基于基尼系數(shù)的南水北調(diào)江蘇省受水段的土地利用狀況分析

王岳斌，戚曉明，何 天，劉 倩

（蚌埠學(xué)院 土木與水利水電工程學(xué)院，安徽 蚌埠 233030）

土地利用是城市化建設(shè)與發(fā)展的基礎(chǔ)，同時(shí)也是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)與建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的必然要求，因此跟蹤土地利用狀況，根據(jù)實(shí)際調(diào)整土地利用類型，對(duì)城市建設(shè)規(guī)劃方向有著指向作用。并且土地利用研究的方向也隨著社會(huì)發(fā)展目標(biāo)的變化而不斷發(fā)生改變，土地利用狀況也逐漸受到了重視，如何在有限的土地資源上對(duì)已有的土地進(jìn)行合理地分配；如何對(duì)分配的土地進(jìn)行合理的配置，將土地資源利用提升到一個(gè)公平合理的范圍之內(nèi)；在利用土地的同時(shí)如何才不會(huì)造成土地資源浪費(fèi)或發(fā)生對(duì)原生生態(tài)環(huán)境的破壞；如何緩解有限的土地資源同日益增長(zhǎng)的土地需求量之間的矛盾，提高土地的利用率等，都是亟待解決的問題[1]。對(duì)于土地利用的結(jié)構(gòu)分析已有了多種研究方法，如信息熵法[2]、RSGIS遙感影像與地理信息系統(tǒng)結(jié)合法[3]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[4]、最優(yōu)線性幾何法[5-6]以及數(shù)學(xué)模型法[7]目，但由于方法過于復(fù)雜且不宜與操作，因此本文選取基于經(jīng)濟(jì)學(xué)的基尼系數(shù)與洛倫茲曲線來對(duì)土地利用狀況進(jìn)行分析。目前洛倫茲曲線與基尼系數(shù)在關(guān)于土地利用公平性的以土地利用集約性、建設(shè)用地優(yōu)化配置的研究已經(jīng)得到運(yùn)用。例如通過利用基尼系數(shù)對(duì)江蘇省建設(shè)用地總量進(jìn)行研究，運(yùn)用層次分析法、主成分分析法等方法對(duì)研究區(qū)土地進(jìn)行配置[8]，又如利用基尼系數(shù)，結(jié)合洛倫茲曲線來研究四川省城鄉(xiāng)建設(shè)用地優(yōu)化配置，通過人口-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-空間的視角來選取指標(biāo)并建立相關(guān)模型得以獲得優(yōu)化配置方案[9]，或如李建芳利用基尼系數(shù)對(duì)惠州市城市用水公平性進(jìn)行研究[10]；陳軍偉等基于空間洛倫茲曲線對(duì)北京市山區(qū)土地利用狀況進(jìn)行了分析[11]。在城市發(fā)展的過程中，各個(gè)單位對(duì)土地的需求不同，農(nóng)用地、建設(shè)用地、未利用地之間的配比普遍存在分配不合理的情況，本文選取南水北調(diào)江蘇省受水段段為研究區(qū)域，根據(jù)國(guó)家《土地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)》，選擇與土地利用相關(guān)的農(nóng)用地、建設(shè)用地，借鑒評(píng)估用于評(píng)價(jià)收入公平的基尼系數(shù)及洛倫茲曲線，對(duì)南水北調(diào)江蘇省受水段土地利用公平性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 研究區(qū)概況及其影響因素分析

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文通過選取近年研究區(qū)各市的耕地面積、林地面積、園地面積、城鄉(xiāng)建設(shè)面積、人口總數(shù)、人口密度、地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）等要素進(jìn)行比較得出基尼系數(shù)來分析研究區(qū)內(nèi)土地利用狀況。上述資料均來自于各市2018年統(tǒng)計(jì)年鑒。

1.2 研究方法

利用洛倫茲曲線與基尼系數(shù)，對(duì)研究區(qū)內(nèi)的土地利用狀況進(jìn)行分析，從人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)這三個(gè)方面選取指標(biāo)，分別取不同要素對(duì)研究區(qū)內(nèi)土地利用狀況進(jìn)行分析，計(jì)算對(duì)應(yīng)基尼系數(shù)，并繪制相應(yīng)洛倫茲曲線。同時(shí)將不同年份，相同要素的基尼系數(shù)進(jìn)行對(duì)比，得出研究區(qū)內(nèi)土地利用的基本狀況。

2 理論基礎(chǔ)及計(jì)算方法

2.1 洛倫茲曲線及基尼系數(shù)

洛倫茲曲線是由美國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家洛倫茲用來描述社會(huì)財(cái)富分配情況的一種分析手段，通過研究洛倫茲曲線的彎曲程度，來反映收入的不平等程度，一般來講彎曲程度越大，收入越不平等，反之曲線彎曲程度越小，越靠近絕對(duì)公平分配曲線，則說明收入分配越平等。

一般在洛倫茲曲線圖中橫軸為累計(jì)人口百分比，縱軸為累計(jì)收入百分比，對(duì)角線為絕對(duì)公平分配曲線，曲線為實(shí)際分配曲線，不同的要素之間分配曲線的含義不同。如果將絕對(duì)公平分配曲線與實(shí)際分配曲線之間的面積設(shè)為S1，實(shí)際分配曲線與絕對(duì)不公平曲線之間的面積設(shè)為S2，則S1/（S1+S2）的比值即為基尼系數(shù)。

基尼系數(shù)是國(guó)際上通用的、用以衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)居民收入差距的常用指標(biāo)，由經(jīng)濟(jì)學(xué)家基尼根據(jù)洛倫茲曲線提出，用以測(cè)定收入分配差異程度的數(shù)字指標(biāo)，可以定量化的描述社會(huì)財(cái)富的不均勻分配程度，即可以更加客觀且準(zhǔn)確地反映不同階層、不同職業(yè)之間的貧富差距，由于基尼系數(shù)能夠?qū)Ψ治鰧?duì)象進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，所以本文采用其作為洛倫茲曲線的補(bǔ)充對(duì)照。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，基尼系數(shù)最大為“1”，最小等于“0”，基尼系數(shù)越大不公平程度越高。

2.2 洛倫茲曲線的繪制及基尼系數(shù)的計(jì)算方法

本文統(tǒng)計(jì)南水北調(diào)江蘇省受水段各省市的總土地面積、耕地面積、植被覆蓋面積、GDP、城鎮(zhèn)建筑面積等數(shù)據(jù)，來繪制洛倫茲曲線；通過計(jì)算土地面積與各要素之間的比值，將計(jì)算結(jié)果從小到大進(jìn)行排序；按照排序結(jié)果，計(jì)算各個(gè)區(qū)域土地資源與其他各要素資源占各自整體的比例，對(duì)各要素所占比例進(jìn)行累計(jì)即可得到Xi與Yi；再將Xi設(shè)為橫坐標(biāo)，Yi為縱坐標(biāo)，繪制出土地資源與各要素之間的洛倫茲曲線圖。

常用的基尼系數(shù)計(jì)算方法有很多種，如幾何計(jì)算法、協(xié)方差法、擬合曲線法、平均差法、梯形面積法，本文采用梯形面積法計(jì)算基尼系數(shù)，其公式如下：

式中，Xi為研究區(qū)土地資源總量累計(jì)比，Yi為其他要素總量累計(jì)比，i為排列的序號(hào)，以Xi為縱坐標(biāo)，Yi為橫坐標(biāo)。

2.3 土地分類

根據(jù)由國(guó)家國(guó)土資源部組織修訂的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土地利用現(xiàn)狀分析》中制定的規(guī)則，將研究區(qū)土地利用類型分類為三大類：農(nóng)用地、建筑用地及未利用地。根據(jù)江蘇省受水段的地理特性以及現(xiàn)有數(shù)據(jù)，對(duì)農(nóng)用地取耕地、園地、林地進(jìn)行土地利用分析，對(duì)于建設(shè)用地取城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積進(jìn)行土地利用分析，對(duì)未利用地不進(jìn)行分析。

2.4 研究要素分析

對(duì)于農(nóng)用地，取耕地為主要研究方向，分別取相應(yīng)的耕地-土地面積、人口總數(shù)-耕地面積、耕地產(chǎn)值-耕地面積三個(gè)要素進(jìn)行基尼系數(shù)的計(jì)算，分別從耕地面積覆蓋率、人均耕地面積、單位耕地面積產(chǎn)值對(duì)耕地進(jìn)行土地利用分析。

對(duì)林地、園地，相應(yīng)取林地產(chǎn)值-林地面積、園地產(chǎn)值-園地面積、林地面積-土地面積、園地面積-土地面積四個(gè)要素進(jìn)行計(jì)算，從土地利用開發(fā)的角度對(duì)林園地土地利用狀況進(jìn)行分析。

對(duì)于建設(shè)用地研究，以人口密度-城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積、人口數(shù)量-城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積、城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積-土地總面積、GDP-城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積四個(gè)要素為研究方向，分別對(duì)人均建設(shè)用地面積、單位建設(shè)用地承載力、建設(shè)用地覆蓋率，單位建設(shè)用地經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出率進(jìn)行建設(shè)用地土地利用狀況分析。

3 南水北調(diào)江蘇省受水段土地利用分析

3.1 南水北調(diào)江蘇省受水段耕地土地利用分析

關(guān)于耕地的利用狀況以耕地面積-土地面積、人口總數(shù)-耕地面積、耕地面積-耕地產(chǎn)值三個(gè)要素為研究對(duì)象，從耕地覆蓋面積分布公平性、人均耕地占有量分配公平性及單位耕地面積產(chǎn)值進(jìn)行土地利用公平性分析。洛倫茲曲線見圖1。

圖1 耕地利用分析綜合曲線

由圖1可知，耕地面積-土地面積在曲線中距離絕對(duì)公平曲線最近，表明在研究區(qū)范圍內(nèi)，耕地面積的分布相對(duì)公平。耕地面積-農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、人口總數(shù)-耕地面積、耕地面積-土地面積以上三項(xiàng)基尼系數(shù)分別0.13050、0.07398及0.0226，均在0.2高度分配公平以下，表明研究區(qū)域各地級(jí)市在耕地覆蓋面積、人均耕地面積及單位耕地面積產(chǎn)值上相差不大，處于分配絕對(duì)公平。

3.2 南水北調(diào)江蘇省受水段林、園地土地利用分析

對(duì)林地、園地的土地利用狀況分析以林地產(chǎn)值-林地面積、林地面積-土地總面積、園地產(chǎn)值-園地面積、園地面積-土地面積四個(gè)要素為研究對(duì)象，分別從單位林地面積經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值、林地覆蓋面積分配公平性、單位園地面積經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值、園地覆蓋面積分配公平性四個(gè)角度對(duì)林地、園地進(jìn)行土地利用狀況分析。

圖2 林園地利用分析洛倫茲曲線

由數(shù)據(jù)求得對(duì)應(yīng)的基尼系數(shù)分別為0.1404、0.1274、0.1457、0.2718，按照標(biāo)準(zhǔn)分別為相對(duì)公平與比較公平。在單位林地、園地面積經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值上，各市之間存在一定差異，但在覆蓋面積上，園地面積覆蓋基尼系數(shù)較其他三項(xiàng)較高，且根據(jù)相應(yīng)洛倫茲曲線可知實(shí)際分配曲線距絕對(duì)公平曲線較遠(yuǎn)，表明各市在園地覆蓋面積上仍存在差距。

3.3 南水北調(diào)江蘇省受水段建設(shè)用地分析

根據(jù)研究區(qū)資料及個(gè)別地區(qū)土地分布的特性，對(duì)于建設(shè)用地土地分析本文從城鎮(zhèn)建設(shè)用地角度進(jìn)行研究。主要從人口總數(shù)-城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積、人口密度-城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積、GDP-城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積、城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積-土地面積四個(gè)要素入手，分別對(duì)人均建設(shè)用地、單位建設(shè)用地人口密度、土地經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效益以及城鎮(zhèn)建設(shè)用地覆蓋率四個(gè)角度對(duì)建設(shè)用地土地利用狀況進(jìn)行分析。所得洛倫茲曲線見圖3。

所得的基尼系數(shù)分別為 0.0852、0.1709、0.14、0.1356，均處于高度分配公平，說明在研究區(qū)域內(nèi)，建設(shè)用地利用公平度較高。

在四項(xiàng)基尼系數(shù)中，人均建設(shè)用地面積基尼系數(shù)最小，說明以人口為表征的建設(shè)用地分配公平性較高。建設(shè)用地覆蓋率與土地經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效益其次，表明研究區(qū)內(nèi)建設(shè)用地分布較為分散，各地對(duì)建設(shè)用地的開發(fā)程度大致相同，在土地利用集約水平上，相差不大；但對(duì)于單位建設(shè)用地人口密度，從圖中可以看出如揚(yáng)州市建設(shè)用地承載力與土地承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于揚(yáng)州市，表明各市之間單位建設(shè)面積上的人口密度分布較為不公平。

4 結(jié)論

圖3 建設(shè)用地利用分析洛倫茲曲線

南水北調(diào)江蘇省受水段農(nóng)用地與建設(shè)用地土地利用狀況基本良好，大體上均處于高度分配公平。對(duì)于耕地，土地利用率較高，在提高土地經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)需注意對(duì)耕地的保護(hù)；對(duì)于園地，林地，在土地利用方案上需要進(jìn)行優(yōu)化，合理的調(diào)整以提高土地利用率；對(duì)于建設(shè)用地，調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，在土地利用時(shí)需要加以重視。

利用經(jīng)濟(jì)學(xué)中的基尼系數(shù)對(duì)南水北調(diào)江蘇省受水段土地利用狀況進(jìn)行分析，在一定程度上能夠幫助對(duì)研究區(qū)內(nèi)土地利用公平性進(jìn)行分析，能夠?yàn)榻窈笱芯繀^(qū)域內(nèi)的土地資源合理配置提供理論與實(shí)際上的建議?？梢詾樵谕恋乩门渲梅桨干咸峁┮欢◣椭?/p>