城市近郊区土地可持续利用评价研究*

李修峰，周丁扬

(北京师范大学地理科学学部，北京 100875)

0 引言

城市郊区是城市的重要组成部分，它与城市在功能、经济、建设、环境等方面有着密切的联系[1]。随着城市郊区化和乡村城镇化进程的加快，城乡交错带的发展矛盾日益尖锐，其中土地利用问题越来越备受关注。土地的可持续利用是社会经济与资源环境可持续发展的前提和基础[2]，现阶段，如何实现经济社会的良好发展与土地资源的可持续利用相协调，仍然是亟需解决的问题。对其展开定量化评价，将有利于了解土地利用现状，对今后的合理开发提出针对性建议。

目前，已有众多学者针对不同地区的土地可持续利用问题进行了评价。鄢然等[2]构建了哈尔滨市市域土地可持续利用评价指标体系，对该市土地利用水平展开了评价。周国华[3]等人论述了我国城市边缘区土地利用存在的问题，并对此提出了解决方案。刘庆[4]等人从土地利用的经济效益化、集约化、环境生态化和社会和谐化等方面构建了长株潭地区土地利用评价体系，深入探讨了该地区土地可持续利用的空间格局。涉及土地可持续利用评价的方法众多，主要包括层次分析法[5-6]、相关分析法[7]、熵值法[8]、生态足迹法[9]等。随着工业化与城市化的发展，济南市城郊土地质量严重下降，粮食供应得不到有效保障[10-11]。文章参考前人的研究，针对济南市城郊基本现状，通过从经济可行性、社会可接受性和资源环境协调性3个方面构建济南城郊地区土地可持续利用评价体系，采用熵值法和加权法定量计算综合评价分值，并利用障碍因素分析法定量化对2009—2017年该地区土地可持续利用的主要限制因素进行了分析，以期为今后完善土地利用规划，最终实现土地的持续利用提供理论参考。

1 研究区概况和数据来源

1.1 研究区概况

济南市(N36°40′，E116°59′E)是山东省省会，位于该省中西部，是环渤海地区南翼的中心城市，全省的经济、政治、文化、交通及科技中心，总面积8 177.21km2。地处中纬度地带，属于温带季风气候，四季分明。年平均气温13.8℃，年平均降水量685mm，年日照时数1 870.9h。截止2017年，济南共7个市辖区、3个县。市辖区有市中区、历下区、天桥区、槐荫区、历城区、长清区和章丘区，县有济阳县、平阴县和商河县。城郊地区包括商河、平阴和济阳3个县，其中商河和济阳位于济南北郊，平阴位于南郊，总面积3 088km2。全市耕地面积35.76万hm2，园地2.59万hm2，林地8.45万hm2，草地5.71万hm2，城镇及工矿用地14.19万hm2，交通运输用地2.93万hm2，水域及水利设施用地为5.09万hm2，其余为其他用地。

截止2017年末，全市常住人口732.12万人，比2016年末增长1.22%，常住人口城镇化率达到70.53%。全年实现生产总值7 201.96亿元，比2016年增长8.0%。城郊地区总人口157.18万人，比2009年提高了2.2%。相对城区发展较为落后，全年实现生产总值812.94亿元，仅占全省生产总值的11.29%。固定资产投资154.4亿元，占全省的3.54%。

1.2 数据来源

该研究所采用的数据来源于《2010—2016年山东统计年鉴》《2010—2016济南统计年鉴》、2009—2017年商河县、平阴县和济阳县国民经济和社会发展统计公报。

2 研究方法

2.1 评价指标体系构建

为评价济南城郊土地可持续利用水平，该文遵循可持续发展、地域分异和生态发展等理论，坚持系统性、可操作性和全面性等原则，结合实际发展现状，参考鄢然等人[2]构建的评价体系，从土地利用的经济可行性、社会可接受性和资源环境协调性3个方面，构建了济南城郊土地可持续利用评价指标体系，如表1所示。

表1 济南城郊土地可持续利用综合评价指标体系

目标层准则层指标层单位土地可持续利用经济可行性X1单位面积GDP X11万元/hm2地均社会消费品零售额X12万元/hm2地均固定资产投资X13万元/hm2地均公共财政预算收入X14万元/hm2第三产业所占比重X15%单位面积粮食产量X16t/hm2社会可接受性X2城乡收入比X21人口密度X22人/km2人口自然增长率X23‰社会需求满意度X24%资源环境协调性X3人均公园绿地面积X31m2/人林木绿化率X32%垃圾无害化处理率X33%污水处理率X34%人均耕地面积X35hm2/人

2.2 土地可持续利用定量评价

2.2.1 熵值法计算各指标权重

熵值法是一种客观赋权方法，以指标大小之间的差异来衡量其对系统的影响，科学性较高，该研究采用该方法确定各指标权重。

第一步，为消除指标量纲对结果造成的影响，对数据进行标准化处理，计算方法见公式(1)：

(1)

式(1)中，Xij表示第i年第j项指标的数值，Aij表示第i年第j项指标标准化后的数值。

第二步，计算第j项指标的熵值，计算方法见公式(2)：

(2)

式(2)中，Sj表示熵值，Bij表示第i个年份第j个指标值的比重，n为年份，m为评价指标的个数。

表2 2009—2017年济南城郊土地可持续利用评价指标所占权重

准则层权重指标层权重X10.396 5X110.065 6X120.086 3X130.097 5X140.076 5X150.041 1X160.029 5X20.268 6X210.092 1X220.059 7X230.041 9X240.074 9X30.334 9X310.058 3X320.044 5X330.086 4X340.101 3X350.044 4

表3 土地可持续利用程度评价标准

得分评价标准0≤F<0.5不可持续0.5

图1 2009—2017年济南城郊地区土地可持续利用评价得分

第三步，计算指标权重，计算方法见式(3)：

Wj=(1-Sj)/∑(1-Sj)

(3)

根据式(1)～(3)计算各指标所占权重，其中准则层的权重是由对应指标层的权重相加所得，结果如表2所示。

2.2.2 土地可持续利用综合评价

采用加权法计算综合得分值，计算方法见公式(4)：

(4)

式(4)中，F代表综合得分值，n代表年份。根据表3[12]确定济南市城郊土地可持续利用程度。

2.2.3 土地可持续利用障碍度

对障碍土地可持续利用的主要因素进行分析和评价，以便对今后土地的可持续利用提出针对性措施。

第一步，计算因子贡献率，计算方法见公式(5)：

Fj=Vj×Wj

(5)

式(5)中，Tj表示因子贡献率，Vj表示第j项指标相对于所在准则层的权重，Wj表示第j项指标相对于目标层的权重。

第二步，计算指标偏离度，计算方法见公式(6)：

Lij=1-Aij

(6)

式(6)中，Lj表示指标偏离度，Aij表示第i年第j项指标标准化后的数值。

第三步，计算可持续发展障碍度，计算方法见公式(7)：

(7)

式(7)中，Zij表示指标可持续发展障碍度。

3 结果与分析

3.1 土地可持续利用评价

从图1可以看出，2009—2017年济南市城郊土地可持续利用综合评价分值逐年提升，由2009年的0.199提高到2017年的0.827，提高了3.15倍。2009—2012年土地可持续利用综合评价分值在0.199～0.485之间，处于不可持续阶段，说明在此阶段，济南市城郊土地利用比较粗放，利用效率较低。2013—2016年，综合评价分值介于0.625～0.671之间， 2013年相比2012年评价值提高了28.8%，开始过渡到可持续程度一般状态。2017年，济南市国土资源局在市局及县委、县政府的领导下，紧紧围绕经济发展的中心任务，按照“尽职尽责保护国土资源，节约集约利用国土资源，全力保障经济发展”的工作定位，扎实开展城郊各项土地整治工作，取得了显著成效。土地可持续利用综合评价分值提高到了0.827，可持续程度较高。整体来看，济南城郊土地可持续利用程度呈现良好的态势。

2009—2017年济南城郊土地可持续利用的经济可行性评价分值除2012年略有降低外，整体呈上升趋势，由2009年的0.055增加到2017年的0.396，提高了6.19倍，说明济南城郊土地利用取得了明显的经济效益。从资源环境协调性来看，评价分值也基本呈上升趋势，由0.047增加到了0.276，提高了4.88倍。但在2015和2016年略有波动，相比2014年分别降低了0.020和0.029。可以看出， 2009—2017年济南城郊土地可持续利用的经济效益与资源环境的发展逐步相协调。2009—2017年济南城郊土地可持续利用的社会可接受性评价分值波动较大， 2012年分值最高，为0.175， 2009年最低，仅为0.097，社会可接受性与经济可行性和资源环境协调性发展极不平衡。

3.2 土地可持续性利用障碍度诊断

对济南城郊土地可持续性利用评价体系各指标的障碍度进行计算，并进行排序，得出表4的数据。在时间排序上确定每年的主要障碍因素，通过障碍程度出现的频率排名，得到频次最高的前4位指标，即为主要的限制因素。从表4主要障碍因子出现的频率来看，济南城郊制约土地可持续利用的障碍因素依次为：人均耕地面积、地均固定资产、垃圾无害化处理率和污水处理率。

表4 2009—2017年济南城郊土地可持续性利用指标障碍度

200920102011201220132014201520162017指标障碍度(%)指标障碍度(%)指标障碍度(%)指标障碍度(%)指标障碍度(%)指标障碍度(%)指标障碍度(%)指标障碍度(%)指标障碍度(%)X2225.36X3517.45X2119.04X3317.63X3313.15X3414.36X3414.24X2225.36X3517.45X3523.40X2217.16X3513.13X3412.48X3412.36X3312.26X3312.16X3523.40X2217.16X1618.48X1613.07X1611.96X2111.39X218.90X2110.49X1311.50X1618.48X1613.07X1513.09X2312.01X2210.00X358.84X137.07X139.13X1210.13X1513.09X2312.01X2312.19X218.83X117.46X227.27X126.95X 128.05X148.82X2312.19X218.83X242.94X158.46X157.36X126.35X146.92X148.03X117.38X242.94X158.46X131.21X325.80X326.12X315.73X156.51X116.55X156.40X131.21X325.80X120.54X244.13X125.51X325.63X315.47X 156.06X326.26X120.54X244.13X340.53X114.09X145.08X235.55X325.24X325.64X245.66X340.53X114.09X140.48X313.65X134.37X135.47X115.02X315.17X315.13X140.48X313.65X330.45X142.91X313.85X145.17X354.79X354.75X234.39X330.45X142.91X110.41X121.26X332.89X244.17X164.72X164.18X164.13X110.41X121.26X210.39X130.45X232.68X114.14X244.62X243.60X211.42X210.39X130.45X310.31X340.39X340.34X150.10X224.42X221.69X351.29X310.31X340.39X320.23X330.34X240.20X160.07X233.84X230.05X221.10X320.23X330.34

济南城郊地区耕地面积占比较高， 2017年的数据显示，济南市以35.76万hm2的耕地养活732.12万人口，人均耕地面积也仅为0.048 8hm2/人，山东省人均耕地面积为0.076 5hm2/人，远低于全省平均水平。2009—2017年济南城郊地区虽然总耕地面积变化较小，但由于人口的持续增长，人均耕地面积呈现降低的趋势。2017年相比2009年，人口增加了3.38万人，人口密度由498人/km2上升到509人/km2。这个阶段，人均耕地面积对土地的可持续利用的状态产生重要影响。人口的增长必然带来资源环境承载力的下降，制约土地的可持续利用。今后在控制人口增长的同时，要注重保护耕地面积，减少污染物对耕地质量的破坏，从而促进土地资源的可持续利用。

通过单位面积上的投入和产出，可以分析济南城郊的经济发展水平。2009年济南城郊地均固定资产投入仅为6.93亿元/hm2， 2017年提高到22.98亿元/hm2，但也仅为山东省平均水平的66.9%。与全省相比，还存在较大差距。

土地的可持续利用与人类对环境的保护密切相关，垃圾无害化处理率和污水处理率直接关系到土地的可承载能力。垃圾堆放会占用大量土地，固体垃圾和污水如果未经严格处理，严重污染土地，尤其是对农业生态造成严重危害，导致农田中重金属积累，农作物产量和质量下降。同时，垃圾处理不当，会将大量细菌和病毒带入环境中，直接威胁到人类的健康。

4 结论与建议

4.1 结论

该文通过从经济可行性、社会可接受性和资源环境协调性3个方面构建济南城郊地区地可持续利用评价体系，采用熵值法和加权法计算综合评价分值，并利用障碍因素分析法对2009—2017年土地利用的可持续利用状态和主要限制因素进行了分析，得出以下结论。

(1)2009—2017年济南市城郊土地可持续利用综合评价分值逐年提升，由2009年的0.199提高到2017年的0.827，可持续性程度明显提高，由不可持续过渡到了可持续程度很高。但从经济可行性、社会可接受性和资源环境协调性的评价分值来看，济南城郊土地可持续利用的社会接受性与经济可行性和资源环境协调性并不平衡。

(2)对济南城郊土地可持续性利用的障碍因素进行诊断，确定出主要障碍因子依次为：人均耕地面积、地均固定资产、垃圾无害化处理率和污水处理率。

4.2 建议

(1)提高资本和科技投入。针对土地投入不足的问题，目前济南城郊地区需要加大对土地的资本和科技投入，逐步转变落后的土地经营理念，由粗放式经营走向集约化生产，走可持续发展之路。将科技与土地资源和劳动力等生产要素相结合，加大资本对土地资源合理配置、提高劳动技能等的投入，从而提高土地的单位产出。城市是人群的高密集区，对蔬菜，水果等的消耗较大，城郊地区可发展设施农业，观光采摘等，得以实现土地资源的可持续利用。

(2)控制人口规模。人口数量过大，导致对土地资源的需求量增大。当前随着城市建设的扩张，城郊地区人地矛盾日益突出。通过人为努力开垦的土地可使用面积有限，只有将人口控制在可承载的范围内，才能实现土地的利用与社会经济的发展目标相平衡。

(3)切实保护耕地。做到土地资源合理布局，严格控制非农用地的外延，切实保护耕地。加强农田水利设施建设，提高土地的单位产出。合理控制化肥、农药等农用投入品的使用，降低工业废水、废气的排放，提高垃圾的处理率，减少土壤污染。推广使用生物肥料，提高土壤肥力，用地与养地相结合，有利于土地的可持续利用。