三峽庫區土地利用與土地經濟協調性研究
——基于協調發展度模型

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(重慶工商大學 a.環境與資源學院;b.旅游與國土資源學院;c.融智學院;重慶 400067)

三峽庫區土地利用與土地經濟協調性研究
——基于協調發展度模型

譚 淼a,周啟剛a,b,c,王福海c,張曉娟a

(重慶工商大學 a.環境與資源學院;b.旅游與國土資源學院;c.融智學院;重慶 400067)

土地經濟系統與土地利用系統作為土地系統的重要組成部分,兩者的協調發展是土地系統和諧發展的前提,其協調狀況對區域的可持續發展具有一定的影響。以三峽庫區2007年、2010年、2014年的指標數據作為數據源,運用協調發展度模型對三峽庫區經濟與土地利用的協調發展程度進行評價與分析。結果表明,2007—2014年三峽庫區土地經濟與土地利用間的協調發展狀況保持相對穩定的發展趨勢,處于協調性較差的狀態,60%的區域的協調發展系數處于0.2以下,江津區等6個區域在0.2—0.3的范圍,重慶主城區的協調發展系數最高,一直維持在0.7以上。該研究可為三峽庫區的可持續發展提供可靠的數據和決策建議。

土地利用;土地經濟;發展度模型;協調發展度模型;三峽庫區

協調發展是一個綜合的復雜的系統工程,涉及社會、經濟、環境等方面[1],普遍認為協調發展就是區域PRED(人口、資源、環境、經濟和社會系統)系統中諸要素和諧、合理、使總效益最優的發展[2]。土地利用系統是一個以土地利用為基礎的自然、經濟、社會復合系統,它既有生態系統的一般特性,又有自身的特殊性,集中體現了人口增長、經濟發展與資源短缺的矛盾[3]。土地經濟系統與土地利用系統作為土地系統的重要組成部分,兩者的協調發展程度對整個區域的可持續發展都會產生重大影響。

自20世紀90年代以來,國內學者們開始對環境、資源、經濟的協調發展進行了大量研究,主要通過建立系統間指標體系和評價模型來評價協調發展程度的大小。例如,楊氏弘根據協同論原理，建立了經濟—環境系統協調評價指標體系[4];洪銀興提出中國可持續發展指標體系[5];吳躍明建立了新型環境—經濟協調度模型[6];廖重斌提出協調度與協調發展度的計算模型,并構建了協調發展分類體系與評判標準[7]。21世紀,協調發展度模型得到了廣泛而深入的應用。例如,陳興雷、李淑杰、郭忠興基于土地利用評價、生態環境評價的協調度計算模型,對吉林省延邊朝鮮自治州的土地利用與生態環境協調度進行了分析[8];班春峰通過對土地利用協調度方法的回顧與完善,運用極端權重對土地利用系統的整體協調度進行了分析[9];劉瓊、吳斌、歐名豪等依據協調發展理論,通過建立協調發展模型對江蘇省揚州市的土地利用系統和經濟系統間的協調度進行了定量計算[10]。

基于以上分析,本文以三峽庫區為研究對象,運用功效系數評分法對原數據進行了處理，再運用熵權法對評價指標進行賦權,基于土地經濟與土地利用協調性模型對三峽庫區土地經濟與土地利用協調性進行了評價與分析,以期了解2007—2014年三峽庫區土地經濟與土地利用的協調發展動態變化。研究結果對三峽庫區土地經濟與土地利用的協調發展和區域可持續發展都具有極為重要的理論價值和實踐意義。

1 研究區域概況

三峽庫區是指在三峽工程中因蓄水高度175m被淹沒的行政區域,主要位于29°16′—31°25N、106°05′—110°50′E之間,地處四川盆地以東、江漢平原以西,大巴山脈以南,鄂西武陵山脈以北的山區地帶(圖1)。三峽庫區地勢沿河流、山脈起伏,南北高、中間低,從南北向長江河谷傾斜。該區的整個庫區總面積約為5.9萬km2,包括重慶市和湖北省的部分區縣,總共由26個區縣組成,人口相對密集、經濟基礎較薄弱、自然地理狀況較差、土地利用比較脆弱。

圖1 三峽庫區區位

我國一直堅持可持續發展的理念,國內學者也在不斷地追求和實現經濟、社會、資源、生態的協調發展。系統間協調性研究的區域大多集中在具體某個城市區域。三峽庫區作為一個獨特的地理單元,是我國典型的生態脆弱區和敏感區,也是長江中下游的生態屏障,水庫面積巨大,無論在地方層面還是國家層面均具有重要性、特殊性和典型性。

2 數據來源及研究方法

2.1 數據來源

本文以2007年、2010年、2014年的Landsat TM遙感影像數據作為三峽庫區土地利用評價指標的數據源,所有影像數據均通過Albers投影進行處理,雙標準緯線分別為25°E和47°N,中央經線為110°E,其中Landsat TM遙感影像數據1—5波段和7波段的空間分辨率均為30m。其中,6波段的空間分辨率為120m,土地經濟的評價指標數據來自2007年、2010年、2014年的《重慶市統計年鑒》、《湖北省統計年鑒》、《宜昌市統計年鑒》。

2.2 數據預處理

通過對影像圖進行輻射校正、幾何校正和鑲嵌處理,運用ERDAS10.1軟件對三峽庫區2007年、2010年、2014年的Landsat TM遙感影像數據進行2—3波段融合,采用人機交互解譯的方式對數據進行預處理,從而得到三峽庫區三期土地利用數據。

2.3 研究方法

評價指標分值模型(功效系數評分法):評價指標分值模型采用的是功效系數法對其指標數據進行評分。該方法是根據多目標規劃原理,通過對每一項評價指標確定一個滿意值和不允許值,以滿意值為上限,以不允許值為下限,計算各指標實現滿意值的程度,且轉化為相應的功效分數。

(1)

(2)

熵權法:利用熵權法進行賦權相對客觀,它根據不確定性來量度確定其指標權重。某個指標的信息熵越小,表明指標值的變異程度越大,提供的信息量越多,在綜合評價中所起到的作用也越大,其權重也就越大,反之亦然。信息熵的計算公式為:

(3)

(4)

(5)

土地經濟與土地利用協調度評價函數模型:土地經濟與土地利用的協調發展是整個土地系統間協調發展的前提,利用離差系數求算方法建立基于經濟質量指數評價和土地利用綜合質量指數評價的土地經濟與土地利用協調度函數模型,并且以此建立表征土地經濟與土地利用之間總體發展水平的協調發展度模型。

效益指數函數為:

(6)

(7)

式中,f(x)表示土地經濟效益指數;g(x)表示土地利用效益指數;ωi、ωj分別表示土地經濟指標體系中第i個指標、土地利用指標體系中第j個指標的權重;Pi、Pj表示土地經濟指標體系和土地利用指標體系中第i個和第j個指標。

土地經濟與土地利用整體效益綜合評價指數離差系數:

(8)

(9)

式中,k表示調節系數,k≥2,本文選取k=2。

土地經濟與土地利用整體效益的綜合評價指數為:

T=αf(x)+βg(y)

(10)

式中,α、β表示待定權數,結合層次分析中的權重分配可得,α、β的取值均為0.5。

協調發展系數模型:

(11)

式中,C代表土地經濟子系統與土地利用子系統協調度模型;T代表土地經濟與土地利用整體效益綜合評價指數。

分類標準:本文采用了土地經濟與土地利用協調發展度等級劃分標準、土地經濟與土地利用協調發展及類型劃分標準對三峽庫區土地經濟與土地利用協調度等級和協調發展類型進行評定,并且細化了對土地經濟與土地利用協調性的相互關系,見表1、表2。

表1 土地經濟與土地利用協調發展度等級劃分標準

表2 土地經濟與土地利用協調發展及類型劃分標準

本文基于協調發展度模型對三峽庫區土地經濟與土地利用協調度進行了評價與分析,通過構建三峽庫區土地經濟與土地利用協調度評價指標體系,首先利用功效系數評分法對指標的原數據進行標準化處理,然后運用熵權法對指標進行客觀賦權,定量計算并分析了庫區土地經濟與土地利用的協調發展狀況。

3 研究結果

3.1 協調性評價指標體系建立

通過參考大量有關土地經濟與土地利用協調性研究的文獻和三峽庫區各區縣的統計年鑒以及遙感影像中所提供的數據,本文在確保數據獲取的真實性與可靠性的前提下,選取具有代表性的指標數據,構建了三峽庫區土地經濟與土地利用協調性評價指標體系,并運用熵權法確定各指標的權重，計算結果見表3。

3.2 系統間協調發展度計算

根據協調發展度模型中各個參數數據(表4)的計算公式,結合所建立的評價指標體系及其權重，經過無量綱化處理后的各指標數據,對三峽庫區2007—2014年三峽庫區土地經濟與土地利用協調發展度進行定量計算。

表3 評價指標體系

從表4可知,2007—2014年主城區的經濟效益指數最高,其他區域的經濟效益指數都很低,均在0.1上下浮動。從土地利用效益指數上看,主城區與云陽區均接近于0.5的水平,其次是長壽區、武隆區、石柱區,其他地區均在0.3以下。主城區的綜合評價指數始終處于最高水平,其次是云陽縣。從協調度的角度分析,主城區和江津區的綜合評價指數始終處于最高水平,其中夷陵區的變化幅度最大,三個年份的綜合評價指數分別為0.26、0.50、0.81;涪陵區和萬州區的變化幅度較大,分別從2004年的0.58和0.44上升到2007年、2014年的0.7左右的水平;其他各區域的變化幅度較小，且綜合評價指數都比較低。

總體上看,三峽庫區的協調發展系數比較低。大部分地區都處于0—0.19的范圍,萬州區、長壽區在0.2—0.29的范圍,涪陵區和江津區處于0.3—0.39,主城區一直居于首位,穩定在0.7—0.8。這意味著三峽庫區經濟與土地利用間的協調發展狀況保持了相對穩定的發展趨勢,并且一直處于協調性較差的狀態。

表4 2007—2014年三峽庫區協調發展度模型各參數

3.3 協調度等級分析

通過式(9)所計算出的2007—2014年三峽庫區各區縣協調度的具體數據,依據表1的土地經濟與土地利用協調發展度等級劃分標準,確定各區縣兩系統間的協調發展度類型,并利用ArcGIS軟件得到三峽庫區協調度等級分布,見圖2。

圖2 三峽庫區協調度等級分布

從圖1可見,三峽庫區土地利用與土地經濟大部分區域屬于失調的狀態。武隆縣、豐都縣、石柱縣、忠縣、云陽縣、奉節縣、巫溪縣、巫山縣、巴東縣、秭歸縣和興山縣在2007—2014年期間的土地利用與土地經濟一直處于嚴重失調狀態，部分地區的協調度等級呈現出不斷上升趨勢。其中,夷陵區從嚴重失調到勉強協調到良好協調;開縣從嚴重失調到輕度失調;萬州區從瀕臨失調到初級協調到中級協調；涪陵區從勉強協調到中級協調;主城區從中級協調到良好協調,江津區從初級協調到中級協調；長壽區的協調度等級變化呈現出了“V”型特點,從嚴重失調狀態上升為輕度失調狀態,2007—2014年又下降到嚴重失調狀態。

3.4 協調發展類型分析

通過計算出的2007—2014年各區縣協調發展系數以及土地利用與經濟效益指數間的關系,從協調度發展類型的兩個層次分別對三峽庫區2007—2014年各區縣的動態變化進行分析,見圖3、圖4。

圖3 三峽庫區協調度發展類型(第一層次)分布

圖4 三峽庫區協調度發展類型(第二層次)分布

從圖3可見,三峽庫區大部分區域在2007—2014年的土地利用與土地經濟協調度發展類型(第一層次)保持著穩定不變的狀態,少部分地區有較明顯的變化。萬州區從中級失調發展類到輕度失調發展類,其原因主要是萬州區的工業得到了進一步發展,工業總產值從2007年的815254萬元快速增加到2010年的3705390萬元和2017年的6764059萬元。開縣從嚴重失調發展類到中度失調發展類,土地利用效益保持了持續穩定的發展狀態,土地經濟效益在逐年遞增,變化較緩慢,協調發展系數在2007年、2010年、2014年分別為0.19、0.21、0.23。巴東縣從極度失調發展類到嚴重失調發展類再到極度失調發展類,出現“V”型特點的變化趨勢。這主要是由市場上土地經濟的變化所導致,巴東縣的工業總產值在2007—2014年期間分別為129842萬元、2879167萬元、465441萬元,其他指標數據的變化幅度相對較小。夷陵區從嚴重失調發展類到輕度失調發展類再到中級協調發展類,雖然土地利用效益在逐年遞減,但減少的幅度比土地經濟效益增加的幅度小,導致最終的協調發展系數在逐年增加,其中工業生產總值和固定資產投資總額2007—2014年期間有了明顯的提高。

根據圖4分析得出,2007—2014年三峽庫區三個區域的協調度等級沒有變化,其中主城區屬于土地利用滯后型,其他區域均屬于土地經濟滯后型。通過指標具體數據反映出主城區的建設用地率一直處于36%—38%之間,其他地區均在10%以下,主城區的建設用地率明顯高于其他地區,也高于該區域其他土地利用類型的占有率。這說明三峽庫區各個地區的土地經濟與環境間的發展關系和模式都存在一定的問題,經濟發展落后于土地利用發展或環境落后于經濟發展,集中體現出了土地經濟與土地利用未能協同發展的問題。如何更好地的處理兩者之間的發展關系與結構,是三峽庫區協調發展所面臨的重大問題。

4 結論與建議

4.1 主要結論

本文通過對兩系統協調性定量研究相關模型的借鑒,采用了可信度較高、可操作性較強的協調度計算模型,對三峽庫區2007—2014年的土地經濟與土地利用協調發展度進行了計算。主要結論有以下幾方面:①從協調度等級上看,三峽庫區60%的區域在2007—2014年期間土地經濟與土地利用一直處于嚴重失調狀態;其中5個區域的協調發展度等級持續提高,達到勉強協調水平及以上的區縣從2007的3個上升到2010年、2014年的5個;僅萬州區的土地經濟與土地利用出現了“V”型變化特征。②三峽庫區整體經濟與土地利用協調發展狀況較差,其中重慶主城區的土地經濟與土地利用協調狀況最好,其次是江津區和涪陵區,萬州區、開縣、夷陵區的協調狀況2007—2014年都得到了一定程度的改善,巴東縣的協調狀況最不穩定,出現“V”型特點的變化趨勢。但從協調發展類型上看,屬于協調發展類的區縣僅僅只有重慶主城區。③重慶主城區在發展過程中的土地經濟效益指數始終高于土地利用效益指數,與此相反,其他地區均屬于土地經濟滯后型發展類型。

4.2 建議與不足

為了更好地促進三峽庫區土地經濟與土地利用的協調發展,進一步改善三峽庫區土地經濟與土地利用間的協調狀況,必須確保土地資源可持續利用、經濟穩定高速發展。由此對三峽庫區土地經濟與生態環境協調發展規劃提出以下幾點建議:①優化產業結構,提高資源的利用效率和有效配置。②強化土地利用結構,集約利用土地,減少對土地資源的浪費。③提高森林覆蓋率,提高生態涵養能力。④合理開發土地,在基于開發建設用地以獲得經濟發展的模式下,調控好各種用地類型比例,對用地進行嚴格的管控。⑤嚴格規劃各區域的用地紅線,避免對土地的過度開發。

本研究運用功效系數評分法、熵權法和協調發展度模型對三峽庫區經濟與土地利用進行了評價與分析,雖然在一定程度上對以往的系統間協調發展評價起到了補充作用,但仍然存在諸多不足。首先,在時間段上的選取上明顯不充分,只選取了3年的數據作為支撐顯得過于單薄。其次,研究區域范圍較大,導致數據收集困難,從而在一定程度上影響到了評價指標數據的選取。第三,本研究采用的評價方法主要借鑒于相關文獻資料,需要結合自身研究的重點及其研究區域特色來優化評價模型,得到更加準確的評價結果。未來的研究應獲取更多年份和區縣的具體數據,結合實際研究對象的特點,對評價模型進行針對性的優化,并對系統間的協調性評價做進一步的探究。

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EvaluationonIntegratedDevelopmentBetweenLandUseandEconomySystem——BasedonIntegratedDevelopmentDegreeModel

TAN Miaoa,ZHOU Qi-ganga,b,c,WANG FU-haic,ZHANG Xiao-juana

(Chongqing Technology and Business University a.College of Environment and Resources;b.School of Tourism and Land Resources;c.College of Rongzhi,Chongqing 400067,China)

As important parts of the land system,the coordinated development of land economic system and land use system was the premise of the harmonious development of land system,the situation of coordinated development had some impact on regional sustainable development.This paper used index datas of 2007,2010 and 2014 as the data source to evaluate and analyzed the coordinated development of land economy and land use in Three Gorges Reservoir Area through the coordinated development degree model.The results showed that the coordinated development of land economy and land use in the Three Gorges Reservoir Area from 2007 to 2014 was maintained a relatively stable development trend and was in a state of poor coordination.About 60% of area′s coordinated development coefficients were under 0.2.The Jiangjin District and other five regions′ coefficients were in the range of 0.2—0.3.Chongqing,the city region had the highest coefficient,was maintained at the level of 0.7 or more.The results would provide more reliable data and more effective recommendations for the sustainable development in the Three Gorges Reservoir Area.

land use;land economy;development degree model;integrated development degree model;Three Gorges Reservoir Area

2017-11-22；

2017-12-17

國家自然科學基金項目(編號:41101503);重慶市教委科技項目(編號:KJ1601901);重慶工商大學融智學院科研項目(編號:20158001);重慶工商大學研究生創新型科研項目(編號:yjscxx2017-066-63)。

及通訊作者簡介：譚淼(1995-),女,四川省廣安人,碩士研究生,主要從事環境規劃與管理研究。

10.3969/j.issn.1005-8141.2018.01.008

F301

A

1005-8141(2018)01-0041-06