矿粮复合区土地利用效益评价——以江西省典型地区为例

谢金华,杨 俊

(1.东华理工大学 测绘工程学院,江西 南昌 330013；2.流域生态与地理环境监测国家测绘地理信息局重点实验室,江西 南昌 330013)



矿粮复合区土地利用效益评价
——以江西省典型地区为例

谢金华1,2,杨 俊1,2

(1.东华理工大学 测绘工程学院,江西 南昌 330013；2.流域生态与地理环境监测国家测绘地理信息局重点实验室,江西 南昌 330013)

基于TOPSIS分析方法对江西省铅山县永平镇矿区、非矿区的土地利用状况进行测度,通过分析以揭示矿区内农户相对非矿区农户土地利用投入差异情况及其主导影响因素,同时分析矿区农户存在土地利用效益分异的主要因素.结果表明：研究区域耕地利用效益整体偏低,整体效益亟待提高,内涵挖潜空间较大.矿区极少数农户耕地利用产出效益偏高,主要是通过精耕细作、提高机械化水平所致；矿区绝大多数农户土地利用效益较低,粗放利用以及环境污染的现象并存,而地表塌陷、环境污染等因素是制约矿区土地利用效益偏低的主要原因,在土地规模既定的情况下,改善环境质量、合理配置农业生产资源、提高机械化水平以及科学技术水平可以有效提高矿粮复合区农户土地利用效益.

矿粮复合区；土地利用效益；农户；影响因素

改革开放以来,国家大力开展基础设施建设,越来越多的农用地转为工业用地,在土地资源日趋紧张的大背景下,有效提高农用地利用效益成为建设资源节约型社会的内在要求和重要举措.因此,开展矿粮复合区土地利用效益的整体研究及其相关影响因素分析,为提高土地利用效益具有十分重要的现实和长远意义.关于土地利用效益评价问题,国内外相关研究一般是采用多指标综合评价方法来评价土地利用集约度[1-2].实际上,多指标综合评价方法存在土地集约利用内涵界定不清,土地评价指标权重的判定主观性太强、难以确定集约度的理想值等问题[3],一定程度上影响了评价结果的合理性.

近年来,国内外大量专家学者采用数据包络分析(Data Envelopment Analysis,简称DEA)来评价分析土地利用效益,并取得了重大进展.该方法相对多指标综合评价方法而言克服了其不足的问题,并且较好的符合土地利用是一种投入产出型的内在本质特性.DEA首先是由著名的运筹学家A.Charnes,W.W.Cooper和E.Rhodes提出,他们的第一个模型被命名为CCR模型.其后又得到了广大专家学者的不断完善和发展,并相继提出了BCC以及FG等模型,利用该方法评价土地利用效益具有如下优点：第一,把各类土地面积和土地总面积与劳动力、资本作为投入指标,将工农业产值作为产出指标,来评价不同地域空间的土地利用效益；第二,评价对象聚焦于城市土地[4],仅有为数不多的文献是关于工业用地[5]、开发区土地利用效益[6],关于农业用地效益的研究有所增加[7]；第三,多数文献采用的DEA模型同时评价决策单元(DMU)的技术效益和规模效益,也有少许文献利用超效益模型、交叉模型[8-9]评价决策单元的效益.

由于以上方法均有其相应的适用范围,在评价矿粮复合区内农户土地利用效益时并不合适,经分析TOPSIS模型却能很好的解决了这个问题,根据投入和产出状况,建立土地利用评价指标体系,并结合变异系数法确定评价指标的权重,计算出矿粮复合区农户土地利用效益值.因此,通过运用TOPSIS方法评价矿区及非矿区农户土地利用效益,旨在揭示江西铅山县永平镇部分农用地的土地利用效益状况,比较分析矿区内农户与非矿区农户土地利用效益差异及其主导影响因素,以期为提高矿粮复合区农户土地利用效益和制定相关政策法规、合理决策提供科学依据.

1 研究区域及数据来源

研究区域位于江西省铅山县永平镇永平铜矿附近的矿粮复合区,为江南典型丘陵地貌,植被覆盖率较低,土地利用效益较高,农用地以水田为主并辅以一定量的旱地.近年来,由于附近铜矿的开采,已造成较为严重的环境和生态问题,耕地质量大幅下降并退化为难以甚至不能利用的土地,诸如积水田、塌陷田、漏水田、受污染田等,极大地影响当地农户从事农业生产活动的效益和积极性.农用地数据均来自于本课题组2016年1月对上饶市铅山县永平镇当地农户的实地调查,调查区域包含铅山县永平镇文家桥,林家,李家,港洲,五都村二组,下坂村三组、十组、十一组,河背村二组、三组、十三组,陈家寨,莲塘,横溪等地,共10个村组.调查方法采用抽样调查和一对一访谈式调查的方式,共发放问卷260份,根据研究目标需求筛选出有效问卷238份.

2 研究方法

2.1 TOPSIS模型基本原理

TOPSIS方法[10-13](Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)是通过测算评价单元与“理想解”和“负理想解”的接近程度来对各评价单元进行相对优劣排序,是多目标决策分析中的一种常用方法.“理想解”是设想的各属性值均为最优值的解；“负理想解”则是设想的各属性值均为最劣值的解.若评价单元离“理想解”最近且又离“负理想解”最远,则称其效益为最好；否则为最差.本文在应用TOPSIS法时,通过使用变异系数法确定各评价指标的权重,既可将不同研究层次的多项指标综合成单一指标,又能避免主观指定各指标权重的问题,操作简便,有利于在土地利用综合效益评价中推广使用.评价步骤如下：

2.1.3 用变异系数法[14]确定指标的权重Wj.

表1 土地利用效益评价指标体系

表2 矿粮复合区土地利用状况

2.2 矿粮复合区土地利用效益评价指标体系构建

通过比较DEA模型、随机生产前沿函数模型以及TOPSIS模型的优缺点,本文选用TOPSIS模型对研究区域土地利用效益进行评价,对各评价单元的指标主要有投入指标和产出指标.根据土地是否处于矿区污染范围内,将研究区域分为矿区和非矿区两种区域,并分别计算其内部各农户土地利用状况.

对于农业生产来说,其投入指标主要以土地、资本和劳动力投入的数量来表征[16-17].衡量农用地的投入指标主要有劳动力投入量,产出指标主要为粮食产量或产值,土地投入可以用农户拥有的耕地数量来表示；资本投入可以用农户直接或间接对土地的金钱支出来表示,主要包括耕地化肥投入、农药投入、灌溉投入、农业机械投入、种子投入等指标[18]；产出指标则以作物总产值以及投入产出比来表示(见表1).

3 评价结果及分析

3.1 数据处理与结果

基于调查数据,整理、计算出指标层的每一个指标值.对指标层投入各指标标准化,并采用上述TOPSIS法计算,得到矿区各农户投入相对非矿区最大投入的欧氏距离；再对农户农作物产出和投入产出比进行标准化,将矿区各农户与非矿区土地利用效益最高的农户比较差距,计算其欧氏距离,可获得数据处理结果(表2).

3.2 矿区耕地利用投入情况分析

由于耕地投入是个逆向指标(表1),其数值越大则离非矿区投入最大值距离越远,说明矿区农户投入相对越少,则土地利用相对越好；反之,则体现土地利用投入越高.根据研究区域矿区及非矿区土地利用投入相对大小及其分布状况,选取0.25、0.5与0.75作为分界点,将矿区内各农户土地利用投入划分为4大类,即0.75～1、0.5～0.75、0.25～0.5、0.25以下(表2).

矿区土地利用投入差异显著,位于0.25以下、0.25～0.5、0.5～0.75、0.75～1的农户占比分别为5.8%、94.2%、0%、0%(表2),即农户的投入偏高,所有农户投入均偏大,农户土地利用效果较低,均为自给自足的小农生产模式,在较小的土地上投入更多的资源,以期获得更高地产出,与实际情况相符.位于0.5～0.75、0.75～1的农户占比均为0%,表明矿区没有农户耕地投入处于较低水平,其投入均偏高,究其原因可知矿区农户由于生产规模较小,绝大部分农户的土地利用处于相对较低状态.耕地利用可持续性低,其耕地利用内涵挖潜空间大,合理投入农业生产资源的意识亟待提高.

3.3 矿区耕地利用产出效益分析

对矿区农户的耕地利用产出情况进行统计分析,可得到矿区农户耕地利用产出效益.由于产出效益是正向指标,欧氏距离越大说明产出效益离非矿区内产出效益最好的农户差距越大,即该农户产出效益相对“理想解”距离越远,产出效益越低.因矿区内各农户土地利用产出状况差异较大,故选取0.25、0.5与0.75作为分界点,将矿区内各农户土地利用产出效益划分为4大类,即0.25以下、0.25～0.5、0.5～0.75、0.75～1(表2),且位于0.25以下、0.25～0.5、0.5～0.75、0.75～1的农户数量占比分别为0.9%、5.1%、13.7%、80.3%,欧氏距离大于0.5的占整个农户的94%,表明绝大多数农户离“理想解”距离远,产出效益低.究其原因主要是农户粗放经营以及矿产开发活动带来的物理沉降、环境污染所致,由于矿产开发,地下大范围挖空,未及时采取补救措施,引发矿区地表大面积沉陷,导致农田塌陷形成积水田、漏水田和塌陷田等利用难、利用效率低的水田.同时,矿企生产过程中大量废水未经或少经处理直接排放到河流,河流污染物增多,导致河流水体质量的恶化,受污染的水通过灌溉进入农田,导致受污染田的形成,并影响到水稻等其他农作物的长势,从而降低农作物产量.与普通农田相比被破坏的耕地需要的投入更大,而产出却不相应增大,甚至降低,导致不少农户耕作积极性不高,采取粗放经营的方式,撂荒弃耕的现象比较严重.对于这些受破坏、被污染的耕地适时采取回填、清理污染等配套措施能在一定程度上减少甚至避免矿区开采带来的负面影响,耕地内涵挖潜空间大,产出效益亟待提高.

介于0.25～0.5的占5.1%,这个群体的农户耕地利用产出状况较好,对为数不多的耕地进行精耕细作,用较大的投入换取较高的回报,但是由于面积有限,不能充分挖掘科技化成果潜力以提高作物产出,机械投入相对有限,从而导致耕地利用产出效益依然不是很高.位于0.25以下的农户所占比例大致为80.3%,其中产出效益最高的农户距离“理想解”只有0.008,说明该农户产出效益非常接近非矿区农户产出效益最高的农户,其土地产出处于较高水平,该农户耕地面积较大,采用机械化生产经营,雇人耕种,相比小农经济生产模式其产出效益大幅提高,获得较好的产出效益,从而扩大了作物产出.

因此,耕地利用产出状况的挖潜空间不仅在于土地整理,农业综合开发,集中成片经营,机械化化水平的提高,还在于注重面积扩大的同时兼顾集约利用,充分合理挖掘土地利用潜力,以获得较好的耕地产出效果.

3.4 矿区耕地利用投入产出比分析

在分析矿区耕地利用的投入和产出状况的过程中,可知与产出类似,投入产出比也是正向指标,但投入产出比欧氏距离越大,耕地投入产出比相对“理想解”距离越大,则投入产出比反而越低.由于矿区各农户土地利用投入产出比欧氏距离差距较大,选取0.25、0.5与0.75作为分界点,将矿区内各农户投入产出比欧氏距离划分为4大类,即0.25以下、0.25～0.5、0.5～0.75、0.75～1,且位于0.25以下、0.25～0.5、0.5～0.75、0.75～1的农户占比分别为0%、0%、7.4%、92.6%(表2),矿区中所有农户耕地利用投入产出比数值位于0.25以下、0.25～0.5的农户占比均为0%,说明矿区农户投入产出比离非矿区“理想解”距离较远,离“负理想解”距离较近,分析其原因为为抵消外界负面影响确保产出不减少的情况下,矿区农户需要增大投入,导致农户土地利用投入产出比偏低.矿区受到矿产开采的影响,地下大量挖空,未及时回填,导致农田塌陷形成积水田、漏水田和塌陷田的形成,与普通农田相比需要的投入增大,而产出却不相应增大,甚至降低.同时,矿产开采、冶炼等过程产生的大量废水未经或少经处理直接排放到河流,通过灌溉受污染的水进入农田,导致受污染田的形成,水稻等其他农作物的生长受到影响,从而降低农作物产量.另外,矿区废气中含有的大量氮氧化物,硫化物等有害物质通过直接排放到到大气中,进而形成酸雨影响大气质量,加剧危害农作物生长,进一步降低农作物产量.矿山开采后,由于没有及时采取修复工程,产生的矿山废弃地通过淋溶作用加重了环境污染,对土壤、水体以及人类生产生活产生恶劣影响,废渣污染和尾矿污染等都在不同程度上影响作物长势及产量,导致耕地利用效益降低.

因此导致矿区农户土地利用投入产出比相对非矿区农户偏低的原因主要是矿产开采所带来的一系列巨大负面影响所致,引导社会资本向受污染区倾斜以改善耕地状况可以在一定程度上缓解环境污染带来的效益损失.

4 结论与讨论

2015年上饶市铅山县永平镇矿区农户土地利用状况整体较差,耕地投入偏高,产出状况和投入产出比却偏低,只有极少数农户耕地利用状况较好,这表明农户耕地利用投入多、产出少的现象较为严重.研究区域农户土地利用效益偏低,主要原因是由于人均耕地面积较少,地块分散,耕地规模小,机械化水平较低以及矿企生产过程对农作物产生负面影响所致,而未受到矿企污染的非矿区农户土地利用状况相对较好,这意味着矿区农户土地利用效益与非矿区相比存在较大的提升改善空间.通过合理配置生产资源与充分发挥科学技术水平作用可以在较大幅度节省投入的同时提升土地利用产出效益.矿企应加大环境治理投入,改善矿区污染水域水质,尽量减少或避免矿山开采对耕地造成的巨大负面影响,充分挖掘土地生产潜力,促进资源的充分合理利用,鼓励农户从事农业生产经营活动,提高生产积极性,从而提高农户土地利用效益.同时,工矿用地与农用地科学合理配置,相互促进、协调发展,以期实现矿粮复合区农户土地利用效益最大化.

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责任编辑：高 山

Land Use Efficiency Evaluation of Mine-grain Mixed Zone——A Typical Case Study of Jiangxi Province

XIE Jinhua1,2,YANG Jun1,2

( 1.Faculty of Geomatics, East China University of Technology,Nanchang 330013,China;2.The Evaluation of Key Laboratory of Watershed Ecology and Geographical Environment Monitoring,NASG,Nanchang 330013,China)

Using the analysis method based on TOPSIS to measure mining area and non-mining area land use efficiency in Yanshan County Yongping town of Jiangxi Province.By analyzing households in the mining area compared to non-mining area to reveal the discrepancy of land use investment and the dominant factors.And analyze the main reasons of the differentiation of land use efficiency.The results show that: cultivated land use efficiency of the whole study area is low,the overall efficiency needs to be improved with great potential space.The cultivated land use productive efficiency of handful farmers is high in mine-grain mixed zone,mainly due to the intensive cultivation and improving the level of mechanization.The land use efficiency of the vast majority of farmers is low,with the coexistence of phenomena of environmental pollution and extensive usage.Surface subsidence and environmental pollution factors are the main reason for the low efficiency of mining land.Under the given land size,optimizing environmental quality and the rational allocation of agricultural resources and improving the level of mechanization and science and technology contribute to the improvement of the household land use efficiency in Mine-grain mixed zone.

mine-grain mixed zone;land use efficiency;rural household;influence factor

2016-08-11.

国家自然科学基金项目(41201118);国家自然科学基金青年基金项目(41501587)；教育部人文社科项目(14YJC630077)；江西省社会科学规划项目(14GL25).

谢金华(1989- ),男,硕士生,主要从事土地经济与土地利用的研究;*

1008-8423(2016)03-0353-05

10.13501/j.cnki.42-1569/n.2016.09.028

F301.21

A