相對資源承載力模型改進及其應(yīng)用

黃常鋒,何倫志 (1.新疆大學(xué)經(jīng)濟研究所,新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830047)

相對資源承載力模型改進及其應(yīng)用

黃常鋒1,2,何倫志1*(1.新疆大學(xué)經(jīng)濟研究所,新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830047)

分析了當(dāng)前國內(nèi)研究區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的相對資源承載力模型存在的一些不足,如靜態(tài)分析時,模型沒有考慮不同地區(qū)資源的利用效率和生活水平等的差異;動態(tài)分析時,選取的參照區(qū)包含了研究區(qū)作為其子集.通過引入修正因子、從參照區(qū)中分離出研究區(qū)等方法對原模型進行了相應(yīng)的改進.以2005年我國28個省市和2000～2007年新疆的可持續(xù)發(fā)展研究為例,運用改進后的模型分別進行了靜態(tài)和動態(tài)研究.結(jié)果表明:2005年在全國28個省市中,根據(jù)傳統(tǒng)模型計算得到人口超載、富余的省市數(shù)分別有18,10個,而根據(jù)改進后模型計算得到人口嚴(yán)重超載、超載、富余和非常富余的省市數(shù)分別有13,6,4,5個;改進后模型計算得到2000～2007年新疆的綜合承載力要大于傳統(tǒng)模型計算得到的結(jié)果;改進后模型計算的結(jié)果比原模型的結(jié)果更加精準(zhǔn).

相對資源承載力；模型改進；應(yīng)用

承載力指某一特定環(huán)境條件下(主要指生存空間、營養(yǎng)物質(zhì)、陽光等生態(tài)因子的組合),某種個體存在數(shù)量的最高極限[1].資源承載力理論中以土地資源和水資源承載力[2-3]等方面研究取得的成果較多.國內(nèi)學(xué)者早期的研究主要集中于絕對資源承載力方面[4-7].

由于我國人口總量大,而資源總量有限,所以利用傳統(tǒng)的絕對資源承載力方法并以國際標(biāo)準(zhǔn)來衡量資源的可承載人口數(shù)量時,幾乎總是得到實際人口超載甚至嚴(yán)重超載的結(jié)論,顯然這一結(jié)論對實踐的指導(dǎo)意義有限[8].鑒于此,2000年黃寧生等[9]提出了相對資源承載力模型,并以廣東省為例實證研究了該省的相對資源承載力與可持續(xù)發(fā)展情況.自該模型提出后,引起了國內(nèi)學(xué)者的廣泛關(guān)注,并被用來實證分析我國區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展情況[10-15].本研究針對相對資源承載力傳統(tǒng)模型存在的一些不足,對其進行改進;并以 2005年我國28個省市和2000～2007年新疆的可持續(xù)發(fā)展研究為例,運用傳統(tǒng)模型和改進后的模型進行實證對比研究.

1 研究方法

1.1 相對資源承載力傳統(tǒng)模型

傳統(tǒng)相對資源承載力模型主要包括:綜合承載力,相對自然資源(土地資源)承載力和相對經(jīng)濟資源承載力.

綜合承載力:

1.2 相對資源承載力傳統(tǒng)模型的不足

傳統(tǒng)模型主要存在如下6個方面的不足:(1)對于特定的研究區(qū)域,自然資源中除土地外影響人口承載力的可能還有水、能源等;(2)計算綜合承載力時,令各因子權(quán)重相等,取值過于主觀;(3)計算綜合承載力時,使用簡單的線性加權(quán),未考慮到各類資源間的相互匹配、均衡發(fā)展等問題;(4)承載狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的劃分過于粗糙.如甲、乙2個地區(qū)同樣是人口超載,但是2個地區(qū)間人口超載程度上是否有區(qū)別,傳統(tǒng)模型解決不了;(5)靜態(tài)分析時,以參照區(qū)為標(biāo)準(zhǔn),直接套用傳統(tǒng)模型計算地區(qū)的單個相對資源承載力,忽視了各地區(qū)自然資源的利用效率存在差異以及生活成本不同的事實,使得實證分析結(jié)論的準(zhǔn)確性存在質(zhì)疑;(6)動態(tài)分析時,文獻[9-15]都把全國作為參照區(qū),以全國的平均水平為準(zhǔn),由于研究區(qū)是參照區(qū)的一個子集,故這種選擇參照區(qū)的做法將會對地區(qū)相對資源承載力增長率的動態(tài)變化趨勢造成影響.

鑒于前4個問題,作者在文獻[16-17]中已針對具體的情況進行了說明和改進.所以本研究重點分析問題(5)和(6),同時對原有改進從理論上作進一步拓展.

1.3 靜態(tài)分析存在問題的改進

由于不同地區(qū)資源利用效率的差異,同等數(shù)量的資源放在資源利用效率高的地區(qū)能承載的人口數(shù)量要多于資源利用效率低的地區(qū)人口數(shù)量;類似,不同地區(qū)生活成本也是有差異的,一般經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)生活成本要低于經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的生活成本,所以同等數(shù)量的貨幣能夠承載的人口數(shù)量在經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)要多于經(jīng)濟發(fā)達地區(qū).鑒于此,對原模型做如下改進.

把資源分為自然資源和經(jīng)濟資源,在計算相對自然資源和經(jīng)濟資源承載力時分別引進自然資源修正指數(shù)和經(jīng)濟資源修正指數(shù),具體如下:

相對自然資源承載力的修正:假設(shè)全國由m個地區(qū)組成,且對研究區(qū) j的人口承載有主要影響的因素共n個,包括n-1個自然資源和 1個經(jīng)濟資源影響因素,則修正后的i自然資源相對承載力:

相對經(jīng)濟資源承載力的修正:

1.4 動態(tài)分析存在問題的改進

假設(shè)全國由m個地區(qū)組成,且對研究區(qū) j的人口承載有主要影響的因素共n個,則i資源相對承載力:

對(5)式兩邊取對數(shù)得:

對(6)式求偏導(dǎo)得:

在運用相對資源承載力模型進行動態(tài)分析時,選取的參照區(qū)不能包括研究區(qū),即研究區(qū)不能是參照區(qū)的子集,具體如下:

假設(shè)全國由m個地區(qū)組成,且對研究區(qū) j的人口承載有主要影響的因素共n個,則i資源相對承載力:

1.5 進一步拓展

另外考慮對于問題(1)～(3),文獻[16-17]只是針對具體情況進行了一定程度的改進,本研究在此基礎(chǔ)上,從理論上作進一步拓展.

提出具有n個影響因素的基于優(yōu)勢資源牽引效應(yīng)和劣勢資源束縛效應(yīng)原則(優(yōu)勢資源牽引效應(yīng)主要是突出優(yōu)勢資源承載力對綜合承載力的提升作用,即它所占權(quán)重較大;同理,劣勢資源束縛效應(yīng)也是突出劣勢資源承載力對綜合承載力的束縛作用,即它所占權(quán)重較大)下的綜合承載力模型,具體如下:

(1) 基于優(yōu)勢資源牽引效應(yīng)原則下的綜合承載力模型:

式中: δ為各因子權(quán)重的下限,β,α分別為各因子之間權(quán)重差異的上下限.

(2) 基于劣勢資源束縛效應(yīng)原則下的綜合承載力模型:

(3) 綜合承載力:

最后,對于問題(4),仍參照文獻[17]中的承載狀態(tài)劃分標(biāo)準(zhǔn)及承載狀態(tài)度標(biāo)準(zhǔn)如下:

2 實證應(yīng)用

靜態(tài)分析時,以2005年我國28個省區(qū)(海南和西藏數(shù)據(jù)缺失,重慶并入四川一起統(tǒng)計)可持續(xù)發(fā)展研究為例進行實證研究;在動態(tài)分析時,以2000～2007年我國新疆地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展研究為例進行實證研究.考慮到對于地區(qū)人口承載的主要影響因素及數(shù)據(jù)的可獲得性,本研究選取的自然資源有土地、水、能源以及經(jīng)濟資源共 4個影響因素.

2.1 數(shù)據(jù)說明

2.1.1 靜態(tài)分析數(shù)據(jù) 靜態(tài)分析時,2005年我國28個省區(qū)的耕地面積、國內(nèi)生產(chǎn)總值以及水資源總量的數(shù)據(jù)可以直接從2006年全國統(tǒng)計年鑒查到;2005年能源資源儲存總量是根據(jù) 2006年全國統(tǒng)計年鑒上的石油,天然氣及煤炭的數(shù)據(jù)及 1kg原油=1.4286kg標(biāo)準(zhǔn)煤和 1m3天然氣=1.3300kg標(biāo)準(zhǔn)煤[18]換算得到.

2.1.2 動態(tài)分析數(shù)據(jù) 2000～2007年新疆和全國(此時的參照區(qū)為全國,但未包括我國的港澳臺地區(qū)及研究區(qū)新疆的數(shù)據(jù))的耕地面積、國內(nèi)生產(chǎn)總值、水資源總量以及人口數(shù)量的數(shù)據(jù)可以直接從2001～2008年全國和新疆的統(tǒng)計年鑒中查到;另考慮到2001～2008年全國和新疆的統(tǒng)計年鑒中對石油、天然氣及煤炭能源儲存量數(shù)據(jù)不全,所以用能源資源生產(chǎn)總量來代替能源資源儲存總量,該數(shù)據(jù)可以直接從全國和新疆的統(tǒng)計年鑒中查到.

2.1.3 程序及參數(shù)設(shè)計 在靜態(tài)和動態(tài)實證研究中,以傳統(tǒng)和改進后的相對資源承載力模型為基礎(chǔ),利用 LINGO9.0進行編程,其中,參數(shù)α ＝ 0.05， β＝0.3,δ ＝0.1.

2.2 結(jié)果與討論

2.2.1 靜態(tài)實證結(jié)果 由圖1可知,2005年我國28個省區(qū)的單個資源承載力差異較大,各地區(qū)的單個資源承載力之間存在互補關(guān)系,即一般經(jīng)濟資源承載力較大的省份,其自然資源承載力卻較小;反之亦然.利用改進后的相對資源承載力模型計算得到的結(jié)果比傳統(tǒng)模型計算得到的結(jié)果整體上趨于平緩,即改進后的模型使得地區(qū)間的各相對資源承載力波動整體趨緩.

圖1 2005年我國28個省市的單個相對資源承載力Fig.1 Relative carrying capacity of resources of 28 provinces and cities in 2005

將計算出的單個相對資源承載力代入傳統(tǒng)的和改進后的相對資源承載力模型,可以計算得到綜合承載力結(jié)果,由表1可知,在全國28個省市中,根據(jù)傳統(tǒng)相對資源承載力模型計算得到2005年人口超載的省市共有18個,人口富余省份共有10個;而根據(jù)改進后相對資源承載力模型計算得到2005年人口嚴(yán)重超載的省市共有13個,人口超載的省份共有6個,人口富余省份共有4個,人口非常富余省份共有5個;其中貴州在傳統(tǒng)模型中人口處于富余狀態(tài),而在改進后的模型中人口處于嚴(yán)重超載狀態(tài).

改進后的模型能夠體現(xiàn)同一承載狀態(tài)的差異,度量結(jié)果更加精準(zhǔn).如在人口嚴(yán)重超載的 13個省市中,河南和湖南的人口嚴(yán)重超載度最大,而貴州的嚴(yán)重超載度最小;在人口非常富余的5個省份中,內(nèi)蒙古的人口非常富余度最大,而山西的人口非常富余度最小.

傳統(tǒng)和改進后的相對資源承載力模型計算結(jié)果都表明我國人口的地區(qū)分布嚴(yán)重不平衡.其中人口超載的省份大多在我國東中部地區(qū),而人口富余的省份大多在我國西北部地區(qū).

2.2.2 動態(tài)實證結(jié)果 由表 2可知,傳統(tǒng)和改進后的相對資源承載力模型計算結(jié)果都表明, 2000～2007年新疆的人口處于富余狀態(tài),這說明新疆的人口承載能力還有很大的發(fā)展空間;改進后的相對資源承載力模型計算得到 2000～2007年新疆的綜合承載力要大于傳統(tǒng)模型計算得到的綜合承載力,這主要是由于改進后的模型考慮了新疆的生活水平比全國的平均水平要低,以及水資源的利用效率要高于全國的平均水平等實際情況;傳統(tǒng)和改進后的相對資源承載力模型計算結(jié)果都表明,2000～2007年新疆的綜合承載力及過剩人口都呈現(xiàn)出先降后升的趨勢.

表1 2005年我國28個省市的綜合承載力Table 1 The comprehensive carrying capacity of resources of 28 provinces and cities in 2005

表2 新疆2000～2007年的綜合承載力Table 2 The comprehensive carrying capacity of resources from 2000 to 2007 in Xinjiang

3 結(jié)論

3.1 通過引入修正指數(shù)和從參照區(qū)中分離出研究區(qū)等方法,在一定程度上克服了傳統(tǒng)模型理論上的不足.

3.2 對2005年我國28個省市的單個相對資源承載力實證研究表明:改進后的相對資源承載力模型計算得到的單個相對資源承載力趨勢圖比傳統(tǒng)模型計算得到的結(jié)果更加平緩.

3.3 對2005年我國28個省市的綜合資源承載力實證研究表明:改進后的模型能夠體現(xiàn)同一承載狀態(tài)的差異,度量結(jié)果更加精準(zhǔn).如在人口嚴(yán)重超載的13個省市中,河南和湖南的人口嚴(yán)重超載度最大,而貴州的嚴(yán)重超載度最小.

3.4 由于綜合考慮了生活水平及水資源的利用效率等因素,改進后模型計算得到2000～2007年新疆的綜合承載力要大于傳統(tǒng)模型計算得到的結(jié)果.

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Model modification and application of the relative carrying capacity of resources.

HUANG Chang-feng1,2,HE Lun-zhi1*(1.Institute of Economic Research, Xinjiang University, Urumqi 830046, China；2.School of Economics and Management, Xinjiang University, Urumqi 830047, China). China Environmental Science, 2012,32(2)：366～372

This paper pointed out several major deficiencies in the traditional model of relative carrying capacity of resources, such as efficiency of resources using and difference of living standards in different regions were not considered in the static analysis, the reference area which included the study area was selected as a subset in the dynamic analysis. And it did some corresponding improvements by means of introduce correction factors, isolate the study area from the reference areas and so on. Meanwhile, took the study of sustainable development of Chinese 28 provinces and cities in 2005 and Xinjiang from 2000 to 2007 as examples, used the modified model did static and dynamic analysis respectively. Among 28 provinces and cities during 2005, the number of provinces and cities which population stated overload, surplus was 18 and 10 respectively calculated by traditional model; while the number of provinces and cities which population stated serious overloading, overloading, surplus and very abundant was 13,6,4 and 5 respectively calculated by modified model. The results of integrated capacity of Xinjiang from 2000 to 2007 which calculated by modified model were greater than those did by traditional model. The results calculated by modified model were more precise than those did by traditional model.

relative carrying capacity of resources；model modification；application

2011-05-02

國家社科重點項目基金(08AJY014);教育部社科重大項目子項目基金(06JZD0012);新疆大學(xué)世川良一項目(XJUSYLLF10003)

* 責(zé)任作者, 教授, helunzhi@sina.cn

X24

A

1000-6923(2012)02-0366-07

黃常鋒(1986-),男,安徽東至人,助理研究員,碩士,主要從事人口、資源與環(huán)境研究.發(fā)表論文10篇.