基于基尼系数的南水北调江苏省受水段的土地利用状况分析

王岳斌，戚晓明，何 天，刘 倩

（蚌埠学院 土木与水利水电工程学院，安徽 蚌埠 233030）

土地利用是城市化建设与发展的基础，同时也是发展循环经济与建设节约型社会的必然要求，因此跟踪土地利用状况，根据实际调整土地利用类型，对城市建设规划方向有着指向作用。并且土地利用研究的方向也随着社会发展目标的变化而不断发生改变，土地利用状况也逐渐受到了重视，如何在有限的土地资源上对已有的土地进行合理地分配；如何对分配的土地进行合理的配置，将土地资源利用提升到一个公平合理的范围之内；在利用土地的同时如何才不会造成土地资源浪费或发生对原生生态环境的破坏；如何缓解有限的土地资源同日益增长的土地需求量之间的矛盾，提高土地的利用率等，都是亟待解决的问题[1]。对于土地利用的结构分析已有了多种研究方法，如信息熵法[2]、RSGIS遥感影像与地理信息系统结合法[3]、神经网络法[4]、最优线性几何法[5-6]以及数学模型法[7]目，但由于方法过于复杂且不宜与操作，因此本文选取基于经济学的基尼系数与洛伦兹曲线来对土地利用状况进行分析。目前洛伦兹曲线与基尼系数在关于土地利用公平性的以土地利用集约性、建设用地优化配置的研究已经得到运用。例如通过利用基尼系数对江苏省建设用地总量进行研究，运用层次分析法、主成分分析法等方法对研究区土地进行配置[8]，又如利用基尼系数，结合洛伦兹曲线来研究四川省城乡建设用地优化配置，通过人口-经济-社会-空间的视角来选取指标并建立相关模型得以获得优化配置方案[9]，或如李建芳利用基尼系数对惠州市城市用水公平性进行研究[10]；陈军伟等基于空间洛伦兹曲线对北京市山区土地利用状况进行了分析[11]。在城市发展的过程中，各个单位对土地的需求不同，农用地、建设用地、未利用地之间的配比普遍存在分配不合理的情况，本文选取南水北调江苏省受水段段为研究区域，根据国家《土地利用现状分类标准》，选择与土地利用相关的农用地、建设用地，借鉴评估用于评价收入公平的基尼系数及洛伦兹曲线，对南水北调江苏省受水段土地利用公平性进行评价。

1 研究区概况及其影响因素分析

1.1 数据来源

本文通过选取近年研究区各市的耕地面积、林地面积、园地面积、城乡建设面积、人口总数、人口密度、地区生产总值（GDP）等要素进行比较得出基尼系数来分析研究区内土地利用状况。上述资料均来自于各市2018年统计年鉴。

1.2 研究方法

利用洛伦兹曲线与基尼系数，对研究区内的土地利用状况进行分析，从人口、经济、社会这三个方面选取指标，分别取不同要素对研究区内土地利用状况进行分析，计算对应基尼系数，并绘制相应洛伦兹曲线。同时将不同年份，相同要素的基尼系数进行对比，得出研究区内土地利用的基本状况。

2 理论基础及计算方法

2.1 洛伦兹曲线及基尼系数

洛伦兹曲线是由美国统计学家洛伦兹用来描述社会财富分配情况的一种分析手段，通过研究洛伦兹曲线的弯曲程度，来反映收入的不平等程度，一般来讲弯曲程度越大，收入越不平等，反之曲线弯曲程度越小，越靠近绝对公平分配曲线，则说明收入分配越平等。

一般在洛伦兹曲线图中横轴为累计人口百分比，纵轴为累计收入百分比，对角线为绝对公平分配曲线，曲线为实际分配曲线，不同的要素之间分配曲线的含义不同。如果将绝对公平分配曲线与实际分配曲线之间的面积设为S1，实际分配曲线与绝对不公平曲线之间的面积设为S2，则S1/（S1+S2）的比值即为基尼系数。

基尼系数是国际上通用的、用以衡量一个国家或地区居民收入差距的常用指标，由经济学家基尼根据洛伦兹曲线提出，用以测定收入分配差异程度的数字指标，可以定量化的描述社会财富的不均匀分配程度，即可以更加客观且准确地反映不同阶层、不同职业之间的贫富差距，由于基尼系数能够对分析对象进行定量评价，所以本文采用其作为洛伦兹曲线的补充对照。按照国际标准，基尼系数最大为“1”，最小等于“0”，基尼系数越大不公平程度越高。

2.2 洛伦兹曲线的绘制及基尼系数的计算方法

本文统计南水北调江苏省受水段各省市的总土地面积、耕地面积、植被覆盖面积、GDP、城镇建筑面积等数据，来绘制洛伦兹曲线；通过计算土地面积与各要素之间的比值，将计算结果从小到大进行排序；按照排序结果，计算各个区域土地资源与其他各要素资源占各自整体的比例，对各要素所占比例进行累计即可得到Xi与Yi；再将Xi设为横坐标，Yi为纵坐标，绘制出土地资源与各要素之间的洛伦兹曲线图。

常用的基尼系数计算方法有很多种，如几何计算法、协方差法、拟合曲线法、平均差法、梯形面积法，本文采用梯形面积法计算基尼系数，其公式如下：

式中，Xi为研究区土地资源总量累计比，Yi为其他要素总量累计比，i为排列的序号，以Xi为纵坐标，Yi为横坐标。

2.3 土地分类

根据由国家国土资源部组织修订的国家标准《土地利用现状分析》中制定的规则，将研究区土地利用类型分类为三大类：农用地、建筑用地及未利用地。根据江苏省受水段的地理特性以及现有数据，对农用地取耕地、园地、林地进行土地利用分析，对于建设用地取城镇建设用地面积进行土地利用分析，对未利用地不进行分析。

2.4 研究要素分析

对于农用地，取耕地为主要研究方向，分别取相应的耕地-土地面积、人口总数-耕地面积、耕地产值-耕地面积三个要素进行基尼系数的计算，分别从耕地面积覆盖率、人均耕地面积、单位耕地面积产值对耕地进行土地利用分析。

对林地、园地，相应取林地产值-林地面积、园地产值-园地面积、林地面积-土地面积、园地面积-土地面积四个要素进行计算，从土地利用开发的角度对林园地土地利用状况进行分析。

对于建设用地研究，以人口密度-城镇建设用地面积、人口数量-城镇建设用地面积、城镇建设用地面积-土地总面积、GDP-城镇建设用地面积四个要素为研究方向，分别对人均建设用地面积、单位建设用地承载力、建设用地覆盖率，单位建设用地经济产出率进行建设用地土地利用状况分析。

3 南水北调江苏省受水段土地利用分析

3.1 南水北调江苏省受水段耕地土地利用分析

关于耕地的利用状况以耕地面积-土地面积、人口总数-耕地面积、耕地面积-耕地产值三个要素为研究对象，从耕地覆盖面积分布公平性、人均耕地占有量分配公平性及单位耕地面积产值进行土地利用公平性分析。洛伦兹曲线见图1。

图1 耕地利用分析综合曲线

由图1可知，耕地面积-土地面积在曲线中距离绝对公平曲线最近，表明在研究区范围内，耕地面积的分布相对公平。耕地面积-农业产值、人口总数-耕地面积、耕地面积-土地面积以上三项基尼系数分别0.13050、0.07398及0.0226，均在0.2高度分配公平以下，表明研究区域各地级市在耕地覆盖面积、人均耕地面积及单位耕地面积产值上相差不大，处于分配绝对公平。

3.2 南水北调江苏省受水段林、园地土地利用分析

对林地、园地的土地利用状况分析以林地产值-林地面积、林地面积-土地总面积、园地产值-园地面积、园地面积-土地面积四个要素为研究对象，分别从单位林地面积经济产值、林地覆盖面积分配公平性、单位园地面积经济产值、园地覆盖面积分配公平性四个角度对林地、园地进行土地利用状况分析。

图2 林园地利用分析洛伦兹曲线

由数据求得对应的基尼系数分别为0.1404、0.1274、0.1457、0.2718，按照标准分别为相对公平与比较公平。在单位林地、园地面积经济产值上，各市之间存在一定差异，但在覆盖面积上，园地面积覆盖基尼系数较其他三项较高，且根据相应洛伦兹曲线可知实际分配曲线距绝对公平曲线较远，表明各市在园地覆盖面积上仍存在差距。

3.3 南水北调江苏省受水段建设用地分析

根据研究区资料及个别地区土地分布的特性，对于建设用地土地分析本文从城镇建设用地角度进行研究。主要从人口总数-城镇建设用地面积、人口密度-城镇建设用地面积、GDP-城镇建设用地面积、城镇建设用地面积-土地面积四个要素入手，分别对人均建设用地、单位建设用地人口密度、土地经济产出效益以及城镇建设用地覆盖率四个角度对建设用地土地利用状况进行分析。所得洛伦兹曲线见图3。

所得的基尼系数分别为 0.0852、0.1709、0.14、0.1356，均处于高度分配公平，说明在研究区域内，建设用地利用公平度较高。

在四项基尼系数中，人均建设用地面积基尼系数最小，说明以人口为表征的建设用地分配公平性较高。建设用地覆盖率与土地经济产出效益其次，表明研究区内建设用地分布较为分散，各地对建设用地的开发程度大致相同，在土地利用集约水平上，相差不大；但对于单位建设用地人口密度，从图中可以看出如扬州市建设用地承载力与土地承载力远远小于扬州市，表明各市之间单位建设面积上的人口密度分布较为不公平。

4 结论

图3 建设用地利用分析洛伦兹曲线

南水北调江苏省受水段农用地与建设用地土地利用状况基本良好，大体上均处于高度分配公平。对于耕地，土地利用率较高，在提高土地经济效益的同时需注意对耕地的保护；对于园地，林地，在土地利用方案上需要进行优化，合理的调整以提高土地利用率；对于建设用地，调整土地利用结构，推动区域经济结构的调整，在土地利用时需要加以重视。

利用经济学中的基尼系数对南水北调江苏省受水段土地利用状况进行分析，在一定程度上能够帮助对研究区内土地利用公平性进行分析，能够为今后研究区域内的土地资源合理配置提供理论与实际上的建议。可以为在土地利用配置方案上提供一定帮助。