兰州市土地资源承载力空间异质性评价与分析

吴凯凌，尚玉琴

（甘肃省自然资源规划研究院，甘肃 兰州 730000）

兰州市位于中国西北内陆的甘肃省中部，境内以黄土丘陵和盆地地形为主，农用地和建设用地比重较低，人地关系紧张。土地资源承载力是耦合土地资源利用与生态环境状况和社会经济发展水平的重要纽带[1，2]，进行区域土地资源承载力现状分析，可为科学合理地开发利用土地资源，寻求解决社会、经济、环境协调发展问题的提供参考[3-6]。然而现有关于兰州市土地资源承载力的研究主要集中于沿时间序列的分析，缺少空间异质性对比研究[7-9]。目前仅在中国知网中检索到一篇有关兰州市空间异质性的期刊文献[10]，然而该研究以兰州市2010年各区（县）的数据为基础，已缺乏时效性。鉴于此，本文基于兰州市公布的各区 （县）2018年统计数据为基础，从人口、经济、社会、生态四个方面构建兰州市土地资源承载力指标体系，分析和评价兰州市各区（县）土地承载力现状，探讨兰州市土地承载力的空间异质性，以期为兰州市区域土地资源的持续利用及差别化土地利用政策的制定和实施提供依据[10]。

1 研究区概况

兰州市依黄河而建，是我国陆地的几何中心，是唯一黄河穿越市区中心的省会城市，位于102°36′～104°34′E，35°34′～37°07′N 之间， 北与武威市、白银市接壤，东与定西市接壤、南与临夏回族自治州接壤，全市国土总面积1.31万km2。兰州市现辖城关区、七里河区、西固区、安宁区、红古区5个区和永登县、榆中县、皋兰县3个县，属温带大陆性气候，年均温10.3℃，年均降水量327mm，境内大部分地区为海拔1500～2500m黄土覆盖的丘陵和盆地，其次为海拔较高的石质山地，黄河由西南流向东北，横穿全境，形成了峡谷与盆地相间的串珠状河谷地貌。

2 数据来源和方法技术

2.1 数据来源

本文以2018年为研究年，有关原始数据主要提取于《兰州统计年鉴-2019》中有关各区、县的统计[11]。

2.2 指标体系的构建

在参考已有兰州市土地综合承载力研究的基础上[8-10]，本文选择人口密度、人均GDP、建设用地比、森林覆盖率等16个可操作性强的指标，从人口、经济、社会和生态四个准则。

层构建了兰州市土地综合承载力指标体系，能全面地、科学地、系统地反映兰州市各区(县)的土地资源承载能力（见表1）。

2.3 数据的标准化处理

由于构建的指标体系中各数据存在量纲、数量级等方面的差异，为了使数据具有可比性和可操作性，首先需对评价指标体系的原始数据进行无量纲转换。本文无量纲转换采用离差标准化法，具体公式见（1）、（2）。

其中，Cij为i区（县）的评价指标j的原始值，其中 1≤i≤n，1≤j≤m；Cjmax为评价指标 j的最大极值数据，Cjmax为评价指标j的最小极值数据；C′ij为i区（县）的评价指标j的标准化值，其取值范围为：0≤C′ij≤1，且 C′ij值越大，表明影响越大。

2.4 指标权重的确定

本文选取了离差标准化法测算各指标的权重，该方法因其赋值客观、简单，而在相关研究中广泛应用。首先通过公式（3）计算各指标的平均值，再利用公式（4）求得各指标的均方差，最后运用公式（5）求出各指标的权重系数。具体公式如下：

其中，σ（C′j）为评价指标 j标准化后的均方差；σ（C′j）为评价指标 j的权重赋值。

2.5 土地资源承载力综合指数计算

各区（县）土地资源承载力综合指数等于每个区（县）对应各指标权重下的标准化值之，具体公式如（6）。

表1 土地资源承载力指标体系

3 结果与分析

3.1 兰州市土地资源承载力各指标权重分析

从表1各项指标所占权重来看，这16个指标中人均粮食产量、城镇居民人均可支配收入、单位面积化肥施用量、非农业人口比例、城镇人均住房建筑面积等指标所占权重排名前5位，对兰州市各区（县）土地资源承载力影响最大，达0.350。此外，权重系数较大（＞0.060）的指标还有建设用地比、地均财政收入、第三产业占比和人口密度。上述指标属土地资源经济承载力层和土地资源社会承载力层的最多，分别有3个指标；其次属土地资源人口承载力层的指标有2个，属土地资源生态承载力层的指标有1个，说明影响兰州市土地资源承载力总体水平的因素主要以经济和社会方面为主。

3.2 兰州市各区（县）土地资源承载力准则层评价分析

图1 兰州市各区（县）土地资源承载力各准则层评价结果

从图1兰州市各区（县）土地资源承载力各准则层评价结果来看，2018年兰州市土地资源人口承载力得分在0.278～0.027之间变化，其中皋兰县得分最高，城关区得分最低，其余依次为永登县、榆中县、红古区、西固区、七里河区和安宁区；土地资源经济承载力得分最高的为城关区，其值为0.342，是得分最低的榆中县（0.016）的21.38倍，其余各区（县）排名为：安宁区（0.207）＞西固区（0.163）＞七里河区（0.161）＞红古区（0.070）＞永登县（0.034）＞皋兰县（0.022）；土地资源社会承载力方面，各区（县）从高到低依次分别为城关区、安宁区、西固区、七里河区、皋兰县、红古区、榆中县和永登县，其中永登县得分仅为0.013，与最高得分值（城关区）间相差0.182；兰州市土地资源生态承载力平均得分值为0.062，安宁区最高，得分为0.127，红古区最低，为0.013，城关区得分仅比红古区高出0.005，其余各区（县）得分在0.060～0.08间波动。

3.3 兰州市各区（县）土地资源承载力综合评价分析

从表2兰州市各区（县）土地资源承载力综合评价结果来看，2018年土地资源综合承载力最高的区（县）为城关区，其值为0.582，最低的是红古区，其评价值仅为0.259，其余依次为安宁区（0.532），西固区（0.472）、皋兰县（0.447）、七里河区（0.429）、永登县（0.350）、榆中县（0.323）。

进一步利用等区间分级法对土地资源承载力进行了5个区间分级，以期更直观地评价兰州市各区（县）的土地承载力（表3）。表4为土地资源综合承载力分级分析结果，可以看出，城关区和安宁区最高，西固区较高，七里河区和皋兰县一般，永登县为弱，榆中县和红古区极弱。

表2 兰州市各区（县）土地资源承载力综合评价结果

表3 土地资源承载力综合评价分级

表4 兰州市各区（县）土地资源承载力分级情况

3.4 兰州市各区（县）土地资源承载力差异分析

城关区和安宁区土地资源承载力综合评价处于高水平。从准则层来看，尽管城关区的土地资源人口承载力最低，且土地资源生态承载力排名第7，但由于城关区的土地资源经济承载力远高于其他各区（县），其得分是第2位（安宁区）的1.65倍，以及其土地资源社会承载力在各区（县）中最高，使得城关区整体的土地资源承载力处于高水平。安宁区土地资源承载力高则因为其具有最高的土地资源生态承载力，以及分别位列第2的土地资源经济承载力和土资源社会承载力所致。

西固区的土地资源承载力综合水平较高，主要是由于西固区的土地资源承载力在各准则层间表现出较好的一致性，且土地资源经济承载力和土地资源社会承载力在各区（县）间位列第3位处于较高水平所致。

七里河区和皋兰县的土地资源综合承载力综合水平一般。虽然七里河区的土地资源生态承载力处于较高水平（排名第2），但土地资源经济承载力（第4位）和土地资源社会承载力（第4位）一般，且土地资源人口承载力偏低 （第6位）；对皋兰县而言，尽管其土地资源人口承载力最高，土地资源生态承载力排名第4，但土地资源社会承载力排名第5，土地资源经济承载力处于较低水平（第7位）。这些因素综合导致七里河区和皋兰县处于一般水平。

永登县的土地资源承载力综合评价水平为弱。从准则层来看，尽管其土地资源人口承载力位列第2，处于高水平，且土地资源生态承载力处于较高水平（第3位），但其土地资源经济承载力和土地资源社会承载力分别位于第6和第8位，从而使永登县整体处于弱水平。

榆中县和红古区的土地资源综合承载力处于极弱水平。尽管这两个区（县）的土地资源人口承载力水平较高（分别位于3、2位），但这两个区（县）的土地资源经济承载力、土地资源社会承载力以及土地资源生态承载水平在各区（县）间排名靠后，甚至为最低，从而导致榆中县和红古区整体处于极弱水平。

进一步利用相关性分析探讨了土地资源承载力与各准则层得分间的关系（见表5），结果表明，兰州各区（县）的土地资源承载力综合评价结果与土地资源经济承载力、土地资源社会承载力显著相关，相关系数分别为0.81和0.88；而与土地资源人口承载力、土地资源生态承载力间不存在显著相关关系。这一结果进一步说明兰州市各区（县）的经济和社会水平是主要影响其土地资源承载力综合水平的主要因素。

表5 兰州市各区（县）土地资源承载力与各准则层得分的相关性分析

4 结论与讨论

本文从人口、经济、社会和生态四个方面选取了16个指标，通过数据标准化处理、均方差法和等区间分级法等方法对兰州市各区 （县）2018年的土地资源承载力进行了分析评价，研究结果表明：

1）从指标层而言，人均粮食产量、城镇居民人均可支配收入、单位面积化肥施用量、非农业人口比例、城镇人均住房建筑面积等指标对兰州市各区（县）土地资源承载力影响最大。

2）尽管兰州市各区（县）土地资源承载力在人口、经济、社会和生态方面存在很大差异，但各区（县）土地资源承载力综合水平主要受经济和社会发展程度影响。

3）兰州市土地资源承载力的综合水平在各区（县）间存在较大差异。城关区和安宁区的土地资源综合承载力高，榆中县和红古区的土地资源综合承载力极弱，其余区（县）处于中间状态。

为了提高土地资源承载力，兰州市应在提升经济和社会发展水平上加大政策扶持和资金投入力度，同时，也应根据各区（县）人口、社会、经济和生态等具体特点，强化差别化的用地管控制度和机制，进行有针对性的、精细化的土地管理，更好优化用地布局，因地制宜提高各区（县）土地资源综合承载力[5]。在土地资源经济承载力方面，优化产业布局，大力发展第三产业，提升产业效益，加大招商引资力度，扶持低碳型和循环型产业经济；在土地资源社会承载力方面，合理提高土地开发利用规模和强度，调整和优化土地利用结构，促进土地节约集约利用，盘活土地存量，高效利用土地资源；同时，在土地资源人口承载力方面，优化人口空间布局，改善人均生活质量；在土地资源生态承载力方面，坚持 “绿水青山就是金山银山”，保护生态环境，强化生态空间管控；实现各区（县）间的协调发展，从而促进兰州市土地资源的可持续发展。