晋中市农用地集约利用评价及地域差异分析

2018-05-18闫洋洋洪坚平

山西农业科学 2018年5期

张娟，闫洋洋，洪坚平

（山西农业大学资源环境学院，山西太谷030801）

随着我国城镇化速度的加快，我国的土地资源也在逐渐减少。全国土地利用数据结果显示，截至2015年末，全国共有农用地64 545.68万hm2，因建设占用、生态退耕、灾毁、用地结构调整等原因耕地面积减少了30.17万hm2，同时通过土地整治、农业用地结构调整等原因增加24.23万hm2的耕地，年内耕地面积净减少了5.94万hm2[1]。2010—2016年，我国耕地呈现逐年递减的趋势。同时，农民日益增长的物质文化需要与相对较低的耕作收益之间的矛盾愈来愈突出，农用地后备资源匮乏，而粗放经营农用地的现象又普遍存在，严重影响了我国土地的利用效率。为了提高土地的利用效率，充分发挥农用地的使用价值，对现存的农用地利用情况进行集约利用评价成为摸清土地利用效率的有效方法[2]。

本研究根据晋中市的实地情况，在王业侨[3]、张蕾[4]、杨宁[5]、陈水英等[6]研究的基础上构建了评价指标体系，基于层次分析法和改进的熵值法，建立了新的综合评价模型，从而对晋中市2016年近143万hm2的农用地利用情况进行了集约利用评价，并对评价结果进行了SPSS聚类分析，最后摸清了晋中地区各县的集约利用度的差异。这为提高晋中市农用地集约利用程度，科学配置农业用地资源，编制土地利用总体规划、基本农田划定等提供了必要的依据，同时促进了农用地的持续利用和农业的持续稳定发展[4]。

1 研究区概况

晋中市位于太行山脉中段与太原盆地之间，地势东高西低，呈现阶梯状分布，地理坐标为东经111°23′～114°28′，北纬 36°39′～38°06′。该地位于山西省中部，东临太行山脉，西临汾河，北接省会城市太原市，南临长治市和临汾市。全市山地、丘陵、平原皆备，地形以山地、丘陵为主[7]。其下辖榆次1个市辖区及太谷县、祁县、平遥县、灵石县、寿阳县、昔阳县、和顺县、左权县、榆社县等9个县，代管介休市这1个县级市，共设有118个乡镇，17个街道。

晋中市地处中纬度内陆黄土高原，属暖温带大陆性半干旱季风气候，季节变化明显。全年太阳日照时数平均为 2 530.8 h，辐射总量 545～581 kJ/cm2。年平均气温为9.4℃，年平均无霜期151 d，降水主要集中在夏季（6—8 月），年平均降水量 479.6 mm[7]。

2016年全市粮食总产18.4亿kg；蔬菜播种面积 85 333.25 hm2，总产 59.2 亿 kg；与 2015 年相比，农民人均可支配收入增加6%，达到11 525元。全市粮食作物面积 256 666.41 hm2，产量 16.93 亿 kg，占到总粮食产量的92%，粮食种植结构优势较弱。全市具有优势的杂粮种植面积为49 199.95 hm2，产量1.5亿kg，在山西省处于中下游。2015年晋中市总产值为25 443 914万元，其中，第一产业产值为1 785 131万元，农林牧渔业总产值为1 820 491万元，农业总产值为1 121 712万元，人均地区生产总值为 31 434元[8]。

2 评价指标体系与评价模型的构建

2.1 评价指标体系构建

农用地的集约利用程度是经济、资源、环境、社会这几个系统均衡程度的体现，指标体系的确定应该层次分明地显示农用地集约利用的构成。其体系应由不同的层次构成：目标层，即农用地集约利用水平，这是评价的目的；准则层，主要揭示目标层的状态；指标层，具体描述准则层的影响指标[4]。

表1 2016年晋中市农用地集约利用基本情况调查

表2 2016年晋中市农用地集约利用评价指标体系

本研究通过阅读大量文献，在王业侨[3]、张蕾[4]、杨宁[5]、陈水英等[6]建立的农用地集约利用评价指标体系基础上，根据评价体系构建的原则，考虑了相关数据的可得性，基于层次分析法[8]构建了评价指标体系，首先从农业局、国土局等相关单位对晋中市基本情况进行了调查，而后进行了实地考察，并对调查内容进行了完善，其调查内容列于表1。

最终结合晋中市的地域特点选取了23个指标，运用SPSS 21.0进行了相关性分析，并剔除了强关联性的指标，确定了晋中市集约利用评价的指标体系，最终选定了投入程度、利用程度、利用效益、可持续状况作为准则层，并筛选了16个相关的指标，如表2所示。

2.2 数据处理

为统一指标量纲与缩小指标之间的数量级差异，解决各指标数值可综合性的问题，本研究采用极差标准化方法[9]。本研究所筛选的指标中存在正向指标和负向指标2种，需分别采用公式（1）和公式（2）对原始数据进行标准化处理，经过无量纲化处理之后，原始数据范围分布在0～1，这使各个指标的数据有了可比性。

正向指标：

负向指标：

其中，Xi为各指标的原始数据，Xmax为某一项指标中的最大值，Xmin为某一项指标中的最小值，X′为标准化处理后的各指标值。

2.3 评价指标权重的赋值方法

我国指标权重的赋值方法主要有层次分析法（AHP）[10]、主成分分析法[11]、灰色关联度法[12]、综合分析法、熵值法[13]、均方差分析法[14]等多种主客观分析法。由于评价指标权重的赋值直接影响到集约度评价结果的准确性，本研究结合了主观的层次分析法和客观的熵值法2种方法，采用了综合法进行了权重赋值，避免了主客观因素造成的偏差。

2.3.1 基于AHP法的权重赋值运用AHP法，与多位专家进行了多次商议，经过定性与定量分析，计算得出晋中市农用地集约利用评价的16项指标的权重赋值，其结果列于表3。

表3 2016年晋中市农用地集约利用评价指标权重赋值

2.3.2 基于熵值法的权重赋值熵值法是一种根据指标间的离散程度来确定指标权重的方法[9，13，15]。用熵值来判断某个指标的离散程度，指标的离散程度越大，该指标对综合评价的影响越大[16]，则对其赋的权重值越大，这能减小极端值的影响，缩小人为主观决断造成的偏差，从而可以更加客观地对农用地的集约利用程度进行评价。其具体步骤如下。

（1）用标准化处理后的指标值，计算第j项指标下的i样本值的比例Yij。

（2）计算第j项指标的熵值ej。

（3）计算第j项指标的差异性系数di。

（4）计算第j项指标的权重Wj。

按以上步骤，经过处理计算可得出晋中市农用地集约利用评价的16个指标的权重（表3）。

2.3.3 基于综合赋值法的权重赋值鉴于基于AHP法的权重赋值个人主观偏差影响较大[17]，而基于熵值法的权重赋值受客观条件影响较大且在一定程度上忽略了现实中人为的意愿。与此同时，综合赋值法的权重赋值恰好可以弥补二者的缺点，既考虑了主观影响又考虑了客观情况，把2种方法计算的权重相结合，其具体计算公式如式（7）所示，权重赋值结果列于表3。

式中，Wj为第j个指标基于AHP法所计算的权重值；Wj′为第j个指标基于熵值法所计算的权重值；α为常系数，Wj″为第j个指标的综合权重，且随常系数的改变而改变（本研究常系数取值为0.5）。

2.4 农用地集约利用度评价模型

本研究采用综合赋值法对各项评价指标的权重进行了赋值，在此基础之上，运用综合指数法[18]计算了晋中市11个地域的农用地集约利用程度的综合值。用综合指数法计算农用地集约利用度是将每个评价单元中经过标准化处理的各个参评指标的数值与各个指标的权重相乘，最后将其进行累加。其评价模型如下所示。

式中，Fj为农用地集约利用程度综合值，Rij为经过标准化处理之后的某一指标的数（i＝1，2，3，…，m；j＝1，2，3，…，16）。

3 评价结果与分析

3.1 基于评价体系准则层的集约度评价结果

从评价指标体系的准则层角度，对2016年晋中市11个县域农用地的投入强度、利用程度、利用效益和可持续状况4个方面的集约利用度进行了计算，其结果如图1所示。

从图1可以看出，在晋中市11个县域中，在农用地投入强度方面，和顺县的农用地投入程度最低，祁县的农用地投入程度最高，在指标层中影响程度最大的指标是地均农业机械投入量；在农用地利用程度方面，左权县的农用地利用程度最低，平遥县的农用地利用程度最高，在指标层中影响程度最大的指标是耕地灌溉率；在农用地利用效益方面，和顺县的农用地利用效益最低，而太谷县的农用地利用效益最高，其中粮食单产值这个指标的影响程度最大；在农用地可持续状况方面，农用地可持续利用状况最优的是寿阳县，可持续利用状况最差的为榆次区的农用地，其中人均耕地面积这个指标的影响程度最大。

3.2 基于农用地集约利用度的评价结果

3.2.1 计算农用地集约利用度通过对2016年晋中市11个地域的16个评价指标的数据进行收集整理，并运用上文所示的农用地集约利用评价指标体系和评价模型进行计算，最终得出晋中市11个县（市）的农用地集约利用度，其计算结果如图2所示。

从图2可以看出，在晋中市11个县（市）中，祁县的农用地集约利用程度最高，集约利用度为0.771；左权县的农用地集约利用程度最低，集约利用度为0.124；祁县的集约利用度是左权县的集约利用度的6.22倍，其中对农用地集约利用程度影响最大的指标层为投入程度指标层。

3.2.2 农用地集约度的地域差异分析根据晋中市11个县（市）的农用地集约利用度评价结果可以看出，晋中市农用地集约利用度的分值总体上普遍不高，且各个县（市）的农用地集约利用情况差异显著。其原因可能主要是由于晋中市各个县（市）的自然状况和经济发展状况存在较大的差异。

本研究运用SPSS 21.0对集约度计算结果进行聚类分析，采用欧几里德距离平方计算方法测定11个县（市）之间的样本间距离，采用离差平方和聚类方法[9]，对11个县（市）进行归类，最终根据晋中市11县（市）的农地集约利用的实地情况和利用状况进行聚类，其聚类谱系如图3所示。根据聚类分析可得，2016年晋中市11个县（市）农用地集约利用水平在县与县之间存在着显著的差异，因此，可以将11个县（市）划分为3个等级。

第1个等级中包括太谷县和祁县，这2个县的农用地集约程度明显比其他县的集约利用水平高。究其原因，可能主要是由于这2个县农业基础好，位于平原地区，地势平坦，便于机械化耕作，土壤肥沃，产量较高，人口密度大，公路铁路网密集，交通便利，经济相对其他县域发达，农民多以农耕为生，且具有政策项目扶持力度大、主导产业明显、科技文化优势突出、产业化势头强劲等优势[19]；特别是山西农业大学位于太谷县，紧邻祁县，农林专家多，农业技术培训机会多，农民对农用地集约利用意识高，农作物种植种类和农业副产品种类丰富，且在农用地投入强度大，利用程度高，利用效益普遍偏高。

第2个等级中包括榆次区、寿阳县和平遥县，这3个县的农用地集约利用程度处于中等水平。究其原因，可能主要是因为寿阳县属于山间盆地，冬季降水稀少，春季和秋季干旱频发，制约农作物生长，导致农作物减产[20]。榆次区虽然地势平坦、人口密集，但农民对于农用地集约利用的意识相对薄弱，非农化现象日趋严重，不利于农用地的可持续利用和发展[21]。平遥县对农用地的投入程度上较弱，且种植的农作物收益普通，对农用地的利用效益较低，因此，集约利用水平不高。

第3个等级中包括榆社县、左权县、和顺县、昔阳县、灵石县和介休市，其农用地集约利用程度水平低。其中，和顺县和左权县位于太行山脉，海拔偏高，温度偏低，气候条件较差[4-5]，种植农作物的种类被局限，且土壤肥力差，产量低，地势不平坦，多梯田，不适宜机械化耕作。其他4个县普遍对农用地的投入程度低，农民对农用地集约利用的意识普遍淡薄，种植作物种类单一，农作物收益偏低，因此，集约利用程度低。

4 结论

本研究结合2016年晋中市11个县（市）的农用地利用状况，在已有的评价指标体系上加以完善，构建了与当地情况相匹配的农用地集约利用评价指标体系，且将偏主观的AHP法和偏客观的熵值法进行了综合，构建了综合赋值法模型，从而科学地对各个集约利用评价指标进行了权重赋值，最后采用了综合指数法计算得出了2016年晋中市各县（市）的农用地的集约利用度。通过聚类分析对各个县（市）农用地的集约利用情况进行了分类，研究结果表明，通过聚类分析，将2016年晋中市11个县（市）的农用地集约利用程度总体分为3个等级，榆社县（0.137）、左权县（0.124）、和顺县（0.146）、昔阳县（0.245）、灵石县（0.216）和介休市（0.307）的集约利用度处于较低的等级，全市55%的县集约利用程度较低。由于各个县的农业基础不同，自然条件和经济发展状况差距偏大，其中，祁县的集约利用程度最高，为0.771，左权县的集约利用程度最低，为 0.124，二者集约度之差为 0.647，11 个县（市）的农用地集约利用程度的地域差异显著。对于农用地集约水平的提高，可从投入要素、利用程度和利用效益3个方面着手，增加农用地机械投入，适当用化肥、地膜、大棚等改善自然条件；推广先进的农业技术，创新农业生产方式[22]，根据当地的自然条件，选择种植产量和产值较高的农作物，从而提高农用地的集约利用水平。

参考文献：

［1］中华人民共和国国土资源部.2016中国国土资源公报[J].国土资源通讯，2017（8）：24-30.

［2］李小建.经济地理学[M].北京：高等教育出版社，1999：52-59.

［3］王业侨.节约和集约用地评价指标体系研究[J].中国土地科学，2006（3）：24-31.

［4］张蕾.侯马市农用地集约利用及其空间分异研究 [D].北京：中国地质大学（北京），2011.

［5］杨宁.县域土地集约利用研究[D].北京：中国地质大学（北京），2013.

［6］陈水英，毕如田，曹毅.忻州市农用地集约利用时空变化分析[J].中国农业资源与区划，2013，34（1）：103-108.

［7］张晓东.山西统计年鉴[M].北京：中国统计出版社，2016.

［8］高生记.山西年鉴[M].太原：方志出版社，2015：673-686.

［9］潘雅茹，宋海鹅，谭静.四川省农用地集约利用评价及区域差异分析[J].四川农业大学学报，2009，27（3）：385-389.

［10］张红侠，师于岚，刘燕.基于AHP方法的铜川市土地生态安全评价[J].山西农业科学，2016，44（6）：852-856.

［11］武美丽，敖登高娃，赵明.基于主成分分析法的农用地集约利用评价：以内蒙古鄂尔多斯市为例[J].水土保持研究，2016，30（9）：97-103.