土地综合承载力研究

张凌风 包广静 杜婉莹

摘 要：为突出土地综合承载力等单项承载力评价研究在当前我国“双评价”工作及未来发展中的重要性，采用文献分析法及归纳统计法，结合理论基础分类汇总国内外对土地综合承载力评价的相关研究。结果表明，随着社会进步及研究深入的不断发展，丰富了土地综合承载力概念的内涵，已不在仅仅局限于最早的“土地-人口”关系。当前土地综合承载力的研究发展迅速，但在研究方法与体系构建等方面仍存在不同程度的问题，为更好地服务我国国土空间规划，土地综合承载力的研究需要进一步改进和完善，以提高其科学合理性。

关键词：土地综合承载力;研究方法;体系构建

中图分类号 F301.2文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）14-0111-06

Abstract： In order to highlight the importance of single bearing capacity evaluation research such as land comprehensive bearing capacity in China′s “dual evaluation” work and future development， the literature analysis method and inductive statistical method， combined with theoretical basis， are used to classify and summarize domestic and foreign evaluations of land comprehensive bearing capacity Related research;Studies have shown that， starting from the earliest concept of carrying capacity， with social progress and in-depth research， it has continuously developed into a rich concept of comprehensive land carrying capacity， not limited to the earliest “land-population” relationship;the current comprehensive land carrying capacity Research is developing rapidly and the trend is good， but there are still problems of varying degrees in research methods and system construction，In order to better serve China′s national land spatial planning， the study of comprehensive land carrying capacity needs to be further improved and perfected to improve its scientific rationality.

Key words： Comprehensive carrying capacity of land; Research methods; System construction

1 引言

随着生态文明建设的深入推进，资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价（以下简称“双评价”）工作受到了党和国家的高度重视。2019年，我国“双评价”相关指导工作迅速开展。2019年3月，为切实支撑各级国土空间规划编制，自然资源部研究制定了《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价技术指南（征求意见稿）》，并选择典型地区开展试评价工作，旨在确保“双评价”技术方法科学、合理、适用;2019年11月，自然资源部发布《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价指南》（试行）（送审稿），旨在指导各地开展资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价工作，保证评价成果的规范性、科学性和有效性，并进一步明确相关单项评价的操作流程。土地综合承载力的研究，对“双评价”结果具有重要支撑及借鉴意义。从承载力逐渐演变到如今的土地综合承载力，随着社会不断发展，承载力内涵不断丰富，对人类生活的反作用力也越来越显著。

本文从“承载力”概念出发，区分“承载力”“土地资源承载力”“土地综合承载力”等定义范畴及相互关系，对土地综合承载力相关领域的研究历程进行回顾。在此基础上，总结了土地综合承载力研究的相关理论基础并梳理研究方法，提出了新時期下土地综合承载力评价体系构建的完善措施，旨在为我国国土空间规划“双评价”研究发展提供科学合理的意见及建议。

2 基本概念及相关性

2.1 承载力 承载力原本为力学概念，属于物理学范畴，它指的是物体在不被破坏之前所能承受的最大负荷，度量方法可采用经验公式或通过实验的方式[1]。20世纪70年代以前，是承载力不断探索完善的阶段，应用范围较小，主要为了解决粮食与人口之间的关系，计算目的也相对简单，仅是求证一定量的粮食可以养多少人口。在此之后，承载力概念慢慢深入到生物学及区域系统研究当中，前者指的是某一生态环境所能支撑的某一物种的最大数量;后者指的是区域系统相对于外部环境变化的最大承受能力[1]。1798年，英国人口学家马尔萨斯在《人口原理》中提出人口承载力概念用以支持人口与粮食问题假说[2]，此后关于承载力的研究在其他方面如人口学、经济学等领域相继展开。

2.2 土地承载力 土地承载力也称土地忍耐力或土地承受力，一般是指一定地区的土地所能持续供养的人口数量[3]，即土地人口承载量（Population Supporting Capatity of Land）。1921年，帕克等首次提出土地资源承载力概念[4]，1948年威廉·福格特在《生存之路》中认为当时世界人口激增造成了人口过剩，全球及各国人口的数量已超越其土地负载能力。以生态学承载力为基础直接延伸到土地承载力并给出计算方法[5]，即：C=B/E;式中：C代表土地负载能力，即土地能够供养的人口数量，B代表土地可以提供的食物产量;E代表环境阻力，即环境对土地生产能力所加的限制。1949年，威廉·阿伦定义土地资源承载力为：“在维持一定水平并不引起土地退化的前提下，一个区域能永久地供养人口数量及人类活动水平”，同时在福格特计算公式基础上进行完善[6]。1986年，中国科学院自然资源综合考察委员会提出土地资源承载力是“在一定生产条件下土地资源的生产力和一定生活水平下所承载的人口限度”，就此开创了我国土地承载力相关研究的先河[7]。从传统意义上讲，土地承载力的研究实质是围绕“耕地-粮食-人口”而展开的，以耕地为基础，以粮食为中介，以人口容量的最终测算为目标[8]。

2.3 土地综合承载力 土地综合承载力是一个新兴概念，源于最早的承载力概念。2001年，王书华等提出，土地综合承载力指的是在一定时期，一定空间区域，一定的社会、经济、生态环境条件下，土地资源所能承载的人类各种活动的规模和强度的阈值[8]。显而易见，土地综合承载力与土地承载力的区别在于：对于承载体而言，“土地”变得多元化，而不是仅指“耕地”，更应该包含园地、草地、林地、工矿用地等广义层面的土地;另一方面，对于承载物而言，也不仅是“人口”，而应该包含更多，如城市规模、交通规模等[8]。因此，土地承载力和土地综合承载力其实是在不同时期、不同的社会条件下的理解和界定。

2.4 不同概念的相关性 上面按照“承载力-土地承载力-土地综合承载力”的概念发展历程进行梳理，可以较明显的区分不同概念之间的差异及相互联系。经过数百年的积累，承载力所包含的内涵也随之不断扩展，承载力的研究逐步扩展到包括土地、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，衍生出不同方面、不同领域提供支撑的多种单项承载力，理论与研究方法也日趋完善，逐渐形成了如今的土地综合承载力。随着社会的进步及需求增加，其发展趋势也更加注重综合性、动态性和系统性。

3 理论基础及相关性

3.1 人地关系理论（Man-Nature Relation） 1650年，纽斯在《通论地理》中首次正式提出“人地关系”一词，此后孟德斯鸠与马尔萨斯围绕该主题，分别提出“地理环境决定论”及“人口论”。20世纪末期之后，人地关系研究以人口、资源、环境等为核心多元发展，逐渐变成地理学、生态学、资源科学等多类学科的重要研究命题及讨论对象[9-11]。人地关系的经典解释就是人类社会及其活动与自然环境之间的关系，在动态演变过程中不断出现新的时代内涵，如何科学表征现代人地关系的状态，是精准认知现代人地关系进而寻求协调人地矛盾路径的基础[12]。也就是说，人要在尊重自然规律的基础上利用土地，使之更好地为人类服务。人地关系理论对人类活动有着引导作用同时在一定程度上制约人类活动，这一点与土地综合承载力研究的初衷不谋而合。土地综合承载力同样是反映土地、环境、资源等与人口数量、经济发展、社会活动之间的关系，同时承载力状态可以直接反映人类对土地产生的影响，进而对土地利用提出不同要求。

3.2 资源稀缺理论（Resource Scarcity Theory） 资源稀缺理论起源于19世纪初古典经济学理论和自然保护学说。分为以下3类解释方式：绝对稀缺论（Absolute Resource Scarcity），代表人物为马尔萨斯。1789年，马尔萨斯在《人口原理》中提出人口论和自然资源极限思想。他认为资源在数量上存在有限性，在经济利用上存在稀缺性，而且不会因为社会经济发展及技术进步而改变;相对稀缺论（Relative Resource Scarcity），代表人物为大卫·李嘉图，1817年，大卫·李嘉图以自然资源的不均质性作为出发点，否认了马尔萨斯提出的资源数量有限性及经济利用的极限性;1848年，英国经济学家约翰·穆勒在之前研究的基础上将相对稀缺论继续延伸，他在《政治经济学原理》中提出自然资源的极限到来之前，资源绝对稀缺性带来的效应就会表现出来，但是经济技术发展会拓展并推迟自然资源的极限[13]。资源的稀缺性增加了土地综合承载力研究的必要性，对土地综合承载力而言，其贡献主要有以下2个方面：一是明确人类社会的资源存在不同程度的稀缺性;二是在此基础上开展承载力研究并引导人类活动的正确方向同时针对性地纠正并改进生产生活方式，合理利用土地资源。在开展土地综合承载力评价之前要明确资源稀缺性理论，借此指导土地综合承载力评价，进而达到土地资源利用效用最优化。

3.3 土地可持续利用理论 该理论起源于20世纪60年代，1990年在新德里由印度农业研究会、美国农业部和美国Rodale研究所共同组织的首次国际土地持续利用系统研讨会上正式提出的。经过不断地实践，如今已发展为人类共同追求的观念。土地可持续利用的思想核心在于当前的土地利用不能对后代的持续利用构成危害，它要求土地资源的高效利用既要满足当代人的需求，但是要与其他自然资源相结合，共同满足经济社会发展需求，绝不能影响人类活动在今后的长远发展[14]。土地综合承载力研究更应该立足于可持续发展理论基础，分析评价的结果也应该重点放在土地的合理开发利用与社会生态良好结合的层面，不能一味地追求土地综合承载力而忽略了可持續利用这一重要前提和最终目的。

3.4 区位理论 区位理论是一个综合理论体系，包括地理学、经济学、社会学以及土地管理学等知识，是指人类活动的空间分布与空间内进行社会经济活动之间相互关系的学说，其理论基础包括杜能的农业区位论（《孤立国》）、韦伯的工业区位理论、克里斯泰勒的中心地理论等。简单来说，区位理论指的就是不同类型的用地因其分布位置及相互之间距离的不同从而对周围事物产生不同的辐射效益。区位理论作为衡量多要素综合效益的标尺和理论基础，能够较好地指导土地综合承载力研究。对于土地综合承载力研究而言，为了土地承载力这一整体目标，从不同角度不同层面进行评价分析，进而反映研究区土地综合承载力水平，其目的也是为了在科学合理的基础上更好地提高土地利用效益。随着经济社会的发展，土地综合承载力研究也应该更多侧重于各区域之间的人口、资源、生态环境等多重要素之间的相互影响及制约关系，以期达到各因素之间的相互协调共同发展。

3.5 土地优化配置理论 土地作为一种自然物，有着其特有的属性：位置固定性、面积有限性、质量差异性和功能永久性，但它又不仅仅是单一的承载物，因为随着人口增长及社会发展，土地逐渐被人类开发利用，从而形成了人与自然界有机联系的自然-经济综合体，受自然、经济、技术条件等多因素的综合作用。土地资源优化配置的基本前提是土地利用系统的基本属性，即土地资源的可利用性以及土地用途可调控性。土地综合承载力研究需要遵循土地资源优化配置的实质，即实现合理的土地数量结构、均衡的土地空间布局、稳定的土地用途以及持续的土地利用，在此基础上对土地承载力进行评价，对土地用途进行合理纠正及科学调控。由于土地资源的优化配置是一个动态的、渐进发展的社会过程，这就要求土地综合承载力的研究要做到区域性、综合性、动态性等相结合。随着经济发展水平的提高、经济结构升级优化和人口的不断增长，对于部分地区而言，土地利用过程中出现的新要求及新问题需要及时进行评价分析进而提出应对措施，这就体现出土地综合承载力研究的迫切性。

3.6 可持续发展理论 可持续发展理论指的是对于资源的一种管理战略，最早出现在《世界自然保护大纲》，可持续发展的概念最初起源于生态学领域，随着时间的推移，逐渐与经济学、社会学相结合并被广泛应用。可持续发展理论的涵盖范围广，综合性强，其中发展是“可持续发展”的本质。土地综合承载力的最终目的是促进社会水平的向好发展，对于土地而言，向好发展要求保持基本稳定的土地资源数量及质量;可持续发展旨在寻找人类社会与自然生态环境保持稳定关系的相处方式，土地综合承载力则是在基于这种关系状态下寻求人与环境协调发展的最佳范围。可持续发展理论与土地综合承载力均主张人与自然的平等且遵循人类在土地利用过程当中存在的客观自然规律。

3.7 生态文明建设理论 党的十八大提出了“大力推进生态文明建设”的战略要求，再次升华可持续发展理念，启示我们绿色发展才是新时期的必经之路。习近平总书记曾说“绿水青山就是金山银山”，在发展的同时一定要顾及生态文明建设，要目光放远，为子孙后代保留更多更好的生态环境资产。土地作为人类一切生产活动的载体，必须对土地资源进行生态文明建设，只有科学规划、合理布局，才能保障人口与资源之间的相互制衡，维持社会经济发展与生态环境之间的协调关系。土地综合承载力能够反映不同时期、不同区域的土地利用状态，同时能够预测未来研究区域的土地利用动态并及时做出预警措施，评价结果指导研究区适度开发利用土地资源，优化土地资源配置，提高土地综合承载力水平。

4 评价体系构建

4.1 指标选取及标准化处理 指标选取作为研究过程当中的重要一环，对于研究内容的科学性及合理性有着关键影响。土地综合承载力研究须遵循科学性、协调性、动态性、可操作性、层次性、系统性等原则。指标选取作为评价过程的重要步骤，直接关系到评价的可行性、合理性，同时指标选取也是不同评价之间最能体现内涵和研究深度的一环，评价的创新性也由此体现，这就要求不同的评价要选取属于自己的指标，摆脱固定思维，杜绝人云亦云。因地制宜选取科学合理的指标后，需要对指标进行进一步处理，即标准化处理。目前，常用的无量纲处理方法有3种，分别为标准化法、极差变换法、均值化法。在标准化处理时极差变化法可以对正向负向指标分别消除量纲，而土地综合承载力评价的指标体系是一个综合的体系框架，其指标当中包含多个正向指标和负向指标，相比较标准化法和均值化法消除量纲的方法，极差变换法更加合理细致，因此，极差变换法成为土地综合承载力研究中应用较多的标准化方法。王翠华等[15]、何尹杰等[16]、鲁春阳等[17]、赵伟等[18]、郭志伟[21]等学者均采用极差变换法对不同研究区的指标进行无量纲化处理。

4.2 指标权重确定 在综合评价中确定各指标权重系数的方法有很多，大部分区别在于原始数据来源不同，据此可以大致划分以下2类：一类是主观赋权法，这种方法主要由专家根据经验的主观判断给出，比如德尔菲（Delphi）法、古林法、层次分析（AHP）法等;另一类是客观赋权法，这种方法主要是依据对各不同属性的指标数据特征做出定量分析，比如均方差决策法、主成分分析法、变异系数赋权法、因子分析法等。在主觀赋权法中，王翠华等[15]运用层次分析法为四川省土地综合承载力研究指标确定权重;客观赋权法方面，何尹杰等[16]、鲁春阳等[17]、赵伟等[18]采用均方差决策法分别为珠海市、郑州市、杭州市土地综合承载力研究指标进行权重确定。同时还有多种方法结合的应用案例，比如2种客观方法结合，陶虹向[19]、卢必慧[20]、郭志伟[21]等学者运用均方差决策法及变异系数赋权法这2种客观赋权法分别为象山县、临安市、北京市的土地综合承载力研究指标进行权重确定;丁赏[22]、朱颖[23]、王爱红[24]等学者均采用主客观结合的方法，即均方差决策法与层次分析法相结合来分别确定杭州市、崇明岛及西部民族地区土地综合承载力研究指标权重。总的来看，赋权方法的选择存在多样性和灵活性，但是为保证评价体系的科学合理，建议采取多方法结合，例如上述的“客观-客观”“主观-客观”，在此基础上可以将指标权重形成横向对比，更加突出不同赋权方法的特点;另外可以结合组合赋权的方法将采取不同赋权方法取得的权重进行综合，进一步提高权重确定环节的合理性。

4.3 评价体系构建 指标体系框架多采用AHP法，即分为3个层次（目标层、准则层、指标层），目标层即研究区的土地综合承载力，区别在于准则层的选取以及目标层的创新，而这两个部分均需要根据研究区不同的特点，联系实际情况与时俱进地进行确定。现有的评价体系中，较为典型的有以下几种：王书华等[25]在研究中国东部沿海地区土地承载力时，构建了REST指标体系框架（R代表水土资源支撑系统、E代表生态环境支撑系统、S代表社会支撑系统、T代表经济技术支撑系统），是目前应用较多的一种评价体系;何如海等运用类似的构建方法，研究了芜湖市土地资源承载力评价[26];赵淑芹等同样用此类体系分析了我国主要城市辖区土地综合承载指数[27];何尹杰等[16]则借助珠海市的人口承载力、建设规模承载力、经济承载力、生态承载力构建了对应的指标体系;李新刚等[28]将土地交通承载力的典型性指标纳入土地社会承载力中进行考察;王翠华等[15]从经济承载、社会承载、生态承载等3个方面来构建指标体系。由此可见构建指标体系是开展土地综合承载力研究的关键一环，直接影响评价结果的可靠性和科学性。不同研究区存在天然的区别，加上其社会经济、资源禀赋的区域性，直接要求构建合理的指标体系应该遵循系统性、全面性、区域性等原则，达到较为客观、科学、可靠的评价结果。

5 研究模型

关于土地资源承载力计算模型，从最初相对单一的土地人口承载力模型，伴随着社会的不断进步，其模型发展也存在一个逐渐成熟的过程。最早期的承载力研究相对简单，涉及因子相对较少，百年来不断更新进步，研究内容不断丰富，指标选取更加多样，体系框架更加合理，模型的客观性不断增强。下面依据模型发展顺序，总结归纳几个较为代表性的计算模型，可以归纳为以下几类[29-30]：

5.1 “人口-土地-经济”结构模型 计算公式如下：

式中：LCC—土地资源承载力（人）;G—粮食总产量（kg）;Gpc—人均粮食消费标准（kg/cap）;LCCI—土地资源承载指数;Pa—现实人口数量（人）。

该模型中土地资源承载力（LCC）反映出研究区域人口与粮食的关系，土地资源承载指数（LCCI）反映出研究区域现实人口数量与土地资源承载力的相互关系，从而以粮食和人口2种数据来评价土地资源承载力。但随着社会经济的发展，区域开放性加强，人类对社会经济资源的依赖上升，多种自然资源因素逐渐显露，该模型考虑因素过于单一的弊端就体现出来。

5.2 相对资源承载力模型 计算公式如下：

式中：Cri—相对自然资源承载力;Ii—自然资源承载指数（[Ii=Qpo/Qio]），其中[Qpo]为参照区人口数量，[Qio]为参照区土地面积）;Qi—研究区标准土地面积。

式中：Cre—相对经济资源承载力;Ie—经济资源承载指数，（[Ie=Qpo/Qeo]），其中Qpo为参照区人口数量，Qeo为参照区区内生产总值）;Qe—研究区区内生产总值。

式中：Cs—综合资源承载力;ω1，ω2作为权重值，根据区域自然资源、经济资源对该区域贡献作用的大小而定，比例可适当调整。

该模型相比较土地人口承载力，该模型能够有效解决其研究片面化的问题，但是该模型的应用过程中涉及的影响因子依然不够具体且过于单一，对于不同地区的实际资源环境承载力的针对性体现相对较差。

5.3 农业生态区域法（AEZ）模型 计算公式如下：

农业生态区域法模型将影响作物生产潜力的多重成产潜力考虑在内，在环境生态学和植物生理学基础上进行综合研究分析。近年来又有学者将社会经济因素融入模型，使得改进后的农业生态区域法模型在植被生产潜力方面的估算更加科学。

5.4 系统动力学（System Dynamics）模型 计算公式如下：

系统动力学模型的特点在于在处理复杂系统的长短期效果的矛盾方面，它能够较好地反映系统本质和模拟系统的变化趋势，但也存在部分缺点，即该模型的建立较大程度上受建模者对系统行为动态水平认识的影响，参变量的情况不容易掌握，如果控制不好可能会得出不够合理的评价结论[30]。

5.5 生态足迹模型 计算公式如下：

生态足迹模型相比较上述几个模型，理论更加全面，思路更加严谨，实现了对生态目标的测度。但是该模型的缺陷在于它是属于静态层面的研究，没能考虑时间因素以及社会经济因素，这在一定程度上失去了生态系统完整性，不能有效反映未来的发展趋势，从而无法真实反映出生态承载力水平[32]。总之，无论应用什么模型，在指标选取及评价体系构建过程中，都应尊重规律、生态优先、因地制宜、简单易行的原则。

6 讨论

6.1 研究现状 随着经济社会的不断发展，土地综合承载力的内涵也从最初的单一方面逐渐完善，与其相关的研究更加成熟，且更加客观合理，为提升“双评价”研究进程及成果，土地综合承载力研究作為关键一环，有待进一步完善和发展。通过梳理关于土地综合承载力的相关研究，能够发现目前我国土地资源承载力研究的发展趋势表现为：理论基础逐渐完善，指标选取更加合理、体系构建方面更加科学有针对性，计算模型不断更新且更加注重实用性。

6.2 存在的问题 整体来看，当前土地综合承载力的研究仍存在以下不足之处：（1）没有统一的理论体系。关于土地资源承载力的内涵及概念认知，仍是百家争鸣，尽管有学术界较为推崇认可的某些理论，但在实践当中仍存在一些针对性的问题，没有办法针对性解决。（2）研究内容相对单一。较多的研究更多还是基于耕地层面，围绕“人口”相关的对象进行开展，这直接使得研究过于片面化，研究结果的说服力和全面性也同时受到影响。（3）研究方法当中，指标标准化方法较为单一，多采用极差变换法;指标权重确定方法多样但主客观结合的较少，多是采用客观赋权方法。（4）体系构建方法较为局限。采用较多的仍是基于AHP模型构建方法，指标选取创新之处较少，从而为研究区构建“科学但不一定合理的”体系框架，直接导致土地资源承载力研究对于该研究区的指向性指导作用。

6.3 发展趋势 未来关于土地综合承载力的研究应注意以下几个方面：（1）提高研究综合性。抛开耕地思路的约束，结合当前高速发展的经济社会，综合考虑农用地、建设用地等各类与人类生活密切相关的因素，集中解决人口、社会、生态等多方面问题，不断提高土地综合承载力评价的综合性。（2）联系实际，提高针对性。从理论基础出发，到指标选取，再到体系构建，都应该结合研究区实际情况，因地制宜的逐步完成，从问题导向切换为目标导向，更加针对性地开展土地综合承载力研究。（3）研究方法创新，要更加注重科学性及合理性，考虑全面，在主客观层面均应该有所侧重，摆脱单一方法的局限片面。（4）增强技术应用，拓展关联性。目前与土地综合承载力评价高度相关的地理信息系统、遥感、全球定位系统等技术发展迅速且日趋完善，作为土地综合承载力的技术支撑，应该更好地与之结合，从而提高承载力研究的科学性。

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（责编：张宏民）