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74558字博士毕业论文区域土地综合承载力评价及应用综述

论文类型:博士毕业论文
论文字数:74558字
论点:承载力,承载,土地
论文概述:

本文是硕士学位论文,本研究的成果可主要归纳为五个方面:完善土地综合承载力的研究范围并按承载对象的不同将其细分为不同的承载子系统;建立完善的且具有代表性的指标评价体系;

论文正文:

介绍

1.1研究背景

土地作为一种不可替代的自然资源,是最基本的土地资源。它是一个地区经济、生产建设、人口、资源和环境的基本载体。它是人类生存和发展不可或缺的物质基础。它在许多资源中占有核心地位。在社会发展过程中,城市生活环境恶化、生态弱化、耕地减少等一系列问题,基本上都源于土地过度开发和与经济发展速度脱节的问题。因此,土地规划与开发研究是可持续发展的重中之重。《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》指出,“要优化城市间结构和管理模式,提高城市综合承载力。”同时,也指出“我们将坚定不移地实施主体功能区制度,建立国家土地空开发保护体系,严格按照主体功能区定位推进发展,建立国家公园体系”建立资源环境承载力监测预警机制,对水土资源、环境容量和海洋资源超负荷地区实施限制措施。“因此,充分利用和保护土地资源,维护人类的可持续发展,提高其综合承载力,具有重大的现实意义。

土地承载力的研究是近年来经济、人口、生态等诸多领域的热门话题。它反映了一个国家和地区资源的数量和质量对空内人口基本生存和发展的支持能力。它是合理制定发展规划和实现区域协调发展的重要参考依据。为了实现经济和资源的适度发展,首先要明确区域土地对经济、人口、水源、环境等的承载能力和水平。,并据此制定科学的土地规划和城市空发展模式。国务院批准在2010年完成《国家土地规划纲要》的编制和批准,然后在省和地区两级进行土地规划的编制。《国家中长期科技发展规划纲要(2006-2020)》中城市区域规划与动态监测的优先主题指出,重点是“城市区域规划与人口、资源、环境和经济发展的互动模拟预测与动态监测”

土地承载力不仅体现在它所能承受的人口规模和粮食产量上,还体现在经济规模、生态环境、城市建设、居民生活等方面。它描述了人类活动与自然环境之间的动态协调与平衡关系。然而,近年来,土地资源承载状况越来越严峻。城市化、工业化、城市人口高度集中以及耕地减少、水资源短缺和环境污染等粗放式发展产品严重削弱了土地的综合承载力。根据环境保护部网站,2013年8月,京津冀地区13个城市达到空气体质量标准的天数比例在12.9%至64.5%之间,平均比例为34.6%,其中重度污染达到标准的天数比例为2.7%。生态环境对土地资源的压力是明显的。许多地区由于土地绿化和开放面积的迅速减少、建设用地占用耕地、水土流失、土地贫瘠化和重金属污染造成的生态环境恶化,已经大大超过了土地的承载能力,成为生产和生活发展的桎梏。

1.2国内外研究现状综述

1.2.1国外土地承载力研究的起源与发展

1650年,瓦隆·努斯在其著作《通论地理》中正式提出人与自然的关系。后来,“地理环境决定论”(查理斯·德·秒,孟德斯鸠男爵,1748)和“人口理论”(托马斯·罗伯特·马尔萨斯,1798)也被广泛讨论。

自从工业革命以来,人口一直在增长,经济也取得了很大进步。然而,环境问题变得越来越严重。因此,承载力的研究逐渐成为一个热门话题。1921年,帕克和伯吉斯提出了承载能力的概念。1948年,威廉·沃格特(WilliamVogt)在他的研究《生存之路》中首次提出了计算土地资源人口承载力的公式:C = E: B,其中C代表土地承载力,B代表土地能够提供的粮食产量,E代表环境阻力。在接下来的研究中,英国的威廉·艾伦(William Allen)提出了一个以粮食为标志的土地资源人口承载力计算公式。总的来说,这些研究所承载的土地上的人口数量是相对粗略的。

以绿色走廊运动为代表的生态网络规划与建设,自20世纪50年代以来逐渐在美国兴起,逐渐成为自然资源保护规划的新热点。例如,在美国全面实施绿色走廊系统后,将提供22万公里绿色走廊和约5亿hm2受保护的绿色空。在欧洲,绿色走廊、生态网络、栖息地网络和洪水缓冲区等概念也出现了。美国是最早开展生态安全评估的国家。自1970年代以来,为了建立生态影响预测和评估的结构化方法,已经开发了许多生境评估方法。栖息地评估系统(HES)和栖息地评估程序(HEP)是两种最常用的栖息地评估方法。

承载力的纯数学表达式——逻辑斯蒂方程的引入,极大地促进了承载力理论的研究。该方程提供了一种基于人口数量测量的承载力客观评价方法。奥德姆于1953年首次将承载力的概念与逻辑斯蒂曲线的理论最大常数联系起来,并将承载力的概念定义为人口增长的上限,即逻辑斯蒂方程中的常数k。逻辑曲线通常包括启动期、加速期、过渡期、减速期和饱和期。在今后的承载力工作中,学者们在理论分析中使用logistic方程常数k来表达承载力的数学含义,而承载力的概念则常用于管理和解决实际问题。

土地、水、矿产资源等单项资源适宜性评价技术取得了一定的成果。经济发展伴随着日益突出的资源和环境问题。土地资源评价从传统的土地生产能力和土地适宜性的单目标评价发展到土地资源的多目标评价,更加关注土地的生态、环境和社会经济问题。土地质量、土地生态安全和土地可持续利用评价得到进一步发展。土地评价与土地利用规划更加紧密地结合在一起。土地评价进一步侧重于建立定量、智能和自动化的评价模型。

2.土地综合承载力研究的理论基础

2.1轴承理论和机理

2.1.1承载力的内涵

承载能力来源于物理力学领域。工程领域描述基础的强度及其承受建筑物负荷的能力。现在它已被广泛应用于各种领域,用来描述主体对客体的支持程度或主体能够承受的极限载荷。

承载力分为承载主体和承载客体,直观形象地描述了承载主体对承载客体的支撑程度。根据承载对象的不同,承载力可分为生态承载力、环境承载力、人口承载力、建设规模承载力、经济规模承载力等。承载主体的承载范围从不同角度进行描述。例如,人口承载能力给出了特定地区人口的最大承载极限。根据承载对象的系统性程度,承载力也可分为单因素承载力和综合(系统)承载力。单因素是指仅由一个轴承对象施加在轴承对象上的压力程度,或者尽管考虑了一个以上的轴承对象,但不考虑对象之间的影响和约束关系。每个承载力只是其自身承载力的单一表现。著名的马尔萨斯人口理论主要关注土地和粮食对人口的支持。在考虑多个承载对象的基础上,研究了系统承载能力各因素之间的复杂关系,描述了相互制约或互补因素对承载能力的约束。例如,《增长极限》中建立的模型考虑了自然资源、农业生产、环境污染和其他因素,以及它们之间的关系。

随着研究的发展,综合承载力已成为主流。它不仅考虑自然资源的承载能力,更重要的是引入社会生产和生活因素,拓展承载能力的内涵,赋予其社会属性。它仅限于用人口承载能力来描述对土地的支持,还应引入社会因素来衡量它。

描述一个地区或土地在人类社会环境中的承载能力不能等同于生物承载能力。即使是单个因素下的人口承载能力也不能仅仅用人口数量来描述结果,因为在社会属性下,不同地区的承载压力不仅体现在数量上,而且由于种族、制度、习惯、文化等因素的差异,在同样的人口压力下,不同地区承载的人口数量也有很大的差异。

影响区域承载能力的对象范围也在扩大。长期以来,人口承载力研究一直是研究的主流,被认为是描述某一地区承载力的最佳表现。然而,随着社会的发展,人类的物质需求逐渐得到满足,精神需求成为主要的追求目标。在这种环境下提高生活质量变得越来越迫切。区域土地对环境、农业生产、资源等的承载能力逐渐增加,形成了与人口承载能力相互制约的综合(系统)承载能力。

2.2土地综合承载力的定义

通过对承载力内涵和机制的分析,可以更好地理解土地承载力。土地综合承载力是基于各子承载力复杂机理的综合体。

2.2.1土地综合承载力的概念和内涵

在以上研究的基础上,本文将土地承载力定义为综合承载力,它不仅包括土地人口承载力,即一定时期和一定区域内一定生活水平的人口,还包括该区域土地能够承受的资源和环境供给压力以及以土地为活动对象的经济、生产和建设规模,涵盖了制约土地承载力的时间、区域、经济和环境等多种因素。

本文所指的综合承载力概念还包括承载主体和承载客体之间相互支撑和制约的复杂机制。这里的主要承重主体,即土地,采用了广义的概念,包括农业用地、非农业用地(工矿用地、交通用地)、城乡居住用地、内陆水域和水利设施占用的土地、特殊用地和未开发或难以开发利用的土地。承载对象不仅包括人类自身和创造和改善生活环境的各种活动,还包括与土地相连的各种自然资源和生态环境条件。

根据土地的自然属性和社会属性,土地综合承载力可分为土地人口承载力、经济承载力、建设承载力、生产承载力、资源承载力和环境承载力等不同的承载方面。其内涵包括以下几个方面。

(1)可持续性

可持续发展是土地资源综合承载力研究的指导思想。土地的承载能力是从发展的角度来衡量的,不能仅用目前的发展能力和强度来衡量。

综合承载力的可持续内涵是指土地资源开发是一种可持续发展,它不仅设定为满足当前短期目标,或者不仅致力于增加承载人口数量,不仅追求土地产出的持续增加或土地利用强度的增加等单一方面,而且权衡影响土地综合承载力的各个方面,实现土地利用中经济效益、环境效益和社会效益的系统化发展和平衡发展。形成综合承载力的系统提高,而不是一个孩子具有独特承载力的情况。综合承载力的可持续性也体现在综合承载力的不断提高上。虽然各子承载力在某一阶段的发展进程不同,各子承载力的优势会相互制约,但随着不断调整,整体综合承载力会逐步提高。

3土地综合承载力评价因子模型的构建.......38

3.1土地综合承载力评价的制约因素……38

3.2土地综合承载力评价指标的选择原则……41

3.3土地综合承载力构成评价指标体系..............................42

土地综合承载力评价的4因素实证分析..............................57

4.1研究领域概述................................57

4.1.1地理位置................57

4.1.2经济和工业发展状况..............................58

5基于熵模型的资源环境承载力分析……83

5.1短板承载力的确定与分析……83

5.2指标体系的构建..............................84

7承载力评价在提高土地综合承载力中的应用

土地综合承载安全是科学土地规划的有效保障。上述实证分析结论为进一步深入分析提高土地综合承载力的对策奠定了基础。本章将在实证分析的基础上探索和完善提高土地综合承载力的思路。通过对河北省土地承载力水平的定量评价、承载短板的针对性分析和影响程度的经验证据,可以发现河北省综合承载力各组成部分的相对优势和存在的问题。从河北省各子承载系统存在的问题和发展水平出发,结合承载能力的区域协调,可以找到保证综合承载能力安全的具体思路和对策。

7.1土地综合承载力安全的内涵

要提高和保护土地的综合承载力,首先必须明确其内涵。不超过土地承载力安全的发展是可持续发展的前提。土地综合承载力研究的最终目的是确保土地承载力的安全,促进人类的可持续发展。承载力的安全性要求在保证经济、环境和人口协调发展的基础上,未来的土地将在数量和质量上为满足发展提供有效的供给,这可以从以下几个方面来理解:

(1)确保社会发展的土地供应基础。某一地区的土地资源有限。随着人口的增加和土地利用强度的提高,可用土地不断减少,没有主要承载者就无法承载。因此,首先必须保证足够的土地储备。

(2)土地的质量和结构必须满足各种负荷的要求。日益突出的土地污染问题极大地威胁了其生产建设承载功能,降低了承载水平。同样,土地利用结构的不平衡也会造成耕地与建设用地的比例,导致资源的闲置和浪费。土地承载力的这些反向因素降低了综合承载力,严重时会影响承载安全极限。

(3)土地综合承载的结构与区域平衡。无论是省内还是省间,都应避免局部承载力超标现象。当某个子区域的承载力达到极限时,它必然会成为影响其他土地承载力的枷锁。同样,局部区域承载力的不平衡也会对邻近区域产生外部负面影响。这些导致综合承载力下降的不平衡因素也会危及土地承载力的安全。

结论

8.1结论

研究成果可归纳为五个方面:扩大土地综合承载力的研究范围,根据不同的承载对象将其细分为不同的承载子系统;建立完善、有代表性的指标评价体系;应用因子分析模型客观评价研究区承载力;找出承重短板,基于熵分析模型进行趋势分析,确定影响承重短板的各种因素的影响程度,确定最迫切的改革领域;探索实证分析在提高综合承载力中的作用。主要成就和认识如下:

(1)收集整理土地承载力理论的相关文献,给出本研究的土地类别,丰富和完善土地综合承载力的内涵,深入分析土地综合承载力的机理。在扩展承载主体和承载对象的基础上,将土地综合承载力划分为六个承载子系统:经济规模承载、建设规模承载、人口规模承载、生产规模承载、资源环境承载和基础设施承载。本文综合比较了各种常用的土地承载力研究方法,并分析了各自的优缺点和适应性。最后,选择并改进因子模型作为土地综合承载力评价的实证方法,选择熵模型作为关注短板趋势和影响因子分析的实证方法。这两种方法之间的密切联系扩大了实证分析的深度。

(2)建立了详细的综合承载力评价指标体系。根据承载子系统的划分,综合分析筛选各承载子系统的影响指标,综合考虑客观性、可用性、可比性、代表性等选择原则,最终选择22个有代表性的综合指标,所选指标主要是相对指标,并构建指标的计算公式。

(3)构建因子分析实证模型,评价土地综合承载力。在调查分析研究区的地理状况、经济状况、资源环境状况、人口状况和土地利用状况的基础上,根据指标计算公式,选取省级面板数据进行计算,建立数据矩阵。通过因子分析模型的降维分析,最终将22个指标划分为5个主要因子,因子得分的计算可以定位研究区域内各种承载力的等级水平。最后,通过单因素分析和综合因素分析,对研究区的水平方向和垂直方向的承载因素和综合承载因素进行了比较。结果表明,河北省总体土地综合承载力水平不高,在全国排名中靠后。在每一个轴承系统中,农业生产和建设轴承都有一定的优势,但资源和环境在所有轴承子系统中都处于劣势,在全国处于较低的轴承水平,是轴承的短板。因此,有必要把重点放在补救上。因子分析梳理了大量综合承载力影响指标之间的复杂关系,便于在实际规划中准确快速应用,实现了基于特定研究区域数据的科学功能分类,使土地承载力短板的确定更加容易。

(4)建立熵分析模型,对承载短板进行分析。在综合分析影响资源环境承载力因素的基础上,选取2003-2012年18个指标和数据,建立数据矩阵,构建熵模型进行实证分析。结果表明,影响环境承载力的因素主要包括能源因素、环境因素、自然条件和水资源,其影响程度分别为42.48%、38.53%、15.77%和5.93%。将这四个方面分为三个层次的指标,将每个影响因素具体化为一个指标,然后测量每个因素的影响权重。其中,影响程度最大的指标是电耗、单位产值废水排放总量、人均公园绿地面积、人均承压能力,可作为有针对性提高的切入点。此外,对各影响因素的指标和资源环境承载力综合指标进行了分析,得出了各影响因素的历史趋势和发展趋势。

参考文献(省略)