周 潭,王錢錢
(1.江蘇大學 環境與安全工程學院,江蘇 鎮江 212013;2.東臺市水務局 辦公室,江蘇 東臺 224200)
在國家日益重視生態環境質量,強調新發展理念的背景下,環境承載力研究成為生態學的關注熱點,日益受到學界的重視[1]。環境承載力制約著區域經濟的發展,影響著當地居民的生活幸福指數,是衡量地區可持續發展能力的重要因素[2-3]。土地是發展過程中的基礎要素之一[4],在我國城市發展路徑中,通常一邊是發展需要征用大量土地,另一邊政府三令五申強調要確保不觸碰耕地紅線,用地矛盾突出,且問題普遍存在,故其相關研究也備受重視[5-6]。在大量的研究成果中,基于國家、省級行政區的土地承載力研究較多,對市縣級行政區的土地承載力研究相對少見[7]。鹽城市作為一座快速轉型的沿海城市,發展現狀和土地資源使用狀況具有一定的代表性[8-9],在近年來快速發展過程中,同樣出現了土地資源儲量相對不足和用地矛盾突出等問題[10]。本文擬對鹽城市下轄的縣級行政區的土地環境承載狀況進行分析和客觀評價,探究制約各地區土地承載力提高的短板并提出建議,以期為鹽城市及其他相關政府部門的行政決策提供參考。
鹽城市是江蘇海域岸線最長、土地面積最大的市,總面積達1.7 萬km2,人口稠密、生態資源豐富,是江蘇省實施沿海開發的重點地區[11],目前有獨立完整的農村和城市功能體系的縣級行政區共9 個,具體包括響水、濱海、阜寧、建湖、射陽5縣和鹽都、亭湖、大豐3 區,以及1 個縣級市東臺。
土地承載力計算數據來自鹽城市統計局發布的鹽城市統計年鑒[12]。其中,農村人均耕地面積(畝/人)僅統計鄉鎮農村耕地,不包括城區街道所屬耕地面積。
目前,環境承載力的評價指標體系構建主要有層次分析(Analytic Hierarchy Process,AHP)法和熵值(Entropy)法。AHP 法依據主觀確定的各評價指標重要程度建立評價矩陣,進而進行賦值,評價的主觀性、隨意性較強。熵值是一種物理計量單位,熵越大說明數據越混亂,效用值越小,因而權重也越小[13]。考慮承載力評價體系指標選取需符合客觀性、全面性等要求[14-15],熵值法受主觀因素的影響更小,相對更客觀,更符合評價體系構建要求[16],故選用熵值法構建評價指標體系。
本文參考相關文獻后選取6 個評價指標建立評價體系[17-18],具體見表1。

表1 鹽城市土地承載力評價體系指標明細
2.2.1 無量綱處理
在建立評價體系后,對數據進行無量綱處理,處理公式見式(1)。
式(1)中:xij為第i 個指標中第j 個樣本數量;m 為評價指標數量,1≤i≤m(選取m=6);aij為無量綱化計算結果。
2.2.2 數據修正
首先進行無量綱計算修正。因未修正aij的最小值已被賦為0,無法在進行權重分析計算中繼續計算評價,因此需對無量綱化結果進行優化修正。采用功效系數法,綜合已有研究成果,分別選擇修正數為0.4 和0.6,可在最大限度地保證承載力計算數據有效性的同時,保留數據間的差異性[19]。計算公式為
式中,yij為修正后的數據值。
2.2.3 權重確定
利用熵值法確定各指標的權重。將經式(2)修正的數值輸入SPSSAU23.0 版軟件進行統計分析,得到各指標的熵值法權重W。隨后,采用加權求和的方法求得各地土地壓力P 和支撐力S。P表示土地承載力評價指標對該地發展產生的壓力作用,S 則表示土地承載力評價指標對該地發展的支撐作用,計算公式分別如下。
式中:w 為熵值法確定的各評價指標權重;y 為各評價指標標準化處理結果。求得土地壓力和支撐力之后,由式(5)計算各地的土地承載力指數I。
I >1,則該地區的土地支撐力大于土地承載力,土地承載狀況為未超載。
對土地壓力的緩解程度F 和土地壓力P 可視作反比例指標,即一個地區土地壓力P 越大,則其承載系統對土地壓力的緩解程度F 就越低。因此,在原指標處理基礎上,其他步驟不變,僅在數據無量綱處理階段用式(6)將土地壓力的各指標當作負向指標處理,再用式(7)計算即可得到土地緩壓程度F。
式中:xij為第i 個指標中第j 個樣本的數量;y 為各評價指標標準化處理結果。
支撐力S 與緩壓程度F 之間有密切的耦合關系,借鑒耦合協調度模型[20],用式(8)、式(9)對其耦合程度和協調程度進行計算分析。
式中,Ci為第i 個縣區市土地支撐力和緩壓程度的耦合度,Di為土地承載系統的協調度;Ti為綜合協調系數,由支撐與施壓對協調度的貢獻確定;ɑ和β 為特定系數,分別反映支撐力和緩壓程度對土地承載系統協調的重要程度,ɑ+β=1,研究認為支撐力和壓力同等重要,即ɑ=β=0.5。
土地支撐力和緩壓程度的耦合度Ci的取值參考熊建新、張引[21-22]等人的研究成果:當Ci∈(0,0.5]時,處于低耦合期,支撐力和承載力互相博弈;當Ci∈(0.5,0.8]時,處于拮抗期,兩者彼此開始加強關聯;當Ci∈(0.8,0.95]時,兩者開始趨于平衡;當Ci∈(0.95,1)時,處于協調耦合期,即可稱兩者呈良性耦合。
土地承載系統的協調度Di越大協調性越佳。根據已有研究結果可知,各地協調度普遍趨近于0.6。考慮現階段鹽城市內各區域的土地使用狀況相對接近,為能精準評價各地的發展狀況,體現差異,真正為政府部門提供有效建議,在現有研究成果[23-24]的基礎上,將Di的取值區間進一步細化:
1)當Di∈(0,0.4]時,為嚴重失調型;
2)當Di∈(0.4,0.6]時,為中度失調型;
3)當Di∈(0.6,0.625]時,屬基本協調型;
4)當Di∈(0.625,0.65]時,屬中度協調型;
5)當Di∈(0.65,0.75]時,屬高度協調型;
6)當Di∈(0.75,1)時,屬完全協調型。
3.1.1 鹽城市2021 年土地承載力指數分析
2021 年鹽城市9 行政區域土地承載力指數分析結果如表2、表3 所示。

表2 鹽城市2021 年土地承載力各指標標準化結果

表3 鹽城市2021 年土地環境承載狀況
從表2 可以看出,2021 年的土地環境承載狀況中,人均建成區面積(m2/人)指標是鹽城各地的普遍弱項。對比方差值可知,人均建成區面積(m2/人)的方差較小,即代表各地區該指標的差異不大,且同作為鹽城市境內的二級行政區,該指標的均值有一定的參考意義。2021 年,鹽城市7 個土地承載狀況為超載的縣區市中,有5 個地區該指標值低于全市均值。因此,人均建成區面積的不足是限制鹽城市土地承載力提升的短板。而根據城建規劃領域的研究表明,城市建成區面積受地區國民生產總值和第三產業規模的影響最大[25]。因此,促進經濟發展,優化產業結構是各地改善土地承載狀況的一個關鍵。
從表3 數據分指標來看,各縣級行政區中,土地壓力較大的是射陽縣和建湖縣,P 分別達0.476和0.459,土地壓力最小的是大豐區,P 僅為0.323;土地支撐力最小的則是響水縣,S 僅為0.327。
從表3 數據分地區來看,2021 年鹽城市大豐區和鹽都區的土地承載狀況為未超載。大豐區位于鹽城市南部,2015 年經國務院批復,以原縣級大豐市的轄區范圍為基礎建區。大豐區的土地承載狀況最優,各指標均位居同類地區的前列,主要得益于其相對地廣人稀的先天土地資源稟賦及近年撤市并區的重大發展機遇。
表3 還顯示,響水縣的土地承載狀況相對最差。響水縣位于鹽城市北部,1966 年經批準建縣。2021 年,響水縣的GDP 在鹽城市下轄的9 個地區中居末位。其土地支撐力較低的主要原因是城區人均待開發土地面積(m2/人)、人均建成區面積(m2/人)等兩個指標居后。簡而言之,響水縣因為建縣較晚、底子較為薄弱,導致城區規模發展受限、交通建設欠完善,土地承載力指數也較低。建議響水縣要嚴守耕地紅線,在財政資金分配中,對城市建設的投入給予適當傾斜。同時,加強城建規劃,逐步擴大城區面積,以全面提高土地支撐力,力爭在同類縣市區中后來居上,為社會經濟發展騰出更多后備空間。
3.1.2 鹽城市土地支撐—緩壓耦合協調關系分析
用式(8)、式(9)計算得到2021 年鹽城各地的土地支撐—緩壓耦合度和協調度,結果如表4。表4顯示,鹽城市各地的土地耦合度均為0.95~1。參照前文對耦合度C 的類型分區,鹽城市各地的土地支撐和緩壓系統間為良性耦合關系,處于協調耦合期的地區占比100 %。

表4 2021 年鹽城各地區土地支撐—緩壓耦合度情況
使用ArcGIS 軟件(版本為ArcGIS10.2),將土地協調度測算結果導入,得到2021 年鹽城市土地支撐—緩壓協調度空間分布結果。參照前文對協調度D 的類型分區,鹽城市共有高度協調、中度協調、基本協調、中度失調等四種類型,分別標記為D1、D2、D3、D4。其中最多的是基本協調型D3和中度失調型D4,占比均達33 %,各地土地協調度分布和承載力指數法的結果保持一致,最高數值出現在大豐區。
大豐區屬于D1類型,該地的土地支撐—緩壓的協調度高,表明其土地支撐力較高、對土地壓力的緩解程度較好,且二者相對協調。
響水、建湖、東臺、射陽等地的協調度低。其中,射陽縣的問題表現較為明顯。該地受到的土地壓力最大,P=0.476,但土地支撐力卻相當優異,排名第二。因此,射陽縣應優先注重緩解土地壓力,建議加強綠化覆蓋和完善交通建設。
響水、建湖、東臺三地的主要問題均是對土地壓力的緩解程度不足,土地支撐力不強。
相比于承載力指數法,耦合協調度分析法在衡量各地土地承載狀況指標大小的同時,可以考察壓力指標和支撐力指標的平衡度,而承載力指數法則直接通過數值計算評價,更加直觀可靠。
將鹽城各縣級行政區2017—2021 年數據按第2 節方法計算,統計繪制各縣2017—2021 年土地承載力指數變化情況如圖1,下轄3 區1 市土地承載力指數變化情況如圖2。從圖1 和圖2 可以看出,除個別地區以外,2017—2021 年鹽城各縣級行政區的土地承載力指數總體呈上升趨勢,阜寧縣各年份土地承載狀況在北5 縣中均排名靠前,大豐區各年份土地承載狀況均優于其他縣市區。

圖1 2017—2021 年北5 縣土地承載力指數

圖2 2017—2021 年3 區1 市土地承載力指數
1)鹽城市各區的土地承載狀況普遍優于各縣(市),鹽城市南部縣(區市)的土地承載狀況普遍好于北部;2021 年,鹽城市各地土地支撐—緩壓協調度分布與承載力指數水平分布基本一致,各地土地支撐—緩壓耦合關系良好。
2)2017—2021 年,除個別地區外,鹽城市各地的土地承載力指數普遍呈上升趨勢。這與近年來多地實施新城區開發、舊城區市政改造和市貌提升工程有關,體現了政府對耕地的重視和保護力度。
3)2021 年,鹽城全市各縣級行政區土地承載狀況為普遍超載,大豐區和鹽都區土地承載力指數分別達1.297 和1.062,為未超載。超載最嚴重的是響水縣,其土地支撐力也最低,S 僅為0.327。2021 年,北部5 縣的土地壓力普遍較高,其中最高(也為全市最高)的是射陽縣,指數P 達0.476。
4)響水縣屬于D4協調型地區,建湖縣、東臺市屬于D3協調型地區。上述三地需加強對以人均建成區面積為主的土地承載力相關指標的重視,繼續嚴守耕地紅線,進一步強化城區建設規劃和土地儲備,完善交通網絡體系,從而緩解綠化覆蓋和城區道路負載壓力,在逐步提高土地支撐力的同時緩解土地壓力。射陽縣也屬于D3協調型地區,但其應優先注重緩解土地壓力。