基于PSR模型的岳阳市土地可持续利用评价

吴婷+刘胜华

摘要：选取湖南省岳阳市为研究对象，利用PSR模型构建岳阳市土地可持续利用评价指标体系，在对指标值进行标准化的基础上，采用改进熵值法确定指标权重，最后计算岳阳市土地可持续利用程度。结果表明，岳阳市土地可持续利用水平在2005-2014年总体处于较高层次，但中间年份由于自然原因和社会经济原因，导致岳阳市土地可持续利用水平出现较小波动；岳阳市土地可持续利用水平与岳阳市自然条件、岳阳市城市的建设机遇及政府的建设态度相关。

关键词：PSR模型；改进熵值法；土地可持续利用；评价；岳阳市

中图分类号：F301.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）15-2860-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.15.016

Abstract： Taking Yueyang city in Hunan province as the research sample，the evaluation index system was constructed by using PSR as a model. After standardizing the index value，the weight was counted by entropy evaluation method and the score was got on this bases. The results showed that the evaluation score of land sustainable use of Yueyang from 2005 to 2014 was at a superior class， but there was minor changes in some years because of the natural and socioeconomic factor. The evaluation score of land sustainable use of Yueyang had strong connection to its natural condition， development opportunity and the governments attitude.

Key words： PSR model； improved entropy evaluation method； land sustainable use； evaluation； Yueyang city

土地可持续利用评价是在科学客观评价的基础上，分析土地利用的自然、经济、社会特性，确定其可持续利用的水平，找出土地可持续利用中的问题和不足，从而对其加以改进，以期为修整土地利用规划、制定土地管理策略提供依据，最终实现土地可持续发展。土地可持续利用研究始于土地适宜性评价，它是对土地适宜性在时间方向的适用趋势进行的一种判断和评估，是可持续发展思想在土地评价领域的体现[1]。

1990年，新德里土地可持续利用系统研讨会正式确认土地可持续利用思想，土地可持续利用成为土地科学的热点，国外学者开始尝试从不同的角度建立土地可持续利用评价指标体系[2]。自1994年《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》颁布以来，国内学者在土地可持续利用评价方面做了很多工作，取得了很多研究成果，主要是从土地可持續利用评价内涵界定、原则确立、指标体系建立和评价方法研究等方面入手，为后续的土地可持续利用评价研究打下良好的理论基础和方法基础[3-5]。中国土地可持续利用评价初期主要是研究长三角和珠三角等发达地区，随着评价的继续深入，中西部地区的土地可持续利用评价也逐渐受到学者们的关注。不同的学者提出了不同的土地利用评价指标体系，具体指标选取虽然各异，但大都是对土地可持续利用系统进行分割，在《持续土地管理评价大纲》的基础上，从生态、社会、经济、环境等方面着手选取指标。不同的学者运用不同的评价方法对不同的研究区域进行土地可持续利用评价，如陈志刚等[6]采用AHP法对江阴市土地可持续利用进行评价；周炳中等[7]在用PSR模型建立评价指标体系的基础上，运用德尔菲法确定权重，最后用功效系数和协调度做出评价结果测算；陈百明等[8]采用了PSR模型，从生态、社会、经济3个方面选取评价指标；彭补拙等[9]采取模糊隶属函数和线性加权函数对长江三角洲地区土地集约利用程度进行综合测算。其中，PSR模型作为表达系统相关性的概念模型被广泛应用到土地可持续利用评价之中；熵值法作为客观确权的一种重要方法，它在综合评价中的应用十分普遍，但熵值法在面对零值或负值时具有局限性。因此，本研究选取湖南省岳阳市作为研究区域，将PSR模型和改进熵值法结合，利用PSR模型确立土地可持续利用评价指标体系，选用改进熵值法作为权重确定和土地可持续利用程度测算的方法，对岳阳市2005-2014年的土地可持续利用水平进行测算。

1 研究区概况与方法

1.1 研究区概况

岳阳市位于湖南省东北部，长江中游南岸，北纬28°25′33″-29°51′00″，东经112°18′31″-114°09′06″，土地总面积1.5万km2，辖岳阳楼区、君山区、云溪区、屈原管理区、南湖风景区、岳阳经济开发区、华容县、平江县、湘阴县、岳阳县、临湘市和汨罗市。岳阳市自然条件优越，属亚热带季风湿润气候区，气候湿润，雨量充沛，地势东高西低，呈阶梯状向洞庭湖倾斜，地貌类型以丘陵和平原为主，境内蕴藏着丰富的生物资源、矿产资源、水资源与旅游资源，是全国商品粮、棉油、茶、生猪、水产品生产基地，集名山、名水、名楼为一体的旅游城市。

岳阳市区位优势突出，地处一湖（洞庭湖）、两原（江汉平原、洞庭湖平原）、三省（湘、鄂、赣）、四线（京广铁路、京港澳高速公路、107国道、长江）的多元交汇点上，是湖南省的北大门和长江中游仅次于武汉的又一个金十字架，是长江中下游重要航运物流枢纽和中部地区物流中心，是长株潭城市群和武汉城市群的节点城市、长江经济带的节点城市，同时也是洞庭湖生态经济区的核心城市之一。岳阳市拥有国家历史文化名城、中国优秀旅游城市、国家园林城市、中国观鸟之都、中国绿化模范城市、全国文明城市等众多荣誉称号。岳阳市作为中部地区一个重要的城市，研究其土地可持续利用不仅对岳阳市发展具有重要影响，并且对中部崛起战略的实施具有重要意义。endprint

1.2 数据来源

评价指标数据来源于2006-2015年的《岳阳市年鉴》、《湖南统计年鉴》、《中国城市统计年鉴》、《岳阳市国民经济和社会发展统计公报》以及相关年份的岳阳市政府工作报告。

1.3 评价指标体系建立

PSR模型是一个阐述系统内压力-状态-响应关系的概念模型[10]，是评价资源利用和可持续发展的模型之一，能较好地表达系统的相关关系。人地关系是一种相互影响的关系，人类的用地需求会对土地造成压力（P），在人类的改造下，土地系统呈现出一定的状态（S），根据土地状态的反馈，人类再做出相应的响应（R），这三者构成土地利用的回路，循环往复就形成了土地利用现状及趋势[11，12]。根据土地可持续利用的PSR框架，从生态、经济、社会3方面，在借鉴国内外土地可持续利用评价指标基础上，结合岳阳市土地资源利用特点，建立了由14个评价指标组成的岳阳市土地可持续利用评价指标体系，具体评价指标及其内涵见表1。评价指标的创新之处在于着重考虑了生态、教育因素的影响，特选取万元GDP能耗下降率指标和受教育比例指标作为岳阳市土地可持续利用评价指标体系的构成指标。

1.4 指标标准化处理

为消除不同量纲对评价效果的影响，采用标准值标准化处理的方法对评价指标进行处理。指标标准值依据相关指标的国际标准、国家标准、国家平均水平、湖南省平均水平、岳阳市规划目标值而定。

标准化过程：

Sij=Fij/Dj，正向指标标准化 （1）

Sij=Dj/Fij，负向指标标准化 （2）

式中，Sij为标准化后的值，Fij为指标原始得分值，Dj为j指标的标准值。

经指标标准化后，应使标准化值Sij在[0，1]之间。对于标准化过程中出现的大于1的值，将其值转换为1；对于标准化过程中出现的负值，将其值转化为0。具体指标标准值见表2。得到的标准化值将直接用于计算岳阳市土地可持续利用评价得分。

1.5 指标权重确定

熵值法是一种客观赋权的方法，通过计算指标熵值来确定指标权重。在信息论中，熵是系统有序度的度量，熵越小，有序度越高，其效用值越大，权重越高；反之亦然。传统熵值法在权重确定时相对于层次分析法、德尔菲法等主观确权法具有无可比拟的优越性，但传统的熵值法在面临负数或者零时就无法有效运行，因此，需要对传统熵值法进行改进。改进熵值法有两种方法[13]：第一种是用功效系数进行转变，加入一个因子δ对原有的公式进行转换，因子δ的大小直接影响到评价结果，这实际上加入了评价者的主观因素，使熵值法失去了它的客观赋权属性；第二种是用标准化法进行变化，采用Z-Score法进行数据标准化处理，从而保证得到的评价结果惟一，保持了熵值法的客观赋权属性。为了保持赋权的客观性，本研究采取第二种改进的熵值法。熵值法具体计算步骤如下。

1.5.1 原始数据自身标准化处理 对指标体系的原始数据进行Z-Score标准化。

在收集数据资料的基础上对岳阳市土地可持续利用评价指标权重进行测算，具体土地可持续利用评价指标权重见表3。由表3可以看出，在选取的14个指标中，万元GDP能耗下降率、受教育比例、复种指数、人口自然增长率的权重较大，对土地可持续利用系统的影响程度较大，这符合可持续利用观念。

1.6 可持续利用评价水平计算

在得出岳阳市土地可持续利用评价指标标准化值和岳阳市土地可持续利用评价指标权重的基础上，对岳阳市2005-2014年土地可持续利用水平进行综合测算，具体计算方法如下：

1.7 可持续利用水平程度划分标准

根据周炳中等[7]提出的土地可持续利用程度划分标准，不同的取值区间，土地可持续利用协调度不同，可持续利用程度不同，在反复征求33位土地科学专家意见的基础上，得出土地可持续利用程度划分标准，具体见表4。

2 结果与分析

岳阳市土地可持续利用水平见表5与图1。由表1可知，岳阳市2005-2014年土地可持续利用的综合分值为0.796～0.883，处于土地初级可持续和可持续利用水平。2005-2014年岳阳市综合土地可持续利用水平总体上升，由2005年的0.796增长到2006年的0.844，完成了从初级可持续利用阶段到可持续利用阶段的转变。除2005年以外，其他年份可持续利用水平稳定在0.8以上，最终达到2014年的0.883，但在2011年达到一个较低点。岳阳市土地可持续利用准则层中，压力处于较低位，状态偏中，响应处于较高位；在3个准则层中，压力层得分呈現出先下降后上升的趋势，状态层得分较平稳，响应层呈现出稳步上升的趋势。

3 小结与讨论

土地可持续利用水平与社会、经济、生态各因素紧密相关。从社会、经济、生态3个方面选取的14个指标能较科学地反映岳阳市土地可持续利用水平影响因素。分析权重结果可以看出，各指标所占权重差异不大，但万元GDP能耗指标、受教育比例指标所占权重略大，所以其得分值对岳阳市土地可持续利用水平的影响比较大。在土地可持续利用结果分析时必须得考虑权重因素对结果的影响。

从土地可持续利用水平结果总体来看，岳阳市自2005年起一直处于土地可持续利用较高水平，这既得益于岳阳市得天独厚的自然地理条件，也与岳阳市政府的积极作为有紧密关系。岳阳市区位条件突出、生态环境优质，为岳阳市土地可持续利用打下了良好基础；岳阳市政府加强经济建设的同时不忘精神文明与生态文明建设，进一步促进了岳阳市土地利用朝可持续利用方向发展。岳阳市土地可持续利用水平自2005年以来，处于逐步上升的趋势，这与岳阳市的城市发展机遇有关。2006年国家提出“十一五”期间的重点战略——中部崛起战略。岳阳市处于战略的政策支持范围内，市政府带领部门抓住国家战略机遇，加强市内各方面建设，抓紧人口政策，促进教育发展，加强农业现代化建设，提升经济发展水平，促使岳阳市整体发展，岳阳市的综合土地可持续利用水平处于较高水平，并在2006年突破初级可持续利用界限，成功进入可持续利用水平。2008年由于特大冰雪灾害，使得工农业受到影响，致使2008年的土地可持续利用水平处于一个小低谷。2011年，作为“十二五”的开局之年，岳阳市政府的万元GDP能耗下降率仅为3%，处于研究时间范围内的最小值，而万元GDP能耗指标所占的比重在指标体系中最大，使得2011年的土地可持续利用水平成为2005-2014年研究段内的下滑点。之后3年，岳阳市稳步开展“十二五”建设，市内土地可持续利用水平继续上升。endprint