基于GIS 的区域土地整治效益评价

王伟星，韩 侃，盛 斌，朱兆荣，王 瑜，赵守全

（1.中铁西北科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730000；2.中铁科学研究院有限公司，四川 成都 610032）

土地整治效益评价主要包括经济效益、社会效益、生态效益三大效益的评价。土地整治效益评价是从社会、经济、生态角度对土地整治效益的客观科学评价，有利于土地整治水平的提高，确定土地整治的未来方向。通过查阅相关国内文献资料及有关论文，分析了当前国内土地整理效益评价的研究内容和研究方法。结合文献并根据陇南地区土地整治的建设情况，确定出土地整治效益的评价指标。运用层次分析法（AHP），定出这些指标之间的相对重要程度，从而算出这些指标相对应的权重。最后，采用多因素综合评价法，得出经济效益，社会效益和生态效益的评价结果。根据结果，提出建议并得出结论。

1 研究方法

1.1 层次分析法

在土地整治综合效益分析评价中，采用层次分析法，对土地综合整治带来经济的增长、社会民生的提高和生态环境的改善分别进行评价分析，为土地整治效益评价提供相关支持[1]。

1.2 多因素综合评价法

多因素综合评价法是用各指标数据乘以相对应权重，再通过加权求和确定评价结果的最终得分。通过多因素综合评价法，对陇南地区土地整治后的经济效益、社会效益、生态效益进行定量评价，比较各指标层效益的大小及差异[2]。

1.3 文献法、经验值法

在评价结果的分析上，由于无法准确量化土地修复收益，因此可以采用文献方法和经验价值方法[3]。

2 基础理论

2.1 系统理论

土地整治效益是一种综合管理效益，包括经济发展效益、社会生态效益与生态环境效益三方面，这三方面又彼此联系相互统一，同时又不能单独的评价某一个效益而忽略了其他效益[4]。

2.2 成本-收益理论

其基本原理是花在项目上各种理论成本的成本效益与项目（包括直接和间接的好处收益）被转换成相同的组合措施的实施获得的（直接和间接成本）的各种好处，然后比较权衡得失的数量[5]。

2.3 土地供给理论

通过土地整治，可以在不改变土地用途的情况下促进农用土地整治，增加有效耕地面积，提高耕地质量等级，促进耕地布局优化。积极稳妥推进中国乡村土地整治，优化居民点布局，改善我国农村经济基础教育设施；扩大城市发展空间，促进土地经济和集约利用，提高土地价值[6]。

2.4 土地报酬递减理论

指当在持续的技术条件下对土地的投资超过一定限度时，就会发生收益递减的后果[7]。

3 GIS 数据处理及空间分析

3.1 数据来源

为科学地评价陇南地区土地整治效益，通过查阅甘肃省统计年鉴得出以下有关经济效益、社会效益、生态效益的相关指标数据。见表1、表2、表3。

表1 经济效益各指标数据

表2 社会效益各指标数据

表3 生态效益各指标数据

3.2 研究区土地整治前后对比分析

本文的数据均来源于2012 年和2017 年甘肃省统计年鉴，将选取的指标对应的数据经过处理，然后导入ArcGis 软件，绘制出以下土地利用现状及耕地、林地分布图，如图1-图10 所示。

图1 2017 年土地利用现状图

图2 2017 年陇南地区耕地面积柱状图

图3 2017 年耕地分布

图4 2017 年陇南地区林草覆盖

图5 陇南地区农林牧渔总产值对比

图6 陇南地区土地垦殖率对比

图7 陇南地区农业机械总动力对比

图8 陇南地区耕地复种指数

图9 陇南地区人均生产总值

图10 陇南地区人均生产总值柱状图

根据图1，陇南地区2017 年土地利用现状整体表现为耕地主要集中在礼县、西河县、成县、武都区等地，其中礼县最为集中；林草覆盖以徽县、两当县、康县、文县最为集中。

根据图5 显示，从2012 年到2017 年陇南地区各县区的农林牧渔总产值有着相同幅度的提高，可以看出此次土地整治惠及全陇南市各个地区。

根据图6 可以看出，从2012 年到2017 年，陇南地区土地垦殖率基本有着同步的增长，依旧是礼县、西和县、成县最高，分别为0.1614、0.02167、0.01631；宏昌县、徽县、武都区次之分别为0.0086、0.0096、0.0100；文县最低为0.0041。

根据图7 可以看出，从2012 年到2017 年，陇南地区各县农业机械化明显增加，其中礼县增速最快，从2012 年 的158100kwh 增 至2017 年 的274669kwh；武都区从215597kwh 增至305976kwh。

由图8 可以看出，两当县和文县的土地复种指数有着明显的上升，分别增加了0.38446 和0.27545，而康县和西和县有着不同程度的下降。武都区增长0.08、成县增长0.0359、宏昌县增长0.0778、礼县增长0.0010、徽县增长0.0549。

4 土地整治效益评价

4.1 土地整治效益评价指标体系分析

4.1.1 建立评价指标体系

根据陇南地区土地整治效益评价的内容及相关指标，采用定量和定性相结合的评价方法，从经济收入的增长、社会民生的提供及生态环境的改善三个方面来建立陇南地区土地整治效益评价指标体系[8-15]。

经济效益：具体包括了五项指标，农林牧渔总产值增加率、农业机械总动力提高率、农作物播种面积新增率、人均生产总值提高率、农民人均收入提高率[16]。

社会效益：结合陇南地区土地利用现状及土地整治的相关内容，选取了猪牛羊肉产量增加率、人均耕地增加值、农民年收入增加率、常住人口增加率[17]。

生态效益:结合陇南地区土地利用现状及林草覆盖状况，为生态效益评价选取了三项评价指标，土地复垦率、耕地复种指数、有效灌溉面积增加值[18]。

对于各项评价指标的详细内容见表4。

表4 各项评价指标的详细内容

4.1.2 确定评价指标权重

层次分析法（AHP）适用于很难量化处理的指标，通过构建判断矩阵，将指标分解成为准则层、指标层等，分别确定它们的权重。同时，为了对指标进行量化，需要对判断矩阵进行标度定量。通过层次分析法建立比较矩阵[19]，如公式（1）:

判断矩阵一致性检验：CI 为矩阵一致性值，它的值越大，说明计算结果与真实值出入越大。反之，如果它的值越小，说明计算结果越接近真实值，当它的值为0 时，说明计算结果与真实值完全一致[20]。如公式（2）（3）：

当CR＜1 时，认为计算结果与真实值的偏差在可评价可以接受范围内，否则需要做出调整，再次进行对比，直至符合要求，见表5，表6。

表5 一致性检验指标

表6 土地整治效益评价指标权重表

4.2 确定评价标准

在建立评价指标体系、确定了指标权重的基础上，采用多因素综合评价进行土地整治的效益评价。根据《甘肃省统计年鉴》，按照所选指标，见表7，查找2012 年和2017 年各项指标的数值，确定评价标准。

表7 指标数据

根据以上计算数据及相关标准，并参相关文献，把这11 个评价指标评分范围划分为20 分、40分、60 分、80 分、100 分五个等级。具体见表8。

表8 评分标准表

根据表2 和表3，得出陇南地区土地整治效益各指标得分，见表9。

表9 指标得分汇总表

4.3 准则层效益评价

4.3.1 评价方法

本文采用多因素综合评价法将各指标权重与最后得分相乘，加权求和计算各准则层的效益得分情况，公式如下：

4.3.2 经济效益评价（见表10）

表10 经济效益各指标综合得分

从经济效益来看，从2012 年到2017 年对陇南地区土地进行的整治，使土地地势、肥力等都有了明显的提升。新增总作物播种面积和人均生产总值由大幅度的明显提升。

4.3.3 社会效益评价（见表11）

表11 社会效益各指标综合得分

4.3.4 生态效益评价（见表12）

表12 生态效益各指标综合得分

4.4 效益评价结果

4.4.1 经济效益评价

由图11 可以看出，通过土地整治，积极开展农田水利、土地平整等土地整治建设，经济效益相对有了较大的提高。其中，武都区、成县、徽县、礼县的经济效益较好，分别为86 分、75 分、71 分、77 分，两当县、康县经济效益相比较差，分别为57 分、59 分，表明两当县、康县在土地整治经济效益中还主要注意很多相关问题。

图11 陇南地区经济效益评价图

总的来说，陇南地区各县区经济差异较大，只有武都区、徽县经济效益良好，大多数地区经济效益还是一般，极少数地区经济效益较差。

4.4.2 社会效益评价

由图12 可以看出，陇南地区通过实施土地整治后，各县区的社会效益有了明显的提升。其中，徽县、成县的社会效益明显高于其他地区，得分为82分、87 分，其农民人均收入也分别提高61.3%和63.6%；礼县、宏昌县、西和县相比之下，有一些不足，分别为55 分、59 分、58 分。说明通过对农田、道路、林草等实施土地综合整治，将之前地势不平、土壤肥力不够的耕地改造为平整、集中连片的高产稳产的高标准农田。

图12 陇南地区社会效益评价图

总的来说，陇南地区的社会效益还是极不平衡，不同县区之间有着明显的差异。所以，各地区应该加强彼此的交流，取长补短，使当地社会效益得到进一步提升。

4.4.3 生态效益评价

由图13 可以看出，土地整治后，陇南各县区生态效益都有不同程度的提升，其中以武都区最为明显，得分为81 分，有效灌溉面积增加6,89%，土地垦殖率为1.06%，两当县和康县相对提高不太明显。表明土地整治能有非常有效的提高土地在自然灾害的抵抗能力。但生态效益与经济效益相比，还是较低，也表明了在整个土地整治过程中人们生态环境保护意识的缺乏及对生态环境造成的不同程度的破坏。

图13 陇南地区生态效益评价图

5 结论

本文以陇南地区作为土地整治效益评价的研究对象，通过对其数据的搜集、整理及处理，运用层次分析法、多因素综合评价法等，借助GIS 等软件，对陇南地区土地整治的经济效益、社会效益及生态效益进行评价，并对评价结果以专题图的形式进行展示。可以看出，此次土地整治，基本取得了较为可观的经济效益、社会效益和生态效益。农业机械总动力增长明显，人均生产总值大幅度提高，极大地促进了当地的社会经济发展，减轻了其土地沙漠化面积，尤其为陇南地区未来的农业发展奠定了坚实的基础，提供了有利的条件。