基于改進型TOPSIS模型的農村建設用地集約程度評價

張馨予，陳 英，張仁陟，吳 瑋，白志遠

（甘肅農業大學 資源與環境學院，甘肅 蘭州730070）

基于改進型TOPSIS模型的農村建設用地集約程度評價

張馨予，陳 英，張仁陟，吳 瑋，白志遠

（甘肅農業大學 資源與環境學院，甘肅 蘭州730070）

農村建設用地集約利用是農村土地利用的重要組成部分，是解決土地供需矛盾的重要舉措。從土地利用程度、投入強度、產出效果，結合社會經濟情況和區域地形條件5個方面，構建了甘肅省臨夏縣北塬地區農村建設用地集約利用評價指標體系，運用因子分析法和層次分析法進行客觀與主觀的組合賦權，并采用改進的TOPSIS法對臨夏縣北塬地區的農村建設用地集約利用程度進行了排序。評價結果表明，土橋鎮、先鋒鄉和河西鄉的農村建設用地集約程度相對最高，蓮花鎮、北塬鄉、安家坡鄉、橋寺鄉的農村建設用地集約程度次之，南塬鄉和坡頭鄉的農村建設用地集約程度相對最低。從利用程度、經濟和社會因素分析了造成各鄉鎮差異原因。

農村建設用地；集約利用；因子分析法；層次分析法；改進的TOPSIS法；臨夏縣北塬地區

隨著城市化進程的不斷推進及工業化發展需要，土地供需矛盾日益突出，然而在農村地區，農民盲目追求人均、戶均用地面積，棄舊建新，一戶多宅；公共服務設施配套不完全；農民進城打工出現的居民點“空心化”等土地閑置浪費，低效利用等現象卻不同程度的存在。在大力推進新型城鎮化建設的時代背景下，如何對農村建設用地進行合理布局以提高其集約利用水平，是農村土地整治的重要內容，也是解決土地供需矛盾的重要舉措。建立科學合理的評價指標體系，科學評價農村建設用地集約利用程度，是土地整治的前提和基礎，對優化土地利用布局、協調“保護資源”和“保障發展”的關系、統籌城鄉發展具有重要的現實意義。

國外對土地集約利用評價已經形成了相對成熟的理論和研究，但是主要體現在城市、農用地、開發區土地利用中［1］；國內學者在城市、農用地、耕地、開發區土地集約利用研究中也取得了一定的研究成果［2－5］，伴隨著小城鎮建設、新農村建設，小城鎮、村鎮土地集約利用評價及農村居民點整治研究增多?？傮w來說，中國土地集約利用評價研究主要集中在大中城市、開發區及小城鎮，農村建設用地集約利用評價研究相對較少，少量研究將村鎮作為一個整體進行評價［6］。在研究方法上，我國學者對農村建設用地集約利用評價主要采用綜合評價法，選取不同的評價指標進行綜合評價，運用層次分析法、特爾斐法、灰色關聯分析等方法確定其權重，但沒有統一的評價指標體系。如徐旭晨等［7］應用層次分析法建立評價模型并確定指標權重，通過構建農村建設用地集約利用評價指標體系評價研究了重慶市農村建設用地集約利用水平；江文亞等［8］在GIS技術支持下，以太倉市瀏河鎮為例，通過層次分析法確定了具有區域特色的指標體系，利用特爾菲法及綜合指數模型法等計算了其集約利用程度和集約利用潛力；劉潔等［6］利用層次分析法從土地集約利用和管理水平、村莊生活便利狀況、村莊生態環境分析了膠州市膠北鎮10個村莊土地集約利用水平；朱永明等［9］利用灰色關聯確權從利用程度、投入程度、產出效果分析了石家莊市農村建設用地集約利用水平。通過文獻分析可知，農村建設用地集約利用評價的指標體系并沒有統一的評價標準，如何選擇較客觀、全面且符合實際的指標體系及權重來評價農村建設用地集約利用程度是研究的關鍵。

本研究在分析甘肅省臨夏縣北塬地區農村建設用地結構的基礎上，結合其實際情況，從利用程度、投入強度、產出效果、社會狀況和區域地形條件5方面來構建農村建設用地集約利用評價指標體系，并采用改進的TOPSIS法［10］對北塬地區的農村建設用地集約利用程度進行評價研究，研究結果可為土地利用總體規劃、新農村規劃及土地整治提供一定的理論參考。

1 研究區概況

北塬地區位于甘肅省臨夏縣東北部，北與劉家峽水庫庫區相連，東以大夏河為界，南靠本縣城關鎮，地處隴西黃土高原西隅，轄蓮花、河西、南塬、先鋒、橋寺、土橋、坡頭、安家坡、北塬9個鄉鎮，69個行政村。2012年，該區總人口11.6萬人，占臨夏縣總人口的30%，其中農業人口10.78萬人。根據2012年臨夏縣土地利用變更數據，2012年北塬地區土地總面積為20 260.83hm2，城鎮村及工礦用地總面積為1 943.42hm2，占北塬地區土地總面積的9.59%，其中農村居民點面積為1 836.23hm2，占城鎮村及工礦用地面積的94.48%；城鎮用地面積為86.64hm2，占城鎮村及工礦用地面積的4.46%。按2012年農村人口計算，人均農村建設用地面積為167.54m2。

2 數據來源及研究方法

2.1 數據來源

農村建設用地面積、居民點用地面積、道路面積、居民點斑塊面積、居民點斑塊數等數據來源于2012年臨夏縣土地利用變更數據，社會經濟數據來源于2012年臨夏縣北塬地區各鄉鎮農業統計年報和《臨夏縣統計年鑒（2012年）》。

2.2 研究方法

TOPSIS法是一種比較常用的多目標決策方法，其中“正理想解”和“負理想解”是TOPSIS的2個基本概念［10］，所謂正理想解是各個屬性值都達到各備選方案中的最好的值，負理想解反之。通過設計各個指標的正理想解和負理想解，建立評價指標與正理想解和負理想解之間距離的二維數據空間，在此基礎上對評價方案與正理想解和負理想解作比較，若最接近于正理想解，同時又最遠離負理想解，則該方案是被選方案中最好的方案［10］。此方法的優點在于應用靈活方便，對樣本量的大小無特殊要求，是評價對象間尋找橫向差距的優良方案，對現有的多個評價對象與理想化目標的相對接近程度進行排序，直接反映出數據的集團特征［11］。傳統的TOPSIS法對評價指標權重因子的確定帶有主觀性，而且計算也比較復雜。本研究運用改進的TOPSIS法，對評價對象與正理想解和負理想解的評價公式進行了改進［10］，然后利用組合賦權的思想對指標進行賦權，克服以上缺點對北塬地區各鄉鎮土地集約利用的相對水平進行綜合評價，進而根據土地集約利用程度進行排序，更具合理性。2.2.1 構建集約利用評價指標體系 在分析國內學者對農村建設用地集約利用評價因子研究［5－7］的基礎上，同時充分考慮北塬地區實際情況，從土地利用程度、投入強度、產出效果，結合社會經濟的情況和區域地形條件5個方面，構建北塬地區農村建設用地集約利用評價指標體系。

評價指標體系以北塬地區各鄉鎮為評價單元，以各鄉鎮農村建設用地為評價對象。通過對2012年北塬地區各鄉鎮農村建設用地集約利用程度進行評價，劃分集約利用等級并分析其空間變化（表1）。

2.2.2 數據標準化處理 選用極差方法對原始數據進行無量綱標準化處理，使數據之間具有可比性，消除不同量綱對結果的影響。通常評價指標有“正向指標”和“負向指標”?！罢蛑笜恕奔磳傩灾翟酱笤胶玫闹笜?；“負向指標”即屬性值越小越好的指標。

表1 北塬地區農村建設用地集約利用評價指標體系

對于正向指標其具體公式為：

對于負向指標其具體公式為：

式中：Xij——標準化后的值；xij——標準化前的原始值；xjmax——待標準化一組數據的最大值；xjmin——待標準化一組數據的最小值。

對原始數據標準化處理后，構造相對隸屬度矩陣A＝（Xij）m×n（式中：n——評價對象區域個數，m——評價指標個數）。對于矩陣A，理論上最優值X＋：（1，1，A，1），負最優值X－：（0，0，A，0）。

2.2.3 確定指標權重 在綜合評價過程中，各評價指標權重的確定至關重要，關系到評價結果是否符合實際，所以采用主客觀相結合的組合賦權思想對指標進行賦權。

利用因子分析法，在SPSS 19.0里做因子分析［12］，通過計算機運算得出矩陣的特征根和相應的方差貢獻率，根據特征根的方差貢獻率和累積方差貢獻率，選擇主成分并得到因子提取結果和因子回歸系數來對現有指標進行客觀的賦權；利用層次分析法（AHP），通過AHP軟件運算對指標進行主觀的賦權。兩種賦權方法求算數平均值，作為標準的權重：

2.2.4 構造加權規范化決策矩陣

式中：Vij＝wm·Xij，i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，n；wm——第m個指標的權重值。

2.2.5 構造正負理想解方案 即確定正、負理想解。

如果決策矩陣V中Vij元素值越大表示方案越好，則：

式中：V＋——正理想解；V－——負理想解。

2.2.6 計算距離尺度 計算每個目標Vij分別到正理想解V＋和負理想解V－的距離：

式中：D＋——正理想距離；D－——負理想距離。

2.2.7 計算貼近度分值 某一可行解對于理想解的相對接近度定義為：

式中：Ci——貼近度分值；D＋i——正理想距離；D－i——負理想距離。

若V是理想解，則相應的Ci＝1；若Vi是負理想解，則相應的Ci＝0；Vi愈靠近正理想解，Ci愈接近于1，反之，愈接近負理想解，Ci愈接近于0。那么，可以對Ci進行排序，以求出滿意解。

2.2.8 根據貼近度分值排序 按接近度大小對評價對象的優劣進行排序，由于0≤Ci≤1，當評價對象指標向量就為理想值向量時，Ci＝1；當評價對象指標向量就為負理想值時，Ci＝0；Ci愈接近1，則相應的評價對象愈應排在前面。

3 結果與原因分析

3.1 確定指標權重

（1）對指標數據進行了標準化處理后，通過在SPSS 19.0中對8個變量采取主成分分析（principal components analysis）和正交旋轉法（Varimax），采用Kaiser標準（特征根大于1）提取出3個主因子，其累積貢獻率為82.59%，這說明這3個指標已經包含了原始樣本矩陣中82.59%的信息，最終成分得分系數矩陣如表2，再分別對3個主因子進行歸一化處理，得出3個主因子的貢獻率，通過計算得出各指標權重（表3）。

表2 主成分得分系數矩陣

（2）通過AHP層次分析軟件，分析得出各指標權重。兩種賦權方法求算數平均值，作為標準的權重（表3）。

表3 北塬地區農村建設用地集約利用評價指標權重

3.2 評價結果

根據公式（5）—（9），計算得出北塬地區農村建設用地集約利用貼近度分值，并對其進行排序，結果詳見表4。將具體的劃分等級結果在ArcGIS 9.0中空間化，得到臨夏縣北塬地區農村建設用地集約度分布圖（附圖5）。從表4可以看出，土橋鎮、先鋒鄉和河西鄉的農村建設用地集約程度相對最高，其中，土橋鎮的農村建設用地集約程度相對最高；蓮花鎮、北塬鄉、安家坡鄉、橋寺鄉的農村建設用地集約程度次之；南塬鄉和坡頭鄉的農村建設用地集約程度相對最低。

表4 北塬地區農村建設用地集約利用貼近度分值及評價結果排序

3.3 結果分析

為進一步分析該次評價結果，選取了組合賦權中權重較大的前5個因子，分別是人均居民點面積、道路網密度、農村建設用地地均第二、三產業產值、城市化率、居民點人口承載力，分別對其與集約利用貼近度分值進行相關性分析，分析其內在聯系，相關性分析結果詳見表5。

由表5可以看出，利用程度中的人均居民點面積、產出效果中的農村建設用地地均第二、三產業產值、社會狀況中的城市化率和居民點人口承載力與集約利用貼近度分值顯著相關。所以，可以從3個方面來分析北塬地區農村建設用地集約程度不同的原因：（1）利用程度。利用程度中的人均居民點用地面積與集約度貼近值顯著相關，其權重也最大。且從評價過程來看，利用程度中的人均居民點用地面積、居民點平均斑塊面積、居民點用地比重在因子分析中為主因子，影響程度都較大。土橋鎮、蓮花鎮、河西鄉的人均居民點面積相對最小，且居民點規模較大，分散程度相對較低，從而反映其集約程度相對較高；南塬鄉、坡頭鄉、橋寺鄉的人均居民點面積相對較大，居民點分布相對較分散，且其規模較小，其集約程度相對較低。因此，一方面，要對北塬地區各鄉鎮的農村新建房屋嚴格執行面積控制標準；另一方面應積極開展土地整治，對各區域的居民點分散現象要加大整理力度。（2）經濟因素。從組合賦權來看，產出效果中的農村建設用地地均第二、三產業產值權重也相對較大。土橋鎮、先鋒鄉的農村建設用地地均第二、三產業產值相對較大，產出效果較高，其集約度也較高。與此相對，坡頭的農村建設用地地均第二、三產業產值最低，其集約度也最低。因此，除加大對集約度較低地區的用地控制力度外，還應把集約利用土地的重點放在對土地的投入力度和產出上，加快地方經濟發展，以提高土地產出效益［9］。（3）社會狀況。隨著城鎮化速度的加快，將導致農村人口的減少，從而直接減少農村建房的數量及面積，有效提升北塬地區農村建設用地集約利用水平。從最終組合賦權來看，城鎮化率對農村建設用地集約利用水平的影響也較大。從數值上來看，北塬地區城鎮化水平總體偏低，城鎮化率最高的土橋鎮城鎮化率僅為27.26%，遠高于其它鄉鎮。因此，增加城鎮人口比重，縮小城鄉差別，在一定程度上也可以促進農村建設用地的集約節約利用。

表5 北塬地區農村建設用地評價因子與集約利用貼近度分值的相關性分析

4 結論

（1）從空間分布來看，土橋鎮、先鋒鄉和河西鄉的農村建設用地集約程度相對最高，蓮花鎮、北塬鄉、安家坡鄉、橋寺鄉的農村建設用地集約程度次之，南塬鄉和坡頭鄉的農村建設用地集約程度相當對最低。

（2）從影響因素來看，造成北塬地區集約度差異的主要原因有利用程度、經濟因素和社會狀況。提高農村建設用地的集約程度，應合理規劃，科學布局，提高建設用地利用程度，優化用地結構，積極開展土地整治；因地制宜，發展經濟，加大投資力度，完善公共配套設施，還應與生態治理相聯系。

（3）農村建設用地集約利用評價指標體系的建立因區域和可獲取資料的難易程度不同，各區域的指標體系也有所不同，沒有統一的標準。指標體系建立的關鍵在于權重的確定，權重的確定必須符合客觀實際的要求。

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Evaluation of Intensive Untilization Degree of Rural Construction Land Based on Proved TOPSIS Method

ZHANG Xin－yu，CHEN Ying，ZHANG Ren－zhi，WU Wei，BAI Zhi－yuan
（College of Resources and Environmental Sciences，Gansu Agricultural University，Lanzhou，Gansu730070，China）

Intensive utilization of rural construction land is an important part of rural land use，and is one of the important measures to solve the contradiction between supply and demand of land.The paper constructed a set of evaluation indexes to evaluate the intensive utilization degree of rural construction land in Beiyuan area of Linxia County in Gansu Province，using the information on land use intensity，input intensity，and output results，the socio－economic situation and the regional terrain conditions.Then factor analysis method and analytic hierarchy process（AHP）were used to bestow weighting using combination of objective and subjective methods，and sorted the order of the intensive utilization of rural construction land in Beiyuan area using the improved TOPSIS method.The results showed that Tuqiao Town，Xianfeng Township，Hexi Township have the highest land use intensity；Lianhua Town，Beiyuan Township，Anjiapo Township and Qiaosi Township have higher land use intensity while Nanyuan Township and Potou Township have lower land use intensity.The causes of differences were analyzed with the consideration of land utilization，economic and social factors.

rural construction land；intensive utilization；factor analysis method；analytic hierarchy process；proved TOPSIS method；Beiyuan area in Linxia County

B

1000－288X（2014）02－0147－05

F301.1

10.13961/j.cnki.stbctb.2014.02.032

2013－08－05

2013－08－30

國家自然科學基金項目“村民關聯度與農地利用的關系研究：以甘肅河西走廊為例”（71263003）；甘肅農業大學青年導師基金項目（GAU－QNDS－201201）

張馨予（1987—），女（漢族），甘肅省武威市人，碩士研究生，研究方向為土地資產管理。E－mail：yihan5569＠sina.com。

陳英（1969—），男（漢族），甘肅省武威市人，博士，副教授，研究方向為土地資產管理。E－mail：cheny＠gsau.edu.cn。