基于集约评价的城市土地利用投入与产出分析——以武汉市为例

罗 栋,张根寿,王海军

(武汉大学资源与环境科学学院,武汉430079)

土地利用是在土地质量特性和社会土地需求协调的基础上开发利用土地,以满足人类生产和生活的需要[1]。土地利用的投入和产出是衡量土地利用效益的重要指标之一。在现代城市社会经济发展阶段,土地利用不仅表现在城市的横向扩张,而且还体现在对城市空间内涵的挖掘上。因此土地投入在考虑耕地面积的扩展和工业用地与农业用地投入的比率外还应该增加单位土地面积上人口的承载力、空间容积率、人均公共绿地面积等方面;土地产出则主要表现在土地综合投入在经济方面的产出。当前我国正处在工业化和城市化迅速发展的时期,城市土地扩张是一个必然趋势。因此研究土地集约利用评价下的土地投入和产出,对指导城市土地高效利用有一定的现实意义。

城市土地集约利用是在综合考虑城市各类土地利用功能的基础上,实现城市土地利用综合效益的最优化。城市土地集约利用的内涵可以概括为：在布局合理、结构优化和可持续发展的前提下,通过增加存量土地投入、改善经营管理等途径,不断提高土地的利用效益,并取得良好的经济、社会和生态效益的过程[2]。

我国城市化进入快速发展阶段,土地粗放利用的现象非常突出,因此,提高土地使用效益、集约利用城市土地引起了学者和政府的广泛关注。有学者[3-4]探讨了土地集约利用的内涵、特点和意义以及需要解决的问题;有学者[5-9]通过土地集约利用的概念建立指标体系,运用层次分析等数理方法对土地集约利用进行评价;也有学者[10-11]应用“驱动力-压力-响应模型”建立指标体系,对土地的集约利用进行研究。但很少看到有对城市土地集约利用过程中的土地投入和产出进行研究。本文尝试从城市土地集约利用评价的角度,对土地利用的投入与产出进行分析,以期对城市土地的合理利用提供一种思路。

本次研究选取的城市是武汉市,其位于长江中游,江汉平原的东部,处于优越的经济区位、交通区位中心位置,是中部地区的最大城市。武汉城区长江、汉江交汇,湖泊、山丘众多,形成武汉“三镇”并立的特殊的城市地理空间结构,土地面积为8 494.41 km2。目前,武汉市是“国家创新型试点城市”、“资源节约型和环境友好型”两型社会建设试点城市。

1 城市土地集约利用评价指标体系的构建

1.1 评价指标体系构建的原则

在建立城市土地集约利用评价指标体系时,为了保证所选指标因子能很好的反映城市土地集约利用的特点,我们应该遵循表1所列的原则[12]。

表1 指标体系的原则

1.2 评价指标体系的建立

城市土地集约利用评价主要是考察土地经济供给能力和城市土地经济产出水平,反映城市土地的集约利用现状水平和经济发展水平[12]。根据指标体系的构建思想,将城市土地集约利用进行评价因素层的划分：即土地投入强度,土地使用强度,土地使用效益和土地生态环境;同时在因素层的基础上细化为13个因子层(见表2)。

表2 武汉市城市土地集约利用评价指标体系

2 研究方法

熵值法可以反映一个系统的变化,而且可以根据系统中各项指标的差异程度,计算出各指标的权重,为综合评价提供依据。因此,根据城市土地集约利用的评价思路,采用熵值法[13-14]来进行研究。

2.1 评价因子的标准化处理

由于土地集约利用评价的各项因子具有不同的量纲,因此采用比重法对数据进行标准化处理。

式中：Pij——参评对象的标准值;xij——有 n个因子的m个参评对象的第i个参评对象第j项评价因子的数值,其中(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)。

2.2 评价因子的熵值计算

熵值的计算公式如式(2)。

式中 ：E(xij)——第 j项评价因子的熵值;Pij——参评对象的标准值;K——调节系数;m——含义同前。

2.3 评价因子权重值的确定

计算第j项评价因子的差异系数。其公式为：

式中：ej——为第 j项评价因子的差异系数;E(xij)——含义同前。

权重计算公式为：

式中：d j——第 j项评价因子的权重;ej——含义同前。

2.4 评价值的确定

因素层各因素的标准值bk由对应因子层各因子的标准值求和得到;Dk(k=1,2,…,l)则由对应因子层的各因子的差异系数求和,因此计算因素层各因素的权重。其公式为：

式中：Dk——因素层各因素的差异系数;Wk——因素层对应因素的权重。

计算评价值的公式为：

式中：B——因素的评价值;bk——因素层各因素的标准值;Wk——含义同前。

3 计算结果

本次研究所需的数据全部来自各城市的统计年鉴。通过在武汉市2003-2007年统计年鉴中对数据收集、整理[15]和分析得到武汉市土地集约利用指标因子的原始值。采用比重法对各因子标准化处理,熵值法计算得到各因子的权重和贡献度(表3)。

表3 2003-2007年武汉市土地集约利用因子权重和贡献度

为了使基于土地集约利用评价的武汉市土地利用投入与产出分析具有可比性,我们选取重庆市、南京市和上海市与武汉市做横向比较。

据重庆市、南京市和上海市2003-2007年的统计年鉴,参照前文指标体系中的因子,获得数据[16-18]的原始值。按上述方法计算出评价因素的权重和标准值,最后得到武汉市和重庆市、南京市、上海市2003-2007年的土地投入强度评价值(表4)和土地使用效益评价值(表5)。

4 讨论与分析

4.1 土地利用投入分析

土地利用投入包括在土地利用过程中的人力、物力和财力等的投入,涉及到城市各个领域的投入[12]。土地集约利用指标体系中的土地投入强度主要包括单位土地固定资产总额等方面的投入,因此在分析基于土地集约利用评价基础上的土地利用投入时,我们用土地投入强度来研究(见图1)。

表4 四个城市土地投入强度评价值

表5 4个城市土地使用效益的评价值

图1 各城市土地利用投入强度评价值

据图1知,武汉市土地投入强度在2003-2007年间是稳步上升的,且年增长率为10.31%。总体情况与其他3个城市比较为：高于南京市和上海市,虽然低于重庆市的土地投入强度,但高于4个城市的平均值。这说明武汉市近年来对城市土地利用的投入不断的增强。武汉市土地投入强度涉及到的3个因子的权重贡献度分别为：单位土地面积固定资产总额为97.07%,区域人均道路面积为1.55%,区域人均公共绿地面积为1.38%。即所选取的3个因子中单位土地面积固定资产总额对土地投入强度的影响最大。这显示出武汉市在现有土地面积的基础上通过有效的建造和购置固定资产活动,进一步的调整经济结构和生产力的地区分布,而使城市基本建设、更新改造、房地产开发投资和其他社会固定资产投资不断加强。虽然人均道路面积和人均公共绿地面积的贡献度不及固定资产总额,但是在土地利用投入中仍然起着改善民众出行环境和人居生态环境的作用。

4.2 土地利用产出分析

在城市土地集约利用前提下的土地利用产出主要表现在城市土地基础设施建设和生产建设性投入的产出上[19]。城市土地利用主要反映的是土地的空间承载力,其产出直接体现了城市土地的收益情况和土地的利用效果。可以用全年城市二、三产业值,国内生产总值等数值来衡量。因此我们用城市土地使用效益的评价值来分析土地利用产出(如图2)。

武汉市土地使用效益从2003-2007年虽然在2006年有所下降,但是总体上呈上升趋势(见图2)。与其他3个城市比较可以看出,在研究期间除了上海市在2004年接近武汉市的水平外,其他城市在研究年限中都明显低于武汉市,且武汉市高于4个城市的平均水平。这说明近年来武汉市的国民经济快速、稳定增长,城市土地的产出效益明显增加。另一方面,武汉市的土地使用效益在2006年下降了20.7%,虽然在2007年有所回升,但是仍然低于2005年的水平,可见,近年来武汉市城市土地利用上存在一定的“高投入,低产出”现象,城市土地产出效益内涵挖掘不够[20]。土地使用效益下的4个因子的贡献度为单位土地二、三产业增加值＞单位土地国内生产总值＞城市住宅用地比例＞单位土地工业产值。可见,单位土地二、三产业增加值在武汉市土地利用产出中占有重要的地位。当然武汉市在提高土地利用产出综合效益时应该着重考虑城市住宅用地所占比例和单位土地国内生产总值的提高。

图2 各城市土地使用效益评价值

5 结论与展望

城市土地的高效、节约、合理利用,对城市可持续发展有着重要意义。从土地集约利用评价角度尝试对土地利用的投入和产出进行分析,并以武汉市为例来说明。通过与重庆市、南京市和上海市的横向比较研究得出如下结论：

(1)武汉市在2003-2007年,土地利用投入的评价值虽然略低于重庆市的水平,但是却高于南京市和上海市;土地利用产出的评价值在0.3～0.5之间,虽然在2006年异常,但是仍然高于其他3个城市。可见武汉市在城市土地建设中逐年加大对土地利用的投入,取得了很好的土地产出效益,当然在实施过程中也存在产出效益不高的情况,但总体情况较好。

(2)土地投入强度和土地使用效益下的因子层的各因子,在土地利用投入与产出中起着重要的作用。其中单位土地面积固定资产总额对土地利用投入的影响最大,而单位土地二、三产业增加值,单位土地国内生产总值和城市住宅用地对土地利用产出的影响占到了91.01%。这表明武汉市的土地利用投入主要体现在对社会固定资产的投资上,而土地产出则主要体现在土地利用带来的经济效益和空间承载力上。

土地利用投入与产出,直接关系到城市土地的可持续发展。因此,对城市土地集约利用过程中的土地投入与产出的研究具有指导性的意义。在今后的研究中对城市土地利用投入的指标选取应该更加全面和有代表性,在土地利用产出中除了考虑经济效益的产出外还应该涉及社会效益和环境效益的产出。当然在对土地利用投入与产出的分析过程中除了运用传统是数学方法外还可以把 RS和GIS的相关技术运用到分析中。

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