城市近郊區土地可持續利用評價研究*

李修峰，周丁揚

(北京師范大學地理科學學部，北京 100875)

0 引言

城市郊區是城市的重要組成部分，它與城市在功能、經濟、建設、環境等方面有著密切的聯系[1]。隨著城市郊區化和鄉村城鎮化進程的加快，城鄉交錯帶的發展矛盾日益尖銳，其中土地利用問題越來越備受關注。土地的可持續利用是社會經濟與資源環境可持續發展的前提和基礎[2]，現階段，如何實現經濟社會的良好發展與土地資源的可持續利用相協調，仍然是亟需解決的問題。對其展開定量化評價，將有利于了解土地利用現狀，對今后的合理開發提出針對性建議。

目前，已有眾多學者針對不同地區的土地可持續利用問題進行了評價。鄢然等[2]構建了哈爾濱市市域土地可持續利用評價指標體系，對該市土地利用水平展開了評價。周國華[3]等人論述了我國城市邊緣區土地利用存在的問題，并對此提出了解決方案。劉慶[4]等人從土地利用的經濟效益化、集約化、環境生態化和社會和諧化等方面構建了長株潭地區土地利用評價體系，深入探討了該地區土地可持續利用的空間格局。涉及土地可持續利用評價的方法眾多，主要包括層次分析法[5-6]、相關分析法[7]、熵值法[8]、生態足跡法[9]等。隨著工業化與城市化的發展，濟南市城郊土地質量嚴重下降，糧食供應得不到有效保障[10-11]。文章參考前人的研究，針對濟南市城郊基本現狀，通過從經濟可行性、社會可接受性和資源環境協調性3個方面構建濟南城郊地區土地可持續利用評價體系，采用熵值法和加權法定量計算綜合評價分值，并利用障礙因素分析法定量化對2009—2017年該地區土地可持續利用的主要限制因素進行了分析，以期為今后完善土地利用規劃，最終實現土地的持續利用提供理論參考。

1 研究區概況和數據來源

1.1 研究區概況

濟南市(N36°40′，E116°59′E)是山東省省會，位于該省中西部，是環渤海地區南翼的中心城市，全省的經濟、政治、文化、交通及科技中心，總面積8 177.21km2。地處中緯度地帶，屬于溫帶季風氣候，四季分明。年平均氣溫13.8℃，年平均降水量685mm，年日照時數1 870.9h。截止2017年，濟南共7個市轄區、3個縣。市轄區有市中區、歷下區、天橋區、槐蔭區、歷城區、長清區和章丘區，縣有濟陽縣、平陰縣和商河縣。城郊地區包括商河、平陰和濟陽3個縣，其中商河和濟陽位于濟南北郊，平陰位于南郊，總面積3 088km2。全市耕地面積35.76萬hm2，園地2.59萬hm2，林地8.45萬hm2，草地5.71萬hm2，城鎮及工礦用地14.19萬hm2，交通運輸用地2.93萬hm2，水域及水利設施用地為5.09萬hm2，其余為其他用地。

截止2017年末，全市常住人口732.12萬人，比2016年末增長1.22%，常住人口城鎮化率達到70.53%。全年實現生產總值7 201.96億元，比2016年增長8.0%。城郊地區總人口157.18萬人，比2009年提高了2.2%。相對城區發展較為落后，全年實現生產總值812.94億元，僅占全省生產總值的11.29%。固定資產投資154.4億元，占全省的3.54%。

1.2 數據來源

該研究所采用的數據來源于《2010—2016年山東統計年鑒》《2010—2016濟南統計年鑒》、2009—2017年商河縣、平陰縣和濟陽縣國民經濟和社會發展統計公報。

2 研究方法

2.1 評價指標體系構建

為評價濟南城郊土地可持續利用水平，該文遵循可持續發展、地域分異和生態發展等理論，堅持系統性、可操作性和全面性等原則，結合實際發展現狀，參考鄢然等人[2]構建的評價體系，從土地利用的經濟可行性、社會可接受性和資源環境協調性3個方面，構建了濟南城郊土地可持續利用評價指標體系，如表1所示。

表1 濟南城郊土地可持續利用綜合評價指標體系

目標層準則層指標層單位土地可持續利用經濟可行性X1單位面積GDP X11萬元/hm2地均社會消費品零售額X12萬元/hm2地均固定資產投資X13萬元/hm2地均公共財政預算收入X14萬元/hm2第三產業所占比重X15%單位面積糧食產量X16t/hm2社會可接受性X2城鄉收入比X21人口密度X22人/km2人口自然增長率X23‰社會需求滿意度X24%資源環境協調性X3人均公園綠地面積X31m2/人林木綠化率X32%垃圾無害化處理率X33%污水處理率X34%人均耕地面積X35hm2/人

2.2 土地可持續利用定量評價

2.2.1 熵值法計算各指標權重

熵值法是一種客觀賦權方法，以指標大小之間的差異來衡量其對系統的影響，科學性較高，該研究采用該方法確定各指標權重。

第一步，為消除指標量綱對結果造成的影響，對數據進行標準化處理，計算方法見公式(1)：

(1)

式(1)中，Xij表示第i年第j項指標的數值，Aij表示第i年第j項指標標準化后的數值。

第二步，計算第j項指標的熵值，計算方法見公式(2)：

(2)

式(2)中，Sj表示熵值，Bij表示第i個年份第j個指標值的比重，n為年份，m為評價指標的個數。

表2 2009—2017年濟南城郊土地可持續利用評價指標所占權重

準則層權重指標層權重X10.396 5X110.065 6X120.086 3X130.097 5X140.076 5X150.041 1X160.029 5X20.268 6X210.092 1X220.059 7X230.041 9X240.074 9X30.334 9X310.058 3X320.044 5X330.086 4X340.101 3X350.044 4

表3 土地可持續利用程度評價標準

得分評價標準0≤F<0.5不可持續0.5

圖1 2009—2017年濟南城郊地區土地可持續利用評價得分

第三步，計算指標權重，計算方法見式(3)：

Wj=(1-Sj)/∑(1-Sj)

(3)

根據式(1)～(3)計算各指標所占權重，其中準則層的權重是由對應指標層的權重相加所得，結果如表2所示。

2.2.2 土地可持續利用綜合評價

采用加權法計算綜合得分值，計算方法見公式(4)：

(4)

式(4)中，F代表綜合得分值，n代表年份。根據表3[12]確定濟南市城郊土地可持續利用程度。

2.2.3 土地可持續利用障礙度

對障礙土地可持續利用的主要因素進行分析和評價，以便對今后土地的可持續利用提出針對性措施。

第一步，計算因子貢獻率，計算方法見公式(5)：

Fj=Vj×Wj

(5)

式(5)中，Tj表示因子貢獻率，Vj表示第j項指標相對于所在準則層的權重，Wj表示第j項指標相對于目標層的權重。

第二步，計算指標偏離度，計算方法見公式(6)：

Lij=1-Aij

(6)

式(6)中，Lj表示指標偏離度，Aij表示第i年第j項指標標準化后的數值。

第三步，計算可持續發展障礙度，計算方法見公式(7)：

(7)

式(7)中，Zij表示指標可持續發展障礙度。

3 結果與分析

3.1 土地可持續利用評價

從圖1可以看出，2009—2017年濟南市城郊土地可持續利用綜合評價分值逐年提升，由2009年的0.199提高到2017年的0.827，提高了3.15倍。2009—2012年土地可持續利用綜合評價分值在0.199～0.485之間，處于不可持續階段，說明在此階段，濟南市城郊土地利用比較粗放，利用效率較低。2013—2016年，綜合評價分值介于0.625～0.671之間， 2013年相比2012年評價值提高了28.8%，開始過渡到可持續程度一般狀態。2017年，濟南市國土資源局在市局及縣委、縣政府的領導下，緊緊圍繞經濟發展的中心任務，按照“盡職盡責保護國土資源，節約集約利用國土資源，全力保障經濟發展”的工作定位，扎實開展城郊各項土地整治工作，取得了顯著成效。土地可持續利用綜合評價分值提高到了0.827，可持續程度較高。整體來看，濟南城郊土地可持續利用程度呈現良好的態勢。

2009—2017年濟南城郊土地可持續利用的經濟可行性評價分值除2012年略有降低外，整體呈上升趨勢，由2009年的0.055增加到2017年的0.396，提高了6.19倍，說明濟南城郊土地利用取得了明顯的經濟效益。從資源環境協調性來看，評價分值也基本呈上升趨勢，由0.047增加到了0.276，提高了4.88倍。但在2015和2016年略有波動，相比2014年分別降低了0.020和0.029。可以看出， 2009—2017年濟南城郊土地可持續利用的經濟效益與資源環境的發展逐步相協調。2009—2017年濟南城郊土地可持續利用的社會可接受性評價分值波動較大， 2012年分值最高，為0.175， 2009年最低，僅為0.097，社會可接受性與經濟可行性和資源環境協調性發展極不平衡。

3.2 土地可持續性利用障礙度診斷

對濟南城郊土地可持續性利用評價體系各指標的障礙度進行計算，并進行排序，得出表4的數據。在時間排序上確定每年的主要障礙因素，通過障礙程度出現的頻率排名，得到頻次最高的前4位指標，即為主要的限制因素。從表4主要障礙因子出現的頻率來看，濟南城郊制約土地可持續利用的障礙因素依次為：人均耕地面積、地均固定資產、垃圾無害化處理率和污水處理率。

表4 2009—2017年濟南城郊土地可持續性利用指標障礙度

200920102011201220132014201520162017指標障礙度(%)指標障礙度(%)指標障礙度(%)指標障礙度(%)指標障礙度(%)指標障礙度(%)指標障礙度(%)指標障礙度(%)指標障礙度(%)X2225.36X3517.45X2119.04X3317.63X3313.15X3414.36X3414.24X2225.36X3517.45X3523.40X2217.16X3513.13X3412.48X3412.36X3312.26X3312.16X3523.40X2217.16X1618.48X1613.07X1611.96X2111.39X218.90X2110.49X1311.50X1618.48X1613.07X1513.09X2312.01X2210.00X358.84X137.07X139.13X1210.13X1513.09X2312.01X2312.19X218.83X117.46X227.27X126.95X 128.05X148.82X2312.19X218.83X242.94X158.46X157.36X126.35X146.92X148.03X117.38X242.94X158.46X131.21X325.80X326.12X315.73X156.51X116.55X156.40X131.21X325.80X120.54X244.13X125.51X325.63X315.47X 156.06X326.26X120.54X244.13X340.53X114.09X145.08X235.55X325.24X325.64X245.66X340.53X114.09X140.48X313.65X134.37X135.47X115.02X315.17X315.13X140.48X313.65X330.45X142.91X313.85X145.17X354.79X354.75X234.39X330.45X142.91X110.41X121.26X332.89X244.17X164.72X164.18X164.13X110.41X121.26X210.39X130.45X232.68X114.14X244.62X243.60X211.42X210.39X130.45X310.31X340.39X340.34X150.10X224.42X221.69X351.29X310.31X340.39X320.23X330.34X240.20X160.07X233.84X230.05X221.10X320.23X330.34

濟南城郊地區耕地面積占比較高， 2017年的數據顯示，濟南市以35.76萬hm2的耕地養活732.12萬人口，人均耕地面積也僅為0.048 8hm2/人，山東省人均耕地面積為0.076 5hm2/人，遠低于全省平均水平。2009—2017年濟南城郊地區雖然總耕地面積變化較小，但由于人口的持續增長，人均耕地面積呈現降低的趨勢。2017年相比2009年，人口增加了3.38萬人，人口密度由498人/km2上升到509人/km2。這個階段，人均耕地面積對土地的可持續利用的狀態產生重要影響。人口的增長必然帶來資源環境承載力的下降，制約土地的可持續利用。今后在控制人口增長的同時，要注重保護耕地面積，減少污染物對耕地質量的破壞，從而促進土地資源的可持續利用。

通過單位面積上的投入和產出，可以分析濟南城郊的經濟發展水平。2009年濟南城郊地均固定資產投入僅為6.93億元/hm2， 2017年提高到22.98億元/hm2，但也僅為山東省平均水平的66.9%。與全省相比，還存在較大差距。

土地的可持續利用與人類對環境的保護密切相關，垃圾無害化處理率和污水處理率直接關系到土地的可承載能力。垃圾堆放會占用大量土地，固體垃圾和污水如果未經嚴格處理，嚴重污染土地，尤其是對農業生態造成嚴重危害，導致農田中重金屬積累，農作物產量和質量下降。同時，垃圾處理不當，會將大量細菌和病毒帶入環境中，直接威脅到人類的健康。

4 結論與建議

4.1 結論

該文通過從經濟可行性、社會可接受性和資源環境協調性3個方面構建濟南城郊地區地可持續利用評價體系，采用熵值法和加權法計算綜合評價分值，并利用障礙因素分析法對2009—2017年土地利用的可持續利用狀態和主要限制因素進行了分析，得出以下結論。

(1)2009—2017年濟南市城郊土地可持續利用綜合評價分值逐年提升，由2009年的0.199提高到2017年的0.827，可持續性程度明顯提高，由不可持續過渡到了可持續程度很高。但從經濟可行性、社會可接受性和資源環境協調性的評價分值來看，濟南城郊土地可持續利用的社會接受性與經濟可行性和資源環境協調性并不平衡。

(2)對濟南城郊土地可持續性利用的障礙因素進行診斷，確定出主要障礙因子依次為：人均耕地面積、地均固定資產、垃圾無害化處理率和污水處理率。

4.2 建議

(1)提高資本和科技投入。針對土地投入不足的問題，目前濟南城郊地區需要加大對土地的資本和科技投入，逐步轉變落后的土地經營理念，由粗放式經營走向集約化生產，走可持續發展之路。將科技與土地資源和勞動力等生產要素相結合，加大資本對土地資源合理配置、提高勞動技能等的投入，從而提高土地的單位產出。城市是人群的高密集區，對蔬菜，水果等的消耗較大，城郊地區可發展設施農業，觀光采摘等，得以實現土地資源的可持續利用。

(2)控制人口規模。人口數量過大，導致對土地資源的需求量增大。當前隨著城市建設的擴張，城郊地區人地矛盾日益突出。通過人為努力開墾的土地可使用面積有限，只有將人口控制在可承載的范圍內，才能實現土地的利用與社會經濟的發展目標相平衡。

(3)切實保護耕地。做到土地資源合理布局，嚴格控制非農用地的外延，切實保護耕地。加強農田水利設施建設，提高土地的單位產出。合理控制化肥、農藥等農用投入品的使用，降低工業廢水、廢氣的排放，提高垃圾的處理率，減少土壤污染。推廣使用生物肥料，提高土壤肥力，用地與養地相結合，有利于土地的可持續利用。