土地承载力是“在一定生活条件下土地资源的生产能力及在一定生活水平下承载的人口数量”,包含生产条件、土地生产力、人的生活水平和被承载人口的限度^[1]。随研究的深入和扩展,土地承载力概念发展成为土地综合承载力,即在一定时期,一定空间区域,一定的社会、经济、生态环境条件下,土地资源所能承载人类各种活动的规模和强度的阈值 ^[2]。其评价与预测呈现从定性描述向定量化、从静态分析向动态预测、从单因子评估到系统综合决策、由封闭区域扩展到跨区域的开放区域的发展趋势^[3,4]。

京津冀首都圈生态环境脆弱、山区面积广,是区域经济三大增长极之一,已有学者从不同层面对土地资源承载力问题进行了研究探讨。比如,应用“承载人口数”方法^[5]、利用TOPSIS法^[6]研究承载力问题,从京津冀农业土地资源层面评价其生产潜力^[7]。同时,有效疏导京津核心城区人口压力、提高周边地区人口吸纳能力也备受关注。有学者从人口多中心分布的圈层结构探讨京津冀人口扩展问题^[8,9],从影响要素来研究人口增长的空间格局和集聚扩散问题^[10,11]。首都圈经济分布演化过程具有较强的规律性^[12],人口流动区域特征明显,应构建以人为本的人口流动跨区域城乡统筹发展的长效机制^[13]。“十二五”规划纲要明确提出“缓解特大城市中心城区压力”,北京和天津两市、河北省“十二五”规划纷纷强调要把优化区域功能配置、完善空间布局形态作为重要支撑。国家人口发展“十二五”规划指出应积极推进资源环境承载能力较强、经济发达的城市化地区吸纳和集聚人口。因此,在已有研究基础上,还需要从首都圈资源环境承载能力的区域差异格局来探讨人口的合理引导问题,保障首都圈区域协调发展态势。

本文以京津冀首都圈为研究对象区域,包含北京、天津2个直辖市,保定、秦皇岛、廊坊、沧州、承德、张家口和唐山7个河北省环京津城市。该区域土地总面积为166 809.4 km²,现状人口7 423.69万人。利用2012年统计年鉴数据,通过采用单项指标估测法,分析首都圈土地资源人口承载及其限制性,探讨土地资源开发利用差异化措施下的人口空间分布优化策略。

1 首都圈土地资源人口承载力估测

1.1 首都圈人口及土地利用空间分布现状

首都圈现状人口密度为445.04万人/km²。北京市常住人口2 018.6万人,人口密度达1 230.06人/km²;农用地占66.8%,建设用地占20.6%,未利用土地占12.6%;人均耕地仅为113.33 m²/人,远低于全国平均水平（920 m²/人）。天津市常住人口1 293.82万人,人口密度为1 085.7人/km²;农用地占60.03%,建设用地占32.58%,未利用土地占7.39%;人均耕地553.33 m²,森林覆盖率仅为11.93%。河北省环京津7个城市常住人口4 111.27万人,人口密度为296.88人/km²;农用地占71.4%,建设用地占14.5%,未利用土地占14.1%;人均耕地为886.67 m²/人,林地覆盖率为26.73%。

首都圈人口空间分布具有以下特征：① 京津及7个环京津城市的人口密度梯级差异巨大,最高可高达24 000人/km²以上,最低的可在100人/km²以下。② 人口高度聚集京津核心城区,北京的东城区、西城区,人口密度高达21 749.52人/km²、24 457.59人/km²;天津市内6区人口密度高达

24 528.5人/km²。③ 河北省环京津城市人口密度相对很低,廊坊市最高为672.2人/km²。④ 人口密度北部、西部低于南部、东部,山区低于平原地区。承德和张家口、延庆和怀柔是人口密度低值区域。

1.2 基于建设用地的人口承载力估测

表1为首都圈土地资源人口承载及人均用地情况,与国内外其它大城市地区相比较,首都圈人均用地面积过大。在不考虑水资源等其它因素约束前提下,排除区域内不利于开发建设和人类聚居的山地,针对首都圈土地资源人口承载现状及生态环境脆弱等特点,参考国内外其它大城市,根据《城市用地分类与规划建设用地标准（GB50137-2011）》规定,在人均建设用地现状水平下,以首都的规划人均城市建设用地指标105.1~115.0 m²/人为准,拟定首都圈人均建设用地指标110~105 m²/人。

利用人均建设用地指标,根据《北京市土地利用总体规划（2006~2020）》,2020年市域建设用地总量控制在3 817 km²以内,北京市人口可达3 470~3 635.24万人,人口密度达2 114.49~2 215.19人/km²。根据《天津市土地利用总体规划（2006~2020）》的调控指标,建设用地总体规模达到4 034 km²,天津市人口总数可达3 667.3~3 841.9万人,人口密度可达3 077.4~3 223.9人/km²。根据《河北省土地利用总体规划（2006~2020）》,秦皇岛、唐山、沧州三市建设用地控制在5 925 km²;石家庄、保定、廊坊三市建设用地控制在6 055 km²,依据石家庄市上一轮土地利用总体规划,建设用地调整为1 926.15 km²,保定、廊坊两市建设用地控制面积为4 128.85 km²;张家口、承德两市建设用地控制在2 380 km²。河北省环京津7城市建设用地控制总量为12 433.85 km²,人口承载可达9 356.23~9 801.76万人,人口密度达675.63~707.8人/km²。综上所得,首都圈土地资源人口承载共计可达18 440.76~19 318.94万人,人口密度达1 105.45~1 158.15人/km²;土地资源人口承载潜力较大,达11 017.1~11 895.3万人。如图1所示,潜力最大的是冀东地区的秦皇岛、唐山、沧州,其次是天津市,再次是冀中地区的保定、廊坊市,冀北地区土地资源承载潜力最小。

1.3 基于水资源的人口承载力估测

在水资源人口承载力概算中,首先计算水资源总量,即计算包括区域水资源量、调水量、再生水量及海水淡化量等在内的水资源总量。其次,根据《城市给水工程规划规范》和城市用水量现状,拟定人均用水量指标。再次,计算区域水资源人口支撑力。

参照《城市给水工程规划规范》中特大城市人口综合用水量指标每天0.6~1.0万m³/万人,京津冀地区水资源紧缺,北京市“十二五”水资源利用与保护规划原则为生活用水适当增加、工业用新水零增长、农业用新水负增长、环境用水有所增长,将现状人均综合用水量提升到规范指标下限,即人均综合用水量指标每天0.6万m³/万人。考虑科技进步及水资源利用保护,京津两市再生水利用率提高到30%,河北省环京津城市提高到20%。依据地方水资源利用规划,考虑水资源总量、再生水、调水及海水淡化等,可供水量及水资源人口承载力如表2所示。可见,首都圈水资源人口承载力整体上还有一定空间,人口可达12 083.56万人,人口承载潜力为4 661万人。但在一定的水资源高效利用及调水下,北京市、天津市人口基本达到饱和,河北省环京津城市水资源人口承载潜力相对较大。

1.4 建设用地生态适宜量的人口发展限制性

建设用地生态适宜量是指区域一定生态环境目标下,单位面积土地范围内适宜环境的、可以用做建设用地的规模及其比例^[14],反映了在土地资源生态维护和环境保护目标下,城市发展作用于土地所能进行的最大扰动程度。在特定区域范围内,考虑生态系统平衡所必须的生态用地,由于自然条件因素不能作为建设用地的土地,耕地保有量等因素,扣除所必须用地外最大限度能够进行城市建设的土地面积。计算式如下：

A=T-G-F-U

式中,A为特定区域内建设用地生态适宜量;T为土地总面积;G为所必须的生态绿地面积;F为耕地保有量;U为不宜开发建设用地。

生态绿地面积采用碳氧平衡方法来确定^[15,16]。根据观测研究,1 hm²森林产生的氧可供1 000人呼吸之用,城市人呼吸耗氧一般占总耗氧20%左右,其余为石油制品等燃烧耗氧。以人口预测规模即可估算出总人口所必须的生态绿地面积,并根据比例估算出非呼吸耗氧所需要的生态绿地面积,从而估算出必须的生态用地总面积。耕地保有量根据土地利用规划,不宜开发建设用地根据特定区域内地势地貌特征,一般用难以开发建设的山地面积来计算。

不宜利用土地面积,北京市采用的数据为不适于开发建设的地面坡度大于7°的土地面积^[17];天津市为山地丘陵面积。河北省环京津城市,秦皇岛市根据后备土地资源开发条件研究中受到严格限制或不宜利用的土地^[18];唐山市为山地、丘陵面积;沧州市为难利用的未利用土地面积;保定市是根据土地资源调查及适宜性评价指出的难以利用的未利用土地;廊坊市以未利用土地计算;张家口市按照地貌划分,以高原、山区面积计算;承德市以冀北山地面积计算。

通过计算法则,可得出首都圈建设用地生态适宜量,如表3所示。北京市建设用地规划控制已达到生态适宜量,在规划控制下,天津市建设用地还有较小的空间,即949~862 km²的潜力。与河北省土地利用总体规划控制相比,冀东地区的秦皇岛、唐山、沧州三市,冀中地区的保定、廊坊两市,建设用地控制还未达到生态适宜量,通过合理规划和生态保育,建设用地潜力还比较大,人口发展空间较大。冀北地区的张家口、承德两市,地处京津首都圈生态屏障区,适宜开发的土地面积非常有限,其建设用地规划控制量超出生态适宜量,很难再通过扩大土地利用面积来增加人口数量。从整体来看,首都圈建设用地生态适宜量为29 456~29 894 km²,与规划控制相比还有9 171~9 609 km²的开发潜力,具备了一定的人口增长的土地资源基础。

1.5 综合承载力评价

土地综合承载力包含了自然资源、社会经济、生态环境等多个承载主体、多项目标。尽管通过以上单项要素指标的人口承载力估测,首都圈土地资源人口承载力还有一定空间,但是,水资源人口承载力很有限,建设用地生态适宜量对土地资源人口承载力具有很大限制性,具有明显的区域差异。北京、张家口、承德三市已经达到土地开发的生态适宜量,从调水、再生水利用、海水淡化等层面预测未来水资源人口承载力,北京、天津两市人口基本达到饱和。

地处中国北方脆弱生态系统边缘的首都圈,水资源是其人口承载和社会经济发展的最大限制性因子,土地开发还严重受生态适宜性约束。所以,首都圈土地资源综合承载力最大容量可以水资源人口承载力为大限,即在提高到一定程度水平的再生水利用、水资源调水配置、海水淡化等前提下,首都圈土地资源人口可达12 083.56万人,人口承载潜力为4 661万人。

2 首都圈人口空间分布优化策略

京津冀首都圈土地资源承载力还有一定潜力空间,但人口现状和人口发展潜力的区域差异明显,土地生态系统脆弱,建设用地生态适宜量及水资源严重限制人口发展,因此,首都圈人口分布的空间优化尤显重要。

2.1 差异化土地资源开发利用

首都圈自然生态及资源环境的区域差异十分明显,城市与乡村、山地与平原、内陆与沿海的空间格局特征显著。北京、天津两市经济发达、城市化水平高,而河北省环京津城市发展却严重滞后。因此,应实施差异化的土地资源开发利用战略,提升首都圈人口承载力。

1） 北部生态屏障建设区

首都圈北部包括张家口、承德、延庆、怀柔、密云、平谷、门头沟、蓟县。该区域山区面积广,生态资源丰富,建设用地生态适宜量对人口发展具有很大限制,而现状人口密度相对很低。该区域土地利用应以生态用地为主,大力增加生态用地面积;整理和盘活存量建设用地;严格保护优质耕地和基本农田,加强农用地整理和农村居民点的合理布局,大力发展特色农业和生态经济产业。人口空间分布优化策略为人口限制发展区,实施适度集中的人口发展政策。在大力进行生态建设同时,推进生态产业发展,吸引生态产业人才、特色种养业人才。并按照生态城镇理念,合理规划布局城镇体系,将散居在生存条件差、生态保护要求大的农户,迁移集中居住在生态小镇、农村社区。

2） 中部都市功能优化区

首都圈中部包括北京首都核心区及其功能拓展区、发展新区,天津市核心区及功能拓展区、西部京津协同发展区,河北省廊坊市北部区域。该区域生态环境基础条件薄弱,建设用地空间非常有限,水资源约束形势严峻,首都功能核心地位明显,是首都圈中部都市功能优化区。该区域土地利用应以都市城市群用地为主,大力提高建设用地集约化程度,重视土地的生态服务功能和景观美化功能。人口空间分布优化策略为人口控制增长,实施核心城区疏解、发展新区高度集聚的人口发展政策。在推进北京世界级城市建设、促进天津的现代制造业及商贸服务发展中,通过产业承接配置、城市功能疏解及基础设施建设,有效缓解核心区人口压力,促进中小城镇快速发展和农村人口适度集聚。

3） 东部人口产业沿海集聚区

首都圈东部包括天津滨海新区,即塘沽区、汉沽区、大港区行政辖区以及东丽区、津南区区域,冀东地区的秦皇岛、唐山及沧州东部区域。该区域依托京津冀、面向环渤海,是中国北方对外开放的门户,是首都圈东部人口产业沿海集聚区。该区域土地资源丰富,建设用地开发潜力大,是新增建设用地的主要承载区。土地利用应保障重点产业用地和各功能区绿化隔离带建设,尽可能改善土地生态质量和提升土地资源的承载能力。

4） 南部绿色空间优化区

首都圈南部包括河北省的保定、廊坊大部分及沧州西部地区、天津静海县。该区域是首都圈、河北省重点城镇发展区,是重要的粮食生产基地,是首都圈南部绿色空间优化区。区内土地资源生态系统退化严重,环境质量较差,应合理规划城镇体系、产业园、农业发展用地,加快绿色空间及基础设施建设,不断改善土地生态环境,保障重点项目用地和居住区用地,尽快形成首都圈连通河北省,乃至于整个华北地区的人口产业承载区。

首都圈东部、南部人口空间分布优化策略分别为人口鼓励增长、人口适度增长,其思路是大力推进产业集聚带动人口集聚,拓展绿色生态空间。一是科学规划城镇体系,实施大城市化与中小城镇化协同战略;二是依托京津产业结构优化升级,培育新兴产业,优化产业布局,形成以产业促人口流动的良好态势;三是加快构建现代化农业体系,促进农村人口向新型农村社区集聚,形成农村农业用地的集约化态势。四是通过承载首都圈核心区疏解功能和外溢产业,形成京津冀首都圈外来人口的主要承载区。

2.2 加大区域统筹力度

当前要改变过去京津单一增长中心的人口发展模式,应着眼全局,加大区域统筹力度,通过合理的人口分布,全面提升土地资源人口承载力。

1） 破除行政壁垒,建立首都圈发展协调机制

受自然条件和资源禀赋区域差异的影响,且随着首都圈社会经济的发展,区域整合发展的要求将日益强烈,过去按照行政区划的资源和人口管理模式将越来越不适应区域发展需求。破除行政区划束缚,建立大区域发展的协调机制机构日显重要。当前,应加快建立跨区域统筹协调发展机制,在首都圈内实现人口、资源的统筹规划、协调配置及自由流动,创建资源互补、发展共享的区域共赢态势。

2） 强化首都圈发展规划性,实现“三规合一”态势

从中国区域规划现状来看,应该首先在发达的几大经济圈或都市圈,探索国民经济和社会发展规划、城市总体规划、土地利用规划“三规合一”。首都圈人口空间分布,涉及城市化战略、城镇体系空间分布、产业布局、土地利用格局等,是区域发展的综合体现。因此,要有效疏解核心区人口和功能,在首都圈范围形成合理的空间分布,需要更加强化首都圈规划的整体性,从全局上进行经济社会发展规划、土地利用规划、产业布局和城镇体系安排,实现“三规合一”态势和形成区域一体化发展局面。

3） 加强基础设施统筹,形成基本公共服务均等化

基础设施条件和公共服务水平是人们选择居住地的重要因素。当前,应搭建跨区域的基础设施建设和公共服务供给机制,在首都圈内发展包括地铁、轻轨、高速公路、城市快速道路等在内的网络化交通路网;加快解决基本公共服务区域失衡问题,在居住、教育、社保、就业、就医等方面推进基本公共服务均等化,发挥合理引导人口有序流动的作用。

4） 重视人口增长发展区,实行倾斜发展政策

首都圈东部、南部地区是核心区城市功能、产业及人口向外迁移的主要承载区。当前,应在宏观层面上制定与区域人口发展相应的支持和限制政策,尤其要重视人口增长发展区的优惠和支持政策,投入更多的公共财政资源资金,加快基础设施建设,提高基本公共服务水平,从而引导人口流向。

3 结果与讨论

京津冀首都圈人口密度梯级差异很大,人口高度聚集京津核心城区。从建设用地指标估测看,首都圈土地资源人口承载力最大的是环京津的冀东地区;从水资源条件评测看,水资源人口承载力较有限,在提高水资源高效利用及调水下,京津人口基本达饱和,河北省环京津城市还有一定潜力;从建设用地生态适宜量对人口的限制分析看,北京市人口发展已达到限制,天津市还有较小潜力,环京津的冀东、冀中地区还有一定承载空间,冀北地区应紧缩开发空间拓展生态空间。从整个首都圈来看,土地资源人口承载力还有一定发展空间。首都圈人口承载力的提升应着眼于整个首都圈,实施差异化土地资源开发利用,合理引导人口流动和聚集,优化区域人口空间分布。

土地资源承载力是一个综合的、动态的指标,本文仅从京津冀市级层面进行土地资源承载力评测,还应进行更为深入的评测评价,比如深入到县区评价,土地网格化评价,为产业布局、基础设施建设、公共服务均等化构建等提供详细的土地资源承载力理论资料。

The authors have declared that no competing interests exist.

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参考文献

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[10]	李国平,陈秀欣. 京津冀都市圈人口增长特征及其解释 [J].地理研究,2009,28(1):191~202. Magsci      [本文引用: 1]      摘要 <p>根据1990年和2000年相关资料,对京津冀都市圈人口数量增长和密度增长的特征加以分析,利用人口初始规模、区位条件、经济因素3类变量建立计量回归模型,对都市圈133个区县人口增长及其差异进行解释。计量回归结果发现自然条件和经济因素的共同作用是造成都市圈内人口增长差异的重要原因。一个地区如果平均高程较低,人均GDP增长较快,第三产业发展较好、增长较快,接近中心城市、市场潜力较大,则人口相应增长较快。模型同样推导出,区位条件和经济因素都为影响人口增长的重要因素,但后者的影响作用更大。</p>
[11]	孙铁山,李国平,卢明华. 京津冀都市圈人口集聚与扩散及其影响因素 [J].地理学报,2009,64(8):956~966. Magsci      [本文引用: 1]      摘要 <p>人口集聚与扩散是诠释区域形态和空间结构的重要方面,对其研究有助于理解区域空间结构特征及演变趋势。本研究使用区域密度函数考察京津冀都市圈人口集聚与扩散的特征、趋势及模式,并在其基础上建立计量模型,分析人口集聚与扩散的影响因素。多中心区域密度函数的估计结果显示,京津冀都市圈空间发展正逐步由20世纪80年代的少数核心城市主导的向心集聚阶段,向90年代的多中心集聚与核心城市腹地扩散并存的阶段转变。而且,不同层次的中心城市表现出不同的人口集聚与扩散模式,即去中心化扩散、中心增长型扩散和向心集聚。多中心区域密度函数综合考虑多个中心城市对区域人口密度分布的影响,可以更准确地反映京津冀都市圈人口集聚与扩散的特征及变化趋势。同时,本研究建立动态VPM(Varying Parameter Model)模型,考察区域中心城市的社会经济属性对人口集聚与扩散的影响。其结果显示,区域中心城市人口集聚与扩散主要受城市规模、经济发展及结构调整以及对外交通条件等因素的影响。</p>
[12]	郭腾云,董冠鹏. 京津冀都市区经济分布演化及作用机制模拟研究 [J].地理科学,2012,32(5):550~556. URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要 <p>利用kernel 密度估计方法考察了京津冀都市区1995~2007 年经济分布演化过程,在此基础上,引入经济增长分布模拟模型进一步模拟研究了其经济增长驱动力的作用效应。研究发现：① 京津冀都市区经济增长分布形态经历了&ldquo;双峰状&rdquo;&rarr;&ldquo;单峰状&rdquo;&rarr;&ldquo;双峰状&rdquo;的演化过程。② 资本深化、技术效率、技术进步和空间依赖效应对京津冀都市区经济增长起显著作用。③ 资本深化和技术效率对京津冀都市区经济增长分布演化起重要作用,而技术进步、空间外溢效应和误差分布效应则没有显著的作用。④ 资本深化分布的变化和技术效率综合作用效应的变化是影响京津冀都市区经济分布演化的驱动力,并通过资本深化的分布效应和技术效率的综合作用效应这两个渠道对其经济分布演化产生影响。⑤ 对京津冀都市区经济增长起作用的因素不一定能够影响到其经济分布的演化,基于分解技术的经济增长分布模拟模型,并利用理论分布和实际分布差异性的统计检验可以识别真正影响其经济分布演化的因素及其作用渠道。</p>
[13]	叶裕民,李彦军,倪稞. 京津冀都市圈人口流动与跨区域统筹城乡发展 [J].中国人口科学,2008,(2):57~65. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7881.2008.02.007      URL      [本文引用: 1]      摘要 文章通过对京津冀都市圈人口流 动特征的分析,认为长期以来京津作为京津冀地区的中心城市,充分享受了对劳动力等生产要素吸纳的聚集效应,但是由于行政分割,生产要素的扩散作用却被弱 化,没有起到中心城市的作用。文章认为,构建京津冀城市圈区域与城乡协调的发展格局,核心任务就是要打破行政区划界限,建立跨区域城乡统筹发展长效机制, 并提出"四步走战略":推进新型工业化提升京津冀城市群非农产业就业机会;构建以人为本的人口流动管理机制;以"三个集中"谋求聚集经济效应;为广大乡村 提供均等化的公共服务。
[14]	孟旭光,吕宾,安翠娟. 应重视和加强土地承载力评价研究 [J].中国国土资源经济,2006,(2):38~40. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-6995.2006.02.016      URL      [本文引用: 1]      摘要 土地承载力是指在一定时期,一定空间区域,一定的社会、经济、生 态环境条件下,土地资源所能承载的人类各种活动的规模和强度的限度.文章分析了我国土地承载力研究现状和存在的主要问题,提出了调整区域耕地承载力评价 观,建立我国土地承载力综合评价指标体系等重视和加强土地承载力评价研究的具体建议.
[15]	张颖,王群,李边疆,等. 应用碳氧平衡法测算生态用地需求量实证研究 [J].中国土地科学,2007,21(6):23~28. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-8158.2007.06.004      URL      [本文引用: 1]      摘要 研究目的:应用碳氧平衡法探讨区域生态用地需求量的测算方法,为 编制土地利用总体规划提供科学依据.研究方法:碳氧平衡法,生态服务功能法.研究结果:空气中的碳氧平衡是在不断调整绿色植物和多种释碳耗氧关系基础上实 现的.研究二氧化碳和氧气的消耗与供应关系及其分配特征,有助于测算生态用地需求量.应用上述方法开展了测算郑州市2010年生态用地需求量实证研究.研 究结论:解决生态用地需求量预测必须界定"生态用地"的概念和区分土地生态功能多元性.研究表明基于碳氧平衡法测算区域生态用地需求量的方法是可行的,具 有可操作性.应当从生态用地角度重新审视土地利用现状分类体系,使其完善.
[16]	王永安,龚映壁. 计算城市绿化面积的碳氧平衡法 [J].生态经济,2002,22(3):62~63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-4407.2002.03.017      URL      [本文引用: 1]      摘要 当前规划建设和改造生态城市热 潮正在兴起,改善和建设优美环境是生态城市的有形表现,而优良环境主要通过城市绿化体系来实现。一个城市在统筹规划用地中,应保证有多少绿化面积?以往多 采用多条件经验法。作者在长沙市总体规划和建设中,采用了以定量为主的城区碳氧平衡的科学方法。
[17]	霍亚贞,杨作民,孟德汉.北京自然地理[M].北京:北京师范大学出版社,1989. [本文引用: 1]
[18]	葛京凤. 秦皇岛市后备土地资源开发条件研究 [J].地理学与国土研究,1996,12(3):16~20. URL      [本文引用: 1]      摘要 分析秦皇岛市后备土地资源开发条件和开发效益，提出相应的开发对策，以缓解日益突出的人地矛盾，促进国民经济稳定、持续发展