基于物元分析的宿州市土地集約利用評價(jià)研究

何愛霞，蘇海民

（宿州學(xué)院地理與環(huán)境科學(xué)系，安徽宿州234000）

城市土地集約利用具有重要的意義。隨著我國城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快，人多地少、土地資源需求巨大、城市存量土地粗放利用、耕地資源嚴(yán)重不足，而城市土地集約利用是解決土地資源稀缺、人地關(guān)系矛盾尖銳的必然選擇，是推動(dòng)城市化快速、良性發(fā)展和城市質(zhì)量全面提高的重要途徑。因此，城市土地集約利用研究具有重要意義，也引起了學(xué)術(shù)界的研究熱潮。

目前，我國土地集約利用主要還集中在對大、中城市的研究，然而，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，小城市城市化進(jìn)程也大大加快，尤其是小城鎮(zhèn)在土地利用和管理中所表現(xiàn)出來的特征不容忽視，小城鎮(zhèn)的快速發(fā)展也暴露出土地利用的深層次問題[1]。

1 土地集約利用的概念與內(nèi)涵

土地集約利用就是在土地上合理增加物質(zhì)與勞動(dòng)投入，以提高土地收益的經(jīng)營方式。迄今為止，中外學(xué)者對于城市土地集約利用的概念和內(nèi)涵尚未達(dá)成共識，大多數(shù)學(xué)者把城市土地集約利用的內(nèi)涵解釋為：當(dāng)前及未來可預(yù)見的條件下，以合理的城市布局、優(yōu)化的城市結(jié)構(gòu)和可持續(xù)發(fā)展的思想為指導(dǎo)，通過增加存量土地投入、改善經(jīng)營管理等途徑，不斷提高城市土地的使用效率，并取得良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境效益，目的在于實(shí)現(xiàn)土地利用結(jié)構(gòu)、比例、空間分布與區(qū)域自然特征、經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的協(xié)調(diào)[2-4]。

本研究認(rèn)為，土地集約利用是自然-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)的重要組成要素，是從土地投入與產(chǎn)出、土地利用的外部效應(yīng)來評價(jià)土地的利用效率，城市土地利用合理化、最優(yōu)化是城市土地集約利用的必然要求，城市土地利用經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和土地可持續(xù)發(fā)展的最大滿足是城市土地集約化利用的追求目標(biāo)[5]。

城市土地空間尺度不同，表現(xiàn)城市土地集約利用的側(cè)重點(diǎn)不同，存在土地衡量水平的區(qū)域差異，對以整個(gè)城市為空間尺度的宏觀層次而言，其城市土地集約利用主要強(qiáng)調(diào)城市的綜合效益及用地功能、結(jié)構(gòu)的合理性，而中觀、微觀層次的城市土地集約利用，應(yīng)偏重于土地投入產(chǎn)出效果。

城市土地利用不是一個(gè)靜態(tài)終極目標(biāo)，而是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，土地利用的投入產(chǎn)出對比會(huì)發(fā)生改變，土地的利用環(huán)境和效率將發(fā)生變化，土地的集約利用要充分考慮土地功能的擴(kuò)張和利用的可持續(xù)性。

2 研究區(qū)概況及評價(jià)方法

2.1 區(qū)域概況

宿州是安徽的北大門，位于黃淮平原南端，與蘇、魯、豫3省11縣接壤，北鄰江蘇徐州市和山東菏澤市，西接河南商丘市，東連江蘇淮陰市。1999年春，撤地建市，設(shè)立省轄宿州市，轄碭山、蕭縣、靈璧、泗縣和埇橋區(qū)，總?cè)丝?04萬人，總面積9 787 km2。2008年，全市生產(chǎn)總值511.10億元，按可比價(jià)計(jì)算，比上年增長14.1%。年末全市從業(yè)人員341.8萬人，比上年增加2.4萬人。年末城鎮(zhèn)登記失業(yè)率控制在4.22%以內(nèi)。

2.2 評價(jià)方法

物元分析是系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)、數(shù)學(xué)交叉的邊緣學(xué)科，是貫穿自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)應(yīng)用廣泛的橫斷學(xué)科[6]。它可以將復(fù)雜問題抽象為形象化模型，并可利用這些模型研究基本理論，提出相應(yīng)的應(yīng)用方法。利用物元分析法可以建立事物多指標(biāo)性能參數(shù)的質(zhì)量評定模型，并能以定量的數(shù)值表示評定結(jié)果，從而較完整地反映事物質(zhì)量的綜合水平。

2.2.1 確定經(jīng)典域 在物元分析中，把事物N及其特征值c和它的量值x的三元有序組合R=（N，c，x）稱為物元，如果事物N有n個(gè)特征值，則將它稱為n維物元，用矩陣表示為：

式中，Nj表示劃分的第j個(gè)等級；ci表示等級Nj的特征值；V0ji為Nj關(guān)于ci所規(guī)定量值的取值范圍，即各等級關(guān)于特征值所取的數(shù)值范圍。

2.2.2 確定節(jié)域

其中，Np為土地集約等級的全體；Vpi為p關(guān)于ci所取的量值范圍，即p的節(jié)域，所以，V0ji∈Vpi。

2.2.3 確定待判物元

式中，X0為待判物元；xi為X0關(guān)于 ci的量值，即土地參評因子的實(shí)測數(shù)據(jù)。

2.2.4 計(jì)算待判物元關(guān)于各評價(jià)等級的關(guān)聯(lián)函數(shù)Kj（xi）

關(guān)聯(lián)函數(shù)的數(shù)值表示評價(jià)單元符合某標(biāo)準(zhǔn)范圍的隸屬程度，所以可以把K（x）的不同取值范圍作為土地適宜性的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)K（x）≥1時(shí)，表示評價(jià)對象超過標(biāo)準(zhǔn)上限，數(shù)值越大，開發(fā)潛力越大；當(dāng)0≤K（x）≤1時(shí)，表示評價(jià)對象符合標(biāo)準(zhǔn)對象要求的程度，數(shù)值越大，越接近標(biāo)準(zhǔn)上限；當(dāng)-1≤K（x）≤0時(shí)，表示評價(jià)對象不符合標(biāo)準(zhǔn)對象的要求，但具備轉(zhuǎn)化條件；當(dāng)K（x）≤-1時(shí)，表示評價(jià)對象不符合標(biāo)準(zhǔn)對象的要求，且又不具備轉(zhuǎn)化的條件[7]。

2.2.5 確定權(quán)重，計(jì)算土地適宜性隸屬度 權(quán)重計(jì)算公式為：

式中，aij表示第j個(gè)等級第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)系數(shù)；xij表示第j個(gè)等級第i個(gè)指標(biāo)的界限值。

總關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式為：

式中，Kj（X）表示待判物元總關(guān)聯(lián)度，當(dāng)Kj（X）≥0時(shí)，區(qū)域土地集約利用狀況為高等水平（根據(jù)優(yōu)度評價(jià)法的計(jì)算原理）；當(dāng)Kj（X）=1時(shí)，區(qū)域土地集約利用達(dá)到理想的狀態(tài)；當(dāng)-1≤Kj（X）＜0時(shí)，區(qū)域土地集約利用狀況為中等水平；當(dāng)Kj（X）＜-1時(shí)，區(qū)域土地集約利用為低等水平。

3 宿州市土地集約利用評價(jià)

3.1 評價(jià)指標(biāo)構(gòu)建

由于城市土地利用是一個(gè)多層次、多目標(biāo)的體系，土地集約利用體現(xiàn)的是經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、資源系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)等多方面效益的均衡。因此，必須建立科學(xué)的評價(jià)指標(biāo)體系，才能對這樣的多維矢量進(jìn)行全面反映和綜合評價(jià)。本研究從城市土地集約利用的內(nèi)涵出發(fā)，結(jié)合科學(xué)性和系統(tǒng)性原則、區(qū)域性原則、動(dòng)態(tài)性原則和可操作性原則從土地投入強(qiáng)度、土地使用強(qiáng)度、土地經(jīng)濟(jì)效益以及土地生態(tài)效益等方面建立宿州市土地集約利用評價(jià)的指標(biāo)體系（表1）。

表1 土地利用集約評價(jià)指標(biāo)體系

3.2 土地利用集約度的計(jì)算

由于區(qū)域差異，土地集約利用水平受到各種因素的影響，土地利用結(jié)果也會(huì)有所不同。本研究選擇安徽省2007年城鎮(zhèn)土地利用的平均水平作為依據(jù)，即本研究的經(jīng)典物元的經(jīng)典域?yàn)榘不帐?007年城鎮(zhèn)土地利用平均水平的正負(fù)偏差30%。

收集了2007年宿州市有關(guān)土地集約利用的因素、因子數(shù)據(jù)，由于指標(biāo)間的量綱不同，為了消除數(shù)據(jù)間的屏蔽效應(yīng)，使數(shù)據(jù)間具有可比性，需對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除量綱的影響。按照系統(tǒng)可拓物元法計(jì)算各因素、因子權(quán)重值及評價(jià)關(guān)聯(lián)值（表2）。

表2 土地集約評價(jià)各指標(biāo)權(quán)重和關(guān)聯(lián)值

3.3 評價(jià)結(jié)果分析

從表2數(shù)據(jù)可以看出，宿州市土地集約利用評價(jià)綜合得分為0.327 8，表示區(qū)域土地集約利用狀況為高等水平，但距土地集約利用理想值還有較大距離，說明其土地集約利用發(fā)展空間仍有較大潛力。各因子關(guān)聯(lián)值得分均大于0，說明宿州市城市土地集約水平在安徽省具有較高的位置，其中，地均固定資產(chǎn)投資、人口密度、地均工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率得分相對較低，說明這些指標(biāo)對區(qū)域環(huán)境影響最為明顯或敏感，在今后的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，應(yīng)重點(diǎn)提出這些方面的措施。宿州市目前地均面積GDP產(chǎn)出、地均面積工業(yè)產(chǎn)值、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入較安徽省其他地市已經(jīng)有所集約，在今后經(jīng)濟(jì)發(fā)展中更應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)發(fā)展內(nèi)涵，剔除高污耗能產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展集約經(jīng)濟(jì)，杜絕土地資源閑置和低效利用的現(xiàn)象產(chǎn)生。

4 結(jié)語

在分析城市土地利用集約內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，從宏觀層面構(gòu)建了宿州市土地利用集約評價(jià)的指標(biāo)體系，應(yīng)用物元分析方法，構(gòu)建經(jīng)典物元，通過關(guān)聯(lián)函數(shù)計(jì)算，對宿州市土地集約利用程度進(jìn)行了評價(jià)，其綜合得分為0.327 8，表明宿州市土地集約利用水平在安徽全省具有較高水平，但距理想值還較遠(yuǎn)，仍有較大的發(fā)展空間。在今后區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中應(yīng)注重大力發(fā)展集約經(jīng)濟(jì)，更好實(shí)現(xiàn)城市土地的集約利用，最大程度發(fā)揮土地經(jīng)濟(jì)效益。物元分析對分析土地集約利用水平和生成土地集約利用策略十分有效，但其在土地利用評價(jià)應(yīng)用中尚處于探討階段，如何更好地建立物元評價(jià)的經(jīng)典域及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)還有待進(jìn)一步研究。

［1］邵曉梅，王靜.小城鎮(zhèn)開發(fā)區(qū)土地集約利用評價(jià)研究——以浙江省慈溪市為例[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2008（27）：75-80.

［2］邵曉梅，劉慶，張衍毓.土地集約利用的研究進(jìn)展及展望[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2006，25（2）：85-95.

［3］陳逸，黃賢金，陳志剛，等.城市化進(jìn)程中的開發(fā)區(qū)土地集約利用研究[J].中國土地科學(xué)，2008，22（6）：11-16.

［4］陶運(yùn)平，戴文斌.山西省集約利用土地的問題與對策[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（4）：6-9.

［5］謝映勤，胡素粦.城市土地資源集約利用初步研究[J].河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，24（3）：68-71.

［6］蔡文.物元模型及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1996：28-31.

［7］門寶輝，梁川.農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境綜合評價(jià)模型的建立及其應(yīng)用[J].水土保持通報(bào)，2002，22（4）：37.