山东省土地利用效益评价研究
2022-03-04郑瑞婧齐善忠
郑瑞婧，齐善忠
(山东师范大学 地理与环境学院，山东 济南 250358)
1 引言
随着社会经济水平提高和科学技术革新，人类与土地之间的联系也日益发生变化，土地利用模式呈现动态化、多样化的特征。中国土地资源数量庞大、类型丰富，但人均占有量在全世界排名中处于较低水平。人口不断增长、城市规模无限扩张使人地矛盾愈加激烈。同时受人类不合理的经济活动影响，尤其是工业废物和农业化学物质的侵入，使土地资源污染状况加剧，严重影响土地利用的效益[1]。因此，必须将土地的社会效益、经济效益、环境效益有机地结合起来，全面协调土地资源可持续利用，实现土地效益最大化，为国家长治久安提供保障。
中国在土地利用效益评价研究方面与西方比起步较晚，但众多学者在充分借鉴国外研究理论和经验的基础上，根据我国的历史背景和现实基础，建立了较为完整的土地利用效益评价体系。在理论研究方面，我国学者主要分析土地利用效益的内涵、构成以及各种效益之间的关系[2]。在理论实践角度，土地利用效益的评价方法和运用方面的研究逐渐增多，评价模型呈现多样化趋势。李植斌[3]对温州市建成区发展状况进行了分析，率先使用了协调度函数模型来评价城市土地利用的综合效益。陈玉兰等[4]采用因子分析方法，对新疆地区的土地利用经济效益进行了实证研究。杨静[5]分别应用SPSS软件、协调度函数模型、TOPSIS模型以及变异系数法和离差法等赋权方法，对保定市土地利用效益进行了纵向评价。
山东省是我国的人口、经济大省，在土地利用方面存在着诸多问题，如东部沿海城市和西部内陆城市协调度差异大，土地利用综合效益发展不平衡，社会效益、经济效益和生态环境效益之间协调程度差距明显等[6]。本研究通过建立评价指标，对山东省2012～2019年土地利用的经济效益、社会效益、生态效益进行综合评价，从而为山东省土地资源利用效益的提高、实现土地资源可持续利用发展提供参考。
2 研究方法与数据来源
2.1 评价指标体系的建立
由于衡量土地利用效益的指标十分广泛，本研究从土地经济效益、土地社会效益、土地生态环境效益3个方面对相关文献的指标选取原则和指标体系进行筛选[7～11]，遵循科学性、系统性与层次性、可量化性与可比性、代表性与独立性的指标选取原则，充分考虑研究区的实际情况与指标数据的可获得性，最终确立了15个主要指标建立山东省土地利用效益评价指标体系(表1)。
2.2 指标标准化处理
由于评价指标所代表的物理含义不同、单位不同、性质不同，不具备可比性，所以在评价前必须对数据进行无量纲化或标准化处理，公式如下：
(1)
(2)
式(1)、(2)中，pij为评价指标的归一化值，Xij为评价指标的原始数值，i为评价对象的个数，j为评价指标个数，Xmax、Xmin分别表示第i个评价对象第j个指标最大值、第i个评价对象第j个指标最小值。
表1 土地综合利用效益评价指标体系
为了保障任意数据都是有意义的，消除零值对权重计算的影响，本研究在计算权重时对标准化处理后的数据进行平移处理，即Pij=pij+α。由于平移后的结果不能破坏原始数据的内在规律性，α的取值要尽可能的小，故本研究取α=0.0001。
2.3 指标权重的计算
评价指标体系中如何科学地确定评价指标权重是土地利用效益评价的关键，它的确立关系到土地利用效益评价结果是否合理[12]。本研究选用客观赋权法来确定各效益指标的权重，再利用组合赋权法对变异系数法与熵值法的赋权结果进行综合，以平衡不同赋权方式存在的缺点。
2.3.1 变异系数法
变异系数法可以较为客观的表示综合评价中各指标权重。计算方法：
(3)
(4)
2.3.2 熵值法
熵原本是物理和热力学的一个概念，用来表示某些物质系统状态的一种量度[13]。在综合评价中，可利用熵来衡量评价指标体系中指标数值的信息量来计算各项指标的权重。计算方法：
(5)
(6)
gj=1-ej
(7)
(8)
式(5)～式(8)中，ej为各项指标的熵，gj为各项指标的差异性系数，Wj为各项指标权重。
2.3.3 组合赋权法
为减少一种赋权方法造成的信息损失，人们在综合评价过程中常采用组合赋权法来确定权重。本研究采用线性加权法计算综合权重，计算方法：
(9)
2.4 构建评价模型
2.4.1 加权求和综合评价模型
指标的权重在一定程度上反映了该指标在综合效益中的相对重要程度。本研究采用加权求和法对土地利用的经济效益、社会效益、生态效益进行综合评价。计算公式：
(10)
式(10)中，R表示土地利用的综合效益，Wij表示第i年第j项指标的权重，aij表示第i年第j项指标的标准化值。
2.4.2 协调度模型
土地利用各个效益子系统之间相互协调程度可以反映土地利用效益的高低。一般来讲，一个区域土地利用的经济效益、社会效益、生态效益越协调，该区域土地利用效益也就越高，土地利用布局也就越合理。计算方法：
∂i=1-Si/Mi
(11)
式(11)中，∂i为该地区第i年的土地利用协调度；Si为该地区第i年三大效益子系统指标值的标准差；Mi为该地区第i年三大效益子系统指标值的平均数。∂i的值越大，说明系统内部各要素的协调度越好，反之则越差。具体的土地利用协调度等级评判标准参见表2。
2.5 数据来源
本研究引用数据包括山东省2012～2019年的社
表2 土地利用效益协调度等级评判参照
会经济统计数据、资源环境数据以及土地利用现状数据。主要来源：山东省统计年鉴(2012～2020)、国家统计年鉴(2012～2020)以及山东省各地市统计年鉴。对于极个别年份缺失的数据均采用上一年的数据代替。
3 结果与分析
3.1 指标权重
本研究采用变异系数法和熵值法分别计算了各指标的权重，再根据公式(9)将两种方法计算的权重进行综合，结果见表3。
表3 山东省土地利用效益评价指标权重
3.2 综合效益及协调度
3.2.1 综合效益
根据土地利用效益评价体系各项指标和加权求和综合评价模型，通过公式(10)计算得到2012～2019年山东省土地利用经济效益、社会效益、生态效益和综合效益的评价值，并绘制发展趋势图(图1)。
图1 山东省2012～2019年土地利用效益对比
从横向时间变化序列来看，在2012～2019年内，山东省土地利用综合效益基本呈现上升趋势，其中2015年和2017 年相比前一年有所下降，2019年较前一年的增长量最大，增幅为45.40%。土地经济效益大体上逐年增加，土地社会效益和生态效益则随时间递增波动浮动较大，三者之间分值差异显著。其中2018年的经济效益较前一年增长速度放缓，2019年又恢复高增长速度，基本不影响整体经济效益发展进步。土地利用社会效益在2012～2014年增速最快，从2016年发生骤降，降幅为40.82%，这主要由于山东省基础设施建设与城市人口增长速度不协调所导致。2015～2018年，土地利用生态效益波动最大，先是下降至0.1081，然后在2016年短暂回升，后在2018年降至0.0970，该阶段山东省土地利用生态效益总体处于下降态势，表明这一阶段山东省偏重经济高速发展而忽视了因污染排放量增加、环境治理措施不合理等因素导致的环境问题。总体来说，土地利用的经济效益发展速度高于社会效益和生态效益，尤其是近几年社会效益停滞不前，效益值明显低于其他两者，说明山东省在加强社会民生和生态环境建设方面仍需要做出努力。
3.2.2 协调度
运用公式(11)计算得到2012～2019年山东省土地利用效益协调度评价结果，并绘制土地利用效益协调度发展趋势图(图2)。
图2 山东省2012～2019年土地利用效益协调度趋势
山东省2012～2019年土地利用效益协调变化曲折，总体上呈现递增趋势，协调度从2012年的0.5958增长到2019年的0.7755。根据土地利用协调度等级评判参照表，山东省土地利用效益协调度发展趋势可大致分为3个阶段：2012～2014年为第一阶段，协调度评价值在0.5～0.6之间，属于基本协调阶段，但在2013年略有下降，降幅为7.57%，2014年回升至0.5982；2015～2016年为第二阶段，此阶段山东省土地利用效益协调度飞速增长，从2015年的比较协调上升到2016年的高度协调，增幅为30.92%，说明山东省经济发展与社会保障、环境改善相适应；2016～2019年为第三阶段，协调度评价值在0.6～0.8之间，重新回到比较协调阶段。
4 结论
本研究以山东省为研究对象，建立了由15项评价指标组成的土地利用效益评价指标体系，并应用合理的评价模型，对山东省2012～2019年的土地利用综合效益及其协调度进行评价研究，得出结论如下。
(1)在2012～2019年期间，山东省土地利用的综合效益呈现上升趋势，从2012年的0.1831增至0.7353。其中，经济效益呈稳定递增态势，随时间的推移，经济效益增长速度明显快于土地利用的社会、生态效益；社会效益先是小幅上升，再大幅下降，后趋于稳定，2019年的社会效益评价值明显低于其他两者，说明山东省土地利用社会效益有较大的提升空间；生态效益随时间递增波动浮动最大，除个别年份出现小幅度下降，但总体上处于增长状态。
(2)在协调度评价方面，山东省土地利用综合效益在发展中逐渐实现协调且趋向稳定，协调度基本处于0.5～0.8之间，呈现较高的协调关系。这说明山东省在经济社会发展过程中，注重转变经济发展方式，向实现经济、社会、生态可持续协调发展不断迈进。
(3)在特殊发展时期，社会民生、生态环境发展相对经济发展较为滞后，导致土地利用综合效益产生波动，效益的协调度下降。山东省应在保证经济增长高速度高质量发展的同时，保障社会效益和生态效益的提升,完善城市和农村的土地社会保障功能，建立资源节约型的社会治理体系，加强污染和环境治理，打造自然生态安全系统，使社会设施公共基础建设更好地为经济发展和环境生态保护服务。
