山东沿海城市带土地利用效益评价研究

马学广++闫曼娇

[摘 要]基于2003—2013年数据，选取四个准则层26个指标，利用熵权法、加权求和法，借助ArcGIS软件，对山东沿海城市带土地利用效益进行评价研究。结果显示：山东沿海城市带土地利用效益差异很大，青岛一直是山东沿海城市带土地利用效益得分最高的城市，日照以及滨州的土地利用效益得分处于较低水平。系统比较四类土地利用的分效益可以发现，各城市都更加注重自身土地利用的经济效益，各城市对生态效益的关注在逐年递增。济南、青岛的土地利用效益增速放缓，需要新的增长点来带动土地利用效益的增长；滨州、威海、淄博等地的土地利用效益得分增幅明显，具有较大增长潜力。山东沿海城市带中，经济较为发达的地区，土地利用效益协调程度也较高，而经济相对不发达的地区，其土地利用效益协调程度较低。

[关键词]土地利用；效益评价；熵权法；协调度；山东沿海城市带

[中图分类号]F293 [文献标识码]A [文章编号]1671-8372（2017）01-0009-07

一、引言

在我国人口众多和快速城镇化的宏观背景下，提高土地利用效率、控制城市蔓延对城市可持续发展意义重大[1-3]。土地利用效益评价是近年来学术界研究的热点问题之一[4-6]，已成为衡量土地利用可持续的重要标度[7]。以往的土地利用效益研究，在评价视角方面，多数学者基于土地利用经济效益、社会效益、生态环境效益三个方面对土地利用效益进行指标体系构建和评价研究[8-17]，也有学者从不同的角度构建指标体系。表1梳理了文献中基于不同侧重点构建的土地利用效益评价指标体系。在研究对象方面，多数学者只对个别城市或地区进行土地利用效益评价[9-11，14-15，17-21]，史进等[22]对中国发育程度较高的16个城市群进行了土地利用效益评价研究。在研究的纵向延伸方面，多数研究只对研究区域某个年份的土地利用效益进行评价[15-16，24-25]，对研究区域做有一定时间跨度研究的较少。因此，本文选取中观角度，以山东沿海城市带9大城市为研究对象，基于《中国城市统计年鉴》2003—2013年的数据，对山东沿海城市带土地利用效益进行评价及研究。

二、研究区概况

山东沿海城市带是山东省沿海城市的集合，以青岛、济南为核心，覆盖淄博、东营、烟台、潍坊、威海、日照、滨州等9市，其中，济南、淄博虽未直接临海，但考虑到济南作为山东省省会城市是山东省核心城市，淄博作为山东省重要的交通枢纽城市和工业城市，在省内居于重要的战略地位，故将二者归入研究区范围，以使研究区域范围更为全面，更具有研究价值。山东沿海城市带融合了山东半島城市群、山东半岛蓝色经济区和黄河三角洲高效生态经济区等国家战略区域，涵盖了山东省内的沿海开放城市（烟台、青岛）、副省级城市（济南、青岛）和较大城市（青岛、淄博）等政策区域。同时也是山东省经济相对发达的地区[34]。

三、评价指标的选取

选取指标的方法有专家咨询法、文献分析归纳法等。本文借鉴已有的研究成果，利用文献分析归纳法，统计了60篇核心期刊中的土地利用效益评价指标体系的100余项指标出现的频率，借鉴相关研究成果，综合考虑山东沿海城市带发展阶段、交通基础、国家经济战略、研究区资源禀赋等客观事实与数据资料的可获取性和统计口径的统一性，根据指标内涵制定土地利用效益评价指标体系。评价指标及指标极性如表2所示。

四、研究方法

（一）土地利用效益得分计算

本文采用熵权法确定指标权重，然后采用加权求和法，计算土地利用效益得分。

1.指标权重的确定

指标权重确定的方法主要有主观赋权法和客观赋权法，其中熵权法作为确定指标权重的一种客观方法，消除了人为因素的影响，赋权结果具有更高的可靠性，广泛应用于社会经济研究各领域[31，35]。本文采用熵权法确定指标的权重值Wj。熵权的计算过程如下：

第一，确定功效函数。由于原始数据在量纲上不一致，本文采用max-min极差标准化方法进行数据标准化处理[11，21，23，34，36]。根据协同论可知：（1）系统处于稳定状态时，状态方程为线性方程，（2）势函数的极值点是系统稳定区域的临界点，（3）慢驰豫变量在系统稳定状态时也有量的变化，这种量的变化对系统有序度有两种功效：一种是正功效，即随着慢驰豫变量的增大，系统有序趋势增加；另一种是负功效，即随着慢驰豫变量增大，系统有序趋势减少[26]。因而，土地利用效益影响因素综合评价指标变量对系统有序的功效可用式（1）、式（2）表示。

式（1）、式（2）中，xij指第i个评价区域j指标的标准化数值，xij是第i个评价区域j指标的原始数值。Mi和mi分别表示该指标在所有评价区域和评价时期内原始数值中的最大值和最小值。式（1）xij为正向指标，式（2）xij为负向指标。

第二，计算标准化处理后的各项指标占该项指标各区域总和的比重Zij：

式（3）中，xij为第i个评价区域j指标的标准化数值，1≤i≤m，1≤j≤n，m、n分别表示城市个数和指标个数。

第三，计算第j项指标的信息熵值Pj和信息效用值Qj：

第四，计算第j项指标的权重Wj：

2.土地利用效益得分

基于熵权法确定的指标权重，再采用加权求和法，计算土地利用效益得分。

式（7）、式（8）中，Si为第i个城市的土地利用效益得分（1≤i≤m，1≤j≤n，m、n分别表示城市个数和指标个数），Wj为第j项指标的权重。S是土地利用综合效益得分。表4是2003—2013年山东沿海城市带土地利用效益得分表。

（二）协调度分析

1.协调度计算

土地利用效益评价的核心不仅在于土地利用效益各具体评价指标值及综合评价值的高低，还在于土地利用效益各子系统之间相互协调程度的评价[17]，故还需对研究区域土地利用效益进行协调度分析。计算公式如下：

式（9）、式（10）、式（11）中，C为耦合度，T为综合指数，D为协调度。

2.确定协调度参考值

当协调度D介于0～1之间，值越大，表明土地利用的各子系统之间协调度越高[15，37]。当D=0时，协调度极小，系统间或系统内部要素之间处于无序状态；当D=1时，协调度极大，子系统之间或系统内部要素之间达到良性共生。参照学界已有研究成果，本文将协调度分为4个等级，表征土地利用效益的4个协调阶段：当D∈（0， 0.3]、（0.3， 0.5]、（0.5， 0.8]、（0.8， 1]时，土地利用效益分别处于滞后失调、轻度失调、初级协调和发展协调阶段[16，38]。

五、结果分析

（一）土地利用效益得分结果分析

2003年，山东沿海城市带不同城市土地利用效益差异显著（见图1）。青岛土地利用效益最高，其后为济南、烟台，日照和滨州土地利用效益最低。具体来看，威海、日照、滨州的生态效益得分高，其余6市的经济效益得分高。青岛的经济效益、空间效益得分最高，济南的社会效益得分最高，威海的生态效益得分最高。青岛、济南、淄博、烟台、威海的土地利用效益得分高于山东沿海城市带平均水平，其余4市土地利用效益得分低于山东沿海城市带平均水平。

2008年，山东沿海城市带不同城市土地利用效益差异依旧显著（见图2）。相较于2003年，得分最高和最低的城市未变。具体来看，威海、日照、滨州的生态效益得分高，其余6市的经济效益得分高，日照的经济效益所占比重大幅增长。青岛的经济效益得分最高，济南的社会效益、空间效益得分最高，威海的生态效益得分最高。青岛、济南、烟台、威海的土地利用效益得分高于山东沿海城市带的平均水平，其余5市土地利用效益得分低于山东沿海城市带平均水平。

2013年，山东沿海城市带不同城市土地利用效益差异仍旧显著（见图3）。相较于2003年和2008年，得分最高和最低的城市未变。具体来看，日照、滨州、淄博的生态效益得分高，其余6市的经济效益得分高。相较于2003年，日照的经济效益所占比重大幅增长。生态效益得分最高的城市由威海变为淄博，这与淄博当年产业结构转型，社会各界更加注重生态环境密不可分。横向来看，青岛、济南、淄博以及烟台的土地利用效益得分高于山东沿海城市带平均水平，其余4市的土地利用效益得分低于山东沿海城市带平均水平。

2003年山东沿海城市带各地区土地利用分效益差异明显（见图4）。总体来看，各市都注重土地经济效益的发展，除日照、滨州外，其余7市的经济效益远高于其他三项土地利用分效益。具体来看，东营经济效益是其社会效益的3.56倍；青岛经济效益是其生态效益的3.11倍；淄博经济效益是其生态效益的2.97倍。横向间比较，青岛的经济效益最高，社会效益、生态效益、空间效益较高的分别是濟南、威海、青岛。威海更加注重生态环境的保护，青岛由于人口密度较大，经济较为发达，其空间效益最大。日照、滨州的经济效益、社会效益、空间效益低于山东平均水平。

2013年山东沿海城市带各地区土地利用分效益依旧有很大差异（见图5）。青岛经济效益最为凸显，远高于其他市。青岛、淄博继威海之后生态效益最高。各市的社会效益和空间效益相差不大。

以山东沿海城市带土地利用效益得分平均水平为参考标准，可将山东沿海城市带土地利用效益划分为高效、中等、低效三个档次。青岛、济南达到高效土地利用档次，烟台、威海、淄博、东营接近于中等土地利用档次，滨州、日照属于低效土地利用档次。根据图6折线图，可以将研究区域分为三种土地利用模式：

（1）“M”型，即土地利用总效益得分曲线呈现出两个波峰，一个波谷（见图7）。2003—2013年，土地利用总效益得分较高的青岛、济南、烟台，还有威海、滨州、东营的土地利用模式呈现出“M”型。

（2）平滑型，即土地利用效益得分曲线呈现出平滑态势（见图8）。土地利用总效益得分处于较低水平的日照、潍坊，以及9市土地利用效益平均得分的曲线较为平缓。

（3）上扬型，即土地利用效益得分曲线逐渐上扬（见图9）。2003—2013年，淄博土地利用总效益曲线总体上呈现出上扬趋势。

10年间，山东沿海城市带土地利用效益变化率在不同城市呈现出不同特征。图10是2003—2008年，2008—2013年，2003—2013年山东沿海城市带土地利用效益变化率空间分布。

2008—2003年，济南、淄博、潍坊土地利用总效益得分降低，滨州、威海、日照土地利用总效益得分提高。2013年相较于2008年，济南、日照、威海、烟台土地利用总效益得分降低，滨州、淄博土地利用总效益得分提高；2013年相较于2003年，滨州土地利用总效益得分提高；济南、东营、潍坊、日照、威海、烟台土地利用总效益得分降低。济南、青岛的土地利用效益增速放缓，需要新的增长点来带动土地利用效益的持续增长；滨州、威海以及淄博的土地利用效益增幅明显，具有较大增长潜力。

（二）土地利用效益协调度结果分析

2003—2013年，山东沿海城市带不同城市间土地利用效益协调度呈现出不同特点。总体来看，济南、青岛、烟台土地利用效益高于研究区平均水平；威海、淄博、潍坊与研究区平均水平相近；滨州、东营、日照土地利用效益低于研究区平均水平。2003—2013年，济南、青岛、淄博、东营、烟台、潍坊、威海土地利用效益协调度变化趋势相似，都于2005年、2009年到达谷底，2010年后，达到各自协调度较高的水平。滨州、日照的土地利用效益协调度变化趋势不同于其他7市，呈现出先上涨后下降又逐步上涨的趋势。山东沿海城市带不再只重视经济效益的单方面突破，逐渐转向愈加重视土地利用效益的综合发展，山东沿海城市带土地利用效益的协调度逐步上升（见图11）。

山东沿海城市带土地利用效益协调度空间分布呈现出不同特征（见图12）：青岛一直处于发展协调阶段，淄博、潍坊、东营一直处于初级协调阶段，日照一直处于轻度失调阶段；2013年滨州土地利用协调度由轻度失调发展到初级协调阶段，烟台土地利用协调度由发展协调阶段下降到初级协调阶段；2008—2013年，威海土地利用协调度由初级协调上升到发展协调阶段后又下降到初级协调阶段；2013年济南的土地利用协调度由发展协调阶段下降到初级协调阶段。山东沿海城市带中，经济较为发达的地区，土地利用效益协调程度也较高，而经济相对不发达的地区，其土地利用效益协调程度也较低，有较大的发展潜力。

六、结论

本文以山东沿海城市带为研究对象，基于2003—2013年的数据从经济效益、社会效益、生态效益、空间效益4个准则层26个指标探究山东沿海城市带土地利用效益并进行协调度分析。结论如下：

1.山东沿海城市带土地利用效益可分为三个档次和三种发展模式。青岛、济南作为山东沿海城市带的中心城市，属于高效土地利用档次；烟台、威海、淄博、东营属于中等土地利用档次；日照、滨州属于低效土地利用档次。青岛、济南、烟台、威海、滨州、东营的土地利用模式呈现出“M”型发展模式；山东沿海城市带土地利用总效益平均水平、日照、潍坊是平滑型发展模式；淄博是上扬型发展模式。

2.山东沿海城市带土地利用效益变化率不尽相同。山东沿海城市带中心及副中心城市济南、青岛的土地利用效益增速放缓，需要新的增长点来带动土地利用效益的新的持续稳定增长；滨州、威海、淄博等经济较为不发达的地区的土地利用效益增幅明显，具有较大增长潜力。

3.土地利用效益协调度与地区经济发展状况的关系。山东沿海城市带中，经济较为发达的地区，土地利用效益协调程度也较高，而经济相对不发达的地区，其土地利用效益协调程度也较低，有较大的发展潜力。

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[责任编辑 张桂霞]