廣西城市土地綜合承載力時(shí)空差異分析

詹長(zhǎng)根++邢玉玲++楊如軍

摘要：城市土地綜合承載力能夠反映城市土地承載的資源水平、經(jīng)濟(jì)規(guī)模、社會(huì)發(fā)展、環(huán)境壓力等。從資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等4個(gè)方面，構(gòu)建城市土地綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用主成分分析法、聚類分析法對(duì)廣西全區(qū)及其14個(gè)市2005—2014年城市土地綜合承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析其時(shí)空特征及驅(qū)動(dòng)因素，為提高城市土地綜合承載力提供參考。結(jié)果表明，2005—2014年廣西城市土地綜合承載力整體呈上升趨勢(shì)；2005—2014年廣西城市土地綜合承載力空間分布差異顯著，柳州、桂林、南寧等市屬于高承載區(qū)，北海、玉林、梧州等市屬于較高承載區(qū)，其他市承載力隨時(shí)間變化處于不同等級(jí)；經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度是影響城市土地綜合承載力的重要因素，但并不能直接代表城市土地綜合承載力水平。

關(guān)鍵詞：城市土地綜合承載力；廣西；主成分分析法；時(shí)空差異；評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；影響因素

中圖分類號(hào)： F293.2；F127；F062.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2017）06-0281-04

我國(guó)土地承載力研究興起于20世紀(jì)80年代中后期[1]，并隨著人們的認(rèn)知及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而逐步發(fā)展，從以人糧關(guān)系為核心的土地資源人口承載力的單一指標(biāo)研究[2-7]，逐步發(fā)展為從資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等多方面指標(biāo)的土地資源承載力綜合研究[8-12]，并逐步出現(xiàn)針對(duì)城市土地的城市土地綜合承載力研究[13-15]。城市土地綜合承載力研究在近20年興起，并成為土地資源承載力研究的熱點(diǎn)。究其原因，是由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程逐步加快，城市人口不斷集聚，城市化發(fā)展、城市人口增加與城市土地資源短缺之間的矛盾日益加劇，研究并改善城市土地綜合承載力成為解決這些矛盾的突破口?；谇叭说难芯?，本研究給出城市土地綜合承載力的內(nèi)涵，即在一定的時(shí)期、空間區(qū)域、科技發(fā)展水平下，城市土地資源承載人類各種活動(dòng)的水平。

廣西目前正處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)期，城鎮(zhèn)化進(jìn)程逐步加快，城市人口增加與土地資源短缺之間的矛盾日益顯現(xiàn)，而關(guān)于廣西城市土地綜合承載力的研究尚屬空白，基于此，對(duì)廣西城市土地綜合承載力進(jìn)行研究，分析其時(shí)空特征及影響因素。

1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與方法

1.1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

城市土地綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)是評(píng)價(jià)城市土地綜合承載力的關(guān)鍵。本研究根據(jù)土地資源承載力領(lǐng)域的相關(guān)研究，采用頻度分析法統(tǒng)計(jì)相關(guān)指標(biāo)的頻率，并結(jié)合廣西實(shí)際，依據(jù)科學(xué)性、系統(tǒng)性、可操作性等原則，從資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等4個(gè)方面，選取16個(gè)指標(biāo)（表1）計(jì)算廣西城市土地綜合承載力。

1.2評(píng)價(jià)模型

城市土地綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)較多，彼此之間有一定的相關(guān)性，從而增加了數(shù)據(jù)分析的復(fù)雜性，而主成分分析是從研究相關(guān)矩陣內(nèi)部的依賴關(guān)系出發(fā)，利用降維的思想，將多個(gè)互相關(guān)聯(lián)的變量轉(zhuǎn)化成少數(shù)幾個(gè)互不相關(guān)的綜合指標(biāo)的一種多變量統(tǒng)計(jì)分析方法，正是解決這一問(wèn)題的理想方法。

1.3計(jì)算方法

利用SPSS軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析運(yùn)算，根據(jù)特征根大于1的原則，得到各樣本j個(gè)主因子得分。主成分得分為相應(yīng)主因子得分乘以相應(yīng)特征根的算術(shù)平方根，公式為

式中：Pi為城市土地綜合承載力百分制得分；Fi為城市土地綜合承載力綜合得分；Fmax為樣本綜合得分中的最大值；Fmin為樣本綜合得分中的最小值。

2研究區(qū)及數(shù)據(jù)

2.1研究區(qū)概況

廣西壯族自治區(qū)位于我國(guó)華南西部，東連粵港澳，南臨北部灣，背靠西南地區(qū)，面向東南亞，位于東經(jīng)104°26′～112°04′，北緯20°54′～26°24′之間，土地總面積 23.76萬(wàn)km2，占全國(guó)土地總面積的2.48%，居各省市區(qū)第9位。廣西現(xiàn)轄14個(gè)地級(jí)市，109個(gè)縣級(jí)行政區(qū)。2014年廣西市轄區(qū)地區(qū)生產(chǎn)總值為8 236.52億元，人均地區(qū)生產(chǎn)總值為52 791元；建成區(qū)面積為8 493 km2，人均建成區(qū)面積為 76 m2；年末總?cè)丝跒?1 415 萬(wàn)，人口密度為335人/km2。

由于市轄區(qū)土地行政邊界相對(duì)穩(wěn)定，且較為真實(shí)地反映了城市土地所能承載的各種經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)[16]，故本研究以廣西全區(qū)及其14個(gè)地級(jí)市轄區(qū)的土地為研究對(duì)象。

2.2數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究中的市轄區(qū)數(shù)據(jù)來(lái)源于2006—2015年的《廣西統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》。對(duì)于無(wú)市轄區(qū)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，即污水處理率、生活垃圾無(wú)害化處理率指標(biāo)用《廣西統(tǒng)計(jì)年鑒》中的全市統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)近似替代。

3結(jié)果與分析

3.1廣西整體承載力評(píng)價(jià)及分析

根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)和計(jì)算方法，對(duì)廣西2005—2014年城市土地綜合承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)。如表2所示，計(jì)算得出特征根大于1的主成分有2個(gè)，其累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到94.752%，說(shuō)明這2個(gè)主成分提供了原始信息的足夠信息。2005—2014年廣西城市土地綜合承載力得分如表3所示。

為了能夠更直觀地反映出廣西10年來(lái)城市土地綜合承載力變化情況，根據(jù)綜合得分，繪制出2005—2014年廣西城市土地綜合承載力的變化趨勢(shì)如圖1所示。

由圖1可知，2005—2014年，廣西城市土地綜合承載力水平不斷提高，表明該區(qū)資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境間的協(xié)調(diào)度逐步提高，所承載的人類各種活動(dòng)的能力不斷提高。在2009年，城市土地綜合承載力變化趨勢(shì)圖出現(xiàn)拐點(diǎn)。將各年份原始數(shù)據(jù)及其變化率進(jìn)行比較，可看出2008—2009年人均GDP、地均GDP、職工平均工資、地均工業(yè)總產(chǎn)值增長(zhǎng)率明顯降低，導(dǎo)致城市土地綜合承載力增長(zhǎng)速度減慢；2009—2010年前3個(gè)指標(biāo)增長(zhǎng)率恢復(fù)正常，地均工業(yè)總產(chǎn)值增長(zhǎng)率明顯提高，此外，2009—2010年擴(kuò)大了建設(shè)規(guī)模，城市建設(shè)用地率、道路面積大幅增加，致使城市土地綜合承載力增長(zhǎng)速度加快。究其外部原因，應(yīng)是受到2008年金融危機(jī)的影響，工業(yè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展減慢，承載力增長(zhǎng)速度減慢，金融危機(jī)后，政府為促進(jìn)發(fā)展，出臺(tái)了相關(guān)政策，如增加建設(shè)規(guī)模、促進(jìn)就業(yè)等，使短時(shí)間內(nèi)承載力增長(zhǎng)速度加快。

由表3可知，主成分1的得分不斷提高，主成分2的得分起伏不定，因此，驅(qū)動(dòng)廣西城市土地綜合承載力提升的主要指標(biāo)是主成分1所反映的原始信息。根據(jù)載荷矩陣，主成分1在除污水處理率之外的指標(biāo)上載荷的絕對(duì)值較大，在第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重上的載荷為負(fù)值，主成分2在污水處理率上的載荷較大?？梢姡鞘薪ㄔO(shè)用地率、人均建成區(qū)面積、人均住房建筑面積、人均城市道路面積、人均GDP、地均GDP、地均工業(yè)總產(chǎn)值、人口密度、科技教育占GDP比重、地均就業(yè)人口、職工平均工資、建成區(qū)綠化覆蓋率、人均綠地面積、垃圾處理率，這些指標(biāo)的提升推動(dòng)了廣西城市土地綜合承載力的提高。說(shuō)明在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，政府適當(dāng)增加建設(shè)規(guī)模，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，推動(dòng)工業(yè)發(fā)展，促進(jìn)城鎮(zhèn)化進(jìn)程，重視科技教育問(wèn)題，改善就業(yè)狀況，提高工資水平，注重城市綠化，進(jìn)而推動(dòng)了廣西10年來(lái)城市土地綜合承載力水平的不斷提高。第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重在主成分1的載荷為負(fù)值，且絕對(duì)值較大，說(shuō)明近年來(lái)廣西第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展不樂(lè)觀，反觀廣西原始數(shù)據(jù)，第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重整體呈下降趨勢(shì)，從46%下降到42%，說(shuō)明廣西經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不夠優(yōu)化，不利于城市土地綜合承載力的提升；污水處理率在主成分2上的載荷較大，而主成分2的得分起伏不定，說(shuō)明政府對(duì)城市污水處理的重視不夠，反觀原始數(shù)據(jù)，除2010年污水處理率達(dá)到80%，其他年份基本在60%以下。在這些因素的共同作用下，廣西城市土地綜合承載力依然逐年增加，是由于負(fù)值的減少量小于正值的增加量，因而沒(méi)有阻礙廣西城市土地綜合承載力的提高。政府未來(lái)應(yīng)重視第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)重視城市環(huán)境治理和保護(hù)，保持并繼續(xù)促進(jìn)廣西城市土地綜合承載力的提高。

3.2廣西各市承載力評(píng)價(jià)及分析

根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)和計(jì)算方法，對(duì)廣西14個(gè)市2005—2014年城市土地綜合承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)。計(jì)算得出特征根大于1的主成分有4個(gè)，其累計(jì)貢獻(xiàn)率為81.441%，符合要求。廣西各市2005—2014年城市土地綜合承載力評(píng)價(jià)結(jié)果如表4所示。

為了能夠更直觀地反映出廣西各市承載力的變化趨勢(shì)，根據(jù)綜合得分，繪制出2005—2014年廣西各市城市土地綜合承載力的變化趨勢(shì)如圖2所示。

由圖2可知，2005—2014年廣西14個(gè)市的城市土地綜合承載力水平雖有波動(dòng)，但整體上均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，表明廣西各市資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境之間的協(xié)調(diào)度越來(lái)越高，城市土地綜合承載力水平逐步提高。2011年柳州市承載力下降，是由于其在2011年將雒容鎮(zhèn)劃入市轄區(qū)，使轄區(qū)面積由 658 km2 增加到1 017 km2，但新劃入轄區(qū)的雒容鎮(zhèn)發(fā)展水平落后于原市轄區(qū)水平，致使城市建設(shè)用地率、地均GDP、工業(yè)總產(chǎn)值、就業(yè)人口水平下降，導(dǎo)致承載力水平下降。經(jīng)過(guò)1年的發(fā)展，到2012年，柳州市逐漸發(fā)展均衡，承載力水平略高于2010年，之后逐年遞增。南寧市2009年承載力下降是建設(shè)規(guī)模、人均住房建筑面積、道路面積、土地資源承載力下降所致；2011年承載力下降是建成區(qū)綠化覆蓋率、污水處理率、土地環(huán)境承載力下降所致。2008年北海市承載力下降，是由于受到嚴(yán)重自然災(zāi)害和金融危機(jī)的影響，城市綠化水平、人均GDP、第三產(chǎn)業(yè)、科技教育比重、人均住房建筑及道路面積下降導(dǎo)致的。2005—2014年廣西城市土地綜合承載力排名在前6位的城市承載力差異相對(duì)較大，排名相對(duì)穩(wěn)定，從前到后依次為柳州市、桂林市、南寧市、北海市、玉林市、梧州市。排名在后8位的城市承載力相對(duì)差異較小，排名變動(dòng)較大。柳州市是廣西最大的工業(yè)城市，工業(yè)推動(dòng)了柳州市的發(fā)展，其相對(duì)經(jīng)濟(jì)承載力最高，人均GDP、地均GDP、地均工業(yè)總產(chǎn)值始終最高，土地開發(fā)利用程度最高，建設(shè)用地率、人均建成區(qū)面積、人均城市道路面積一直居于首位，致使城市土地綜合承載力始終位居首位。桂林市是著名的旅游城市，其依托旅游業(yè)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)達(dá)，建設(shè)規(guī)模較大，生態(tài)環(huán)境良好，資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境之間的協(xié)調(diào)度較高，此外，桂林市轄區(qū)面積最小，集聚程度相對(duì)較高，發(fā)展相對(duì)均衡，致使城市土地綜合承載力基本位居第2位。南寧市是省會(huì)城市，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)，且協(xié)調(diào)度較高，但承載力低于柳州市和桂林市，是由于其轄區(qū)面積最大，約為柳州市的6倍、桂林市的11倍，致使地均GDP等指標(biāo)略低，相對(duì)發(fā)展程度不夠，城市土地綜合承載力略低。

采用系統(tǒng)聚類法，并結(jié)合實(shí)際，對(duì)各市2005年、2010年、2014年城市土地綜合承載力得分進(jìn)行分類，將其分為4類：高承載區(qū)、較高承載區(qū)、中等承載區(qū)、低承載區(qū)（此處的高低是各年廣西各市承載力的相對(duì)高低）。在分類結(jié)果的基礎(chǔ)上，用ARCGIS分別繪制出2005年、2010年、2014年廣西城市土地綜合承載力空間分布圖（圖3）。

由圖3可知，2005年、2010年、2014年廣西各市的城市土地綜合承載力等級(jí)差異較大，并呈現(xiàn)出一定的地域相近性，即城市土地綜合承載力大致呈現(xiàn)出東北>東南>西北>中東的空間格局。此外，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平是影響城市土地綜合承載

力的一個(gè)重要因素，但并不能直接代表城市土地綜合承載力水平的高低。

高承載區(qū)。2005—2014年，柳州、桂林、南寧等市的承載力水平高于其他市，一直屬于高承載區(qū)。說(shuō)明這3個(gè)市在資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等方面協(xié)調(diào)發(fā)展的程度最好；從另一意義上講，表明在一定的資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的約束條件下，所承載的人類各種活動(dòng)的規(guī)模和強(qiáng)度最大。究其原因，南寧市作為省會(huì)城市，柳州市作為廣西最大的工業(yè)城市，桂林市作為著名的旅游城市，這3個(gè)市在廣西各市中經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)，人均GDP、地均GDP等經(jīng)濟(jì)因子在廣西處于最高水平，又由于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)、資源、環(huán)境之間具有一定的相關(guān)性，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市往往社會(huì)也較發(fā)達(dá)，土地資源開發(fā)利用規(guī)模較大，且會(huì)投入更多資金、人力、技術(shù)等來(lái)改善環(huán)境，因此，這3個(gè)市的城市土地綜合承載力最高。這3個(gè)市相比較，柳州市環(huán)境方面略有欠缺；桂林市土地資源承載力略低；南寧市行政區(qū)域面積最大，相對(duì)開發(fā)程度不夠。未來(lái)在保持經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)上，柳州市應(yīng)重視環(huán)境治理；桂林市應(yīng)提高城市土地集約利用度，從而增加人均住房建筑及道路面積，提高城市土地資源承載力；南寧市應(yīng)加大市轄區(qū)土地開發(fā)利用度，促進(jìn)市轄區(qū)土地均衡發(fā)展，以促進(jìn)城市土地綜合承載力的進(jìn)一步提升。

較高承載區(qū)。2005—2014年，北海、玉林、梧州等市一直屬于較高承載區(qū)，說(shuō)明北海、玉林、梧州等市資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境之間的協(xié)調(diào)度較高，有較大的潛力可以挖掘。這3個(gè)市在地理位置上相互毗鄰，處于廣西東南部。這3個(gè)市是經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的城市，北海市、玉林市是廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)的城市，受到北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)的影響，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高。梧州市是廣西最早的工業(yè)城市，對(duì)外貿(mào)易較發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高。這3個(gè)市相比較，北海市面積較小，土地資源開發(fā)建設(shè)規(guī)模較大，經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)，環(huán)境最優(yōu)；玉林市開發(fā)建設(shè)規(guī)模略低，土地經(jīng)濟(jì)承載力較低，社會(huì)承載力較高；梧州市居于中等水平，這3個(gè)市需進(jìn)一步提高城市土地開發(fā)和集約利用度、發(fā)展經(jīng)濟(jì)、改善社會(huì)、優(yōu)化環(huán)境，促進(jìn)城市土地綜合承載力的提升。

中等及低承載區(qū)。2005—2014年，百色市、河池市一直屬于中等承載區(qū)，來(lái)賓市、賀州市一直屬于低承載區(qū)，而防城港、欽州、貴港、崇左等市由于發(fā)展速度的差異變動(dòng)較大。防城港市發(fā)展速度較快，2005年屬于低承載區(qū)，2010變?yōu)橹械瘸休d區(qū)，且一直穩(wěn)定在中等承載區(qū)，結(jié)合圖2，可看出其2014年承載力水平已接近百色市。欽州市原屬于中等承載區(qū)，逐漸被超越降為低承載區(qū)，后又恢復(fù)到中等水平。貴港市在2005—2010年承載力水平較高，后降為低承載區(qū)。崇左市發(fā)展速度緩慢，逐漸被其他市超越，由中等承載區(qū)降為低承載區(qū)。這些城市中，防城港市經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)承載力最高，其他方面發(fā)展程度略低，致使承載力水平略低，但由于經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)作用，其他方面承載力水平逐步提高，城市土地綜合承載力水平增長(zhǎng)較快?？傮w而言，這些城市承載力水平較為接近，因而變動(dòng)較大。在廣西各市中，這些城市相對(duì)來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平落后，在未來(lái)需重點(diǎn)加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，逐步提高城市土地綜合承載力水平。

4結(jié)論

2005—2014年廣西全區(qū)及各市的城市土地綜合承載力水平總體上不斷提高，說(shuō)明廣西全區(qū)及各市的發(fā)展總體是朝著良性的方向，兼顧了各個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

廣西各市的城市土地綜合承載力水平空間差異較大，并呈現(xiàn)出一定的地域相近性，即大致呈現(xiàn)出東北>東南>西北>中東的空間格局；隨著時(shí)間的變化，部分城市承載力水平較穩(wěn)定，部分城市承載力水平由于發(fā)展速度的差異變動(dòng)較大。結(jié)果表明，柳州、桂林、南寧等市一直屬于高承載區(qū)；北海、玉林、梧州等市一直屬于較高承載區(qū)；百色市、河池市一直屬于中等承載區(qū)；來(lái)賓市、賀州市一直屬于低承載區(qū)；另外4個(gè)城市隨時(shí)間的變化在中等和低承載區(qū)之間變動(dòng)。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平是影響城市土地綜合承載力的一個(gè)重要因素，但并不能直接代表城市土地綜合承載力的高低，也不成正比或反比關(guān)系。因?yàn)殡m然南寧市經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)，但其城市土地綜合承載力水平低于柳州市。

城市土地綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各研究者均有自己的見解。本研究是在統(tǒng)計(jì)相關(guān)期刊文章中指標(biāo)頻率的基礎(chǔ)上，結(jié)合廣西實(shí)際、可獲取性數(shù)據(jù)及筆者自己的思考確定的指標(biāo)體系，可能不夠完善，如何建立一套規(guī)范、有效的指標(biāo)體系還有待進(jìn)一步研究。

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doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.06.073