基于相对资源承载力的广东省区域人口问题研究

2024-05-28

基于相对资源承载力的广东省区域人口问题研究（精选3篇）

篇1：基于相对资源承载力的广东省区域人口问题研究

区域相对资源承载力时空动态研究--以新疆为例

文章采用相对资源承载力的研究思路与计算方法,并通过对原方法改进创新,以全国为参照区,分别计算分析了:①新疆维吾尔自治区二十年来的.相对资源承载力及其演化过程.②新疆与中国西部地区、东部地区相对资源承载力的差异.结果表明:(1)新疆综合资源处于富余状态,且土地资源是新疆人口的主要承载资源.(2)相对土地资源承载力与相对经济资源承载力的不协调发展是新疆可持续发展中存在的主要问题之一.(3)与东部地区相比,新疆综合资源承载压力远低于东部地区,与西部地区相比,其综合资源承载力超载程度也低于西部整体水平.并指出新疆经济发展的障碍主要是产业结构问题.

作者：龙海丽唐湘玲邢永建 Long Haili Tang Xiangling XING Yongjian 作者单位：新疆师范大学,生命与环境科学学院,新疆,乌鲁木齐,830054刊名：新疆师范大学学报(自然科学版)英文刊名：JOURNAL OF XINJIANG NORMAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCES EDITION)年，卷(期)：24(3)分类号：F124.5关键词：相对土地资源承载力相对经济资源承载力综合承载力可持续发展新疆

篇2：基于相对资源承载力的广东省区域人口问题研究

伴随着海南的建设成长, 海南省社会经济发生了翻天覆地的变化, 从1952年建设兵团进驻海南组建农垦对海南实施大规模开发, 到建省初期的“十万英才下海南”, 海南人口急剧增长, 由1952年的259万人增长到2005年的819万人, 短短50几年时间全岛人口增长了2倍多, 经济总量也由1988年的77亿元增长到2005年的905亿元, 不到20年的时间翻了3.5番。进入21世纪, 随着我国工业化、城镇化进程的加快, 我国将逐步实现全面建设小康社会的宏伟目标, 随着人们生活水平的日益提高, 旅游休闲度假已是时代趋势, 海南省作为全国唯一的热带海岛省, 借助自身独特的资源优势, 将迎来新一轮的开发热潮。随着社会经济的发展, 人口与资源、环境之间矛盾随着人口的骤增变得更加突出, 由此引起的资源短缺、环境恶化等问题越发受到关注。面对严峻的人口态势, 当地土地资源是否具有相应的生产能力满足未来人口的食物需求, 面对社会经济的快速发展, 当地的水资源容量是否能承受日益增长的人口压力和经济发展需要等问题逐渐引起政府的关注。

1 基于土地资源的人口承载力分析

中国科学院自然资源综合考察委员会为土地资源人口承载力下的定义是:“在一定生产条件下土地资源的生产能力和一定生活水平下所承载的人口限度”。这一定义明确了土地承载力的四个要素:生产条件、土地生产力、人的生活水平和被承载人口的限度。他们的关系是:土地承载人口的限度与土地生产力成正比, 与人口生活水平成反比, 而土地生产力又是由生产条件决定的。衣食住行是人类的基本需求, 因此, 食物需求和居住条件构成基于土地资源人口承载力的两个主要因素。

1.1 基于粮食安全的人口承载力分析

基于粮食安全的人口承载力是在一定耕地生产能力和消费水平下进行估算的, 土地的生产能力和居民消费水平直接影响着土地承载人口容量的大小。

根据上述条件, 则理论上某区域基于粮食安全的人口承载力可通过以下公式求得:

式中:P—基于粮食安全的人口承载力;G—地区粮食总产量;C—人均消费粮食量。

1.1.1 粮食总产量的确定。

地区粮食总产量G可通过下式求得:

式中:G—地区粮食总产量;s—地区耕地面积;g—粮食作物播面单产;t—粮食作物复种指数。

海南省2005年底耕地面积为72.73万hm2, 按照海南省耕地历年变化趋势, 根据《海南省土地利用总体规划 (2005-2020) 》, 海南省到2020年耕地保有量指标为70.67万hm2。

由海南省农业厅历年的统计资料查得2002年、2003年、2004年三个年份的粮食单产分别为259.53㎏/667㎡、263.65㎏/667㎡和271.71㎏/667㎡。若按以上两年的粮食单产年均增量的平均值6.09㎏/667㎡计算, 则2020年海南省粮食单产为370㎏/667㎡。

根据《海南统计年鉴》1994～2005年的农作物综合复种指数, 2000～2005年分别为2.09、1.09、2.12、2.09、2.06、1.87。相对于得天独厚的光热水资源条件来说, 复种指数较低, 还有很大的提升空间, 并结合《海南省“十一五”农业发展规划》的目标, 确定全省规划目标年农作物综合复种指数2020年为2.3。考虑到部分油料等经济作物的用地需求, 在此, 2020年粮食作物复种指数取2.0。

根据以上数据可得到2020年海南省粮食产量理论潜力可以达到784400万t。 (注:在此, 计算的是基于粮食安全的最大人口承载力, 以上结论是在假设全部耕地都用来种植粮食作物, 并且保证粮食作物复种指数到达2.0的情况下得到的结果) 1.1.2人均粮食消费量的确定。根据全国及一些省市已有的研究及中国营养学会确定我国2000年食物结构标准研究, 选择粮食年消费水平350kg作为温饱型, 400kg (约每天2700J热量, 75g蛋白质) 、450kg (约每天2800J热量, 85g蛋白质) 与550kg (约每天2900J热量, 95g蛋白质) 分别作为宽裕型、小康型、富裕型四级不同消费标准。

1.1.3 基于粮食安全的人口承载力分析。

根据以上数据可以得到, 按温饱型、宽裕型、小康型、富裕型四级不同消费标准计算, 到2020年海南省人口承载力可以分别达到2241万人、1961万人、1743万人和1426万人。

1.2 基于居住条件的人口承载力分析

随着经济的发展, 人民的生活水平在不断的提高, 人们对居住的要求也越来越高, 人们不仅要求住房宽松、舒畅, 而且对住房环境的要求也越来越高, 使得居民点面积在不断的扩张。此外, 随着人口数量的变化, 供人类生活和居住的城镇聚落地以及与之配套的交通用地都会发生相应的变化。因此在建设用地量一定的情况下, 为了保证人们的生活水平, 达到舒适而用地又不浪费的情况下, 人口数量是有一定限量的。

根据《海南省土地利用总体规划 (2005-2020) 》, 海南省到2020年城镇工矿用地指标为105000hm2, 农村居民点用地指标为92239hm2。城镇工矿用地若按国家平均水平125㎡/人计算, 则2020年海南省城镇工矿人口承载力为840万人;考虑到海南岛农村居民点的特殊性, 农村居民点用地按国家最高标准150㎡/人计算, 则海南省2020年农村居民点人口承载力为615万人。基于以上结果可以得到, 到2020年海南省基于居住条件的人口承载量可达1455万人。

综合基于耕地生产能力下粮食供给安全的人口承载量和基于居住条件的人口承载量两种分析结果, 到2020年基于土地资源的海南省人口承载力可达1400万人。

2 基于水资源的人口承载力分析

区域水资源承载力是指在将来不同的时间尺度上, 以预期的经济技术发展水平为依据, 在对生态环境不构成危害的条件下, 某一区域内可利用水资源持续供养一个良性社会体系的能力。

海南省具有热带季风和热带海洋性气候的特色, 雨量充沛, 年平均降水量1500～2600mm, 2005年, 全省水资源总量307.29亿m3, 人均拥有水资源量3751m3, 高于全国人均水资源量2200m3, 属于水资源相对较丰富的地区。

2.1 基于人均水资源占有量的人口承载力分析

根据海南省历年水资源公报统计, 全省常年 (多年平均) 水资源量为307.14亿m3, 丰水年水资源量333.12亿m3, 偏枯水年水资源量为227.59亿m3, 枯水年水资源量为171.14亿m3。海南省水资源量若按平水年307.14亿m3为约束计算, 则按照联合国规定的人均水资源丰水线 (3000m3/人) 和警戒线 (1700m3人) , 海南省水资源量的承载能力为:最佳人口规模1023.80万人, 最大人口规模1806.70万人。

2.2 基于水资源消耗的人口承载力分析

水资源消耗主要包括生产用水、生活用水和生态环境用水, 其中生产用水包括第一产业用水 (主要包括农田灌溉用水和林牧渔用水) 、第二产业用水 (主要包括工业用水和建筑用水) 和第三产业用水;生活用水包括城镇生活用水和农村生活用水。

根据上述条件, 则理论上某区域基于水资源的人口承载力可通过以下公式求得:

式中:P—基于水资源的人口承载力;G—地区可利用水资源总量;G′—生产和环境用水总量;r—城镇化率;a—人均城镇用水标准;b—人均农村用水标准 (含牲畜和生态用水) 。

海南省多年平均水量为307.14亿m3, 根据世界各国的实践经验和分析结果来看, 当水资源利用率超过40%～50%时, 就会出现水资源严重短缺和生态恶化等一系列问题, 则海南省水利资源可利用量警戒线G为122.86亿m3。

根据2005年海南省水资源公报, 2005年, 全省农田灌溉每667m2用水量为885m3, 万元工业增加值 (当年价, 不含水电) 用水量为203m3, 万元第三产业增加值用水量29m3, 林牧渔用水量6.41亿m3, 生态环境用水量0.09亿m3。人均用水指标为, 城镇人均公共用水量为每日86L;城镇人均生活用水量为每日213L (含生态用水) , 农村人均生活用水量为120L (含牲畜和生态用水) 。

根据海南省农业“十一五”和海南省土地“十一五”规划, 确定到2020年全省农田灌溉系数为60%, 2020年全省耕地保有量按70.67万hm2, 农田灌溉每667㎡用水量按2005年885m3不变计算, 则全省农田灌溉用水将达到56.29亿m3;根据林牧渔用水量多年变化情况, 结合经济增长趋势, 到2020年预计用水量将比2005年翻一番, 达到12.82亿m3。则2020全省第一产业用水量将达到69.11亿m3。

根据《海南省国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》, 海南省全面建设小康社会在总体目标框架:到2020年, 全省生产总值达到3000亿元, 三次产业结构趋于15:45:40, 城镇人口达到60%左右。则到2020年三次产业产值应分别达到450亿元、1350亿元和1200亿元。若万元工业和第三产业增加值用水指标按2005年不变计算, 则2020年全省第二和第三产业用水量将分别达到27.41亿m3和3.50亿m3。到2020年全省社会生产总值是2005年的905亿元的3倍多, 生态用水按同比增长, 则到2020年将达到0.30亿m3。

则G′=生产和环境用水总量=69.11+27.41+3.50+0.30=100.31亿m3

R=60%

将以上结果代入公式 (3) 可得:P=2700万人。

同时, 考虑到随着技术的进步, 水资源利用率将逐步提高。在2005～2020年期间, 若海南省城镇生活用水、农村生活用水、万元工业、第三产业产值用水、农田灌溉用水和林牧渔用水等主要用水指标都按每年减少一个百分点的速度提高的话, 同理可得:P=4900万人。

综上, 在不考虑环境污染等因素影响造成水资源可利用率降低的情况下, 海南省基于水资源消耗的人口承载力为2700～4900万人。

3 结论和建议

综上, 结合基于土地资源的人口承载量和基于水资源下的人口承载力量中分析结果, 本研究认为:到2020年海南省人口承载力最佳规模为1000～1400万人, 对海南省人口承载力影响较大的因素为土地资源、生态环境压力和节能技术的提高。

以上研究都是基于一定的假设条件得出的结论, 若到一定期限内社会经济发展水平不能使其中的粮食单产水平、复种指数、城市和农村人均用地控制标准等土地利用效率指标达不到预计假设条件, 则全省人口承载力将达不到上述数量, 造成全省粮食自给率偏低, 人民的生活水平和舒适度的降低;若各业水资源利用指标达不到设定条件、水资源污染得不到有效预防和治理、水利设施建设得不到统筹建设, 则全省将面临水资源相对短缺、局部缺水加剧等问题, 人口承载力下降。

因此, 为应对社会经济的快速发展, 减轻人口扩张对环境造成的压力, 海南省在土地资源的利用和水资源利用方面应主要做好以下工作:

在粮食生产方面。一是要深入贯彻最严格的耕地保护政策, 严格限制非农建设占用耕地。二是应加大资金投入力度, 大力提高耕地质量。三是应加大科技投入, 提高耕地产出效益, 制定相应补偿和激励措施, 有效保护粮农的利益和生产积极性。

在居住用地方面。一是要注重存量建设用地的利用, 提高土地利用效率。加大资金投入, 加快旧城改造力度, 促进建设用地循环利用。二是要严格用地审批, 加强新增居住用地指标控制管理。三是随着城镇化进程的加快, 要积极探索城镇建设用地增加和农村居民点用地减少挂钩措施, 多方筹集资金, 加大对农村居民点用地整理的投入, 促进建设用地内部结构调整和布局优化, 提高建设用地整体集约利用水平。

在水资源利用方面。一是加大水资源污染预防和治理力度, 确保水体质量, 提高水资源可利用量。二是统筹区域水利设施建设, 有效解决局部水资源短缺问题;三是提高节水技术, 特别是节水灌溉技术和工业节水技术, 提高水资源重复使用率;四是加大节约用水宣传, 形成全民节约用水的意识。

参考文献

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篇3：基于相对资源承载力的广东省区域人口问题研究

国内外学者将Copula函数用于评价分析主要集中于股票金融风险评价及信息安全评价,其适用性得到了较好的论证[6,7,8]。在水利相关领域的研究中,多数学者利用Copula函数适用于边缘分布为任意形式的优越性来构建联合分布函数,将其应用于水文事件的多变量联合分析[9]。在水文水资源系统评价中,陈晶等[10]将其应用于湖泊水质富营养化评价,其他尚不多见。此外,建立Copula评价方法的关键是函数参数的计算,现有的参数求解方法包括精确极大似然法、边际函数推断法以及半参数法[11]。但是,针对评价时构建的多元复杂的评价指标体系,参数计算一般需要建立多元偏微分方程组,求解非常困难。本文在应用主成分分析法对指标体系降维处理的基础上,采用Copula函数构建PCA-Copula评价方法,该过程中无需求解参数,计算方便,为水资源承载力评价提供一种新的评价方法。

1 水资源承载力评价指标体系的建立

根据指标选取应具有科学性、独立性、代表性等原则,本文在借鉴前人研究成果[12]的基础上,结合新疆和田地区水资源的实际情况,从水资源系统、社会系统、经济系统和生态环境系统4个方面入手,构建起包含14个评价指标的水资源可持续利用评价体系(见表1)。该体系包括人均水资源量C1(m3)、单位面积水资源量C2(万m3/km-2)与供水模数C3(万m3/km-2)3项指标;社会系统包括人口密度C4(人/km-2)、人口自然增长率C5(‰)与城镇化率C6(%)3项指标;经济系统包括人均GDP产值C7(元)、GDP年增长率C8(%)、耕地灌溉率C9(%)与第一产业占GDP比例C10(%)4项指标;生态环境系统包括林草地覆盖率C11(%)、生态环境用水率C12(%)、地下水开采率C13(%)与工业废水处理率C14(%)4项指标。

评价标准是定量评价的前提,参考文献[12],将水资源可持续利用评价指标划分为5个等级标准:高(Ⅰ级)、较高(Ⅱ级)、中(Ⅲ级)、较低(Ⅳ级)、低(Ⅴ级),并对每个评价等级赋予分级标准(见表2)。

2 PCA-Copula评价方法

2.1 基本原理

采用主成分分析法将评价指标体系中复杂的多变量组合成一组新的互相无关的综合变量,使新变量尽可能多地保留原始变量信息;再基于Copula函数构建评价模型,对水资源承载力进行综合评价。

2.2 标准化处理

本文采用均值化法和标准差标准化法对指标进行标准化处理。首先,采用均值化法将原始数据作无量纲化处理,计算公式为

式中yij———经过无量纲化处理的研究区第i个指标第j年的指标值;

xi———研究区第i个指标第j年的指标原始数据值;

j———xij的均值。

对于逆向型指标,则取yij的倒数作为无量纲化的结果。

标准差标准化法是在均值化法的基础上进行二次标准化处理,计算公式为

式中y'ij———二次标准化处理后的指标值;

———yij的均值;

σj———样本标准差。

2.3 主成分分析

对标准化处理后的指标值进行主成分分析,根据计算得出的矩阵特征值和相应的方差贡献率,利用因子荷载量的相应计算法则计算特征向量,从而得到主成分线性表达式为

式中Zrj———研究区第r个主成分的第j年的因子值;

λri———第r个主成分的第i个指标的贡献率;

m———评价指标的个数。

2.4 Copula函数

Copula函数最早由Sklar提出,是定义域为[0,1]的均匀分布的连接函数,可以通过边缘分布和相关性结构两部分来构造联合分布以描述变量之间的相依性。Copula函数形式可具体表述为

式中F———n维随机变量分布函数,n为样本容量;

C———Copula函数;

θ———Copula参数;

u1=F1(x1),u2=F2(x2),...,un=Fn(xn)———随机变量X1,X2,...,Xn的边缘分布函数。

本文采用PCA方法构建评价主成分因子,各因子之间无相关性,即主成分因子所构成的新变量之间相互独立,则相应的Copula函数可表述为

2.5 边缘分布的确定

以Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验方法检验拟合效果,并通过比较均方根误差值RMSE和信息准则值AIC的大小优选边缘分布,对于分布线型的优选原则是RMSE值及AIC值越小则拟合效果越好。

均方根误差值:

式中drj———第r个主成分因子第j年的数据对应的理论频率值与经验频率值之差,其中经验频率值通过Gringorten(1963)公式计算;

z———第r个主成分因子中数据的个数,即本文所研究的年数。

信息准则值:AIC=zlnRMSE+2a(7)

式中a———所选分布线型中参数的个数。

3 模型应用

3.1 研究区概况

新疆和田地区位于塔里木盆地南缘,南临昆仑山与喀喇昆仑山,北倚塔克拉玛干沙漠,下辖和田市、和田县、墨玉县、于田县、皮山县、洛浦县、策勒县与民丰县七县一市,总区划面积24.78万km2,总人口212.34万(截至2012年底)。和田地区为典型的干旱区荒漠气候,降雨稀少而蒸发强烈,多年平均降水量33.5mm,蒸发量2602mm(E20小型蒸发皿),蒸降比高达77.7,年均日照小时数2610.5h,年均气温12.2℃,有效积温在4200℃以上,无霜期185天。

和田地区各县市基本上是“一县一河”,主要有安迪尔河(民丰县)、克里雅河(于田县)、策勒河(策勒县)、和田河(和田市、和田县、墨玉县)、皮山河(皮山县)等发源于昆仑山和喀喇昆仑山的大小河流36条,年径流量约73.45亿m3。研究区河流径流量的季节反差极大,水资源时空、地域分配不均。由于水资源是干旱区绿洲实现可持续发展的保障,因此开展水资源承载力评价对于和田地区的经济社会良性发展具有重要意义。

新疆和田地区2012年水资源承载力指标值见表2。

3.2 基于PCA-Copula的水资源承载力评价结果

3.2.1 主成分分析

利用SPSS 17软件对标准化处理之后的指标数据进行主成分分析,根据主成分相应的特征根大于1的原则,提取研究区水资源承载力主成分因子,主成分与对应变量的相关系数组成的因子荷载矩阵见表3。

3.2.2 确定边缘分布函数

目前常用的几种分布线型有皮尔逊Ⅲ型分布、指数分布、正态分布、对数正态分布、Gamma分布、广义极值分布等,本文选取正态分布(normal distribution,N)、指数分布、极大值Ⅰ型分布(Ⅰ-type maximum distribution,MaxⅠ)、极小值Ⅰ型分布(Ⅰ-type minimum distribution,MinⅠ)以及Gamma分布分别拟合研究区主成分因子值。

经检验,正态分布、极大值Ⅰ型分布和极小值Ⅰ型分布均能通过K-S检验,同时根据RMSE值和AIC值的大小最终确定研究区主成分因子的分布线型,RMSE值和AIC值以及分布线型见下页表4。

3.2.3 水资源承载力综合评价

主成分分析法提取2个因子作为主成分因子,则研究区承载力综合值可表示为

式中u1,u2———2个主成分因子对应的边缘分布函数,值越大,说明水资源承载力越高。

根据式(8)计算的水资源承载力临界值和研究区2012年水资源承载力综合评价值(见表5),分析可知,研究区2012年水资源承载力为Ⅱ级,表明水资源开发利用仍具有一定潜力。

3.2.4 评价结果对比分析

本文将PCA-Copula评价法与熵值法以及突变理论评价法的计算结果进行对比(见表5)。结果表明:本文所提方法与另外两种方法排序完全一致。同时,利用Spearman等级相关系数检验法来检验PCA-Copula评价法与其他两种方法的密切程度,其相关系数分别为0.962和0.927(P<0.05),表明各方法计算结果具有一致性,即PCA-Copula评价方法计算结果合理。

4 结语

本文在建立区域水资源承载力评价指标体系的基础上,尝试将Copula函数应用于其综合评价,并针对函数变量数目较多导致参数求解困难的缺陷,提出了PCA-Copula评价方法。根据水资源承载力综合值指标,将PCA-Copula评价方法的评价值与熵值法及突变理论评价法的结果进行比较,相关性检验表明将PCA-Copula评价法引入到水资源承载力评价是可行的。同时,PCA-Copula的评价结果在0~1之间分布均匀,最大差值达到0.818,明显高于熵值法与突变理论评价法,有利于更直观地区别水资源承载力等级。

本文仅选择了和田地区2012年情况作为研究对象进行分析,样本个数的多少可能也会对PCA-Copula评价方法与其他方法评价结果的一致性造成影响,在以后的研究中还需进一步验证方法的适用性。

参考文献

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