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长株潭资源环境承载力综合评价与区划

2017-04-28

资源环境承载力是国土空间开发格局优化、资源节约利用、生态环境保护的基础。湖南省国土资源规划院2011-2012年完成的中国地质调查局“长株潭资源环境承载力综合评价与区别”项目是“全国资源环境承载力评价”计划项目下的工作项目。项目的目标是在系统分析长株潭地区资源禀赋与环境本底基础上,确定资源环境承载力综合评价对象,建立资源环境承载力综合评价指标体系与评价模型,以单因子评价为基础进行资源环境承载力综合评价,并对资源环境适宜性进行分析,提出长株潭地区国土资源优化配置的对策建议,为开展全国资源环境承载力综合评价与区划提供地区借鉴。

该项目主要完成人有张建新、邢旭东、符金豪、许联芳、陈坤、吕焕哲等。2015年,在《长株潭资源环境承载力综合评价与区划》成果报告基础上,项目负责人张建新修改完成《长株潭资源环境承载力综合评价与区划》一书,并由湖南地图出版社出版。

一、从理论和方法上探讨了资源环境与社会经济承载能力的关系,以长株潭区为例,创建了科学实用的资源环境综合承载力评价技术方法体系,为相关工作提供了技术平台

1.从人口、资源、环境、经济系列因素的相互制约、相互依赖出发,分析确定支撑区域发展的资源环境主要促进性因素和制约性因素;基于实用性和系统性原则,科学筛选构建了长株潭地区资源环境承载力评价指标体系:以土地、水、矿产3类资源对人类粮食与居住生活需求和对经济生产的支撑为度量,构建资源类指标15个;以地质、土壤、水、大气、生态5类环境对社会经济发展的安全容纳能力为度量,构建环境类评价指标体系15个;基于区域经济发展、区位交通、工业化、城镇化、科学技术水平5方面综合指标,构建区域社会经济承载与发展综合评价指标。

2.明确提出了理论性强、实用性好的综合评价指标构建的四项基本原则:具相互影响的指标,按乘法原则,可用几何平均值构建;相互独立指标,可以重要性为权数进行加权平均值或算术平均构建;具可替换性或互补性指标,可以转换系数按加法原则进行加权平均值或算术平均值构建;限制性环境类指标,可据李比希短板原则取最小值。

3.从公因子方差、熵值法和德尔菲法三种方法得出的权重比较得知,公因子方差和熵值法算出的权重差别不大,近于等权,可用计算机自动完成,故可以等权即算术或几何平均向上递进构建指标,为确定权重方法首选;个别需特别强调的指标,宜用德尔菲法。

4.基于因子分析,以特征根与因子得分的线性组合,分别构建的资源、环境、社会经济综合评价函数,科学全面且定量综合反映了相关信息。

5.创建了具有重大理论与实践意义的“基于因子分析,资源- 环境-社会经济耦合关系三维曲面拟合”的资源环境综合承载力评价技术方法体系,借助Tablecure 3D软件研究提出的具6参数由双逻辑斯蒂函数复合构成的资源环境承载力综合评价模型,不仅数学上拟合程度极高,具有较好的可靠性和普适性,而且科学地解释和描述了社会经济承载与资源、环境的数量关系,是对该三者关系科学、精准的表达,解决了困扰学术界的资源环境综合评价难题,属于原始性创新。

二、以建立的单指标模型分析评价资源环境要素承载状况,明确了区域资源对社会经济发展的保障能力和环境对国土开发的容纳限度,为“两型”社会建设提供了科学依据

1.社会经济发展综合指标结果显示,长株潭三市远超其他县区,以长沙为最大,湘潭、株洲次之;其他县区经济指标差距较小。

2.土地资源承载力评价表明:长沙、株洲、湘潭三市城区主要为城市建成区,人口密集,经济发达,农用地面积极小或者缺失,人多地少,土地资源承载力最低;株洲县、湘潭县、湘乡市等农村地域县市农用地特别是耕地面积大,地多人少,土地资源承载力最高。

3.根据水资源量同时考虑水资源季节分布不均特点,进行水资源承载力综合评价研究,结果显示,长株潭三市市区为水资源高承载力区,湘乡市和茶陵县为水资源较高承载力区,长沙县、浏阳市、炎陵县和醴陵市四县市属水资源中等承载力区,望城县、株洲县、攸县、湘乡市和韶山市属水资源较低承载力区。

4.受资源禀赋限制,长株潭地区矿产资源承载力普遍较低。

5.依据地质构造稳定性和地质灾害危险性等地质环境条件进行地质环境承载力评价,结果表明,长株潭地区地质环境承载力多属较高承载级别。

6.土壤、水、大气及主要由植被和地形表征的“生态”环境评价结果显示,长株潭区环境承载力形成了以长株潭三市区为中心的环型质量分区。

三、以建立的资源环境综合承载力评价方法体系进行评价与区划,预测了四种模式下长株潭区的承载力与社会经济发展潜力,对区域发展具科学指导意义,为相关研究提供了科学示范

1.资源综合评价结果显示以湘潭县资源最丰,依次有攸县、茶陵县等,为正值;以长沙市区资源最贫,次有韶山市等。环境综合评价结果显示以炎陵县环境最优,依次有长沙市区、湘潭市区等。

2.以现有资源禀赋及其利用现状计算的最大承载力以长沙市最大,依次有韶山市、长沙县、湘潭市、望城等,以湘潭县最小。

3.在资源适度开发模式下的最大承载力以长沙市最大,依次有湘潭市、株洲市、望城区、韶山市、长沙县等,以湘潭县最小。15个行政区剩余承载容量均为盈余,表明其资源环境承载力处于可载状态。社会经济可发展的潜力以湘潭市最大,以湘潭县最小。

4.在资源特别丰富、环境极度优良的理想状态下,仅炎陵县、醴陵市、湘乡市、湘潭县的剩余承载容量为正值,处于可载状态,其他均处于超载状态。

5.据建立的承载人口、经济与资源环境综合承载力关系模型,针对资源现状和资源适度开发两种模式,提出最大可承载人口与经济承载量,为人口区域优化配置提供了依据。

6.长株潭区具如下资源环境综合承载力分区特征:长沙、湘潭和株洲3个市区为高承载高潜力区,长沙县、宁乡县、望城区、韶山市和浏阳市为中承载劣水土环境区,株洲县、攸县、醴陵市、湘乡市、湘潭县为较低承载较高潜力区,茶陵县和炎陵县为低承载劣地质环境区。各区经济区位条件、资源环境承载力不同,在布局上各有侧重。

四、以土地资源空间分布及其适宜性为基础、资源环境综合承载力为制约的多类空间综合布局,为国土空间配置提供了科学依据

1.从建设的经济性、安全性、资源性和生态性评价建设用地适宜性,结果显示,长株潭地区适宜作为建设用地达中等程度的总面积约为17 224km2,占全区总面积的61.3%,不适宜面积主要分布于炎陵县及浏阳市等坡度较高区。

2.主要考虑地形条件、土地条件以及社会经济条件三个方面,强调地貌条件及土壤肥力和环境健康质量,评价农用地适宜性,结果显示,长株潭地区高度适宜农业区主要分布在长沙县、望城区、长沙市、湘潭县西部以及攸县北部,不适宜区为长沙市、株洲市、炎陵县以及湘潭市。

3.以生态环境、地质环境和环境污染评价生态保护空间重要性叠加,宜林性评价得到的生态空间布局表明,可构建以“山脉为屏障、河流为廊道”的生态基础设施体系,区域东南部为长株潭生态屏障,沿湘江展布两个综合整治区。

4.在土地适宜性评价研究基础上,以土地资源的空间分布特征为基础,以区域发展需求为导向,以资源环境综合承载力为制约,按照合理利用建设用地、保护优质耕地和生态环境的目标,进行了国土空间综合布局。在已有建设用地、基本农田、水域以及生态保护区基础上,对剩余区域按农用与建设用地相对适宜及限制性以整体效益最优的原则配置农用、建设用和生态保护空间,提出各县区的建设空间、农业空间、生态空间及缓冲区空间建议,可以满足长株潭地区社会经济发展和人口承载的要求,实现整体效益最优,为国土空间布局提供了依据。