基于正反評價的福州市土地承載力預(yù)景分析

王成新 萬 軍 呂紅迪 于 雷

(環(huán)境保護部環(huán)境規(guī)劃院，北京 100012)

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基于正反評價的福州市土地承載力預(yù)景分析

王成新 萬 軍 呂紅迪 于 雷

(環(huán)境保護部環(huán)境規(guī)劃院，北京 100012)

新型城鎮(zhèn)化對土地節(jié)約集約提出更高要求。以福州市為例，探討城鎮(zhèn)化背景下盆地城市土地承載力評價方法。提出“正反”雙向評價方法，建立建設(shè)適宜性“正評價”與生態(tài)安全格局“反評價”模型?；诘拙€、滿意、理想三種情景下的生態(tài)用地，提出不同發(fā)展水平下城市土地人口承載水平與空間分布方案，引導(dǎo)城市發(fā)展與用地選擇。最后，總結(jié)該方法的不足與改善建議。研究表明：福州市土地建設(shè)承載水平區(qū)域差異較大，西北部生態(tài)安全等級高，建設(shè)承載力較低，中部及東南沿海的福清市與長樂市土地建設(shè)承載水平較好，可作為未來重點發(fā)展區(qū)域。

城市土地承載力；建設(shè)適宜性；生態(tài)安全格局；預(yù)景；福州市

引言

《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃》提出把生態(tài)文明全面融入城鎮(zhèn)化進程，要求節(jié)約集約利用土地資源[1]。城市土地承載力是城市發(fā)展規(guī)模是否合理的重要依據(jù)。隨著城鎮(zhèn)化進程加快，食物供給不再是制約城市人口規(guī)模的主要因素，城市人口布局與土地資源短缺之間的矛盾，成為新的人地矛盾。城市土地承載力研究是解決這些問題的重要途徑，也是合理確定城市發(fā)展規(guī)模的支撐條件。

城市土地承載力有別與以“土地—糧食—人口”關(guān)系為主的土地承載力[2]。城市土地承載力是在一定時期，一定空間區(qū)域，一定的社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境條件下，城市土地資源所能承載的人們各種活動規(guī)劃和強度的閾值[3]。按照承載對象不同，城市土地承載力的研究主要集中在人口數(shù)量、城市規(guī)模和城市綜合承載能力等方面[4]。承載力評價是研究城市土地承載力的主要思路。本文在建立城市土地承載力評價模型的基礎(chǔ)上，以人口數(shù)量作為承載對象，對未來城市土地進行預(yù)景分析。

承載力評價是研究城市土地承載力的主要思路。關(guān)于城市土地承載力的研究方法主要集中在指標(biāo)體系構(gòu)建與模型評價等方面[5-6]，運用生態(tài)足跡理論，定量研究區(qū)域生產(chǎn)性土地的需求與供給[7]。運用地理信息技術(shù)，基于生態(tài)敏感性對城市土地承載力進行評估，指導(dǎo)城市用地規(guī)模與用地選擇[8]。運用地理信息技術(shù)研究土地集約利用空間發(fā)展模式成為新的發(fā)展趨勢，主要集中在城市適宜建設(shè)用地選擇、生態(tài)用地保護等方面[9]。城市建設(shè)適宜性評價結(jié)合生態(tài)安全格局構(gòu)建來評估城市土地承載力問題尚未見報道。因此，本文運用GIS空間分析技術(shù)，建立城市土地建設(shè)適宜性評價模型，在此基礎(chǔ)上扣除不同發(fā)展情景下的生態(tài)安全格局用地，研究不同發(fā)展模式下人口承載狀況，以期為土地集約利用提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

福州市位于我國東南沿海經(jīng)濟帶上，是我國重要的沿海港口城市。轄區(qū)土地資源相對緊缺，土地供需矛盾大，可用于建設(shè)的土地不多，素有“八山一水一分田”之稱。選擇福州市作為研究區(qū)，一是因為福州市承擔(dān)重要的城市分工，是東南沿海輻射海峽西岸的重要城市，也是未來重點發(fā)展區(qū)域。目前，福州市處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)關(guān)鍵時期，福州新區(qū)獲批勢必會帶來新的發(fā)展契機。二是福州市具有典型的山地丘陵地貌，自身發(fā)展條件受限，可開發(fā)用地較少。因此，本文選取福州市作為山地丘陵地區(qū)人地矛盾突出的典型代表，分析其城市土地承載狀況對其他同類型城市具有借鑒意義。

2 研究方法

傳統(tǒng)評價方法通常采用單向適宜性評價，對城市土地進行建設(shè)適宜性或生態(tài)敏感性評價，存在因子單一、導(dǎo)向不明等問題。

本文嘗試采用城市土地正反評價方法，從城市建設(shè)與生態(tài)保護角度對城市土地進行正反評價。按照圖1技術(shù)路線圖，主要分三步。一是建立土地建設(shè)適宜性評價模型為正評價，以有利城市建設(shè)的原則，選擇評價因子進行加權(quán)分析，評價適宜建設(shè)的用地范圍。二是從生態(tài)保護的“反規(guī)劃”角度出發(fā)，進行生態(tài)安全格局反評價，構(gòu)建不同生態(tài)環(huán)境目標(biāo)下的發(fā)展情景。最后對城市土地進行綜合評價，以生態(tài)環(huán)境優(yōu)先為前提，確定不同發(fā)展情景下的城市建設(shè)用地規(guī)模與空間分布，得出適宜承載人口分布的用地空間布局。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)人均建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)，確定土地資源用于城市建設(shè)能夠承載的規(guī)模限度，給出城鎮(zhèn)規(guī)模布局建議。

圖1 研究技術(shù)路線圖

城市土地建設(shè)適宜性“正評價”采用GIS空間疊加分析，識別城市適宜建設(shè)用地。綜合疊加地形、工程地質(zhì)、水域、保護區(qū)、土地利用類型、城市建設(shè)等多項因子，并對不同因子賦予不同的權(quán)重進行柵格疊加分析，得到建設(shè)用地適宜性評價結(jié)果。

城市土地生態(tài)安全格局“反評價”是一種維護不同發(fā)展水平下區(qū)域生態(tài)安全格局的評價方法?；凇胺匆?guī)劃”思想，通過逆向思維，評價水安全格局、地質(zhì)安全格局、生物安全格局、人文安全格局中的生態(tài)用地，保護城市發(fā)展過程中不可逾越的底線，保障區(qū)域生態(tài)安全。

圖2 福州市土地建設(shè)適宜性評價圖

以上這兩種方法在相關(guān)研究中均有運用，通過建設(shè)用地適宜性評價得到的城市適宜建設(shè)用地數(shù)量是固定的，區(qū)域內(nèi)可利用的建設(shè)用地很大程度上取決于區(qū)域內(nèi)因生態(tài)維護需求需要控制開發(fā)的用地量，本文探索運用正反評價方法，在建設(shè)適宜性評價的基礎(chǔ)上，構(gòu)建生態(tài)安全格局，扣除需要保護的生態(tài)用地，評價未來城市發(fā)展的底線用地分布，得出城市土地承載力空間分布情況。

3 福州市土地承載力評價

3.1 土地建設(shè)適宜性正評價

(1)評價指標(biāo)選取及等級劃分。根據(jù)城市用地建設(shè)適宜性評價原理，結(jié)合地區(qū)特征和數(shù)據(jù)的易獲取性，選擇具有共性且對城市發(fā)展影響相對較大的地形、地質(zhì)、生態(tài)、土地利用、城市建設(shè)等獨立因子作為判據(jù)。地形因子主要評價坡度、坡向、高程等因素，地質(zhì)因子主要對地質(zhì)災(zāi)害敏感性進行評價，生態(tài)因子主要評價河流、湖庫、自然保護區(qū)等因素，土地利用因子主要對現(xiàn)狀土地利用類型及管控類型進行評價，城市建設(shè)因子主要評價高速公路、國道、干道等道路因素，以及城市基礎(chǔ)設(shè)施(建成區(qū))的吸引力。按照各評價因子對區(qū)域建設(shè)貢獻水平的影響，將評價因子劃分為多個適宜性等級，在對比相關(guān)研究因子權(quán)重的基礎(chǔ)上[10-11]，通過相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、專家和學(xué)者共同參與填寫權(quán)重調(diào)查表，對調(diào)查結(jié)果對比分析，最終綜合確定各因素的因子權(quán)重值(表1)。

(2)評價結(jié)果。通過GIS的空間分析功能進行相應(yīng)的處理和計算，對道路、水文、自然保護區(qū)、建成區(qū)等因子建立緩沖區(qū)，在各因子屬性表中賦予相應(yīng)評分值，形成單因素建設(shè)適宜性評價圖。

依據(jù)確定的因子權(quán)重，將各因子進行加權(quán)疊加分析利用空間分析工具，對各柵格圖層進行加權(quán)疊加，得到福州市土地建設(shè)適宜性“正評價”結(jié)果(圖2)，將城鄉(xiāng)土地進行建設(shè)的適宜程度分為5級：最適宜建設(shè)用地、適宜建設(shè)用地、可建設(shè)用地、不宜建設(shè)用地和不可建設(shè)用地(表2)。其中，最適宜建設(shè)用地1397.6 km2，占土地面積的12.9%，主要分布于福州市主城區(qū)及東南沿海福清市、長樂市等區(qū)域。

3.2 福州市生態(tài)安全格局反評價

通過土地建設(shè)適宜性正評價，得到了有利城市建設(shè)角度下的用地范圍。但從維護區(qū)域生態(tài)安全的角度分析，生態(tài)用地不適宜做建設(shè)用地。根據(jù)福州市生境特點以及生態(tài)用地的重要性，將維護生態(tài)安全的河流、湖泊、水庫、濕地、山體林地等不同范圍的緩沖區(qū)作為不適宜建設(shè)用地，構(gòu)建底線、滿意、理想三種不同的發(fā)展情景，對城市用地進行生態(tài)安全格局反評價。

表1 土地建設(shè)適宜性評價因子權(quán)重表

表2 福州市土地建設(shè)適宜性評價匯總表

3.2.1 反評價過程

維護區(qū)域水環(huán)境安全，保障城市雨洪與飲水安全。保護區(qū)域內(nèi)的具有洪水調(diào)蓄功能的主干河流、湖泊、水庫、坑塘、低洼地以及城市水源地。通過相關(guān)研究的對比分析[12-13]，結(jié)合福州市自身的生態(tài)系統(tǒng)特點，建立反評價體系(表3)，構(gòu)建不同發(fā)展情景下城市生態(tài)安全用地的底線。根據(jù)城市建設(shè)藍(lán)線管理規(guī)定，將主干河道、湖泊、水庫50m緩沖區(qū)作為底線范圍，嚴(yán)格控制開發(fā)。50～100m緩沖區(qū)為滿意范圍，盡量避免建設(shè)，宜采用生態(tài)化工程措施，恢復(fù)自然河道。100～150m緩沖區(qū)為理想范圍，可進行適當(dāng)建設(shè)，建設(shè)項目應(yīng)達到相應(yīng)的防洪標(biāo)準(zhǔn)。為保障城鄉(xiāng)飲用水安全，防止水源污染，根據(jù)城市飲用水水源地管理規(guī)定，將地表水一級保護區(qū)作為嚴(yán)格保護的底線范圍，二級保護區(qū)為滿意范圍，二級保護區(qū)50m緩沖區(qū)或準(zhǔn)保護區(qū)為理想范圍，減少水源保護區(qū)的建設(shè)項目與活動。

表3 生態(tài)安全格局因子評價表

圖3 福州市生態(tài)安全格局評價圖

維護區(qū)域生物安全，保護生物棲息地與遷徙廊道。福州是許多鳥類重要的越冬或停歇地，在我國候鳥遷徙過程中具有較為重要的作用。福州市的鳥類按棲息類型可分為林灌、水域鳥類，林灌鳥類多分布于山體林地，市區(qū)多集中于各個公園和庭院綠化帶的針、闊葉林和灌叢中。林灌鳥類保護范圍以西部和北部的山體林地為保護底線，分別以100m、200m緩沖區(qū)為滿意及理想范圍。水域鳥類主要以水體濕地為主要活動范圍，水域鳥類多分布于內(nèi)河湖庫及濕地淺灘，以水域及濕地周邊2km范圍內(nèi)的林地構(gòu)建生態(tài)底線，分別以100m、200m緩沖區(qū)為滿意與理想范圍。

維護區(qū)域文化資源安全，保護區(qū)域內(nèi)的自然名勝區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、歷史文化保護區(qū)、森林公園等人文資源。將各類保護區(qū)的核心范圍作為底線保護區(qū)，以嚴(yán)格控制區(qū)或核心區(qū)周邊500m緩沖區(qū)為滿意范圍，以一般保護區(qū)或核心區(qū)1km緩沖區(qū)為理想范圍。

3.3.2 反評價結(jié)果

水文、地質(zhì)、生物、人文等生態(tài)因子在生態(tài)安全格局中具有同等的重要性，維護城市生態(tài)系統(tǒng)功能的重要組成部分。因此，按照相同權(quán)重疊加得到底線、滿意、理想三種發(fā)展水平下的綜合生態(tài)安全評價結(jié)果(圖3)。經(jīng)評價，底線水平是維護區(qū)域生態(tài)安全的最低標(biāo)準(zhǔn)，面積7141.9km2，占整個市域面積的63.4%；生態(tài)安全達到滿意水平，需要保護8539.1km2土地面積，占整個市域面積的75.8%；若要保持理想的生態(tài)安全，需保護的土地面積為8983.7 km2，近80%的土地需要得到有效的保護，而且需要重點保護水體、林地、濕地等生態(tài)脆弱地區(qū)。

3.3 土地承載力綜合評價

在前文正反評價的基礎(chǔ)上，進行加權(quán)疊加分析，利用“正評價”得到的適宜建設(shè)用地扣除需要保護的“反評價”生態(tài)用地，從而得到不同情景下可利用建設(shè)用地面積，兩者相減得到底線、滿意、理想三種發(fā)展水平下適宜建設(shè)的用地范圍(圖4-6)。

圖4理想水平(低強度開發(fā))

圖5 滿意水平(中強度開發(fā))

圖6 底線水平(高強度開發(fā))

基于建設(shè)適宜性正評價，通過空間統(tǒng)計，得到扣除生態(tài)用地后不同發(fā)展水平下的建設(shè)用地匯總結(jié)果(表4)。根據(jù)評價結(jié)果：理想水平下，可作為城市開發(fā)用地的土地面積為2693.43km2，其中1209km2為最適宜開發(fā)用地，為城市低強度開發(fā)情景。滿意水平下，土地可作為城市開發(fā)用地面積為3087km2，其中1261.6km2土地為最適宜開發(fā)用地，屬于中強度開發(fā)情景。底線水平下，可用于城市開發(fā)用地達4431.2km2，其中1305.2km2的土地為最適宜開發(fā)用地，屬高強度開發(fā)情景。由此得出，根據(jù)不同發(fā)展情景下，扣除保護的生態(tài)用地，福州市最宜開發(fā)的用地規(guī)模在1209～1305.2km2之間。

4 福州市土地承載力預(yù)景

城市人口是城市土地承載水平的重要承載對象與落腳點。福州市中心城區(qū)與各區(qū)縣建設(shè)用地水平差異性較大，2011年福州市域總?cè)丝?20萬人，城鎮(zhèn)化率63.3%，人均村鎮(zhèn)建設(shè)用地150.9m2，人均城市建設(shè)用地面積79.5m2。根據(jù)《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)(GB50137-2011)》及相關(guān)研究成果，城市中滿足人類生存發(fā)展和享受的土地需求為人均140～200m2。此外，根據(jù)建設(shè)部人均用地面積指標(biāo)，要求城鎮(zhèn)人均建設(shè)用地面積為105～120m2。因此，本著集約利用土地的原則，參照國內(nèi)同等城市用地規(guī)模，城鎮(zhèn)按照人均用地標(biāo)準(zhǔn)105～120m2，城市建設(shè)用地按照75～100m2的用地標(biāo)準(zhǔn)進行計算，未來的城鎮(zhèn)化水平達到75%～80% 趨于穩(wěn)定，分別計算不同發(fā)展情景下，福州市最適宜建設(shè)用地可承載的人口規(guī)模，得到不同發(fā)展情景下的最適宜建設(shè)用地承載水平與空間分布(表5)。

表4 不同發(fā)展水平下的建設(shè)用地匯總表

表5 福州市不同發(fā)展情景下最適宜建設(shè)用地承載力水平

在生態(tài)理想狀態(tài)下，可適宜的建設(shè)用地為1209 km2，主要分布在福州中心城區(qū)以及東南部的福清與長樂兩市，未來能夠承載城鎮(zhèn)人口在755～921萬人之間，市域總?cè)丝谠?007～1151萬人之間，城鎮(zhèn)布局以中部、東部以及南部地勢平坦的城鎮(zhèn)為主，西部、北部等地區(qū)生態(tài)功能較強，不適宜大規(guī)模聚集人口。

在生態(tài)底線狀態(tài)下，可適宜的建設(shè)用地為1305.2km2，對比圖4與圖6兩種情景下用地分布情況，發(fā)現(xiàn)西北部山區(qū)有些生態(tài)用地被開發(fā)，東部及南部適宜建設(shè)的用地變化不大。在這種情景下，土地人口承載力隨有提高，但犧牲了一定生態(tài)效益，屬于一種不可取的發(fā)展方式。

5 結(jié)論與建議

(1)不同與土地承載力綜合指標(biāo)法、模型法等計算方法，本文采用GIS空間分析，建立土地建設(shè)適宜性評價、生態(tài)安全格局評價模型，嘗試從正向與方向思維出發(fā)綜合評估城市土地承載力?！罢u價”結(jié)果最大限度的為城市建設(shè)提供用地，“反評價”構(gòu)建不同發(fā)展情景下的生態(tài)安全格局，保護應(yīng)該保護的地域?！罢丛u價”方法的綜合運用，能夠有效兼顧城市發(fā)展與生態(tài)保護，對識別城市建設(shè)用地底線、指導(dǎo)未來城鎮(zhèn)格局分布具有指導(dǎo)意義。

(2)經(jīng)評價，福州市土地承載力地域差異明顯，西北部生態(tài)安全等級高，人口承載力較低。福州市最適宜建設(shè)用地主要分布在中部建成區(qū)、東南沿海的福清市與長樂市，東部以及南部是未來重點發(fā)展方向。理想水平下，福州市最適宜建設(shè)用地面積1209km2，可承載人口1007.5～1151.4萬人，其中城鎮(zhèn)人口755.6～921.1萬人，城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模會達到566.7～921.1km2。底線水平下，福州市最適宜建設(shè)用地面積1305.2km2，可承載人口1087.7～1243.0萬人，其中城鎮(zhèn)人口將達到611.9～994.4萬人，城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模將達到611.9～994.4km2。此規(guī)模為承載人口的最大規(guī)模，超出這個范圍將會對城市生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。

(3)本文構(gòu)建了不同發(fā)展情景下生態(tài)安全用地格局，評價不同發(fā)展情景下城市土地承載力水平分布，但未考慮耕地保護對城市發(fā)展的影響，評價方法仍需進一步完善。因空間數(shù)據(jù)不足，文中生態(tài)安全格局構(gòu)建沒有建立在生物安全過程評價之上，生物遷徙過程對格局的影響考慮不足，但文中“反評價”模型是建立在若干區(qū)域生態(tài)安全用地水平之上，生態(tài)安全屬于多因子綜合性評價，能夠彌補生物遷徙過程的不足，較好地體現(xiàn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

(4)本文采用“正反”評價模型對數(shù)據(jù)要求較高，由于數(shù)據(jù)的可獲取性不同，文中選用的模型進行了適當(dāng)簡化，后續(xù)可深入研究，提高數(shù)據(jù)精度，實現(xiàn)城市土地承載力空間“落地”。對于評價模型中因子權(quán)重的確定采用層次分析法和專家打分法具有一定的局限性，受評價者的影響較大，需進一步優(yōu)化和完善。

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Study of Urban Land Carrying Capacity of Fuzhou Based on Pro-construction and Pro-conservation Assessment

WANG Chengxin WAN Jun LV Hongdi YU Lei

(Chinese Academy for Environmental Planning，MEP，Beijing 100012，China)

New urbanization is demanding saving and using the land resources intensively.The paper，taking Fuzhou as an example，discusses on the assessment method of urban land carrying capacity under the background of Urbanization.In this paper，a new evaluation method of “pro-construction and pro-conservation” was built，which takes construction suitability as pro-construction assessment model and eco-security pattern as pro-conservation assessment.Then put forward the pre landscape plan under the different development level of land construction bearing capacity，deduced the ecological land under three scenarios of baseline，satisfaction and ideal，in order to guide the choice of urban development and land use.In the end it provides suggestions on better application of the analysis method.Research shows that land capacity is taking on largely regional differences.The northwest has a high level of ecological security and lower capacity，while the central built-up area and the southeast coastal city of Fuqing and Changle have a higher building capacity，the eastern and southern is the focus for future development direction.

Urban land carrying capacity；Construction suitability；Ecological security pattern；Pre-View；Fuzhou

王成新，碩士，主要研究方向為城市規(guī)劃與環(huán)境管理 生態(tài)規(guī)劃

萬軍，博士，研究員，主要研究方向為環(huán)境規(guī)劃與政策 城市環(huán)境 生態(tài)評價等

X21

A

1673-288X(2016)06-0151-06

引用文獻格式：王成新 等.基于正反評價的福州市土地承載力預(yù)景分析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(6)：151-156.