自然資源調查監測數據分析評價體系的完善與應用

何麗華，成亦銘*，於新國，覃學洪

（1 湖北省地理國情監測中心，湖北 武漢 430071）

為進一步健全自然資源監管體制，切實履行自然資源統一調查監測職責，自然資源部組織編制了《自然資源調查監測數據評價指標體系（2021 版）》和《自然資源調查監測數據評價技術指南（試點文件）》（以下簡稱“技術指南”），并在全國范圍內選取試點區域對指標體系和評價技術方法進行驗證和完善。本文以湖北省某地級市為試驗區，結合區域自然資源特色與管理要求，對評價指標體系和技術方法進行了優化和完善。應用驗證結果表明，完善后的指標體系和評價方法能更好地反映地方特色和管理特點，對其他地區開展類似工作具有借鑒意義。

近年來不少學者從多個方面對自然資源綜合分析評價的理論和方法進行了系列研究[1-10]。這些研究分別從理論與實踐的角度對自然資源綜合分析評價的方法進行探索，但當前理論研究缺乏實證數據驗證，而實踐研究多圍繞某一特定方面開展評價，對人類活動與自然資源和生態環境相互作用的關聯分析相對較少。本文以前人理論研究為基礎，在試驗區開展評價指標體系與評價方法的應用與完善。

1 評價指標體系的優化

1.1 指標體系優化的原則

《自然資源調查監測數據評價指標體系（2021版）》和《自然資源調查監測數據評價技術指南（試點文件）》基于PSIR模型原理，構建了自然資源調查監測數據評價指標體系。該指標體系由51個基礎指標和28 個綜合指標構成，可全面評價土地、森林、草地、濕地、水等自然資源的數量和質量、保護利用、生態環境影響和綜合治理情況。但在開展具體工作時，還需要結合評價區域的自然資源特色和管理需求進行優化，體現評價工作的地域特性。本文主要基于以下原則，對原有的指標體進行優化。

1）科學性。指標應能科學、合理反映評價對象的實際狀況。根據PSIR原理，構建多指標體系時，評價的目標層、準則層和指標層應該形成科學的體系，確保評價結果科學合理可解釋。

2）系統性。應注重指標之間的內在聯系，保證評價指標體系兼具綜合性與層次性，降低指標冗余。

3）可操作性。充分考慮評價指標的數據可獲得性，同等條件下優先選擇容易量化計算的指標。對于數據獲取困難的指標，應在保證指標體系內容完整的前提下對指標進行刪減或替換處理。

4）典型性。自然資源類型不僅具有多樣性，而且在地理空間分布上具有差異性，不同區域的自然資源保護利用和管理也各有其特點，應當適量增加能體現地區自然稟賦及利用特色相關指標，凸顯區域特點。

1.2 指標體系調整的結果

基于上述指標選取原則以及PSIR 模型基本原理，本文根據實驗區自然資源特色和管理需求，新構建了指標體系。具體指標調整的內容如下：

1）在原指標體系指標所劃分的“基礎指標”和“綜合指標”兩大指標類型的基礎上，設置“解釋說明”型指標，此類指標不參與合成綜合指標，僅用于反映自然資源數稟賦、開發利用與保護情況，提高評價結果的可解釋性。

2）對部分數據獲取較困難的指標進行替換，包括生態功能與保護主題以及環境影響主題下的自然岸線保有率、土地沙化程度等指標，采用生態系統服務價值、土地脅迫指數等更具操作性的指標進行替代。

3）在壓力準則層的指標設置方面，原指標體系采用“三區三線”與現狀建設用地、耕地、生態用地對比的結果作為衡量自然資源安全的依據。本文參考相關學者對資源環境承載力的研究，從發展需求與資源供給對比的角度出發，以人均建設用地、人均耕地、人均水資源量等指標衡量資源的供需關系，評估區域發展對資源環境產生的壓力。

4）對原指標體系中部分指標的內涵和計算方法進行調整，使其能更好地反映自然資源開發利用與管理狀況，具體見2.1節。

5）原指標體系將資源集約利用放于狀態準則層，而本文認為資源的集約利用是在發展需求不斷增長，而資源數量有限的前提下，為了實現可持續性發展而采取的一種應對措施，因此將資源集約利用放于響應準則層，作為治理水平的評價內容之一。

6）針對湖北省水系豐富的區域特點，增加與水資源開發利用保護相關基礎指標，例如單位用水量GDP、廢污水入河量降低率等，反映水資源的利用效益以及水體保護力度。

2 指標計算和評價方法完善

2.1 基礎指標

絕大部分基礎指標計算方法可根據其名稱和內涵確定，個別計算方法不直觀或在原指標體系基礎上做了調整的基礎指標說明如下。

1）建設開發強度。該指標用于反映實際建設開發的強度，主要參考了嚴金明[11]對省域狹義國土開發強度內涵界定的相關研究，其與國土開發強度的區別在于分母由區域總面積替換為適宜開發建設土地的總面積。實際評價過程中主要考慮地形對開發建設的約束，將坡度15°以下的土地作為適宜開發建設土地，該坡度主要參考自《城鄉建設用地豎向規劃規范》CJJ 83-2016對各類建設用地的最大推薦坡度25%（換算為角度接近15°）。

2）生態系統服務價值指數。生態系統服務價值指數是指單位面積土地的生態系統服務價值，該價值的估算主要參考謝高地[12]以及張麗琴[13]等對生態系統服務價值的研究，利用國土變更調查數據，結合不同類型用地的生態系統服務當量因子表，從供給服務、調節服務、支持服務、文化服務4 個方面對區域單位面積土地的生態系統服務價值進行估算。

3）道路網密度指數。道路網密度是評價道路設施建設情況的常用指標[14]，考慮到道路的路面材質、車道數等參數均會影響其通車能力，為了更準確地反映區域道路基礎設施建設情況，結合數據可獲得性，本次評價以道路的車道數作為權重，計算道路的加權長度與區域總面積的比值作為道路網密度指數，反映道路建設情況。

4）非糧化耕地面積降低率。將原指標“非糧化耕地比例”調整為“非糧化耕地面積降低率”，“比例”側重反映耕地種植非糧食作物的情況，屬于靜態的狀態評價，而“變化率”屬于動態的變化評價，能更好地反映耕地資源的監管成效，與資源監管這一評價主題更為契合。

5）新增水土流失治理面積占比。相較于原指標以面積大小作為評價治理力度的依據，本次評價采用“占比”替代“面積”，考慮了不同地區生態環境本底狀況的差異，評價結果更具客觀性。

2.2 綜合指標

由于對《技術指南》的基礎指標進行了調整，因此綜合指標的合成方法也做了相應調整，在《技術指南》提供的計算公式基礎上，參考蘇為華[15-16]等對綜合指標合成方法的研究，結合評價目的，確定不同綜合指標的合成方法，具體見表1。

表1 三級、四級指標計算方法

表1 中，i為1、2、3、4、5、6 時分別代表耕地資源、建設用地資源、林地資源、水資源、草地資源、濕地資源；ai、bi、si、s、si0、s0分別為該類型資源的質量折算系數、潛力修正值、資源面積、評價單元面積、全國范圍內該類型資源的面積、全國面積。

在三級指標的基礎上，繼續進行指標合成，得到二級指標和一級指標，對自然資源稟與開發利用保護狀況的關系進行進一步綜合評價。合成綜合指標時，各指標權重在《自然資源調查監測數據評價技術指南（試點文件）》的基礎上，通過專家打分的方式最終確定。

3 應用驗證結果分析

3.1 研究區概況

實驗區屬亞熱帶濕潤型大陸性季風氣候，地勢東南高、西北低，山地、丘陵、崗地、平原兼而有之，共分為6個縣級行政區，A縣、B縣和C縣地處山區向平原過渡地區，經濟發展狀況相對較好，其中A縣為市政府駐地，而D 縣、E 縣和F 縣地處山區，經濟發展狀況相對較為薄弱。

3.2 數據及處理

3.2.1 數據來源

評價數據來源包括國土變更調查成果、地理國情監測成果、森林資源年度監測等自然資源調查監測數據以及水資源公報，環境質量狀況公報、水土保持公報、統計年鑒等行業部門專題資料。

3.2.2 指標標準化

考慮數據分布特點以及評價需要，主要采用極差變換法和極值法進行標準化處理，部分特殊指標的標準化方法如下：

1）人均城鎮建設用地面積、人均村莊建設用地面積、人均公共管理與公共服務用地面積、人均住宅用地面積。為了兼顧集約用地與生活舒適度的要求，此類人均用地指標維持在某一特定范圍內最佳，屬于狀態指標。參考李研[17]等對湖北省縣域資源環境承載力的研究以及相關國家標準，在標準化時首先為不同范圍的人均用地面積設置不同分值，再利用極差變換法對打分后的結果進行標準化處理。

2）人均水資源量。參考賈紹鳳關于水資源安全的研究以及國際相關經驗[18]，將人均水資源量超過3 000 m3的區域設定為不存在水資源短缺問題，其標準化結果直接設置為1，若地區人均水資源量小于3 000 m3，則采用極差變換法進行標準化，此時最大值按照3 000進行處理。

3）生態環境狀況指數、土地脅迫指數、污染負荷指數。根據《生態環境狀況評價技術規范》HJ 192-2015的計算公式，其標準化方法均為指標值/100。

3.3 實證結果分析

3.3.1 基礎指標實證結果

與原指標體系相比，調整后的指標體系能更好地反映區域自然資源稟賦與利用保護情況，受限于篇幅，舉例說明如下。

1）建設開發強度。新增指標建設開發強度能更好反映區域建設用地開發程度，實驗區各縣的國土開發強度與建設開發強度對比結果見圖1所示。

圖1 國土開發強度與建設開發強度對比

由圖2 可看出，若僅考慮國土開發強度，D 縣和E縣的開發強度較低，均不超過5%，顯示其后續仍有較大發展空間。但從建設開發強度上看，D 縣、E 縣和F 縣的建設開發強度已經接近經濟較好的A 縣，其實際建設開發強度已達到較高水平。主要是因為D縣和E 縣和F 縣的山地丘陵占比較高，大部分土地并不適宜建設開發，地形對后續發展空間有一定限制，應做好用地集約。

圖2 單位面積建設用地GDP

2）建設用地利用效益。新增指標單位工業用地工業增加值能反映區域工業用地效益情況，試驗區各縣的單位面積建設用地GDP和單位工業用地工業增加值如圖2和圖3所示。

圖3 單位面積工業用地 工業增加值

由圖3 可看出，各縣中建設用地利用效益較高的分別為B 縣、C 縣和A 縣，雖然A 縣為市政府駐地，但其建設用地利用效益僅排第3。而對比圖3 可看出，A 縣的工業用地利用效益明顯偏低，僅高于經濟發展較為薄弱的D縣，反映出A縣存在較為明顯的低效工業用地問題，應當做好低效工業用地處置工作，提高建設用地經濟效益。

3）糧食生產、經濟效益與生態保護。新增指標單位面積耕地糧食產量可綜合反映耕地糧食生產能力，試驗區各縣的單位面積耕地糧食產量見圖4 所示。由圖4 可看出，C 縣和E 縣耕地糧食產量較低，其中E 縣耕地以旱地為主，且平均坡度較大，耕地平均質量不高，耕地糧食產量偏低較為合理，而C縣耕地以水田和水澆地為主，耕地平均質量居試驗區首位，其耕地糧食綜合生產能力明顯與耕地稟賦不匹配，經分析是因為C縣果蔬業較為發達，相當比例的耕地被用于種植經濟價值更高的非糧食作物，拉低了C縣耕地的糧食產量。查閱統計年鑒數據可知C縣的果蔬業產值明顯高于其他各縣，該數據與C縣較高比例的“非糧化”耕地形成印證。反映出耕地種植非糧食作物一方面雖然提高了經濟效益，但另一方面也降低了糧食生產能力。此外，統計年鑒數據顯示C縣的化肥使用強度明顯高于其他各縣市區，而過量使用化肥會造成水體與土壤污染。圖5 是試驗區各縣的污染負荷指數，用于反映環境受納污染的程度，可看出C縣的污染負荷指數明顯高于其他縣，與之對應的C縣是實驗區唯一水質優良比例未達到100%的縣。

圖4 單位面積耕地糧食產量

圖5 污染負荷指數

從多個相互關聯的指標不難推斷，C 縣耕地資源稟賦優異，為了追求經濟效益，相當比例的耕地被用于種植經濟作物，并通過大量使用化肥保證作物產量，同時也造成了環境污染。后續C縣應當做好經濟發展-糧食保障-環境保護3個層面的平衡，避免過度追求經濟利益而影響糧食安全與生態環境。

3.3.2 綜合指標評價結果

實驗區各縣綜合指標計算結果見表2 所示（指標均經過正向化）。

表2 試驗區自然資源調查監測數據評價綜合指標計算結果

根據表2結果，從自然資源稟賦與利用耦合協調的角度上看，實驗區各縣自然資源稟賦與利用的耦合協調度均達到了中級協調及以上，其中A 縣、B 縣和C縣達到了良好協調的等級。而從自然資源稟賦、利用與保護綜合情況上看，A 縣綜合評分最高，其次是B縣和C縣，而D縣、E縣和F縣評分相對較低，該結果與試驗區的地形起伏度呈現出較強的負相關關系。

結合各級綜合指標評價結果與基礎指標評價結果，不同縣自然資源稟賦與利用保護情況各有其特點。其中A縣自然資源稟賦、生活品質都處于領先狀態，但自然資源承載壓力較大，主要是由于人口規模較大，人均資源量偏低，且人均農村建設用地超標問題較為明顯，此外其工業用地效益明顯偏低，低效工業用地問題應引起重視。B 縣的自然資源承載壓力相對較高，其余各項綜合指標總體處于中等偏上水平，需注意加強對撂荒耕地的監管與水土流失治理力度。C 縣的自然資源利用效率居試驗區首位，但耕地“非糧化”問題、水資源集約利用問題以及地表水資源污染問題有待解決。D縣、E縣和F縣的優勢自然資源為林草資源，其生態環境保護情況與資源綜合治理水平強于經濟較發達的A 縣、B 縣和C 縣，但地形起伏、生態保護等因素限制了其自然資源開發利用，耕地、水等自然資源的利用效益偏低，且各項基礎設施建設較為薄弱。

4 結 論

本文結合試驗區自然資源特點與管理需求，對《技術指南》提供的指標體系和分析評價方法進行修改完善，實證結果顯示調整后的指標體系和評價方法可操作性強，能較好地反映試驗區自然資源稟賦及開發利用與保護狀況以及存在的不足，可為湖北省自然資源監測數據分析評價工作提供參考。后續計劃進一步擴大評價范圍，引入縱向對比，并通過問卷調查、實地走訪等方式對評價結果合理性與準確性做進一步驗證。