基于GIS的西部资源环境基础支撑能力研究

王大力，郭建缨，吴映梅

（云南师范大学旅游与地理科学学院，云南 昆明650500）

资源环境占有程度和开发水平依然是决定国家和地区经济社会发展的基本前提，随着人口规模和经济发展水平的快速增长，与资源环境的协调状态已经成为地区社会经济持续发展的首要任务和基本目标［1］。实际上，自人类出现以来，就产生了人类社会进步与自然资源开发利用的相互依存和相互作用关系，即所谓人地关系。这种关系的演进与发展体现了人类社会对周围自然资源的开发和利用的深化过程，其基本动力则来自人类寻求改善自身生存与发展环境的渴望和努力［2］。对资源环境研究有从国家安全角度［3］、区域或省域经济社会发展［4］、城市（群）主体功能定位［5］等不同尺度论述资源环境，可见资源环境基础对一个地区经济社会发展的支撑保障作用之重要。自国家实施西部大开发战略以来，西部地区的资源得到较大开发，资源环境的基础支撑能力发生显著变化。因此，对西部资源环境基础支撑能力进行阶段性评价，对西部大开发进一步的战略取向至关重要。

1 综合评价方法

现代资源环境的开发具有强烈的空间一体化特征，资源环境各要素间的相互作用和相互影响得到了明显的加强。结合经济社会发展的区域差异，西部资源环境重点集中在依存程度最高的5大“公用性资源环境”——即耕地资源、水资源、矿产资源、能源资源和森林资源，以此界定了本研究的资源环境范畴，本文拟突破注重资源环境数量的多寡及扩大开发可能的传统资源环境开发观，构建强调资源环境——经济社会系统协调状态的综合评价方法体系，结合国土空间开发功能定位，运用GIS空间分析手段，科学评价西部现阶段资源环境与经济社会的匹配程度，以期与全国同步全面建成小康社会。

1．1 资源环境基础支撑能力的体系构成

资源环境基础要素耕地资源、水资源、矿产资源、能源资源和森林资源是支撑保障经济社会发展的最基本的物质基础，其基本模式为：资源环境基础要素组成＝土地＋水＋矿产＋能源＋森林。

从资源禀赋的遍在性和资源消费的流动性看，结合西部的地缘区位条件，西部的水资源、土地资源、矿产资源和森林资源属于本土资源，能源资源属于流动性资源。因此，评价西部资源环境支撑保障指标单位分别采用：耕地面积、水资源总量、矿产资源价值、能源消费、森林面积。同时，用人口（数量和密度）和经济（GDP）代表经济社会，资源环境支撑保障能力体系模式可以表述为：资源环境支撑保障能力体系＝土地＋水＋矿产＋能源＋森林＋人口＋经济总量。

1．2 资源环境基础支撑能力的综合评价

传统单要素资源观更注重资源环境数量的多寡及扩大开发的可能，由于现代资源环境的开发具有强烈的整体性特征，资源基础各要素间的相互作用和相互影响明显加强，针对这一客观现实，研究尝试构建了多要素综合资源观，更强调资源环境基础内部的系统平衡状态与外部的协调可能。

由七个主要表征指标构成的综合评价公式在于确定西部经济社会发展对资源环境产生的压力、资源环境对经济社会发展的支撑能力、两者之间的匹配程度。

1．2．1 资源环境组合丰度系数（地－地关系）

式中：RFi为各地区资源环境要素的基础指标；fi为资源环境要素表征值；t为各地区国土面积。

图1 西部资源环境基础占全国比重

式中：PFi为西部资源环境要素的基础指标；Fi为其资源环境要素表征值；T为全国国土面积。

式中，PCER为西部各省区市单位国土面积的资源环境各要素指标与全国相应要素平均指标的比值之和。

1．2．2 资源环境支撑保障系数（人－地关系）

式中：RESI为西部各省区市资源环境支撑保障系数；Fi为西部各省区市单位国土面积的资源环境各要素指标与相应的全国平均指标的比值；p为西部各省区市人口密度与全国人口密度的比值。

1．2．3 经济社会资源环境匹配系数（人－地关系）

式中：ML为经济社会发展与资源环境的匹配系数；P为西部各省区市人口密度与全国人口密度的比值；E为西部各省区市经济活动密度与全国经济活动密度比值，经济活动通常以GDP年产出形式表示。

2 西部资源环境基础支撑能力评价

2．1 西部资源环境基础

西部包括西南地带（四川省、重庆市、云南省、贵州省、西藏自治区）、西北地带（陕西省、甘肃省、青海省、新疆维吾尔自治区、宁夏回族自治区）、广西壮族自治区和内蒙古自治区，12个省区市，面积为687．257万km2，约占全国陆域国土面积的71．59%；人口3．66亿人（2013年），约占全国总人口的26．93%。国民经济总产值（GDP）为126002．8亿元（2013年），约占全国的22．15%。水资源、耕地资源、森林资源、矿产资源和能源资源分别占全国的53．94%、36．73%、59．79%、37．36%、30．82%（图1）。

2．1．1 资源环境要素空间组成

西部各类资源相当丰富，因国土面积较大，资源组合程度反而不高。以西南、西北地带来看，西北陆域面积比西南大，约占全国的44．48%，能源资源比西南丰富；而西南拥有较佳的水资源、森林资源和矿产资源基础，分别是西北的3．7倍、1．5倍、1．8倍（表1）。

2．1．2 人类活动要素空间组成

西部经济规模和人口规模较东部小，其中四川经济规模和人口规模较好，而西藏、青海和宁夏甚偏小；以西南、西北地带相比，人类活动的空间构成差异较小，而西南在经济活动规模和人口规模方面相对优势（表2）。

2．2 支撑保障能力的“地－地”对应空间评价

从资源环境基础的空间分布看，西部地带具有区外的相对独立性。西部位于我国地形的第一、二阶梯上，区内多垂直地带，有四大高原和四大盆地，相对东部平缓的地势，西部空间差异明显。从资源环境基础的空间格局看，西部地带具有区内的互补性。西部各省区市的资源环境要素在西部大开发的作用力下，在空间上形成互补关联，为西部资源环境的支撑保障能力提供了物质基础。其中西南地带的5大资源表现较好，各省区市资源组合丰度达到了6．46以上；西北地带的各类资源规模较好，但因国土面积较大，其各省区市资源丰度均值只有2．9，丰富的耕地资源、森林资源和能源资源使陕西的资源丰度达到了6．45以上（表3）。

表1 西部资源本底空间组成状况（2013年）／%

表2 西部人类活动本底特征（2013年）

表3 西部各省区市资源要素组合丰度值

西部资源环境的空间结构划分为青藏高原、云贵高原、四川盆地、内蒙古高原、黄土高原、塔里木盆地、准格尔盆地、柴达木盆地8个基本单元。位于青藏高原的西藏自治区水资源和森林资源规模较大，占整个要素评价比重的98．44%，受自然环境制约要素结构欠佳。云贵高原上的云南和贵州资源环境组合丰度高，资源要素结构良好。四川盆地里的四川和重庆资源要素有明显优势，要素综合和要素结构均较佳。内蒙古高原的的内蒙古耕地资源和森林资源占了资源组合的较大比例。位于黄土高原的陕西和宁夏耕地资源和能源资源较好，甘肃和青海资源要素结构则一般。塔里木盆地和准格尔盆地上的新疆受地形影响结构欠佳；柴达木盆地里的青海资源基础薄弱，结构单一。丰富的水资源、耕地资源、森林资源和良好的矿产、能源资源，使广西在要素结构方面成为西部最佳（图2）。

以西部各省区市的水资源、耕地面积、森林面积、矿产资源和能源资源为依据，运用Arcview数据自然分级的研究结果显示西部资源环境组合丰度可分为3级：第一类为高组合丰度区域，包括广西、重庆、贵州和四川，因其经济社会发展对能源、矿产资源的需求和消费大于其他省区市，能矿资源组合丰度较好；第二类为中组合丰度区域，包括云南、陕西、宁夏和内蒙古，云南、陕西的耕地和森林资源组合丰度程度高，宁夏、内蒙古耕地和能源资源组合丰度较好；第三类为低组合丰度区域，组合丰度小于3，包括甘肃、西藏、新疆和青海，甘肃水资源不足，新疆矿产资源匮乏，西藏和青海耕地、矿产和能源资源组合欠佳。

图2 西部各省区市资源要素空间组成特征

2．3 支撑保障能力的“人－地”对应空间评价

2．3．1 资源环境支撑保障程度

结合人地关系论和经济社会发展的人口指标，运用GIS自然法断裂法将西部12个省区市资源环境支撑保障程度分为三大类区（表4）。

第一类为高支撑保障程度区域，包括西藏、内蒙古、青海和新疆，这类地区人口密度最小；第二类为中支撑保障程度区域，包括云南、四川、广西和宁夏，这类地区资源基础较好，人口规模不大；第三类为低支撑保障程度区域包括贵州、甘肃、陕西和重庆，这类地区人口密度大，随着人口的不断增长，使得资源环境支撑保障程度偏低。

2．3．2 经济社会资源环境匹配程度

随着西部大开发的持续推进，经济总量和增速的不断提高导致长期大规模资源开发利用和输入，西部经济社会和资源环境本底的空间格局发生变化，人地关系呈现新状态，研究表明西部12个省区市经济社会资源匹配程度可分为三大类区（表5）。

表4 西部各省区市资源环境支撑保障程度系数

表5 西部各省区市经济社会资源环境匹配程度系数

第一类为高匹配度区域，包括西藏、青海、新疆、内蒙古，这类地区经济社会发展水平欠佳、人口密度最小、资源环境基础相对较好，其中西藏匹配程度系数极度偏高是由于西藏人口密度为2．54人／km2，青海为8．29人／km2；第二类为中匹配度区域，包括甘肃、云南、宁夏、贵州，这类地区经济社会发展水平中等、人口密度适中、资源环境基础相对较好，资源环境组合差异大；第三类为低匹配度区域，包括四川、广西、陕西和重庆，这类省区市经济社会发展水平较高、人口密集、资源环境组合丰度相对较好。

3 讨 论

西部陆域面积较大，区内各省区市资源环境基础空间差异明显。在西部2大地带中，西南条件相对较优，人类活动频繁，资源组合丰度较高，而西北人口密度最小，资源环境基础压力小，支撑保障程度相对高。然而，不断推进的西部大开发和人口的增长，以致目前西部区内的经济社会发展与资源环境匹配程度空间差异明显。

人地关系对应分析表明，西部区内西北人地关系好于西南地带，但因西北资源环境基础薄弱，经济社会的发展和资源环境的开发面临挑战。有鉴于现阶段西部的人地关系状态和资源环境支撑保障程度，西部大开发未来的发展应处理好区内与区外的人地关系状态。

第一，增强西部资源保障力度。西南面积没有西北大，但水资源比西北丰富的多，西南地区注重水资源开发，西北加强水资源配置，解决区域和季节性缺水，保证生活生产供给；加大对耕地资源的保护，严格控制非农建设用地占用耕地，确保西部大开发期间耕地量不减少，质有提高，可持续度增强；加大西部能源和矿产资源的勘发力度，优先开发水电能源，推进分布式能源供应，注重矿产资源的开发与保护并重，同时加大能源资源的区外交流；深化生态文明建设，提高森林保有量。

第二，控制西部人口增长速度。西部是我国贫困人口相对集中的区域，其人口正处于传统再生产类型向现代人口再生产类型的转变的过渡阶段，基数大的人口增长仍将继续增加西部资源环境支撑保障能力的负担［6］。同时，快速城市化带动的大量农业人口转移可能会对资源环境支撑保障能力的稳定性产生影响。因此，从西部资源环境支撑保障能力的程度来看，严格控制人口增长速度将成为现阶段西部资源环境支撑保障能力的重点。

［1］ 张雷，沈叙建，杨萌凯，等．中国区域发展的资源环境协调问题［J］．地理科学进展，2004，23（6）：10－19．

［2］ Munasinghe M，Mcmeely J．Key concepts and terminology of sustainable development： defining and measuring sustainability ［M ］． New York：The Biogeophysical Foundation，1996：11－66．

［3］ 张雷．中国国家资源环境安全的基础评价［J］．能源安全，2002，10（5）：15－19．

［4］ 张颖．区域土地资源配置与社会经济发展［J］．地域研究与开发，2004，23（6）：93－97．

［5］ 苏章全，吴映梅，明庆忠．滇中城市经济圈资源环境支撑能力综合评价［J］．资源开发与市场，2010，26（8）：720－723．

［6］ 吴映梅，李亚，张雷．中国区域发展资源环境基础支撑能力动态评价——以西南为例［J］．地域研究与开发，2006，25（3）：20－23．