基于PATTERN的土地整理潜力评价

唐荣彬，陈 勇，邵建平，岳 哲，张小倩，邵艳顺

(武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北 武汉，430081)

基于PATTERN的土地整理潜力评价

唐荣彬，陈 勇，邵建平，岳 哲，张小倩，邵艳顺

(武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北 武汉，430081)

土地整理潜力评价是编制土地整理专项规划的依据，是科学划定土地整理区的基础工作。本文将土地整理潜力划分为本底潜力和环境潜力，据此建立土地整理潜力评价指标体系，确定基于关联树(PATTERN)法的土地整理潜力评价方法，并对湖南省临湘市土地整理潜力进行区域分级，从而为该市土地整理专项规划的编制提供参考。

土地整理；潜力评价；潜力分级；评价指标体系；关联树法；临湘市

土地整理潜力是指在一定时期、一定生产力水平及某种既定用途下，采取工程、生物和技术措施，通过对田、水、路、林、村进行综合整治，以增加可利用土地面积、降低生产成本、改善生态环境的潜在能力[1]。土地整理潜力评价是编制土地整理专项规划的依据，也是科学划定土地整理区的基础工作之一。近年来，随着我国土地整理工作的大规模开展，土地整理潜力评价研究也开始得到重视。已有的土地整理潜力评价方法可归纳为两类：①潜力测算[2-3]，即采用定量方法测算土地利用的现实状态与理想状态之间的差距，以此确定土地整理潜力大小，如相对系数法与绝对系数法；②潜力分级[4-8]，即综合分析影响土地整理的自然环境和社会经济等因素，通过建立土地整理潜力评价指标体系和评价方法，将土地整理潜力划分为若干等级。潜力测算的出发点是测算土地整理后能增加多少耕地，其分析因素单一，有一定的应用局限性。而潜力分级方法则综合考虑了影响土地整理的自然环境和社会经济条件，分级结果具有较强的实用性。因此，本文主要运用潜力分级方法构建评价指标体系和评价方法，将该方法应用于湖南省临湘市土地整理潜力的测算与分级，以期为该市土地整理专项规划的编制提供参考。

1 土地整理潜力评价指标体系

土地整理潜力评价指标体系应兼顾土地整理的目的性和可行性。一方面，土地整理的目的是增加有效耕地面积、提高耕地生产能力和改善土地生态环境；另一方面，土地整理工作的可行性、迫切性与整理区的经济和社会背景条件相关。本文将反映土地可改良程度的土地自然环境背景称为土地整理的本底潜力,将反映土地整理可行性和迫切性的经济和社会背景称为环境潜力。在评价指标选取时遵循科学性、系统性、相对独立性和可获性等基本原则，结合相关研究成果以及土地管理技术人员的意见，建立土地整理潜力评价指标体系如图1所示。

Fig.1 Index system of potential evaluation of land consolidation

2 土地整理潜力评价方法

2.1 指标标准化

为消除指标间的不可比性,首先要对所有评价指标值进行处理,将其转化为无量纲的标准化值。本文采用正负指标法对评价指标值进行标准化处理，公式如下。

(1)

(2)

式中：yi为评价指标标准化值；xi为评价指标实际值；ximax、ximin分别为评价指标实际最大值和最小值。

2.2 确定指标权重

一级指标的赋权采用Delphi法。二级指标赋权时，为进一步明确评价指标与土地整理各项具体目标或土地整理各方面可行性之间的关联性，选用关联树(PATTERN)法[9]进行赋权。PATTERN法是一种对复杂系统进行分析评价的方法，是系统工程理论的一个分支。PATTERN法赋权的具体步骤为：①制定纲要，在具体建立关联树之前，首先要编写纲要，对要分析的系统所处环境做出相应假定；②生成关联树，将评价目标排列成树状，在树叉层上，不必拘泥于一定要有手段和目的的关系，树根层可以只有一个指标；③为关联树各层目标赋权，根据相应层的重要度，将属于此层的各个指标权重之和定为1；④分别求出各指标权重与相应目标权重之积，然后再相加，其和作为各指标的重要度。

2.3 计算综合指数

在对评价单元的各项评价指标实际值进行标准化处理的基础上，结合上述方法确定各评价指标权重，采用加权求和法得到各评价单元的土地整理潜力综合指数，计算公式为：

(3)

式中：Fi为第i个评价单元的土地整理潜力综合指数；Uij为第i个评价单元第j个指标的标准化值；Wj为第j个指标的权重值。

3 临湘市土地整理潜力评价

3.1 临湘市概况

临湘市地处湖南省东北端，隶属岳阳市，位于北纬29°10′～29°52′、东经113°15′～113°45′之间，属大陆性季风湿润气候。全市土地总面积为1743.68 km2，地形多样。东南部有药菇山、大云山等28座海拔800 m以上的山峰，山势陡峭，植被繁茂；北部是江湖平原地区，海拔在40 m以下，土壤肥沃，灌溉条件良好；中部为丘陵地区，海拔一般在50～300 m之间。全市辖14个建制镇和9个乡，土地利用率为90.8%，土地垦殖率为21.8%，未利用土地中有不少荒草地。

3.2 基础数据

在进行土地整理潜力评价时，田坎系数、后备耕地资源量、耕地中零星地面积、渠网密度、田间道路网密度等指标由临湘市土地利用现状数据库计算得到；粮食作物单产、农民人均年收入、农业从业人员比重和农机拥有量等指标由当地2012年统计年鉴计算得到；生态环境敏感度、水土流失状况以及水土污染情况等指标，则以《临湘市土地利用总体规划修编专题研究综合报告》中相应指标的分级分区结果为依据，通过熟悉当地情况的专家按5分制打分得到。各评价指标基础数据如表1所示。

续表1

3.3 指标权重

根据Delphi法，确定本底潜力权重为0.7，环境潜力权重为0.3。根据土地整理的目的与意义，选择投资成本低、有效耕地面积增加、耕地质量提高和生态环境改善为评价本底潜力的基准。根据项目区经济和社会背景对土地整理的影响，选择土地整理迫切度、土地整理可实施性以及对实现本底潜力的影响力为评价环境潜力的基准。各指标综合权重值按PATTERN法计算后确定，见表2和表3。

3.4 评价结果

由式(3)计算得到临湘市各乡镇土地整理潜力综合指数值Fi(见表4)，据此将临湘市土地整理潜力划分为3个等级：一级(Fi>0.60)、二级(0.60≥Fi>0.45)和三级(Fi≤0.45)，具体分布如图2所示。

Fig.2 Classification of land consolidation potentiality in Linxiang City

4 结语

本文将影响土地整理潜力的因素归纳为本底因素和环境因素，在构建土地整理潜力评价指标体系时，注重因地制宜地选择评价指标以及确定各指标的重要性。采用关联树法，并结合MAPGIS软件对临湘市土地整理潜力进行了测算与分级。临湘市土地整理潜力可分为三级，一至三级的土地面积比例依次为26%、35%和39%。生态环境敏感度、水土流失状况、水土污染情况对潜力分级结果影响较大，临湘市在今后的土地整理工作中应重视生态环境的改善以及水土流失和污染的治理。

[1] 鹿心社．论中国土地整理的总体方略[J]．农业工程学报，2002，18(1)：1-5．

[2] 高士光， 陈亚恒，许皞．基于农用地分等成果的耕地整理潜力计算方法——以衡水市桃城区为例[J]．中国农学通报，2008，24(1)：397-401．

[3] 伍静，周珊，蔡广鹏，等．贵州绥阳喀斯特山区的土地整理潜力[J]．贵州农业科学，2012，40(12)：210-213．

[4] 范金梅，孟宪素，薛永森．中国耕地整理潜力评价初探——以北京延庆县为例[J]．地理研究，2004，23(6)：736-744．

[5] 杨红，陈百明，高永，等．基于可持续发展的北京市大兴区土地整理潜力评价[J]．农业工程学报，2006，22(8)：77-82．

[6] 邵晖，胡宝清，王瑜．基于模糊综合评判的耕地整理潜力评价——以南宁市江南区为例[J]．资源科学，2007，29(4)：146-151．

[7] 蔡建峰，佟德龙，陈秋林．耕地整理潜力评价指标体系研究——以湖南省攸县为例[J]．国土资源科技管理，2007，24(3)：99-102．

[8] 江一波，胡守庚，刘越岩，等．基于GIS的丘陵山区可持续耕地整理潜力综合评价[J]．中国土地科学，2012(6)：42-47．

[9] 叶义成，柯丽华，黄德育．系统综合评价技术及其应用[M]．北京：冶金工业出版社，2006：32-33．

[责任编辑 尚 晶]

Evaluation of land consolidation potentiality based on PATTERN

TangRongbin,ChenYong,ShaoJianping,YueZhe,ZhangXiaoqian,ShaoYanshun

(College of Resources and Environmental Engineering, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China)

Potential evaluation of land consolidation is the basis of making land consolidation special plan and the essential work to determine land consolidation areas scientifically. This paper divides land consolidation potentiality into two parts: background potentiality and environmental potentiality, then establishes evaluation index system and method based on PATTERN (planning assistance through technical evaluation of relevance numbers), which are used to classify the land consolidation potentiality in Linxiang City,Hunan Province. The results can provide a reference for the land consolidation special plan of Linxiang City.

land consolidation; potential evaluation; potentiality classification; evaluation index system; PATTERN;Linxiang City

2014-09-24

国家自然科学基金资助项目(41201600)；武汉科技大学大学生科技创新基金研究项目(12ZRC149).

唐荣彬(1992-)，女，武汉科技大学研究人员.E-mail: 237664585@qq.com

陈 勇(1968-)，男，武汉科技大学教授.E-mail:yongchen1968@163.com

F301.24

A

1674-3644(2015)02-0157-04