基于物元分析的宿州市土地集约利用评价研究

何爱霞，苏海民

（宿州学院地理与环境科学系，安徽宿州234000）

城市土地集约利用具有重要的意义。随着我国城市化和工业化进程的加快，人多地少、土地资源需求巨大、城市存量土地粗放利用、耕地资源严重不足，而城市土地集约利用是解决土地资源稀缺、人地关系矛盾尖锐的必然选择，是推动城市化快速、良性发展和城市质量全面提高的重要途径。因此，城市土地集约利用研究具有重要意义，也引起了学术界的研究热潮。

目前，我国土地集约利用主要还集中在对大、中城市的研究，然而，随着经济的快速发展，小城市城市化进程也大大加快，尤其是小城镇在土地利用和管理中所表现出来的特征不容忽视，小城镇的快速发展也暴露出土地利用的深层次问题[1]。

1 土地集约利用的概念与内涵

土地集约利用就是在土地上合理增加物质与劳动投入，以提高土地收益的经营方式。迄今为止，中外学者对于城市土地集约利用的概念和内涵尚未达成共识，大多数学者把城市土地集约利用的内涵解释为：当前及未来可预见的条件下，以合理的城市布局、优化的城市结构和可持续发展的思想为指导，通过增加存量土地投入、改善经营管理等途径，不断提高城市土地的使用效率，并取得良好的经济、社会和生态环境效益，目的在于实现土地利用结构、比例、空间分布与区域自然特征、经济发展之间的协调[2-4]。

本研究认为，土地集约利用是自然-社会-经济复合系统的重要组成要素，是从土地投入与产出、土地利用的外部效应来评价土地的利用效率，城市土地利用合理化、最优化是城市土地集约利用的必然要求，城市土地利用经济效益、社会效益和土地可持续发展的最大满足是城市土地集约化利用的追求目标[5]。

城市土地空间尺度不同，表现城市土地集约利用的侧重点不同，存在土地衡量水平的区域差异，对以整个城市为空间尺度的宏观层次而言，其城市土地集约利用主要强调城市的综合效益及用地功能、结构的合理性，而中观、微观层次的城市土地集约利用，应偏重于土地投入产出效果。

城市土地利用不是一个静态终极目标，而是一个动态过程。随着经济的发展、科学技术的进步，土地利用的投入产出对比会发生改变，土地的利用环境和效率将发生变化，土地的集约利用要充分考虑土地功能的扩张和利用的可持续性。

2 研究区概况及评价方法

2.1 区域概况

宿州是安徽的北大门，位于黄淮平原南端，与苏、鲁、豫3省11县接壤，北邻江苏徐州市和山东菏泽市，西接河南商丘市，东连江苏淮阴市。1999年春，撤地建市，设立省辖宿州市，辖砀山、萧县、灵璧、泗县和埇桥区，总人口604万人，总面积9 787 km2。2008年，全市生产总值511.10亿元，按可比价计算，比上年增长14.1%。年末全市从业人员341.8万人，比上年增加2.4万人。年末城镇登记失业率控制在4.22%以内。

2.2 评价方法

物元分析是系统科学、思维科学、数学交叉的边缘学科，是贯穿自然科学和社会科学应用广泛的横断学科[6]。它可以将复杂问题抽象为形象化模型，并可利用这些模型研究基本理论，提出相应的应用方法。利用物元分析法可以建立事物多指标性能参数的质量评定模型，并能以定量的数值表示评定结果，从而较完整地反映事物质量的综合水平。

2.2.1 确定经典域 在物元分析中，把事物N及其特征值c和它的量值x的三元有序组合R=（N，c，x）称为物元，如果事物N有n个特征值，则将它称为n维物元，用矩阵表示为：

式中，Nj表示划分的第j个等级；ci表示等级Nj的特征值；V0ji为Nj关于ci所规定量值的取值范围，即各等级关于特征值所取的数值范围。

2.2.2 确定节域

其中，Np为土地集约等级的全体；Vpi为p关于ci所取的量值范围，即p的节域，所以，V0ji∈Vpi。

2.2.3 确定待判物元

式中，X0为待判物元；xi为X0关于 ci的量值，即土地参评因子的实测数据。

2.2.4 计算待判物元关于各评价等级的关联函数Kj（xi）

关联函数的数值表示评价单元符合某标准范围的隶属程度，所以可以把K（x）的不同取值范围作为土地适宜性的评价标准。当K（x）≥1时，表示评价对象超过标准上限，数值越大，开发潜力越大；当0≤K（x）≤1时，表示评价对象符合标准对象要求的程度，数值越大，越接近标准上限；当-1≤K（x）≤0时，表示评价对象不符合标准对象的要求，但具备转化条件；当K（x）≤-1时，表示评价对象不符合标准对象的要求，且又不具备转化的条件[7]。

2.2.5 确定权重，计算土地适宜性隶属度 权重计算公式为：

式中，aij表示第j个等级第i个指标的权系数；xij表示第j个等级第i个指标的界限值。

总关联度计算公式为：

式中，Kj（X）表示待判物元总关联度，当Kj（X）≥0时，区域土地集约利用状况为高等水平（根据优度评价法的计算原理）；当Kj（X）=1时，区域土地集约利用达到理想的状态；当-1≤Kj（X）＜0时，区域土地集约利用状况为中等水平；当Kj（X）＜-1时，区域土地集约利用为低等水平。

3 宿州市土地集约利用评价

3.1 评价指标构建

由于城市土地利用是一个多层次、多目标的体系，土地集约利用体现的是经济系统、资源系统、环境系统、社会系统等多方面效益的均衡。因此，必须建立科学的评价指标体系，才能对这样的多维矢量进行全面反映和综合评价。本研究从城市土地集约利用的内涵出发，结合科学性和系统性原则、区域性原则、动态性原则和可操作性原则从土地投入强度、土地使用强度、土地经济效益以及土地生态效益等方面建立宿州市土地集约利用评价的指标体系（表1）。

表1 土地利用集约评价指标体系

3.2 土地利用集约度的计算

由于区域差异，土地集约利用水平受到各种因素的影响，土地利用结果也会有所不同。本研究选择安徽省2007年城镇土地利用的平均水平作为依据，即本研究的经典物元的经典域为安徽省2007年城镇土地利用平均水平的正负偏差30%。

收集了2007年宿州市有关土地集约利用的因素、因子数据，由于指标间的量纲不同，为了消除数据间的屏蔽效应，使数据间具有可比性，需对原始数据进行标准化处理，消除量纲的影响。按照系统可拓物元法计算各因素、因子权重值及评价关联值（表2）。

表2 土地集约评价各指标权重和关联值

3.3 评价结果分析

从表2数据可以看出，宿州市土地集约利用评价综合得分为0.327 8，表示区域土地集约利用状况为高等水平，但距土地集约利用理想值还有较大距离，说明其土地集约利用发展空间仍有较大潜力。各因子关联值得分均大于0，说明宿州市城市土地集约水平在安徽省具有较高的位置，其中，地均固定资产投资、人口密度、地均工业废水排放达标率得分相对较低，说明这些指标对区域环境影响最为明显或敏感，在今后的经济发展过程中，应重点提出这些方面的措施。宿州市目前地均面积GDP产出、地均面积工业产值、城镇居民人均可支配收入较安徽省其他地市已经有所集约，在今后经济发展中更应注重经济发展内涵，剔除高污耗能产业，大力发展集约经济，杜绝土地资源闲置和低效利用的现象产生。

4 结语

在分析城市土地利用集约内涵的基础上，从宏观层面构建了宿州市土地利用集约评价的指标体系，应用物元分析方法，构建经典物元，通过关联函数计算，对宿州市土地集约利用程度进行了评价，其综合得分为0.327 8，表明宿州市土地集约利用水平在安徽全省具有较高水平，但距理想值还较远，仍有较大的发展空间。在今后区域经济发展过程中应注重大力发展集约经济，更好实现城市土地的集约利用，最大程度发挥土地经济效益。物元分析对分析土地集约利用水平和生成土地集约利用策略十分有效，但其在土地利用评价应用中尚处于探讨阶段，如何更好地建立物元评价的经典域及评价标准还有待进一步研究。

［1］邵晓梅，王静.小城镇开发区土地集约利用评价研究——以浙江省慈溪市为例[J].地理科学进展，2008（27）：75-80.

［2］邵晓梅，刘庆，张衍毓.土地集约利用的研究进展及展望[J].地理科学进展，2006，25（2）：85-95.

［3］陈逸，黄贤金，陈志刚，等.城市化进程中的开发区土地集约利用研究[J].中国土地科学，2008，22（6）：11-16.

［4］陶运平，戴文斌.山西省集约利用土地的问题与对策[J].山西农业科学，2009，37（4）：6-9.

［5］谢映勤，胡素粦.城市土地资源集约利用初步研究[J].河北北方学院学报（自然科学版），2008，24（3）：68-71.

［6］蔡文.物元模型及其应用[M].北京：科学技术文献出版社，1996：28-31.

［7］门宝辉，梁川.农业土壤环境综合评价模型的建立及其应用[J].水土保持通报，2002，22（4）：37.