基于土地承载力评价的京津冀城市群结构优化研究

林 巍，户艳领，李丽红

(河北大学 a.人事处;b.经济学院，河北 保定 071002)

基于土地承载力评价的京津冀城市群结构优化研究

林 巍a，户艳领b，李丽红a

(河北大学 a.人事处;b.经济学院，河北 保定 071002)

以京津冀城市群土地承载力面临的问题为出发点，通过阐述土地承载力的研究现状与内涵，完善并构建评价指标体系，可运用因子分析模型对城市群土地承载力进行了评价研究。根据实证结果找出土地承载优势和土地承载短板，并分析经济承载、基础设施承载、生产建设承载等子承载力和综合承载力的差异，进而探索通过内部调整和外部协调来实现承载力提升的思路。

承载力；城市群；区域协调

引言

作为人口、经济、生产和资源环境的载体，土地具有无可替代的地位，是最为基础的自然资源，同时它又受人类社会的影响，具有明显的社会属性，表现出诸如人口吸纳、生产供给、文化传承、生存支持等多样性承载功能。然而随着工业化、城镇化的快速发展和人口的持续增长，原有土地各项承载功能之间的平衡受到威胁，具体表现为土地承载功能之间的转化和部分功能的弱化或消失，进而导致出现了耕地减少、城市生活环境恶化、空气质量下降、土地污染等一系列严重问题，土地承载力濒临极限或超限已成为一些城市的发展瓶颈。《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》中指出“优化城市空间结构和管理格局，增强城市综合承载能力”。由此可见，合理规划土地开发结构，提升和协调城市群土地承载力，已成为目前解决城市发展与资源环境发展脱节问题的重要抓手。

极具增长潜力的京津冀城市群，是由北京、天津两个直辖市和河北省的石家庄市、唐山市、保定市等十一个地市组成的复杂城市网络体系。目前从外部看，京津冀城市群的人均地区生产总值与“珠三角”、“长三角”相比还有很大差距，同时还存在内部聚集现象明显、城镇规模差距较大、空间分布和区域协调的信息交通网络不发达等问题[1]。总之，内部结构优化和区域协作问题仍是目前急需改革的重点。

在京津冀协同发展的大背景下，研究各城市土地资源综合承载力，有利于对其土地承载情况做出客观评价，更为重要的是发现各自的承载优势和承载短板，从而有效地弥补短处和突出长处，提高整体承载力。站在区域协调发展的角度来看，各城市还可以利用土地承载力之间的优势来加强协作，不断优化城市结构布局。

一、土地承载力的研究综述与内涵

土地承载力研究逐渐成为人口资源、区域经济、生态环境等众多领域近年来研究的热点问题，国外土地承载力的研究可以追溯到1650年沃仑·纽斯在《通论地理》中提出的人地关系，其后很长一段时期，人口数量的承载一直作为土地承载力的代表，计量方法以一定区域内土地所能生产的粮食产量为基础[2]。上世纪中期以后中国的土地资源承载力研究逐渐展开，随后迅速兴起。中国的国情，人口问题、环境问题、可持续发展理论被吸纳到土地承载力研究中，承载力内涵逐渐完善并丰富，如李蕾等(2010)从土地人口承载力、经济承载力、社会承载力和生态环境承载力四方面展开研究[3]；丁赏(2012)从土地资源的水土资源承载、社会承载、生态承载和经济承载四个方面构建研究指标体系[4]。

以往的研究成果大大丰富了土地承载力研究的内涵，土地承载的全面性得到认同，仅以人口和粮食生产代表土地承载力在人口、资源、生产要素快速流动的现代环境中越发显现出其局限性，经济、建设、环境日益成为城市土地承载力的重要组成部分。土地承载力的计量方法也在不断丰富，层次分析法、德尔菲法、均方差方法等多学科的方法被引入。然而目前很多研究模型中指标权重的设定主观性较强，承载力的等级划分也较为主观，并且指标体系的设定还需要进一步完善。此外，开展土地承载力的动态研究也具有紧迫性，承载主体与承载客体之间的作用机制以及不同城市之间承载力的互补与协调机制的研究还比较少，必须从城市群空间布局的角度建立动态化的客观评价模型并进一步深化研究。

本文所研究的土地综合承载力是涵盖经济、人口、环境、生产及基础设施建设等承载客体的广义承载力，描述了土地这一承载主体对人类生产生活、自然环境的支撑以及承载客体对土地的反向影响，具体包括人口承载、生产承载、资源环境承载、建设承载、经济承载、基础设施承载六大子承载力。

二、评价指标体系的构建

在借鉴以往研究成果的基础上，遵循代表性、可比性、系统性、全面性的原则，依据土地承载的特性将评价指标分为自然承载和社会承载两个指标层，进一步完善了土地承载力指标体系。由于本文评价对象为京津冀城市群，因此指标的选取在考虑一般原则外还遵循了特殊性原则，以研究范围内城市群特点为基础，进一步对初选指标进行二次甄别，最终的指标体系见表1。

三、实证分析

1.数据来源与预处理

选取京津冀城市群相关指标数据，经整理和计算后建立数据矩阵，资料来源为相关年度《河北省经济年鉴》[5]、《中国统计年鉴》[6]、《北京统计年鉴》[7]、《中国城市年鉴》[8]，并参考了相关年度《河北省环境状况公报》、《河北省国民经济和社会发展统计公报》、《河北省土地利用总体规划(2006—2020年)》、《关于河北省第二次土地调查主要数据成果的公报》，剔除相关缺失的数据。将数据导入SPSS统计分析软件进行因子分析。

由于部分指标难以去量纲，为避免分析结论出现偏差，首先对原始数据进行标准化处理，以xi表示影响土地承载力的指标，i=1，2，…，19。此外由于人口自然增长率、二氧化硫排放量指标为反向指标，因此本文采用常用的倒数法进行处理将反向指标正向化。

2.相关性判断与KMO检验

观察各项指标的相关矩阵(如表2所示)可以发现，指标间相关系数较高，表明指标之间由于相关性存在一定的信息交叉，由此引起信息的重复和承载力优势与短板判断的难度，因此适合应用因子分析模型进行降维。

3.主因子的确定

主因子的确定综合碎石图和特征值、累计贡献率来确定，从碎石图观察发现第5个因子后整体走势平缓，据此初步判定最大公因子提取数以5个为限，进一步可以通过特征值和方差累计贡献最终判定因子提取数目。

由表3可以看出，特征根大于1的因子为前5个，累积贡献率达到89.46%，可以说明这5个公因子解释原有信息具有极强概括性，保留了原有大部分指标信息，可以作为土地承载力评价指标的代表。

为了使主因子落在每项指标上的因子载荷更具有辨识度，需要对得到的因子载荷矩阵进行旋转迭代分析，本文选取最大方差法进行旋转，最终得到容易归类的因子载荷矩阵，根据载荷大小将原有指标分别纳入5个主因子中。

从公因子方差表(如表4所示)大部分指标被因子解释的方差估计值均超过0.9，进一步验证了提取的公因子很好地代表了原始变量，因子分析效果理想。

提取方法：主成分分析。

4.主因子解释

第一个主因子是包含原有指标信息最大的因子，包含人均地区生产总值、人均年末居民储蓄存款余额、客运总量、移动电话年末用户数及每万人医院、卫生院床位数指标，这些指标主要描述了土地对生活质量状况的承载信息，反映了居民生活水平、配套设施和对外联系的承载水平，可以解释为生活基础承载因子，这一因子在土地承载力因子中方差贡献率最大，达到28.52%。

第二个主因子上，人口自然增长率、人口密度、一般工业固体废物综合利用率、地均全社会投资总额、规模以上工业总产值、当年实际使用外资金额等指标载荷比较大，并且人均地区生产总值也占有很大的载荷，指标数量在五个因子中最多，是人口发展与经济承载综合的集中反映，可以命名为人口经济承载因子，方差贡献率达到25.17%，也是一个重要土地承载力因子。

第三个主因子主要集中了农业机械总动力、平均单位面积粮食产量、城市建设用地占市区面积比重几项指标的大部分信息，这些信息集中反映了土地对生产和建设的承载情况，可以命名为土地的生产承载因子，描述了城市土地的生存支持能力。

第四个主因子上工业二氧化硫排放量、居民生活用水保障程度、污水处理厂集中处理率几项指标载荷比较大，反映了城市土地对资源环境的承载能力，可以命名为土地资源环境承载因子。

5.因子得分的计算

因子分析模型为各因子设定了客观权重，将因子得分系数带入公式(1)中可以由其计算出每一主因子的得分情况，

Fi=∑aij×ki

(1)

Fi表示第i个主因子得分。进而根据公式(2)可以计算出每一样本的综合因子得分，得分高低也直观反映出每一样本土地承载评价水平。

F=∑Ai×Fi

(2)

将主因子得分权重0.3、0.23、0.19、0.16、0.12分别代入到公式中，可以得到各城市的最终得分情况，见表5。

注：表中1、2、3、4表示综合得分等级，划分边界为-1—-0.5，-0.5—0，0—0.5，0.5—1的四个区域。

五、实证结论在优化京津冀城市群空间结构中的应用

1.单一承载力分析及应用

从因子得分分析中可以看出，不同城市在主因子上的得分分布并不相同，各有其优势，在规划中可以结合这一结论，寻找各城市的承载短板和承载优势之处。

主因子一代表土地的居民生活水平、配套设施和对外联系的承载，包含客运总量、移动电话年末用户数及每万人医院、卫生院床位数等指标，反映出土地对基础设施条件的承载状况。从得分分布上看北京、石家庄、唐山得分最高，具有明显的优势，其余城市得分较为平均，表明在这一主因子上其他城市和上述三个城市还有很大的差距，应尽快完善基础设施的配套水平，加强对外联系的效率。

主因子二代表土地的人口经济承载力，从得分上看，张家口和承德得分较低，天津得分最高为2.93，从人口和生产等指标上看，天津在京津冀城市群中拥有最低的自然增长率，2012年为-6.7‰，人均地区生产总值为区域最高93 173元，地均全社会投资总额、规模以上工业总产值也具有明显优势，可以判断其具有明显的人口经济承载优势。

我说干部，我这不是怕你说我不老实嘛，所以想尽量交代细点儿。你们审起打皮绊案子时不就很细嘛，细到头发丝儿那么细了还要再分出一缕两缕来。像谁先脱的衣裳啊，谁先上的床啊，是男的在上女的在上啊都要交代。我交代细一点儿好啊，只有交代细才能交代清楚，只有交代细才能说明我交代老实。

主因子三描述了土地对生产建设的承载，石家庄的得分最高，承德和张家口得分较低，从单位面积粮食产量和农业机械水平上看，这两地指标值较低，属于承载短板。石家庄在二项指标上的值均具有明显优势，并且农业机械总动力和城市建设用地占市区面积比重指标为最大值，可以判断其具有良好的建设和生产能力。

第四主因子反映了城市土地对资源环境的承载能力，从表5看，唐山的得分最高，衡水在这一主因子上的得分最低，属于承载的短板，经济承载能力强的北京、天津等地在环境承载因子上的得分并不占优势，这也印证了经济总量大的城市面临的环境压力相对更强一些，同时也更应该在环境承载达到极限之前采取各种措施加以改善。

第五个主因子是土地的建设承载因子，从表5看，得分最高的是秦皇岛和邯郸两市，在建成区绿化覆盖率和人均城市道路面积两项指标上，均具有比较优势，表明城市建设的承载支撑能力较强，得分最低的是衡水市，说明这一承载因子是其承载短板。

2.综合因子分析及应用

综合因子是五个指标组合的综合反映，可以从综合得分上对城市群的土地承载水平进行量化和评价，综合得分高的城市相对于得分较低的城市而言，具有更加宽泛的选择空间。得分较低的城市必须紧抓其承载短板，尽快弥补不足，而得分高的城市则可以结合单因子分析，在具有优势的承载因子上比较权衡，突出优势承载。

从表5来看，北京、天津、石家庄得分最高，表明这三个城市虽然也存在诸如建设承载、生产承载、环境承载等承载劣势，但生活承载和经济承载具有比较优势，最终使得综合承载力较强，在实际规划中应逐步降低经济承载对其他承载的负面影响，弥补其相对落后的承载方面，从而实现全面承载能力的提高。张家口和承德两地，综合得分排名落后，尤其在经济承载和生产承载上，排名最后，是其承载的短板，因此这两个城市应增加固定资产投资、提升经济发展速度和质量，尽快从自身角度弥补承载的不足。得分居中的其余城市，承载优势和承载短板均不十分突出，这就为其提供了很大的发挥空间，在实际执行过程中应根据自身发展水平发挥特色，突出承载优势。

3.承载力的区域协调

京津冀城市群由于地理位置、发展特色、历史环境等的不同，表现出不同的发展程度和承载特色，除自身弥补承载短板外，还应根据各自的承载优势，分工协调，实现优势互补。例如北京、天津经济承载优势明显，但环境承载能力表现一般，因此可以发挥环境承载能力较高的张家口、秦皇岛两地的优势，继续侧重生存环境的建设，为京津两地提供良好的生存环境。与此同时，北京、天津可以将其经济发展优势向其余城市转移和支持，实现资金、技术、人才在城市群中的双向流动，减少虹吸效应。具有生产优势的石家庄等城市，可以继续发挥土地的农业生产功能，将农产品输送到京津和生产承载较弱的张家口、承德等省内城市，使这些城市在内部弥补短板精力不足的情况下，可以集中力量突出优势承载。承载力的区域协调思路为土地承载力的提升提供了有效的外部调整思路，这也将为京津冀城市群结构的优化提供新的视角。

[1]黄征学.京津冀城市群发展面临的问题及对策研究[J].中国经贸导刊,2007(11):47-49.

[2]封志明.土地承载力研究的过去、现在与未来[J].中国土地科学,1994,8(3)：1-9.

[3]李蕾,郭文华,张迪,谢敏.城市土地综合承载力评价——以深圳市为例[J].国土资源情,2010(11):34-38.

[4]丁赏.杭州土地综合承载力评价研究[D].杭州：浙江工业大学，2012.

[5]河北省人民政府.河北经济年鉴2013[M].北京：中国统计出版社,2013．

[6]中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴2013[M].北京：中国统计出版社,2013．

[7]北京市统计局,国家统计局北京调查总队.北京统计年鉴2013[M].北京：中国统计出版社，2013.

[8]中国城市发展研究会.2013年中国城市年鉴[M].北京：中国城市年鉴社，2013.

(责任编辑：张任之)

Study on the Structure Optimization of Beijing-Tianjin-Hebei Urban Agglomeration Based on the Evaluation of Land Bearing Capacity

LIN Weia，HU Yanlingb，LI Lihonga

(a.Department of Personnel;b.School of Economics，Hebei University,Baoding 071002,China)

By the problem of land bearing capacity of Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration，this paper expounds the present situation and the connotation of the land bearing capacity to improve and build evaluation index system，using the factor analysis model to evaluate the urban agglomeration of land bearing capacity study.According to the empirical results，this paper finds out the advantage and the disadvantage of land bearing capacity and analyzes the differences of economic bearing，manufacturing bearing，infrastructure construction bearing and comprehensive bearing capacity.Finally the paper explores the way to improve land bearing capacity by internal adjustment and external coordination.

bearing capacity；urban agglomeration；regional coordination

2014-12-15

河北省社会科学基金项目“我省推进城乡发展一体化体制机制和重点领域研究”(HB13JJ078 )；河北省社会科学基金项目“城市土壤功能的货币化研究及在土地利用规划中的应用”(HB13JJ010)

林巍(1981—)，男，河北大学人事处副教授，研究方向为区域经济和资源管理研究；户艳领(1977—)，男，河北大学经济学院高级经济师，博士,研究方向为国土资源管理和区域经济研究；李丽红(1977—)，女，河北大学人事处讲师，研究方向为区域经济研究和数据的统计分析。

F299.22

A

1008-2700(2015)02-0074-07