山東沿海城市帶土地利用效益評價研究

馬學廣++閆曼嬌

[摘 要]基于2003—2013年數據，選取四個準則層26個指標，利用熵權法、加權求和法，借助ArcGIS軟件，對山東沿海城市帶土地利用效益進行評價研究。結果顯示：山東沿海城市帶土地利用效益差異很大，青島一直是山東沿海城市帶土地利用效益得分最高的城市，日照以及濱州的土地利用效益得分處于較低水平。系統比較四類土地利用的分效益可以發現，各城市都更加注重自身土地利用的經濟效益，各城市對生態效益的關注在逐年遞增。濟南、青島的土地利用效益增速放緩，需要新的增長點來帶動土地利用效益的增長；濱州、威海、淄博等地的土地利用效益得分增幅明顯，具有較大增長潛力。山東沿海城市帶中，經濟較為發達的地區，土地利用效益協調程度也較高，而經濟相對不發達的地區，其土地利用效益協調程度較低。

[關鍵詞]土地利用；效益評價；熵權法；協調度；山東沿海城市帶

[中圖分類號]F293 [文獻標識碼]A [文章編號]1671-8372（2017）01-0009-07

一、引言

在我國人口眾多和快速城鎮化的宏觀背景下，提高土地利用效率、控制城市蔓延對城市可持續發展意義重大[1-3]。土地利用效益評價是近年來學術界研究的熱點問題之一[4-6]，已成為衡量土地利用可持續的重要標度[7]。以往的土地利用效益研究，在評價視角方面，多數學者基于土地利用經濟效益、社會效益、生態環境效益三個方面對土地利用效益進行指標體系構建和評價研究[8-17]，也有學者從不同的角度構建指標體系。表1梳理了文獻中基于不同側重點構建的土地利用效益評價指標體系。在研究對象方面，多數學者只對個別城市或地區進行土地利用效益評價[9-11，14-15，17-21]，史進等[22]對中國發育程度較高的16個城市群進行了土地利用效益評價研究。在研究的縱向延伸方面，多數研究只對研究區域某個年份的土地利用效益進行評價[15-16，24-25]，對研究區域做有一定時間跨度研究的較少。因此，本文選取中觀角度，以山東沿海城市帶9大城市為研究對象，基于《中國城市統計年鑒》2003—2013年的數據，對山東沿海城市帶土地利用效益進行評價及研究。

二、研究區概況

山東沿海城市帶是山東省沿海城市的集合，以青島、濟南為核心，覆蓋淄博、東營、煙臺、濰坊、威海、日照、濱州等9市，其中，濟南、淄博雖未直接臨海，但考慮到濟南作為山東省省會城市是山東省核心城市，淄博作為山東省重要的交通樞紐城市和工業城市，在省內居于重要的戰略地位，故將二者歸入研究區范圍，以使研究區域范圍更為全面，更具有研究價值。山東沿海城市帶融合了山東半島城市群、山東半島藍色經濟區和黃河三角洲高效生態經濟區等國家戰略區域，涵蓋了山東省內的沿海開放城市（煙臺、青島）、副省級城市（濟南、青島）和較大城市（青島、淄博）等政策區域。同時也是山東省經濟相對發達的地區[34]。

三、評價指標的選取

選取指標的方法有專家咨詢法、文獻分析歸納法等。本文借鑒已有的研究成果，利用文獻分析歸納法，統計了60篇核心期刊中的土地利用效益評價指標體系的100余項指標出現的頻率，借鑒相關研究成果，綜合考慮山東沿海城市帶發展階段、交通基礎、國家經濟戰略、研究區資源稟賦等客觀事實與數據資料的可獲取性和統計口徑的統一性，根據指標內涵制定土地利用效益評價指標體系。評價指標及指標極性如表2所示。

四、研究方法

（一）土地利用效益得分計算

本文采用熵權法確定指標權重，然后采用加權求和法，計算土地利用效益得分。

1.指標權重的確定

指標權重確定的方法主要有主觀賦權法和客觀賦權法，其中熵權法作為確定指標權重的一種客觀方法，消除了人為因素的影響，賦權結果具有更高的可靠性，廣泛應用于社會經濟研究各領域[31，35]。本文采用熵權法確定指標的權重值Wj。熵權的計算過程如下：

第一，確定功效函數。由于原始數據在量綱上不一致，本文采用max-min極差標準化方法進行數據標準化處理[11，21，23，34，36]。根據協同論可知：（1）系統處于穩定狀態時，狀態方程為線性方程，（2）勢函數的極值點是系統穩定區域的臨界點，（3）慢馳豫變量在系統穩定狀態時也有量的變化，這種量的變化對系統有序度有兩種功效：一種是正功效，即隨著慢馳豫變量的增大，系統有序趨勢增加；另一種是負功效，即隨著慢馳豫變量增大，系統有序趨勢減少[26]。因而，土地利用效益影響因素綜合評價指標變量對系統有序的功效可用式（1）、式（2）表示。

式（1）、式（2）中，xij指第i個評價區域j指標的標準化數值，xij是第i個評價區域j指標的原始數值。Mi和mi分別表示該指標在所有評價區域和評價時期內原始數值中的最大值和最小值。式（1）xij為正向指標，式（2）xij為負向指標。

第二，計算標準化處理后的各項指標占該項指標各區域總和的比重Zij：

式（3）中，xij為第i個評價區域j指標的標準化數值，1≤i≤m，1≤j≤n，m、n分別表示城市個數和指標個數。

第三，計算第j項指標的信息熵值Pj和信息效用值Qj：

第四，計算第j項指標的權重Wj：

2.土地利用效益得分

基于熵權法確定的指標權重，再采用加權求和法，計算土地利用效益得分。

式（7）、式（8）中，Si為第i個城市的土地利用效益得分（1≤i≤m，1≤j≤n，m、n分別表示城市個數和指標個數），Wj為第j項指標的權重。S是土地利用綜合效益得分。表4是2003—2013年山東沿海城市帶土地利用效益得分表。

（二）協調度分析

1.協調度計算

土地利用效益評價的核心不僅在于土地利用效益各具體評價指標值及綜合評價值的高低，還在于土地利用效益各子系統之間相互協調程度的評價[17]，故還需對研究區域土地利用效益進行協調度分析。計算公式如下：

式（9）、式（10）、式（11）中，C為耦合度，T為綜合指數，D為協調度。

2.確定協調度參考值

當協調度D介于0～1之間，值越大，表明土地利用的各子系統之間協調度越高[15，37]。當D=0時，協調度極小，系統間或系統內部要素之間處于無序狀態；當D=1時，協調度極大，子系統之間或系統內部要素之間達到良性共生。參照學界已有研究成果，本文將協調度分為4個等級，表征土地利用效益的4個協調階段：當D∈（0， 0.3]、（0.3， 0.5]、（0.5， 0.8]、（0.8， 1]時，土地利用效益分別處于滯后失調、輕度失調、初級協調和發展協調階段[16，38]。

五、結果分析

（一）土地利用效益得分結果分析

2003年，山東沿海城市帶不同城市土地利用效益差異顯著（見圖1）。青島土地利用效益最高，其后為濟南、煙臺，日照和濱州土地利用效益最低。具體來看，威海、日照、濱州的生態效益得分高，其余6市的經濟效益得分高。青島的經濟效益、空間效益得分最高，濟南的社會效益得分最高，威海的生態效益得分最高。青島、濟南、淄博、煙臺、威海的土地利用效益得分高于山東沿海城市帶平均水平，其余4市土地利用效益得分低于山東沿海城市帶平均水平。

2008年，山東沿海城市帶不同城市土地利用效益差異依舊顯著（見圖2）。相較于2003年，得分最高和最低的城市未變。具體來看，威海、日照、濱州的生態效益得分高，其余6市的經濟效益得分高，日照的經濟效益所占比重大幅增長。青島的經濟效益得分最高，濟南的社會效益、空間效益得分最高，威海的生態效益得分最高。青島、濟南、煙臺、威海的土地利用效益得分高于山東沿海城市帶的平均水平，其余5市土地利用效益得分低于山東沿海城市帶平均水平。

2013年，山東沿海城市帶不同城市土地利用效益差異仍舊顯著（見圖3）。相較于2003年和2008年，得分最高和最低的城市未變。具體來看，日照、濱州、淄博的生態效益得分高，其余6市的經濟效益得分高。相較于2003年，日照的經濟效益所占比重大幅增長。生態效益得分最高的城市由威海變為淄博，這與淄博當年產業結構轉型，社會各界更加注重生態環境密不可分。橫向來看，青島、濟南、淄博以及煙臺的土地利用效益得分高于山東沿海城市帶平均水平，其余4市的土地利用效益得分低于山東沿海城市帶平均水平。

2003年山東沿海城市帶各地區土地利用分效益差異明顯（見圖4）。總體來看，各市都注重土地經濟效益的發展，除日照、濱州外，其余7市的經濟效益遠高于其他三項土地利用分效益。具體來看，東營經濟效益是其社會效益的3.56倍；青島經濟效益是其生態效益的3.11倍；淄博經濟效益是其生態效益的2.97倍。橫向間比較，青島的經濟效益最高，社會效益、生態效益、空間效益較高的分別是濟南、威海、青島。威海更加注重生態環境的保護，青島由于人口密度較大，經濟較為發達，其空間效益最大。日照、濱州的經濟效益、社會效益、空間效益低于山東平均水平。

2013年山東沿海城市帶各地區土地利用分效益依舊有很大差異（見圖5）。青島經濟效益最為凸顯，遠高于其他市。青島、淄博繼威海之后生態效益最高。各市的社會效益和空間效益相差不大。

以山東沿海城市帶土地利用效益得分平均水平為參考標準，可將山東沿海城市帶土地利用效益劃分為高效、中等、低效三個檔次。青島、濟南達到高效土地利用檔次，煙臺、威海、淄博、東營接近于中等土地利用檔次，濱州、日照屬于低效土地利用檔次。根據圖6折線圖，可以將研究區域分為三種土地利用模式：

（1）“M”型，即土地利用總效益得分曲線呈現出兩個波峰，一個波谷（見圖7）。2003—2013年，土地利用總效益得分較高的青島、濟南、煙臺，還有威海、濱州、東營的土地利用模式呈現出“M”型。

（2）平滑型，即土地利用效益得分曲線呈現出平滑態勢（見圖8）。土地利用總效益得分處于較低水平的日照、濰坊，以及9市土地利用效益平均得分的曲線較為平緩。

（3）上揚型，即土地利用效益得分曲線逐漸上揚（見圖9）。2003—2013年，淄博土地利用總效益曲線總體上呈現出上揚趨勢。

10年間，山東沿海城市帶土地利用效益變化率在不同城市呈現出不同特征。圖10是2003—2008年，2008—2013年，2003—2013年山東沿海城市帶土地利用效益變化率空間分布。

2008—2003年，濟南、淄博、濰坊土地利用總效益得分降低，濱州、威海、日照土地利用總效益得分提高。2013年相較于2008年，濟南、日照、威海、煙臺土地利用總效益得分降低，濱州、淄博土地利用總效益得分提高；2013年相較于2003年，濱州土地利用總效益得分提高；濟南、東營、濰坊、日照、威海、煙臺土地利用總效益得分降低。濟南、青島的土地利用效益增速放緩，需要新的增長點來帶動土地利用效益的持續增長；濱州、威海以及淄博的土地利用效益增幅明顯，具有較大增長潛力。

（二）土地利用效益協調度結果分析

2003—2013年，山東沿海城市帶不同城市間土地利用效益協調度呈現出不同特點。總體來看，濟南、青島、煙臺土地利用效益高于研究區平均水平；威海、淄博、濰坊與研究區平均水平相近；濱州、東營、日照土地利用效益低于研究區平均水平。2003—2013年，濟南、青島、淄博、東營、煙臺、濰坊、威海土地利用效益協調度變化趨勢相似，都于2005年、2009年到達谷底，2010年后，達到各自協調度較高的水平。濱州、日照的土地利用效益協調度變化趨勢不同于其他7市，呈現出先上漲后下降又逐步上漲的趨勢。山東沿海城市帶不再只重視經濟效益的單方面突破，逐漸轉向愈加重視土地利用效益的綜合發展，山東沿海城市帶土地利用效益的協調度逐步上升（見圖11）。

山東沿海城市帶土地利用效益協調度空間分布呈現出不同特征（見圖12）：青島一直處于發展協調階段，淄博、濰坊、東營一直處于初級協調階段，日照一直處于輕度失調階段；2013年濱州土地利用協調度由輕度失調發展到初級協調階段，煙臺土地利用協調度由發展協調階段下降到初級協調階段；2008—2013年，威海土地利用協調度由初級協調上升到發展協調階段后又下降到初級協調階段；2013年濟南的土地利用協調度由發展協調階段下降到初級協調階段。山東沿海城市帶中，經濟較為發達的地區，土地利用效益協調程度也較高，而經濟相對不發達的地區，其土地利用效益協調程度也較低，有較大的發展潛力。

六、結論

本文以山東沿海城市帶為研究對象，基于2003—2013年的數據從經濟效益、社會效益、生態效益、空間效益4個準則層26個指標探究山東沿海城市帶土地利用效益并進行協調度分析。結論如下：

1.山東沿海城市帶土地利用效益可分為三個檔次和三種發展模式。青島、濟南作為山東沿海城市帶的中心城市，屬于高效土地利用檔次；煙臺、威海、淄博、東營屬于中等土地利用檔次；日照、濱州屬于低效土地利用檔次。青島、濟南、煙臺、威海、濱州、東營的土地利用模式呈現出“M”型發展模式；山東沿海城市帶土地利用總效益平均水平、日照、濰坊是平滑型發展模式；淄博是上揚型發展模式。

2.山東沿海城市帶土地利用效益變化率不盡相同。山東沿海城市帶中心及副中心城市濟南、青島的土地利用效益增速放緩，需要新的增長點來帶動土地利用效益的新的持續穩定增長；濱州、威海、淄博等經濟較為不發達的地區的土地利用效益增幅明顯，具有較大增長潛力。

3.土地利用效益協調度與地區經濟發展狀況的關系。山東沿海城市帶中，經濟較為發達的地區，土地利用效益協調程度也較高，而經濟相對不發達的地區，其土地利用效益協調程度也較低，有較大的發展潛力。

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[責任編輯 張桂霞]