黑龍江省城市土地利用效益時空差異分析

■ 龍冬冬/黃善林/徐文越/馮云龍

（東北農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

黑龍江省城市土地利用效益時空差異分析

■ 龍冬冬/黃善林/徐文越/馮云龍

（東北農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

城市土地利用效益是衡量城市土地利用水平的一項重要指標。文章從經(jīng)濟—社會—生態(tài)三個方面構建適合黑龍江省城市土地利用效益評價的指標體系，運用最優(yōu)組合賦權法和協(xié)調度對黑龍江省12個地級市2002-2009年間城市土地利用綜合效益水平進行分析比較；以評價結果為樣本點，通過聚類分析得出全省城市土地利用綜合效益水平的空間分布差異。結果表明：在時間上，12個地級市的土地利用效益水平呈現(xiàn)不同變化趨勢；根據(jù)評價結果將12個城市分為土地利用高效益地區(qū)、中等效益地區(qū)和低效益地區(qū)三大類；在空間上，城市土地利用效益水平呈現(xiàn)“T”型的分布特征，“T”型區(qū)域內城市用地效益水平高于其它地區(qū)。

黑龍江??；城市；土地利用；效益評價；時空差異

1 問題的提出

城市土地資源利用的合理性直接關系到一個區(qū)域的興衰與發(fā)展，并影響著城市空間結構的演化和城市的可持續(xù)發(fā)展，這種合理性在很大程度上又取決于城市土地利用效益的高低。效益反映了資源優(yōu)化配置的程度，可以表明資源、勞動價值以及資金等投入的實現(xiàn)程度。從這種意義上分析，土地利用效益可以作為土地資源利用水平的度量指標，土地利用效益越高，說明土地資源優(yōu)化配置越合理，土地投入的資源價值得到了較高水平的實現(xiàn)。本文選擇黑龍江省12個地級市（哈爾濱、齊齊哈爾、雞西、鶴崗、雙鴨山、大慶、伊春、佳木斯、七臺河、牡丹江、黑河、綏化）建成區(qū)土地為研究區(qū)域，定量評價城市土地利用綜合效益水平的時空變化差異，準確分析城市土地利用效益發(fā)展態(tài)勢，為相關部門調整城市土地利用決策，提高城市土地利用水平提供依據(jù)[1-2]。

2 研究區(qū)概況

黑龍江省是我國的農業(yè)大省和國家重要商品糧食基地，農業(yè)、工業(yè)基礎雄厚。全省土地總面積47.3萬平方公里（含加格達奇和松嶺區(qū)），居全國第6位，占全國土地總面積的4.9%。2009年末全省人口3826萬人，其中城鎮(zhèn)人口2123.4萬人，全省城鎮(zhèn)化率達到55.9%，高于全國平均水平近十個百分點。2009年黑龍江全省GDP總量8288億元，其中12個地級市市區(qū)GDP總量5521億元，占全省GDP總量的66.61%。與此同時，12個地級市建成區(qū)面積也從2002年的1034.6平方公里增加至2009年的1250.9平方公里，年均增加約31平方公里，上升趨勢明顯。12個地級市的發(fā)展對于帶動周邊區(qū)域快速發(fā)展、加快黑龍江省經(jīng)濟社會的發(fā)展起到了舉足輕重的作用。

3 黑龍江省城市土地利用綜合效益評價模型及指標體系構建

3.1指標體系的構建

城市土地利用效益是一個綜合性概念，包括城市發(fā)展的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)環(huán)境效益。城市土地利用的最佳效益不僅決定于土地的經(jīng)濟產出與利潤，還取決于城市各項建設用地的合理安排及城市經(jīng)濟、社會與生態(tài)效益的相互協(xié)調程度。因此，本文在進行黑龍江省城市土地利用綜合效益的評價過程中，結合黑龍江省的自身特點和國內外相關研究文獻，構建一個由目標層、準則層、指標層組成的，包含經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益三方面的指標體系[7-8]（見表1）。

3.2 指標權重的確定

本文選取數(shù)據(jù)全部出自2002-2010年黑龍江省統(tǒng)計年鑒。為了使指標權重更能夠符合實際情況，本文指標權重確定采用的是最優(yōu)組合賦權法，即將主觀賦權法（層次分析法）與客觀賦權法（熵值法）相結合的綜合評價方法，將兩種方法所得到的權重系數(shù)按照最優(yōu)組合賦權法結合起來，客觀地反映各指標層對目標層的影響程度。

表1 黑龍江省城市土地利用綜合效益評價指標體系及權重系數(shù)Tab 1 Index system and weights of urban land land-use comprehensive benefit evaluation in Heilongjiang

(1)確定主觀權重向量，即層次分析法確定的指標權重向量為

W1=(W1，W2，W3Δ，W21)T；

(2)確定客觀權重向量，即熵值法確定指標權重向量

W2=(W1*，W2*，W3

*Δ，W21*)T；

(3)確定組合權重向量，設最優(yōu)組合權系數(shù)為

WC=(WC1WC2WC3ΔWC21)T；令：WC=θ1W1+θ2W2，其中θ1，θ2為組合權系數(shù)向量的線性表出系數(shù)，θ1，θ2≥0，且滿足單位化約束條件： θ21+θ2

2=1。

3.3 城市土地利用綜合效益評價方法

考慮到城市土地利用效益影響因素多，參評指標多樣，為了使評價可操做性強，本文運用協(xié)調度模型進行求算和評價[9-10]。

3.3.1 功效函數(shù)

設城市土地利用系統(tǒng)評價指標變量為U(Xi)(i=1，2，3...，n)，其值為Xi(i=1，2，3...，n)，ai，bi，為系統(tǒng)臨界點上指標的上下限。

根據(jù)協(xié)同論可知：(1)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時，狀態(tài)方程為線性；(2)勢函數(shù)的極值點是系統(tǒng)穩(wěn)定區(qū)域的臨界點；(3)慢馳豫變量在系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)時也有量的變化，這種量的變化對系統(tǒng)有序度有兩種功效：一種是正功效，即慢馳豫變量的增大，系統(tǒng)有序趨勢增加；另一種是負功效，即慢馳豫變量增大，系統(tǒng)有序趨勢減少。因而，用地效益影響因素綜合評價指標變量對系統(tǒng)有序的功效可表示為公式（式1）：3.3.2 協(xié)調度函數(shù)

可用線性加權法對每一個指標功效配以權系數(shù)， 則協(xié)調度函數(shù)表示為（式2）：

協(xié)調度C介于0～1之間，當C≥0.8時，協(xié)調度極大，城市土地開發(fā)系統(tǒng)高度集中；當0.6≤C＜0.8時，土地的利用系統(tǒng)比較協(xié)調；當0.5≤C＜0.6之時，土地的利用系統(tǒng)基本協(xié)調；當0.4≤C＜0.5時，土地的利用系統(tǒng)不太協(xié)調；當0.2≤C＜0.4時，土地利用系統(tǒng)處于不協(xié)調狀態(tài)；當C＜0.2時，土地利用系統(tǒng)處于極不協(xié)調狀態(tài)。本文以此為標準，對城市土地綜合效益水平進行分級。

表2 2002—2009年黑龍江省城市土地利用效益評價結果Tab 2 The result of urban land-use comprehensive benefit evaluation in Heilongjiang from 2002 to 2009

3.3 城市土地利用綜合效益的評價結果

4 城市土地利用綜合效益評價結果分析

4.1城市土地利用綜合效益時間變化特征分析

黑龍江省12個地級城市2002—2009年間城市土地利用效益變化呈現(xiàn)一定的時序特征（見圖1）：齊齊哈爾、雞西、鶴崗、雙鴨山、大慶、伊春、佳木斯和黑河8個城市用地綜合效益呈明顯上升趨勢；哈爾濱、七臺河和綏化3個城市用地綜合效益變化不明顯，總體上保持穩(wěn)定；牡丹江市城市用地綜合效益呈現(xiàn)先升后降的趨勢。

2002—2009年間12個城市的用地綜合效益水平差距較大，呈現(xiàn)“高少低多、兩級分化”的格局。將8年間各城市用地效益評價結果取平均，按照評價標準將結果分為四個等級：其中哈爾濱和大慶市城市土地利用系統(tǒng)比較協(xié)調；牡丹江市城市土地利用系統(tǒng)基本協(xié)調；齊齊哈爾、鶴崗和佳木斯市城市土地利用系統(tǒng)不太協(xié)調；雞西、雙鴨山、伊春、綏化、七臺河和黑河市土地利用系統(tǒng)處于不協(xié)調狀態(tài)。

4.2 城市土地利用綜合效益水平空間分布差異分析

為了更科學地分析12個城市土地利用效益水平在地域空間上的分布差異，利用SPSS16.0軟件對8年間各城市的用地效益評價結果進行聚類分析，采用系統(tǒng)聚類過程的類間平均法對數(shù)據(jù)進行聚類[11]（見圖2）：

圖1 2002—2009黑龍江省12個地級市城市土地利用綜合效益水平時間變化

圖2 黑龍江省城市土地利用效益區(qū)域劃分聚類樹狀圖

圖3 黑龍江省城市土地利用綜合效益空間分布圖（數(shù)字為8年綜合效益平均值）

圖2清晰地表示了本次聚類分析的過程，當選擇標尺為5時，全省12個城市的用地綜合效益水平被分為三大類，聚類分析結果與評價結果分級大致相同（除牡丹江外）。綜合比較兩種分析結果后，本文將全省12個城市用地效益分為三類（見圖3）：(1)以哈爾濱、大慶和牡丹江為代表的高用地效益綜合指數(shù)城市，平均值為0.621；(2)以齊齊哈爾、鶴崗和佳木斯市為代表的中等用地效益指數(shù)城市，平均值為0.417；(3)以雞西、雙鴨山、伊春、綏化、七臺河和黑河市為代表的低用地效益指數(shù)城市，平均值為0.330。在地域空間上，用地效益較高的城市呈現(xiàn)出明顯的“T”型分布特征?！癟”型分布以哈爾濱為中心，分別向西北、東北、東南三個方向延伸。這三個方向是全省交通運輸?shù)墓羌?，同時分布著全省“十五”和“十一五”時期重點建設的“哈大齊工業(yè)走廊”和“哈牡綏對俄產業(yè)經(jīng)濟帶”，位于“T”型分布帶上的城市，其土地利用綜合效益水平明顯高于其它城市。

5 結論與討論

本文運用最優(yōu)組合賦權法、協(xié)調度模型和聚類分析模塊，定量分析了2002—2009年間黑龍江省12個

地級市土地利用綜合效益的時空變化差異。結果表明：在時間上，全省城市土地利用效益總體水平不高，呈逐年上升趨勢；各城市用地效益波動明顯，牡丹江呈現(xiàn)先升后降趨勢，哈爾濱、綏化、七臺河變 化不大，其它城市呈上升趨勢；在空間上，土地利用綜合效益呈現(xiàn)典型“T”地域分布特征，位于“T”型分布帶上的城市用地綜合效益水平明顯高于其它地區(qū)。

作為城市土地利用綜合效益評價的一種手段，協(xié)調度函數(shù)、最優(yōu)組合賦權法和聚類分析模塊相結合，可以客觀地反映土地利用綜合效益的時空差異，這種研究方法與實際情況相符，有較高的可信度，對城市區(qū)域土地利用綜合效益的提高有一定的參考價值。

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F293.2（235）

C

1672-6995(2011)06-0045-03

2011-01-21

龍冬冬（1984-），男，山東省聊城市人，東北農業(yè)大學資環(huán)學院實驗員，農學碩士，主要研究方向為城鄉(xiāng)規(guī)劃與土地利用。