土地可持续利用评价

摘要：在探讨土地可持续利用一般理论的基础上，以天津市为例，构建了基于“生态-经济-社会”的我国特大型城市土地可持续利用评价指标体系，采用层次分析法和协调度分析模型，对天津市土地可持续利用现状进行了评价，并得出结论：天津市土地可持续利用状况良好，生态效益、经济效益和社会效益分值介于74-83之间，协调度处于较好水平。最后提出了天津市土地可持续利用的相关建议。

关键词：天津市，城市土地，可持续利用评价

中图分类号：F301.2 文献标识码：B

文章编号：1001-9138-（2016）08-0021-31 收稿日期：2016-07-10

1 土地可持续利用的基本理论

1.1 土地可持续利用的基本概念

联合国粮农组织FAO（1993）认为，土地可持续利用是将技术、政策和旨在同时关心社会经济原理与环境的活动结合在一起，即同时考虑保持和提高生产力（生产性），降低生产风险（安全性），保护自然资源和潜力及防止土坡和水质的退化（保持性），经济可行性和社会可接受性。从景观生态学的角度来看，土地可持续利用就是协调人类当前与后代之间在经济、社会与环境方面的需求，同时维持与加强土地资源质量。本文将土地可持续利用定义为：以最终实现人类可持续发展为目标的土地利用方式。

1.2 土地可持续利用研究的理论基础

1.2.1 可持续发展理论

可持续发展是伴随着一系列环境问题而出现的。从罗马俱乐部的《增长的极限》、朱利安·西蒙的《没有极限的增长》，到世界自然保护同盟的《世界自然保护大纲》、世界环境与发展委员会的《我们共同的未来》，再到联合国环境与发展大会通过的《里约环境与发展宣言》《全球21世纪议程》，“可持续发展”作为一种全新的发展理论应运而生，并成为人类共同追求的目标和理想。

可持续发展是土地资源可持续利用的目标，土地资源可持续利用是可持续发展的重要基础和核心内容。可持续发展理论的形成为土地资源利用提出了新的命题，为协调人地关系提出了新的思路。土地资源可持续利用战略，要求土地资源配置在数量上具有均衡性、在质量上具有级差性、在时间上具有长期性、在空间上具有全局性，从而实现自然持续性、经济持续性和社会持续性的统一。

1.2.2 生态经济学理论

生态经济学理论从整体上来研究生态系统与经济系统相互结合而形成的复合系统的各因素之间相互联系、相互制约、相互转化的运动规律。生态经济学的核心问题是实现资源、人口、经济、社会、生态环境的协调发展，探讨生态系统与社会经济系统合理配置和协调发展的规律性，以提高整体经济效益、社会效益和环境效益。土地资源本身是一个自然生态系统，其为社会、经济活动的载体，不是一个孤立封闭的静态系统，而是一个开放的动态系统。人类对土地资源的利用，则是通过向土地投入一定量的人类劳动，与土地进行物质、能量与信息的交换，从而使土地生态系统与经济社会系统在时空上相互结合，形成一个具有一定结构和功能的复合系统。在这一系统内，生态环境、经济、社会相互作用，相互制约，相互依存。生态环境系统向经济系统与社会系统提供物质基础，而经济与社会系统又反作用于生态环境系统。只有当土地生态经济系统中上述各子系统协调有序时，土地利用才能同时取得经济效益、社会效益和环境效益，能实现土地资源的可持续利用。

1.2.3 协同论

协同论认为，一个系统内各子系统及各要素之间存在着非线性相互作用，产生协同现象和相干现象，使系统保持有序状态是系统内各要素之间处于和谐并形成一种自我调适自组织的动态变化关系（罗可，2001）。因此，城市土地利用中的人口、资源环境及经济的协调是一种针对系统内众多要素的综合协调及整体协调，同时也是动态的长远的协调，要素之间的关系在不断变化，但必须相互适应和促进，形成良性循环。这种协调还是一种最优化的协调，不仅使各个要素之间达到平衡，更为重要的是优化组合要素，使系统整体效益最大化。

2 天津市土地利用现状分析

2.1 土地资源的特点

2.1.1 土地利用现状结构

由表1可见，天津市土地利用类型齐全，基本包括土地利用的所有类型。在现有土地资源中，农用地所占比重最大，达58.7%，建设用地所占比重较小为30.2%，后备土地资源较为丰富，目前尚有11.1%的未开发利用土地面积。

2.1.2 水域面积辽阔，排灌调蓄能力强

河流、水库、水塘面积占全市土地总面积的11.39%，这对于农业灌溉和排涝、调蓄起着重要的作用。但用于放养的水面少，仅占水域面积的20.39%。

2.1.3 海岸线长，水域滩涂广阔，海洋资源丰富

天津市有133.4公里的海岸线，3000多平方公里的浅海水域和3万公顷的滩涂，开发潜力大，而且海洋矿产资源、海水资源、海洋生物资源十分丰富。

2.1.4 以盐碱地为主的未利用土地集中分布在全市东部地区

全市57.8%的盐碱地分布在滨海地区，与天津市城市工业发展向东部地区转移的城市总体规划布局一致。

2.1.5 后备土地资源丰富

天津市共有土地面积11919.70平方公里，其中尚未有效利用的土地资源约占本地区土地面积的11.1%，后备土地资源非常丰富，为今后天津市经济的高速发展提供了基础。

2.2 土地利用现状存在的问题

2.2.1 土地利用结构不尽合理

农用地比例偏高，生态用地比例较低，交通用地比重偏低，只占全市土地总面积2.76%；林地比重小。道路广场用地是反映一个城市现代化水平的重要的用地指标，如香港是一个拥挤程度非常高的城市，但其道路广场用地面积也达12.4%，东京为13.5%，巴黎和纽约分别达到25%和35%。目前天津市道路广场用地比重仅为10%左右，低于国家规定的15%左右的标准。另外，绿化用地面积较少，仅占建成区大约6%，低于8%-15%的国家标准。

2.2.2 土地利用率较低

农业生产经营还比较粗放，中低产田占全部耕地的60%；工业仓储用地指标偏高，尚有部分空闲场地；村镇用地偏大；土地闲置现象明显。土地生产潜力尚需发挥。

2.2.3 部分土地用养矛盾突出

北部山区部分土地水土流失，造成岩石裸露，土层变薄，地力减退；一些地区对土地重用轻养或长期单一种植，导致土壤中氮、磷、钾的比例失调，土壤肥力综合水平下降；有的工业企业任意排放废气、废水、废渣，造成土壤中有毒难降解物质的积累，使土质砂化、碱化、恶化，土地生态环境质量下降，影响了农业生产水平的提高。

2.2.4 地面沉降严重

天津市最早于上世纪20年代发现地面沉降现象以来，随着地下水开采量的逐年增加，破坏了地下水平衡，地面沉降也随之加剧。地下水过量开采还会造成海水入侵，造成耕地盐碱化，影响农业发展。

3 天津市土地可持续利用评价

3.1 评价指标体系的建立

3.1.1 评价指标选取原则

土地资源可持续利用评价是对土地利用系统进行的一项综合性评价，因而评价指标体系应遵循系统性原则、地域性原则、科学性与可操作性原则、主导性原则。

3.1.2 指标体系的组成

根据天津市城市土地利用的实际情况，参照国内外可持续发展评价指标从生态环境、经济、社会三个方面选择了20个因素为参评因子，建立了天津市城市土地可持续利用评价指标体系，如表2所示。

3.1.2.1 生态环境指标

主要选取了土地利用率、城区绿化覆盖率、有效灌溉面积比例、人均耕地、人均公共绿地面积、工业废水处理率和工业固体废弃物综合利用率7个指标作为评价天津市土地可持续利用的生态指标。

3.1.2.2 经济指标

土地开发利用的根本目的是取得经济效益，土地可持续利用是能够取得良好经济效益的土地利用方式。主要包括以下指标：人均GDP、第三产业比重、职工人均收入、港口货物吞吐量、人均外贸出口额、土地生产率、单位耕地面积粮食产量。

3.1.2.3 社会指标

采用人口密度、人均道路面积、人均居住面积、非农业人口比重、道路交通噪声、居民恩格尔系数6个指标作为评价天津市土地可持续利用的社会指标。

3.2 评价过程

由于以上20个单项指标对于城市土地可持续利用的贡献程度不一，因此要确定各指标的权重。对于指标权重的确定，常用的方法是层次分析法（AHP）。

3.2.1 层次分析法的基本原理

层次分析法是在结构模型的基础上，通过矩阵形式的演算，使定性分析和定量分析相结合的一种评价和决策的方法。此法是通过系统分析把复杂问题分解成有序的递阶层次结构，常将综合评价指标分为目标层、准则层、指标层三层，并对各层的相关因素进行两两比较，判断各因素的相对重要性给定量，进行一致性检验，以确定评价指标的权重。

3.2.2 层次分析法的基本步骤

第一步：按目标层、准则层、指标层的形式排列起来，建立层次结构。

第二步：构造各评价指标相对重要性判断矩阵。

在确定指标相对于指标的相对重要性比值bij时，AHP采用的是1-9标度法。如表3所示。

在确定bij和bji值后，得到下面的判断矩阵

第三步：层次单排序及其一致性检验。

首先，计算判断矩阵每一行的几何平均值：

其次，对向量进行正规化处理，即：

为所求的单层次排序向量；

再次，计算最大特征值，其计算式为：

最后，求出一致性指标CI和随机一致性比例CR。当CR<0.10时，判断矩阵具有令人满意的一致性，否则就需调整矩阵，以消除过高的不一致性，直到满意为止。计算式

式中，RI为对于不同阶比较矩阵的随机一致性指标，如表4所示。

3.2.3 评价指标权重的确定

不同地区，由于其自然条件或经济发展水平不同，因此各指标对区域土地利用是否可持续的影响程度不同，所以比较结果是在对天津市自然、经济、社会各因素及土地利用特点进行深入分析的基础上，并借鉴有关对其他大城市土地评价指标权重的比较以及部分研究成果及征求专家意见得出的。

对目标层A构建判断矩阵及一致性检验如表5所示。

WB1=0.163 WB2=0.540 WB3=0.297

一致性检验：=3.008 CI=0.004 RI=0.58 CR=0.007<0.1

对分类指标层B构建判断矩阵及一致性检验如表6所示。

WC1=0.054 WC2=0.085 WC3=0.209 WC4=0.403 WC5=0.137 WC6=0.085 WC7=0.027

一致性检验：=7.213 CI=0.0355 RI=1.32 CR=0.027<0.1，如表7所示。

WC8=0.045 WC9=0.352 WC10=0.104 WC11=0.031 WC12=0.068 WC13=0.240 WC14=0.160

一致性检验：=7.197 CI=0.033 RI=1.32 CR=0.025<0.1，如表8所示。

W15=0.112 W16=0.300 W17=0.048 W18=0.169 W19=0.071 W20=0.300

一致性检验：=6.014 CI=0.0028 RI=1.24 CR=0.002<0.1

根据上述判断矩阵计算结果及一致性检验，综合整理并得出结论，如表9所示。

3.2.4 评价标准及指标的无量纲化处理

城市土地可持续利用评价指标涉及资源环境、经济、社会等多方面因素，各因素度量单位不一致，不便于参加评价。因此，在评价比较前，必须进行无量纲化处理，将绝对的有量纲的指标转化为无量纲的指标，如比例或百分数等，以便于多方面指标值的综合评价。

为简化计算，本研究假定指标与土地可持续利用水平间为线形关系，有以下三种形式：一是对可持续性起正作用的指标，如人均公共绿地面积。二是对可持续性起负作用的指标，如人口密度。三是适度性指标，即指标值不宜过大，也不宜过小，如人均道路面积。

当x为正向指标时

当x为负向指标时

对于适度性指标即指标值不宜过大，也不宜过小，采用下式进行计算。

式中：为某一指标作用分值，xj和tj分别为该指标的实测值和目标值通过计算得到各单项指标的量化值。可以看出，通过线性变换把各指标统一到无量纲的0和l之间，便于用统一的方法进行综合评价。经计算得出表10。

3.2.5 土地可持续利用水平评价

城市土地可持续利用状况是指标体系中所有指标作用的综合表现，每一单项指标都从不同侧面来反映土地资源可持续利用状况，因此可持续利用水平可用多目标加权函数计算，进行综合评价：

式中：Wi是第i个子目标的权重，rj是第j个单项因素的权重，aj是第j个单项指标的量化指标值，P为城市土地可持续利用综合水平指数。通过对单项指标逐一进行计算，得到天津市城市土地可持续利用水平评价结果，如表11所示。

参照不同学者对土地资源可持续利用评价标准的划分，将天津市城市土地持续利用评价划分为四个阶段，其具体意义如表12所示。

3.2.6 协调度计算

协调指数：衡量城市土地可持续利用的状态。根据城市土地可持续利用的内涵可以看出，城市土地可持续利用的一个基本特征为经济、社会和资源环境三者的协调。为了定量地研究城市土地可持续利用的可持续性，通过协调指数来评价城市资源环境、经济、社会三者的协调发展，即城市的经济增长和资源利用及环境保护相协调，同时最终促进社会进步，它的数学内涵为经济增长、社会进步和资源环境保护三者为三维空间的坐标轴，即X轴表示经济变化，Y轴表示资源环境变化，Z轴表示社会变化。如图1所示。

协调度是度量系统之间协调状况好坏的重要指标，城市土地利用系统是城市资源环境、经济、社会三个子系统的协调，协调度是三个子系统之间协调状况好坏的程度。

协调度指数公式为：

式中CI为协调度；x、y、z为资源环境合理性、经济可行性、社会可接受性指数。该指数是指城市资源环境、经济和社会变化速率应相互协调，即城市的经济增长应和环境保护相协调，同时最终促进社会进步。它的数学内涵为经济变化、社会变化和环境变化速率应相互均衡，任何一方面的偏颇将使城市土地利用综合效益降低。

-1.732≤CI≤1.732

即它的最大值为1.732，它的最小值为-1.732。

当1≤CI≤1.732时，城市土地在利用的过程中，环境保护、经济增长和社会进步都朝可持续的方向发展，协调情况很好。

当0≤CI≤1时，表明城市土地在利用过程中，环境保护，经济增长和社会进步中某一要素由于各方面的原因发生恶化，但这些情况可以被其他要素的发展所弥补，资源环境、经济、社会的协调状况较好。

当-1.732≤C≤0时，表明城市土地在利用过程中，环境保护，经济增长和社会进步中某些要素由于各方面的原因发生恶化，但这些情况不可以被其他要素的发展所弥补，资源环境、经济、社会的协调差。

通过计算得出天津市城市土地可持续利用协调度指数值为1.730，说明天津市城市土地在利用的过程中，环境保护、经济增长和社会进步都朝可持续的方向发展，协调情况很好。

3.3 评价结果分析

通过以上的计算可以看出天津市城市土地利用处于基本可持续利用阶段。通过进行协调度的计算说明天津市城市土地利用的资源环境、经济、社会三个子系统的协调状况很好，原因是经济增长的同时，注意加强环境保护和社会效益，资源环境合理性指数和经济可行性指数同步增长。

4 天津市城市土地可持续利用的建议与对策

4.1 更新土地利用价值取向，实现发展模式转变

土地作为一种受人类深刻影响的生态系统，人们对土地利用所持的价值观念对土地资源可持续利用至为重要。由于人类开发利用自然和影响自然能力的迅速增强，用掠夺式的方式开发土地资源以满足人们日益增长的物质文化需要，造成生态环境的严重破坏。可持续的生态经济价值观为土地资源的可持续利用提出了重要的价值导向。可持续的生态经济价值观就是要求人们开发利用土地资源的过程中，在不危及生态环境的前提下，寻求经济发展与生态环境相协调的发展途径。

4.2 改善城市环境质量，保护城市土地生态利用

加强环境污染治理，重点加强河流沿岸废水达标排放和总量控制；加强生活污水集中处理；倡导绿色工业，控制和消除工矿企业“三废”的排放量，有效制止污水、污染物大量排放到土壤和河流中；还要防止大气环境污染，保护生态环境。在新的城市建设中加强土地生态环境建设，努力向“生态城市”方向发展。

4.3 合理调整城市用地结构，充分挖掘土地潜力

加快城市内部用地置换制度，在综合考虑各方面利益的前提下，一方面尽快降低中心城区居住用地、工业用地的比例，另一方面按照地租地价规律合理组织城市内部用地空间布局。适当扩大城市基础设施的用地比例，减少城市重工业的用地。把污染严重、经济效益低下的工矿企业从城市搬迁出去，腾出土地发展第三产业，加快实现城市内部用地置换制度，使置换出的土地发挥更大的效益。

4.4 加强城市更新改造，提高城市用地立体化水平

城市用地主要是利用土地的承载功能，其单位面积建筑物立体化程度越高，即建筑物所占地上和地下空间越多，则建设相同建筑面积所占的土地越少。因此，增加城市楼房、道路等建（构）筑物的层数，扩大空间立体利用，是节约、集约和高效利用土地的重要途径。

4.5 严格执行“计划生育”的基本国策，减轻土地承载压力

人口规模与土地资源可持续利用密切相关，人口压力导致人地矛盾尖锐是造成土地资源利用不合理的根本原因之一。在人地系统中，人口总量呈上升趋势，而可利用土地资源难以增加，人增地减、实物短缺的矛盾已成为土地可持续利用的首要问题。积极的办法是挖掘土地生产潜力，扩大可利用土地面积，但前者由于受技术发展的制约是有限的，而后者又受土地总面积和可利用后备土地资源面积的限制，因而控制人口增长，减轻土地承载压力是实现人地平衡的根本措施。

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作者简介：

王冠，就职于天津土地交易中心。