楊木壯，張嘉惠

（廣州大學(xué)　地理科學(xué)學(xué)院，廣東　廣州 510006）

深圳市國(guó)土資源可持續(xù)利用生態(tài)位適宜度評(píng)價(jià)

楊木壯，張嘉惠

（廣州大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，廣東廣州 510006）

隨著我國(guó)城市化的快速推進(jìn)，對(duì)國(guó)土資源的需求不斷增大，如何節(jié)約利用國(guó)土資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，已成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的重要課題.文章以深圳市為研究區(qū)域，引入生態(tài)位適宜度理論，從自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境3方面選取了25個(gè)指標(biāo)構(gòu)成國(guó)土資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過(guò)加權(quán)平均模型和灰色廣義關(guān)聯(lián)度2種方法構(gòu)建生態(tài)位適宜度模型，評(píng)價(jià)深圳市國(guó)土資源可持續(xù)利用狀況.結(jié)果表明：深圳市的國(guó)土資源可持續(xù)利用程度較高，屬于高度可持續(xù)利用，說(shuō)明深圳市在保持經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的同時(shí)，生態(tài)環(huán)境也得到了較好的保護(hù).

國(guó)土資源；可持續(xù)利用；生態(tài)位適宜度；深圳市

國(guó)土資源是指地球上的自然資源，主要包括土地資源、水資源、林業(yè)資源、礦產(chǎn)資源以及海洋資源等，是人類(lèi)社會(huì)賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)［1］.隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的加速發(fā)展，對(duì)國(guó)土資源的需求不斷增大，資源短缺的約束狀況日趨明顯，環(huán)境壓力越來(lái)越大.因此，如何合理開(kāi)發(fā)利用國(guó)土資源，走可持續(xù)發(fā)展的道路，是擺在人類(lèi)面前迫切需要解決的問(wèn)題.

國(guó)土資源可持續(xù)利用歷來(lái)是學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)者們主要集中于對(duì)資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法的研究，國(guó)內(nèi)外普遍使用的資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是以“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-生態(tài)”3準(zhǔn)則或“資源環(huán)境-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-生態(tài)”4準(zhǔn)則指標(biāo)體系［2］，目前，較有代表性且比較成熟的評(píng)價(jià)方法有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、綜合評(píng)價(jià)法、灰色系統(tǒng)法、景觀生態(tài)學(xué)法和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法等方法［3］.“生態(tài)位適宜度”是一種測(cè)定生態(tài)學(xué)邊界的方法，能夠反映現(xiàn)實(shí)生態(tài)環(huán)境條件和最適生態(tài)環(huán)境條件貼近程度的數(shù)學(xué)計(jì)算方法［4］.區(qū)域國(guó)土資源達(dá)到可持續(xù)利用所需要的各種生態(tài)因子構(gòu)成的理想資源生態(tài)位空間即為最適生態(tài)位，而區(qū)域國(guó)土資源的現(xiàn)實(shí)狀況構(gòu)成了現(xiàn)實(shí)生態(tài)位，生態(tài)位適宜度反映的就是現(xiàn)實(shí)生態(tài)位與最適生態(tài)位之間的耦合程度.當(dāng)區(qū)域國(guó)土資源的現(xiàn)狀條件完全不滿足對(duì)應(yīng)的資源需求時(shí)，其可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度為0；而當(dāng)現(xiàn)狀資源條件完全滿足各種資源發(fā)展的要求時(shí)，生態(tài)位適宜度為1，國(guó)土資源的可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度大小反映了國(guó)土資源的現(xiàn)實(shí)位與最佳位之間的貼近程度，適宜度值越大，表明國(guó)土資源的可持續(xù)利用程度越高［5］.本文以深圳市為研究對(duì)象，從自然、環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)3個(gè)維度，對(duì)其海洋、陸地2大區(qū)域的國(guó)土空間資源構(gòu)建不同的指標(biāo)體系，定量測(cè)算2004～2013年深圳市國(guó)土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度，分析深圳市10 a間國(guó)土資源利用狀況的趨勢(shì)及差異，以期為深圳市進(jìn)一步制定保障未來(lái)國(guó)土資源得以可持續(xù)利用的戰(zhàn)略措施，為沿海城市的國(guó)土資源開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)提供科學(xué)參考.

1　研究方法

本文通過(guò)構(gòu)建生態(tài)位適宜度模型的方法對(duì)深圳市國(guó)土資源的可持續(xù)利用性作出評(píng)價(jià)，分別從傳統(tǒng)的加權(quán)平均模型和改進(jìn)后的基于灰色廣義關(guān)聯(lián)度構(gòu)建的綜合生態(tài)位適宜度模型2種方法進(jìn)行測(cè)算和評(píng)價(jià).

1.1加權(quán)平均模型

借鑒前人的研究成果，本文主要選擇較為廣泛應(yīng)用、精準(zhǔn)度較高的加權(quán)平均模型法［6］，并進(jìn)行適當(dāng)修正，建立的國(guó)土資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)的生態(tài)位適宜度模型為

其中，

式中，AFi表示第i年的國(guó)土資源可持續(xù)利用生態(tài)位適宜度，α表示模型參數(shù)（0≤α≤1），xij和xaj分別表示第i年第j個(gè)指標(biāo)因子的現(xiàn)實(shí)值和最適值.一般而言，α的值越小，F(xiàn)i值的分辨率越高.在以往大部分研究中，為了便于研究，很多學(xué)者直接將參數(shù)α取估算值為0.5.實(shí)際上，關(guān)于參數(shù)α準(zhǔn)確值的計(jì)算，可以假定當(dāng)δij=ij時(shí)，用下式估算：

由式（3）和式（4）可以解出α值.

該模型反映了國(guó)土資源利用的現(xiàn)實(shí)利用狀況和最佳利用狀況間的相對(duì)偏差，從而表示區(qū)域的不同國(guó)土資源類(lèi)型對(duì)其可持續(xù)利用要求的適宜性程度.Fi的值在［0，1］區(qū)間內(nèi)，F(xiàn)i值越大，表明國(guó)土資源的可持續(xù)發(fā)展程度越高，區(qū)域整體的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展性都較好.

1.2優(yōu)化后的綜合生態(tài)位適宜度模型

在傳統(tǒng)的構(gòu)建生態(tài)位適宜度模型的思想基礎(chǔ)上，本文將灰色系統(tǒng)理論中的廣義關(guān)聯(lián)度［7］思想引入到區(qū)域國(guó)土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度模型的構(gòu)建中，改進(jìn)了傳統(tǒng)的生態(tài)位適宜度測(cè)算模型只能表征最終因子現(xiàn)實(shí)值與最適值的某種貼近關(guān)系而忽視各指標(biāo)之間相關(guān)性的缺點(diǎn).通過(guò)測(cè)算絕對(duì)關(guān)聯(lián)度、相對(duì)關(guān)聯(lián)度和綜合關(guān)聯(lián)度，構(gòu)建了區(qū)域國(guó)土資源可持續(xù)利用的綜合生態(tài)位適宜度模型［8］.綜合生態(tài)位適宜度在反映生態(tài)因子現(xiàn)狀值和理想值之間的貼近程度的同時(shí)，還可以反映2者變化速率之間的聯(lián)系程度，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的生態(tài)位適宜度模型無(wú)法表明生態(tài)因子現(xiàn)狀值和理想值之間變化速率關(guān)系的局限性.

以無(wú)量綱化處理的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)序列，利用x′i（t）表示第t年第i個(gè)因子的標(biāo)準(zhǔn)值，x′i（a）表示第i個(gè)因子最適值的標(biāo)準(zhǔn)值，xi（max）d2為第i個(gè)因子的最大值，i=1，2，…，n，t=1，2，…，m.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值，進(jìn)行零像化，零像化值分別為

絕對(duì)生態(tài)位適宜度εta為

綜合生態(tài)位適宜度為

通常取μ=0.5（0≤μ≤1），μ取值越大越能反映絕對(duì)量之間的相關(guān)性，μ取值越小越能反映序列的變化率.Fta的取值也在［0，1］間，值越大表明生態(tài)因子現(xiàn)狀值與理想值之間越貼近，研究系統(tǒng)的可持續(xù)利用程度越高，反之則越低［9］.

2　深圳市國(guó)土資源可持續(xù)利用的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1研究區(qū)域概況

深圳市是中國(guó)南部濱海城市，位于廣東省南部沿海、珠江口東岸，地處113°46′～114°37′E，22°27′～22°52′N(xiāo)，北靠東莞、惠州2市，是珠三角一體化的重點(diǎn)區(qū)域［10］.深圳市屬于南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，全市大小河流共310多條，海洋資源豐富［11］.深圳全市陸地總面積1 953 km2，是一個(gè)擁有上千萬(wàn)人口、經(jīng)濟(jì)繁榮、基礎(chǔ)設(shè)施完善、自然環(huán)境優(yōu)美的大都市，是世界上發(fā)展最快、中國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的城市之一，人均GDP占全國(guó)大中城市第一.

2.2指標(biāo)體系的構(gòu)建

在借鑒相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上［12-15］，廣泛咨詢專家意見(jiàn)，修改、完善指標(biāo)體系，本文最后構(gòu)建了由11個(gè)一級(jí)指標(biāo)、25個(gè)二級(jí)指標(biāo)組成的多維因子空間，見(jiàn)表1.

表1　國(guó)土資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系Table 1 The evaluation index system of sustainable use of territorial resources

2.3指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

通過(guò)年鑒、信息網(wǎng)站、政府咨詢等渠道，搜集了深圳市2004～2013年這10 a間的國(guó)土資源現(xiàn)狀數(shù)據(jù).采用極值法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，具體方法步驟如下［16］：

（1）當(dāng)指標(biāo)值高低與國(guó)土資源可持續(xù)利用性成正相關(guān)時(shí)，該指標(biāo)得分：

（2）當(dāng)指標(biāo)值高低與國(guó)土資源可持續(xù)利用性成負(fù)相關(guān)時(shí)，該指標(biāo)得分：

上式中：i，j=1，2，…，n，Xij表示某地區(qū)第i年第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；Xi表示某一評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始值（第 i個(gè)地區(qū)第j個(gè)生態(tài)因子的現(xiàn)實(shí)生態(tài)位），Xmax、Xmin分別表示某一指標(biāo)歷年來(lái)的最大值和最小值，無(wú)量綱化后的值范圍在［0，1］之間，即0≤Xij≤1，0≤Yij≤1.

2.4熵值法確定指標(biāo)權(quán)重

為了避免主觀賦權(quán)法由于過(guò)多的人為因素造成的差異大、結(jié)果不穩(wěn)定等影響，本文采用熵值法來(lái)計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重［17］.通過(guò)熵值法測(cè)算的深圳市2004～2013年國(guó)土資源可持續(xù)發(fā)展各指標(biāo)的權(quán)重值見(jiàn)表2.

表2　深圳市2004～2013年國(guó)土資源可持續(xù)發(fā)展各指標(biāo)的權(quán)重值Table 2 Weightiness of sustainable development indexes in Shenzhen from 2004 to 2013

2.5指標(biāo)的最適值確定

由于指標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)正向化處理后，無(wú)量綱數(shù)據(jù)指標(biāo)均轉(zhuǎn)變成正向指標(biāo).正向指標(biāo)的取值越大，對(duì)資源的可持續(xù)性越有利，因此，指標(biāo)的最適值為xaj=max（x′ij），其中，x′ij為指標(biāo)經(jīng)過(guò)無(wú)量綱處理后的標(biāo)準(zhǔn)值［18］.

3　基于生態(tài)位適宜度模型的國(guó)土資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)

3.1加權(quán)平均模型法測(cè)算結(jié)果

將因子現(xiàn)實(shí)值和最適值無(wú)量綱化后的值帶入到式（3）和式（4）中，可計(jì)算出深圳市國(guó)土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度模型中的α的值為0.304 2.再將參數(shù)值帶入式（1）中，最終計(jì)算得到深圳市2004～2013年各種類(lèi)型資源的可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度值及總的生態(tài)位適宜度值，見(jiàn)表3.

表3　基于加權(quán)平均模型法的深圳市2004～2013年國(guó)土資源可持續(xù)利用生態(tài)位適宜度值Table 3 The results of niche fitness of sustainable territorial resources utilization calculated by weighted average model in Shenzhen

根據(jù)表3可以看出，深圳市在國(guó)土資源可持續(xù)利用方面，起點(diǎn)較高，歷年的生態(tài)位適宜度值均在0.5以上，在2004～2010年期間，國(guó)土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度呈現(xiàn)增減交替現(xiàn)象，而在2010年以后，基本上保持穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì).

3.2基于灰色關(guān)聯(lián)度的生態(tài)位適宜度模型測(cè)算結(jié)果

參考上述基于廣義關(guān)聯(lián)度構(gòu)建生態(tài)位適宜度測(cè)算模型的步驟，參考式（5）～（6），再將各指標(biāo)的無(wú)量綱標(biāo)準(zhǔn)化處理后的結(jié)果帶入式（7）～（9）中，計(jì)算得到深圳市2004～2013年國(guó)土資源可持續(xù)利用的絕對(duì)生態(tài)位適宜度εta、相對(duì)生態(tài)位適宜度Φta和綜合生態(tài)位適宜度Fta，μ值取為0.5.本文主要參照測(cè)算的綜合生態(tài)位適宜度Fta的結(jié)果見(jiàn)表4.

表4　深圳市國(guó)土資源可持續(xù)利用綜合生態(tài)位適宜度計(jì)算結(jié)果Table 4 The results of niche fitness of comprehensive sustainable utilization on territorial resources in Shenzhen

4　討論與結(jié)論

4.1結(jié) 論

本文將生態(tài)位適宜度理論引入到沿海城市國(guó)土資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)中，在此基礎(chǔ)上計(jì)算了深圳市2004～2013年這10 a間的3種類(lèi)型國(guó)土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度評(píng)價(jià)值，得出以下結(jié)論：

（1）從指標(biāo)權(quán)重來(lái)看，深圳市的自然資源對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的國(guó)土資源可持續(xù)利用的影響權(quán)重最大，社會(huì)經(jīng)濟(jì)資源次之，最后是生態(tài)環(huán)境資源.

（2）從測(cè)算結(jié)果看：深圳市國(guó)土資源在2004 ～2013年的10 a期間，國(guó)土資源可持續(xù)利用狀況均經(jīng)歷了這樣的3個(gè)階段：①穩(wěn)定上升階段，該期間生態(tài)位適宜度值在穩(wěn)定增加，尤以2004～2006年最初的3 a期間及2010年以后的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)最明顯；②波動(dòng)階段，生態(tài)位適宜度值呈現(xiàn)增減交替的趨勢(shì)，受2008年全球金融危機(jī)的影響，2008～2010年經(jīng)歷了明顯的波動(dòng)；③輕微下滑階段，在2006～2008年期間下降趨勢(shì)較明顯，表明因子的現(xiàn)實(shí)值與最適值存在明顯距離.

（3）將通過(guò)加權(quán)平均模型法和廣義關(guān)聯(lián)度法測(cè)算得到的生態(tài)位適宜度值分別記為F1、F2，F(xiàn)1的值普遍高于F2，2者總體變化趨勢(shì)高度一致，且F2對(duì)因子變化的敏感度更高.2種方法得出一個(gè)共同結(jié)論：深圳市國(guó)土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度，資源競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)強(qiáng).與F1相比較，F(xiàn)2反映了因子的現(xiàn)狀值和最適值的貼近程度的同時(shí)，還描述了2者相對(duì)于起始點(diǎn)的變化速度之間的關(guān)系，更加全面綜合.通過(guò)加權(quán)平均模型法和改進(jìn)后的灰色關(guān)聯(lián)度法構(gòu)建的生態(tài)位適宜度模型測(cè)算值在各年間總體變化趨勢(shì)一致，從而驗(yàn)證了運(yùn)用生態(tài)位適宜度模型進(jìn)行評(píng)價(jià)較為科學(xué)，且運(yùn)用廣義關(guān)聯(lián)法構(gòu)建的綜合生態(tài)位適宜度模型進(jìn)行區(qū)域國(guó)土資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)，更加科學(xué)實(shí)用.

4.2討 論

國(guó)土資源的可持續(xù)利用研究對(duì)于深圳市及整個(gè)珠三角、廣東省乃至全國(guó)均具有重要的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)意義.限于作者知識(shí)層面及寫(xiě)作時(shí)間有限，國(guó)土資源利用涉及各種復(fù)雜的因素，在指標(biāo)構(gòu)建和分析上存在一定的局限性，還有其他一些問(wèn)題需要進(jìn)行深入研究.

（1）本文構(gòu)建的國(guó)土資源可持續(xù)利用生態(tài)位適宜度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系上，考慮到數(shù)據(jù)的獲取性，對(duì)于某些資源類(lèi)型的指標(biāo)不一定是最典型代表該種資源性質(zhì)的，且由于不同時(shí)間段經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)建設(shè)、生態(tài)環(huán)境狀況差異較大，建立的指標(biāo)不適用于較長(zhǎng)時(shí)間段的研究，難免有時(shí)空上的局限.加上本文的指標(biāo)體系主要適用于沿海城市及特定區(qū)域，對(duì)于其他不同類(lèi)型的城市，其指標(biāo)體系的有效性還需要進(jìn)一步完善.

（2）城市國(guó)土資源生態(tài)位適宜度概念需要進(jìn)一步的完善.由于城市和國(guó)土資源均為復(fù)合型的概念，涉及的研究對(duì)象具有綜合性和復(fù)雜性，至今尚未形成關(guān)于城市生態(tài)位適宜度公認(rèn)的理論體系和方法，一些分析的方法和評(píng)價(jià)體系仍處于不斷探索和發(fā)展中.生態(tài)位適宜度模型還在不斷的改進(jìn)和完善中，需要完善建立一種既方便計(jì)算又能全面反映區(qū)域國(guó)土資源可持續(xù)利用的生態(tài)位適宜度差異的模型.

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【責(zé)任編輯：孫向榮】

Evaluation on sustainable utilization of territorial resources in Shenzhen based on the niche fitness model

YANG Mu-zhuang，ZHANG Jia-hui
（School of Geographic Science，Guangzhou University，Guangzhou 510006，China）

With the rapid development of urbanization in China，the demand of territorial resource is in constant growth，how to save the utilization of territorial resource has become an important issue of our society.This paper takes Shenzhen city as the study area，through taking the niche fitness theory and constructing 25 indicators from 3 aspects including nature，social economy and ecological environment to evaluate the sustainable utilization of territorial resources.The paper uses weighted average model and grey correlation degree model to construct niche fitness model.The results indicate that the sustainable utilization of territorial resources in Shenzhen is relatively high，and it conforms to a highly sustainable utilization.Shenzhen is in the vigorous development of the economy and society，at the same time，its ecological environment has been well protected.

territorial resources；sustainable utilization；niche fitness；Shenzhen

F 301.2；F 290

A

1671-4229（2016）03-0056-07

2016-01-26；

2016-04-18

教育部人文社科規(guī)劃課題資助項(xiàng)目（14YJA630083）；廣東省科技計(jì)劃資助項(xiàng)目（2012A031100011）

楊木壯（1965-），男，教授，博士.E-mail：ymz@gzhu.edu.cn