基于GIS 的區域土地整治效益評價

王偉星，韓 侃，盛 斌，朱兆榮，王 瑜，趙守全

（1.中鐵西北科學研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000；2.中鐵科學研究院有限公司，四川 成都 610032）

土地整治效益評價主要包括經濟效益、社會效益、生態效益三大效益的評價。土地整治效益評價是從社會、經濟、生態角度對土地整治效益的客觀科學評價，有利于土地整治水平的提高，確定土地整治的未來方向。通過查閱相關國內文獻資料及有關論文，分析了當前國內土地整理效益評價的研究內容和研究方法。結合文獻并根據隴南地區土地整治的建設情況，確定出土地整治效益的評價指標。運用層次分析法（AHP），定出這些指標之間的相對重要程度，從而算出這些指標相對應的權重。最后，采用多因素綜合評價法，得出經濟效益，社會效益和生態效益的評價結果。根據結果，提出建議并得出結論。

1 研究方法

1.1 層次分析法

在土地整治綜合效益分析評價中，采用層次分析法，對土地綜合整治帶來經濟的增長、社會民生的提高和生態環境的改善分別進行評價分析，為土地整治效益評價提供相關支持[1]。

1.2 多因素綜合評價法

多因素綜合評價法是用各指標數據乘以相對應權重，再通過加權求和確定評價結果的最終得分。通過多因素綜合評價法，對隴南地區土地整治后的經濟效益、社會效益、生態效益進行定量評價，比較各指標層效益的大小及差異[2]。

1.3 文獻法、經驗值法

在評價結果的分析上，由于無法準確量化土地修復收益，因此可以采用文獻方法和經驗價值方法[3]。

2 基礎理論

2.1 系統理論

土地整治效益是一種綜合管理效益，包括經濟發展效益、社會生態效益與生態環境效益三方面，這三方面又彼此聯系相互統一，同時又不能單獨的評價某一個效益而忽略了其他效益[4]。

2.2 成本-收益理論

其基本原理是花在項目上各種理論成本的成本效益與項目（包括直接和間接的好處收益）被轉換成相同的組合措施的實施獲得的（直接和間接成本）的各種好處，然后比較權衡得失的數量[5]。

2.3 土地供給理論

通過土地整治，可以在不改變土地用途的情況下促進農用土地整治，增加有效耕地面積，提高耕地質量等級，促進耕地布局優化。積極穩妥推進中國鄉村土地整治，優化居民點布局，改善我國農村經濟基礎教育設施；擴大城市發展空間，促進土地經濟和集約利用，提高土地價值[6]。

2.4 土地報酬遞減理論

指當在持續的技術條件下對土地的投資超過一定限度時，就會發生收益遞減的后果[7]。

3 GIS 數據處理及空間分析

3.1 數據來源

為科學地評價隴南地區土地整治效益，通過查閱甘肅省統計年鑒得出以下有關經濟效益、社會效益、生態效益的相關指標數據。見表1、表2、表3。

表1 經濟效益各指標數據

表2 社會效益各指標數據

表3 生態效益各指標數據

3.2 研究區土地整治前后對比分析

本文的數據均來源于2012 年和2017 年甘肅省統計年鑒，將選取的指標對應的數據經過處理，然后導入ArcGis 軟件，繪制出以下土地利用現狀及耕地、林地分布圖，如圖1-圖10 所示。

圖1 2017 年土地利用現狀圖

圖2 2017 年隴南地區耕地面積柱狀圖

圖3 2017 年耕地分布

圖4 2017 年隴南地區林草覆蓋

圖5 隴南地區農林牧漁總產值對比

圖6 隴南地區土地墾殖率對比

圖7 隴南地區農業機械總動力對比

圖8 隴南地區耕地復種指數

圖9 隴南地區人均生產總值

圖10 隴南地區人均生產總值柱狀圖

根據圖1，隴南地區2017 年土地利用現狀整體表現為耕地主要集中在禮縣、西河縣、成縣、武都區等地，其中禮縣最為集中；林草覆蓋以徽縣、兩當縣、康縣、文縣最為集中。

根據圖5 顯示，從2012 年到2017 年隴南地區各縣區的農林牧漁總產值有著相同幅度的提高，可以看出此次土地整治惠及全隴南市各個地區。

根據圖6 可以看出，從2012 年到2017 年，隴南地區土地墾殖率基本有著同步的增長，依舊是禮縣、西和縣、成縣最高，分別為0.1614、0.02167、0.01631；宏昌縣、徽縣、武都區次之分別為0.0086、0.0096、0.0100；文縣最低為0.0041。

根據圖7 可以看出，從2012 年到2017 年，隴南地區各縣農業機械化明顯增加，其中禮縣增速最快，從2012 年 的158100kwh 增 至2017 年 的274669kwh；武都區從215597kwh 增至305976kwh。

由圖8 可以看出，兩當縣和文縣的土地復種指數有著明顯的上升，分別增加了0.38446 和0.27545，而康縣和西和縣有著不同程度的下降。武都區增長0.08、成縣增長0.0359、宏昌縣增長0.0778、禮縣增長0.0010、徽縣增長0.0549。

4 土地整治效益評價

4.1 土地整治效益評價指標體系分析

4.1.1 建立評價指標體系

根據隴南地區土地整治效益評價的內容及相關指標，采用定量和定性相結合的評價方法，從經濟收入的增長、社會民生的提供及生態環境的改善三個方面來建立隴南地區土地整治效益評價指標體系[8-15]。

經濟效益：具體包括了五項指標，農林牧漁總產值增加率、農業機械總動力提高率、農作物播種面積新增率、人均生產總值提高率、農民人均收入提高率[16]。

社會效益：結合隴南地區土地利用現狀及土地整治的相關內容，選取了豬牛羊肉產量增加率、人均耕地增加值、農民年收入增加率、常住人口增加率[17]。

生態效益:結合隴南地區土地利用現狀及林草覆蓋狀況，為生態效益評價選取了三項評價指標，土地復墾率、耕地復種指數、有效灌溉面積增加值[18]。

對于各項評價指標的詳細內容見表4。

表4 各項評價指標的詳細內容

4.1.2 確定評價指標權重

層次分析法（AHP）適用于很難量化處理的指標，通過構建判斷矩陣，將指標分解成為準則層、指標層等，分別確定它們的權重。同時，為了對指標進行量化，需要對判斷矩陣進行標度定量。通過層次分析法建立比較矩陣[19]，如公式（1）:

判斷矩陣一致性檢驗：CI 為矩陣一致性值，它的值越大，說明計算結果與真實值出入越大。反之，如果它的值越小，說明計算結果越接近真實值，當它的值為0 時，說明計算結果與真實值完全一致[20]。如公式（2）（3）：

當CR＜1 時，認為計算結果與真實值的偏差在可評價可以接受范圍內，否則需要做出調整，再次進行對比，直至符合要求，見表5，表6。

表5 一致性檢驗指標

表6 土地整治效益評價指標權重表

4.2 確定評價標準

在建立評價指標體系、確定了指標權重的基礎上，采用多因素綜合評價進行土地整治的效益評價。根據《甘肅省統計年鑒》，按照所選指標，見表7，查找2012 年和2017 年各項指標的數值，確定評價標準。

表7 指標數據

根據以上計算數據及相關標準，并參相關文獻，把這11 個評價指標評分范圍劃分為20 分、40分、60 分、80 分、100 分五個等級。具體見表8。

表8 評分標準表

根據表2 和表3，得出隴南地區土地整治效益各指標得分，見表9。

表9 指標得分匯總表

4.3 準則層效益評價

4.3.1 評價方法

本文采用多因素綜合評價法將各指標權重與最后得分相乘，加權求和計算各準則層的效益得分情況，公式如下：

4.3.2 經濟效益評價（見表10）

表10 經濟效益各指標綜合得分

從經濟效益來看，從2012 年到2017 年對隴南地區土地進行的整治，使土地地勢、肥力等都有了明顯的提升。新增總作物播種面積和人均生產總值由大幅度的明顯提升。

4.3.3 社會效益評價（見表11）

表11 社會效益各指標綜合得分

4.3.4 生態效益評價（見表12）

表12 生態效益各指標綜合得分

4.4 效益評價結果

4.4.1 經濟效益評價

由圖11 可以看出，通過土地整治，積極開展農田水利、土地平整等土地整治建設，經濟效益相對有了較大的提高。其中，武都區、成縣、徽縣、禮縣的經濟效益較好，分別為86 分、75 分、71 分、77 分，兩當縣、康縣經濟效益相比較差，分別為57 分、59 分，表明兩當縣、康縣在土地整治經濟效益中還主要注意很多相關問題。

圖11 隴南地區經濟效益評價圖

總的來說，隴南地區各縣區經濟差異較大，只有武都區、徽縣經濟效益良好，大多數地區經濟效益還是一般，極少數地區經濟效益較差。

4.4.2 社會效益評價

由圖12 可以看出，隴南地區通過實施土地整治后，各縣區的社會效益有了明顯的提升。其中，徽縣、成縣的社會效益明顯高于其他地區，得分為82分、87 分，其農民人均收入也分別提高61.3%和63.6%；禮縣、宏昌縣、西和縣相比之下，有一些不足，分別為55 分、59 分、58 分。說明通過對農田、道路、林草等實施土地綜合整治，將之前地勢不平、土壤肥力不夠的耕地改造為平整、集中連片的高產穩產的高標準農田。

圖12 隴南地區社會效益評價圖

總的來說，隴南地區的社會效益還是極不平衡，不同縣區之間有著明顯的差異。所以，各地區應該加強彼此的交流，取長補短，使當地社會效益得到進一步提升。

4.4.3 生態效益評價

由圖13 可以看出，土地整治后，隴南各縣區生態效益都有不同程度的提升，其中以武都區最為明顯，得分為81 分，有效灌溉面積增加6,89%，土地墾殖率為1.06%，兩當縣和康縣相對提高不太明顯。表明土地整治能有非常有效的提高土地在自然災害的抵抗能力。但生態效益與經濟效益相比，還是較低，也表明了在整個土地整治過程中人們生態環境保護意識的缺乏及對生態環境造成的不同程度的破壞。

圖13 隴南地區生態效益評價圖

5 結論

本文以隴南地區作為土地整治效益評價的研究對象，通過對其數據的搜集、整理及處理，運用層次分析法、多因素綜合評價法等，借助GIS 等軟件，對隴南地區土地整治的經濟效益、社會效益及生態效益進行評價，并對評價結果以專題圖的形式進行展示。可以看出，此次土地整治，基本取得了較為可觀的經濟效益、社會效益和生態效益。農業機械總動力增長明顯，人均生產總值大幅度提高，極大地促進了當地的社會經濟發展，減輕了其土地沙漠化面積，尤其為隴南地區未來的農業發展奠定了堅實的基礎，提供了有利的條件。