黑龍江省城市土地利用效益時空差異分析

■ 龍冬冬/黃善林/徐文越/馮云龍

（東北農業大學資源與環境學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

黑龍江省城市土地利用效益時空差異分析

■ 龍冬冬/黃善林/徐文越/馮云龍

（東北農業大學資源與環境學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

城市土地利用效益是衡量城市土地利用水平的一項重要指標。文章從經濟—社會—生態三個方面構建適合黑龍江省城市土地利用效益評價的指標體系，運用最優組合賦權法和協調度對黑龍江省12個地級市2002-2009年間城市土地利用綜合效益水平進行分析比較；以評價結果為樣本點，通過聚類分析得出全省城市土地利用綜合效益水平的空間分布差異。結果表明：在時間上，12個地級市的土地利用效益水平呈現不同變化趨勢；根據評價結果將12個城市分為土地利用高效益地區、中等效益地區和低效益地區三大類；在空間上，城市土地利用效益水平呈現“T”型的分布特征，“T”型區域內城市用地效益水平高于其它地區。

黑龍江省；城市；土地利用；效益評價；時空差異

1 問題的提出

城市土地資源利用的合理性直接關系到一個區域的興衰與發展，并影響著城市空間結構的演化和城市的可持續發展，這種合理性在很大程度上又取決于城市土地利用效益的高低。效益反映了資源優化配置的程度，可以表明資源、勞動價值以及資金等投入的實現程度。從這種意義上分析，土地利用效益可以作為土地資源利用水平的度量指標，土地利用效益越高，說明土地資源優化配置越合理，土地投入的資源價值得到了較高水平的實現。本文選擇黑龍江省12個地級市（哈爾濱、齊齊哈爾、雞西、鶴崗、雙鴨山、大慶、伊春、佳木斯、七臺河、牡丹江、黑河、綏化）建成區土地為研究區域，定量評價城市土地利用綜合效益水平的時空變化差異，準確分析城市土地利用效益發展態勢，為相關部門調整城市土地利用決策，提高城市土地利用水平提供依據[1-2]。

2 研究區概況

黑龍江省是我國的農業大省和國家重要商品糧食基地，農業、工業基礎雄厚。全省土地總面積47.3萬平方公里（含加格達奇和松嶺區），居全國第6位，占全國土地總面積的4.9%。2009年末全省人口3826萬人，其中城鎮人口2123.4萬人，全省城鎮化率達到55.9%，高于全國平均水平近十個百分點。2009年黑龍江全省GDP總量8288億元，其中12個地級市市區GDP總量5521億元，占全省GDP總量的66.61%。與此同時，12個地級市建成區面積也從2002年的1034.6平方公里增加至2009年的1250.9平方公里，年均增加約31平方公里，上升趨勢明顯。12個地級市的發展對于帶動周邊區域快速發展、加快黑龍江省經濟社會的發展起到了舉足輕重的作用。

3 黑龍江省城市土地利用綜合效益評價模型及指標體系構建

3.1指標體系的構建

城市土地利用效益是一個綜合性概念，包括城市發展的經濟效益、社會效益和生態環境效益。城市土地利用的最佳效益不僅決定于土地的經濟產出與利潤，還取決于城市各項建設用地的合理安排及城市經濟、社會與生態效益的相互協調程度。因此，本文在進行黑龍江省城市土地利用綜合效益的評價過程中，結合黑龍江省的自身特點和國內外相關研究文獻，構建一個由目標層、準則層、指標層組成的，包含經濟、社會和生態效益三方面的指標體系[7-8]（見表1）。

3.2 指標權重的確定

本文選取數據全部出自2002-2010年黑龍江省統計年鑒。為了使指標權重更能夠符合實際情況，本文指標權重確定采用的是最優組合賦權法，即將主觀賦權法（層次分析法）與客觀賦權法（熵值法）相結合的綜合評價方法，將兩種方法所得到的權重系數按照最優組合賦權法結合起來，客觀地反映各指標層對目標層的影響程度。

表1 黑龍江省城市土地利用綜合效益評價指標體系及權重系數Tab 1 Index system and weights of urban land land-use comprehensive benefit evaluation in Heilongjiang

(1)確定主觀權重向量，即層次分析法確定的指標權重向量為

W1=(W1，W2，W3Δ，W21)T；

(2)確定客觀權重向量，即熵值法確定指標權重向量

W2=(W1*，W2*，W3

*Δ，W21*)T；

(3)確定組合權重向量，設最優組合權系數為

WC=(WC1WC2WC3ΔWC21)T；令：WC=θ1W1+θ2W2，其中θ1，θ2為組合權系數向量的線性表出系數，θ1，θ2≥0，且滿足單位化約束條件： θ21+θ2

2=1。

3.3 城市土地利用綜合效益評價方法

考慮到城市土地利用效益影響因素多，參評指標多樣，為了使評價可操做性強，本文運用協調度模型進行求算和評價[9-10]。

3.3.1 功效函數

設城市土地利用系統評價指標變量為U(Xi)(i=1，2，3...，n)，其值為Xi(i=1，2，3...，n)，ai，bi，為系統臨界點上指標的上下限。

根據協同論可知：(1)系統處于穩定狀態時，狀態方程為線性；(2)勢函數的極值點是系統穩定區域的臨界點；(3)慢馳豫變量在系統穩定狀態時也有量的變化，這種量的變化對系統有序度有兩種功效：一種是正功效，即慢馳豫變量的增大，系統有序趨勢增加；另一種是負功效，即慢馳豫變量增大，系統有序趨勢減少。因而，用地效益影響因素綜合評價指標變量對系統有序的功效可表示為公式（式1）：3.3.2 協調度函數

可用線性加權法對每一個指標功效配以權系數， 則協調度函數表示為（式2）：

協調度C介于0～1之間，當C≥0.8時，協調度極大，城市土地開發系統高度集中；當0.6≤C＜0.8時，土地的利用系統比較協調；當0.5≤C＜0.6之時，土地的利用系統基本協調；當0.4≤C＜0.5時，土地的利用系統不太協調；當0.2≤C＜0.4時，土地利用系統處于不協調狀態；當C＜0.2時，土地利用系統處于極不協調狀態。本文以此為標準，對城市土地綜合效益水平進行分級。

表2 2002—2009年黑龍江省城市土地利用效益評價結果Tab 2 The result of urban land-use comprehensive benefit evaluation in Heilongjiang from 2002 to 2009

3.3 城市土地利用綜合效益的評價結果

4 城市土地利用綜合效益評價結果分析

4.1城市土地利用綜合效益時間變化特征分析

黑龍江省12個地級城市2002—2009年間城市土地利用效益變化呈現一定的時序特征（見圖1）：齊齊哈爾、雞西、鶴崗、雙鴨山、大慶、伊春、佳木斯和黑河8個城市用地綜合效益呈明顯上升趨勢；哈爾濱、七臺河和綏化3個城市用地綜合效益變化不明顯，總體上保持穩定；牡丹江市城市用地綜合效益呈現先升后降的趨勢。

2002—2009年間12個城市的用地綜合效益水平差距較大，呈現“高少低多、兩級分化”的格局。將8年間各城市用地效益評價結果取平均，按照評價標準將結果分為四個等級：其中哈爾濱和大慶市城市土地利用系統比較協調；牡丹江市城市土地利用系統基本協調；齊齊哈爾、鶴崗和佳木斯市城市土地利用系統不太協調；雞西、雙鴨山、伊春、綏化、七臺河和黑河市土地利用系統處于不協調狀態。

4.2 城市土地利用綜合效益水平空間分布差異分析

為了更科學地分析12個城市土地利用效益水平在地域空間上的分布差異，利用SPSS16.0軟件對8年間各城市的用地效益評價結果進行聚類分析，采用系統聚類過程的類間平均法對數據進行聚類[11]（見圖2）：

圖1 2002—2009黑龍江省12個地級市城市土地利用綜合效益水平時間變化

圖2 黑龍江省城市土地利用效益區域劃分聚類樹狀圖

圖3 黑龍江省城市土地利用綜合效益空間分布圖（數字為8年綜合效益平均值）

圖2清晰地表示了本次聚類分析的過程，當選擇標尺為5時，全省12個城市的用地綜合效益水平被分為三大類，聚類分析結果與評價結果分級大致相同（除牡丹江外）。綜合比較兩種分析結果后，本文將全省12個城市用地效益分為三類（見圖3）：(1)以哈爾濱、大慶和牡丹江為代表的高用地效益綜合指數城市，平均值為0.621；(2)以齊齊哈爾、鶴崗和佳木斯市為代表的中等用地效益指數城市，平均值為0.417；(3)以雞西、雙鴨山、伊春、綏化、七臺河和黑河市為代表的低用地效益指數城市，平均值為0.330。在地域空間上，用地效益較高的城市呈現出明顯的“T”型分布特征。“T”型分布以哈爾濱為中心，分別向西北、東北、東南三個方向延伸。這三個方向是全省交通運輸的骨架，同時分布著全省“十五”和“十一五”時期重點建設的“哈大齊工業走廊”和“哈牡綏對俄產業經濟帶”，位于“T”型分布帶上的城市，其土地利用綜合效益水平明顯高于其它城市。

5 結論與討論

本文運用最優組合賦權法、協調度模型和聚類分析模塊，定量分析了2002—2009年間黑龍江省12個

地級市土地利用綜合效益的時空變化差異。結果表明：在時間上，全省城市土地利用效益總體水平不高，呈逐年上升趨勢；各城市用地效益波動明顯，牡丹江呈現先升后降趨勢，哈爾濱、綏化、七臺河變 化不大，其它城市呈上升趨勢；在空間上，土地利用綜合效益呈現典型“T”地域分布特征，位于“T”型分布帶上的城市用地綜合效益水平明顯高于其它地區。

作為城市土地利用綜合效益評價的一種手段，協調度函數、最優組合賦權法和聚類分析模塊相結合，可以客觀地反映土地利用綜合效益的時空差異，這種研究方法與實際情況相符，有較高的可信度，對城市區域土地利用綜合效益的提高有一定的參考價值。

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F293.2（235）

C

1672-6995(2011)06-0045-03

2011-01-21

龍冬冬（1984-），男，山東省聊城市人，東北農業大學資環學院實驗員，農學碩士，主要研究方向為城鄉規劃與土地利用。