基于熵權法的林地集約利用評價*
——以珠江三角洲地區(qū)建制鎮(zhèn)為例

譚開源 陳哲華 黃寧輝 鐘海智 楊超裕

(廣東省林業(yè)調查規(guī)劃院 廣東 廣州 510520）

基于熵權法的林地集約利用評價*
——以珠江三角洲地區(qū)建制鎮(zhèn)為例

譚開源 陳哲華 黃寧輝 鐘海智 楊超裕

(廣東省林業(yè)調查規(guī)劃院 廣東 廣州 510520）

文章采集珠江三角洲地區(qū)229個建制鎮(zhèn)的大樣本數據進行林地集約利用評價，選取森林覆蓋率、林地生產率、單位面積林木生產量、生態(tài)公益林面積比率、商品林面積比率、人均林地6個指標構建評價指標體系，采用歸一化法進行樣本指標標準化，再結合熵權法確定指標熵值和熵權，計算得到林地集約利用綜合評價值。評價結果顯示珠三角非核心區(qū)建制鎮(zhèn)的林地集約利用水平較高，并進一步探討促進林地集約利用的相關對策。

林地集約利用；熵權法；歸一化法；建制鎮(zhèn)

林地是國家重要的自然資源和戰(zhàn)略資源，是森林賴以生存和發(fā)展的根基，是野生動植物棲息繁衍的生物多樣性保護的物質基礎，是林業(yè)發(fā)展和生態(tài)建設的載體。珠江三角洲地區(qū)（下稱“珠三角地區(qū)”）是我國三大城市群之一，其經濟總量約占全省80%，由于長期只重視國土空間的經濟增長作用，忽視其生態(tài)支撐功能，自然生態(tài)系統(tǒng)破碎化等問題突出，導致經濟發(fā)展和林地保護的矛盾日益尖銳，如何實現林地的集約和節(jié)約利用，對進一步提升珠三角城市群生態(tài)功能、環(huán)境質量、宜居程度等綜合競爭力均具有重要的實踐意義。

土地是具有多種功能的綜合體，土地集約利用的最終目的是要以最少的投入獲取最大效益，即實現經濟、社會、生態(tài)效益的最大化和最有效組合[1]。“土地集約利用”這個概念，最早來自于李嘉圖等古典經濟學家在地租理論中對農業(yè)用地的研究，是指在一定面積土地上，集中投入較多的生產資源和勞動、使用先進的技術和管理方法，以求在較小面積土地上獲取高額收入的一種農業(yè)經營方式[2]，后引申到其他領域，指依靠科技進步和現代化管理，提高產品質量，降低物質消耗和勞動消耗，實現生產要素的合理配置，講求經濟效益和生產效益的生產經營方式[3]。土地集約利用就是“土地合理增加物資與勞動投入，以提高土地收益的經營方式”[2]，科學技術進步的基礎上，在單位面積土地集中投放物化勞動和活勞動，以提高單位土地面積產品產量和負荷能力的經營方式[4]。林地是土地的一種，因此土地的集約利用評價同樣適用于林地。由于森林的生態(tài)功能主要體現在保障國土生態(tài)安全，改善生態(tài)環(huán)境，維持人與生物圈的生態(tài)平衡，維護生物多樣性，林地的社會功能是以優(yōu)化土地利用結構，優(yōu)化生態(tài)資源配置，提高比較效益為目標，因此在對林地進行集約利用評價時應有別于城市建設用地或工業(yè)用地評價。

評價方法是土地集約利用定量分析的基礎，歸納常用的數學方法有主成分分析法、聚類分析法、特爾斐法、層次分析法、逐步回歸分析方法、模糊綜合評價方法等。在實際的評價過程中，如受專家偏好的影響，會影響評價結果的客觀性、科學性。本文在構建評價指標體系的基礎上采用熵權法確定指標權重，與層次分析法、特爾斐法等主觀賦權法相比，熵權法主要是根據各個指標傳遞給決策者的信息量大小確定其權重，因此其決策的精確度與可靠度更優(yōu)，而且熵權法還具有對數值有差異的屬性進行弱化和強化的功能，從而使各類信息能得到比較全面的反映[5]，有效規(guī)避主觀判斷誤差對權重分析的影響。

1 珠三角地區(qū)建制鎮(zhèn)林地集約利用評價

1.1 評價區(qū)域及數據

廣東省近年來提出“珠三角國家森林城市群示范區(qū)”、“森林小鎮(zhèn)”等林業(yè)建設創(chuàng)新理念。為契合珠三角地區(qū)新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展理念，本文采集珠三角地區(qū)8個地級市（除深圳市）的建制鎮(zhèn)作為林地集約利用的評價對象，旨在全面、客觀地定量分析珠三角地區(qū)鎮(zhèn)域范圍地林地利用狀況及其產生的效益。

林地集約利用評價中所需要的人口數據來自《中國縣域統(tǒng)計年鑒2016（鄉(xiāng)鎮(zhèn)卷）》[6]；其余來自廣東省林業(yè)調查規(guī)劃院的2015年度森林資源二類調查數據。珠三角地區(qū)有9個地級市，除深圳市（無建制鎮(zhèn)）以外的8個地級市都有建制鎮(zhèn)，珠三角地區(qū)建制鎮(zhèn)數量統(tǒng)計如表1所示。

珠三角地區(qū)（除深圳市）共有322個建制鎮(zhèn)。對各建制鎮(zhèn)數據進行篩選，刪除森林覆蓋率低于20%的樣本，最終納入評價的有229個樣本數據。

1.2 構建評價指標體系

基于林地集約利用的涵義和數據的可獲得性、完整性，參考《廣東省林業(yè)廳關于推進森林小鎮(zhèn)建設的意見（粵林〔2017〕75 號）》附件1的“廣東省森林小鎮(zhèn)評價指標”[7]，遵循設計指標的科學性、可操作性和區(qū)域性原則，結合樣本數據較大的實際，構建的評價指標體系由目標層、準則層、指標層3個層次構成：目標層是廣東省珠三角地區(qū)建制鎮(zhèn)林地集約利用水平評價；準則層由林地利用程度、產出效益、生態(tài)效益、社會效益、林地潛力構成；指標層由森林覆蓋率、林地生產率、單位面積林木生產量、生態(tài)公益林面積比率、商品林面積比率、人均林地6個指標組成，并且所有指標指向都是正向（表2）。

表1 珠三角各地級市建制鎮(zhèn)統(tǒng)計 個

表2 林地集約利用評價指標體系

森林覆蓋率指森林面積占土地面積的百分比，是反映森林資源豐富程度的重要指標。衡量林地生產率的指標有蓄積量、生物量、生長率、經濟產出等不同指標，本文選用單位面積活立木蓄積量，反映一個國家或地區(qū)森林資源總規(guī)模和水平的基本指標之一，也是衡量森林生態(tài)環(huán)境優(yōu)劣的重要依據。單位面積林木生產量，單位面積林地上樹木在生長過程中的直徑、樹高、材積不斷的增長數量總和，是反映森林質量的重要指標之一。各類林地（生態(tài)公益林、商品林等）面積占林地總面積的總比重，既可以反映不同類型的林地效益，也可以反映林地利用結構情況。林地的社會功能體現在提高人居環(huán)境質量、滿足城鄉(xiāng)居民的生態(tài)需求，因此人均林地也是量度林地集約利用的重要參考指標。

1.3 指標標準化方法

熵是系統(tǒng)無序程度的度量，熵權法是根據各個指標傳遞給決策者的信息量大小確定其權重[8]。根據定義，指標的熵權越大，該指標反映的信息量越大。然而，最無序的指標并不一定是影響林地利用最重要的指標，因此僅用熵權法求權不一定能得出最合理的結果。即熵權法的缺點在于：一是缺乏各指標之間的橫向比較；二是各指標的權數隨樣本的變化而變化，權值依賴于樣本。對此，指標標準化處理顯得非常重要，改進的歸一化法具有以下優(yōu)點：經標準化處理后的標準值較真實地反映原始指標值之間的關系，考慮了指標值之間的差異性。采用改進的歸一化法進行指標標準化，能克服熵權法的缺點，進而確定合理的權重。

1.4 確定指標權重

本文采用熵權法確定指標權重。熵是用于表示物質系統(tǒng)中能量衰竭程度的量度，可以用于度量已知數據所包含的有效信息量和確定權重，目前已經在工程技術、社會經濟等領域得到了非常廣泛的應用[9]。按照熵思想，人們在決策中獲得信息的多少和質量，是決策精度和可靠性大小的決定因素，而熵就是一個理想的尺度[10]。熵權法賦權步驟如下。

1.4.1 形成原始數據矩陣 現有被評價對象M=（M1，M2，…，Mm），評價指標D=（D1，D2，…，Dn），被評價對象Mi對指標Dj的值記為Xij（i=1,2，…，m；j=1,2, …，n）,則形成的原始矩陣為：

其中，Xij為第j個指標下的第i個被評價對象的值。

（3）由于本次評價的指標都是正向指標，且指標值都非負，因此可直接利用列和等于1的歸一化方法進行標準化處理，令

其中，1≤i≤m，1≤j≤n。

其中，1≤i≤m，1≤j≤n。

1.4.3 計算被評價對象的特征比重

式中的0≤Pij≤1。

1.4.4 計算第j個指標的熵值ej

若某個指標Dj，其Vij的差異越大，ej越小；即各被評價對象第j項指標值差異越大，表明該指標反映的信息量越大，其熵值就越小。

1.4.5 確定各指標的熵權值

經過計算得到各指標的熵值和權重，見表3。

表3 評價指標的熵值和熵權值

可見，由于區(qū)域內的林木生長受到相同的氣候（氣溫、光照、降水等）條件作用，林木的生長水平大致一樣，因此林地生產率和單位面積林木生產量的原始數據值差異較小，熵值較大，熵權值較小。此外，珠三角地區(qū)的部分核心地區(qū)經濟高度發(fā)達，產業(yè)集聚，人口密度大；而非核心區(qū)的人口密度相對較小，因此人均林地的原始數據值差異較大，熵值較小，熵權值較大。

2 綜合評價值測算結果

選取綜合指數評價方法進行測算，樣本綜合評價公式為：

由于Ri值很小，為方便比較，算得的Ri值乘以100，珠三角地區(qū)的229個建制鎮(zhèn)林地集約利用綜合評價值如表4所示。

從評價結果看，林地集約利用評價值最大的30個建制鎮(zhèn)依次是：擔桿鎮(zhèn)、寶口鎮(zhèn)、萬山鎮(zhèn)、白盆珠鎮(zhèn)、洽水鎮(zhèn)、鳳凰鎮(zhèn)、地派鎮(zhèn)、高潭鎮(zhèn)、呂田鎮(zhèn)、北市鎮(zhèn)、安墩鎮(zhèn)、藍鐘鎮(zhèn)、水南鎮(zhèn)、橫河鎮(zhèn)、都平鎮(zhèn)、良口鎮(zhèn)、河兒口鎮(zhèn)、白垢鎮(zhèn)、梯面鎮(zhèn)、赤坑鎮(zhèn)、龍?zhí)舵?zhèn)、大洲鎮(zhèn)、高良鎮(zhèn)、麻榨鎮(zhèn)、川島鎮(zhèn)、龍華鎮(zhèn)、莫村鎮(zhèn)、蓮都鎮(zhèn)、河臺鎮(zhèn)、鳳崗鎮(zhèn)，分屬于肇慶市（15個）、惠州市（9個）、廣州市（3個）、珠海市（2個）、江門市（1個）。評價結果顯示珠三角非核心區(qū)建制鎮(zhèn)的林地集約利用水平較高，原因主要有一是林地“綠量”規(guī)模較大，二是人口較少，人均林地較多。

3 結論與建議

本文基于珠三角地區(qū)8個地級市（除深圳市）的建制鎮(zhèn)基礎數據作為林地集約利用的評價的樣本，選取森林覆蓋率、林地生產率、單位面積林木生產量、生態(tài)公益林面積比率、商品林面積比率、人均林地6個指標構建評價指標體系。評價過程中，通過歸一化法進行樣本指標標準化，使用熵權法確定指標權重，并計算林地集約利用綜合評價值。評價結果顯示，珠三角非核心區(qū)建制鎮(zhèn)的林地集約利用水平較高，主要分布在肇慶市、惠州市和珠海市。

根據林地集約利用評價，各地根據區(qū)域生態(tài)建設和經濟發(fā)展需求，合理利用林地，充分發(fā)揮林地的功能和效益。包括：（1）優(yōu)化林地利用結構。嚴格保護公益林，合理調整公益林結構，構建天然、異齡、復層林結構，提升森林生態(tài)服務功能；多種經營速生豐產高效人工林，提高商品林地集約經營，增加林地林木產品供給。積極保護本省具有典型地帶性特色的天然林，加強天然林的培育管護、撫育更新。在水熱條件較好、交通條件較便利的地區(qū)，培育高效豐產人工林，增加人工林地的比重。（2）林地質量分等級利用。全面保護林地數量的基礎上，實現數量和質量并重的林地利用方式轉變。對不同質量等級的林地進行分類管護，同時，提高林地土壤肥力、減少林地土壤流失，對長期用于商品用材林培育的林地進行規(guī)范化監(jiān)測。（3）提升森林資源質量。通

過實施人工造林、改造更新、補植套種等技術措施，加大林分改造力度，提升生態(tài)公益林質量。對中幼齡林開展專項撫育，提高單位蓄積量，建設高標準示范林。充分利用城鎮(zhèn)有限的土地增加森林面積，推廣建設帶狀森林和平地森林。實施補植增綠、拆違建綠、礦山復綠、立體綠化等多種措施，提升森林質量，拓展生態(tài)空間。

表4 珠三角建制鎮(zhèn)林地集約利用綜合評級值

注：表中所屬地名稱分縣（區(qū)）、縣級市和兩個未設市轄區(qū)的地級市（東莞市、中山市）；表中評價值未排序。

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Evaluation of Intensive Use of Forest Land Based on Entropy Method— A Case Study of Towns in the Pearl River Delta

TAN Kaiyuan CHEN Zhehua HUANG Ninghui ZHONG Haizhi YANG Chaoyu
（Guangdong Forestry Survey and Planning Institute，Guangzhou，Guangdong 510520，China）

This paper collected the large sample data of 229 towns in the Pearl River Delta region and evaluated the intensive utilization of forest land. The evaluation index system of forest coverage rate, forest productivity, unit area forest production, ecological public-welfare forest area ratio, commercial forest area ratio and per capita forest land were selected. The normalization method was used to standardize the sample index, and then the entropy value and the entropy weight were determined by the entropy weight method, and the comprehensive evaluation value of forest land intensive utilization was calculated. The evaluation results showed that the intensive utilization of forest land in the non-core area of the Pearl River Delta was higher, and the relevant countermeasures to promote the intensive use of forest land were discussed.

evaluation of intensive use of forest land；entropy method；normalization method；towns

F326.2

：A

：2096-2053（2017）04-0098-06

*第一作者：譚開源（1988— ），男，助理工程師，主要從事林業(yè)調查規(guī)劃，E-mail: 1441407947@qq.com。

陳哲華（1987— ），女，工程師，主要從事林業(yè)調查規(guī)劃，E-mail: walafa@163.com。