我国土地利用效益测度及其协调发展研究

2018-03-27李晓静洪坚平张明媚

江苏农业科学 2018年4期

李晓静，洪坚平，张明媚

(1.山西农业大学资源环境学院，山西太谷 030800； 2.山西能源学院地质测绘工程系，山西太原 030600)

土地利用效益包含土地利用经济效益(economic benefit of land use)、社会效益(social benefit of land use)、生态效益(ecological benefit of land use)等三大层面，其中土地利用经济效益是基于投入-产出的视角探讨土地在使用过程中，用最少的投入获取土地上最大的产出(包括最终产品与服务价值)，可以用年均土地国民生产总值或国内生产总值来表征；土地利用社会效益是指除利用土地获取经济效益外，还要考虑到消费、分配等社会效益因素，诸如在土地上进行社会基础设施建设和公共事业的开展等，须在保证经济效益不减的前提下，权衡其社会效益；土地利用生态效益是指在土地利用的过程中会对土地生态系统带来恶劣的影响与破坏，这种影响产生的效应即土地利用生态效益；土地利用经济效益、社会效益、生态效益是土地利用系统必不可少的3个部分，三者彼此间相互关联、相互牵制、相互推进，只有三者间协调、稳定、可持续发展才能真正使土地利用系统实现最大化效益。

目前学术界已有很多关于土地利用效益的研究，仇娟东等建立了土地利用的社会经济与生态环境效益的耦合模型，测度我国31个省(市、自治区)这2种效益的系数及其耦合协调发展系数[1]；丁森林等分别构建了平原地区、黄土丘陵沟壑地区、黄土高原沟壑区的土地利用效益评价体系，基于层次分析法、协调度模型、因子分析法定量评价和动态分析其土地利用效益[2-4]；史进等分别选取城市群、经济带、资源型城市为研究对象，利用熵值法、层次分析法与物元模型、系统聚类等动态评价其土地利用效益水平和等级[5-7]；张荣天等从时空二维视角出发，基于空间自相关分析模型、耦合协调发展度、多元回归模型等评判了泛长三角城市与环渤海地区土地利用效益的时空格局演化、机制及发展特征等[8-9]；倪维秋等分别测度了三大城市群、黑龙江省、乌鲁木齐市土地利用经济、社会、生态效益的水平及其协调程度、耦合阶段等[10-12]；孔雪松等结合灰色关联分析法探讨1997—2007年嘉鱼县土地利用效益的变化特点、土地利用结构与效益的定量关系[13]；范晓莉等则从土地利用效益与新型城镇化的新视角入手，运用变异系数法、极差变换法、耦合协调度模型、灰色关联分析等方法计算了京津冀都市圈、西宁市、武威市凉州区的土地利用效益与城市化的耦合协调发展关系和阶段[14-16]。

综上所述，土地利用效益的研究内容、方法、视角、层面趋于多样化，研究内容集中在土地利用效益测度[1]、土地利用效益评价[2-7]、土地利用效益时空格局演化及空间分异[8-9]、土地利用效益耦合协调性[10-12]、土地利用效益与结构的耦合效应分析[13]、土地利用效益与城镇化的协调发展等方面[14-16]；土地利用效益评价的研究地域涵盖平原[2]、丘陵[3]、流域[4]等不同地形；土地利用效益及其相关协调发展的研究覆盖了城市群[5，8-10]、经济带[6]、都市圈[14]、省域[11]、城市[7，12，15]、县域[13]、城区[16]等不同地域范围。但目前以我国大陆31个省(市、自治区)为对象，测度其土地利用经济、社会、生态效益的研究相对较少，探讨三者间协调发展类型的研究也相对空白，且大多研究将土地利用的经济与社会效益合为1个对象，即土地利用经济社会效益，测度土地利用经济社会效益与土地利用生态效益二者间的协调状态。基于此，从宏观视角出发，构建适用于我国大陆31个省份的土地利用效益评价指标体系，内部包含土地利用经济、社会、生态效益等3个准则域，弥补将土地利用经济与社会效益纳为1个主体的缺陷，利用客观赋权法中的变异系数赋权法测算31个省(市、自治区)的土地利用经济、社会、生态及其综合效益强度，基于耦合协调发展度模型探讨三者间的协调发展阶段类型，同时运用地理信息系统(geographic information system，简称GIS)软件模拟其空间分布格局，这将为从国家、区域、省域的三维视角下明晰土地利用经济、社会、生态效益的空间分布态势提供科学参考，对解读31个省(市、自治区)的土地利用经济、社会、生态效益三者间的短板效应提供警示，最后为有利地推进国家在新型城镇化、土地流转背景下土地利用经济、社会、生态效益的协调、稳定、健康发展提供有益借鉴。

1 土地利用效益评价指标体系的构建

在充分理解与诠释土地利用经济、社会、生态、综合效益及相关土地利用知识的前提下，参考相关文献中土地利用效益评价体系中的部分指标[1-16]，以王万茂等权威专家与学者的《土地利用规划学》、田莉等学者的《城市土地利用规划》、冯经明学者的《转型时期特大型城市土地利用规划理论与实践》、张峰等学者的《城乡统筹下的土地利用规划创新研究》等专著为理论基础，同时参考近年来国家出台与颁布的关于土地利用的相关法规及政策，考虑到我国大陆31个省(市、自治区)的土地利用实际状况，遵循指标体系构建的系统性、真实性、动态性、层次性、数据可获取性原则，咨询土地领域相关的权威专家与学者的意见，构建了如表1所示的我国土地利用效益的评价指标系统，该系统涵盖土地利用经济、社会、生态效益等3个准则层，每个准则层下又选取尽可能反映和表征其含义与内容的各项指标层，共15项指标，其中11项为正向指标，4项为负向指标。

2 土地利用经济、社会、生态效益的测度及其协调发展程度

2.1 土地利用效益的测算

利用客观赋权法中结果测算相对精确、效果相对较好的变异系数赋权法计算我国大陆31个省(市、自治区)土地利用经济、社会、生态及其综合效益强度，变异系数赋权法测算土地利用效益的方法步骤如下：

(1)构建横向为15个土地利用效益指标、纵向为31个省(市、自治区)的15×31的判断矩阵。

(2)计算第j项土地利用效益指标的平均值：

式中：xij表示i省j项土地利用效益值，其中1≤i≤31，1≤j≤15，i、j为整数。

(3)计算第j项土地利用效益指标的标准差：

(5)计算第j项土地利用效益指标的变异系数权重：

式中：Vj表示第j项土地利用效益指标的变异系数。

(6)计算第i个省(市、自治区)的土地利用效益强度：

式中：Xij表示i省j项土地利用效益值xij的标准化值。

2.2 土地利用效益的耦合协调发展状况

借助于物理学中的耦合系数等相关概念，同时参考相关耦合协调系统的评价模型[10-16]，构建适用于我国大陆31个省(市、自治区)土地利用经济、社会、生态效益的耦合度、协调发展度测算模型，其中协调发展度可以弥补耦合度“三者效益均低、但耦合度较高”的缺陷与弊端，具体测算公式为：

表1 我国土地利用经济、社会、生态三大效益的评价指标系统及其权重

T=αW1+βW2+γW3。

式中：W1、W2、W3分别为第i个省(市、自治区)的土地利用经济、社会、生态效益强度；C为土地利用经济、社会、生态效益间的耦合发展程度，其值介于[0，1]，C值越大表示3种土地利用效益的良性共生耦合态势越强；T为土地利用效益的综合协调指数；α、β、γ分别为土地利用经济、社会、生态效益的贡献系数，且三者相加为1，我国大陆31个省(市、自治区)的土地利用经济、社会、生态效益处于同等重要位置，因此α=β=γ；D为土地利用经济、社会、生态效益间的协调发展程度，其值介于[0，1]，D值越大表示3种土地利用效益的协调发展态势越趋于良好，D的划分标准为：0

3 我国大陆土地利用效益状况分析

3.1 土地利用经济、社会、生态及其综合效益强度的对比

由表2可知，从国家视角来看，我国大陆的土地利用生态效益(0.081)>土地利用经济效益(0.071)>土地利用社会效益(0.055)，土地利用综合效益达到0.207；从地区视角来看，土地利用综合效益为东部地区(0.295)>中部地区(0.233)>东北地区(0.190)>西部地区(0.125)，土地利用经济效益为东部地区(0.121)>东北地区(0.079)>中部地区(0.059)>西部地区(0.033)，土地利用社会效益为东部地区(0.072)>中部地区(0.056)>西部地区(0.047)>东北地区(0.032)，土地利用生态效益为中部地区(0.118)>东部地区(0.102)>东北地区(0.079)>西部地区(0.046)，除生态效益外，东部地区的其他土地利用效益及综合效益均最高，东北地区与西部地区的各项土地利用效益相对处于落后态势；从省份视角来看，上海市的土地利用综合效益(0.665)居于首位，河北、河南、北京等省(市)介于0.30～0.45之间，江苏、辽宁、广东、浙江、山东、湖南、山西、福建等省介于0.20～0.30之间，湖北、江西、安徽、天津、陕西、内蒙古、吉林、云南等省份介于0.15～0.20之间，青海、四川、贵州、广西、黑龙江、重庆等省份介于0.10～0.15之间，海南、宁夏、新疆、甘肃、西藏等省份低于0.10。

近年来我国的土地利用质量减退，水土流失、土地荒漠化、土壤板结、土壤重金属污染、过度毁林开荒等现象比比皆是，严重影响土地可持续利用发展经济、社会效益的提升，因此国家倡导从土地生态系统的整体效益出发，制定并颁布《关于加快推进生态文明建设的意见》《生态文明体制改革总体方案》等一系列耕地生态保护政策，在土地集约节约利用与强化耕地保护的基础上，针对大量挖损、开裂、塌陷、沉降的矿区采用多元投融资制度做好其生态修复与环境监控工作，推进土地生态系统的良性可持续循环与永续利用，相对于经济、社会效益，土地利用生态效益得到大幅提升。我国东部地区的区位优势显著，如土地利用规划、城乡发展规划、产业布局规划、生态环境建设规划等均紧密衔接，在合理保障民生用地需求的基础上，结合市场引导与配置，运用集约节约土地的高水平技术，适度经营规模耕地资源，优化生态用地结构与布局，大胆改革创新土地管理的新机制与新模式，土地利用效率的大幅提升可使其土地利用效益达到相对最佳的状态。东北地区目前土地利用的主要问题在于工业等产业在土地上的开发强度过大，土壤有机质含量下降显著，土地资源消耗过度，土地生产力相对处于下滑趋势，后备土地资源开发不适度，农业结构调整不合理等，这些因素导致其土地利用效益处于劣势。西部地区在土地利用过程中受自然条件的限制影响较大，如内蒙古草地退化、土地沙化、土地生产力低下；陕甘宁地区土壤侵蚀、水土资源配置水平欠佳、土壤肥力不足；滇黔桂区域的石漠化作用；青藏的环境恶劣导致草地过牧与退化现象显著等，由于自然条件限制的土地生态脆弱化导致西部地区的土地利用效益欠佳。

表2 中国大陆31个省(市、自治区)的土地利用经济、社会、生态效益及其协调发展类型

3.2 土地利用经济、社会、生态及综合效益的空间格局对比

由图1可知，我国大陆行政区域范围内的土地利用经济效益、生态效益及综合效益的空间格局表现出明显的相似性与一致性，均大致呈现由东部向中部、再向西部递减的阶梯状空间格局，仅土地利用社会效益的空间分布呈相对分散、孤立的格局态势。土地利用经济效益的高值区主要集中在京津冀、长三角、珠三角、辽中南等国内发达城市群，这些城市群充分构建城乡土地利用的新格局，并将土地集约节约利用的目标纳入其经济社会发展的相关考核标准与体系框架中，进而将经济发展与土地利用进行充分有机的协调与结合。土地利用社会效益的高值区涵盖北京-河北-山西-陕西、青海、云南-广西、江苏-上海-浙江-福建等四大块地域范围，孤岛态势显著，东、中、西三大地带分布相对较为均衡，这些地区将土地利用与社会发展的战略布局进行充分融合，完善邮电通信、交通运输、文化体育、卫生事业、供水供电、棚户区改造等市政公用基础设施与生活服务设施，尤其是部分新建、扩建的土地相关项目要以优先发展基础设施为主，从而发挥土地利用社会的最大化效益。以辽宁-河北-山西-河南-山东-江苏-上海、湖南-广东覆盖的地域引领全国土地利用生态效益的高值区串联成片，这些地区一直保持着土地生态复合系统的完整性，避免其产生负反馈效应，尽量排除土壤板结、土壤酸化、土地脆弱化等影响土地生态环境的现象发生，遏制土地生态环境恶化趋势，扭转部分区域土地污染破坏的被动格局。甘肃、宁夏、西藏等省(自治区)所在的西部地区是土地利用三大效益及其综合效益的低谷区。

4 我国大陆土地利用效益耦合协调状况分析

4.1 土地利用经济、社会、生态效益耦合协调发展度分析

由表2可知，从国家视角来看，我国大陆的土地利用效益耦合度为1.632、协调发展度为0.560，土地利用经济、社会、生态三大效益尚处于勉强协调发展阶段；从地区视角来看，土地利用经济、社会、生态三大效益的耦合度表现为西部地区(1.660)>东北地区(1.628)>中部地区(1.624)>东部地区(1.605)，西部、东北地区的土地利用经济、社会、生态及其综合效益均处于相对劣势的地位，但其耦合度却大于中部、东部地区，出现虚假耦合现象，即经济、社会、生态效益均低，但其耦合度较高，因此选取协调发展度来弥补耦合度测算的缺陷与弊端，土地利用经济、社会、生态三大效益协调发展度为东部地区(0.667)>中部地区(0.610)>东北地区(0.549)>西部地区(0.448)，东部、中部地区三大土地利用效益处于初级协调发展阶段，东北处于勉强协调发展阶段，仅西部为濒临失调衰退阶段；从省(市、自治区)视角来看，处于优质协调发展、中级协调发展、初级协调发展、勉强协调发展、濒临失调衰退、轻度失调衰退、中度失调衰退阶段的省(市、自治区)的比重分别为3.2%、6.5%、29.0%、25.8%、19.4%、12.9%、3.2%，初级与勉强协调发展的省(市、自治区)所占的比重相对较大，优质协调发展、中度失调衰退的比重最小，其中上海市处于优质协调发展阶段，河北省与河南省处于中级协调发展阶段，江苏、北京、浙江、广东、辽宁、山东、湖南、福建与山西等省(市)处于初级协调发展阶段，湖北、安徽、江西、内蒙古、天津、陕西、吉林与云南等省(市、自治区)处于勉强协调发展阶段，其他均处于失调衰退阶段。

4.2 土地利用经济、社会、生态效益的协调发展空间格局分析

由图2可知，土地利用经济、社会、生态效益协调发展的空间格局表现为东部高、中部次之、西部低的特征，辽宁-山东-江苏-上海-浙江-福建-广东等沿海区域的土地利用效益协调发展度大于等于中、西部区域，而新疆、甘肃、宁夏与西藏所在的西部区域处于协调发展最为微弱的低值区；在自然资源禀赋、市场机制运行、先天区位优势等潜在因素的驱动下，沿海区域成为我国大陆的经济增长核心区，与其他区域相比，该区域高强度的、掠夺式的土地开发近年明显得到充分遏制，土地覆被格局与人居环境明显得到改善，土地流失、土地生态环境恶化、耕地压力增大的现象趋于缓解；在快速城市化进程中，土地整体利用规划、可持续绿色发展的理念已经实现大范围的普及与运用，沿海区域土地利用经济、社会、生态三者效益的兼顾协调得到充分展现。西部地区水资源贫乏、水土流失严重、干旱地荒漠化、灌溉地盐渍化、水环境污染、森林草原退化等固有的、传统性的土地问题还没有得到有效解决，已成为西部土地开发与可持续发展的最大障碍，加之西部部分区域山地、盆地、高原等多样化的地形与人为不合理的开垦与利用，更加导致其成为土地利用生态环境的脆弱区，土地集约节约发展模式在西部部分区域不宜发展，而一些资源环境承载力相对较高的区域，优势资源的转化进程因受各种条件的限制而较为缓慢，导致土地利用的经济、社会效益也大幅下降。

5 结论

目前我国大陆的土地利用生态效益强于经济效益，土地利用的社会效益相对滞后。东部地区除生态效益外，其他土地利用效益及综合效益均最高，东北、西部地区各项土地利用效益相对处于落后态势；上海市的土地利用综合效益居于首位，河北、河南、北京等省(市)次之，江苏、辽宁、广东、浙江、山东、湖南、山西与福建等省再次之，海南、宁夏、新疆、甘肃与西藏等省(自治区)最低。

我国大陆土地利用经济、生态及综合效益的空间格局表现明显的相似性，均大致呈现由东部向中部、再向西部递减的阶梯状格局，其中土地利用经济效益的高值区集中在京津冀、长三角、珠三角、辽中南等国内发达城市群；土地利用社会效益的空间分布呈现分散、孤立的格局态势；以辽宁-河北-山西-河南-山东-江苏-上海、湖南-广东地域引领土地利用生态效益高值区，甘肃、宁夏、西藏等所在的西部地区是土地利用三大效益及其综合效益的低谷区。

我国大陆土地利用的经济、社会、生态三大效益尚处于勉强协调发展阶段，其中东部、中部地区三大土地利用效益处于初级协调发展阶段，东北地区为勉强协调发展阶段，仅西部为濒临失调衰退阶段，且西部、东北地区出现虚假耦合现象；处于初级与勉强协调发展阶段省(市、自治区)的比重相对较大，处于优质协调发展、中度失调衰退阶段的比重最小，上海市处于优质协调发展阶段，河北省与河南省处于中级协调发展阶段，江苏、北京、浙江、广东、辽宁、山东、湖南、福建与山西等省(市)处于初级协调发展阶段，湖北、安徽、江西、内蒙古、天津、陕西、吉林与云南等省(市、自治区)处于勉强协调发展阶段，其他均处于失调阶段。

土地利用经济、社会、生态效益协调发展的空间格局表现出东部高、中部次之、西部低的特征，其中辽宁-山东-江苏-上海-浙江-福建-广东等沿海区域的土地利用效益协调发展度大于等于中、西部区域，新疆、甘肃、宁夏与西藏所在的区域处于协调发展最为微弱的低值区。

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