绿色发展视角下的沈阳市国土开发强度与资源环境承载能力的耦合关系研究及协调路径

2022-03-18荀文会于子健

国土资源科技管理 2022年1期

荀文会，于子健

（1.沈阳市规划设计研究院有限公司，辽宁沈阳 110004；2.中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京 100083）

随着国土开发强度的不断加大，资源环境承载力正在逼近“天花板”，资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化等一系列问题日益显现，生态文明建设面临巨大挑战。走绿色低碳发展之路，是突破环境资源瓶颈制约，实现可持续发展的必然选择。高品质国土空间要求各类开发活动限制在资源环境承载能力之内，国土开发必须以资源环境承载能力为硬约束，开发强度应与资源环境承载能力相匹配，从源头引领绿色发展。沈阳作为东北地区中心城市，沈阳经济区的核心城市，城市发展建设过程中面临的资源环境约束问题比较突出，开展国土开发强度与资源环境承载能力的匹配关系研究，可以为规划管控和城市治理提供借鉴。

一理论基础

绿色发展是人与自然和谐发展。落实国土空间绿色治理制度和行动，应以资源环境承载力为底线。资源环境承载能力是一定时期国土空间内自然资源、环境容量和生态环境对人类活动和经济发展的综合支撑水平[1]。国土开发强度是区域土地开发利用程度及其对社会经济人口累积承载强度的综合反映。国土开发强度和资源环境承载力作为国土空间利用的两个子系统，相互影响并彼此相互制约。超强度国土空间开发活动将会使区域生态系统服务功能下降和环境污染加剧，但反过来人类利用资源和改变环境能力的提升能够对资源环境承载力的维持和提升起到积极作用。树立生态国土理念，在资源开发方面强调绿色低碳，用尽可能少的资源可实现绿色发展的要求。因此，国土开发必须与资源环境承载能力相匹配，节约集约利用土地，优化国土空间格局，推动形成绿色发展方式。利用文献法进行分析发现，当前学术界关于资源环境承载力和国土开发强度的研究多是独立展开，针对两者协调关系的研究相对较少。卫恩夷等以沈阳经济区为例开展了资源环境承载能力和国土开发强度的耦合关系研究[2]，吴大放、杨壮壮、段佩利等分别以珠三角、扬子江城市群和中国沿海城市为例开展了相关研究[3-5]，这些宏观尺度研究对解决区域发展不协调和国土开发失衡的问题具有参考意义，但对城市自身国土空间格局构建的可借鉴性不强。另外，以往研究对于国土开发强度的评价多采用区域建设用地面积占土地总面积的比例这一单一化指标，忽视了对建筑容量、区域人口和经济的承载强度。鉴于此，本文基于建设规模、建筑容量、人口和经济效益等构建国土开发强度评价指标，并以沈阳市为例，测度2010—2018年年间城市的资源环境承载能力和国土开发强度，开展耦合及协调性研究（图 1）。

图1 国土开发与资源环境承载能力系统相互作用关系

二研究方法

（一）数据来源

以沈阳市为研究对象，分析中采用的社会经济数据来自于《沈阳统计年鉴》（2011—2019年），土地面积数据来源于沈阳市历年土地利用现状变更成果，建筑容量数据来源于建筑普查数据。

（二）研究方法

1.建立评价指标体系

《全国主体功能区规划》以区域建设用地面积占土地总面积的比例衡量城市国土开发强度，很多学者研究国土开发强度多采用此项指标。但作者认为单一用建设用地占比衡量国土开发强度，忽略了国土空间承载的建筑容量以及人口规模和经济产出。作者更倾向于认为，国土开发强度是区域空间开发利用程度及其对区域人口、经济与用地规模等承载强度的综合反映[6]。因此本研究采用人均建设用地面积、建设用地面积占比、建设用地地均GDP以及城区建筑总量四项指标表征国土开发强度指数。

资源环境承载能力是在一定阶段，一定区域内资源环境系统能承受的人类经济和社会活动能力的总和，是涵盖了自然环境、资源禀赋、社会环境、人类经济社会活动等多方面的复杂系统[7]。从资源环境承载能力的内涵来看，包括资源系统承载力、环境系统承载力和社会经济发展对资源和环境的支撑力。资源承载力主要反映资源对区域经济社会发展的支撑情况；环境承载力主要反映区域经济社会发展过程中对环境的污染与治理情况；社会经济支撑力主要反映区域经济实力以及对区域资源环境承载力的经济支撑作用[8]。从三者间的关系来看，土地资源、水资源等资源禀赋直接决定了区域的生态环境功能，资源承载力是环境承载力的基础；大气环境、水环境等环境承载力是资源承载力的约束条件和制约瓶颈；经济发展水平以及技术能力是影响区域资源环境承载力高低的关键因素[9-10]。据此，本文立足已有研究成果，结合沈阳市实际情况构建了指标体系[11-12]，具体见表1。

表1 沈阳市国土开发强度及资源环境承载力评价指标及权重表

2.指标权重确定

根据各项指标的含义、重要性以及指标间的相互相关，采用德尔菲法（Delphi）确定各项指标权重，具体见表1。

3.匹配关系评价模型

本文引入耦合模型，利用耦合度反映资源环境承载力与国土开发强度两个系统相互作用程度的强弱[13]。耦合度越大，意味着资源环境承载力与国土开发强度两个系统要素之间的发展方向越有序；耦合度越小，说明资源环境承载力与国土开发强度两个系统要素之间关系越缺乏稳定性。耦合模型为：

式中：C为国土开发强度与资源环境承载力的耦合度，C越大说明国土开发强度与资源环境承载力之间良性共振越强，向有序转变；X、Y分别代表国土开发强度和资源环境承载力指数。国土开发强度和资源环境承载力耦合度等级划分见表2。

表2 国土开发强度与资源环境承载力耦合度等级划分

虽然C可以表示为国土开发强度与资源环境承载力之间的协调程度，但有时难以反映实际水平和状态，故构建耦合协调模型来表征两者之间的耦合协调性。协调度可以评判国土开发强度与资源环境承载力协调一致发展及交互耦合的协调程度。其评价模型一般设定为：

其中：D为国土开发强度与资源环境承载力的协调度，D值越高说明国土开发强度与资源环境承载力耦合协调越好，根据协调度的大小并借鉴相关文献，将协调度从低到高划分不同等级，国土开发强度与资源环境承载力协调度等级划分见表3。T为综合协调指数；α、β为待定系数。国土开发要充分体现集约高效和适度，又不突破资源环境承载力的阈值，只有两者较好匹配，才能实现生态文明和绿色发展。从重要性来看，国土开发强度与资源环境承载力具有相同的重要性，故本研究确定待定系数α＝β＝0.5。

表3 国土开发强度与资源环境承载力协调度等级划分

三资源环境承载能力与国土开发强度综合测度

（一）资源环境承载能力分析

为测算出国土开发强度与资源环境承载力之间的耦合协调程度，本文构建了资源环境承载力的综合评价指数，其计算函数为：

式中：ωj为评价指标j的权重；χj为评价指标j原始数值经过标准化处理后的数据。对于负向指标而言，指标数据越小，对资源环境系统发展越有利；对于正向指标而言，指标数据越大。根据表1所列资源环境承载力评价指标和指标权重，采用综合指数法测算沈阳市资源环境承载力指数，结果如表4和图2。

表4 2010—2018年沈阳市资源环境承载能力子系统及综合指数分值

图2 2010—2018年沈阳市资源环境承载能力子系统及综合承载力指数分析

根据表4和图2的评价结果，从资源承载力子系统来看，沈阳市的资源承载力逐年降低，主要原因在于：一是沈阳市资源供需矛盾日益严峻，随着人口增长和自然资源消耗，耕地、水资源等人均资源占有量有所下降；二是作为重要生态要素林地和湿地面积逐年减少，森林覆盖率和湿地面积比重降低，但总体保持基本稳定；三是沈阳作为东北地区的中心城市，吸纳人口的能力突出，作为负向指标的人口密度越来越大。上述特点的累计效应对资源承载力造成了负面影响，致使沈阳市的资源承载力呈下降态势。

从环境承载力子系统来看，沈阳市环境承载力逐年提高，这也说明随着经济发展水平的提高，可以用于环境改善、污染治理、节能减排等方面的投入增大，技术水平显著提升。沈阳市近年来围绕“推进精细化管理，建设高品质城市”的目标，致力提升生态环境治理体系和治理能力的现代化水平，推动形成绿色发展方式，坚持资源化、减量化和无害化利用，提高治理效能，强化污染减排，深化污染防治，强力推进废物利用、污水处理率和生活垃圾无害化处理率都呈现增加态势，从而使城市环境承载力向好发展。

从社会经济支撑力子系统来看，伴随着社会发展和技术进步承载力逐年提高。沈阳市落实国家战略要求，推进老工业基地的全面振兴全方位振兴，经济发展质量和效益持续向好，新的增长动能越发强劲，地均GDP和人均可支配收入持续增长，城镇化水平稳步提高。经济结构调整成效显著，创新创业活力不断迸发，科技创新能力显著增强，科技进步使万元GDP耗能逐步下降，区域资源环境承载力的经济资源基础更加雄厚。因此沈阳市城市社会经济支撑力呈现增加态势。

总体来看，沈阳市资源环境承载能力综合指数总体呈现出逐年增加的态势，只是在2014年由于人均水资源占有量明显降低，导致资源承载力指数和综合指数出现了下降。这也说明沈阳市在经济社会发展的同时，也关注资源环境的消耗，通过环境治理和节能减排等措施，持续提高资源环境承载能力。

（二）国土开发强度分析

根据构建的国土开发强度指标体系，采用综合评价法测度沈阳市国土空间强度指数。依据2010—2018年土地现状变更调查和建筑普查数据得出沈阳市的国土开发强度指数，结果如表5所示。

表5 2010—2018年沈阳市国土开发强度指数统计情况

经分析，沈阳市近10年来由于人口流动的变化导致人均建设用地规模先增加后减少，但建设用地面积占比、城区建筑总量和建设用地地均二、三产业产值都逐年增加。从国土开发强度指数来看，沈阳市的国土开发强度呈现出逐步增加的趋势。沈阳作为东北地区重要的中心城市和沈阳经济区的核心城市，始终是引领全省经济、人口发展的核心引擎，集聚效应明显，人口和产业向沈阳集中集聚，在建设用地规模不断扩张的同时二、三产业增加值也在不断增加，人口向中心城市集聚也直接导致建筑总量的不断增加，国土开发强度逐步增大。从国土开发强度的变化速率来看，近10年年均增长10%，但增幅呈现逐年减少，这与沈阳市强化建设用地集约利用、产业结构不断转型升级，经济进入新常态和推进高质量发展有密切关系。

四国土开发强度与资源环境承载力的耦合关系

利用耦合协调模型测算沈阳市国土开发强度与资源环境承载力的耦合度及协调度，结果如表6所示。

表6 2010—2018年沈阳市国土开发强度与资源环境承载力的耦合度和协调度

从耦合度来看，2010—2018 年沈阳市国土开发强度与资源环境承载力之间的耦合度呈现“∩”字型变化，即先上升后下降，但整体都处于拮抗阶段，资源环境承载与开发强度之间的耦合度并不理想，未来的发展潜力不容乐观。

从协调度的变化情况来看，沈阳市国土开发强度与资源环境承载力之间的耦合协调程度总体呈现出良性发展的态势。2010年处于濒临失调阶段，经历了2011年和2012年的勉强协调阶段，到2013年以后总体进入初级协调阶段，在空间上达到良性共振。虽然沈阳市耦合协调度总体上呈上升趋势，但变化幅度不明显，协调度处于0.60到0.65之间，可见资源环境对于沈阳市的国土开发建设的约束程度并没有出现缓解趋势。

值得注意的是，2014年与2018年相比，呈现了国土开发强度与资源环境承载力耦合度与协调度此消彼长的反向关系，协调度上升意味着国土开发对资源环境危害小，资源环境对城市开发建设约束程度不强，但耦合度下降则表明国土开发强度与资源环境承载力的关系趋于无序化，这与相关优化区域发展政策的制定有关。尤其是2014年以后，沈阳市通过推进城市转型和产业结构升级，加大环境治理能力建设和强化建设用地集约利用等措施降低了资源环境的约束，提高了环境承载力和社会经济支撑力，区域的资源环境承载状况得到改善。

五国土开发强度与资源环境承载力的协调路径

通过国土开发强度与资源环境承载力的耦合关系可以看出，越是经济社会发展水平较高的城市，国土开发强度与资源环境承载力相互作用越强烈。虽然沈阳市国土空间开发强度与资源环境承载力耦合协调度在不断提高，但总体的协调状况还处于较低水平，国土空间优化和城市治理仍面临较大压力，合理地选择路径才能使国土开发强度与资源环境承载能力协调发展。

一是从绿色发展视角优化国土空间格局。资源环境承载力和国土空间适宜性评价是国土空间规划编制的基础。沈阳市应以“双评价”为依据，遵循底线思维，合理控制建设用地规模，并根据人口和经济总量的分布调控各县区建设用地规模和布局。在规划编制中，一方面可以通过建设用地总量管控、提高自然资源利用效率、绿色交通体系规划、国土综合整治等方面减少碳排放；另一方面应通过建设用地布局调整，国土空间生态修复、提升蓝绿空间等增加碳汇能力，探索构建绿色低碳国土空间开发保护格局。

二是多措并举提升城市治理。从国土开发强度和资源环境承载力的影响因素来看，人口增长、经济发展和建设用地扩张是国土开发强度增加的最主要因素；而自然资源合理利用保护、经济结构调整、科技创新、环境改善、节能减排等是增强资源环境承载力的主要途径。因此，提高城市治理能力和治理水平能提升国土开发强度与资源环境承载力的协调程度。从沈阳而言，作为中心城市的集聚效应明显，在加大产业承接和人口转移的同时，应提高新技术研发与应用方面的投入，支撑产业结构升级和科技进步，降低资源环境的天然约束，实现经济社会发展与资源环境保护的双重提升。推动形成绿色发展方式，提高治理效能，强化污染减排，深化污染防治；推进城镇低效用地开发利用，加快盘活存量用地，实现国土资源的高效利用。