人海和諧視角下沿海城市國土空間開發建設適宜性評價研究
——以江蘇省沿海地區為例

周珂旭，黃賢金,2 ＊

（1.南京大學地理與海洋科學學院，江蘇南京 210023；2.自然資源部海岸帶開發與保護重點實驗室，江蘇南京 210023）

引言

國土空間是人類活動參與下空間域沿時間軸發展形成的動態、多維、復雜的人地關系時空系統，土地是其載體和空間依托[1]。當前國土空間格局中存在空間開發失衡、資源約束趨緊、區域差距擴大、產業布局欠妥、“三生”空間沖突加劇、陸海開發缺乏統籌等問題[2-4]，阻礙人與自然和諧發展。

國土空間開發適宜性由一定地域空間的資源環境承載力、經濟發展基礎與潛力決定，指的是國土空間承載城鎮化和工業化發展的適宜程度，包含人類社會安全與公正、經濟效率和生態安全三方面要義[5]，可以明確識別未來土地保護的制約因素和發展機遇，從而有效促進國土空間開發格局優化，構建合理高效的開發利用格局，為解決上述問題提供科學依據。目前，國土空間開發適宜性是編制國土空間規劃的重要支撐依據之一[6]。國土空間開發適宜性評價視角主要分為農業、城鎮建設兩個方面，其中建設用地適宜性評價內容逐漸由微觀的施工難易程度發展為宏觀的土地利用需求和建設用地潛在數量供需分析[7,8]。學者從自然條件、社會經濟發展水平、生態環境安全、區位條件等多角度選取評價指標[9]，利用統計數據、地圖信息數據、觀測數據、社會調查等通過木桶原理、“千層餅”模型[10]、層次分析法[11,12]、專家打分法[13]、矩陣匹配法[14]、多要素加權疊加分析[15,16]、矩陣列聯分析[17]等方法對評價單元進行綜合分析。

沿海城市是地球表面陸域與海域區位優勢的集合體，也是目前人口以及社會經濟活動較為集中的區域，全球沿海地區以地球表面20%的面積承載著全球約50%的人口[18]。沿海城市土地利用既是可持續社會經濟發展的基礎和保障，又影響著陸域、河口、河岸生態環境[19]。江蘇沿海地區處于我國沿海、長江和隴海蘭新線三大生產力布局主軸線的交匯區域，具有優越的地理區位條件和國家戰略支持。雖然與全國平均水平相比，江蘇沿海地區經濟社會發展基礎較好，但與江蘇省發展水平相比仍存在一定差距。2018 年南通、鹽城、連云港沿海三市土地面積占全省30.95%，人口占比27.09%，但是對江蘇省地區生產總值的貢獻率僅為18.02%，根據第三次土地調查數據，2018 年沿海三市國土空間開發強度為19.40%，單位建設用地面積經濟產出僅為全省水平的59.66%，國土空間開發利用與其經濟發展之間存在明顯的不匹配，國土空間開發利用需要進一步優化。

目前，國外海岸帶研究側重于技術突破、綜合管理及公眾參與，研究重點主要有海岸帶綜合管理、海岸帶海陸交互作用、灘涂生物技術、淺海灘涂自然保護及保護區建設、灘涂生態及生態開發模式、灘涂圍墾水利工程設施[20]等。國內學者主要著眼于兩方面：一是海岸帶土地利用結構特征、動態監測、時空動態特征及其驅動因素，并探究海岸帶土地利用變化帶來的生態環境影響[21]；二是脆弱性評估、景觀生態評估、生態系統服務價值評估等生態環境現狀及價值視角的評價研究[22-24]。

以往有關國土空間開發適宜性評價以及沿海城市土地利用的相關研究中，許多學者采用不同的方式進行陸海統籌評價，為研究提供了理論及實踐基礎。馮佳凝等[25]通過統籌陸域與海域評價分類方案，綜合考慮土地資源、水資源、生態環境、區位優勢以及海洋資源各方面因素，對南通市國土空間開發適宜性進行評價。劉柄麟等[26]通過對海岸帶陸域及海域分別進行國土空間開發適宜性評價，并建立判別矩陣識別功能空間，進而為海岸帶空間分區管控提供參考。然而，沿海城市的國土空間開發適宜性評價仍然缺乏對人海相互作用的關注，陸域評價體系中缺少海域國土空間指標因子?？紤]到人類活動通過改變土地利用方式對海洋生態及環境造成影響，海洋災害等自然因素對國土空間開發構成限制作用，海洋資源及產業對沿海區域經濟社會發展發揮支撐作用，本文以海岸帶類型較為獨特、海涂比例占比高的江蘇省沿海為例開展研究，從自然環境適宜性、資源環境承載力兩個維度構建國土空間開發適宜性評價指標體系，融合地圖信息數據和統計數據，在陸域國土空間開發適宜性體系中增加對海域因素的考慮，進行沿海城市國土空間開發適宜性評價。

1 沿海城市區域人地關系作用機理及適宜性評價方法

1.1 沿海城市區域人地關系作用機理

資源環境承載力具有基礎性、有限性、空間可調控性、動態變化性、區域關聯性五維特征[27]，是合理安排人類社會經濟活動的重要參考依據。資源環境承載力是區域資源環境與人類社會兩大系統之間相互耦合關系的體現，除受資源環境要素的保有量影響外，人類社會對資源的利用方式及效率也對承載力具有顯著影響。自然環境適宜性則更強調自然資源本底條件對土地開發利用的限制及約束。本研究將沿海城市人地關系之間的作用劃分為三大作用力，主要包括自然環境中地質災害及海洋災害等“損害力”，基本農田、生態保護紅線、規劃用途管制區等“約束力”，資源環境系統對開發建設的“支撐力”，三方面因素共同影響區域國土空間開發的適宜性，其作用機理如圖1所示。支撐力表示人類根據生產生活活動對自然資源的需求進行國土空間開發，但為保證自然資源系統各要素供給及生態保護等重要功能，又要求開發建設活動合理適度，同時提升面臨環境問題的響應能力；損害力表示沿海城市自然環境中的各類災害發生對系統正常功能產生的負面影響；通過劃定基本農田、生態保護紅線等剛性約束手段，對國土空間開發產生約束力，有利于減少自然環境中各類災害發生的概率，從而減少其對自然資源系統可持續性及人類經濟社會活動產生的負面影響。

圖1 沿海城市國土空間開發建設適宜性評價框架

1.2 國土空間開發適宜性評價方法

沿海城市的土地開發利用強度、區域結構和開發方式等被自然及生態條件約束。沿海城市經濟發展迅速、人口集聚度高，該區域的國土空間開發相比于陸域其他地域單元，除了受到如地形、災害等陸域自然環境因素影響以外，還受到海洋資源環境（如海平面上升導致的岸線侵蝕、岸線資源保護、海洋生態系統等）的限制，與此同時人類對海岸帶的開發利用活動（如化學需氧量、氨氮、工業廢水等污染物的排放）也給沿海城市環境施加了一定的壓力?；诖?，本研究從自然環境適宜性、資源環境承載力兩方面構建評價指標體系，而后通過疊加得到國土空間開發適宜性評價結果。

自然環境適宜性評價指標主要對國土空間開發適宜性起限制性作用，綜合考慮土地資源、海洋資源和生態環境等多方面因素構建指標體系[28]，自然環境適宜性評價指標體系如表1 所示，對以下評價指標使用木桶原理，各柵格得分計算公式為：

表1 自然環境適宜性評價指標體系

式中，f(x)為自然環境適宜性得分；xi為柵格圖斑各評價因子得分。

資源環境承載力對國土空間開發適宜性起到上限約束作用，代表區域所能承載的最大經濟社會活動。江蘇沿海地區土地資源相對豐富，地處“一帶一路”倡議建設、長江經濟帶發展、長三角一體化發展三大國家戰略交匯區域，近年來在加快建設海洋強省等政策背景下具有極大的開發潛力。同時，沿海地區由于位于陸海交互作用地帶，生態價值顯著，區域內分布有丹頂鶴、麋鹿等珍稀動物保護區，海州灣國家級海洋公園，蠣蚜山國家級海洋公園，小洋口國家級海洋公園等自然保護地，因此江蘇沿海地區人類社會經濟活動同時應考慮對自然生態功能的影響。

本文環境承載力評價采用“壓力—狀態—響應”（P——S——R）模型構建指標體系。關于人海關系，已有學者進行相關研究，劉天寶等[29]將人海關系的理解分為三種類型，分別為資源與生態領域的海洋（海洋的開發與保護等）、空間與權力的海洋（地緣政治思想等）、文化觀念的海洋（海洋文明與海洋觀）。本文從人海辯證關系思考海洋，賦予“社會性”的特征，海洋可以為人類所利用，提供資源、空間等發展要素，同時構成人類活動的約束。

國內學者在資源環境承載力評價指標方面考慮的因素主要包括水土資源、經濟、社會、生態方面，選取的指標包括經濟［人均國內生產總值（GDP）、第二、三產業比重、城鎮化水平、人均收入等］、資源（水資源量、人口密度、單位產值用水/電量等）、環境（污染物排放量、污染治理情況、森林/綠化覆蓋率）[30,31]。本文結合已有研究，選擇如表2 所示的指標進行資源環境承載力評價。壓力層面用以反映經濟社會活動對資源環境及生態系統造成的壓力，選擇萬元GDP 化學需氧量排放量、萬元GDP 工業廢水排放量、人口密度等作為評價指標。狀態層面用以反映研究區經濟發展結構水平及資源環境現狀，該層指標主要包括經濟社會發展情況、經濟結構等。響應層面用以反映面對環境問題時，區域社會經濟及生態環境系統為減少環境問題所帶來的負面效應所能給予的支撐能力，該層指標主要包括工業廢水處理率、廢氣治理設施處理能力、一般工業固體廢物綜合利用率、林地覆蓋率、城市綠化覆蓋率及實際使用外資額。

表2 資源環境承載力綜合評價指標體系

資源環境承載力評價中壓力層數據為負向因子，狀態層、響應層為正向因子，因此對負向因子和正向因子采取不同的標準化方法。

負向指標標準化公式如下：

正向因子標準化公式如下：

式中，ymax為該項因子中的最大值；ymin為該項因子中的最小值；yi為該項第i個因子值；為yi標準化后的值。

對標準化后的各層因子進行主成分分析，以各因子旋轉后的方差貢獻率為權重分別計算壓力層、狀態層、響應層的綜合得分，然后使用聚類分析將各層結果劃分為4 類，由高到低分別賦值5、4、3、2。由于資源環境承載能力受到壓力、狀態、響應三層的共同影響，因此對各層結果進行線性加權求和，疊加得到最終的資源環境承載能力得分。

最終，為了表征自然環境適宜性與資源環境承載能力的交互作用，對二者進行乘積運算，得到最終的國土空間開發適宜性得分。

1.3 研究數據

本文從自然環境適宜性、資源環境承載力兩個方面構建評價指標體系，研究數據包括第二次土地調查數據、DEM 數據、江蘇省土地限制性評價數據、經濟社會統計數據、岸線底質類型數據。

江蘇省第二次土地調查數據包含江蘇省各市各區縣土地利用現狀圖斑，及地類名稱、用地分類、規劃用地等屬性數據。

江蘇省DEM柵格數據，該數據柵格大小為25m×25m，通過ArcGIS10.3 軟件處理獲得江蘇省坡度柵格數據。

江蘇省岸線底質類型數據，包含基巖岸線、人工岸線、砂質岸線、淤泥質岸線、河口岸線、具有自然海岸形態和生態功能岸線長度、分布等屬性。岸線侵蝕數據來源于《2018 年江蘇省海洋災害公報》，岸線侵蝕區根據年侵蝕速率建立1000m 緩沖區。根據《海洋生態保護紅線劃定技術指南》，重要砂質岸線保護范圍為以砂質岸灘高潮線至向陸一側500m 或第一個永久性構筑物或防護林，考慮到河口岸線、具有自然海岸形態和生態功能岸線的生態保護價值，將砂質岸線、河口岸線和具有自然海岸形態和生態功能岸線建立500m 緩沖區作為岸線保護區。

地質災害數據，包含滑坡泥石流災害、地面沉降、活動斷層、巖溶塌陷、地質遺跡、崩塌災害等屬性數據，來源于2017 年江蘇省土地限制性評價。

經濟社會發展數據主要包含國土開發強度（建設用地面積占比）、年末常住人口、地區生產總值、人口密度、城鎮化率（非農人口占比）、第二產業比重、第三產業比重、進出口總額、城鎮居民人均可支配收入、人均可利用水資源量、實際使用外資額、城市綠化覆蓋率、森林覆蓋率等。數據均來自2019 年南通、連云港、鹽城統計年鑒和2018 年南通、連云港、鹽城水資源公報。

環境數據主要包括環境壓力和環境治理兩個方面，環境壓力數據為2018 年化學需氧量、氨氮、總氮、工業廢水、二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵排放量，一般工業固體廢物產生量；環境治理數據包括工業廢水處理量、廢氣治理設施處理能力、一般工業固體廢物綜合利用率。數據來源于2018 年江蘇省環境排放統計數據。

2 研究結果分析

2.1 自然環境適宜性整體較好

江蘇沿海地區自然環境適宜性適宜、較適宜、一般適宜、較不適宜、不適宜區域面積分別為6734.45 km2、7286.70 km2、2241.42 km2、278.90 km2、14 914.48 km2，分別占江蘇沿海地區土地總面積的21.41%、23.16%、7.13%、0.89%、47.41%（表3）。整體而言，江蘇沿海地區自然環境條件較好，適宜及較適宜區域占比44.57%，不適宜區域主要受到基本農田和生態紅線的限制。適宜區域主要集中連片分布在連云港沿海、鹽城南部和南通中部地區。

表3 江蘇沿海地區自然環境適宜性評價結果

2.2 資源環境承載力呈現“南高北低”特征

該部分對壓力層、狀態層、響應層分別進行主成分分析，以各因子旋轉后方差貢獻率為權重計算得分，然后利用聚類分析將結果劃分成4 類，由高到低分別賦值5、4、3、2。

通過主成分分析法提取出三個主成分，對方差的累計貢獻率為85.195%。由壓力層旋轉成分矩陣可以看出，萬元GDP 的工業廢水排放量、二氧化硫排放量以及一般工業固體廢物產生量對評價結果產生的影響較大（表4）。

表4 壓力層旋轉成分矩陣

通過主成分分析法對狀態層各因子進行因子分析，三個主成分對方差的累計貢獻率84.411%。狀態層各項指標中人均GDP、進出口總額、人均消費支出、城鎮居民人均可支配收入對狀態層得分結果起著較大的影響作用，而二、三產業比重對結果的影響較為輕微，該結果的可能原因是江蘇省沿海區域的經濟結構差異不大，而經濟總量、開放程度和人均收入及消費水平存在一定程度的差異，對結果產生較為顯著的影響（表5）。

表5 狀態層旋轉成分矩陣

通過主成分分析法對響應層各因子進行因子分析，三個主成分對方差的累計貢獻率為73.736%。根據響應層旋轉成分矩陣可以看出，江蘇沿海地區工業廢水處理率、森林覆蓋率對得分結果影響較顯著，這兩項指標分別表征了人類社會和自然環境對污染物的轉化吸收能力（表6）。

表6 響應層旋轉成分矩陣

根據以上分析，江蘇沿海地區各區縣資源環境承載力評價結果如表7 所示。

表7 江蘇沿海地區各區縣資源環境承載力評價結果

2.3 國土空間開發適宜性評價

江蘇沿海地區自然環境條件較好，國土空間開發受到地質災害、海岸侵蝕等自然環境因素影響較小，不適宜區域主要受到基本農田和生態紅線的限制。適宜區域主要集中連片分布在連云港沿海、鹽城南部和南通中部地區。

資源環境承載力方面，江蘇沿海城市整體呈現出南高北低的格局。南通市資源環境壓力較江蘇沿海其他地區而言較大，鹽城市整體壓力情況較好，但是濱?？h受各類污染物排放量影響資源環境壓力在沿海各區縣中最大。資源環境承載力狀態層評價結果表現出明顯的南高北低、核心高外圍低的空間分布特征，與經濟發展現狀呈現良好的對應關系。響應層方面江蘇沿海整體呈現南高北低的空間特征，海州區由于工業廢水處理率、固體廢物綜合利用率以及森林覆蓋率較高，其應對環境問題能力較強，響應層得分較高。

國土空間開發適宜性評價對自然環境適宜性和資源環境承載力兩個維度的評價結果進行了綜合集成，能夠體現研究區域在各方面因素限制和支撐作用下適宜開發的國土空間。對自然環境適宜性、資源環境承載力得分進行乘積處理，扣除水域部分，利用自然斷點法將得分結果分為4 類，由高到低分別為適宜、基本適宜、基本不適宜、不適宜。如表8 所示，江蘇沿海地區不適宜、基本不適宜、基本適宜、適宜區域面積分別為14 710.37 km2、3376.18 km2、6776.30 km2、5695.64 km2，分別占土地總面積的46.76%、10.73%、21.54%、18.10%。整體而言，不適宜區域與基本適宜、適宜區域占比均較大，即保護空間與發展空間均較為突出。在長三角區域各城市中，南通市適宜開發區域面積最大且占比最多，在沿海地區城市中南通市國土空間開發建設適宜性最好，鹽城市其次，連云港市開發適宜性較差，其主要原因一方面是基本農田保護需要限制了國土空間開發建設活動，另一方面則是江蘇沿海區域資源環境承載能力呈現為南高北低的空間格局，對國土空間開發適宜性評價結果造成影響。

表8 江蘇沿海地區國土空間開發適宜性評價結果

3 結論與討論

3.1 結論

（1）江蘇沿海地區自然環境條件較好。江蘇沿海地區自然環境適宜性適宜、較適宜、一般適宜、較不適宜、不適宜區域面積分別為6734.45 km2、7286.70 km2、2241.42 km2、278.90 km2、14 914.48 km2，分別占江蘇沿海地區土地總面積的21.41%、23.16%、7.13%、0.89%、47.41%。不適宜區域主要受到基本農田和生態紅線的限制。適宜區域主要集中連片分布在連云港沿海、鹽城南部和南通中部地區。

（2）限制江蘇沿海城市國土空間開發適宜性的因素主要為資源環境承載能力，資源環境承載力整體呈現南高北低的空間分布特征。沿海地區25 個區縣中資源環境承載力好、較好、較差、差等級區縣個數分別為5、12、7、1 個，整體承載能力較好。

（3）國土空間開發適宜性空間分異明顯。江蘇沿海地區不適宜、基本不適宜、基本適宜、適宜區域面積分別為14 710.37 km2、3376.18 km2、6776.30 km2、5695.64 km2，分別占土地總面積的46.76%、10.73%、21.54%、18.10%。土地空間開發適宜區域面積及比重由高到低分別為南通市、鹽城市、連云港市，呈現出由南向北逐漸降低的特征。

3.2 政策建議

（1）為提高江蘇沿海城市國土空間開發適宜性，需要分區域有針對性地制定方案，提升資源環境承載力。南通市崇川區、通州市可通過對萬元GDP 污染物排放量提出限制指標，來進一步提高資源環境承載能力，而南通市全域需進一步提高工業廢水處理率和森林覆蓋率進而提高資源環境承載能力。對于鹽城市而言，經濟發展水平、開放程度、人均收入消費水平、工業廢水處理能力、森林覆蓋率的提高對提高其資源環境承載力有較大意義；尤其對于濱?？h而言，減少萬元GDP 的各類污染物排放量是提高其資源環境承載能力的當務之急。連云港市縣域提高資源環境承載力的主要聚焦點應放在提高經濟發展水平、開放程度、人均收入消費水平、工業廢水處理能力及森林覆蓋率。

（2）國土空間開發利用方面，江蘇沿海地區需要以提高土地利用效率、盤活存量資源為主要途徑，國土空間開發應合理布局，充分考慮適宜性。由于江蘇沿海地區單位建設用地經濟產出較低，而國土空間開發強度較高，因此土地利用效率需要進一步提升以緩解土地利用與經濟發展之間的不匹配問題。

3.3 討論

本文結合空間數據、統計數據，結合自然環境、社會經濟等多方面因素，對江蘇沿海地區進行開發適宜性評價。但是仍有三點問題需進一步深入討論研究：第一，多要素疊加分析應用廣泛，但是因子的選擇、權重的確定、等級的劃分對評價結果具有十分重要的影響，難免存在一定的主觀意志。第二，海域數據難以統計、獲取，導致研究中對海域因素考慮可能不夠全面，在后續研究中可增加海域數據的收集并納入評價體系。第三，人類社會與海洋的交互作用在沿海城市十分重要，如何通過評價方法的選擇、指標體系的構建，更加科學合理地體現該交互作用還有待進一步思考完善。