重点实验室成立五年来,紧密围绕经济社会发展需求、国土资源管理实践,聚焦经济社会发展与资源开发和环境保护之间的复杂矛盾,开展了一系列资源环境承载力相关领域的基础与前沿研究、技术方法研究、示范和实证研究以及顶层设计与对策研究。重点实验室承担的承载力相关项目包括《资源环境承载力评价跟踪研究》、《资源环境承载力评价开放集成研究(2014,2015)》、《资源环境承载力监测预警机制研究(2014,2015)》、《广西资源环境承载力监测预警机制研究》、《贵州省资源环境承载力监测预警机制研究》、《安徽省国土资源环境承载能力监测预警机制研究》、《典型地区国土资源环境承载力评价与监测预警示范研究》等。2016年,重点实验室联合中国科学院地理资源研究所成功申报并获批了国家重点研发专项《土地资源资产负债表编制与土地资源承载力评价技术与应用》(2016YFC0503501)。此外,重点实验室在平台建设过程中,始终坚持开放研究,面向社会公开招标项目,5年累计发布80项开放课题,分别开展了承载力基础理论、应用实践与方法创新等方面的研究。截至目前,61项开放课题已经完成验收。重点实验室依托几十个项目,从不同角度和侧重对资源环境承载力相关领域进行了研究和探索,获得了丰富的研究成果。
一、厘清概念
重点实验室开展了土地资源、矿产资源、水资源、生态环境、地质环境、海洋等六种单要素资源环境承载力评价的跟踪研究工作,系统总结归纳了不同要素承载力评价的研究进展,对比分析了承载力研究的概念、评价参数、指标体系及相关研究方法,在此基础上,提出了资源环境承载力的概念。即,资源环境承载(能)力是指一定国土空间上资源、环境与经济(社会,包括人口)协调发展的能力,用一组指标来表征,反映了社会经济发展与资源开发和环境保护之间的关系。指出研究资源环境承载力的目的,是为了持续提高该地区资源与环境对社会经济的承载能力,指导国土综合整治,规范国土用途管制,优化国土空间开发利用布局,强化自然生态环境保护,促进资源、环境与社会经济持续协调发展。
二、规范指标
资源环境承载力的研究,最终要落在资源环境承载力评价上,其关键的问题是如何确立承载力评价的指标体系,也就是说如何通过 一系列的指标,反映社会经济发展与资源开发和环境保护之间的关系。指标选择以期反映区域水土资源、地质环境对区域人口和社会经济规模的支撑能力,同时,也反映了区域资源环境对人类活动的制约因素。
重点实验室依托《资源环境承载力评价监测预警机制研究》项目研究,在总结国内外资源环境承载力评价指标体系与模型方法的基础上,整合规范了国土资源环境承载力评价指标体系,选取土地、水、海洋、地质环境、生态环境和社会经济五类资源环境要素,形成设有14个准则层和78个指标的指标体系。后续研究过程中,结合国土资源管理以及广西、贵州和安徽等地方实际,遵循科学性、系统性、整体性、代表性、可操作性等基本原则,构建了具有科学性、完整性、简明性的国土资源环境承载能力评价指标体系。以土地资源、地质环境、地下水资源为主要目标层,耕地承载力指数、城镇建设用地承载力指数、生态用地承载力指数、水资源承载力指数、水环境承载力指数和地质环境承载力指数六大指数为准则层,细化为11个具体指标,构建了国土资源环境承载能力评价指标体系框架(表1)。依据动态性、敏感性等原则,建立了资源环境承载力监测预警指标体系。
表1 国土资源环境承载能力评价指标体系框架
目标 |
准则 |
指标层 |
涉及要素 |
土地承载力 |
耕地承载力指数 |
耕地承载强度 |
耕地总面积、常住人口数、平均粮食单产(连续三年)、粮食安全标准 |
耕地潜力系数 |
耕地后备资源数量、未来预测人口数 |
城镇建设用地承载力指数 |
建设用地占比 |
建设用地总面积、土地总面积 |
城镇建设用地承载强度 |
城镇常住人口、人均城镇建设用地标准 |
生态用地承载力指数 |
生态用地面积比例 |
园地、林地、草地、水域、滩涂面积 |
水承载 力 |
水资源承载力指数 |
水资源承载强度 |
地表水资源量、地下水资源量、重复量、年需水量、水资源开发利用率 |
水环境承载力指数 |
地下水水质系数 |
地下水水质优于Ⅲ类的比重 |
地表水水质系数 |
湖泊水库水面水质优于Ⅲ类的比重、河流水面水质优于Ⅲ类的比重、河流面积、湖泊水库面积 |
地质环境承载力 |
地质环境承载力指数 |
地震动峰值加速度 |
地震动峰值加速度 |
地质灾害隐患点密度 |
地质灾害隐患点数量 |
矿山占损土地面积占比 |
矿山占用损坏土地面积 |
三、分区分类
中央一直强调坚定不移实施主体功能区战略和制度,这也从一个侧面说明,我国不同国土单元,其主体功能定位不同,发展方向、模式与重点不同。从落地角度来考虑,一些国土空间,可能就是完全城市化地区(没有或者很少耕地及未利用地,如北京市西城区)、城镇化地区(还有一定比例耕地及未利用地的城镇地区,如北京市平谷区)、农业发展区(如东北的商品粮基地)、生态保护区(如三江源地区)、矿业经济区(由矿产开发兴起的城镇化地区,如鸡西市)等。不同国土空间发展的主体功能定位不同,也即是承载对象不同。因此,必须按照主体功能定位来开展资源环境承载力评价。从这个角度来说,不存在“综合承载力”概念,不同主体功能分区的国土空间单元的承载力没有可比性。
不同的国土空间,功能不同,承载内容相异。因此,开展资源环境承载力评价,必须按不同主体功能区分别展开,否则得出的结论是不准确、不可比较,也没有现实意义。当前,我国主体功能区规划按层级只分为国家和省级两个层面,适应不了以县级行政区为基本国土单元来进行资源环境承载力评价的要求。必须以国家级主体功能区规划为指导,以省级主体功能区规划为基础,根据各县级国土空间单元的资源环境状况、现有产业基础与城镇化进程、未来发展潜力与要求等来科学划定县级行政区类别,并按相同类别归类,分别开展资源环境承载力评价相关工作。
根据我们的研究,可以把我国国土空间分为以下6类来开展资源环境承载力评价与监测预警工作(表2)。
表2 国土空间(县级)分类与资源环境承载力特征
划分 |
城市化地区 |
城镇化地区 |
农业发展区 |
生态 保护区 |
矿业经济区 |
海洋 经济区 |
功能 分区 |
优化开发 区域 |
重点开发 区域 |
限制开发 区域 |
限制或 禁止开发 区域 |
重点开发 区域 |
优化或 重点开发 区域 |
主要 特征 |
大型、特大型城市核心区。 国土开发强度特大,主要为建设用地及生态用地组成,耕地少。 |
城市外围城区,其他城区。 开发强度较大,尚有耕地及未利用地。 |
商品粮基地及其他粮食主产区。 开发强度较小,耕地数量质量好。 |
各种生态功能区域占地面积大。 开发强度很小,耕地不突出。 |
矿产开发形成的城镇地区,矿业所占比重大,地质环境问题突出。 开发强度较大。 |
沿海地区,经济发达,多属于我国优化开发区域。但陆海交互带生态也较脆弱。 |
参考指标 |
|
|
|
生态红线含水源保护区≥80% |
矿业增加值/GDP≥10%,就业人数占比≥15% |
|
耕地承载指数 |
小,可不评价 |
小—中 |
大 |
小,可不评价 |
小—中 |
小 |
建设用地承载指数 |
大 |
较大 |
较小,可不评价 |
小,可不评价 |
中-较大 |
中—大 |
生态用地承载指数 |
小—中 |
中 |
中—大 |
大 |
中 |
小—中 |
不同的资源与环境其形成机理不同,表现类型也不一样,资源环境与经济社会的关系架构不一样,不同类别之间的综合评价结果,容易导致与实际情况的较大偏差。因此,在分区评价的基础上,对于不同资源和环境需进行分类评价,根据国土资源管理工作要求以及不同资源与环境特点,构建相应的承载力评价指标体系。
四、综合监测
在承载力“综合评价”的基础之上,对相关要素(指标)进行综合监测与预警。对现有各部门监测体系的汇总及完善,在必要的情况下进行补充监测。资源环境承载力监测包括三个层面,第一是对承载体、承载对象各项要素层指标进行监测;第二是对资源环境承载指数准则层指标资源环境承载指数进行监测;第三是对资源环境承载力预警指标进行监测。
五、统筹预警
(一)提出了资源环境承载力监测预警机制初步框架
在分析我国自然资源环境管理现状、已有资源环境监测网络体系部署及其存在问题的基础上,结合资源环境承载力评价技术方法模型和监测预警技术流程,提出了全国资源环境承载力监测预警机制初步框架(图1)。研究认为,国土资源环境承载力监测预警应基于“统一管理,部门协作;中央统筹,市县为主;专业监测,综合监管;规范标准,试点先行;强化制度,完善考核”五原则,建立自然资源综合调查评价、“一体化”监测预警、信息整合与共享、绩效考核与审计追究等制度下,围绕国土资源环境承载力为主线开展研究工作。
(二)制定了资源环境承载力预警技术规程
遵循代表性、动态性和敏感性等原则,构建了资源环境承载力监测预警指标体系。通过对监测数据的综合分析,对不同层次的监测指标采取不同的预警规则。参照评价阈值中的盈余、可载、均衡、超载、严重超载,分别实施绿色、蓝色、黄色、橙色和红色五级预警。这些研究成果,都反映在了中央及部委相关文件中。
图1 资源环境承载力评价监测预警机制框架
六、实证案例
(一)校验了技术规程
在前期概念界定、指标规范、分区分类以及监测预警等理论研究的基础上,重点实验室开展了广西、贵州和安徽等省市的资源环境承载力监测预警机制研究。从土地、生态、地质环境等方面提出了各省国土资源环境承载能力评价和监测预警指标体系及技术方法,构建了安徽省国土资源环境承载能力监测预警机制。重点开展了以宁国、涡阳、凤台和肥东4个县市为试点的实证研究,利用各县市资源环境与经济社会发展数据和资料,完成了定性与定量研究的结合,校验了《安徽省国土资源环境承载能力评价和监测预警技术规程》,为安徽省开展相关工作提供了科学依据。
(二)创新了研究方法
《资源环境承载力开放集成研究》和《典型地区国土资源环境承载力评价与监测预警示范研究》两个项目,探索运用系统动力学方法,建立承载体与承载对象之间的作用关系,构建了宁国市和凤台县两个试点的系统动力学模型(图2),通过系统动力学模型模拟规划年资源环境承载力状态,并与基础年资源环境承载力状态进行对比,由承载力状态的变化趋势实现五级预警警情判定。系统动力学方法的趋势预测与情景模拟功能为承载力评价与监测预警研究提供了一种新思路。
七、资源环境承载力政策建议
(一)对超载区采取限制性措施
主要是针对不同承载要素,按照超载区、临界区等分类提出限制性措施,如“区域限批”,耕地休养生息等等。
(二)完善“红线”管制与国土空间管理
主要是利用承载力评价结果完善“红线”管制,推动主体功能区战略格局在市县层面精准落地,指导国土(空间)规划编制与实施、将承载力评价结果应用于国土资源管理实践,以及指导区域发展战略制定和产业布局。
(三)加强资源环境承载力评价监测预警制度与基础建设
主要包括加强调查、监测与评价等基础工作、构建高效的体制机制、建立配套的制度体系。
(四)提升资源环境承载力路径
包括土地资源环境承载力提升策略,如土地整治,高标准农田建设等等;水资源环境承载力提升策略,节约用水,改变用水结构,发展低耗水产业等等;地质环境承载力提升对策,包括创新矿山地质环境恢复治理,加大地质灾害监测预警体系建设及重大减灾工程建设等等。
图2 凤台县土地资源环境承载力评价模型