程紹鉑 魏 娜 楊桂山
(1.中國科學院南京地理與湖泊研究所,江蘇南京210008;2.中國科學院研究生院,北京100039;3.中國科學院南京地理與湖泊研究所湖泊與環境國家重點實驗室,江蘇南京210008;4.浙江省麗水市青田縣國土局,浙江青田323900)
20世紀60年代以來,如何實現城市土地利用的社會經濟與生態環境協調發展一直是全球共同關注的熱點之一。協調度系指系統內各要素之間在發展過程中相互和諧融洽的程度,體現的是系統由無序走向有序的趨勢程度。土地的高效集約利用要以土地利用的各子系統相互協調為前提,土地利用的合理性也必須是建立在土地協調利用的基礎上實現的效益最大化[1]。協調度評價模型已被國內外眾多學者用于城市社會、經濟、環境等方面的研究,取得了較好的效果。土地利用協調度評價能夠全面地揭示土地利用現狀的總體協調程度,為集約、協調、可持續利用土地,合理挖掘城鎮土地利用潛力提供依據。與城市土地可持續利用評價、集約利用評價等比較而言,關于城市土地利用協調發展度評價的研究較少[2]。開展土地利用協調度評價有助于探索城市土地利用系統的協調有序發展途徑,明晰當前我國城市土地利用過程中出現的一系列問題,同時有助于促進城市系統以及人類社會與自然環境系統的和諧發展[3]。本文運用土地利用協調度模型對南京市13個區縣的土地利用協調度進行定量測算,有助于辨識南京市土地利用過程中的社會經濟發展與生態環境建設之間的協調程度,把握兩者的協調發展趨勢,提高土地利用的社會經濟和生態環境效益,從而促進二者持續協調發展。
本研究以區縣為評價單元,行政邊界數據來自于南京市國土局1:5萬地籍圖。建成區綠化覆蓋率、人均公共綠地面積、工業廢水排放達標率、工業固體廢物綜合治理率、生活污水處理率、生活垃圾處理率等生態環境質量數據來自于南京市2005年環境質量報告書。社會經濟發展水平數據來自于南京市統計年鑒2006。
城市土地利用的協調發展度評價系統主要包括了土地的社會經濟發展水平和生態環境質量高低兩個方面。而土地利用的社會經濟發展水平是由土地的經濟效益和社會效益兩個方面組成,生態環境質量的高低又包括了生態環境質量和環境治理力度兩方面內容。結合其他學者的相關研究[4-6]同時考慮到指標數據的可靠性與可獲得性,選擇地均GDP、單位工業用地規模以上工業總產值、單位用地固定資產投資額和第三產業增加值占GDP的比例等四個指標代表土地的經濟效益。選取人口密度、城市居民人均可支配收入、人均道路廣場用地面積、人均公共建筑用地面積、人均住宅用地面積等五個指標代表土地的社會效益。選取建成區綠化覆蓋率和人均公共綠地面積等兩個指標表示城市土地上的環境質量。選取工業廢水排放達標率、工業固體廢物綜合治理率、生活污水處理率和生活垃圾處理率等四項指標來表征環境治理力度的高低。結合南京市各區域實際情況,構建土地利用協調發展度評價指標體系(見表1)。由于各指標值之間存在量綱或數量級等方面的差異,本文采用極值標準化的方法對各指標進行標準化處理,以增強指標間的可比性。
為增強評價結果的準確性與科學性,本研究采用層次分析法與德爾菲專家打分法相結合的方式確定個指標權重。首先,在層次分析法軟件YAAHP0.5.1中構建層次模型,然后選擇相關專家對各指標的相對重要程度進行打分,獲得層次分析法所需的各標度值,最后選擇判斷矩陣集結方法計算各指標權重。權重計算結果見表1。

表1 城市土地利用協調發展度評價指標體系及權重
土地利用協調發展度評價模型分別由土地的社會經濟發展和生態環境評價功效函數、土地利用綜合效益指數評價模型、土地利用協調度評價模型和土地利用協調發展度評價函數等部分構成。
2.2.1 社會經濟發展和生態環境評價功效函數

式中:x'ij,y'ij分別為極值標準化后的土地社會經濟發展、生態環境評價各指標值;ωij,pij分別為社會經濟發展、生態環境評價各指標的權重;fi,gi分別為社會經濟發展、生態環境評價影響因素得分;ωi,pi分別為社會經濟發展、生態環境評價因素層各評價因素的權重;F(x),G(y)分別為計算所得的社會經濟發展、生態環境綜合得分。
2.2.2 土地利用綜合效益指數

式(3-3)中:T為土地利用的綜合效益指數;α、β為待定系數,依據土地利用中社會經濟效益與生態環境質量的相對重要程度確定,本文α、β取值均為0.5,即社會經濟發展與生態環境質量具有相等的重要程度。
2.2.3 土地利用協調度評價模型
土地利用協調度采用離差CV來表示,見公式(4),其中S為標準差。根據土地利用協調度的定義,社會經濟發展與生態環境綜合得分的離差越小說明土地利用協調度越高。使式(4)中CV的值越小的等價條件是式(5)越大。

根據式(3-5),同時為了使計算結果具有一定的層次性,得到社會經濟與生態環境協調度的計算公式(6):

式(6)中,C即為協調度,反映的是土地資源利用過程中社會經濟發展與生態環境建設之間的協調程度;k為調節系數,一般取值在2和5之間,本文k取值為5。顯然,協調度C取值在0到1之間,當協調度C達到最大值1時為最佳協調狀態;協調度C值的結果越小,則土地資源利用過程中社會經濟與生態環境越不協調。
2.2.4 土地利用的協調發展度模型
為反映出環境質量與社會經濟的整體功能和綜合社會經濟環境質量效益的大小,引入度量社會經濟與生態環境協調發展水平高低的定量指標協調發展度D,式(7)中C、T分別為協調度和土地利用綜合效益指數。

2.2.5 土地利用協調發展度分類體系及判斷標準
根據協調發展度D的值以及社會經濟發展得分F(x)與生態環境質量建設得分G(y)的大小對比關系,可以將土地利用的社會經濟與生態環境的協調發展狀況進行分類,結果見表2。

表2 計算結果與協調發展度類型
由表3計算結果可以看出,南京市總體土地利用協調發展度較高,這主要得益于南京市社會經濟較為發達且森林覆蓋率較高。協調發展度D大于0.9屬于優質協調發展類的區縣有玄武區、建鄴區、鼓樓區、棲霞區和江寧區5個,全部分布在長江以南。這5個區綜合效益指數均大于0.85,反映土地資源利用整體上屬于優良水平;土地利用協調度指數C接近于1,表明在土地利用綜合效益較高的前提下,其社會經濟與生態環境之間處于高度協調狀態。其中,建鄴區、鼓樓區和棲霞區F(x)<G(y),屬于優質協調發展類里面的環境提前型,說明在保持當前生態環境質量條件下,可以適當提高土地開發程度和利用強度,提升土地利用的社會經濟效益水平。玄武區和江寧區F(x)>G(y),屬于優質協調發展類里面的經濟提前型,說明這兩個區需要適當加強生態環境建設。協調發展度D大于0.8小于0.9屬于良好協調發展類的區縣有秦淮區、下關區、浦口區、六合區和雨花臺區5個。這5個區的土地利用綜合效益指數T處于0.75和0.85之間,反映土地資源利用整體上屬于中上水平;土地利用協調度指數C均大于0.95,表明在土地利用綜合效益中上水平的前提下,其社會經濟與生態環境系統高度協調。其中,秦淮區和六合區F(x)<G(y),屬于良好協調發展類中的環境提前型,說明在當前生態環境質量狀況下,經濟發展略顯滯后,在今后的土地資源的開發利用中,應充分挖掘社會經濟發展的潛力空間。下關區、浦口區和雨花臺區F(x)>G(y),屬于良好協調發展類里面的經濟提前型,說明在當前的社會經濟條件下,生態環境質量略顯滯后,今后應加強對生態環境建設的重視程度。協調發展度D大于0.7小于0.8屬于中級協調發展類的區縣有白下區和高淳縣。這兩區的土地利用綜合效益指數T分別為0.70和0.58,表明土地資源利用整體上處于中級水平,白下區土地利用綜合效益較高淳縣高;土地利用協調度指數C分別為0.86和0.98,說明這兩個區縣社會經濟系統與生態環境系統協調性較好。其中,白下區F(x)>G(y),屬于中級協調發展類里面的經濟提前型,說明該區域生態環境滯后于社會經濟條件,今后應著重致力于生態環境的改善。高淳縣F(x)<G(y),屬于中級協調發展類里面的環境提前型,可在環境容量允許的條件下重點加強經濟建設,適當通過加大土地資源的開發力度而提高土地利用程度,提升土地利用的社會經濟效益水平。溧水縣協調發展度D僅為0.67,屬于初級協調發展類。該區土地利用綜合效益指數T為0.50,為土地利用綜合效益最小值,反映溧水縣土地資源利用整體上不如南京市其他區縣。土地利用協調度C為0.86,表明在溧水縣在土地資源利用總體效益較低的情況下,社會經濟系統與生態環境系統是較為協調的。溧水縣F(x)<G(y),屬于初級協調發展類里面的環境提前型,也就是說其社會經濟發展略有滯后。在當前生態環境條件下,可以適當加大土地資源的開發力度,提升土地利用的社會經濟效益水平。
與城市土地可持續利用評價、節約集約利用評價等比較而言,國內關于城市土地利用協調發展度評價的研究較少,且已有的城市土地利用協調發展度評價研究大部分是把城鎮作為一個整體進行評價,這就降低了評價結果的橫向可比性。本文以南京市各區縣為基本評價單元,綜合分析了南京市各區縣土地利用協調發展狀況與影響因素。對于同一城市內部的不同區域,相同的研究時段內土地利用協調發展度評價具有較高的可比性。本文將社會經濟與生態環境系統的影響因素和土地利用協調發展程度的評價結合起來,采用多元線性加權法計算城市土地利用的社會經濟發展、生態環境質量綜合得分,通過計算土地利用的綜合效益指數以及社會經濟與生態環境協調度的量化值,最終綜合評價城市土地利用協調發展度。對于城市土地利用的社會經濟—生態環境這個系統的整體發展來說,必須全面客觀地處理社會經濟發展與生態環境建設的關系,既不能過度追求社會經濟高速發展而忽視生態環境建設,也不能因為過度追求的生態環境保護就完全限制經濟發展,而應該想方設法在生態環境承載容量允許的范圍內來發展經濟,促使社會經濟發展與生態環境保護的矛盾關系由制約性向相互促進性轉化,最終實現矛盾的統一,達到社會經濟與生態環境系統的整體協調發展。
(編輯:王愛萍)
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