用地资源承载力指数评价人口与建设用地承载能力的相关关系,计算公式为:
式中:LCCjI为建设用地资源承载力指数;LCCj 为建设用地资源承载力;Pa为现实或预期人口数量。LCCjI≤1时,表示建设用地资源承载力在可承载范围内,且值愈小,可承载潜力愈大;LCCjI>1时,表示建设用地资源承载力超载,且值愈大,超载越严重。
1.3矿产资源承载力
矿产资源是社会经济发展的重要物质基础,合理开发利用矿产资源是实现经济可持续发展的重要内容。矿产资源承载力是指在一个可预见的时期内,在当时的科学技术、自然环境和社会经济条件下,矿产资源的经济可采储量或其生产能力对社会经济发展的承载能力[9]。
1.3.1现有矿产资源经济承载力计算模型现有矿产资源承载力是指现有矿产资源储量能够支持的国民生产总值量,计算公式为[9,10]:
式中:Kx为矿产资源经济承载力;Kl为可利用的矿产资源储量;Kc为矿产资源经济可利用系数;Kp为期末矿产品产量;Kn为矿产品合理储备年限;Kd为单位国民生产总值矿产品消耗量。
1.3.2现有矿产资源经济承载力评价模型用现有矿产资源经济承载力指数对矿产资源经济承载力进行评价。现有矿产资源经济承载力指数指在一定时期内,根据现有的矿产资源量计算出的矿产资源经济承载力,与根据国家规划的经济发展速度计算的累计国民生产总值之间的关系。计算公式为:
式中:PxI为现有矿产资源经济承载力指数;GDPl为累计国民生产总值;Kx为现有矿产资源经济承载力。PxI≤1时,说明现有矿产资源对经济发展具有承载力,值越小说明现有矿产资源对经济发展的承载力越强;PxI>1时,则说明现有矿产资源对经济发展缺乏承载力,值愈大说明超载越严重。
2研究区概况
崇左市位于广西壮族自治区西南部,东北与南宁市为邻,西南与越南社会主义共和国接壤,市政府駐江州区。崇左市现辖江州区、凭祥市、扶绥县、宁明县、龙州县、大新县、天等县等1区1市5县。崇左市农业资源丰富,是中国产蔗产糖第一大市,甘蔗、剑麻、木薯等特色农产品产量居全区前列;工业产业主要有制糖、采矿、冶金、木材加工、建材、水电、医药等,其中糖业、锰业为崇左市两大支柱产业。地貌以喀斯特岩溶地貌为主体,丘陵起伏,山多地少。崇左市地处低纬度,在北回归线以南,属南亚热带季风气候。市域内河流中,大多数属左江水系,少数属右江水系,左江流域覆盖全市所有县(市、区)。市域内主要河流有向都河、下雷河、归春河、黑水河、水口河、平而河、明江、左江等,左江是崇左市最大的河流,全市多年平均水资源量为103.6亿m3。崇左市矿产资源较为丰富,开发利用价值较大的矿种有锰、煤、水泥用石灰岩等。
3崇左市自然资源承载力研究
对崇左市自然资源承载力的计算,分现状2010年、2015年和2020年3个水平年进行。不同水平年的计算依据,现状以崇左市2010年实际资料为基础,2015、2020水平年依据崇左市社会经济发展规划(主要指人口、产业结构与布局、国内生产总值)、土地利用规划、水资源开发利用规划、防洪规划、矿产资源开发利用规划、生态环境保护规划等专项规划分析确定。
3.1崇左市经济、人口预测
3.1.1人口预测根据崇左市历年人口数据,结合崇左市人口发展政策,预测2011~2020年崇左市人口平均增长率为0.7%。以2010年239.4万人为基准,应用人口自然增长法预测2015年及2020年崇左市人口规模。结果表明,到2015年崇左市人口总量为248.0万人,到2020年人口总量为257.0万人。
3.1.2经济预测根据《崇左市国民经济和社会发展“十二五”规划基本思路》,在优化结构、提高效益、降低消耗、减少排放和保护生态环境的基础上,经济增长速度预期性目标为10%。以2010年全市GDP 389.2亿元为初值,按10%的平均增长速度,对崇左市的GDP进行预测,结果见表1。
3.2崇左市水资源承载力研究
3.2.1水资源需求预测根据人口增长、社会经济发展计划,按照崇左市产业生产规模与用水定额,以2010年现状用水和节水水平为基准,对2015年、2020年水平年的生活需水、工业需水、农业需水、第三产业需水、生态环境需水进行预测,结果见表2。
根据预测结果,崇左市需水量随着经济的发展逐渐增加,但由于水资源丰富,水资源总量可满足崇左市的用水需求。从用水结构来看,崇左市的农业用水占的比重较大,应采取节水改造、开源措施,提高农业灌溉有效系数,降低农业用水的比重。
3.2.2水资源承载力根据公式(1)、(2)、(4)计算崇左市2010、2015、2020年3个水平年的水资源经济承载力和人口承载力,根据公式(3)、(5)计算水资源经济平衡指数和水资源人口平衡指数,结果见表3。
根据计算结果,崇左市2010年水资源可承载的最大经济规模、人口规模大于实际经济规模、人口规模,经济平衡指数、人口平衡指数大于零,表明2010年崇左市水资源可承载社会经济和人口的发展;2015年和2020年水资源承载的最大经济规模、人口规模也大于预测的2015年和2020年GDP和人口规模,经济平衡指数、人口平衡指数均大于零,表明崇左市的水资源均有较大承载能力,可承载未来社会经济和人口的发展。
3.3崇左市土地资源承载力研究
3.3.1耕地资源承载力崇左市位于全国水热资源丰富的南亚热带,但是热量利用率不高,2010年崇左市平均粮食单产仅有4 101 kg/hm2,与所辖地粮食单产水平较高的凭祥市(4 527 kg/hm2)相比,还有很大的潜力可以挖掘,与当地粮食生产的光温生产潜力(8 188 kg/hm2)相比可挖掘潜力更大。根据统计资料,2003~2010年崇左市粮食单产水平逐渐提升,从2003年的3 570 kg/hm2提高到2010年的
4 101 kg/hm2,未来几年,崇左市可通过提高农民种粮积极性,提高耕地质量,完善农田水利条件等措施逐步提高粮食单产水平,按粮食单产每年提高1%,预计崇左市2015年、2020年耕地单产水平分别达到4 310 kg/hm2、4 530 kg/hm2。
2010年崇左市耕地面积为51.98万hm2,粮食种植面积为6.54万hm2。依据土地利用规划及相关政策,确定崇左市2015年、2020年耕地面积及粮食复种指数,在此基础上,设定粮食种植面积占耕地面积的20%、30%、40% 3种情景,对崇左市耕地的粮食生产力进行预测。依据公式(6)、(7)计算崇左市2010年、2015年、2020年耕地资源承载力及耕地资源承载力指数,结果见表4。
由表4可知,2010年崇左市在温饱型、小康型、富裕型3种粮食消费水平下,耕地资源承载力均处于超载状态,这是由于崇左市农业种植以经济作物及蔬菜为主,粮食种植面积相对较小,2010年粮食种植面积仅占耕地面积的12.58%,所以崇左市的粮食生产无法满足本地区人口消费的需要。至2015年,若崇左市30%耕地用于粮食生产,耕地生产能力可满足温饱型和小康型两种消费水平的需要;若40%耕地用于粮食生产,粮食消费水平可达到富裕型水平。至2020年,若崇左市30%耕地用于粮食生产,按小康型消费标准计算,耕地资源承载力在可承载范围内;若40%耕地用于粮食生产,粮食消费水平可达到富裕型水平。
3.3.2建设用地资源承载力根据崇左市土地利用现状和土地利用总体规划,应用公式(8)、(9)对2010年、2015年和2020年3个水平年的建设用地资源承载力进行计算,结果见表5。由表5可见,2010年崇左市的人口数量在建设用地资源承载力可承载的范围内。根据人口预测及土地利用总体规划,至2015年、2020年崇左市建设用地资源承载力也未出现超载。
3.4崇左市矿产资源承载力研究
3.4.1矿产资源产量及需求预测崇左市矿产资源较为丰富,但随着崇左市经济的持续快速增长,矿产品需求的增长趋势将会持续加快,从而对矿产品供给造成很大压力。根据崇左市有关部门和行业发展规划以及矿产资源开发利用规划,对崇左市2015、2020年煤炭、锰矿、水泥用石灰岩3种主要矿产品产量及需求量进行预测,结果见表6。根据预测结果,煤炭、锰矿的需求量大于生产量,尤其是煤炭,需求量远大于生产量。随着崇左市锰业的发展,锰矿的需求量将逐年增加,而由于资源及开采能力有限,锰矿的产量没有太大增加,所以2011~2020年锰矿及铁矿的供需矛盾逐渐加大。未来随着崇左市经济和社会的发展,对煤炭能源的需求也将快速增长,2020年煤炭需求量是2015年需求量的两倍多,而崇左市煤炭资源并不丰富,储量不大,因此,崇左市的煤炭资源无法供给自身发展的需要,远远超出本地煤炭资源的承载能力,需要从地区外大量引进能源资源。为减轻对煤炭能源的依赖,崇左市应大力发展水电、太阳能、沼气等清洁能源,逐步减少煤炭的使用量,既可减缓资源供需的矛盾,也可进一步改善生态环境质量。
3.4.2矿产资源承载力矿产品合理储备年限取20年,依据公式(10)对崇左市煤炭、锰矿、水泥用石灰岩3种主要矿产资源的现有矿产资源经济承载力进行计算,应用公式(11)计算现有矿产资源经济承载力指数,对矿产资源承载力进行评价,结果见表7。根据计算结果,至2015年、2020年煤炭、锰矿、水泥用石灰岩3种矿产资源的现有资源经济承载力均为正数,表明至2020年3种矿产资源均未枯竭。但是,2015年、2020年煤炭及锰矿现有资源经济承载力指数大于1,表示经济发展速度超过了煤炭及锰矿资源的承载能力,且随着经济的发展其矛盾越大,至2020年煤炭及锰矿资源与经济发展的矛盾更为突出;2015年、2020年水泥用石灰岩现有资源经济承载力指数均小于1,表明崇左市水泥用石灰岩资源丰富,现有矿产资源对国民经济发展具有较强承载力,可支撑经济的快速发展。
4结论与讨论
1)崇左市水资源丰富,现状年和预测水平年均未出现水资源承载力超载现象,说明崇左市水资源可支撑该区域社会、经济和人口的可持续发展,水资源承载能力还有一定的弹性空间,水资源并不是崇左市社会、经济和人口发展的主要制约因素。但农业用水比重较大,应采取先进的农业节水技术,提高农业灌溉有效系数,降低农业耗水量,确保人水关系长期处于可持续发展状态。
2)崇左市土地资源承载力存在着一定的安全隐患。建设用地资源承载力可满足人口发展的要求,但耕地资源承载力则无法满足需求。2010年耕地可承载的人口规模仅为实际人口规模的50.4%,耕地资源承载力处于超载的状态;依据预测,2015年和2020年需有30%的耕地用于粮食生产,才能满足崇左市小康消费水平的需求。因此,崇左市应采取先进的农业技术,不断改善耕地质量,以增加粮食单产提高粮食产量,同时适当增加粮食耕作面积,以满足该市的粮食需求,以提高耕地资源的承载能力。
3)崇左市不同矿产资源的承载力有较大差异。煤炭及锰矿资源经济承载力在2015年、2020年将会超载,但是资源并未枯竭;水泥用石灰岩矿产资源禀赋较强,开发条件较好,具有较强的承载力、竞争力和可持续力。因此,崇左市矿业的发展应注重矿产资源的综合利用,促进相关产业的合理布局及结构创新,大力发展循环经济,促进矿产品的深加工,延长产业链条,提高矿产资源承载力,实现矿产资源与经济的可持续发展。
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