浙江省耕地利用效益及其空間差異性

王建慶，馮秀麗

(寧波大學(xué)建筑工程與環(huán)境學(xué)院，浙江寧波 315211)

浙江省人口眾多，耕地資源相對(duì)貧乏，2011年浙江省人均耕地面積僅為0.038 hm2，不及全國(guó)平均水平 (0.09 hm2)的1/2，人均耕地明顯不足。同時(shí)，隨著工業(yè)化和現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，人口不斷增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，使得耕地資源的減少與建設(shè)用地?cái)U(kuò)張間的矛盾日益尖銳［1］。因此，如何集約高效利用耕地，提高耕地集約化程度，妥善處理好耕地資源保護(hù)與建設(shè)用地?cái)U(kuò)張之間的矛盾，這一問(wèn)題已引起各級(jí)政府管理部門(mén)的高度重視，也成為相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者研究的熱點(diǎn)。

近年來(lái)，關(guān)于土地利用效益的研究，主要集中在城市、工業(yè)園區(qū)、農(nóng)居點(diǎn)等非農(nóng)建設(shè)用地方面［2］，針對(duì)耕地的相關(guān)研究相對(duì)較少，僅涉及耕地集約利用內(nèi)涵的界定、配置模式、集約度評(píng)價(jià)、影響因素分析及對(duì)策研究等方面［3－4］。祝小遷等［5－6］分別利用綜合指數(shù)、聚類分析法和 PSR模型對(duì)耕地集約利用變化驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行了研究。安玉娟等［7］以河北省為例利用生產(chǎn)成本分析了耕地集約利用的時(shí)間變化規(guī)律。李瑩等［8］利用系數(shù)修正法和綜合評(píng)分法并結(jié)合GIS從縣域的角度探索了耕地集約利用評(píng)價(jià)的新思路，結(jié)果表明通過(guò)修正系數(shù)法來(lái)研究耕地集約利用，既能夠減少集約利用研究的工作量，又能夠加強(qiáng)耕地集約利用研究與集約利用時(shí)間工作的銜接度。張琳等［9］對(duì)不同經(jīng)濟(jì)區(qū)位和發(fā)展水平下的典型縣耕地集約度狀況進(jìn)行了研究，結(jié)果表明耕地利用集約度會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而增加。這些探索對(duì)實(shí)現(xiàn)耕地資源的集約利用都發(fā)揮了積極的作用，但缺乏空間觀。作者以浙江省為例，在分析耕地集約利用內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，結(jié)合浙江省特點(diǎn)構(gòu)建耕地集約利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并運(yùn)用權(quán)熵法和功效系數(shù)法，對(duì)浙江省耕地利用效益狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，探索不同準(zhǔn)則層下，耕地利用集約度及耕地投入產(chǎn)出與經(jīng)濟(jì)及農(nóng)業(yè)發(fā)展水平之間的關(guān)系。為土地利用管理者提供一定的決策依據(jù)，以提高耕地集約利用效益水平。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

浙江省地處中國(guó)東南沿海，長(zhǎng)江三角洲南翼，與上海、江蘇接壤。陸域面積104 141 km2，其中耕地20 695.13 km2，2011年，總?cè)丝? 781.31萬(wàn)人，其中農(nóng)業(yè)從業(yè)人口616.76萬(wàn)人，占總?cè)丝诘?2.90%。全省地區(qū)生產(chǎn)總值32 318.85億元，其中第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值1 583.04億元。2011年浙江省農(nóng)村居民人均純收入13 071元，高于全國(guó)平均水平［10］。

研究所用數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《浙江省統(tǒng)計(jì)年鑒》(2012)、浙江省土地利用調(diào)查數(shù)據(jù) (2012)、浙江省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)等。

1.2 耕地利用效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立和方法

1.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

耕地利用效益內(nèi)涵屬經(jīng)濟(jì)效益的范疇，包括社會(huì)效益和生態(tài)效益，即強(qiáng)調(diào)耕地利用的綜合效益［11］，包括耕地投入、生產(chǎn)成本、耕地自然條件狀況和土地利用效率。在耕地利用效益內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，結(jié)合浙江省耕地利用的特點(diǎn)，選定與浙江省耕地利用效益相關(guān)的，包括耕地投入強(qiáng)度、耕地利用程度和耕地產(chǎn)出效益3個(gè)指標(biāo)層在內(nèi)的9項(xiàng)土地利用效益指標(biāo)，對(duì)浙江省耕地利用效益狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)(表1)。

表1 耕地土地利用效益評(píng)價(jià)體系

1.2.2 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

耕地利用綜合效益評(píng)價(jià)屬于多因素綜合評(píng)價(jià)，各評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)源多樣，不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)單位和量綱不同，因此為了使各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間具有可比性，首先對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，標(biāo)準(zhǔn)化處理的計(jì)算方法:

式中:Cij為評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值;Xij為評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始值;i為參評(píng)對(duì)象個(gè)數(shù);j為評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)。

1.2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

在耕地利用效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中采用信息熵的方法來(lái)確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，在信息論中信息熵是表示系統(tǒng)有序程度的度量［12］。信息熵越小表明系統(tǒng)的有序程度越高，對(duì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)的重要性越大;信息熵越大則表明系統(tǒng)的無(wú)序程度越大，對(duì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)的重要性越小。利用信息熵來(lái)確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重是利用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算所得，能夠有效地避免其他方法所帶來(lái)的人為主觀因素的影響，具有較高的科學(xué)性，信息熵P(xj)計(jì)算公式:

式中:k為調(diào)節(jié)系數(shù)，k=1/lnm;Cij為第i個(gè)參評(píng)對(duì)象的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值;i為參評(píng)對(duì)象個(gè)數(shù);j為評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)。

通過(guò)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，首先計(jì)算各參評(píng)指標(biāo)的差異系數(shù)。第j項(xiàng)參評(píng)指標(biāo)的差異系數(shù)pj:

pj=1－(xj)，j=1，2，… ，n。

則第j項(xiàng)參評(píng)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)hj:

經(jīng)計(jì)算，浙江省耕地利用效益評(píng)價(jià)體系指標(biāo)權(quán)重，B1=0.332 2，B2=0.332 8，B3=0.335 0;B11=0.110 3，B12=0.110 4，B13=0.111 5，B21=0.110 3，B22=0.110 1，B23=0.112 4，B31=0.111 2，B32=0.109 6，B33=0.114 2。

1.2.4 評(píng)價(jià)模型

耕地利用效益的影響因素較多，為了使評(píng)價(jià)更加合理和增加可操作性，在借鑒城市土地利用效益綜合評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上［13］，采用修改過(guò)的功效系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)，此方法是將各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)換之后，得出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的功效，再將各評(píng)價(jià)指標(biāo)功效進(jìn)行加權(quán)綜合，最終計(jì)算出一個(gè)總功效系數(shù)，以此來(lái)評(píng)價(jià)整個(gè)耕地系統(tǒng)的利用效益狀況。

設(shè)耕地利用系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)變量為Ui(i=1，2，3，…，n)，其值為xi(i=1，2，3，…，n)，ai，bi位系統(tǒng)穩(wěn)定臨界點(diǎn)上指標(biāo)的上下限。則耕地利用系統(tǒng)指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)有序的功效可以表示為:

用線性加權(quán)法對(duì)每一個(gè)參評(píng)指標(biāo)的功效配以權(quán)重系數(shù)，并進(jìn)行相加。得到評(píng)價(jià)對(duì)象功效系數(shù):

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地利用效益區(qū)域差異及原因分析

從表2可以看出，2011年浙江省11個(gè)評(píng)價(jià)單元的耕地利用效益總功效系數(shù)狀況基本屬正偏態(tài)分布，算數(shù)平均值為0.810 2，說(shuō)明浙江省耕地集約利用效益狀況相對(duì)較好，但還有一定的提升空間。從耕地利用效益總功效系數(shù)來(lái)看，區(qū)域差異性明顯，杭州市總功效系數(shù)最高為0.897 9，舟山市總功效系數(shù)最低為0.660 4，相差0.237 5。從準(zhǔn)則層來(lái)看，耕地投入強(qiáng)度最高的是金華市，最低的是湖州市，分別是0.942 8，0.711 7;耕地利用程度最高的是湖州市，最低的是舟山市，分別是0.901 0，0.600 9;耕地產(chǎn)出效益最高的是湖州市，最低的是舟山市，分別是0.914 1，0.643 5?？梢钥闯龈乩眯б媸艿絹?lái)自耕地投入強(qiáng)度、耕地利用程度和耕地產(chǎn)出效益這三方面的影響，其評(píng)價(jià)值的高低與這三方面系數(shù)的高低有著密切的關(guān)系，但三者之間的變化情況并不一致。

表2 2011年浙江省各市的耕地利用效益功效系數(shù)

造成浙江省耕地利用效益水平空間分異的原因，主要有耕地資源的自然地理狀況、當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)狀況及當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展方向等。自然地理狀況特別是地形和氣候條件，對(duì)耕地利用效益有著較大的影響。與山地丘陵相比，平原地區(qū)耕地集中成片，便于規(guī)?；?jīng)營(yíng)，同時(shí)也利于農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高。而水熱條件則直接影響著耕地資源的光溫生產(chǎn)潛力和氣候生產(chǎn)潛力，從而影響著區(qū)域種植結(jié)構(gòu)。湖州市地濱太湖，是著名的魚(yú)米之鄉(xiāng)，水熱條件相對(duì)較好，耕地資源狀況相對(duì)良好，因此雖然湖州市耕地投入強(qiáng)度相對(duì)較低，但是耕地利用程度和耕地產(chǎn)出效益卻相對(duì)較高。舟山市屬海島城市，耕地分布較零散，很難形成規(guī)?；芾?，同時(shí)耕地利用類型多為苗木林地，年均產(chǎn)出效益較低，耕地類型多屬山間盆地，耕地質(zhì)量相對(duì)較差，因此耕地利用效益總功效系數(shù)較低。耕地利用效益體現(xiàn)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件上，主要反映在農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力、資金、技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)習(xí)慣等方面。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的城市，耕地利用效益水平也相對(duì)較高?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)以機(jī)械化、規(guī)?；?、專業(yè)化和區(qū)域化為特征，已經(jīng)不僅僅是典型的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)化程度不斷提升，第一產(chǎn)業(yè)人口的增多反而會(huì)限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模化經(jīng)營(yíng)，從而限制資金和技術(shù)的充分投入。杭州和寧波經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平處浙江省前列，但單位耕地面積從業(yè)人員卻不是最高。因此，耕地資源的利用和塑造程度，應(yīng)該看各地社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素與耕地資源的組合程度，而不僅僅是單個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的高低。不同地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向也在很大程度上影響著耕地利用效益的大小。舟山市由于地理區(qū)位和自然環(huán)境的影響，主要產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向?yàn)闈O業(yè)、港口和旅游，農(nóng)業(yè)發(fā)展相對(duì)薄弱，這在一定程度上也影響了耕地利用效益的增加。溫州市屬于民營(yíng)經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)的城市，產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)為工業(yè)和金融業(yè)，主要產(chǎn)糧區(qū)位于沿海平原。城市功能的定位和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向決定了土地利用方向，因此雖然溫州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較高，但是耕地利用效益卻相對(duì)較低。

2.2 耕地利用效益與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、農(nóng)業(yè)發(fā)展水平之間的關(guān)系

從評(píng)價(jià)體系準(zhǔn)則層來(lái)看，農(nóng)業(yè)發(fā)展水平越高，耕地投入強(qiáng)度和耕地產(chǎn)出效益越高，耕地利用效益水平也越高。通過(guò)對(duì)不同地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化后的地均農(nóng)業(yè)產(chǎn)值和耕地利用效益功效系數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)耕地利用效益水平與地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平趨勢(shì)基本吻合 (圖1)。相關(guān)性分析結(jié)果也表明各市耕地利用效益功效指數(shù)與地均農(nóng)業(yè)產(chǎn)值標(biāo)準(zhǔn)化值之間呈顯著相關(guān)關(guān)系 (相關(guān)系數(shù)為0.833＊＊，P＜0.01;線性回歸模型為:Y=0.239X+0.069，R2=0.694;Y為耕地利用效益標(biāo)準(zhǔn)化后的值，X為地均農(nóng)業(yè)產(chǎn)值標(biāo)準(zhǔn)化后的值)。

圖1 2011年浙江省各市耕地利用效益功效系數(shù)與地均農(nóng)業(yè)產(chǎn)值標(biāo)準(zhǔn)化值、人均GDP標(biāo)準(zhǔn)化值之間的關(guān)系

從圖1來(lái)看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與耕地利用效益水平之間的擬合關(guān)系不如農(nóng)業(yè)發(fā)展水平與耕地利用效益水平之間的擬合關(guān)系好，耕地利用效益與人均GDP之間的相關(guān)性系數(shù)為0.48，并未呈現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性。這與前面的分析結(jié)果吻合，農(nóng)業(yè)在人均生產(chǎn)總值中的比重較小，由于自然條件及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等原因，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)不同，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平并不能代表農(nóng)業(yè)發(fā)展水平。

2.3 耕地利用效益水平與農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系

浙江省耕地利用主要分為種植糧食作物和種植經(jīng)濟(jì)作物2種類型，糧食作物主要是谷物、豆類和薯類。經(jīng)濟(jì)作物主要是油料、棉花、蔬菜、瓜果、花卉苗木等。通過(guò)對(duì)耕地利用效益功效系數(shù)和經(jīng)濟(jì)作物種植面積占總耕地面積的比重這兩者之間相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)兩者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系 (相關(guān)系數(shù)為－0.727*，P＜0.05;線性回歸模型為:Y=－0.35X+0.906，R2=0.528;Y為耕地利用效益功效系數(shù)，X為經(jīng)濟(jì)作物占總面積的比例)。

杜濤等［14］的研究結(jié)果指出，經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)成本高于糧食作物，若經(jīng)濟(jì)作物在農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)中所占比重較高，則耕地集約利用水平較高。而本研究結(jié)論卻與之相反，從圖2耕地利用功效系數(shù)與經(jīng)濟(jì)作物種植面積占耕地面積比重的變化趨勢(shì)可以看出，經(jīng)濟(jì)作物在農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)中所占比重越低，耕地利用效益越高。在對(duì)相關(guān)地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察研究之后，作者認(rèn)為這與區(qū)域差異性有關(guān)，浙江省在全國(guó)屬經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份，農(nóng)業(yè)所占比重較低。浙江地區(qū)農(nóng)民從商比例較高，雖然部分農(nóng)民家庭仍有少量耕地，但土地收入已不是家庭主要收入來(lái)源，很多耕地主要種植生長(zhǎng)期較長(zhǎng)的花卉苗木，此種土地利用類型耕地投入相對(duì)較少，土地管理較松懈，耕地利用程度相對(duì)較低，因此導(dǎo)致耕地利用收益相對(duì)較低。同時(shí)，部分耕地主要種植油料和蔬菜等，此部分耕地所產(chǎn)農(nóng)作物主要供自己食用，很少用作商業(yè)用途，這類用地也很難形成規(guī)?；芾?，因此耕地利用效益也相對(duì)較低。

圖2 2011年浙江省耕地利用功效系數(shù)與經(jīng)濟(jì)作物種植面積占耕地面積比重的關(guān)系

3 小結(jié)與討論

經(jīng)過(guò)建立耕地利用效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)浙江省耕地利用效益狀況進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)，能夠較好地反映浙江省耕地利用效益狀況，評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，浙江省耕地利用效益水平相對(duì)較好，但耕地投入強(qiáng)度、耕地利用程度和耕地產(chǎn)出效益對(duì)耕地利用效益的貢獻(xiàn)率存在一定差異。

浙江省各地耕地利用效益水平空間分異較大，不同地區(qū)耕地利用水平有較大的差異性，耕地利用效益最高的杭州市和耕地利用效益最低的舟山市，耕地利用功效系數(shù)相差0.237 5。不同地區(qū)準(zhǔn)則層功效系數(shù)也不同。浙江省耕地利用效益水平與農(nóng)業(yè)發(fā)展水平高度正相關(guān)，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相關(guān)性不顯著，與經(jīng)濟(jì)作物種植面積呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。耕地利用效益較低的地區(qū)應(yīng)從提高耕地投入強(qiáng)度和耕地利用程度入手，從而提高全省耕地集約利用水平。

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