基于改進(jìn)模糊層次模型的土地整理效益評價研究

劉 琳，余 莉，李 正，郭義強(qiáng)，吳海燕，崔曉寰

（1.中國地質(zhì)大學(xué) 土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京10083；2.國土資源部 土地整治重點實驗室，北京100035；3.石家莊工程技術(shù)學(xué)校，石家莊050061；4.北京地億時代土地規(guī)劃設(shè)計有限公司，北京100089；5.北京巖土工程勘察院，北京100083；6.中國有色金屬建設(shè)股份有限公司，北京100029）

土地整理是人類利用自然和改造自然的措施，是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段解決土地利用問題的必然選擇［1］。我國的土地整理從20世紀(jì)90年代正式提出并運(yùn)作，十多年來，土地整理在增加有效耕地面積、提高耕地質(zhì)量和增加土地收益方面發(fā)揮了重要作用［2］。近年來國家每年投入近千億元用于土地整理保障國家糧食安全，隨著土地整理的全面推進(jìn)，土地整理效益是否得到全面發(fā)揮越來越受到政府和學(xué)者的關(guān)注。土地整理是對土地資源及其利用方式的再組織和再優(yōu)化過程，也是對土地權(quán)屬的再調(diào)整，是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程［3－4］。土地整理的重要內(nèi)容就是改善生態(tài)環(huán)境，維持生態(tài)平衡；調(diào)整用地結(jié)構(gòu)，增加土地可利用面積，歸并零散地塊；平整土地，改良土壤；集約利用土地，提高土地利用率和產(chǎn)出率等［5］。因此，土地整理項目能否產(chǎn)生預(yù)期效益，經(jīng)濟(jì)、社會和景觀生態(tài)效益是否顯著，都表明了開展土地整理效益評價的必要性和迫切性。

近年來，專家學(xué)者對土地整理效益評價研究進(jìn)行了許多有益的探索，如王璦玲、覃事婭、李金成等學(xué)者運(yùn)用AHP、模糊綜合評價等方法分別對山東省、廣東省和湖南省的土地整理項目進(jìn)行了綜合效益評價研究［6－9］。這些研究中的層次分析法通常使用九標(biāo)度進(jìn)行評價指標(biāo)的相對重要性判斷，因此使得評價結(jié)果容易偏向主觀性。相關(guān)研究得到證明采用三標(biāo)度進(jìn)行評價指標(biāo)的相對重要性判斷，改進(jìn)模糊層次評價模型能提高評價結(jié)果的客觀性［10－11］。因此，為提高土地整理綜合效益評價結(jié)果的客觀性和科學(xué)性，本文利用三標(biāo)度法對評價指標(biāo)進(jìn)行重要性判斷，運(yùn)用改進(jìn)模糊層次綜合評價模型，并以山西省武鄉(xiāng)縣涌泉鄉(xiāng)土地整理項目為例進(jìn)行綜合效益評價研究，以期為科學(xué)評價土地整理效果提供依據(jù)和方法。

1 土地整理效益模糊層次綜合評價模型的建立

1.1 模糊層次綜合評價流程

根據(jù)對土地整理效益評價問題的具體分析，其土地整理的效益評價具有層次性，其構(gòu)建模型的流程為：明確層次結(jié)構(gòu)—確定權(quán)重系數(shù)—建立評價集—確定評價指標(biāo)隸屬度—模糊綜合評價—評價結(jié)果綜合分析。

1.2 土地整理效益改進(jìn)模糊層次綜合評價模型的具體建模步驟

（1）將土地整理效益評價問題層次化。層次結(jié)構(gòu)框架從上至下依次是目標(biāo)層、準(zhǔn)側(cè)層和指標(biāo)層。將土地整理綜合效益確定為層次結(jié)構(gòu)框架的目標(biāo)層，土地整理的三大效益（經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和景觀生態(tài)效益）確定為層次結(jié)構(gòu)框架的準(zhǔn)則層，耕地面積增加率、農(nóng)地單產(chǎn)增加率等評價指標(biāo)確定為層次結(jié)構(gòu)框架的指標(biāo)層。

（2）確定權(quán)重系數(shù)。傳統(tǒng)的層次分析法，指標(biāo)判斷標(biāo)度一般采用九標(biāo)度法，這在實踐中導(dǎo)致專家的主觀因素占主導(dǎo)地位，評價結(jié)果容易帶有片面性。尤其是當(dāng)因素較多時，容易導(dǎo)致兩兩比較前后矛盾，一致性檢驗差，需重新調(diào)整判斷矩陣直至達(dá)到一致性。針對傳統(tǒng)層次分析法存在的這些問題，采用三標(biāo)度法能使專家很容易對兩因素的相對重要性做出判斷。首先，專家在每一層次上將各元素之間的重要性程度進(jìn)行三標(biāo)度（2，1，0）比較，如甲乙兩元素比較時，若甲比乙重要，則用2表示；若甲與乙同等重要，則用1表示；若甲沒有乙重要，則用0表示。即：比較矩陣C＝（cij）m×n。

式中：am＝rmax／rmin。

根據(jù)判斷矩陣A，求出最大特征根所對應(yīng)的特征向量，其特征向量實質(zhì)上就是各指標(biāo)的權(quán)重向量W。

（3）建立評價集。確定評價標(biāo)準(zhǔn)，將效益劃分5個等級：很好、較好、一般、較差、很差。通過專家咨詢法確定各等級上的閾值，對劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行界定。5個評價等級元素構(gòu)成評價等級集合V＝｛V1，V2，V3，V4，V5｝。

（4）計算隸屬度。根據(jù)整理后的專家打分結(jié)果，就可得到對第i個評價指標(biāo)有vi1個v1級評語、vi2個v2級評語、vi3個v3級評語、…vij個vj級評語（i＝1，2，3，…；k；j＝1，2，3，4，5），則第i個評價指標(biāo)給予vij級評語的隸屬度rij。計算公式：

（5）模糊綜合評價。本文進(jìn)行綜合模糊綜合評價擬采用算子 M（·，＋）［12］，則模糊子集：

Bi為在各主特性因素Uk下土地整理效益分別以所占百分比處于各效益等級。通過運(yùn)算，得到對評價指標(biāo)子集的綜合評價結(jié)果R1，R2，…，Ri，構(gòu)成一個總評價結(jié)果矩陣R：

根據(jù)模糊綜合評價模型，綜合評價結(jié)果為B＝A·R＝（V1，V2，V3，V4，V5）

（6）模糊評價結(jié)果與分析。根據(jù)評價結(jié)果B的各等級分?jǐn)?shù)進(jìn)行綜合評分，計算公式為將V的分值與等級分值進(jìn)行比較，根據(jù)距離最近原則，判斷土地整理效益等級；并分析各項評價指標(biāo)及其相關(guān)結(jié)果，提出相應(yīng)的對策和建議。

2 土地整理效益評價的實例分析

2.1 項目區(qū)概況

涌泉鄉(xiāng)土地整理項目［13］位于山西省武鄉(xiāng)縣中部的涌泉鄉(xiāng)和故城鎮(zhèn)西部。項目區(qū)地處東經(jīng)112°42′08″—112°44′42″，北緯36°54′11″—36°56′18″，共涉及2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)5個行政村。項目區(qū)總面積為200hm2，其中旱地166.4hm2，林地7.2hm2，農(nóng)村道路1.2hm2，農(nóng)田水利用地2.7hm2，居民點用地0.2hm2，灘涂13hm2，荒草地9.3hm2。整理后新增耕地27.4hm2，占項目規(guī)模面積的13.7%。項目區(qū)位于涅河一級階地，海拔高度在970～992m，整理區(qū)內(nèi)地形高低起伏，西北高于東南，屬低山丘陵地貌。涅河緊鄰項目區(qū)，是濁漳河北源較大的一級支流，河床比降為1.2‰～2.6‰，多年清水流量698萬m3，可以滿足項目區(qū)農(nóng)業(yè)用水。項目區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年降水量平均550mm，年最大降水量600mm，氣溫3～10℃，≥10℃的年積溫2 600～3 400℃，無霜期150～170d。項目區(qū)土壤主要為耕種淺色草土，土層深厚，經(jīng)清水澆灌，改良土壤，可改造為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)農(nóng)田。

2.2 效益評價指標(biāo)體系的建立

土地整理效益評價的關(guān)鍵是建立科學(xué)合理的評價指標(biāo)體系。在系統(tǒng)分析土地整理效益評價相關(guān)理論及內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，參考相關(guān)文獻(xiàn)［14－17］，結(jié)合項目區(qū)實際情況，根據(jù)上述土地整理效益模糊層次評價模型，從經(jīng)濟(jì)、社會和景觀生態(tài)三方面構(gòu)建項目區(qū)土地整理效益評價的指標(biāo)體系，包括3個一級指標(biāo)、15個二級指標(biāo)（表1）。

表1 土地整理效益評價指標(biāo)體系及其權(quán)重

2.3 評價指標(biāo)權(quán)重的確定

根據(jù)上面建立的土地整理效益評價指標(biāo)體系，以調(diào)查問卷的形式，咨詢10位同行專家對評價指標(biāo)的相對重要性進(jìn)行評判，運(yùn)用改進(jìn)AHP的權(quán)重系數(shù)確定方法，得到該土地整理項目效益評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)（表1）。

2.4 評價指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)的確定

在進(jìn)行評價指標(biāo)等級評判時，本文將評價等級分為五級：很好、較好、一般、較差、很差。根據(jù)前述所建立的評價指標(biāo)體系，結(jié)合土地整理項目立項標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和專家經(jīng)驗綜合確定評價指標(biāo)的評價等級（表2）。

表2 因素評價等級表

2.5 土地整理效益評價

2.5.1 評價指標(biāo)隸屬度的確定 根據(jù)表2中的評價指標(biāo)和等級標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用模糊統(tǒng)計方法計算評價指標(biāo)的隸屬度。首先將各指標(biāo)定量計算或定性分析結(jié)果整理成調(diào)查問卷反饋給10位同行專家，專家對效益評價指標(biāo)分別進(jìn)行5級評判，然后將各位專家的評判結(jié)果進(jìn)行模糊統(tǒng)計分析，得到各評價指標(biāo)的隸屬度和效益等級（表3）。

表3 單一評價指標(biāo)效益等級評價

2.5.2 模糊綜合評價 模糊綜合評價是各評價指標(biāo)權(quán)重與評價指標(biāo)值之間的復(fù)合運(yùn)算，采用M（·，＋）算子。通過表2可知，指標(biāo)權(quán)重向量集為：（1）經(jīng)濟(jì)效益。由表1的二級指標(biāo)權(quán)重組成權(quán)重矩陣A1，表3的二級指標(biāo)的經(jīng)濟(jì)效益組成單因素效益評價矩陣R1，計算一級評價指標(biāo)效益B1。經(jīng)濟(jì)效益評價：

特征值 ＝ （1，2，3，4，5）· （0.2374，0.4726，0.2152，0.0336，0）＝1.5658

（2）社會效益。由表1的二級指標(biāo)權(quán)重組成權(quán)重矩陣A2，表3的二級指標(biāo)的社會效益組成單因素效益評價矩陣R2，計算一級評價指標(biāo)效益B2。社會效益評價：

特征值 ＝ （1，2，3，4，5）· （0.2962，0.3216，0.2416，0.0692，0.0714）＝2.2980

（3）景觀生態(tài)效益。由表1的二級指標(biāo)權(quán)重組成權(quán)重矩陣A3，表3的二級指標(biāo)的景觀生態(tài)效益組成單因素效益評價矩陣R3，計算一級評價指標(biāo)效益B3。景觀生態(tài)效益評價：

特征值 ＝ （1，2，3，4，5）… （0.1358，0.3454，0.3174，0.0737，0.0737）＝2.4421

（4）綜合效益。根據(jù)準(zhǔn)則層B中經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、景觀生態(tài)效益的模糊綜合評判結(jié)果，結(jié)合目標(biāo)層A的評判因素權(quán)向量，對目標(biāo)層A進(jìn)行模糊綜合評判，由表2的一級指標(biāo)權(quán)重組成權(quán)重矩陣A，由表3一級指標(biāo)的效益組成單因素效益評價矩陣R，計算土地整理綜合效益B。土地整理綜合效益評價：

特征值 ＝ （1，2，3，4，5）· （0.2085，0.3915，0.2614，0.0567，0.0438）＝2.2215

2.5.3 土地整理效益等級的確定 根據(jù)以上評價可知，山西省武鄉(xiāng)縣涌泉鄉(xiāng)土地整理項目綜合效益很好等級占20.85%，較好等級占31.95%，一般等級占26.14%，較差等級占5.67%，差等級占4.38%，按最大隸屬原則，該土地整理項目綜合效益評價結(jié)果為“較好”；若按特征值＝2.221 5，處于“一般”與“較好”之間，更接近較好，判定為土地整理綜合效益評價結(jié)果為“較好”。因此，該土地整理項目的綜合效益等級為“較好”，評價結(jié)果比較客觀。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

土地整理效益的發(fā)揮是土地整理事業(yè)持續(xù)發(fā)展的動力源泉。土地整理效益評價是土地整理技術(shù)研究的一項基礎(chǔ)工作，是科學(xué)評價土地整理效果的依據(jù)。本文充分將專家知識和經(jīng)驗應(yīng)用到土地整理效益評價的過程中，通過建立模糊層次結(jié)構(gòu)及模糊語言對應(yīng)的模糊數(shù)，基本上解決了土地整理過程中受多種因素的綜合影響、其效益評價所涉及的數(shù)據(jù)量大、比較指標(biāo)多且外延模糊、內(nèi)在指標(biāo)明確等問題，評價過程中充分考慮了傳統(tǒng)AHP在確定指標(biāo)權(quán)重時的缺陷及模糊綜合評價體系失效的情況，分別采用了改進(jìn)的AHP確定指標(biāo)權(quán)重及改進(jìn)模糊綜合評價方法進(jìn)行實證研究。評價結(jié)果為：山西省武鄉(xiāng)縣涌泉鄉(xiāng)土地整理項目的綜合效益為較好等級，其綜合效益特征值為2.221 5；單項效益中，經(jīng)濟(jì)效益好于景觀生態(tài)效益，景觀生態(tài)效益好于社會效益。結(jié)果表明該方法為土地整理效益評價提供了一條科學(xué)合理的解決途徑。

3.2 建議

隨著我國土地整理的全面推進(jìn)和地位的不斷提升，規(guī)范和完善土地整理效益評價體系顯得尤為重要。但目前我國土地整理項目效益評價的理論、方法、指標(biāo)體系等都還不夠完善，本文對土地整理效益評價的研究也只是初步探討，今后還有待進(jìn)行更深一步研究。同時，對土地整理效益評價提出以下兩點建議：

（1）加強(qiáng)土地整理對項目區(qū)景觀格局、生物多樣性等方面影響的研究，進(jìn)一步豐富和完善土地整理效益的內(nèi)涵，進(jìn)一步改進(jìn)評價模型及優(yōu)化評價指標(biāo)體系。

（2）探索構(gòu)建土地整理效益評價制度，如通過組建一個專門的中介評價機(jī)構(gòu)來保障土地整理效益評價的經(jīng)常性和長期性或建立土地整理效益評價人員資格的認(rèn)定制度，提高規(guī)劃評價人員的素質(zhì)等。

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