城市土地集約利用效益障礙因子研究——以咸寧市為例

宋成舜, 熊 征, 劉懿光

(1.湖北科技學院 資源環(huán)境科學與工程學院, 湖北 咸寧 437100; 2.武漢市土地交易中心, 武漢 430010)

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城市土地集約利用效益障礙因子研究
——以咸寧市為例

宋成舜1, 熊 征1, 劉懿光2

(1.湖北科技學院 資源環(huán)境科學與工程學院, 湖北 咸寧 437100; 2.武漢市土地交易中心, 武漢 430010)

提高城市土地集約利用效益是建設“兩型社會”的必然要求。從社會發(fā)展、經(jīng)濟水平、生態(tài)響應、環(huán)境質量四個方面構建城市土地集約利用效益評價指標體系，采用熵權TOPSIS法和障礙度模型，對咸寧市城市土地集約利用效益及障礙因子進行分析。研究表明：(1) 1999—2010年咸寧市城市土地集約利用效益在波動中呈穩(wěn)步上升態(tài)勢，年均增長速度為10.38%，研究后期增幅更快。城市土地集約利用效益經(jīng)歷了低級(1999—2001年)、中度(2002—2007年)和良好(2008—2010年)三個階段，中度效益階段占主導地位；(2) 經(jīng)濟水平和生態(tài)響應對城市土地集約利用效益的影響較大。2010年以前，人均國內生產總值是最大障礙因子。2010年，單位面積廢氣排放量是最大障礙因子。

城市土地; 集約利用效益; 障礙因子; 熵權TOPSIS法; 咸寧市

土地集約利用是人地矛盾突出的國情下城市持續(xù)發(fā)展的必然選擇[1]。城市土地集約利用是低技術的物質經(jīng)濟向高技術的信息和知識經(jīng)濟轉變發(fā)展的必然結果，是各種資源的高物耗、重污染、低效益向低物耗、低污染、高效益發(fā)展模式轉型的必然要求，是解決我國城市用地問題的重要途徑[2]。隨著我國城市化水平不斷提高，城市土地利用問題日益突出，如何更好地協(xié)調有限的土地資源與社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境之間的關系，促進城市土地資源合理利用，提高城市土地集約利用效益，已經(jīng)成為實現(xiàn)“四化同步”協(xié)調發(fā)展的關鍵和建設“兩型社會”的必然要求。

現(xiàn)階段，國內許多學者對城市土地集約利用研究進行了積極的探索，取得了新的突破，主要體現(xiàn)在4個方面：(1)城市土地集約利用研究視角的轉換[3-5]；(2) 城市土地集約利用研究方法的創(chuàng)新[6-9]；(3) 城市土地集約利用研究尺度的豐富[10-14]；(4) 城市土地集約利用研究內容的深入[15-16]。現(xiàn)有研究中，從系統(tǒng)角度評價城市土地集約利用效益的研究較少，此外，研究區(qū)域主要聚焦在中東部和西部的省會城市，缺乏對中小城市的關注。

咸寧市位于湖北省東南部，長江中游南岸，湘鄂贛三省交界處，緊靠武漢，系“1+8”武漢城市圈成員城市之一，國土面積10 019 km2，下轄咸安區(qū)、赤壁市、通山縣、通城縣、崇陽縣和嘉魚縣，全境地形以低山丘陵為主，兼有沿江沖積平原、盆地、湖泊、崗地、高山。2010年全市國民生產總值652.10億元，總人口295.25萬人。近年來，咸寧城市化進程明顯加快，環(huán)境壓力也日益增大，隨著國家“兩型社會”建設和“低碳經(jīng)濟”發(fā)展戰(zhàn)略的實施，給該區(qū)域的發(fā)展提供了良好的契機和新的歷史機遇。本研究以咸寧市為研究對象，運用系統(tǒng)科學理論，將社會、經(jīng)濟、生態(tài)和環(huán)境4方面有機結合，在科學評價城市土地集約利用效益的基礎上，診斷城市土地集約利用效益的障礙因素，對于豐富城市土地集約利用研究的個案、形成城市土地集約利用的科學認識、因地制宜制定城市用地政策都具有重要的理論意義與實踐價值。

1　研究方法

1.1指標體系構建及數(shù)據(jù)來源

評價指標體系應能全面反映城市土地集約利用效益的總體狀況，體現(xiàn)出城市土地集約利用社會、經(jīng)濟、生態(tài)和環(huán)境效益的多功能性。為了準確、科學地評價城市土地集約利用效益，指標選取在遵循科學性、層次性、系統(tǒng)性、獨立性和可操作等原則的基礎上，結合研究區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，建立評價指標體系(表1)。研究用到的數(shù)據(jù)來源于2000—2011年的《咸寧統(tǒng)計年鑒》和《中國城市統(tǒng)計年鑒》。

1.2熵權TOPSIS法

熵權TOPSIS法是熵權法[17]和TOPSIS方法[18]的組合，熵權TOPSIS法的運算主要步驟如下：

1.2.1評價指標標準化為了使評價指標具有可比性，需要對指標數(shù)據(jù)進行無量綱處理，以消除指標量綱或指標測度量級不同而造成的影響，計算公式為[19]：

正向指標：

負向指標：

式中：xij——指標實際值;yij——指標標準化值;i——評價對象;j——評價指標;Mj，mj——第j個指標的最大值和最小值。經(jīng)過指標標準化后，構建決策矩陣B。

1.2.2指標權重的確立本研究采用熵權法確定指標權重W，熵權法在土地利用評價中應用廣泛，本文不再贅述。

1.2.3建立加權的規(guī)范化矩陣

1.2.4確定正理想解和負理想解

正理想解：

負理想解：

1.2.5計算距離分別計算不同評價對象評價向量到正理想解的距離D+和負理想解的距離D-：

1.2.6計算各評價對象土地集約利用效益測算值Ci

Ci∈[0,1]，Ci越大，表明評價對象土地集約利用效益越好，Ci越小，表明評價對象土地集約利用效益越差。借鑒已有研究[20]，本文將土地集約利用效益分為4個等級，用以表征土地集約利用效益的程度，當Ci∈(0,0.3],Ci∈(0.3,0.5]，Ci∈(0.5,0.8]，Ci∈(0.8,1]時，土地集約利用效益分別處于低級、中度、良好和優(yōu)秀的效益階段。

1.3障礙度模型

為促進城市土地高效利用，識別土地集約利用效益制約因素，在土地集約利用效益評價的基礎上，對影響土地集約利用主要障礙因子進行診斷，其方法是引入因子貢獻度Uj(單因素對總目標的權重)、指標偏離度Vj(單因素指標與土地集約利用效益目標之間的差距，即單項指標因素評估值與100%之差)、障礙度(Mj，Bi)(分別表示單項指標和分類指標對土地集約利用效益的影響程度)3個指標進行分析診斷[21-22]。具體計算公式為：

Uj=Rj×Wj，Vj=1-Xj

式中：Rj——第j項準則層指標權重；Wj——第j項準則層指標所屬的第i個單項指標的權重；Xj——單項指標的標準化值，采用極值標準化法而得。

第j個指標對土地集約利用效益的障礙度為：

在分析各單項評價因子限制程度基礎上，進一步研究各準則層指標對土地集約利用效益的障礙度，公式為：

Bi=∑Mij

式中：Mij——各單項指標的障礙度。

表1　咸寧市城市土地集約利用效益指標體系及權重

2　結果與分析

2.1城市土地集約利用效益

根據(jù)熵權TOPSIS方法，計算出咸寧市城市土地集約利用效益結果(圖1)。1999—2010年咸寧市城市土地集約利用效益在波動中呈穩(wěn)步上升態(tài)勢，土地利用效益經(jīng)歷了低級、中度和良好三個階段。咸寧市城市土地集約利用效益值由1999年的0.265 1提高到2010年的0.785 8，增幅為0.520 8，年均增長速度為10.38%。從土地集約利用效益指數(shù)的變化軌跡來看，1999—2004年效益指數(shù)在波動中緩慢增長，效益值僅增加0.052 8，年均增長速度為3.70%，而2004—2010年效益指數(shù)增速明顯加快，效益值增加0.467 9，年均增長速度達16.28%。1999—2001年處于低級效益階段，2002—2007年處于中度效益階段，2008—2010年處于良好效益階段。

2000年以前，咸寧市社會經(jīng)濟發(fā)展水平低，資源未被有效開發(fā)利用，生態(tài)環(huán)境遭受的破壞有限，土地利用強度小，城市土地集約利用水平在低水平停滯不前。進入21世紀以后，咸寧市經(jīng)濟潛力開始釋放，資源環(huán)境優(yōu)勢有效轉化為社會經(jīng)濟優(yōu)勢，社會經(jīng)濟發(fā)展速度加快，城市土地集約利用效益明顯提升。2005年以來，咸寧市產業(yè)結構在調整中不斷優(yōu)化和升級，城市土地利用基礎條件逐步改善，土地利用投入程度持續(xù)提升，咸寧市國民經(jīng)濟高速發(fā)展，經(jīng)濟實力顯著增強。與此同時，政府為改善民生，加大了對城市基礎設施建設的投入，城市面貌煥然一新，公共交通日益便捷，醫(yī)療水平逐步提高，城市土地集約利用社會經(jīng)濟效益進入持續(xù)增長階段。隨著“中部崛起”和“兩圈一帶”戰(zhàn)略的實施，咸寧作為“兩圈一帶”唯一的一座城市和武漢城市圈“兩型社會”建設綜合配套改革試驗的核心城市，為創(chuàng)建園林城市、文明城市、衛(wèi)生城市和優(yōu)秀旅游城市，堅持生態(tài)興市，深人開展“藍天、碧水、綠地、寧靜、清潔”行動，大力推進省級環(huán)保模范城市創(chuàng)建。從2008年開始，咸寧市生態(tài)城市建設步伐加快，城市綠地面積、城市綠地率等呈快速上升趨勢，城市品位和形象不斷提升，為了把咸寧建設成“香城泉都”，政府進一步加大了環(huán)境保護力度，生態(tài)環(huán)境效益逐步提高。伴隨著咸寧市國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，土地利用正經(jīng)歷由外延擴張向內涵挖潛轉變，土地資源的配置逐漸優(yōu)化，城市土地利用社會、經(jīng)濟、生態(tài)和環(huán)境效益增長加快，2008年以后，城市土地集約利用效益水平進入持續(xù)快速增長階段。

2.2城市土地集約利用效益障礙度

采用障礙度模型，對影響土地利用效益的障礙因子進行病理診斷，按照準則層指標和指標層指標辨識其主要障礙因子，結果見表2和表3。

圖1　咸寧市城市土地集約利用效益演化曲線

2.2.1準則層障礙因素1999—2010年，咸寧市城市土地集約利用效益的4個準則層障礙度變化各不相同。整體上，社會發(fā)展和環(huán)境質量障礙度呈上升趨勢，經(jīng)濟水平和生態(tài)響應障礙度呈下降態(tài)勢。社會發(fā)展障礙度增長緩慢，增幅為10.192 6，年均增長速度為9.57%。特別是1999—2009年，障礙度增長非常有限，僅增加1.721 4；環(huán)境質量障礙度增長快速，增幅達78.131 0，年均增長速度為46.37%；經(jīng)濟水平和生態(tài)響應障礙度分別以年均60.31%和19.66%速度下降。1999—2009年，咸寧市4個準則層障礙度指數(shù)波動較小，但在2010年，4個準則層障礙度變化顯著，尤其是環(huán)境和經(jīng)濟因素變動劇烈。主要原因是：在咸寧市城市土地集約利用效益指標體系中，2010年各指標的震蕩最大，并且絕大部分正指標達到或接近最高值，而大多數(shù)負指標也接近最低水平，在土地利用效益內部系統(tǒng)的相互作用下，障礙度變化劇烈。準則層障礙度變化態(tài)勢進一步說明環(huán)境質量成為制約城市土地集約利用效益的首要因素，而提高社會發(fā)展質量和加強生態(tài)建設，推進經(jīng)濟社會協(xié)調發(fā)展也將成為城市土地集約利用效益提升的重要基礎力量。

從準則層障礙度平均指數(shù)來看，經(jīng)濟水平、生態(tài)響應、環(huán)境質量和社會發(fā)展障礙度平均指數(shù)分別為52.283 8，26.313 8，14.597 6，6.801 9，顯然，對咸寧市土地集約利用效益影響最大的是經(jīng)濟水平，其次為生態(tài)響應，再次為環(huán)境質量，最小的是社會發(fā)展。1999—2003年，咸寧市城市土地集約利用效益障礙度最大的是經(jīng)濟水平，其次是生態(tài)響應、社會發(fā)展和環(huán)境質量。2004—2007年，障礙度從大到小依次是：經(jīng)濟水平、生態(tài)響應、環(huán)境質量、社會發(fā)展。2008—2009年，障礙度排序為：經(jīng)濟水平、環(huán)境質量、生態(tài)響應、社會發(fā)展。2010年環(huán)境質量成為了城市土地集約利用效益首位障礙度，社會發(fā)展次之，接下來為生態(tài)響應、經(jīng)濟水平。顯然，經(jīng)濟水平的首位障礙度地位逐漸削弱，生態(tài)響應對土地效益的制約作用變小，而環(huán)境質量和社會發(fā)展兩方面因素對土地集約利用效益的影響不斷得到強化。

表2　咸寧市城市土地集約利用效益準則層指標障礙度　%

2.2.2指標層障礙因子依據(jù)障礙度的大小，列出障礙度排序前五位的因子(表3)。結果顯示，排序前五位的障礙因子主要反映經(jīng)濟水平、環(huán)境質量和生態(tài)響應三方面，到2010年，反映社會發(fā)展的因子才開始出現(xiàn)在前五位因子中。

除了2010年咸寧市城市土地集約利用效益首位障礙因子是單位面積廢氣排放量外，1999—2009年首位障礙因子均為人均國內生產總值；反映了咸寧市經(jīng)濟發(fā)展水平較低，隨著城市化發(fā)展，雖然人均GDP從1999年的5 737元增長到2010年的26 483.56元，但依然不高。第二位障礙度因子絕大多數(shù)年份是人均社會消費品零售總額；第三位障礙度因子出現(xiàn)頻率最高的是生態(tài)治理面積，其次是地均國內生產總值；第四位障礙度因子范圍較廣，涵蓋了4個準則層，既有反映生態(tài)響應方面的生態(tài)治理面積、人均綠地面積和造林面積，也有反映經(jīng)濟水平方面的地均國內生產總值和人均國內生產總值，還包括環(huán)境質量方面的單位面積工業(yè)固體廢物產生量和社會發(fā)展方面的萬人擁有公交車輛數(shù)；第五位障礙度因子相對穩(wěn)定，主要為生態(tài)響應方面的造林面積、生態(tài)治理面積和人均綠地面積。指標層障礙因子表明以國內生產總值為代表的經(jīng)濟水平因素是咸寧市城市土地集約利用效益低下的主要原因，而生態(tài)響應方面的因子也是不可忽視的重要因素。2010年排序前五的障礙因子依次為單位面積廢氣排放量、單位面積工業(yè)固體廢物產生量、單位面積廢水排放量、萬人擁有公交車輛數(shù)、萬人擁有醫(yī)院床位數(shù)，反映經(jīng)濟水平和生態(tài)響應兩方面的因子對城市土地集約利用效益的障礙度均小于6.35%，沒有出現(xiàn)在前五位因子之中，說明咸寧市經(jīng)濟水平和生態(tài)響應提升較快，對土地效益的貢獻程度較大。

從不同年份排序前五的障礙度值來看，首位和第二位障礙度指數(shù)值呈增加趨勢，分別由1999年的21.218 8，21.204 1增加到2010年的36.805 7，32.860 8，二者之間的差距亦有增大趨勢，其差由0.014 8增加到3.949 9。第三位、第四位和第五位障礙度指數(shù)值呈緩慢下降趨勢，分別由10.913 2，10.783 3，9.598 4減少到9.539 1，8.510 6，6.352 7，相應減幅為1.374 1，2.272 7，3.245 7。此外，排序前五的障礙度值之和也由1999年的73.717 9提高到2010年的94.068 9，增加了27.61%。說明影響咸寧市土地集約利用效益的首要和第二位障礙因子的作用越來越強，而第三位、第四位和第五位障礙因子的負面作用在一定程度上被弱化了，排序前五的障礙度指數(shù)值之和的增加進一步表明城市土地集約利用效益的影響因子集聚趨勢顯著，影響因子主要集中在少數(shù)幾個指標上，其他指標對城市土地集約利用效益的負面作用將會越來越小。

表3　咸寧市城市土地集約利用效益指標層主要障礙因子障礙度　%

3　結論與討論

3.1結 論

(1) 1999—2010年咸寧市城市土地集約利用效益在波動中呈穩(wěn)步上升態(tài)勢，年均增長速度為10.38%，2004—2010年增幅更快。城市土地集約利用效益經(jīng)歷了低級效益—中度效益—良好效益的軌跡，中度效益(2002—2007年)經(jīng)歷時間較長。

(2) 從準則層指標障礙度看，社會發(fā)展和環(huán)境質量障礙度呈上升趨勢，經(jīng)濟水平和生態(tài)響應障礙度呈下降態(tài)勢，整體上，經(jīng)濟水平和生態(tài)響應對城市土地集約利用效益的影響較大。但在2010年，環(huán)境質量障礙度和經(jīng)濟水平障礙度變動劇烈，這與各評價指標的波動有直接的聯(lián)系。

(3) 從指標層因子的障礙度來看，未來影響咸寧市城市土地集約利用效益的主要障礙因子是單位面積廢氣排放量、單位面積工業(yè)固體廢物產生量、單位面積廢水排放量、萬人擁有公交車輛數(shù)、萬人擁有醫(yī)院床位數(shù)。

3.2討 論

從系統(tǒng)角度出發(fā)，通過構建城市土地集約效益評價體系與障礙度模型，探討了咸寧市城市土地集約利用效益及障礙因子，為今后城市土地集約利用效益改善提供了決策依據(jù)。由于對城市土地集約利用系統(tǒng)認識的不足，在土地利用強度、土地利用管理方面并未設置評價指標，影響了城市土地集約利用效益總體特征的辨識，此外，各指標之間是否存在相關性也未做進一步的檢驗，如何更加全面地選擇客觀指標來體現(xiàn)城市土地利用集約效益有待進一步深入研究。

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Study on Obstacle Indicators of Urban Intensive Land Use Benefits—A Case Study of Xianning City

SONG Chengshun1, XIONG Zheng1, LIU Yiguang2

(1.School of Resources and Environment Science & Engineering, Hubei University of Science andTechnology,Xianning,Hubei437100,China; 2.WuhanLandTradingCenter,Wuhan430010,China)

Improving the efficiency of the urban intensive land utilization is the inevitable requirement of the construction of ‘two type society’. Xianning City was taken as a case study in this paper. We established evaluation index system for land use benefits from the aspects of social development, economic level, ecological response and environmental quality, and analyzed urban intensive land use benefits and its obstacle indicators by using the entropy-TOPSIS method and the obstacle degree model. The results showed that: (1) from 1999—2010, the urban intensive land utilization benefits increased steadily in waves with an average annual of 10.38%, growth was faster in the late. Urban intensive land utilization benefits experienced the low benefit phase (1999—2001), moderate benefit phase (2002—2007), and high benefit phase (2008—2010), moderate benefit stage was the main phase; (2) economic level and ecological response have the bigger influence on the urban intensive land utilization benefits. Before 2010, the per capita GDP was the biggest obstacle factor, while the amount of emissions per unit area was the biggest obstacle factor in 2010.

urban land; intensive use benefits; obstacle degree; entropy-TOPSIS method; Xianning City

2015-08-05

2015-08-24

湖北省教育廳科學技術研究項目“基于TOPSIS法的城市土地集約利用效益測度及病理診斷研究——以咸寧市為例”(B2015081)

宋成舜(1974—),男,湖南南縣人,副教授,主要從事土地資源利用與評價研究。E-mail:songchengshun@126.com

熊征(1982—),女,湖北宜昌人,碩士,講師,主要從事土地資源管理研究。E-mail:xiong_zheng@126.com

F301.24

A

1005-3409(2016)02-0327-06