黑龍江省土地三生功能變化及耦合協(xié)調(diào)性分析

國林娜 崔佳

(哈爾濱師范大學(xué)管理學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150025)

隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的不斷發(fā)展，土地作為一種有限資源，面臨著更加稀缺的情況。人地關(guān)系也出現(xiàn)了相互矛盾的現(xiàn)象，表現(xiàn)在生產(chǎn)、生活和生態(tài)3個方面。而“三生”空間是依據(jù)土地不同功能劃分的，反映著不同土地利用方式所產(chǎn)生的產(chǎn)品和服務(wù)。“三生”空間的沖突實質(zhì)上是土地功能與利用目標(biāo)之間的沖突，隨著各種需求的增加，“三生”空間的矛盾愈加明顯，所以研究土地功能的協(xié)調(diào)發(fā)展，以緩解土地利用功能與目標(biāo)之間的沖突，提高土地資源利用效率，促進(jìn)土地資源的可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)概況

黑龍江省位于我國東北部，全省土地總面積47.3萬km2，居全國第6位。黑龍江省的地貌為“五山一水一草三分田”，山為大興安嶺、小興安嶺、張廣才嶺、老爺嶺、完達(dá)山脈；水為黑龍江、松花江、烏蘇里江、綏芬河、興凱湖、鏡泊湖、五大連池等；草為松嫩平原與三江平原相連通；田為山地、臺地和平原構(gòu)成。因此黑龍江的西北、北部和東南部高，而東北、西南部低。黑龍江省共轄12個地級市、1個地區(qū)行署。黑龍江省逐步重視生態(tài)功能，生態(tài)功能區(qū)種類眾多，有222個自然保護(hù)區(qū)。國民經(jīng)濟(jì)上，2019年，黑龍江省的地區(qū)生產(chǎn)總值為13612.7億元，比2018年增長4.2%。其中，三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值分別為3182.5億元、3615.2億元、6815.0億元，分別增長2.4%、2.7%和5.9%，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比為23.4∶26.6∶50.0。黑龍江省人民政府頒布的《黑龍江省主體功能區(qū)規(guī)劃》中規(guī)定，截至2020年，按開發(fā)內(nèi)容劃分為城市化地區(qū)、農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)和重點生態(tài)功能區(qū)，以加強地方土地功能的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 指標(biāo)體系和研究方法

2.1 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建與數(shù)據(jù)處理

“三生”功能評價體系依據(jù)其定義及基本特性，以土地的不同功能方面的指標(biāo)為核心而構(gòu)建。土地利用的生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能依據(jù)經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境3個方面對土地的影響進(jìn)行選擇。“三生”功能并存，也存在著時空的差異性。根據(jù)黑龍江省的實際情況，考慮指標(biāo)的代表性、科學(xué)性及可獲得性，參照現(xiàn)有研究成果[1-3]，構(gòu)建了黑龍江省土地“三生”功能評價指標(biāo)體系，見表1。

本文人口、社會經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù)來源于黑龍江省統(tǒng)計年鑒。使用極值法對評價指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，使其均處于0～1。由于各個功能內(nèi)部的評價指標(biāo)的影響程度不同，采用熵權(quán)法確定權(quán)重，避免了權(quán)重的主觀性，賦權(quán)更加客觀。

表1 黑龍江省土地“三生”功能評價指標(biāo)體系

2.2 研究方法

由于大興安嶺地區(qū)部分經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的難以獲取性，故本文以黑龍江省12個地級市為研究對象，通過多目標(biāo)加權(quán)求和得到各地級市的“三生”功能值，進(jìn)一步使用耦合協(xié)調(diào)度模型分析黑龍江省各地級市的耦合協(xié)調(diào)的程度，探究其在10a間的時空變化特征。

2.2.1 綜合評價模型

采用多目標(biāo)加權(quán)求和模型對土地生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能進(jìn)行綜合評價，計算公式：

(1)

式中，f(x)、g(y)、h(z)分別代表土地生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能綜合評價值；ai、bj、ck分別表示“三生”功能內(nèi)指標(biāo)的權(quán)重；xi、yj和zk分別表示采用極值標(biāo)準(zhǔn)差處理后的評價指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；n、m、q分別是評價指標(biāo)的個數(shù)。

2.2.2 耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合協(xié)調(diào)度可反映城市化過程與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)程度，參考現(xiàn)有研究，本文構(gòu)建土地利用生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能3個系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)模型，來定量識別土地的生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能之間的協(xié)調(diào)發(fā)展水平，參照現(xiàn)有結(jié)果[4]，計算方法見式(2)～(4)：

(2)

T=αfx+βgy+γhz

(3)

(4)

式中，C為耦合度，f(x)、g(y)、h(z)分別代表土地生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能綜合評價值；T為“三生”功能的綜合評價值，反映整體的協(xié)調(diào)效應(yīng)；α、β、γ為待定權(quán)重，本文認(rèn)為土地的生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能同等重要，故取α=β=γ=1/3；D為耦合協(xié)調(diào)度，D值越大表明耦合協(xié)調(diào)度越好；C值越低表明土地各功能間的耦合度越小，系統(tǒng)向無序發(fā)展；D值越低表明“三生”功能協(xié)調(diào)性越低，相互間的沖突越大。根據(jù)已有研究[5]，將耦合協(xié)調(diào)度分為高度協(xié)調(diào)、基本協(xié)調(diào)、過度類型和失調(diào)衰退4類，按照0.1的相同間隔，4大類進(jìn)一步細(xì)分為優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)型、良好協(xié)調(diào)型和中級協(xié)調(diào)型；初級協(xié)調(diào)型、勉強協(xié)調(diào)型；瀕臨失調(diào)型、輕度失調(diào)型；中度失調(diào)型、嚴(yán)重失調(diào)型和極度失調(diào)型。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地功能時空特征

根據(jù)式(1)得出黑龍江省2008年和2018年的“三生”功能值，用ArcGIS將結(jié)果進(jìn)行空間化顯示，見圖1～3。黑龍江省土地利用的生活功能遠(yuǎn)高于生產(chǎn)和生態(tài)功能，10a間各土地利用功能并無明顯的空間變化。

3.1.1 生產(chǎn)功能

在研究期間內(nèi)，從數(shù)量上來看，黑龍江省的12個地級市的生產(chǎn)功能均有提升，其中哈爾濱市的增長幅度最大，大慶市的增長幅度最小。在空間上看，黑龍江省生產(chǎn)功能總體上出現(xiàn)從西南向東北遞減的空間特征。在2008年，哈爾濱市、大慶市和七臺河市的生產(chǎn)功能在全省前列，其次是齊齊哈爾、綏化市、雞西市，第3梯隊是牡丹江市、雙鴨山市和鶴崗市，最后為黑河市、伊春市和佳木斯市。在2018年，牡丹江市和佳木斯市的生產(chǎn)功能上升，尤其是佳木斯市的增長較大，雞西市的生產(chǎn)功能下降。大慶市、哈爾濱市和七臺河市穩(wěn)居前列，是因為其經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理；雞西市的經(jīng)濟(jì)實力不是最差，但是由于其在研究期間內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較慢，導(dǎo)致其生產(chǎn)功能下降的結(jié)果。低值區(qū)以東北方向為主，地區(qū)的城鎮(zhèn)化起步較晚，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，非農(nóng)生產(chǎn)功能薄弱，社會經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)效率偏低。

圖1 黑龍江省土地生產(chǎn)功能值時空差異

3.1.2 生活功能

生活功能包括社會保障、居住、就業(yè)功能和經(jīng)濟(jì)等方面。在研究期間內(nèi)，從數(shù)量上來看，2008年的生活功能平均值為0.44，2018年的生活功能的平均值為0.42，總體在研究區(qū)內(nèi)呈下降態(tài)勢。4個地級市呈上升趨勢，為哈爾濱市、齊齊哈爾市、大慶市、牡丹江市,7個地級市呈下降趨勢，有雞西市、鶴崗市、雙鴨山市、佳木斯市、七臺河市、黑河市、綏化市，而伊春市處于穩(wěn)定狀態(tài)。

從空間分布來看，在2008年，哈爾濱市和大慶市位居前列，其次是牡丹江市、雞西市、七臺河市和佳木斯市，第3等級段為齊齊哈爾市、綏化市、鶴崗市和雙鴨山市，最后為黑河市和伊春市。在2018年，齊齊哈爾市是增加的，綏化市、七臺河市、鶴崗市和雙鴨山市是減少的。生活功能較大的地區(qū)因為產(chǎn)業(yè)、人口的密集分布，形成了融合協(xié)調(diào)發(fā)展的規(guī)模效益，其在就業(yè)、醫(yī)療、交通、公共服務(wù)水平等方面較好，導(dǎo)致了其宜居性。

圖2 黑龍江省土地生活功能值時空差異

3.1.3 生態(tài)功能

在研究期內(nèi)，從數(shù)量上看，2008年的生態(tài)功能均值為0.39，而2018年為0.35，在整體上呈現(xiàn)下降趨勢，其中佳木斯市有小幅上升，黑河市有顯著上升，其余地級市均為下降狀態(tài)。在空間上，伊春市、黑河市、鶴崗市、牡丹江市的生態(tài)功能較好，其次是雙鴨山市、七臺河市、雞西市，第3等級有大慶市和佳木斯市，最后為齊齊哈爾市、綏化市、哈爾濱市。到2018年其生態(tài)功能沒有較大變化，呈現(xiàn)一種平穩(wěn)的空間局勢。生態(tài)功能在東北地區(qū)以及牡丹江市有著重要的作用，這歸因于其眾多的自然生態(tài)區(qū)，隨著生態(tài)區(qū)的建設(shè)，這些地區(qū)的生態(tài)值將會穩(wěn)步提升。而哈爾濱等生態(tài)功能較差的地級市主要是由于其經(jīng)濟(jì)的發(fā)展壓縮了土地的生態(tài)功能，需要進(jìn)一步規(guī)劃土地利用。

圖3 黑龍江省土地生態(tài)功能值時空差異

總體而言，在2008—2018年，生產(chǎn)功能不斷增加，生活功能有小幅下降，生態(tài)功能為下降狀態(tài)，“三生”總體功能略微下降。在空間分異上，生產(chǎn)和生活功能從西南遞減，生態(tài)功能從東北遞減，呈現(xiàn)著截然相反的態(tài)勢。可見，黑龍江省以工業(yè)為主導(dǎo)驅(qū)動力發(fā)展的傾向突出，不斷的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)影響了生活質(zhì)量，也大大壓縮了土地的生態(tài)功能。盡管已經(jīng)在重視生態(tài)，改變以環(huán)境的犧牲獲取利益的現(xiàn)象，但是黑龍江省的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)還需進(jìn)一步調(diào)整與發(fā)展。

3.2 土地功能耦合協(xié)調(diào)度分析

根據(jù)耦合協(xié)調(diào)度模型，計算黑龍江省耦合協(xié)調(diào)度，空間化顯示見圖4。在研究期內(nèi)，從整體數(shù)量上看，2018年比2008年增加了1個瀕臨失調(diào)型，從這個角度而言，黑龍江省的生態(tài)功能是下降了的。然而，從數(shù)據(jù)角度來看，結(jié)果顯示，近10a黑龍江省土地功能的耦合協(xié)調(diào)性逐步提高，2008年的均值為0.398，2018年的平均值為0.400，表明區(qū)域整體“三生”功能之間沖突強度趨于減弱，但整體上還處于過度類型。在空間上，整體上從南到北依次遞減。黑龍江省土地功能耦合協(xié)調(diào)度結(jié)果為6類：中級協(xié)調(diào)型(Ⅲ)、初級協(xié)調(diào)型(Ⅳ)、勉強協(xié)調(diào)型(Ⅴ)、瀕臨失調(diào)型(Ⅵ)、輕度失調(diào)型(Ⅶ)和中度失調(diào)型(Ⅷ)。2008年以瀕臨失調(diào)型、勉強協(xié)調(diào)型為主，2018年耦合協(xié)調(diào)度在整體上有所提高，但是還是以瀕臨失調(diào)型、勉強協(xié)調(diào)型為主。

將土地功能耦合協(xié)調(diào)度等級結(jié)果與《黑龍江省主體功能區(qū)規(guī)劃》中的主體功能區(qū)分布圖相對照，可以看出，重點開發(fā)區(qū)的耦合協(xié)調(diào)度最優(yōu)，其次為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)，最后為重點生態(tài)功能區(qū)。這說明生態(tài)區(qū)的土地利用方式較為單一，各土地利用功能之間沖突較大，重點開發(fā)區(qū)的土地功能處于協(xié)調(diào)發(fā)展態(tài)勢。

圖4 黑龍江省“三生”功能耦合協(xié)調(diào)度的時空差異

3.3 土地功能耦合協(xié)調(diào)度的影響因素

土地功能耦合協(xié)調(diào)度的演變主要受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、政策、自然等因素的影響。在宏觀的發(fā)展政策上，由于“十三五”規(guī)劃期間主要以發(fā)展經(jīng)濟(jì)為主要任務(wù)，生態(tài)環(huán)境問題給予的關(guān)注度不足，使得土地的生產(chǎn)功能得到了提升，而生活和生態(tài)則出現(xiàn)了下降的狀態(tài)。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面，其對于“三生”功能和協(xié)調(diào)度均有影響，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨于合理化，使得土地的“三生”功能均得以提升，土地系統(tǒng)朝向可持續(xù)的方向發(fā)展。在自然資源方面，其影響著土地利用的方式，從而對于土地的“三生”協(xié)調(diào)度有著一定的阻礙作用，應(yīng)該對自然資源進(jìn)一步的系統(tǒng)性的治理，以使得土地系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

4 結(jié)論與討論

土地系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，有著多種功能交互作用，本文構(gòu)建了“三生”評價指標(biāo)體系，對2008年和2018年的黑龍江省12個地級市進(jìn)行多功能評價，并采用耦合協(xié)調(diào)度模型對其時空特征進(jìn)行分析，且定性分析了土地利用協(xié)調(diào)度的影響因素，結(jié)果如下。

黑龍江省土地利用的生活功能高于生產(chǎn)和生活功能。土地生產(chǎn)功能在研究期內(nèi)均呈現(xiàn)增強的態(tài)勢，而各個地級市的生活和生態(tài)功能則有些增強，有些下降，且總體上呈現(xiàn)下降趨勢。土地生產(chǎn)功能和生活功能呈現(xiàn)從西南遞減的空間特征，而土地生態(tài)功能則從東北逐漸遞減。

在研究期間內(nèi)，黑龍江省“三生”功能的耦合協(xié)調(diào)性略微提高，2008年均值為0.389，2018年為0.400，土地利用沖突在逐步減小。在空間分布上呈現(xiàn)由南向北逐漸降低的空間格局。在不同功能區(qū)內(nèi)，重點開發(fā)區(qū)的耦合協(xié)調(diào)度最優(yōu)，其次為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)，最后為重點生態(tài)功能區(qū)。這說明生態(tài)區(qū)的土地利用方式較為單一，各土地利用功能之間沖突較大，重點開發(fā)區(qū)的土地功能處于協(xié)調(diào)發(fā)展態(tài)勢。

影響土地利用多功能耦合度的因素主要包括宏觀政策和戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然條件等。為了更好地發(fā)揮各功能區(qū)的優(yōu)勢土地功能，形成互補共生、協(xié)調(diào)發(fā)展的格局，應(yīng)根據(jù)各地區(qū)的自然條件和經(jīng)濟(jì)狀況制定差異化的政策，調(diào)控土地利用功能的沖突。在生態(tài)功能區(qū)應(yīng)充分發(fā)揮其生態(tài)優(yōu)勢，在嚴(yán)守生態(tài)紅線的同時，發(fā)展生態(tài)旅游等促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，進(jìn)一步提升交通條件、社會保障、就業(yè)居住等社會基本需求，加大政策扶貧力度，從而解決地區(qū)發(fā)展問題。在城鎮(zhèn)化區(qū)，應(yīng)進(jìn)一步調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，將黑龍江省以工業(yè)為主的經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)橐缘谌a(chǎn)業(yè)等新興產(chǎn)業(yè)動力，并加強對工業(yè)的動能轉(zhuǎn)化及生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。在農(nóng)產(chǎn)品區(qū)，要嚴(yán)格控制耕地的保有量，并不斷提升耕地的質(zhì)量，尋求一條適合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)產(chǎn)品發(fā)展之路，可發(fā)展農(nóng)業(yè)旅游業(yè)等新生產(chǎn)業(yè)，以促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。同時，在全省范圍內(nèi)從全局把控土地系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度，通過政策等促進(jìn)土地系統(tǒng)的協(xié)調(diào)健康發(fā)展。

本文利用耦合協(xié)調(diào)度模型分析了土地在生產(chǎn)、生活、生態(tài)3個方面的協(xié)調(diào)性，客觀地解釋了黑龍江省12個地級市的“三生”功能和土地利用協(xié)調(diào)度的演變特征，對于黑龍江省的土地利用提供了整體上的分析。但由于數(shù)據(jù)的難以獲取性，本文的研究對象僅為12個地級市，應(yīng)進(jìn)一步縮小研究對象的劃分，從縣域角度進(jìn)行更加細(xì)致的分析。此外，從定性角度分析了土地協(xié)調(diào)度的影響因素，可進(jìn)一步應(yīng)用定量方法進(jìn)行更加細(xì)致的研究。