典型岩溶区相对资源承载力及可持续发展时空演变特征分析

摘要  为了探究区域资源的人口和经济承载力状况及演变规律，依据2004—2018年广西相关数据，运用改进的相对资源承载力模型，借助ArcGIS技术对广西及14个市相对资源承载力时空演变及差异特征进行分析。结果表明，以全国为参照区，近15年广西的资源可承载力人口数量由超载变为严重超载，但可承载经济始终处于非常富余；以广西为参照区，各市资源可承载人口和经济空间差异显著；依据资源可承载人口和经济超载、富余状态将14个市归为4类资源承载力匹配区。

关键词  相对资源承载力；人口；经济；可持续发展；时空演变；区域差异；广西

中图分类号  X 24文献标识码  A文章编号  0517-6611（2022）22-0056-06

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2022.22.015

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Analysis of Spatio-temporal Characteristics of the Relative Resource Carrying Capacity and Sustainable Development in Typical Karst Areas—Taking Guangxi as an Example

ZENG Hong-chun  YI Zhong-jun   JIAO Xiao-ying1

（1.Baise University，Baise，Guangxi 533000;2.Graduate School of Chinese Academy of Social Sciences， Beijing 102488）

Abstract  In order to explore the status and evolution of regional resource carrying capacity， based on the statistical data of Guangxi from 2014 to 2018， we used the improved model of relative carrying capacity of resources to discuss the temporal evolution and differences characteristics of 14 cities in Guangxi under the support of ArcGIS software. The results showed that taking the whole country as the reference area， the population of Guangxi's resource carrying capacity had changed from overload to serious overload in the past 15 years， but the economy of carrying capacity had always been very surplus.Taking Guangxi as the reference area，there were significant spatial differences in terms of the relative carrying capacity of the population and the economy.The 14 cities were classified into 4 types of resource carrying capacity matching areas according to the resource-carrying population， economic overload and surplus status.

Key words  Relative resource carrying capacity;Population;Economy;Sustainable development;Temporal and spatial evolution;Regional differences;Guangxi

广西是西南典型岩溶石漠化地区之一，其水土流失严重，水资源开发利用难度大，加之人口众多，资源承载力十分有限，弄清楚岩溶区资源承载力状况对该区域的可持续发展至关重要。国外对土地资源和水资源承载力等自然资源方面研究取得的成果较多［1-2］，在全球区域内的人口和经济合理规划及资源可持续发展中发挥了较大的贡献［3］。国内关于相对资源承载力的研究主要体现在以下2个方面：第一，关于评价指标的选取，早期主要从自然资源（土地资源）和经济资源（国内生产总值）两方面着手［4-6］，随着研究的不断深入，将自然资源扩展到水资源、能源、湿地、森林资源等。周文鑫等［7］以耕地面积、国内生产总值、水资源总量为指标开展了研究。另外，有些学者引入了社会消费品零售总额［8］、固定资产投资总额［9］、职工工资等为代表的社会资源来表征社会资源承载力状况。第二，关于相对资源承载力模型研究，目前主要有加权线性评价模型［4］和几何评价模型［5］。此外，黄常锋等［10］提出了一种新的承载状态的划分标准，使模型更加具体化。由此可见，相对资源承载力评价指标不断进行扩展，评价方法在持续改进，但主要集中在非岩溶区，对岩溶区的研究相对较少。国内很多学者对岩溶区相对资源承载力方面开展了研究，主要集中在单一的土地资源或水资源，如周亮广等［11-13］对岩溶区相对水资源承载力进行研究；王少静［14］对百色市相对土地资源人口承载进行研究。目前，专门针对岩溶区自然资源（水资源和土地资源）和经济资源（国内生产总值）双重衡量标准的综合资源承载力研究鲜见报道。因此，笔者将岩溶区紧缺的土地资源、水资源、经济资源作为承载资源，并基于改进的相对资源承载力模型，分析广西2014—2018年广西及各市相对资源人口和经济承载力时空演变特征及可持续发展状况，以期为合理调控岩溶区人口和经济规模以及可持续发展提供指导认识。

1 资料与方法

1.1 研究区域概况

广西地处我国西南沿海，地理坐标位置为104°～112°E、20°～26°N，辖14个地级市。广西岩溶土地分布广泛，达835万hm 主要分布在桂西、桂北和桂中［15］，是典型的岩溶石漠化地区之一。强烈的岩溶作用形成了地表地下二元结构的水文地质环境，加之不合理的人类活动导致水土流失严重、生态环境脆弱［16］。全区属于亚热带季风区，雨量充沛，高于全国平均水平，但地表水资源匮乏，工程性缺水问题突出。广西岩溶区内有1 300多万人，占自治区总人口的27%，大部分属于贫困地区。到2020年底，广西实现了54个贫困县脱帽，整体得以脱贫。在广西经济快速发展过程中，资源利用效率低、生态环境污染严重、地区发展严重失衡等一系列问题制约该区域的可持续发展，如何合理规划人口与经济规模变得尤为重要。

1.2 数据来源

该研究所需要的所有数据来源于2005—2019年的《中国统计年鉴》《广西统计年鉴》《广西水资源公报》。

1.3 研究方法

1.3.1 改进的相对资源承载力模型。

该研究综合考虑自然-经济复合生态系统，以人口和经济作为承载对象，选取土地资源、水资源、经济资源为承载资源，对广西及各市相对资源承载力进行研究，具体表述见表1。

1.3.2 模型的权重确定。

该研究采用优势资源牵引效应及劣势资源束缚效应原则计算相对资源承载力［17］。通过借助LINGO 17.0，求取优势资源综合承载力（MaxC1 s）和劣势资源综合承载力（MinC2 s），具体公式如下：

MaxC1 s=W 1C pl+W 2C pw+W 3C pg （1）

MinC2 s=W 1C pl+W 2C pw+W 3C pg （2）

式中，约束条件为≤|W i-W j|≤β；δ<W i< δ<W j<1（i，j=  3，且i≠j）;3 i=1W i=1；3 j=1W j=1。δ为各因子权重的下限，β、分别为各因子之间权重差异的上下限。一般认为W i、W j之间的差异最大不超过0.30，最小不低于0.05，并且W i、W j均不小于0.10。该研究将承载状态标准细分为严重超载、超载、临界、富余、非常富余5种状态（表2）。

2 结果与分析

2.1 广西相对资源承载力研究

以全国作为参照区，探讨近15年来广西自然环境与经济发展条件较全国所处的相对地位，并分析其人口承载力和经济承载力所处的承载状态以及变化规律。

2.1.1 相对资源人口、经济承载力水平变化分析。

从人口承载力的横向比较（图1）来看，与全国相比，广西可承载人口数量最大的是水资源，最小的是经济资源，表明广西为全国经济落后的地区，水资源在人口可持续发展中具有一定的优势。从纵向对比来看，土地资源、水资源和经济资源这3种资源可承载的人口数均呈现出波动性下降的趋势，说明贫困的经济系统无力提供水土资源利用的集约程度，岩溶生态脆弱地区人口可持续发展不能以过度消耗自然资源和环境为代价，否则，使得人口、资源和环境之间形成恶性循环。

就经济承载力的横向对比而言（图1），相对于全国而言，广西土地经济承载力小于水资源经济承载力，2008年相对水资源经济承载力是土地资源经济承载力的1.74倍，2018年为1.61倍，说明水资源对广西经济发展贡献潜力最大。因此，2种资源对区域经济发展的贡献率表现出较为明显差异。就纵向对比而言，水资源经济承载力和土地资源承载力都表现为上升态势，且土地资源经济承载力一直低于水资源经济承载力，特别是2004—2013年两者之间的差异逐年增加。

2.1.2 相对资源承载力综合分析。

由表3可知，近15年来广西综合人口承载力未能摆脱超载状态，甚至2013年开始转为严重超载状态。优势资源牵引、劣势资源束缚以及综合人口承载力均呈小幅度波动性下降趋势；超载或严重超载人口数量和超载度均持续增长，说明广西现有的资源对人口的支撑能力非常有限，人口与资源的不协调发展是广西可持续发展中急需解决的问题。

广西综合经济承载状态始终处于非常富余状态。广西优势资源牵引、劣势资源束缚以及综合的经济承载力三者呈现出持续增长态势，说明当地的综合经济承载力远远大于广西实际GDP，现有的资源优势未能得到充分发挥。从富余度变化趋势分析，基本上处于缓慢下降的趋势，个别年份出现增长，说明近15年来广西经济得到一定程度的发展，但仍然具有较大的经济发展潜力。

2.2 广西各市相对资源承载力时空动态演变分析

2.2.1 相对资源承载力时间序列动态变化。

以广西作为参照区，利用2004、2009、2014和2018年4个时期数据分析各市相对资源承载力的时空差异及其演变趋势。

2.2.1.1 相对资源人口承载力动态演变。

从表4可以看出，桂北、桂中和桂南地区人口承载力均处于非常富余状态。从承载度来看，桂林和来宾非常富余度逐年降低；柳州和崇左不断增加；北海呈波动性下降趋势；防城港呈波动性上升趋势。该区域内部空间差异呈现明显减少趋势，2004年人口富余度最大值（桂林的26.90%）为最小值（崇左的2.51%）的10.72倍，2018年人口富余度最大值（防城港的22.98%）为最小值（来宾的6.59%的）的3.49倍。

桂西、桂东为人口超载状态区，并且这些地区一直处于严重超载状态。除2004年，百色一直处于严重超载状态。贺州的承载状态由非常富余到严重超载再转化为非常富余再到超载，表明该市的相对资源人口承载力较不稳定，经历了多种承载状态之间的转变。从承载度的变化来看，严重超载度增加的有河池、百色、梧州和玉林，严重超载度呈波动性下降的有贵港和钦州。该区域内部空间差异呈现略有减少趋势，2004年人口严重超载度最大值（贵港的69.70%）， 是最小值（百色的5.57%）的12.51倍，2018年人口严重超载度最大值（玉林的53.22%）为最小值（百色的5.64%）的9.44倍。