基于AHP決策分析方法的天水市土地利用現(xiàn)狀評價研究

張芳芳

（隴南師范高等專科學(xué)校 地理系，甘肅 成縣 742500）

土地利用現(xiàn)狀評價是進(jìn)行土地利用總體規(guī)劃的基礎(chǔ)和根本出發(fā)點(diǎn)，是編制土地利用總體規(guī)劃的重要依據(jù)；是對研究區(qū)域當(dāng)前土地資源的布局和特點(diǎn)、土地資源的利用程度、利用結(jié)構(gòu)和利用效果及存在問題的分析與評價。城市土地是城市形成與發(fā)展的基礎(chǔ)，是城市社會、經(jīng)濟(jì)、政治、文化等各項(xiàng)活動的載體。隨著人口的快速增長、經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展及城市化進(jìn)程的加快，城市面臨的資源環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口之間的矛盾日益突出。城市土地資源利用的合理與否，直接關(guān)系到城市未來的興衰與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性。[1]

1 研究區(qū)概況

天水市是我國的幾何中心，位于甘肅省東南部，地處陜、甘、川三省交界處。經(jīng)緯度在104°35′～106°44′E、34°05′～35°10′N之間，市區(qū)平均海拔高度為1100m.全市國地面積14392km2，耕地面積為38.14萬hm2，保證灌溉面積為2.50萬hm2.轄兩區(qū)五縣：秦州區(qū)、麥積區(qū)，甘谷縣、武山縣、秦安縣、清水縣、張家川回族自治縣，至2013年底，總?cè)丝?70.4萬，城鎮(zhèn)人口120萬，城市化率為33%.氣候?qū)贉貛Т箨懶詺夂蚝蛠啛釒夂虻倪^渡地帶，年平均氣溫為11℃，年平均降水量491.7mm，四季分明，氣候宜人，素有西北小江南的美稱，是中國重要的旅游城市和裝備制造基地。

2 數(shù)據(jù)來源和研究方法

研究數(shù)據(jù)主要來源于2012年《天水市統(tǒng)計(jì)年鑒》、2012年《甘肅省統(tǒng)計(jì)年鑒》、天水市社會經(jīng)濟(jì)與發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)（2005～2012）及其他相關(guān)資料。

20世紀(jì)70年代由美國運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty提出了AHP決策分析法，它是一種將定性與定量相結(jié)合的決策分析方法。該方法有以下幾個特點(diǎn)：第一，思路簡明，它將決策者的思維過程條理化和數(shù)量化，以便于計(jì)算。第二，需要的定量化數(shù)據(jù)比較少，而對問題的本質(zhì)、所涉及的各個因素及其內(nèi)在關(guān)系分析得比較清楚、透徹。[2]

土地利用現(xiàn)狀受許多自然及社會因素的綜合影響，且不同因素影響程度各異。因而土地利用現(xiàn)狀評價是一項(xiàng)多層次、多因素、難度大、復(fù)雜化的工作。[3]所以選用層次分析法能更加科學(xué)地對土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行評價研究。

3 評價指標(biāo)體系的建立

3.1 評價指標(biāo)選取原則[4]

（1）科學(xué)性和區(qū)域性原則：指標(biāo)體系須立足于客觀事實(shí)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，體現(xiàn)地域特征。

（2）系統(tǒng)性原則：指標(biāo)體系要能夠系統(tǒng)地反映土地利用的綜合水平；要能夠突出土地可持續(xù)利用這個主導(dǎo)思想；要能夠反映土地可持續(xù)利用的各個方面的內(nèi)容：包括土地資源總量、土地利用結(jié)構(gòu)及其變化、土地利用的效益等。

（3）可行性和適用性原則：指標(biāo)體系的建立要考慮數(shù)據(jù)收集的難易程度、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的連續(xù)性和真實(shí)性。同時，指標(biāo)的選取要盡量采用在評估期內(nèi)可獲取和可量化的定量指標(biāo)。

（4）目的性原則：指標(biāo)體系的建立是為評價活動目的而服務(wù)的，因此，指標(biāo)體系要對評估對象的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成及其本質(zhì)特征進(jìn)行客觀的描述。

（5）動態(tài)性原則：土地利用是一個長期發(fā)展和不斷變化的動態(tài)過程，因此建立的評價指標(biāo)體系應(yīng)具有一定的動態(tài)性和靈活性。

3.2 建立評價指標(biāo)體系

根據(jù)天水市的實(shí)際情況，綜合各方面的影響因素，在評價指標(biāo)選取原則的指導(dǎo)下，分別從土地開發(fā)利用程度、土地集約利用程度、土地利用綜合效益三個方面建立含有三大子系統(tǒng)和21個二級指標(biāo)的評價指標(biāo)體系（表1）。

4 土地利用現(xiàn)狀評價

4.1 指標(biāo)權(quán)重的確定

指標(biāo)權(quán)重是對評價結(jié)果影響最重要的因素。文本指標(biāo)權(quán)重是采用AHP法的思路，應(yīng)用德爾菲（Delphi）法，并結(jié)合天水市土地利用的特點(diǎn)，最后確定。因此，在其指標(biāo)權(quán)重確定過程中涉及一定程度的主觀判斷。正是這種根據(jù)實(shí)際情況而進(jìn)行的因地制宜調(diào)整，保障了建立的指標(biāo)體系能夠較為準(zhǔn)確地評價當(dāng)?shù)赝恋乩矛F(xiàn)狀。指標(biāo)體系所對應(yīng)的判斷矩陣及其最大特征值λmax、特征向量Wi如表2～5所示。

4.2 一致性檢驗(yàn)

在一致性檢驗(yàn)中，當(dāng)判斷矩陣具有完全一致性時，λmax的值等于階數(shù)值n，即λmax=n.但一般情況下是沒有這種可能的。因而，采取通過計(jì)算一致性指標(biāo)CI來檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性。

根據(jù)(1)式可知：當(dāng)CI=0時，就認(rèn)為建立的判斷矩陣具有完全一致性，然而當(dāng)CI≠0，且CI值愈大，就說明判斷矩陣的一致性越差。

為了檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性是否令人滿意，需要將一致性指標(biāo)CI與平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI兩者進(jìn)行比較。通常，1、2階的判斷矩陣往往具有完全一致性。對于2階以上的判斷矩陣，用一致性指標(biāo)CI與同階的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI相比，獲得判斷矩陣的隨機(jī)一致性比例CR：

表1 天水市土地利用現(xiàn)狀評價指標(biāo)體系

表2 土地利用現(xiàn)狀(A)與其相關(guān)因子(B1-3)的判斷矩陣

表3 土地開發(fā)利用程度(B1)與其相關(guān)因子(C1-7)的判斷矩陣

表4 土地集約利用程度(B2)與其相關(guān)因子(C8-15)判斷矩陣

表5 土地利用綜合效益(B3)與其相關(guān)因子(C15-21)的判斷矩陣

通常，當(dāng)CR＜0.10時，就認(rèn)為所構(gòu)建的判斷矩陣具有令人滿意的一致性；否則，就得需要重新調(diào)整判斷矩陣，直到結(jié)果滿意為止。

表6 隨機(jī)性指標(biāo)RI的值[1]

對土地利用現(xiàn)狀與其相關(guān)因子的判斷矩陣進(jìn)性一致性檢驗(yàn)：

CI=(λmax-n)/(n-1)=(3.086-3)/(3-1)=0.043

CR=CI/RI=0.043/0.58=0.074＜0.10

對土地開發(fā)利用程度與其相關(guān)因子的判斷矩陣進(jìn)性一致性檢驗(yàn)：

CI=(λmax-n)/(n-1)=(7.46-7)/(7-1)=0.077，

CR=CI/RI=0.077/1.36=0.056＜0.10

對土地集約利用程度與其相關(guān)因子判斷矩陣進(jìn)性一致性檢驗(yàn)：

CI=(λmax-n)/(n-1)=(7.77-7)/(7-1)=0.128

CR=CI/RI=0.128/1.36=0.094＜0.10

對土地利用綜合效益與其相關(guān)因子的判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)：

CI=(λmax-n)/(n-1)=(7.80-7)/(7-1)=0.133

CR=CI/RI=0.133/1.36=0.098＜0.10

通過以上檢驗(yàn)結(jié)果可知，各判斷矩陣都具有令人滿意的一致性。

4.3 指標(biāo)分值和標(biāo)準(zhǔn)值的確定

本文選用甘肅省的指標(biāo)值作為天水市土地利用現(xiàn)狀評價的標(biāo)準(zhǔn)值。在計(jì)算中用天水市的指標(biāo)值除以甘肅省的指標(biāo)值，通過這種關(guān)系倍數(shù)來反映天水市指標(biāo)值和甘肅省標(biāo)準(zhǔn)值之間的差異。這樣處理可將各項(xiàng)指標(biāo)值集中到1左右，以便比較。處理公式為：

在(3)式中：Pi為指標(biāo)的評價分值；Xi為天水市指標(biāo)值；X為甘肅省指標(biāo)值。

4.4 評價結(jié)果

通過建立指標(biāo)體系、確定各指標(biāo)的權(quán)重并計(jì)算得出分值后，采用加權(quán)綜合法，對天水市的土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行評價。用總評價分值P來表示土地利用現(xiàn)狀水平，有：

(4)式中：n為指標(biāo)個數(shù)；Wi為指標(biāo)i的權(quán)重；Pi為指標(biāo)i的評分值。

利用(4)式及已確定的指標(biāo)分值和權(quán)重，計(jì)算得出天水市土地利用現(xiàn)狀評價的分值（表8）。

由表8可知，在土地開發(fā)利用程度評價中，評分值為1.66，說明天水市較甘肅省而言，土地開發(fā)利用程度高，土地后繼開發(fā)潛力小。但從單項(xiàng)指標(biāo)而言（表7），土地農(nóng)業(yè)利用率和土地利用率較低，分別為1.01和0.99，說明天水市土地在農(nóng)業(yè)利用上不高。

5 結(jié)論與分析

評價結(jié)果表明，天水市土地集約利用程度評分值達(dá)1.85，充分說明天水市土地集約利用程度與甘肅省平均水平相比較高，土地投入和產(chǎn)出高。但從單個因子來說，其單位耕地功率數(shù)和單位農(nóng)用地投資強(qiáng)度都較低，因而要加強(qiáng)對土地的投資。

在土地綜合利用程度評價中，其評分值為1.43，說明天水市的土地綜合利用水平比較高，有利于土地的合理可持續(xù)發(fā)展。天水市的森林覆蓋率和城市人均公共綠化面積均比甘肅省平均值高，但人均糧食擁有量和城鎮(zhèn)人均住房面積低于甘肅省平均值。因此科學(xué)規(guī)劃開發(fā)利用土地，增加耕地面積，提高單位糧食產(chǎn)量，擴(kuò)大城鎮(zhèn)人均住房面積，是天水市今后土地綜合利用的主要方向。

表7 天水市土地利用現(xiàn)狀指標(biāo)評分

表8 天水市土地利用現(xiàn)狀評價結(jié)果

具體而言，天水市在土地利用現(xiàn)狀綜合評價中，評分值達(dá)1.54.當(dāng)前的土地利用有利于可持續(xù)發(fā)展。但天水市人口密集，人均耕地占有量少，土地利用率不高，農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度低。因此，未來天水市土地利用的方向是在現(xiàn)有土地利用的基礎(chǔ)上，加大投資強(qiáng)度，提高科技含量，增加耕地面積，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化水平和現(xiàn)代化水平，實(shí)現(xiàn)天水市土地的科學(xué)合理持續(xù)利用。

[1]朱瑜馨，張錦宗.聊城市土地利用現(xiàn)狀評價研究[J].水土保持研究，2007，14(3)：24-26.

[2]徐建華.現(xiàn)代地理中的數(shù)學(xué)方法[M].2版.北京：高等教育出版社，2002：224.

[3]施祖送，梅昀.層次分析法在湖北省土地利用現(xiàn)狀評價中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2006，(10)：186-188.

[4]張麗琴.城市土地利用評價指標(biāo)體系構(gòu)建[J].資源開發(fā)與市場，2003，19(5)：278-280.