基于模糊物元模型的開發(fā)區(qū)土地集約利用評價

魏寧寧+陳會廣+張全景

摘要：為探求更合適的開發(fā)區(qū)土地集約利用評價方法，文章以南京市11個典型開發(fā)區(qū)為例，運用模糊物元分析法和灰色關(guān)聯(lián)分析法對開發(fā)區(qū)土地集約利用水平進行評價，并與多因素綜合評價法進行比較分析。研究結(jié)果表明：南京各開發(fā)區(qū)之間的集約用地水平呈現(xiàn)出明顯的差異，只有南京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、南京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的土地集約利用級別為“高度集約級”，其余的開發(fā)區(qū)土地集約利用級別為“中度集約級”和“輕度集約級”；南京各開發(fā)區(qū)集約用地主要限制因子各不相同，但主要為綜合容積率、工業(yè)用地綜合容積率、工業(yè)用地固定資產(chǎn)投入強度、工業(yè)用地產(chǎn)出強度等；與多因素綜合評價法相比，采用模糊物元模型不僅能反映評價對象的綜合集約等級，也能反映評價對象單項指標的集約等級，還能反映評價對象或評價對象單項指標在所屬集約等級的穩(wěn)定狀態(tài)和轉(zhuǎn)化趨勢，反映的信息更豐富，是一種更適應土地集約利用評價的方法。

關(guān)鍵詞：開發(fā)區(qū)；土地集約利用；模糊物元模型；南京市

中圖分類號：F061.6 文獻標志碼：A 文章編號：1008-5831（2018）01-0011-10

自1984年9月25日國務院批準在大連設(shè)立第一個經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)以來，開發(fā)區(qū)對地方經(jīng)濟增長起到了巨大的推動作用[1]，與此同時，開發(fā)區(qū)占用耕地面積數(shù)量也達到了驚人的地步。截至2006年，國家級開發(fā)區(qū)和省級開發(fā)區(qū)數(shù)量達到了6 866個，規(guī)劃用地面積達到了3.86萬平方公里，超出了當時全國現(xiàn)有城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積3.37萬平方公里的總面積[2]。針對這一突出問題，國家開始大規(guī)模清理各類違規(guī)開發(fā)區(qū)，到2007年共清理出了77%左右的開發(fā)區(qū)，核減開發(fā)區(qū)規(guī)劃用地面積2.87萬平方公里，占原有規(guī)劃用地面積的74%，遏制住了開發(fā)區(qū)過快過濫發(fā)展的勢頭。清理過后，開發(fā)區(qū)的土地利用情況如何？是否還存在土地閑置、低效利用情況呢？此時，對開發(fā)區(qū)土地集約利用水平的評價就成為了解開發(fā)區(qū)土地利用情況的窗口。通過對開發(fā)區(qū)土地集約利用水平的合理評價，政府能準確地了解開發(fā)區(qū)土地集約利用現(xiàn)狀，并能分辨出影響土地集約利用的主導因素，為科學制定提高開發(fā)區(qū)土地集約利用水平的政策提供依據(jù)。

土地集約利用的概念最早出自于David Ricardo[3]等古典經(jīng)濟學家在地租理論中對農(nóng)業(yè)用地的研究，隨后的工業(yè)區(qū)位論、中心地理論、市場區(qū)位論等也體現(xiàn)了土地集約利用的思想[4]。國內(nèi)關(guān)于開發(fā)區(qū)土地集約利用的研究主要集中于對開發(fā)區(qū)土地集約利用水平的評價上，應用較多的評價方法是多因素綜合評價法[5-7]。近年來主成分分析法[8]、模糊層次分析法[9]、計量經(jīng)濟學模型[10]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型[11]、云模型[12]、分層線性模型[13]等方法也被嘗試運用到評價中。如此眾多復雜的評價方法并不一定都適用于開發(fā)區(qū)土地集約利用評價，存在著這樣或那樣的不足，如：（1）常見的評價方法通常是按照得分值人為地劃分土地集約利用等級標準區(qū)間，進而比照集約等級標準區(qū)間來確定研究對象的集約等級，主觀性較強；（2）常見的評價方法通常是先利用評價模型來綜合分散的信息，然后利用綜合得分值分等定級確定研究對象的等級水平，這樣容易忽略評價指標之間隱含的一些信息；（3）大多數(shù)評價方法只能評價出研究對象的土地集約利用等級，但卻不能說明研究對象在該等級是否穩(wěn)定以及是否處于向其他集約等級轉(zhuǎn)化的狀態(tài)。因此，介于以往評價方法的不足，本文嘗試把模糊物元分析法應用到開發(fā)區(qū)土地集約利用評價中，并與多因素綜合評價法的評價結(jié)果進行對比分析，以期尋求一種更適用的開發(fā)區(qū)土地集約利用評價方法。

一、研究方法

（一）物元分析模型

20世紀80年代蔡文教授提出了物元分析模型，用于解決包含多個不相容因子的事物拓展規(guī)律[14]。土地集約利用是相對于土地粗放利用而提出來的一種土地利用方式，其內(nèi)涵本身就具有一定的模糊性，且土地集約利用評價中涉及土地利用程度狀況、土地利用投入產(chǎn)出狀況、土地利用監(jiān)管狀況等多個方面的互不相容的評價指標，因此可以運用物元分析模型來評價土地集約利用水平。

1.構(gòu)造模糊物元

物元分析的第一步是構(gòu)造物元R=N、C、V，其中，N表示所描述的對象；C表示對象的特征向量；V表示對象的特征向量值。如果特征向量值V具有模糊性，構(gòu)造的物元為模糊物元。對象N有n個特征向量C1，C2，C3…，Cn及其對應的特征向量值V1，V2，V3…，Vn，則稱R為n維模糊物元。m個對象X=1，2，…，m的n 維物元便構(gòu)成m個對象的n維復合模糊物元Rmn。

2.確定經(jīng)典域及節(jié)域矩陣

經(jīng)典域模糊物元矩陣可表示為：

式中，Kj（Tx）為評價對象Tx（x=1，2，3，…，m）關(guān)于等級j的綜合關(guān)聯(lián)度；wi為各評價指標的權(quán)重；k（ci）j為待評價對象第i指標關(guān)于等級j的關(guān)聯(lián)度。由kij=maxk（ci）j表示評價對象第i指標屬于土地集約利用等級j級；由kjx=maxkj（Tx）表示評價對象Tx屬于土地集約利用標準等級j級。若maxk（K）值為正且越大表示該評價對象或評價對象的評價指標在相應等級越穩(wěn)定，若maxk（K）值為正且較小表示該評價對象或評價對象的評價指標有向次等級轉(zhuǎn)化的趨勢，且兩等級值越接近，轉(zhuǎn)化的可能越大；若maxk（K）為負值表示評價對象或評價對象的評價指標不在設(shè)定標準等級內(nèi)，只是向著最大K值相應等級轉(zhuǎn)化。

（二）評價指標權(quán)重確定

指標權(quán)重的確定是合理評價的基礎(chǔ)。當前，評價指標權(quán)重的確定方法一般有兩種類型：一種是主觀賦權(quán)法，如特爾斐法、層次分析法等，但主觀賦權(quán)法受決策者的意愿、能力等因素影響，其決策或評價結(jié)果具有較大的主觀性；另一種是客觀賦權(quán)法，如主成分分析法、熵值法等，客觀賦權(quán)法雖然有較強的數(shù)學理論依據(jù)，但有些方法需要的樣本量大且要求數(shù)據(jù)符合標準分布，計算復雜。而基于模糊數(shù)學理論的灰色關(guān)聯(lián)分析法是按發(fā)展趨勢作分析，對樣本量的多少沒有過多的要求，也不需要典型的分布規(guī)律，而且計算量比較小，是一種較適宜的客觀賦權(quán)法?；疑P(guān)聯(lián)分析法的核心是計算關(guān)聯(lián)度，關(guān)聯(lián)度是對于兩個系統(tǒng)間的因素，隨時間或不同對象而變化的關(guān)聯(lián)性大小的量度[15]，其主要步驟如下。endprint

1.構(gòu)造“參考序列”

根據(jù)實際數(shù)據(jù)，構(gòu)造初始矩陣，設(shè)有m個評價指標，n個評價對象，這樣，初始矩陣為：

2.指標標準化

式中：x′ij表示第i個評價對象第j項指標的標準化值；xij表示第i個評價對象第j項指標的的原始值；xjmax表示全部評價對象第j項指標最大原始值；xjmin表示全部評價對象第j項指標最小原始值。

3.灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)的計算

一般用關(guān)聯(lián)系數(shù)來表征系統(tǒng)發(fā)展過程中因素的影響程度，記（S，Γ）為灰色關(guān)聯(lián)空間，rij為子因素x′ij（i=1，2，…，n；j=1，2，…m）和母因素（參考序列）x′0j（j=1，2，…m）的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)，則有：

式中：ζ表示分辨系數(shù)，0<ζ<1，通常取ζ=0.5；minnminmx0j-xij表示兩層式取絕對差值最小值；maxnmaxmx0j-xij表示兩層式取絕對差值最大值。本文中x′ij是標準化的指標值， i=1，2，…，n；j=1，2，…，m。當指標呈現(xiàn)負向效應時，x′0j 取最小值作為母因素指標值；當指標呈現(xiàn)正向效應時，x′0j取最大值作為母因素指標值。

4.灰色關(guān)聯(lián)度的計算

考慮到（r1j，r2j，…，rnj）是n個評價對象對j個指標的灰色關(guān)聯(lián)度，即這n個評價對象中第j個子因素值與參考序列中第j個母因素值的相似程度，所以

就反映了第j個指標在整個指標中所占的比重。

5.權(quán)重確定

將wj_（j=1，2，…，m）歸一化處理，得到Wj，將W=（W1，W2，…，Wm）作為指標的權(quán)重。

（三）多因素綜合評價法

采用目前常用的多因素綜合評價法對研究對象進行評價，以對物元分析法評價結(jié)果進行相互應證，其綜合評價值的計算如下：

式中：Si表示第i個評價對象土地集約利用綜合指數(shù)；x′ij為第i個評價對象在第j項指標上的標準化值；wj為第j項指標的權(quán)重；i為評價對象個數(shù)（i=1，2…，n）；j為指標個數(shù)（j=1，2…，m）。

二、土地集約利用評價指標體系構(gòu)建和經(jīng)典域、節(jié)域的確定

（一）土地集約利用評價指標體系構(gòu)建

評價指標體系的構(gòu)建是開發(fā)區(qū)土地集約利用評價的前提和基礎(chǔ)，為了便于與《開發(fā)區(qū)土地集約利用評價規(guī)程》中的多因素綜合評價法相比較[16]，本文基本采用《開發(fā)區(qū)土地集約利用評價規(guī)程》中工業(yè)主導型開發(fā)區(qū)主區(qū)的評價指標體系，但也作了一定調(diào)整，如把工業(yè)用地地均稅收調(diào)整為工業(yè)用地產(chǎn)出強度，主要是考慮了部分企業(yè)尤其是高新技術(shù)企業(yè)普遍享受著稅收減免的優(yōu)惠，所以工業(yè)用地地均稅收不能很好地反映工業(yè)用地真實的產(chǎn)出效益；在土地利用監(jiān)管績效準則層中，把土地閑置率調(diào)整為閑置土地處置率，考慮到土地閑置率是表示土地閑置結(jié)果的指標，不能反映政府在閑置土地再利用方面的積極作用，所以用閑置土地處置率指標代替土地閑置率指標能更好地反映政府在土地利用監(jiān)管方面的績效，同時考慮到建設(shè)項目批準后能否按時開工竣工是導致項目爛尾、土地閑置的重要影響因素之一，也是衡量政府批后監(jiān)管績效的重要內(nèi)容，所以增加了建設(shè)項目開工竣工履約率指標作為土地利用監(jiān)管績效的子指標（具體指標體系詳見表1）。

（二）土地集約利用經(jīng)典域和節(jié)域的確定

建立復合模糊物元經(jīng)典域矩陣Roij和節(jié)域矩陣RP是客觀評價土地集約利用等級的關(guān)鍵所在。參照全國平均水平、土地集約利用相關(guān)政策、行業(yè)用地標準、國土資源部《開發(fā)區(qū)土地集約利用評價規(guī)程（試行）》標準值等來確定開發(fā)區(qū)土地集約利用的經(jīng)典域，將其劃分為I 級、II 級、III級、IV級4個等級，定性描述為：高度集約、中度集約、輕度集約、不集約。南京各開發(fā)區(qū)土地集約利用評價經(jīng)典域、節(jié)域矩陣如下。

南京各開發(fā)區(qū)土地集約利用評價指標原始值如下。

三、開發(fā)區(qū)土地集約利用評價實證研究

（一）研究區(qū)域和數(shù)據(jù)來源

本文選取南京市的11個開發(fā)區(qū)作為開發(fā)區(qū)土地集約利用評價的實證研究對象，以期來驗證模糊物元分析法在開發(fā)區(qū)土地集約利用評價中的適用性，并與國土資源部發(fā)布的《開發(fā)區(qū)土地集約利用評價規(guī)程》中的多因素綜合評價法的評價結(jié)果相對比，以期尋求一種更適用的評價方法。選取的南京市11個開發(fā)區(qū)都是工業(yè)主導型開發(fā)區(qū)，其中包括3個國家級開發(fā)區(qū)和8個省級開發(fā)區(qū)，既有高新技術(shù)類開發(fā)區(qū)，又有經(jīng)濟技術(shù)類開發(fā)區(qū)，還有產(chǎn)業(yè)工業(yè)園類開發(fā)區(qū)，基本涵蓋了各種類型的開發(fā)區(qū)。評價范圍為開發(fā)區(qū)主區(qū)，所需指標數(shù)據(jù)為2014年的數(shù)據(jù)，由南京市國土資源局和南京市各開發(fā)區(qū)管委會提供。

（二）研究結(jié)果及分析

1.模糊物元評價分析

表2展示了各評價指標與指標等級的關(guān)聯(lián)度，各指標的指標等級關(guān)聯(lián)度可以表示開發(fā)區(qū)土地集約利用的主要障礙因子。由表2可知，南京各開發(fā)區(qū)的主要障礙因子為綜合容積率、工業(yè)用地綜合容積率、工業(yè)用地固定資產(chǎn)投入強度、工業(yè)用地產(chǎn)出強度等，其中南京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的主要障礙因子為建設(shè)項目開工竣工履約率，該指標為“不集約”等級，說明南京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的土地出讓后，立項企業(yè)沒有按照約定期限開工竣工，有可能存在囤地的行為；南京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)和江寧經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的主要障礙因子為工業(yè)用地率和工業(yè)用地固定資產(chǎn)投入強度，開發(fā)區(qū)是企業(yè)尤其是工業(yè)企業(yè)的集聚中心，提高工業(yè)企業(yè)集聚水平，加大工業(yè)用地固定資產(chǎn)投資是這兩個開發(fā)區(qū)提高集約用地水平的關(guān)鍵；南京浦口經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、南京化學工業(yè)園區(qū)、南京棲霞經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和南京江寧濱江經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的主要障礙因子為綜合容積率、工業(yè)用地綜合容積率、工業(yè)用地固定資產(chǎn)投資和工業(yè)用地產(chǎn)出強度，集約利用的內(nèi)涵就是在一定的土地上通過增加投入來產(chǎn)出更多的經(jīng)濟效益，這些開發(fā)區(qū)除了提高工業(yè)用地綜合容積率和加大固定資產(chǎn)投資外，更要注重產(chǎn)出水平的提高；江蘇高淳經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、南京六合經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和江蘇溧水經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的障礙因子幾乎包括全部的評價指標，這3個開發(fā)區(qū)地處南京的遠郊區(qū)，區(qū)位優(yōu)勢有限，經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱，因此，未來政府應該加大對入駐這3個開發(fā)區(qū)的企業(yè)提供更多的優(yōu)惠政策，承接南京其他開發(fā)區(qū)轉(zhuǎn)移產(chǎn)業(yè)，從而提高集約用地水平。endprint

表3是開發(fā)區(qū)土地集約利用綜合關(guān)聯(lián)度和集約等級。通過表3可知，南京各開發(fā)區(qū)之間的集約用地等級呈現(xiàn)出明顯的差異，南京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、南京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的集約等級為“高度集約”； 江寧經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、南京浦口經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、南京棲霞經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和南京江寧濱江經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的集約等級為“中度集約”；江蘇高淳經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、南京六合經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、南京雨花經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、江蘇溧水經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的集約等級為“輕度集約”；南京化學工業(yè)園的集約等級向“中度集約”轉(zhuǎn)化。

由各開發(fā)區(qū)土地集約利用等級的綜合關(guān)聯(lián)度值以及各開發(fā)區(qū)綜合關(guān)聯(lián)度最大值與次優(yōu)值之間的差距可以看出，南京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)和南京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的土地集約利用水平在各自高度集約等級長期處于穩(wěn)定不變；江寧經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)土地集約利用綜合關(guān)聯(lián)度最大值與次高值之間距離較小，有可能轉(zhuǎn)化為中度集約等級，因此，提高工業(yè)用地率、加大工業(yè)用地固定資產(chǎn)投入強度可以有效地提高經(jīng)濟產(chǎn)出效益，可以穩(wěn)定住當前的集約等級，并進一步向高度集約等級轉(zhuǎn)化；南京化學工業(yè)園綜合關(guān)聯(lián)度都小于1，說明該開發(fā)區(qū)集約等級不穩(wěn)定，處在向中度集約等級轉(zhuǎn)換階段；其他的開發(fā)區(qū)在各自的集約等級基本穩(wěn)定，如果沒有較大的投入產(chǎn)出，短時間內(nèi)很難向上一集約等級轉(zhuǎn)化。

2.多因素綜合評價分析

多指標綜合評價結(jié)果（圖1）與物元分析評價結(jié)果基本一致，但仍有一定差異：江蘇高淳經(jīng)濟開發(fā)區(qū)在物元分析中處于“輕度集約”等級，集約水平低于南京棲霞經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，但在多指標綜合評價中，江蘇高淳經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的綜合評價得分卻比南京棲霞經(jīng)濟開發(fā)區(qū)高；另外，在物元分析中，南京化學工業(yè)園的集約等級在向“中度集約轉(zhuǎn)化”，從集約用地水平上講，可能沒有已經(jīng)達到“中度集約”等級的南京棲霞經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的集約用地水平高，但是在多指標綜合評價中，其得分卻高于后者。出現(xiàn)差異的原因可能是由于物元分析模型更強調(diào)域的概念，注重分析單個評價指標屬于哪個等級區(qū)間，然后由評價指標關(guān)聯(lián)度計算出綜合關(guān)聯(lián)度，得出集約等級；而多指標綜合評價模型更強調(diào)指標值得分，然后由各指標值計算出綜合值，得出集約等級；不同的指標值可能屬于同一個指標區(qū)間，相差很小的指標值可能會屬于不同的指標區(qū)間，這是造成開發(fā)區(qū)集約水平排名差異的最主要原因。另外物元分析模型是用綜合關(guān)聯(lián)度的最大值來表示評價對象的集約等級，但是綜合關(guān)聯(lián)度最大值為負時表示評價對象處于集約等級轉(zhuǎn)換過程中，其綜合關(guān)聯(lián)度值可能反映消除障礙因子的集約潛力狀態(tài)，這需要進一步的研究證明。

四、結(jié)論

本文運用模糊物元分析法和灰色關(guān)聯(lián)分析法對開發(fā)區(qū)土地集約利用水平進行評價，并與多因素綜合評價法進行比較分析，得出以下結(jié)論。

第一，影響南京市各開發(fā)區(qū)土地集約利用的主要障礙因子是綜合容積率、工業(yè)用地綜合容積率、工業(yè)用地固定資產(chǎn)投入強度、工業(yè)用地產(chǎn)出強度等，符合開發(fā)區(qū)的實際情況，但各開發(fā)區(qū)主要限制因子不盡一致。

第二，南京市各開發(fā)區(qū)集約等級差異明顯，國家級開發(fā)區(qū)集約等級相對高于省級開發(fā)區(qū)，經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)集約等級相對高于傳統(tǒng)經(jīng)濟類開發(fā)區(qū)，近郊區(qū)開發(fā)區(qū)集約等級相對高于遠郊區(qū)開發(fā)區(qū)。

第三，模糊物元評價模型的評價結(jié)果在與多指標綜合評價模型評價結(jié)果相對比中可以看出兩種方法的評價結(jié)果基本一致，但仍有一定差異。

第四，本文旨在對模糊物元分析模型在開發(fā)區(qū)土地集約利用方面的應用性上進行驗證和比較分析。應用模糊物元模型進行開發(fā)區(qū)土地集約利用評價的優(yōu)點在于有效克服了土地集約利用概念的模糊性和單項指標評價的不相容性，反映的信息更豐富，不僅可以對單個對象進行評價，也可以對多個對象進行比較評價；不僅能反映評價對象的綜合集約利用等級（綜合關(guān)聯(lián)度），也能反映評價對象單項指標的集約等級（單指標關(guān)聯(lián)度），還能反映評價對象或評價對象的單項指標在所屬集約等級的穩(wěn)定狀態(tài)和轉(zhuǎn)化趨勢；但也有其局限性，即要根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)標準預先設(shè)定好經(jīng)典域和節(jié)域，但是相關(guān)的標準只是標準等級值，而不是一個標準區(qū)間，這就需要主觀劃定等級標準區(qū)間，因此，如何客觀合理地界定經(jīng)典域和節(jié)域值就成為有待進一步深入研究的問題。

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Evaluation of land intensive use in development zone based on matter element model

WEI Ningning1， CHEN Huiguang1， ZHANG Quanjing2

（1. College of Public Administration， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， P. R. China；

2. Department of Geography and Tourism， Qufu Normal University， Rizhao 276826， P. R. China）

Abstract： In order to explore a more suitable land intensive use evaluation method， this paper evaluated 11 typical development zone land intensive use with the theory of gray and matter element model， and the results were compared with that by comprehensive evaluation method. The results show that： Nanjing Development Zones intensive land level shows a significant difference， only the Nanjing high tech Industrial Development Zone， Nanjing economic and Technological Development Zone intensive land use level is “highly intensive level ”， the rest of development zones intensive land use level is “moderate intensive level” and “l(fā)ight intensive level”； The main limiting factors of intensive land use in Nanjing development zones are different， but the main factors are comprehensive volume ratio， comprehensive volume ratio of industrial land， fixed assets investment intensity of industrial land， industrial output intensity， and so on； Compared with multi-factor comprehensive evaluation method， the mater-element model not only can reflect comprehensive intensive level of evaluation objects， also can reflect intensive level of single index of evaluation objects， and also can reflect the steady state level and transformation trend of evaluation object and its single index. Due to matter-element model can reflect more abundant information， so it is a valuable method in land intensive use assessment.

Key words： development zone； intensive of land； matter element model； Nanjing cityendprint