多要素土地资源承载力时空分异及提升机制开题报告

 2023-02-18 10:02

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

课题的意义、国内外研究进展、应用前景等(列出主要参考文献)

一、课题意义

1.理论意义

土地资源承载力由人口承载力、资源环境承载力(包括资源承载力和环境承载力)、经济社会承载力(包括经济承载力和社会承载力)和科技文化承载力四个方面构成。其中,土地人口承载力包括总人口数、人口自然增长率、地均人口数、第三产业从业人员比重、城市建设用地面积等指标;资源环境承载力包括城市建设用地面积、人均建成区面积、地均供水量、人均居民生活用水量、建成区绿化覆盖面积等指标;经济社会承载力包括人均GDP、地均GDP、GDP增长率、地均就业人口数、人均住房建筑面积等指标;科技文化承载力包括科技支出占财政支出比重、从事科技活动的人员数、人均图书馆藏书量、地均图书馆藏书量等指标。

从理论上来说,土地资源是人类赖以生存和发展的基础,也是社会经济活动最基本的需求和保障,社会经济的快速发展使得人口膨胀、生态环境恶化等问题成为全球性问题涌现出来并日益突出,归根结底这是由于人口激增与有限的自然资源之间的矛盾日益激化。在全球化和城市化快速发展的过程中,土地资源问题越来越突出,人地关系日益紧张。而有效改善目前这一局面的途径便是对土地资源承载力的时间和空间差异进行研究,提出提升土地资源承载力的有效方法,促进土地的集约有效利用。

2.现实意义

进入21世纪以来,随着社会的不断发展和快速进步,人类面临着人口、经济、社会、生态等各个方面的问题。国内经济正在快速增长,人口总量也越来越多,作为人口总量排名第一的国家,其社会经济发展与资源环境保障之间的矛盾日益突出,土地资源作为经济发展极其重要的资源支撑和人类赖以生存的载体,是保障社会经济持续稳定发展的前提条件。人口、经济、社会和生态等各方面的问题给国家的土地资源带来了很大的压力,土地资源问题成为影响经济和各方面发展的重要制约因素。土地资源的总量是不可更改的,因此对多要素土地资源承载力时空分异及其提升机制进行研究能够有效缓解土地紧张的局面,对于社会发展是十分重要的。

土地资源承载力的研究可以为未来的城市建设规划提供参考,为土地的集约利用提供强有力的支撑。本研究能够体现目前土地资源承载力在时间和空间上的差异,使政府各部门及相关组织了解目前土地承载潜力以及存在的各种问题,并针对这些问题和目前的土地资源状况采取相应的措施。此外,此研究还提出了土地资源承载力提升机制,为优化土地利用结构,改善生态环境,调控区内人口增长,最终促进社会经济的持续稳定增长做出一定的贡献。

因此,从实证的角度,选择科学的方法,探究土地资源承载力时空分异并研究其提升机制,具有理论价值及现实意义。

二、国内外研究进展

1.国内外研究状况

(1)20世纪20年代-70年代,土地资源承载力概念的形成阶段

土地承载力的研究从20世纪开始,其研究的目的是探讨人口、粮食和土地之间的关系,并为解决这些问题提出相应的对策。国外学者的研究首先从生态学领域展开。帕克和伯吉斯于1921年在有关人类生态学的研究中,首次提出了承载力的概念。最早定义土地资源承载力的是美国的威廉·福格特。他在其出版的著作《生存之路中》,提出了土地资源承载力的计算公式,即C=B·E,C为土地承载能力,B为粮食产量,E为环境阻力。20世纪70年代以前的土地资源承载力的研究只是生态学中概念的延伸,计算主要是考虑粮食与土地之间的关系,因此研究具有一定的局限性。

(2)20世纪70年代-90年代,以计算土地食物生产力为主的土地资源人口承载力阶段

1973年,澳大利亚的研究学者GIFFord和Millington首次将多目标决策分析法引入到土地资源承载力的研究当中。联合国粮农组织(FAO)于1977年对发展中国家的土地人口承载力进行了研究。1980年代初,苏格兰特洛赫里研究所在联合国教科文组织的支持下提出了资源承载力研究的ECCO模型,该模型可以模拟不同条件下的人口变化和承载力之间的动态变化。

中国对土地承载力的研究较晚,20世纪80年代后期,国内开始兴起一股土地资源承载力研究的热潮。目前被大多数学者所认同的土地资源承载力的概念就是在这一阶段由中国科学院自然考察委员会提出的,具有较强的理论性和实践性。

(3)20世纪90年代至今,土地综合承载力研究阶段

随着可持续发展理论的出现并受到广泛关注,国内外对土地资源承载力的研究也纷纷展开。王书华、毛汉英等(2001)针对中国东部沿海地区构建了一套区域土地承载力综合评价指标体系,运用均方差决策法确定权重,并将东部沿海地区的土地资源承载力分为低中高三个类型区。危峰(2006)采用逐步修正法和迈阿密模型来计算农作物和草地的生产潜力,具有很强的创新性。刘明、高林(2015)构建了土地资源承载力指数(LCI)模型,系统评估了京津冀区域13个直辖区的土地资源承载力状况。

2.小结

通过对比和分析前人土地资源承载力的研究思路和方法,可以发现土地资源承载力的评价仍然存在问题。在现有土地资源承载力的综合评价指标体系中,每个领域的学者对土地资源承载力研究的侧重点不同。本研究力求综合考虑到人口、经济、社会和生态四个方面的评价指标,而不仅仅是侧重于某一方面的研究,计算出来的土地资源承载力更综合、更客观。此外,学者们在进行土地资源承载力评价时,往往忽略了时空尺度因素,具有一定的缺陷性。

三、应用前景

基于我国目前的土地利用情况,为了解决人地矛盾,促进社会和谐稳定发展,有效提升土地资源承载力很有必要。通过提升土地资源承载力,在土地总量不变的情况下,提高土地的集约利用程度。

本研究选取代表城市,对城市土地资源分要素承载力和综合承载力进行计算和分析,并利用空间分析方法对土地资源承载力进行分析,从而得到代表城市的土地资源分要素承载力和综合承载力的时空演变特征,掌握城市土地资源承载力的发展趋势,针对当前土地资源存在的问题提出相应的参考建议和对策,并研究土地资源承载力提升机制,为土地资源承载力的有效提升提供参考。

参考文献:

[1]Willington,R.Gifford,R,Energyand How We Live[M]Australian UNESCO Seminar Committee for Man andBiosphere,1973.

[2]Arán Carrión,A. Espín Estrella,F. AznarDols;,M. Zamorano Toro,M. Rodríguez,A. RamosRidao.Environmental decision-support systems for evaluating the carryingcapacity of land areas: Optimal site selection for grid-connectedphotovoltaic power plants[D].Renewable and Sustainable EnergyReviews,2007(10):2358-2380.

[3]Jungho Nam,WonkeunChang,Daeseok Kang.Carrying capacity of an uninhabited island off thesouthwestern coast of Korea[D].Ecological Modelling,2010(5):2102-2107.

[4]封志明.土地承载力研究的过去、现在与未来[J].中国土地科学,1994,8(3):2-8.

[5]潘晓桦,周兴.广西喀斯特地区土地综合承载力空间差异研究[F].现代农业科技,2018(5):286-288.

[6]杨如军,邢玉玲,詹长根.广西城市土地综合承载力时空差异分析(英文).Agricultural Science Technology,2017(6):1126-1132.

[7]李刚,卢晓宁,边金虎,李爱农,雷光斌,南希,姜琳.岷江上游土地资源承载力评价[F].水土保持研究,2015(01):262-268.

[8]王小敏,赵军,王建华,师银芳.基于农业生态区域模型的黑河流域土地资源承载力[F].干旱区研究,2014(6):991-997.

[9]李强,刘蕾.基于要素指数法的皖江城市带土地资源承载力评价[F].地理与地理信息科学,2014(01):54-59.

[10]赵敏丽,刘普幸,朱小娟,侯成成.基于人粮关系的土地资源承载力空间格局研究——以河西走廊绿洲为例[F].干旱地区农业研究,2013(02):203-208.

[11]刘传江,朱劲松.三峡库区土地资源承载力现状与可持续发展对策[F].长江流域资源与环境,2008(4)522-528.

[12]詹长根,邢玉玲,杨如军.广西城市土地综合承载力时空差异分析[F].江苏农业科学,2017(6):281-285.

[13]李新刚,王双进,孙钰.城市土地综合承载力因子的动态影响效应分析[F].统计与决策,2018(7):114-118.

2. 研究的基本内容和问题

研究的目标、内容和拟解决的关键问题

一、研究目标

土地资源承载力由人口承载力、资源环境承载力(包括资源承载力和环境承载力)、经济社会承载力(包括经济承载力和社会承载力)和科技文化承载力四个方面构成。根据全国和各城市统计年鉴相关资料,选取对应的因子,可以进行相关的定量分析测算。本研究将采用定量分析,空间分析等方法,对土地资源承载力进行计算和分析,得到土地资源承载力的时空演变特征,掌握土地资源承载力的发展趋势。在此基础上研究土地资源承载力提升机制,对土地资源的合理利用和开发提供一定的建议和参考。

二、研究的内容

1.基础研究

首先,论述论文的研究背景和意义,提出我国目前土地资源紧缺的同时土地集约利用仍然存在很大的问题的情况。此外,各地的土地资源承载力存在着一定的差异,土地利用程度也不尽相同,在此基础上分析土地资源承载力研究的意义。通过文献综述,了解国内外土地资源承载力的研究历史与现状,分析土地资源承载力研究尚存在的问题和可能的解决办法。

2.土地资源承载力时空演化分析

从人口、经济、社会和生态四个方面来选取评价指标,构建土地资源承载力综合评价指标体系。根据土地资源人口、经济、社会、生态承载力的值求出不同年份各地区土地资源综合承载力的值。利用不同年份的土地资源人口、经济、社会、生态承载力和综合承载力的值,探究土地资源人口承载力时间演化规律。此外,利用相关软件对数据进行空间分析,作出不同地区土地资源分要素承载力和综合承载力空间分布图,据此分析土地资源承载力的空间分异特征。

3.土地资源承载力提升机制的提出

对多要素土地资源承载力时空分异的规律进行简要的总结,并分析土地资源利用尚存在的问题,在此基础上提出土地资源承载力的提升机制。

三、拟解决的关键问题

1.选择合适的指标体系和建立有效的模型结构。比较分析在不同时间和空间分要素土地资源承载力和土地资源综合承载力的差异及规律。

2.根据分要素土地资源承载力和土地资源综合承载力的时空分异及其规律,提出土地资源承载力的提升机制。

3. 研究的方法与方案

研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

一、研究方法

1.文献总结与归纳演绎法

通过网络、图书等多种方式查阅研究相关的文献资料,掌握一定的理论知识,利用电子数据库收集相关资料,包括相关法律法规、政策文件以及学术论文、各类统计数据等资料,对相关理论知识进行归纳整理、学习总结,了解我国现有的土地政策,以及土地资源利用现状。搜集2008年至2016年的土地资源统计年报、中国统计年鉴等资料,阅读学者们对土地资源承载力时空演变分异及土地资源承载力提升的研究文献,学习该类学术文章的研究思路、研究方法等,掌握相关领域的研究进展及重要研究成果。在此基础上,结合本研究的研究目标,建立本项目的研究基础,为项目的开展奠定基础。

2.对比分析法

本项目将搜集全国各个省市土地资源人口、经济、社会、生态承载力相关因子的值,并建立指标体系,测算不同地区土地资源综合承载力的值。分析比较不同地区土地资源承载力之间的差异,分析产生差异的原因。并由总结出的差异的原因提出土地资源承载力提升机制。

3.动态分析与静态分析相结合

对于一个地区来说,可引入时间因素,从动态角度分析人口、经济、社会、生态承载力和土地资源综合承载力的时间演变规律。对于多个地区之间,采用静态分析的方法,分析各省市的分要素土地资源承载力和土地资源综合承载力之间的差异。采用动态与静态相结合的方法,来揭示多要素土地资源承载力的时空分异。并在此基础上提出土地资源承载力提升机制。

4.定量分析与定性分析法

(1)定量分析法

分别从人口、经济、社会和生态四个方面作为准则层并选取对应的指标研究土地资源分要素承载力和综合承载力。收集不同地区各个年份的指标数据,利用极差转换法对评价指标进行无量纲化处理,并用均方差决策法计算每个指标的权重值,再利用加权求和法(利用每个准则层的属性值乘以相应的权重值,得到土地资源承载力的综合评价值)对土地资源承载力进行综合评价,评价模型为:

其中, QUOTE 是无量纲以后的属性值, QUOTE 为相应指标的权重值,n为指标数。

采用5等分级标准,评价分值位于0-1之间,分值越高,承载力越高。土地资源承载力分值在0-0.2之间说明承载力低,分值在0.2-0.4之间说明承载力较低,分值在0.4-0.6之间说明该城市或地区具有中级承载力,分值在0.6-0.8之间说明该城市或地区承载力较高,分值在0.8-1之间时说明该城市或地区具有最高承载力

对各省市的人口、经济、社会和生态四个要素承载力的计算结果运用excel进行统计和分析,得到各地区分要素土地资源承载力的时间演变规律。由各地区土地资源人口、经济、社会、生态承载力以及综合承载力值采用地图叠加法作出的全国地区的底图,利用ArcGIS对其进行空间分析,作出各地区分要素承载力和综合承载力空间分布图,据此分析土地资源承载力的空间分异特征。

(2)定性分析法

定性分析是社会科学研究的普遍方法,更是制度研究的重要方法,能解释事物发生规律。从土地资源承载力不同要素时间和空间的分异入手,以其中蕴含的特点和揭示的规律为线索,通过实证分析定性研究土地资源承载力提升机制。

土地资源承载力的时间分异特征

土地资源承载力的空间分异特征

土地资源承载力时空演变影响因素分析

土地资源承载力提升机制

结论与建议

土地资源人口承载力

土地资源经济承载力

土地资源社会承载力

土地资源生态承载力

土地资源综合承载力

收集资料和数据

构建综合评价指标体系

计算指标权重值

构建评价模型

文献阅读

理论基础

研究方法

土地资源承载力内涵解读

二、技术路线

三、实验方案

(1)搜集数据

收集我国各地区人口、经济、社会和生态四个准则层的分要素承载力相应的指标数据,包括人口密度、人均土地面积、人均粮食消费水平、人均耕地面积、地均GDP、地均固定资产投资额、地均财政收入、人口就业率、非农人口比例、单位土地面积吸纳就业人口、森林覆盖率、建成区绿化覆盖率、人均公园绿地面积等指标数据,并研读土地资源承载力的相关文献,对土地资源承载力内涵进行解读。

(2)数据处理与分析

利用极差转换法对评价指标进行无量纲化处理,并用均方差决策法计算每个指标的权重值,再利用加权求和法(利用每个准则层的属性值乘以相应的权重值,得到土地资源承载力的综合评价值)建立综合评价模型对土地资源承载力进行综合评价。利用分要素土地资源承载力和土地资源综合承载力的数据进行时间和空间的分析。并根据分要素土地资源承载力时间和空间的分异,探究土地资源承载力提升机制。

(3)攥写调查报告

根据相关数据攥写调查报告,通过建立模型对数据进行分析,比较不同时间和空间土地资源承载力的差异,将理论与现实情况进行对比,提出土地资源承载力提升策略。

四、可行性分析

(1)研究内容可行

本研究理论联系实际,在目前人地关系紧张,土地资源承载力在不同地区、时间具有一定差异的时代背景下,该研究具有现实意义。本研究通过对土地资源分要素承载力和综合承载力进行计算和分析,并利用空间分析方法对土地资源承载力进行作图分析,从而得到不同地区的土地资源分要素承载力和综合承载力的时空演变特征,并根据得到的结论探究土地资源承载力提升机制,为土地可持续发展提供基础动力,对未来的城市建设规划进行指导,符合土地资源承载力研究的发展趋势。

(2)研究方法和思路可行

本研究从理论基础研究出发,对土地资源承载力测算理论和方法进行了综合分析,确定了多要素土地资源承载力测算方法。并根据多要素土地资源承载力时间和空间的分异规律,提出提升机制。此外,采用定性分析和定量分析相结合的方法,能够更深入、准确地揭示事物规律

(3)数据来源有保障

研究项目所需材料数据均来自政府或地方统计局发布的官方数据或相关文献中的可靠数据,因此数据真实性高,代表性强,说服力大。

4. 研究创新点

特色或创新之处

(1)研究角度具有一定的创新。学者们在研究土地资源承载力时,往往忽略了时空尺度因素,没有考虑区域的差异性和发展的阶段性。本研究运用了时空观的思想,研究了不同地区的时间演变规律和空间分异特征,并在此基础上探讨土地资源承载力的提升机制。

(2)本研究扩展了土地资源承载力的内涵和外延,理解为人口、经济、社会和生态四方面结合的土地资源综合承载力,选取四方面的十三个指标来进行计算、分析和评价,研究结果具有一定的应用价值和意义。

(3)采用空间分析方法,将数据与图形相结合,能够得到更加直观和准确的结论。

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展

研究计划

预期进展

2017年12月-2018年3月

阅读文献,完成开题报告

2018年3月

完成数据调研与分析

2018年4月

中期检查及论文初稿撰写

2018年5月-2018年6月

论文修稿、定稿及答辩

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