区县资源环境承载力评价指标体系构建及主导限制性因素识别

杨丽娜，何 星，姚秋昇，代冬梅

(1.重庆市规划和自然资源调查监测院，重庆 401121；2.自然资源部土地利用重点实验室重庆研究中心，重庆 401121；3.重庆农村土地交易所，重庆 400000)

随着城镇化、工业化和农业现代化的发展，我国有限的国土空间将面临更大的承载规模、强度更高的经济社会活动，人口、资源、环境之间的矛盾将更加激烈。近年来，党中央国务院高度重视资源环境承载力问题，《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》提出“树立底线思维，设定并严守资源消耗上限、环境质量底线、生态保护红线，将各类开发活动限制在资源环境承载能力之内”，《中共中央国务院关于印发〈生态文明体制改革总体方案〉的通知》进一步强调了资源承载能力和环境容量的重要性。根据国家要求，开展资源环境承载力评价不仅是落实生态文明建设和新型城镇化发展等国家重大战略的重要举措，更是建立国家空间规划体系、强化国土空间用途管制的重要基础性工作，其在处理资源和人口关系、明确资源与环境开发利用强度、优化城镇空间布局等方面具有重要的理论和现实意义。本研究以区县层级为空间载体，结合已有研究及相关技术要求，构建了一套涵盖资源、生态、环境的评价指标体系，并通过一定的方法，对其中的主要影响因素进行识别，以便直观、快捷地反映某种现状条件下资源环境承载力状况，甄别出影响区域社会经济发展、国土空间优化等方面存在的主导限制性因素，为国土空间开发保护提供基础支撑。

一 资源环境承载力

资源环境承载力是连接社会、经济与环境三大系统的纽带，其研究源于国外学者对承载力的研究，Hadwen和Palmer合作写的关于放牧地管理方面的文章第一次正式使用了承载力概念，1921年，帕克和伯吉斯切提出了承载力(Carrying Capacity)的概念[1]。20世纪60年代、70年代，随着资源消耗和环境破坏等问题日益突出，人们逐渐意识到人类与生态环境之间相互依存和矛盾的关系，越来越多的学者展开了资源环境承载力相关研究。1972年Meadows发表《增长的极限》，报告中第一次明确提出资源环境承载力，指出快速发展的工业化、剧增的人口、粮食私有制、非再生资源枯竭化以及生态环境恶化会限制人类社会的增长[2]。20世纪70年代至90年代初，联合国教科文组织(UNESCO)和粮农组织(FAO)先后提出了资源环境承载力的定义和量化方法[3-4]，其中联合国教科文组织提出的“某一国家或地区的资源承载力是指在可预见的时期内，利用该国家或地区的能源和其他自然资源以及智力、技术等条件，在保证符合其社会文化准则的物质生活水平下所能持续供养的人口数量”定义被广泛认可[4]。国内资源环境承载力研究相对较晚，可追溯至20世纪40年代，研究重点为土地对人口承载数量的影响程度。1991年，北京大学环境科学系开展的《我国沿海新经济开发区环境的综合研究一福建省湄公湾开发区环境规划综合研究报告》中首次较为严格地提出资源环境承载力概念[5]，随后的研究以耕地资源承载力[6]、水资源承载力[7]和生态承载力[8]等领域的研究成果较多。随着研究的深入，资源环境承载力被定义为：在自然生态环境不受危害并维系良好生态系统的前提下，一个区域的资源禀赋和环境容量所能承载的经济社会活动的规模[9]。近期随着国土空间规划工作的开展，学者对资源环境承载力概念进行了归纳，认为资源环境承载力是指国家和地区在某一时间、一定科学技术水平条件下资源环境的数量和质量对所辖空间区域内的人类社会生存、经济社会发展的支撑能力，资源环境承载力评价可以指导人类对资源和环境的合理利用[10]。

资源环境承载力类型按照自然资源属性可以分为资源承载力(如土地资源承载力、水资源承载力、矿产资源承载力)[11]环境承载力、资源环境承载力[12]三大类型[13]。根据文献检索，当前关于资源环境承载力研究的内容包括土地资源承载力、水资源承载力、矿产资源承载力、环境承载力等，其中土地资源和水资源承载力研究相对较多, 且土地承载力研究相对深入[14]。

二 资源环境承载力评价指标概述

构建评价指标体系是资源环境承载力的评价最重要的内容，科学的评价指标体系不仅可以客观反映资源环境承载力变化状况，而且能为决策提供参考。当前资源环境承载力评价主要涉及单要素评价、综合评价、不同区域评价等，评价对象和尺度不同，指标体系也不同。黄敬军等[15]从供需平衡角度考虑水资源的承载能力、承载状态及承载压力等方面构建了包含评价指标，施开放等[16]基于重庆市三峡库区水资源条件和社会经济发展特点，从人均水资源量、水资源利用率、用水效益、城市化水平、人口自然增长率等九方面构建了评价指标体系，并将评价结果划分为可载、满载和超载三个等级。陈珏等[17]基于各类土地利用方式，从生态环境、科技人口、水土资源、经济水平四个方面构建了评价指标体系，范增岩[18]将土地资源承载力分解为生态承载力、经济承载力、社会承载力和科技文化承载力四个子系统，构建了包含土地开发强度、森林覆盖率、城镇化率、机械化程度等21个指标在内的评价指标体系，于艳华等[19]从城镇化率、土地利用率、人均粮食占有量等方面构建了土地资源承载力评价指标体系。黄敬军等[15]从地质环境承载能力、承载状态、承载压力三方面构建了包含地表起伏度、地质灾害的灾害度、人口密度、工业化率等方面构建指标体系。关于资源环境承载力综合评价方面，武凤阳等[20]利用TOPSIS方法的原理，将资源结构、环境功能、人口及社会经济下的多个指标因素整合为社会经济和资源环境承载力两个系统，从经济增长、产业结构、资源禀赋、资源消耗等方面构建了资源环境承载力综合评价指标体系。

本文结合空间规划编制相关内容，在对已有资源环境承载力评价指标体系的基础上，结合国家相关技术要求，构建区县尺度资源环境承载力评价指标体系。

三 区县尺度资源环境承载力评价指标构建

尺度不同，关键问题不同，影响因素不同。在资源环境承载力研究中，尺度对研究的开展具有重要影响，主要体现在研究范式选择、关键影响因素甄别、结果应用指向三个方面：第一，不同尺度适用的研究范式不同。宏观尺度研究更适用于李比希最小因子定律，中、微观尺度各类影响因素协调互补效应会增强，限制因子的影响会减小，多因素综合的研究范式对其更适用。第二，不同尺度关键影响因素不同。宏观尺度研究更强调自然资源的限制性，中微观尺度则需要统筹考虑规划、政策等因素。第三，不同尺度研究结果的应用指向性不同。大尺度研究更强调结果的宏观指示性，地方尺度的研究则强调结果的精确性及实用性，以更好地指导资源开发利用与社会经济发展实践。

(一)宏观层面影响因素选择

当前，宏观尺度的资源环境承载力评价主要体现在省市级层面，主要从土地资源、水资源、生物资源、地质环境、环境容量、生态保护等方面选取评价指标。相关指导性文件如《国土资源环境承载力评价技术要求》(试行)，根据技术要求，从土地资源本底基础评价系统与水资源、生态条件和环境质量等修正评价系统两个系统四个要素分别构建影响因素指标体系(表1)。

表1 省级尺度资源环境承载力评价指标体系

(二)区县尺度影响因素选择

我国省级尺度空间范围大，部分省级行政区的土地面积和人口数量都超过了世界中等规模国家的规模，而乡镇级尺度的空间范围过小，数据获取也相对困难，难以形成相对完备的综合性指标体系。区县尺度空间范围适中，区域内部的自然条件、社会经济现状等差异性相对较小，同时市县域经济活动涉及一二三产业各个部门，体现了国民经济的各个方面，可构建一个相对完备的综合体系。

资源环境对应的国土空间是一个涵盖社会、经济、人口、土地利用、生态等多方面的综合系统，对于市县尺度，考虑到研究结果实用性，其资源环境承载力影响因素选取必须强调综合系统的全要素分析。其次，资源环境承载力影响因素不是固定不变的，会随技术、社会经济条件、自然环境的变化而变化，因此影响因素的选择应体现动态性。最后，资源环境一般具有固有的时空局限性，但随着人类的生活和生产方式的变化，区域资源环境承载的压力会不断增加，因此识别主要的影响因素并进行监测和预警对实现资源环境的永续利用非常必要(表2)。

表2 区县级尺度资源环境承载力指标体系

基于以上分析，结合区县尺度空间布局的要求，确定以下影响因素选择的思路：一是将区县视为一个系统，统筹考虑环境、土地、社会、经济、生态等影响因素；二是考虑区县层面数据的可获取性，尽量选择可获取的数据作为影响因素指标；三是根据评价单元的尺度设置必选指标和备选指标，增加指标的弹性空间。综上，区县级尺度资源环境承载力评价指标主要从自然条件、水资源、土地资源、生态环境、经济条件、社会条件等六个层面进行综合考虑，构建的指标体系见表2。相较于已有评价指标体系而言， 本研究构建的区县层面指标体系兼顾了全面性，涵盖面较广，能够比较全面地反映区域环境、土地、社会、经济、生态状况；其次，指标体系切中要解决的问题，综合考虑了获取过程中度量技术、获取难度、时间限制等方面的问题，并结合实证分析，确保了指标的可获取性和可行性；最后，指标体系具有一定的弹性，对应不同空间尺度的评价可以有一定的调整空间，指标获取条件受制时，可以有针对性的选择相对重要的指标开展评价。

四 主导限制性因素识别实证分析——以重庆市江津区为例

(一)重庆市江津区概况

江津区地处重庆西南部，位于长江上游，三峡库区尾端，是连接成渝、渝贵的重要交通通道。全区幅员面积3 218km2，2017年耕地面积占土地总面积的35%，耕地集中连片程度不高，国土开发强度12%，城镇化发展呈现“组团式、分散式”格局，农村居民点利用较粗放。2017年，江津区GDP实现757.10亿元，人均GDP实现55 522元，全年实现工业增加值374.5亿元，三次产业结构比为11.3∶60.4∶28.3，产业结构以第二产业为主。全区常住人口137.40万人，其中常住城镇人口91.47万人，城镇化率66.57%，土地城镇化速度高于人口城镇化速度。

(二)影响因素指标现状分析

自然条件包括坡度和地质灾害两个影响因素，全区25°以上的土地约占土地总面积的34.42%，15°以下的土地仅占全市国土面积的43.38%。地质灾害高易发、中易发、低易发区面积分别占幅员面积的0.31%、2.45%和0.35%，地质灾害的影响程度和范围较小。

水资源影响因素包括水资源总量、生活和工业用水与城镇工矿用地匹配程度。2008—2017年，江津区10年平均水资源量12.11×108m3，10年人均水资源量为952.94 m3/人，低于全市人均水平，属于中度缺水。2017年生活用水及工业用水量为7.33×108m3，占全区用水总量的85.23%，生活用水和工业用水与总城镇工矿用地匹配指数为3.46，匹配程度较高。

土地资源影响因素包括永久基本农田占比、建设用地极限开发强度、耕地开发利用程度。2017年江津区永久基本农田占耕地比例为76.77%，远高于全市永久基本农田占耕地比例；建设用地极限开发强度0.39，建设用地现状开发强度0.12，建设用地现状开发程度0.30；耕地开发利用程度1.00；2017年，全区国土开发强度11.79，高于全市平均水平。

生态环境影响因素包括大气环境污染物浓度超标指数、森林覆盖率、土地退化率及生态红线覆盖率。2017年，江津区大气污染物浓度超标指数为-0.23，主要的影响因子为PM10；森林覆盖率达48.5%，建成区绿化覆盖率为21.3%；水土流失强烈侵蚀以上土地占幅员面积的10.37%；中度及以上石漠化土地总面积的0.73%，全区生态退化指数为11.10%，生态退化程度较低；生态红线的面积占全区土地总面积的16.87%，生态保护的区域主要分布于南部。

经济社会条件影响因素包括单位面积固定资产投资总额、地均GDP、人口密度、城市化率。2017年，江津区社会固定资产投资总额为834.45亿元，单位面积社会固定资产投资总额为25.93万元/hm2；GDP为757.10亿元，三次产业分别实现增加值为85.8亿元、457.1亿元、214.2亿元，全区地均生产总值为23.53万元/hm2；2017年，人口密度为427人/km2，常驻人口城镇化率为66.57%(表3)。

表3 江津区资源环境承载力现状指标汇总情况

(三)资源环境承载主要限制性影响因素诊断过程及结果

根据相关研究，当前评价指标权重确定的方法主要有主观赋值法和客观赋值法，其中，客观赋权法一般有较为完善的数学理论与方法支撑，但容易忽视决策者的主观信息，特别是重要的决策信息；主观赋权法是一种基于“功能驱动”原理的赋权方法，包括特尔菲法、因素成对比较法及层次分析法等，侧重于体现评价者(专家或决策者)的主观判断或经验，具有一定的主观随意性即可能受到评价者知识或经验缺乏的影响，适用于受政府决策影响程度较大的项目分析。基于国土空间格局影响因素较多的特点，实证分析选用主观赋值法中相对较为客观的方法——AHP层次分析法确定影响因素评价指标的权重。AHP层次分析法是美国匹兹堡大学T.L.Sattv教授于20世纪70年代提出的一种新型多目标决策分析方法，其将专家经验和数学定量方法相结合实现了复杂问题定性分析向定量结果转化，应用原理是通过指标相互重要性构造比较矩阵，利用比较矩阵计算出其最大特征根及对应的特征向量，得出标准成对矩阵，再计算出该矩阵中每一行的算术平均值，得到各层次因素、因子的权重。

1.指标权重分析

(1)构造判断矩阵。将影响因素的重要程度分为非常重要、重要、比较重要、相关、不相关五个级别，结合专家经验确定评价指标重要性程度。判断矩阵通过各目标两两比较其重要性而获得一般采用1-9及其倒数的标度方法，将两个指标重要程度进行对比，同样重要时标度值为1，稍重要标度值为3，明显重要为5，很重要为7，绝对重要为9，相邻判断的中间值为2、4、6、8，构造的指标矩阵为：

A=(fij)n×n

(1)

(2)求取指标权重。计算判断矩阵中每行影响因素fij的几何平均数βi。

(2)

对向量β=(β1，β2，…，βn)T做归一化处理得到权重向量w。

w=(w1，w2，w3，…，wn)T

(3)

求最大特征根：

(4)

一致性检验：

(5)

式中：CR为相对一致性指标；CI为判断矩阵一致性指标；RI为平均一致性指标，与判断矩阵阶数相关，其值可通过查表获取(表4)。当CR<0.1时，判断矩阵基本符合完全一致性条件；CR>0.1时则认为不完全符合一致性条件，需要进行调整和修正。

表4 平均一致性指标RI的取值

2.指标权重计算

依据以上分析过程，首先征集熟悉资源环境承载力评价方面的7位专家对各评价指标重要性程度进行打分，打两轮后取平均值，得到专家打分情况表(表5)，通过两两因素比较建立评价指标相对重要性矩阵(表6)。

表5 专家打分情况统计

由表6可知，自然—水资源因素和土地资源因素权重明显高于生态因素和经济—社会因素，二者权重之和0.739 4，贡献率约占总权重值的73.94%。

表6 类指标相对重要性判断矩阵

由表7可知，坡度因素和自然灾害因素权重明显高于生活和工业用水与城镇工矿用地匹配程度和人均水资源，二者权重之和0.746 2，贡献率约占总权重值的74.62%。

表7 自然—水资源因素各指标之间相对重要性判断矩阵

由表8可知，国土开发强度、建设用地开发强度权重明显高于其他两项影响因素，二者权重之和0.657 654，贡献值约占总权重值的65.77%。

表8 土地资源因素各指标之间相对重要性判断矩阵

由表9可知，生态红线覆盖率权重明显高于其他3个指标，权重贡献值约占总权重值的41.16%，其次土地退化率重要性也相对较高。

表9 生态环境化因素各指标之间相对重要性判断矩阵

由表10可知，单位面积固定资产投资总额和地均生产总值明显高于其他两项指标，二者权重之和0.714 8，贡献率约占总权重值的71.48%。

表10 经济—社会因素各指标之间相对重要性判断矩阵

3.分析结果

通过类指标之间的权重值及其相应指标中评价指标的权重，可以综合确定各评价指标最终的权重值，即可得到16个指标相对重要性程度(表11)。

表11 江津区资源环境承载主要限制性影响因素指标综合权重表

由表11可知，在江津区资源环境承载力诸多影响因素中，自然因素和土地利用因素的影响程度较大，二者权重之和0.739 4，贡献率约占总权重值的73.94%，是影响土地综合整治项目选址的主要因素，生态环境、经济—社会因素的影响程度相对较小。从单项影响因素指标看，坡度因素、地质灾害因素、建设用地开发强度、国土开发强度、永久基本农田占比、生态红线覆盖率等因素的影响程度较大，对全区国土空间格局中建设用地配比、用地空间布局、发展用地与保护用地布局等具有较大的影响。

五 结论

已有资源环境承载力评价较少强调空间尺度，普遍采用基于时间序列的因子分析法体现不同区域综合承载力动态变化和空间分异特征，但受制于指标动态性的影响，采用一定时间系列得出的承载力评价结果(即是否超载)具有时效性且可能有失科学性。笔者基于实证分析实践，认为资源环境承载力评价的重点不一定要得出是否超载的结论，而通过评价找出影响区域社会经济发展和国土空间布局中的主导限制性因素，这对于促进区域资源环境的优化调整和高效利用更具实用性。

基于区县尺度资源承载力评价对评价结果精确性及实效性的需求，在评价指标体系构建中，采用多因素综合的研究范式，结合指标数据的可获取性，从自然条件、水资源、土地资源、生态环境、经济条件、社会条件层面进行综合考虑，构建了区县级尺度资源承载力评价综合指标体系。

通过对江津区资源环境承载主导限制性因素的实证分析，得出在影响其国土空间优化布局的诸多影响因素中，坡度、地质灾害、建设用地开发强度、永久基本农田占比、生态红线覆盖率等因素是影响江津区布局优化的最主要因素，因此在国土空间规划编制和开展国土空间适宜性评价中需要着重考虑。