基于改進模糊層次模型的土地整理效益評價研究

劉 琳，余 莉，李 正，郭義強，吳海燕，崔曉寰

（1.中國地質大學 土地科學技術學院，北京10083；2.國土資源部 土地整治重點實驗室，北京100035；3.石家莊工程技術學校，石家莊050061；4.北京地億時代土地規劃設計有限公司，北京100089；5.北京巖土工程勘察院，北京100083；6.中國有色金屬建設股份有限公司，北京100029）

土地整理是人類利用自然和改造自然的措施，是社會經濟發展到一定階段解決土地利用問題的必然選擇［1］。我國的土地整理從20世紀90年代正式提出并運作，十多年來，土地整理在增加有效耕地面積、提高耕地質量和增加土地收益方面發揮了重要作用［2］。近年來國家每年投入近千億元用于土地整理保障國家糧食安全，隨著土地整理的全面推進，土地整理效益是否得到全面發揮越來越受到政府和學者的關注。土地整理是對土地資源及其利用方式的再組織和再優化過程，也是對土地權屬的再調整，是一項復雜的系統工程［3－4］。土地整理的重要內容就是改善生態環境，維持生態平衡；調整用地結構，增加土地可利用面積，歸并零散地塊；平整土地，改良土壤；集約利用土地，提高土地利用率和產出率等［5］。因此，土地整理項目能否產生預期效益，經濟、社會和景觀生態效益是否顯著，都表明了開展土地整理效益評價的必要性和迫切性。

近年來，專家學者對土地整理效益評價研究進行了許多有益的探索，如王璦玲、覃事婭、李金成等學者運用AHP、模糊綜合評價等方法分別對山東省、廣東省和湖南省的土地整理項目進行了綜合效益評價研究［6－9］。這些研究中的層次分析法通常使用九標度進行評價指標的相對重要性判斷，因此使得評價結果容易偏向主觀性。相關研究得到證明采用三標度進行評價指標的相對重要性判斷，改進模糊層次評價模型能提高評價結果的客觀性［10－11］。因此，為提高土地整理綜合效益評價結果的客觀性和科學性，本文利用三標度法對評價指標進行重要性判斷，運用改進模糊層次綜合評價模型，并以山西省武鄉縣涌泉鄉土地整理項目為例進行綜合效益評價研究，以期為科學評價土地整理效果提供依據和方法。

1 土地整理效益模糊層次綜合評價模型的建立

1.1 模糊層次綜合評價流程

根據對土地整理效益評價問題的具體分析，其土地整理的效益評價具有層次性，其構建模型的流程為：明確層次結構—確定權重系數—建立評價集—確定評價指標隸屬度—模糊綜合評價—評價結果綜合分析。

1.2 土地整理效益改進模糊層次綜合評價模型的具體建模步驟

（1）將土地整理效益評價問題層次化。層次結構框架從上至下依次是目標層、準側層和指標層。將土地整理綜合效益確定為層次結構框架的目標層，土地整理的三大效益（經濟效益、社會效益和景觀生態效益）確定為層次結構框架的準則層，耕地面積增加率、農地單產增加率等評價指標確定為層次結構框架的指標層。

（2）確定權重系數。傳統的層次分析法，指標判斷標度一般采用九標度法，這在實踐中導致專家的主觀因素占主導地位，評價結果容易帶有片面性。尤其是當因素較多時，容易導致兩兩比較前后矛盾，一致性檢驗差，需重新調整判斷矩陣直至達到一致性。針對傳統層次分析法存在的這些問題，采用三標度法能使專家很容易對兩因素的相對重要性做出判斷。首先，專家在每一層次上將各元素之間的重要性程度進行三標度（2，1，0）比較，如甲乙兩元素比較時，若甲比乙重要，則用2表示；若甲與乙同等重要，則用1表示；若甲沒有乙重要，則用0表示。即：比較矩陣C＝（cij）m×n。

式中：am＝rmax／rmin。

根據判斷矩陣A，求出最大特征根所對應的特征向量，其特征向量實質上就是各指標的權重向量W。

（3）建立評價集。確定評價標準，將效益劃分5個等級：很好、較好、一般、較差、很差。通過專家咨詢法確定各等級上的閾值，對劃分標準進行界定。5個評價等級元素構成評價等級集合V＝｛V1，V2，V3，V4，V5｝。

（4）計算隸屬度。根據整理后的專家打分結果，就可得到對第i個評價指標有vi1個v1級評語、vi2個v2級評語、vi3個v3級評語、…vij個vj級評語（i＝1，2，3，…；k；j＝1，2，3，4，5），則第i個評價指標給予vij級評語的隸屬度rij。計算公式：

（5）模糊綜合評價。本文進行綜合模糊綜合評價擬采用算子 M（·，＋）［12］，則模糊子集：

Bi為在各主特性因素Uk下土地整理效益分別以所占百分比處于各效益等級。通過運算，得到對評價指標子集的綜合評價結果R1，R2，…，Ri，構成一個總評價結果矩陣R：

根據模糊綜合評價模型，綜合評價結果為B＝A·R＝（V1，V2，V3，V4，V5）

（6）模糊評價結果與分析。根據評價結果B的各等級分數進行綜合評分，計算公式為將V的分值與等級分值進行比較，根據距離最近原則，判斷土地整理效益等級；并分析各項評價指標及其相關結果，提出相應的對策和建議。

2 土地整理效益評價的實例分析

2.1 項目區概況

涌泉鄉土地整理項目［13］位于山西省武鄉縣中部的涌泉鄉和故城鎮西部。項目區地處東經112°42′08″—112°44′42″，北緯36°54′11″—36°56′18″，共涉及2個鄉鎮5個行政村。項目區總面積為200hm2，其中旱地166.4hm2，林地7.2hm2，農村道路1.2hm2，農田水利用地2.7hm2，居民點用地0.2hm2，灘涂13hm2，荒草地9.3hm2。整理后新增耕地27.4hm2，占項目規模面積的13.7%。項目區位于涅河一級階地，海拔高度在970～992m，整理區內地形高低起伏，西北高于東南，屬低山丘陵地貌。涅河緊鄰項目區，是濁漳河北源較大的一級支流，河床比降為1.2‰～2.6‰，多年清水流量698萬m3，可以滿足項目區農業用水。項目區屬暖溫帶大陸性季風氣候。年降水量平均550mm，年最大降水量600mm，氣溫3～10℃，≥10℃的年積溫2 600～3 400℃，無霜期150～170d。項目區土壤主要為耕種淺色草土，土層深厚，經清水澆灌，改良土壤，可改造為優質高產農田。

2.2 效益評價指標體系的建立

土地整理效益評價的關鍵是建立科學合理的評價指標體系。在系統分析土地整理效益評價相關理論及內涵的基礎上，參考相關文獻［14－17］，結合項目區實際情況，根據上述土地整理效益模糊層次評價模型，從經濟、社會和景觀生態三方面構建項目區土地整理效益評價的指標體系，包括3個一級指標、15個二級指標（表1）。

表1 土地整理效益評價指標體系及其權重

2.3 評價指標權重的確定

根據上面建立的土地整理效益評價指標體系，以調查問卷的形式，咨詢10位同行專家對評價指標的相對重要性進行評判，運用改進AHP的權重系數確定方法，得到該土地整理項目效益評價指標的權重系數（表1）。

2.4 評價指標分級標準的確定

在進行評價指標等級評判時，本文將評價等級分為五級：很好、較好、一般、較差、很差。根據前述所建立的評價指標體系，結合土地整理項目立項標準、設計標準、規范標準和專家經驗綜合確定評價指標的評價等級（表2）。

表2 因素評價等級表

2.5 土地整理效益評價

2.5.1 評價指標隸屬度的確定 根據表2中的評價指標和等級標準，運用模糊統計方法計算評價指標的隸屬度。首先將各指標定量計算或定性分析結果整理成調查問卷反饋給10位同行專家，專家對效益評價指標分別進行5級評判，然后將各位專家的評判結果進行模糊統計分析，得到各評價指標的隸屬度和效益等級（表3）。

表3 單一評價指標效益等級評價

2.5.2 模糊綜合評價 模糊綜合評價是各評價指標權重與評價指標值之間的復合運算，采用M（·，＋）算子。通過表2可知，指標權重向量集為：（1）經濟效益。由表1的二級指標權重組成權重矩陣A1，表3的二級指標的經濟效益組成單因素效益評價矩陣R1，計算一級評價指標效益B1。經濟效益評價：

特征值 ＝ （1，2，3，4，5）· （0.2374，0.4726，0.2152，0.0336，0）＝1.5658

（2）社會效益。由表1的二級指標權重組成權重矩陣A2，表3的二級指標的社會效益組成單因素效益評價矩陣R2，計算一級評價指標效益B2。社會效益評價：

特征值 ＝ （1，2，3，4，5）· （0.2962，0.3216，0.2416，0.0692，0.0714）＝2.2980

（3）景觀生態效益。由表1的二級指標權重組成權重矩陣A3，表3的二級指標的景觀生態效益組成單因素效益評價矩陣R3，計算一級評價指標效益B3。景觀生態效益評價：

特征值 ＝ （1，2，3，4，5）… （0.1358，0.3454，0.3174，0.0737，0.0737）＝2.4421

（4）綜合效益。根據準則層B中經濟效益、社會效益、景觀生態效益的模糊綜合評判結果，結合目標層A的評判因素權向量，對目標層A進行模糊綜合評判，由表2的一級指標權重組成權重矩陣A，由表3一級指標的效益組成單因素效益評價矩陣R，計算土地整理綜合效益B。土地整理綜合效益評價：

特征值 ＝ （1，2，3，4，5）· （0.2085，0.3915，0.2614，0.0567，0.0438）＝2.2215

2.5.3 土地整理效益等級的確定 根據以上評價可知，山西省武鄉縣涌泉鄉土地整理項目綜合效益很好等級占20.85%，較好等級占31.95%，一般等級占26.14%，較差等級占5.67%，差等級占4.38%，按最大隸屬原則，該土地整理項目綜合效益評價結果為“較好”；若按特征值＝2.221 5，處于“一般”與“較好”之間，更接近較好，判定為土地整理綜合效益評價結果為“較好”。因此，該土地整理項目的綜合效益等級為“較好”，評價結果比較客觀。

3 結論與建議

3.1 結論

土地整理效益的發揮是土地整理事業持續發展的動力源泉。土地整理效益評價是土地整理技術研究的一項基礎工作，是科學評價土地整理效果的依據。本文充分將專家知識和經驗應用到土地整理效益評價的過程中，通過建立模糊層次結構及模糊語言對應的模糊數，基本上解決了土地整理過程中受多種因素的綜合影響、其效益評價所涉及的數據量大、比較指標多且外延模糊、內在指標明確等問題，評價過程中充分考慮了傳統AHP在確定指標權重時的缺陷及模糊綜合評價體系失效的情況，分別采用了改進的AHP確定指標權重及改進模糊綜合評價方法進行實證研究。評價結果為：山西省武鄉縣涌泉鄉土地整理項目的綜合效益為較好等級，其綜合效益特征值為2.221 5；單項效益中，經濟效益好于景觀生態效益，景觀生態效益好于社會效益。結果表明該方法為土地整理效益評價提供了一條科學合理的解決途徑。

3.2 建議

隨著我國土地整理的全面推進和地位的不斷提升，規范和完善土地整理效益評價體系顯得尤為重要。但目前我國土地整理項目效益評價的理論、方法、指標體系等都還不夠完善，本文對土地整理效益評價的研究也只是初步探討，今后還有待進行更深一步研究。同時，對土地整理效益評價提出以下兩點建議：

（1）加強土地整理對項目區景觀格局、生物多樣性等方面影響的研究，進一步豐富和完善土地整理效益的內涵，進一步改進評價模型及優化評價指標體系。

（2）探索構建土地整理效益評價制度，如通過組建一個專門的中介評價機構來保障土地整理效益評價的經常性和長期性或建立土地整理效益評價人員資格的認定制度，提高規劃評價人員的素質等。

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