城市近郊區(qū)土地可持續(xù)利用評價研究*

李修峰，周丁揚

(北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部，北京 100875)

0 引言

城市郊區(qū)是城市的重要組成部分，它與城市在功能、經(jīng)濟(jì)、建設(shè)、環(huán)境等方面有著密切的聯(lián)系[1]。隨著城市郊區(qū)化和鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城鄉(xiāng)交錯帶的發(fā)展矛盾日益尖銳，其中土地利用問題越來越備受關(guān)注。土地的可持續(xù)利用是社會經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的前提和基礎(chǔ)[2]，現(xiàn)階段，如何實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會的良好發(fā)展與土地資源的可持續(xù)利用相協(xié)調(diào)，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(xiàn)狀，對今后的合理開發(fā)提出針對性建議。

目前，已有眾多學(xué)者針對不同地區(qū)的土地可持續(xù)利用問題進(jìn)行了評價。鄢然等[2]構(gòu)建了哈爾濱市市域土地可持續(xù)利用評價指標(biāo)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(qū)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(jīng)濟(jì)效益化、集約化、環(huán)境生態(tài)化和社會和諧化等方面構(gòu)建了長株潭地區(qū)土地利用評價體系，深入探討了該地區(qū)土地可持續(xù)利用的空間格局。涉及土地可持續(xù)利用評價的方法眾多，主要包括層次分析法[5-6]、相關(guān)分析法[7]、熵值法[8]、生態(tài)足跡法[9]等。隨著工業(yè)化與城市化的發(fā)展，濟(jì)南市城郊土地質(zhì)量嚴(yán)重下降，糧食供應(yīng)得不到有效保障[10-11]。文章參考前人的研究，針對濟(jì)南市城郊基本現(xiàn)狀，通過從經(jīng)濟(jì)可行性、社會可接受性和資源環(huán)境協(xié)調(diào)性3個方面構(gòu)建濟(jì)南城郊地區(qū)土地可持續(xù)利用評價體系，采用熵值法和加權(quán)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(qū)土地可持續(xù)利用的主要限制因素進(jìn)行了分析，以期為今后完善土地利用規(guī)劃，最終實現(xiàn)土地的持續(xù)利用提供理論參考。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

濟(jì)南市(N36°40′，E116°59′E)是山東省省會，位于該省中西部，是環(huán)渤海地區(qū)南翼的中心城市，全省的經(jīng)濟(jì)、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(fēng)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(shù)1 870.9h。截止2017年，濟(jì)南共7個市轄區(qū)、3個縣。市轄區(qū)有市中區(qū)、歷下區(qū)、天橋區(qū)、槐蔭區(qū)、歷城區(qū)、長清區(qū)和章丘區(qū)，縣有濟(jì)陽縣、平陰縣和商河縣。城郊地區(qū)包括商河、平陰和濟(jì)陽3個縣，其中商河和濟(jì)陽位于濟(jì)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(zhèn)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(shè)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(zhèn)化率達(dá)到70.53%。全年實現(xiàn)生產(chǎn)總值7 201.96億元，比2016年增長8.0%。城郊地區(qū)總?cè)丝?57.18萬人，比2009年提高了2.2%。相對城區(qū)發(fā)展較為落后，全年實現(xiàn)生產(chǎn)總值812.94億元，僅占全省生產(chǎn)總值的11.29%。固定資產(chǎn)投資154.4億元，占全省的3.54%。

1.2 數(shù)據(jù)來源

該研究所采用的數(shù)據(jù)來源于《2010—2016年山東統(tǒng)計年鑒》《2010—2016濟(jì)南統(tǒng)計年鑒》、2009—2017年商河縣、平陰縣和濟(jì)陽縣國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報。

2 研究方法

2.1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

為評價濟(jì)南城郊土地可持續(xù)利用水平，該文遵循可持續(xù)發(fā)展、地域分異和生態(tài)發(fā)展等理論，堅持系統(tǒng)性、可操作性和全面性等原則，結(jié)合實際發(fā)展現(xiàn)狀，參考鄢然等人[2]構(gòu)建的評價體系，從土地利用的經(jīng)濟(jì)可行性、社會可接受性和資源環(huán)境協(xié)調(diào)性3個方面，構(gòu)建了濟(jì)南城郊土地可持續(xù)利用評價指標(biāo)體系，如表1所示。

表1 濟(jì)南城郊土地可持續(xù)利用綜合評價指標(biāo)體系

目標(biāo)層準(zhǔn)則層指標(biāo)層單位土地可持續(xù)利用經(jīng)濟(jì)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(chǎn)投資X13萬元/hm2地均公共財政預(yù)算收入X14萬元/hm2第三產(chǎn)業(yè)所占比重X15%單位面積糧食產(chǎn)量X16t/hm2社會可接受性X2城鄉(xiāng)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(huán)境協(xié)調(diào)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(xù)利用定量評價

2.2.1 熵值法計算各指標(biāo)權(quán)重

熵值法是一種客觀賦權(quán)方法，以指標(biāo)大小之間的差異來衡量其對系統(tǒng)的影響，科學(xué)性較高，該研究采用該方法確定各指標(biāo)權(quán)重。

第一步，為消除指標(biāo)量綱對結(jié)果造成的影響，對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)的數(shù)值，Aij表示第i年第j項指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值。

第二步，計算第j項指標(biāo)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(biāo)值的比重，n為年份，m為評價指標(biāo)的個數(shù)。

表2 2009—2017年濟(jì)南城郊土地可持續(xù)利用評價指標(biāo)所占權(quán)重

準(zhǔn)則層權(quán)重指標(biāo)層權(quán)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(xù)利用程度評價標(biāo)準(zhǔn)

得分評價標(biāo)準(zhǔn)0≤F<0.5不可持續(xù)0.5

圖1 2009—2017年濟(jì)南城郊地區(qū)土地可持續(xù)利用評價得分

第三步，計算指標(biāo)權(quán)重，計算方法見式(3)：

Wj=(1-Sj)/∑(1-Sj)

(3)

根據(jù)式(1)～(3)計算各指標(biāo)所占權(quán)重，其中準(zhǔn)則層的權(quán)重是由對應(yīng)指標(biāo)層的權(quán)重相加所得，結(jié)果如表2所示。

2.2.2 土地可持續(xù)利用綜合評價

采用加權(quán)法計算綜合得分值，計算方法見公式(4)：

(4)

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

2.2.3 土地可持續(xù)利用障礙度

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

第一步，計算因子貢獻(xiàn)率，計算方法見公式(5)：

Fj=Vj×Wj

(5)

式(5)中，Tj表示因子貢獻(xiàn)率，Vj表示第j項指標(biāo)相對于所在準(zhǔn)則層的權(quán)重，Wj表示第j項指標(biāo)相對于目標(biāo)層的權(quán)重。

第二步，計算指標(biāo)偏離度，計算方法見公式(6)：

Lij=1-Aij

(6)

式(6)中，Lj表示指標(biāo)偏離度，Aij表示第i年第j項指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值。

第三步，計算可持續(xù)發(fā)展障礙度，計算方法見公式(7)：

(7)

式(7)中，Zij表示指標(biāo)可持續(xù)發(fā)展障礙度。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地可持續(xù)利用評價

從圖1可以看出，2009—2017年濟(jì)南市城郊土地可持續(xù)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(xù)利用綜合評價分值在0.199～0.485之間，處于不可持續(xù)階段，說明在此階段，濟(jì)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(xù)程度一般狀態(tài)。2017年，濟(jì)南市國土資源局在市局及縣委、縣政府的領(lǐng)導(dǎo)下，緊緊圍繞經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中心任務(wù)，按照“盡職盡責(zé)保護(hù)國土資源，節(jié)約集約利用國土資源，全力保障經(jīng)濟(jì)發(fā)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(xù)利用綜合評價分值提高到了0.827，可持續(xù)程度較高。整體來看，濟(jì)南城郊土地可持續(xù)利用程度呈現(xiàn)良好的態(tài)勢。

2009—2017年濟(jì)南城郊土地可持續(xù)利用的經(jīng)濟(jì)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(jì)南城郊土地利用取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。從資源環(huán)境協(xié)調(diào)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?？梢钥闯?， 2009—2017年濟(jì)南城郊土地可持續(xù)利用的經(jīng)濟(jì)效益與資源環(huán)境的發(fā)展逐步相協(xié)調(diào)。2009—2017年濟(jì)南城郊土地可持續(xù)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(jīng)濟(jì)可行性和資源環(huán)境協(xié)調(diào)性發(fā)展極不平衡。

3.2 土地可持續(xù)性利用障礙度診斷

對濟(jì)南城郊土地可持續(xù)性利用評價體系各指標(biāo)的障礙度進(jìn)行計算，并進(jìn)行排序，得出表4的數(shù)據(jù)。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(xiàn)的頻率排名，得到頻次最高的前4位指標(biāo)，即為主要的限制因素。從表4主要障礙因子出現(xiàn)的頻率來看，濟(jì)南城郊制約土地可持續(xù)利用的障礙因素依次為：人均耕地面積、地均固定資產(chǎn)、垃圾無害化處理率和污水處理率。

表4 2009—2017年濟(jì)南城郊土地可持續(xù)性利用指標(biāo)障礙度

200920102011201220132014201520162017指標(biāo)障礙度(%)指標(biāo)障礙度(%)指標(biāo)障礙度(%)指標(biāo)障礙度(%)指標(biāo)障礙度(%)指標(biāo)障礙度(%)指標(biāo)障礙度(%)指標(biāo)障礙度(%)指標(biāo)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(jì)南城郊地區(qū)耕地面積占比較高， 2017年的數(shù)據(jù)顯示，濟(jì)南市以35.76萬hm2的耕地養(yǎng)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(yuǎn)低于全省平均水平。2009—2017年濟(jì)南城郊地區(qū)雖然總耕地面積變化較小，但由于人口的持續(xù)增長，人均耕地面積呈現(xiàn)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(xù)利用的狀態(tài)產(chǎn)生重要影響。人口的增長必然帶來資源環(huán)境承載力的下降，制約土地的可持續(xù)利用。今后在控制人口增長的同時，要注重保護(hù)耕地面積，減少污染物對耕地質(zhì)量的破壞，從而促進(jìn)土地資源的可持續(xù)利用。

通過單位面積上的投入和產(chǎn)出，可以分析濟(jì)南城郊的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。2009年濟(jì)南城郊地均固定資產(chǎn)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(xù)利用與人類對環(huán)境的保護(hù)密切相關(guān)，垃圾無害化處理率和污水處理率直接關(guān)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(jīng)嚴(yán)格處理，嚴(yán)重污染土地，尤其是對農(nóng)業(yè)生態(tài)造成嚴(yán)重危害，導(dǎo)致農(nóng)田中重金屬積累，農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量下降。同時，垃圾處理不當(dāng)，會將大量細(xì)菌和病毒帶入環(huán)境中，直接威脅到人類的健康。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

該文通過從經(jīng)濟(jì)可行性、社會可接受性和資源環(huán)境協(xié)調(diào)性3個方面構(gòu)建濟(jì)南城郊地區(qū)地可持續(xù)利用評價體系，采用熵值法和加權(quán)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(xù)利用狀態(tài)和主要限制因素進(jìn)行了分析，得出以下結(jié)論。

(1)2009—2017年濟(jì)南市城郊土地可持續(xù)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(xù)性程度明顯提高，由不可持續(xù)過渡到了可持續(xù)程度很高。但從經(jīng)濟(jì)可行性、社會可接受性和資源環(huán)境協(xié)調(diào)性的評價分值來看，濟(jì)南城郊土地可持續(xù)利用的社會接受性與經(jīng)濟(jì)可行性和資源環(huán)境協(xié)調(diào)性并不平衡。

(2)對濟(jì)南城郊土地可持續(xù)性利用的障礙因素進(jìn)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(chǎn)、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(jì)南城郊地區(qū)需要加大對土地的資本和科技投入，逐步轉(zhuǎn)變落后的土地經(jīng)營理念，由粗放式經(jīng)營走向集約化生產(chǎn)，走可持續(xù)發(fā)展之路。將科技與土地資源和勞動力等生產(chǎn)要素相結(jié)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(chǎn)出。城市是人群的高密集區(qū)，對蔬菜，水果等的消耗較大，城郊地區(qū)可發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，觀光采摘等，得以實現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用。

(2)控制人口規(guī)模。人口數(shù)量過大，導(dǎo)致對土地資源的需求量增大。當(dāng)前隨著城市建設(shè)的擴(kuò)張，城郊地區(qū)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(nèi)，才能實現(xiàn)土地的利用與社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展目標(biāo)相平衡。

(3)切實保護(hù)耕地。做到土地資源合理布局，嚴(yán)格控制非農(nóng)用地的外延，切實保護(hù)耕地。加強(qiáng)農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)，提高土地的單位產(chǎn)出。合理控制化肥、農(nóng)藥等農(nóng)用投入品的使用，降低工業(yè)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(yǎng)地相結(jié)合，有利于土地的可持續(xù)利用。