晉中市農(nóng)用地集約利用評價(jià)及地域差異分析

張 娟，閆洋洋，洪堅(jiān)平

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西太谷030801）

隨著我國城鎮(zhèn)化速度的加快，我國的土地資源也在逐漸減少。全國土地利用數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，截至2015年末，全國共有農(nóng)用地64 545.68萬hm2，因建設(shè)占用、生態(tài)退耕、災(zāi)毀、用地結(jié)構(gòu)調(diào)整等原因耕地面積減少了30.17萬hm2，同時(shí)通過土地整治、農(nóng)業(yè)用地結(jié)構(gòu)調(diào)整等原因增加24.23萬hm2的耕地，年內(nèi)耕地面積凈減少了5.94萬hm2[1]。2010—2016年，我國耕地呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢。同時(shí)，農(nóng)民日益增長的物質(zhì)文化需要與相對較低的耕作收益之間的矛盾愈來愈突出，農(nóng)用地后備資源匱乏，而粗放經(jīng)營農(nóng)用地的現(xiàn)象又普遍存在，嚴(yán)重影響了我國土地的利用效率。為了提高土地的利用效率，充分發(fā)揮農(nóng)用地的使用價(jià)值，對現(xiàn)存的農(nóng)用地利用情況進(jìn)行集約利用評價(jià)成為摸清土地利用效率的有效方法[2]。

本研究根據(jù)晉中市的實(shí)地情況，在王業(yè)僑[3]、張蕾[4]、楊寧[5]、陳水英等[6]研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建了評價(jià)指標(biāo)體系，基于層次分析法和改進(jìn)的熵值法，建立了新的綜合評價(jià)模型，從而對晉中市2016年近143萬hm2的農(nóng)用地利用情況進(jìn)行了集約利用評價(jià)，并對評價(jià)結(jié)果進(jìn)行了SPSS聚類分析，最后摸清了晉中地區(qū)各縣的集約利用度的差異。這為提高晉中市農(nóng)用地集約利用程度，科學(xué)配置農(nóng)業(yè)用地資源，編制土地利用總體規(guī)劃、基本農(nóng)田劃定等提供了必要的依據(jù)，同時(shí)促進(jìn)了農(nóng)用地的持續(xù)利用和農(nóng)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展[4]。

1 研究區(qū)概況

晉中市位于太行山脈中段與太原盆地之間，地勢東高西低，呈現(xiàn)階梯狀分布，地理坐標(biāo)為東經(jīng)111°23′～114°28′，北緯 36°39′～38°06′。該地位于山西省中部，東臨太行山脈，西臨汾河，北接省會城市太原市，南臨長治市和臨汾市。全市山地、丘陵、平原皆備，地形以山地、丘陵為主[7]。其下轄榆次1個(gè)市轄區(qū)及太谷縣、祁縣、平遙縣、靈石縣、壽陽縣、昔陽縣、和順縣、左權(quán)縣、榆社縣等9個(gè)縣，代管介休市這1個(gè)縣級市，共設(shè)有118個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，17個(gè)街道。

晉中市地處中緯度內(nèi)陸黃土高原，屬暖溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候，季節(jié)變化明顯。全年太陽日照時(shí)數(shù)平均為 2 530.8 h，輻射總量 545～581 kJ/cm2。年平均氣溫為9.4℃，年平均無霜期151 d，降水主要集中在夏季（6—8 月），年平均降水量 479.6 mm[7]。

2016年全市糧食總產(chǎn)18.4億kg；蔬菜播種面積 85 333.25 hm2，總產(chǎn) 59.2 億 kg；與 2015 年相比，農(nóng)民人均可支配收入增加6%，達(dá)到11 525元。全市糧食作物面積 256 666.41 hm2，產(chǎn)量 16.93 億 kg，占到總糧食產(chǎn)量的92%，糧食種植結(jié)構(gòu)優(yōu)勢較弱。全市具有優(yōu)勢的雜糧種植面積為49 199.95 hm2，產(chǎn)量1.5億kg，在山西省處于中下游。2015年晉中市總產(chǎn)值為25 443 914萬元，其中，第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為1 785 131萬元，農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值為1 820 491萬元，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值為1 121 712萬元，人均地區(qū)生產(chǎn)總值為 31 434元[8]。

2 評價(jià)指標(biāo)體系與評價(jià)模型的構(gòu)建

2.1 評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

農(nóng)用地的集約利用程度是經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境、社會這幾個(gè)系統(tǒng)均衡程度的體現(xiàn)，指標(biāo)體系的確定應(yīng)該層次分明地顯示農(nóng)用地集約利用的構(gòu)成。其體系應(yīng)由不同的層次構(gòu)成：目標(biāo)層，即農(nóng)用地集約利用水平，這是評價(jià)的目的；準(zhǔn)則層，主要揭示目標(biāo)層的狀態(tài)；指標(biāo)層，具體描述準(zhǔn)則層的影響指標(biāo)[4]。

表1 2016年晉中市農(nóng)用地集約利用基本情況調(diào)查

表2 2016年晉中市農(nóng)用地集約利用評價(jià)指標(biāo)體系

本研究通過閱讀大量文獻(xiàn)，在王業(yè)僑[3]、張蕾[4]、楊寧[5]、陳水英等[6]建立的農(nóng)用地集約利用評價(jià)指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，根據(jù)評價(jià)體系構(gòu)建的原則，考慮了相關(guān)數(shù)據(jù)的可得性，基于層次分析法[8]構(gòu)建了評價(jià)指標(biāo)體系，首先從農(nóng)業(yè)局、國土局等相關(guān)單位對晉中市基本情況進(jìn)行了調(diào)查，而后進(jìn)行了實(shí)地考察，并對調(diào)查內(nèi)容進(jìn)行了完善，其調(diào)查內(nèi)容列于表1。

最終結(jié)合晉中市的地域特點(diǎn)選取了23個(gè)指標(biāo)，運(yùn)用SPSS 21.0進(jìn)行了相關(guān)性分析，并剔除了強(qiáng)關(guān)聯(lián)性的指標(biāo)，確定了晉中市集約利用評價(jià)的指標(biāo)體系，最終選定了投入程度、利用程度、利用效益、可持續(xù)狀況作為準(zhǔn)則層，并篩選了16個(gè)相關(guān)的指標(biāo)，如表2所示。

2.2 數(shù)據(jù)處理

為統(tǒng)一指標(biāo)量綱與縮小指標(biāo)之間的數(shù)量級差異，解決各指標(biāo)數(shù)值可綜合性的問題，本研究采用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法[9]。本研究所篩選的指標(biāo)中存在正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)2種，需分別采用公式（1）和公式（2）對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，經(jīng)過無量綱化處理之后，原始數(shù)據(jù)范圍分布在0～1，這使各個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)有了可比性。

正向指標(biāo)：

負(fù)向指標(biāo)：

其中，Xi為各指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)，Xmax為某一項(xiàng)指標(biāo)中的最大值，Xmin為某一項(xiàng)指標(biāo)中的最小值，X′為標(biāo)準(zhǔn)化處理后的各指標(biāo)值。

2.3 評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的賦值方法

我國指標(biāo)權(quán)重的賦值方法主要有層次分析法（AHP）[10]、主成分分析法[11]、灰色關(guān)聯(lián)度法[12]、綜合分析法、熵值法[13]、均方差分析法[14]等多種主客觀分析法。由于評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的賦值直接影響到集約度評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，本研究結(jié)合了主觀的層次分析法和客觀的熵值法2種方法，采用了綜合法進(jìn)行了權(quán)重賦值，避免了主客觀因素造成的偏差。

2.3.1 基于AHP法的權(quán)重賦值 運(yùn)用AHP法，與多位專家進(jìn)行了多次商議，經(jīng)過定性與定量分析，計(jì)算得出晉中市農(nóng)用地集約利用評價(jià)的16項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重賦值，其結(jié)果列于表3。

表3 2016年晉中市農(nóng)用地集約利用評價(jià)指標(biāo)權(quán)重賦值

2.3.2 基于熵值法的權(quán)重賦值 熵值法是一種根據(jù)指標(biāo)間的離散程度來確定指標(biāo)權(quán)重的方法[9，13，15]。用熵值來判斷某個(gè)指標(biāo)的離散程度，指標(biāo)的離散程度越大，該指標(biāo)對綜合評價(jià)的影響越大[16]，則對其賦的權(quán)重值越大，這能減小極端值的影響，縮小人為主觀決斷造成的偏差，從而可以更加客觀地對農(nóng)用地的集約利用程度進(jìn)行評價(jià)。其具體步驟如下。

（1）用標(biāo)準(zhǔn)化處理后的指標(biāo)值，計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)下的i樣本值的比例Yij。

（2）計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值ej。

（3）計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的差異性系數(shù)di。

（4）計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重Wj。

按以上步驟，經(jīng)過處理計(jì)算可得出晉中市農(nóng)用地集約利用評價(jià)的16個(gè)指標(biāo)的權(quán)重（表3）。

2.3.3 基于綜合賦值法的權(quán)重賦值 鑒于基于AHP法的權(quán)重賦值個(gè)人主觀偏差影響較大[17]，而基于熵值法的權(quán)重賦值受客觀條件影響較大且在一定程度上忽略了現(xiàn)實(shí)中人為的意愿。與此同時(shí)，綜合賦值法的權(quán)重賦值恰好可以彌補(bǔ)二者的缺點(diǎn)，既考慮了主觀影響又考慮了客觀情況，把2種方法計(jì)算的權(quán)重相結(jié)合，其具體計(jì)算公式如式（7）所示，權(quán)重賦值結(jié)果列于表3。

式中，Wj為第j個(gè)指標(biāo)基于AHP法所計(jì)算的權(quán)重值；Wj′為第j個(gè)指標(biāo)基于熵值法所計(jì)算的權(quán)重值；α為常系數(shù)，Wj″為第j個(gè)指標(biāo)的綜合權(quán)重，且隨常系數(shù)的改變而改變（本研究常系數(shù)取值為0.5）。

2.4 農(nóng)用地集約利用度評價(jià)模型

本研究采用綜合賦值法對各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行了賦值，在此基礎(chǔ)之上，運(yùn)用綜合指數(shù)法[18]計(jì)算了晉中市11個(gè)地域的農(nóng)用地集約利用程度的綜合值。用綜合指數(shù)法計(jì)算農(nóng)用地集約利用度是將每個(gè)評價(jià)單元中經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理的各個(gè)參評指標(biāo)的數(shù)值與各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重相乘，最后將其進(jìn)行累加。其評價(jià)模型如下所示。

式中，F(xiàn)j為農(nóng)用地集約利用程度綜合值，Rij為經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理之后的某一指標(biāo)的數(shù)（i＝1，2，3，…，m；j＝1，2，3，…，16）。

3 評價(jià)結(jié)果與分析

3.1 基于評價(jià)體系準(zhǔn)則層的集約度評價(jià)結(jié)果

從評價(jià)指標(biāo)體系的準(zhǔn)則層角度，對2016年晉中市11個(gè)縣域農(nóng)用地的投入強(qiáng)度、利用程度、利用效益和可持續(xù)狀況4個(gè)方面的集約利用度進(jìn)行了計(jì)算，其結(jié)果如圖1所示。

從圖1可以看出，在晉中市11個(gè)縣域中，在農(nóng)用地投入強(qiáng)度方面，和順縣的農(nóng)用地投入程度最低，祁縣的農(nóng)用地投入程度最高，在指標(biāo)層中影響程度最大的指標(biāo)是地均農(nóng)業(yè)機(jī)械投入量；在農(nóng)用地利用程度方面，左權(quán)縣的農(nóng)用地利用程度最低，平遙縣的農(nóng)用地利用程度最高，在指標(biāo)層中影響程度最大的指標(biāo)是耕地灌溉率；在農(nóng)用地利用效益方面，和順縣的農(nóng)用地利用效益最低，而太谷縣的農(nóng)用地利用效益最高，其中糧食單產(chǎn)值這個(gè)指標(biāo)的影響程度最大；在農(nóng)用地可持續(xù)狀況方面，農(nóng)用地可持續(xù)利用狀況最優(yōu)的是壽陽縣，可持續(xù)利用狀況最差的為榆次區(qū)的農(nóng)用地，其中人均耕地面積這個(gè)指標(biāo)的影響程度最大。

3.2 基于農(nóng)用地集約利用度的評價(jià)結(jié)果

3.2.1 計(jì)算農(nóng)用地集約利用度 通過對2016年晉中市11個(gè)地域的16個(gè)評價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理，并運(yùn)用上文所示的農(nóng)用地集約利用評價(jià)指標(biāo)體系和評價(jià)模型進(jìn)行計(jì)算，最終得出晉中市11個(gè)縣（市）的農(nóng)用地集約利用度，其計(jì)算結(jié)果如圖2所示。

從圖2可以看出，在晉中市11個(gè)縣（市）中，祁縣的農(nóng)用地集約利用程度最高，集約利用度為0.771；左權(quán)縣的農(nóng)用地集約利用程度最低，集約利用度為0.124；祁縣的集約利用度是左權(quán)縣的集約利用度的6.22倍，其中對農(nóng)用地集約利用程度影響最大的指標(biāo)層為投入程度指標(biāo)層。

3.2.2 農(nóng)用地集約度的地域差異分析 根據(jù)晉中市11個(gè)縣（市）的農(nóng)用地集約利用度評價(jià)結(jié)果可以看出，晉中市農(nóng)用地集約利用度的分值總體上普遍不高，且各個(gè)縣（市）的農(nóng)用地集約利用情況差異顯著。其原因可能主要是由于晉中市各個(gè)縣（市）的自然狀況和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r存在較大的差異。

本研究運(yùn)用SPSS 21.0對集約度計(jì)算結(jié)果進(jìn)行聚類分析，采用歐幾里德距離平方計(jì)算方法測定11個(gè)縣（市）之間的樣本間距離，采用離差平方和聚類方法[9]，對11個(gè)縣（市）進(jìn)行歸類，最終根據(jù)晉中市11縣（市）的農(nóng)地集約利用的實(shí)地情況和利用狀況進(jìn)行聚類，其聚類譜系如圖3所示。根據(jù)聚類分析可得，2016年晉中市11個(gè)縣（市）農(nóng)用地集約利用水平在縣與縣之間存在著顯著的差異，因此，可以將11個(gè)縣（市）劃分為3個(gè)等級。

第1個(gè)等級中包括太谷縣和祁縣，這2個(gè)縣的農(nóng)用地集約程度明顯比其他縣的集約利用水平高。究其原因，可能主要是由于這2個(gè)縣農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)好，位于平原地區(qū)，地勢平坦，便于機(jī)械化耕作，土壤肥沃，產(chǎn)量較高，人口密度大，公路鐵路網(wǎng)密集，交通便利，經(jīng)濟(jì)相對其他縣域發(fā)達(dá)，農(nóng)民多以農(nóng)耕為生，且具有政策項(xiàng)目扶持力度大、主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)明顯、科技文化優(yōu)勢突出、產(chǎn)業(yè)化勢頭強(qiáng)勁等優(yōu)勢[19]；特別是山西農(nóng)業(yè)大學(xué)位于太谷縣，緊鄰祁縣，農(nóng)林專家多，農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)機(jī)會多，農(nóng)民對農(nóng)用地集約利用意識高，農(nóng)作物種植種類和農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品種類豐富，且在農(nóng)用地投入強(qiáng)度大，利用程度高，利用效益普遍偏高。

第2個(gè)等級中包括榆次區(qū)、壽陽縣和平遙縣，這3個(gè)縣的農(nóng)用地集約利用程度處于中等水平。究其原因，可能主要是因?yàn)閴坳柨h屬于山間盆地，冬季降水稀少，春季和秋季干旱頻發(fā)，制約農(nóng)作物生長，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)[20]。榆次區(qū)雖然地勢平坦、人口密集，但農(nóng)民對于農(nóng)用地集約利用的意識相對薄弱，非農(nóng)化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，不利于農(nóng)用地的可持續(xù)利用和發(fā)展[21]。平遙縣對農(nóng)用地的投入程度上較弱，且種植的農(nóng)作物收益普通，對農(nóng)用地的利用效益較低，因此，集約利用水平不高。

第3個(gè)等級中包括榆社縣、左權(quán)縣、和順縣、昔陽縣、靈石縣和介休市，其農(nóng)用地集約利用程度水平低。其中，和順縣和左權(quán)縣位于太行山脈，海拔偏高，溫度偏低，氣候條件較差[4-5]，種植農(nóng)作物的種類被局限，且土壤肥力差，產(chǎn)量低，地勢不平坦，多梯田，不適宜機(jī)械化耕作。其他4個(gè)縣普遍對農(nóng)用地的投入程度低，農(nóng)民對農(nóng)用地集約利用的意識普遍淡薄，種植作物種類單一，農(nóng)作物收益偏低，因此，集約利用程度低。

4 結(jié)論

本研究結(jié)合2016年晉中市11個(gè)縣（市）的農(nóng)用地利用狀況，在已有的評價(jià)指標(biāo)體系上加以完善，構(gòu)建了與當(dāng)?shù)厍闆r相匹配的農(nóng)用地集約利用評價(jià)指標(biāo)體系，且將偏主觀的AHP法和偏客觀的熵值法進(jìn)行了綜合，構(gòu)建了綜合賦值法模型，從而科學(xué)地對各個(gè)集約利用評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了權(quán)重賦值，最后采用了綜合指數(shù)法計(jì)算得出了2016年晉中市各縣（市）的農(nóng)用地的集約利用度。通過聚類分析對各個(gè)縣（市）農(nóng)用地的集約利用情況進(jìn)行了分類，研究結(jié)果表明，通過聚類分析，將2016年晉中市11個(gè)縣（市）的農(nóng)用地集約利用程度總體分為3個(gè)等級，榆社縣（0.137）、左權(quán)縣（0.124）、和順縣（0.146）、昔陽縣（0.245）、靈石縣（0.216）和介休市（0.307）的集約利用度處于較低的等級，全市55%的縣集約利用程度較低。由于各個(gè)縣的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)不同，自然條件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r差距偏大，其中，祁縣的集約利用程度最高，為0.771，左權(quán)縣的集約利用程度最低，為 0.124，二者集約度之差為 0.647，11 個(gè)縣（市）的農(nóng)用地集約利用程度的地域差異顯著。對于農(nóng)用地集約水平的提高，可從投入要素、利用程度和利用效益3個(gè)方面著手，增加農(nóng)用地機(jī)械投入，適當(dāng)用化肥、地膜、大棚等改善自然條件；推廣先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)，創(chuàng)新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式[22]，根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，選擇種植產(chǎn)量和產(chǎn)值較高的農(nóng)作物，從而提高農(nóng)用地的集約利用水平。

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