郑州市土地资源综合承载力评价及提升路径研究

冯 阳，刘晓英

（郑州大学 旅游管理学院，河南 郑州 450001）

0 引言

土地作为环境与资源的载体，是社会经济发展的基础。随着城市化与工业化的进程加快，人地矛盾越来越突出，土地资源的承载力作为区域经济发展的重要评价指标，研究区域土地承载力是促进土地节约集约高效利用的基础，是促进区域经济可持续发展的重要依据。

关于土地资源承载力的研究，最早在20 世纪20年代到60 年代，学术界开始关注资源环境承载力问题，提出了生态系统承载力等概念，土地资源承载力由此而生。20 世纪70 年代后，学术界开始研究资源承载力和土地人口承载力等，如Millington（1973）通过资源对人口发展的限制的视角研究澳大利亚的土地资源承载力。国内最早关于承载力的研究是1986 年由中科院主持的“中国土地资源生产能力及人口承载力研究”[1]。随着研究的深入，从单一的人粮关系演进到多因素共同影响的土地综合承载力研究，如王书华等[2]提出土地资源承载力的定义为在一定时期，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与强度的阈值。土地资源承载力的研究方法也越来越丰富，包括生态足迹法[3]、动力学方法[4]、层次分析法[5]等；在研究范围方面，涵盖了省域[6]、市域[7]、县域[8]等多个层面。纵观现有研究，只有较少部分关注对土地资源承载力系统内部协调发展的研究，对于郑州市的土地资源承载力研究少之又少。鉴于此，本文通过DPSR 模型、TOPSIS 模型、熵权法、障碍度模型和耦合协调度模型对郑州市土地资源承载力进行综合研究，有利于了解区域内资源承载力水平，为相关规划工作提供一定的依据，成果可以应用到闲置低效用地再利用、新增建设用地指标分配等方面，对后续城市发展定位具有一定的参考作用。

1 研究区域概况

郑州市位于河南省中部偏北，是河南省省会，总面积7 446.2 平方公里。近年来郑州市人口持续增加，城镇化率达到74.6%，净流入人口达到46 万左右，正处于全力建设国家中心城市的阶段，开展对郑州市的土地资源承载力研究不仅可以为当地土地资源高效利用提供决策上的支持，也为相同资源条件的地区提供研究参考。

2 数据来源与研究方法

以郑州市作为研究对象，数据主要来源于《河南省统计年鉴》和《中国城市建设统计年鉴》，以及郑州市社会经济发展公告等，部分数据获取经过二次运算得到。

2.1 土地资源承载力评价指标体系建立

DPSR（驱动力—压力—状态—响应） 模型是由PSR（压力—状态—响应）模型演化而来，最初用于研究环境与人类社会发展之间的关系问题[9]。驱动力层反映了人类活动及社会经济发展对整个系统产生的影响，压力层反映人类社会经济活动对生态环境的影响，状态层则体现了生态环境对人类社会的反作用，响应层反映了政府部门及相关措施对状态层所带来的挑战进行的调整。DPSR 模型能够处理现实中复杂的因果关系网。

本文基于DPSR 模型以及参考前人相关的研究成果[10]，结合郑州市的社会经济发展，根据综合性、系统性、可获得性、科学性等原则来构建评价指标体系。具体指标体系见表1。

2.2 土地资源承载力评价模型构建

2.2.1 评价指标标准化。本文采用极值法对数据进行无量纲化处理，计算公式为：

式中，Xij表示第i 个指标第j 年的原始值表示标准化后的数值。

2.2.2 熵权法。为了保证承载力评价的客观准确性，避免主观误差，本文采用熵权法确定评价指标体系的权重。具体为在对数据进行无量纲化处理的基础上，通过公式（3）计算熵值，利用公式（4）计算指标权重。

式中，ej是信息熵；yij为每项指标j 下面的不同年份的发展水平i 所占比重；wj为土地承载力系统各评价指标的权重。经过计算后，各指标权重如表1 所示。

表1 基于DPSR 的郑州市土地承载力评价指标体系

2.2.3 TOPSIS 模型。TOPSIS 模型是一种基于多目标的综合评价方法，根据评价对象与最优目标值的接近程度，对不同目标进行优劣排序[11]。首先要对指标进行加权得到加权规范化矩阵Y（Y=X·wj），进一步得到正负理想解：

最后计算贴进度cj，以贴进度代表土地资源承载力。

式中，cj取值范围为[0,1]，取值越接近1，表明土地承载力水平越高，反之表明土地承载力水平越低。

2.2.4 障碍度模型。利用障碍度模型对影响郑州市土地综合承载力的因素进行界定分析，进而针对性地调整土地资源治理相关政策[12]。具体的公式为：

式中，Yj是因子贡献度；Tj是指标偏离度；Dj是指标障碍度。

2.2.5 系统耦合协调模型。土地承载力系统是一个多因素相互作用的系统，可以通过耦合模型来反映子系统之间的相互协调作用[11]。

计算四个子系统耦合度C (0≤C≤1)，C 取值越大表明系统的耦合度越大，具体公式为：

式中，f(x)、g(x)、h(x)、m(x)分别为各子系统的土地承载力。通过子系统综合效益权重(α、β、γ、δ)，计算系统耦合协调度D，具体公式为：

耦合协调度可以衡量内部系统或内部各要素协调性状况，因此在耦合模型的基础上继续引入耦合协调模型，可以通过该模型研究承载力内部系统要素的协调一致性。本文参考相关研究[13-14]，土地承载力划分标准见表2。

表2 耦合协调度等级划分标准

3 结果与分析

3.1 郑州市土地资源承载力变化情况分析

总体结果来看，2007-2018 年郑州市土地承载力呈现波动上升的趋势。具体来看，2007-2012 年处于下降趋势，由于人口密度增加，土地开发强度不断加大，人均土地资源量不断下降；2013-2018 年土地承载力逐渐增强，地均GDP 和城镇居民人均可支配收入不断增加，二三产业的比重有所上升，人均公园绿地面积不断增加等，生态环境得到改善，人民生活质量得到一定提高。具体如图1 所示。

图1 2007-2018 年郑州市土地资源承载力变化

驱动力子系统呈现出先下降后缓慢上升的态势，这一态势表明郑州市经济不断发展，城镇化水平不断提高、人均收入在不断增加，但是在发展的过程中也导致了一系列生态和人口问题，需要城市不断创新发展理念，增加创新投入，促进资源的高效利用。

压力子系统呈现出波动下降的态势。2007-2008年有所下降，2009 年上升至0.744 7 后下降至0.275 6；2016-2018 年从0.320 5 上升至0.414 0，这一态势表明经济不断发展的同时，生态环境压力不断加大，要注重在发展过程中对于环境的保护。

状态子系统呈现出先下降后上升的趋势，主要是由于郑州市在城市化的进程中人口不断增多，土地开发强度不断加大。随后郑州市采取了一定的人口政策与措施，人地矛盾有所减缓。

响应子系统也是呈现出先下降后上升的趋势，2007-2010 年 有 所 上 升，2011 年 下 降 至0.079 4，从2011 年开始逐步上升至0.952 7，城市环境得到极大改善，环保力度不断加大。

3.2 郑州市土地资源承载力障碍因子诊断

从郑州市2007-2018 年土地承载力障碍度变化中可以看出（表3），从2007-2010 年，障碍因素主要集中在压力和状态系统。障碍度较大的指标包括人口自然增长率、人均土地资源占有量、人均道路面积等，在这一阶段由于城市化不断推进，人均资源占有量减少，应该合理控制人口的增加及流动，促进资源高效利用。2011-2018 年障碍因素主要集中在驱动力、压力和状态系统。障碍度较大的指标包括二三产业增加值占比、万元GDP 工业废水排放、人口密度等，在这一阶段由于二三产业发展水平不高，工业排放导致环境问题，人口增加加剧环境压力，应该注重优化产业结构，注重环境保护，提高土地利用效率。

表3 2007-2018 年郑州市土地资源承载力指标层主要障碍因子

3.3 郑州市土地资源承载力系统耦合协调度评价

由表4 可知，2007-2012 年郑州市土地资源承载力系统耦合级别处于拮抗和磨合，子系统内部要素之间协调性变差，一直处于濒临失调和勉强协调的状态，2013-2018 年呈现高水平耦合，逐渐呈现出良好协调的状态，但是距离优质协调还有一定空间。对比耦合度与协调度，耦合度高于协调度评价结果，说明郑州市土地资源承载力系统内部要素相互作用，内部系统有序发展。在2017 年耦合度与协调度达到最大值，说明内部系统之间相互作用良好，内部要素发展较为一致。总的来说，经济不断发展、城镇化水平不断提高的同时也产生了一系列生态环境问题，要想取得协调发展，必须处理好经济与生态保护之间的关系。

表4 2007-2018 年郑州市土地资源承载力系统耦合协调度

4 结论与建议

4.1 结论

通过DPSR、障碍度模型与耦合协调度模型对郑州市2007-2018 年土地资源承载力、影响土地资源承载力的障碍因素及耦合协调性进行综合分析与评价，主要研究结论如下：

（1）2007-2009 年土地承载力指数呈现下降趋势，在2010 年略有上升，2010-2012 年下降，2013-2018 年呈上升趋势，总体处于中级水平，距离优质土地资源承载力还有一段距离。

（2）通过对指标障碍因素进行诊断，影响郑州市土地资源承载力的主要障碍因素包括二三产业增加值占比、万元GDP 工业二氧化硫排放量、地均工业总产值、人均有效灌溉面积、城镇化率，应该对此采取具有针对性的措施以提高承载力。

（3）通过对耦合协调度进行评价，总体呈现出濒临失调到中级协调直至良好协调的态势，整体耦合协调度较好，但距优质协调还有差距。

4.2 建议

（1）科学制定城市用地政策，转变发展模式。加强土地规划，提高土地利用效率，防止城市盲目扩张，保护耕地，严控土地数量。在充分利用资源和保护生态环境的同时，更加注重提高土地产出效率、集约效益和循环程度，形成有利于资源节约和高效利用的空间格局、产业结构和生产方式。

（2）推动城区功能疏解，优化城市布局与用地结构。随着城市化的不断发展与推进，土地开发强度不断增大，由于人口激增导致环境压力加大，使人口因素承载力较低。应采取有效的人口政策和发展政策，推进中心城区功能有序疏解，降低土地开发强度和人口密度，使集约节约用地贯穿群众的日常生产生活，缓解土地承载的压力。

（3）始终贯彻绿色发展理念，打造宜居城市。要充分发挥规划引领作用，优化城市布局，统筹推进核心板块建设、公共服务与生态绿化、城市改造更新等项目，提高公共服务质量。注重对生态环境的保护，充分发挥土地的生态服务功能，建设黄河生态保护区，大力发展绿色经济，维护城市生态安全、保障城市高质量发展。