陆海统筹视角下的土地利用与海洋发展效益协调性案例研究

赖国华，林树高，莫素芬，胡宝清

(南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室/广西地表过程与智能模拟重点实验室，南宁 530001)

陆海统筹最早由我国海洋经济学家张海峰提出，并逐渐提升到国家战略[1-2]。党的十九大报告提出，“坚持陆海统筹，加快建设海洋强国”“以‘一带一路’建设为重点，坚持引进来和走出去并重，遵循共商共建共享原则，加强创新能力开放合作，形成陆海内外联动、东西双向互济的开放格局”。因此，新时代生态环境建设以及经济发展将聚焦陆海统筹。陆海统筹的关键在于高效整合和优化配置陆海资源，统筹陆海基础设施建设、产业发展、资源要素配置和生态环境保护[3]。土地是由地表各自然要素和以物理状态存在的社会经济要素所组成的[4]。随着沿海地区的工业化、城市化发展，土地资源紧缺的矛盾日益突出，在陆域资源匮乏和环境破坏的压力下，发展重点逐渐转向近海地带，传统发展方式的限制性和海洋资源开发的复杂性使得陆海之间发展不平衡、不协调的问题愈发突出。因此，开发、利用和保护好海洋资源已成为当务之急。土地利用效益是衡量土地利用是否合理的重要指标[5-6]，众多学者对土地利用效益进行了评价，并对其耦合协调度进行了研究[7-9]，研究方法包括TOPSIS模型[10-11]、熵值法[12-13]、耦合协调度模型[14]。海洋发展效益能有效评估海洋发展状况，通过构建指标体系对海洋资源开发利用的综合效益进行评价，可以深入分析海洋开发活动对社会经济发展以及海洋生态安全造成的影响[15-16]。纵观已有研究，学者们主要侧重于陆地表面或海洋发展的效益研究，但基于陆海统筹的视角对海洋发展和土地利用效益协调性研究较少。因此，文章将沿海地区作为一个复合的系统，探索陆域与海洋的发展效益，遵循协调发展、陆海统筹原则，以广西沿海城市为例，从经济、社会、生态三个维度构建土地利用效益与海洋发展效益评价指标体系，运用TOPSIS模型评价研究区域2008—2017年土地利用和海洋发展的经济、社会和生态效益，并基于陆海统筹视角研究土地利用效益和海洋发展效益的耦合协调度。

1 研究区概况及数据来源

1.1 研究区概况

广西沿海城市(下称研究区)包括钦州、北海、防城港三市，位于东经107°28′～109°47′28″、北纬20°26′～22°41′内，具有明显的海洋性季风气候，拥有丰富的农林、海洋、旅游资源，雨水充沛，气候宜人。2017年，研究区常住人口588.35万，陆域土地面积21125平方千米，地区生产总值3281.28亿元。钦州、北海、防城港三市均位于广西北部湾经济区，是我国西南地区最便捷的出海通道，同时也是东盟进入我国市场的重要陆海通道，具有沿海、沿边等独特的区位优势，拥有1707千米海岸线、3480平方千米浅海和1005平方千米滩涂。

1.2 数据来源

文章所采用的土地利用的经济、社会、生态效益数据来源于2009—2018年的《广西统计年鉴》，海洋发展的经济、社会、生态效益数据来源于2008—2017年的《中国海洋统计年鉴》。由于2018年版《中国海洋统计年鉴》尚未发布，对于缺失的部分数据，采用等比法、移动平均法和相似城市近似替代法进行补充。

2 研究方法

2.1 构建评价指标体系

精准的指标体系是评价土地利用效益与海洋发展效益的重要基础。在借鉴前人研究成果的基础上，遵循代表性、科学性和统筹性等原则，构建广西沿海城市土地利用效益与海洋发展效益评价指标体系。土地利用效益反映的是土地资源投入得到的产出，土地资源投入在经济、社会、生态方面均表现为产出效益，本研究基于前人已有的研究成果[17-18]，经过综合分析及取舍，构建土地利用效益评价指标体系。海洋发展效益方面，学者们对海洋经济发展效益、海洋资源开发效益进行研究，构建了包含经济、社会、资源、环境等层面的评价指标体系[15，19-20]，本研究结合前人研究以及广西沿海地区的发展以及生态环境特点，从社会、经济和生态层面构建海洋发展效益的评价指标体系。

表1 广西沿海城市土地利用效益、海洋发展效益评价指标体系及权重

2.2 数据标准化处理

土地利用效益与海洋发展效益评价指标数据单位不统一，为消除量纲的影响，运用极值法对评价指标进行标准化处理。

正向指标：

负向指标：

2.3 确定评价指标权重

权重确定的方法主要有主观赋权重和客观赋权重[21]，主观赋权是根据决策者主观上对各指标的重视程度确定属性权重的方法，具有一定的主观性，常用的主观赋权法有专家调查法(Delphi法)、层次分析法(AHP)、二项系数法、环比评分法和最小评分法等。客观赋权由原始数据在运算中生成，可能会与实际情况相悖[22]，常用的客观赋值法有主成分分析法、熵值法、离差及均方差法和多目标规划法等。为避免权重赋值的片面性，本文采用主客观综合赋权法，综合分析指标权重，土地利用效益与海洋发展效益评价指标的权重分析流程如图1所示。

图1 土地利用效益与海洋发展效益评价指标权重分析

运用熵值法与层次分析法分别得到的权重无显著相关。通过对比两种赋权结果发现，土地利用效益评价指标中地均社会消费品零售额、每万人拥有卫生机构床位数、人口密度、污水处理率、生活垃圾无害化处理率5个指标的变化幅度较大，海洋发展效益评价指标中人均沿海地区海洋生产总值、沿海地区海洋矿业产量、沿海规模以上港口生产用码头泊位、沿海地区湿地面积、沿海地区海洋类型自然保护区面积、沿海地区风暴潮灾害海水养殖受灾面积6个指标的变化幅度较大，剔除相关指标后，熵值法和层次分析法得到的权重呈显著正相关。综合赋权法弥补了主客观分析的缺陷，融合两者的优点，上述11个指标中有9个指标都得到了有效的修正。

2.4 基于TOPSIS模型的效益评价

(1)构造规范加权标准化矩阵：

vij=wjyij

(3)

根据主客观综合赋值法得出的权重以及标准化后的数据构建规范加权标准化矩阵，式中wj表示各个指标的权重，yij为标准化后的指标值。

采用欧氏距离计算每年研究变量与正理想解、负理想解的距离。

正理想解：

负理想解：

(3)计算到正负理想解的距离

(4)计算各指标与理想解的贴近度：

式中：0≤Ci≤1，Ci的取值越大，表明该区域的土地利用效益或海洋发展效益评价总体效果越好，反之则越差。当Ci越趋近于1时，表示第i类指标越趋近于该指标的正理想解，土地利用效益与海洋发展效益最优，当Ci趋近于0时，i类指标接近该指标的负理想解，土地利用与海洋发展效益评价最劣。根据前人研究，将贴近度划分为4个等级标准[23-24]，详见表2。

表2 广西沿海城市土地利用效益与海洋发展效益评价标准

2.5 耦合协调模型

耦合是物理学的概念，耦合度是对两个或者两个以上的系统相互作用、相互影响的过程的度量[25]，现被广泛应用于土地经济学的研究中。

耦合度Ci：

C是耦合度，代表土地利用和海洋发展两个系统相互作用的强度，大小在0～1之间。当C为1时，表明两个系统达到完美契合，两者之间的结构与发展处于高度一致；当C的取值为0时，两者之间的结构和发展呈无序状态。为进一步反映系统间的协调发展水平，引入协调度，构建耦合协调度函数。

其中：Ti=αlandvi+βoceanvi。

D是耦合协调系数，值域为[0，1]，D值越大，两者之间的耦合协调发展水平越高；T反映土地利用效益和海洋发展效益的水平；α和β为待定系数，表示土地利用和海洋发展的重要程度，本文设定α和β均为0.5。为定量判别土地利用与海洋发展的协调度，根据前人已有研究成果将其划分为不同类型[26-28]，详见表3。

3 结果与分析

3.1 基于TOPSIS模型的土地利用效益与海洋发展效益评价

依据公式(3)～(8)，计算广西沿海城市2008—2017年土地利用与海洋发展的经济、社会、生态和综合效益，结果见表4，变化趋势如图2所示。

表3 耦合协调度分类

表4 广西沿海城市土地利用效益与海洋发展效益评价

图2 广西沿海城市土地利用效益与海洋发展效益趋势图

3.1.1 土地利用效益测度结果分析

由图2和表4可知，2008—2017年，广西沿海城市土地利用综合效益指数从0.0918上升到0.9793；经济效益从0.0000上升到1.0000；社会效益从0.0512上升到0.9696，但2011—2013年出现了下跌，主要是由于经济的快速发展、城市人口增加以及城市的基础设施和资金投入相对滞后，导致2011—2013年社会效益降低，2014年之后社会发展跟上经济发展的步伐，呈现上升的趋势；生态效益从0.1937上升到0.9980，2014年出现了微弱下跌，主要是由于城市污染问题较前一阶段严重，相应的环境治理措施没有及时实施，市政公共绿化配套落后于人口增长的速度。整体看来，研究期内土地利用效益均呈现稳定增长趋势，其中经济效益增长最快，在2017年达到了正理想解，经济的发展带来了一系列的社会、生态问题，在短暂的影响之后有所改善。十年来，土地利用综合效益与正理想解的距离经历了“较差—一般—良好—好”四个过程，呈现出“高速增长—缓慢增长—稳定增长”三个发展阶段。

第一阶段：高速增长期(2008—2011年)。土地利用综合效益由2008年的0.0918增长到2011年的0.3849，年增长率为61.25%。土地利用综合效益的快速增长是由于经济、社会、生态效益均处于上升发展状态，其中2008—2010年土地利用综合效益处于“较差”水平，2011年处于“一般”水平。

第二阶段：缓慢增长期(2011—2013年)。土地利用综合效益处于“一般”水平，从2011年的0.3849增长到2013年的0.4656，年增长率为9.99%。增长速率较上一阶段有所减缓，主要是由于社会效益的下降以及生态效益增长速率的降低，在此期间与海洋利用综合效益逐渐持平。

第三阶段：稳定增长期(2013—2017年)。土地利用综合效益由2013年的0.4656上升到2017年的0.9793，年增长率为20.43%。其中2014—2015年土地利用综合效益处于“良好”水平，2016—2017年处于“好”的水平。这一阶段社会效益和生态效益上升速率增快，因土地利用综合效益基数较大，上升空间较小，增速相对第一阶段较为缓慢，但总体还是处于稳定上升态势。在此期间，土地综合效益超越海洋发展效益，逐渐拉开差距。到2017年，土地利用综合效益是海洋发展综合效益的近两倍。

3.1.2 海洋发展效益测度结果分析

相对于土地利用效益而言，海洋发展综合效益发展势头较弱，2008—2017年海洋发展综合效益从0.4287增长到0.4993。十年来，海洋发展综合效益与正理想解的距离均处于一般水平，海洋的经济、社会、生态效益发展不均衡，海洋经济的持续发展，带来了一系列的污染问题，海洋类型保护区没有得到重视，导致了近十年来海洋生态效益的持续下跌。

海洋经济效益发展较快，逐渐迈向高质量发展。海洋经济效益由2008年的0.0877增长到2017年的0.8040，年均增速为27.91%。海洋经济发展效益在2008—2015年期间一直保持增长趋势，年均增长率为38.07%，但在2015—2017年期间有所回落，年下降率为2.15%，主要是由于2016年广西海洋局重点推进海水养殖污染治理和港口、船舶排污治理以及入海河流流域综合整治等措施，导致沿海地区相关的经济活动减少，经济效益降低。

海洋社会效益发展缓慢，波动较大。海洋社会效益由2008年的0增长到2017年的0.5276。2008—2009年快速发展，从0快速上升到0.3533；2009—2013年缓慢增长，从0.3533上升到0.4677，年增长率为7.27%；在2013—2017年期间出现了较大的波动，主要是由于广西积极组织申报国家海洋公益性行业科技专项项目，落实了国家海洋公益专项重点项目——“基于地埋管网技术的受损红树林生态保育研究及示范”，获得经费1000多万元，海洋科技研究投入加大使得海洋社会发展效益有较大提升；2016年后出现回落，随后两年保持原有水平增长。十年间，海洋社会效益经历了“稳定增长—快速增长—快速跌落—稳定增长”的发展过程。

海洋生态效益降低，发展不稳定。海洋生态效益由2008年的0.6568下降到2017年的0.2935，平均年下降率为9.36%。海洋生态效益在十年间表现出“阶梯式”下降的态势，2008—2009年为最高发展阶段，效益平均值为0.6596，2010—2012年处于中间发展阶段，效益平均值为0.4852，2013—2017年为最低发展阶段，效益平均值为0.3027。广西地区近海域海水环境状况总体较好，但近年来局部海域污染严重，主要污染要素为无机氮、活性磷酸盐和石油类，陆源入海排污口超标排放污染物情况严重，对邻近海域造成的环境压力较大，海洋生态环境污染问题的加重导致海洋生态效益呈下降态势。

3.2 土地利用效益与海洋发展效益耦合协调分析

根据耦合协调公式，计算广西沿海城市2008—2017年土地利用效益与海洋发展效益的耦合程度，结果见表5。

2008—2017年，土地利用经济效益与海洋经济发展效益的耦合度历经了“极度失调—中度失调—轻度失调—勉强协调”四个阶段，土地与海洋的经济效益发展总体上呈现出上升趋势。但土地经济效益较为稳定，海洋经济效益波动较大，两者的协调度从0增长到0.5849，由发展不平衡转向了过渡区间，整体耦合协调度则表现为逐渐协调的趋势。

土地利用社会效益与海洋发展社会效益的耦合协调度历经了“极度失调—中度失调—轻度失调”三个阶段，协调度从2008年的0.0738增长到2017年的0.4718，两者的耦合协调度一直处于发展不平衡的状态。其中，2008—2015年的海洋社会效益一直高于土地利用社会效益，在2015年之后被超越，且差距逐渐扩大。由于海洋与土地的社会发展效益不稳定，所以整体协调度较差，一直处于失调阶段。

表5 广西沿海城市土地利用效益与海洋发展效益的耦合度

土地利用生态效益与海洋发展生态效益的耦合度只经历了极度失调、中度失调两个阶段，其中2011—2017年均处于中度失调阶段，两者的协调发展不平衡问题较为突出，近十年来两者的关系没有明显的转向协调发展。土地利用生态效益总体呈上升趋势，海洋发展生态效益呈下降趋势，海洋生态效益在2008—2011年间高于土地利用生态效益，之后被超越并被拉开较大差距。因发展趋势的不一致性，两者之间的关系一直处于拮抗状态。

土地利用综合效益和海洋发展综合效益耦合协调度逐年增长，稳步上升，从2008年的0.3422上升到2017年的0.8709，年增长率为10.94%。海洋综合效益在2008—2011年之间高于土地利用效益，2011—2013年两者趋于一致，2013年海洋发展综合效益被赶超。十年间两者的耦合协调度经历了“轻度失调—勉强协调—初级协调—中级协调阶段—优质协调”五个阶段，从发展不平衡到过渡区间，最后达到协调发展。

4 结论与讨论

由前文研究可知，广西沿海城市土地利用的经济、社会、生态和综合效益表现出逐年增长趋势，但海洋经济、社会、生态发展不协调，海洋发展综合效益与正理想解的距离一直处于一般阶段。另一方面土地利用与海洋发展综合效益逐步走向协调发展，但两者之间的社会、生态效益耦合协调度均处于失调阶段，经济效益仅为勉强协调。近十年来，土地利用各类效益发展较好，海洋发展效益较弱，尤其是海洋生态效益出现倒退现象。因此，在着力发展陆域效益的同时应兼顾海洋发展，发挥好沿海地区的优势性，加大海洋生态保护力度，严格把控污染物入海量，提高对海洋研究的投入，从陆海统筹的视角去综合发展沿海城市，依托西部陆海新通道的战略背景，统筹规划沿海地区的港口建设、旅游特色以及产业发展等方面的布局。

文章从经济、社会、生态的角度构建了广西沿海城市2008—2017年土地利用效益与海洋发展效益的指标体系，运用乘法集成法进行综合赋权，避免了层次分析法主观决断和熵值法对数据依赖的缺陷。本文应用TOPSIS法进行效益评价，并探讨二者的耦合协调度，定量分析了广西沿海城市近十年陆海统筹的发展程度与趋势，对“陆海统筹”这一理念进行测度，为今后广西沿海城市协调发展提供了一定的参考价值。陆海统筹本质是陆地与海洋协调发展，着力点落实在土地利用规划与海洋发展规划的衔接。国土空间规划的建立为土地、海洋等空间资源统筹发展提供了依据，未来研究应着重于陆海统筹的地理空间布局，从空间视角统筹规划海洋与陆地的环境保护、资源利用和经济发展。