浙江省耕地利用效益及其空間差異性

王建慶，馮秀麗

(寧波大學建筑工程與環境學院，浙江寧波 315211)

浙江省人口眾多，耕地資源相對貧乏，2011年浙江省人均耕地面積僅為0.038 hm2，不及全國平均水平 (0.09 hm2)的1/2，人均耕地明顯不足。同時，隨著工業化和現代化進程的加快，人口不斷增長和經濟高速發展，使得耕地資源的減少與建設用地擴張間的矛盾日益尖銳［1］。因此，如何集約高效利用耕地，提高耕地集約化程度，妥善處理好耕地資源保護與建設用地擴張之間的矛盾，這一問題已引起各級政府管理部門的高度重視，也成為相關領域專家學者研究的熱點。

近年來，關于土地利用效益的研究，主要集中在城市、工業園區、農居點等非農建設用地方面［2］，針對耕地的相關研究相對較少，僅涉及耕地集約利用內涵的界定、配置模式、集約度評價、影響因素分析及對策研究等方面［3－4］。祝小遷等［5－6］分別利用綜合指數、聚類分析法和 PSR模型對耕地集約利用變化驅動力進行了研究。安玉娟等［7］以河北省為例利用生產成本分析了耕地集約利用的時間變化規律。李瑩等［8］利用系數修正法和綜合評分法并結合GIS從縣域的角度探索了耕地集約利用評價的新思路，結果表明通過修正系數法來研究耕地集約利用，既能夠減少集約利用研究的工作量，又能夠加強耕地集約利用研究與集約利用時間工作的銜接度。張琳等［9］對不同經濟區位和發展水平下的典型縣耕地集約度狀況進行了研究，結果表明耕地利用集約度會隨著經濟的發展而增加。這些探索對實現耕地資源的集約利用都發揮了積極的作用，但缺乏空間觀。作者以浙江省為例，在分析耕地集約利用內涵的基礎上，結合浙江省特點構建耕地集約利用評價指標體系，并運用權熵法和功效系數法，對浙江省耕地利用效益狀況進行綜合評價，探索不同準則層下，耕地利用集約度及耕地投入產出與經濟及農業發展水平之間的關系。為土地利用管理者提供一定的決策依據，以提高耕地集約利用效益水平。

1 材料與方法

1.1 研究區概況與數據來源

浙江省地處中國東南沿海，長江三角洲南翼，與上海、江蘇接壤。陸域面積104 141 km2，其中耕地20 695.13 km2，2011年，總人口4 781.31萬人，其中農業從業人口616.76萬人，占總人口的12.90%。全省地區生產總值32 318.85億元，其中第一產業生產總值1 583.04億元。2011年浙江省農村居民人均純收入13 071元，高于全國平均水平［10］。

研究所用數據主要來源于《浙江省統計年鑒》(2012)、浙江省土地利用調查數據 (2012)、浙江省國民經濟和社會發展統計公報等。

1.2 耕地利用效益評價指標體系建立和方法

1.2.1 評價指標體系的建立

耕地利用效益內涵屬經濟效益的范疇，包括社會效益和生態效益，即強調耕地利用的綜合效益［11］，包括耕地投入、生產成本、耕地自然條件狀況和土地利用效率。在耕地利用效益內涵的基礎上，結合浙江省耕地利用的特點，選定與浙江省耕地利用效益相關的，包括耕地投入強度、耕地利用程度和耕地產出效益3個指標層在內的9項土地利用效益指標，對浙江省耕地利用效益狀況進行評價(表1)。

表1 耕地土地利用效益評價體系

1.2.2 數據的標準化處理

耕地利用綜合效益評價屬于多因素綜合評價，各評價指標來源多樣，不同的評價指標單位和量綱不同，因此為了使各評價指標之間具有可比性，首先對評價指標進行標準化處理，標準化處理的計算方法:

式中:Cij為評價指標的標準化值;Xij為評價指標的原始值;i為參評對象個數;j為評價指標個數。

1.2.3 評價指標權重的確定

在耕地利用效益評價指標體系中采用信息熵的方法來確定各評價指標的權重，在信息論中信息熵是表示系統有序程度的度量［12］。信息熵越小表明系統的有序程度越高，對系統評價的重要性越大;信息熵越大則表明系統的無序程度越大，對系統評價的重要性越小。利用信息熵來確定各評價指標的權重是利用原始數據進行數學計算所得，能夠有效地避免其他方法所帶來的人為主觀因素的影響，具有較高的科學性，信息熵P(xj)計算公式:

式中:k為調節系數，k=1/lnm;Cij為第i個參評對象的第j個評價指標標準化值;i為參評對象個數;j為評價指標個數。

通過各評價指標的熵值計算各評價指標的權重，首先計算各參評指標的差異系數。第j項參評指標的差異系數pj:

pj=1－(xj)，j=1，2，… ，n。

則第j項參評指標的權重系數hj:

經計算，浙江省耕地利用效益評價體系指標權重，B1=0.332 2，B2=0.332 8，B3=0.335 0;B11=0.110 3，B12=0.110 4，B13=0.111 5，B21=0.110 3，B22=0.110 1，B23=0.112 4，B31=0.111 2，B32=0.109 6，B33=0.114 2。

1.2.4 評價模型

耕地利用效益的影響因素較多，為了使評價更加合理和增加可操作性，在借鑒城市土地利用效益綜合評價方法的基礎上［13］，采用修改過的功效系數法進行計算和評價，此方法是將各評價指標進行目標函數轉換之后，得出各評價指標的功效，再將各評價指標功效進行加權綜合，最終計算出一個總功效系數，以此來評價整個耕地系統的利用效益狀況。

設耕地利用系統評價指標變量為Ui(i=1，2，3，…，n)，其值為xi(i=1，2，3，…，n)，ai，bi位系統穩定臨界點上指標的上下限。則耕地利用系統指標對系統有序的功效可以表示為:

用線性加權法對每一個參評指標的功效配以權重系數，并進行相加。得到評價對象功效系數:

2 結果與分析

2.1 耕地利用效益區域差異及原因分析

從表2可以看出，2011年浙江省11個評價單元的耕地利用效益總功效系數狀況基本屬正偏態分布，算數平均值為0.810 2，說明浙江省耕地集約利用效益狀況相對較好，但還有一定的提升空間。從耕地利用效益總功效系數來看，區域差異性明顯，杭州市總功效系數最高為0.897 9，舟山市總功效系數最低為0.660 4，相差0.237 5。從準則層來看，耕地投入強度最高的是金華市，最低的是湖州市，分別是0.942 8，0.711 7;耕地利用程度最高的是湖州市，最低的是舟山市，分別是0.901 0，0.600 9;耕地產出效益最高的是湖州市，最低的是舟山市，分別是0.914 1，0.643 5。可以看出耕地利用效益受到來自耕地投入強度、耕地利用程度和耕地產出效益這三方面的影響，其評價值的高低與這三方面系數的高低有著密切的關系，但三者之間的變化情況并不一致。

表2 2011年浙江省各市的耕地利用效益功效系數

造成浙江省耕地利用效益水平空間分異的原因，主要有耕地資源的自然地理狀況、當地社會經濟狀況及當地產業發展方向等。自然地理狀況特別是地形和氣候條件，對耕地利用效益有著較大的影響。與山地丘陵相比，平原地區耕地集中成片，便于規模化經營，同時也利于農業機械化水平的提高。而水熱條件則直接影響著耕地資源的光溫生產潛力和氣候生產潛力，從而影響著區域種植結構。湖州市地濱太湖，是著名的魚米之鄉，水熱條件相對較好，耕地資源狀況相對良好，因此雖然湖州市耕地投入強度相對較低，但是耕地利用程度和耕地產出效益卻相對較高。舟山市屬海島城市，耕地分布較零散，很難形成規模化管理，同時耕地利用類型多為苗木林地，年均產出效益較低，耕地類型多屬山間盆地，耕地質量相對較差，因此耕地利用效益總功效系數較低。耕地利用效益體現在社會經濟條件上，主要反映在農業勞動力、資金、技術和農業生產習慣等方面。社會經濟發展水平較高的城市，耕地利用效益水平也相對較高。現代農業以機械化、規模化、專業化和區域化為特征，已經不僅僅是典型的勞動密集型產業。現代農業市場化和產業化程度不斷提升，第一產業人口的增多反而會限制農業生產的規模化經營，從而限制資金和技術的充分投入。杭州和寧波經濟發展水平處浙江省前列，但單位耕地面積從業人員卻不是最高。因此，耕地資源的利用和塑造程度，應該看各地社會經濟要素與耕地資源的組合程度，而不僅僅是單個評價指標的高低。不同地區產業發展方向也在很大程度上影響著耕地利用效益的大小。舟山市由于地理區位和自然環境的影響，主要產業發展方向為漁業、港口和旅游，農業發展相對薄弱，這在一定程度上也影響了耕地利用效益的增加。溫州市屬于民營經濟相對發達的城市，產業主導為工業和金融業，主要產糧區位于沿海平原。城市功能的定位和產業發展方向決定了土地利用方向，因此雖然溫州市經濟發展水平相對較高，但是耕地利用效益卻相對較低。

2.2 耕地利用效益與經濟發展水平、農業發展水平之間的關系

從評價體系準則層來看，農業發展水平越高，耕地投入強度和耕地產出效益越高，耕地利用效益水平也越高。通過對不同地區標準化后的地均農業產值和耕地利用效益功效系數進行相關性分析，發現耕地利用效益水平與地區農業發展水平趨勢基本吻合 (圖1)。相關性分析結果也表明各市耕地利用效益功效指數與地均農業產值標準化值之間呈顯著相關關系 (相關系數為0.833＊＊，P＜0.01;線性回歸模型為:Y=0.239X+0.069，R2=0.694;Y為耕地利用效益標準化后的值，X為地均農業產值標準化后的值)。

圖1 2011年浙江省各市耕地利用效益功效系數與地均農業產值標準化值、人均GDP標準化值之間的關系

從圖1來看，經濟發展水平與耕地利用效益水平之間的擬合關系不如農業發展水平與耕地利用效益水平之間的擬合關系好，耕地利用效益與人均GDP之間的相關性系數為0.48，并未呈現出較強的相關性。這與前面的分析結果吻合，農業在人均生產總值中的比重較小，由于自然條件及社會經濟等原因，各地區經濟發展主導產業不同，地區經濟發展水平并不能代表農業發展水平。

2.3 耕地利用效益水平與農作物種植結構之間的關系

浙江省耕地利用主要分為種植糧食作物和種植經濟作物2種類型，糧食作物主要是谷物、豆類和薯類。經濟作物主要是油料、棉花、蔬菜、瓜果、花卉苗木等。通過對耕地利用效益功效系數和經濟作物種植面積占總耕地面積的比重這兩者之間相關性分析，發現兩者呈負相關關系 (相關系數為－0.727*，P＜0.05;線性回歸模型為:Y=－0.35X+0.906，R2=0.528;Y為耕地利用效益功效系數，X為經濟作物占總面積的比例)。

杜濤等［14］的研究結果指出，經濟作物生產成本高于糧食作物，若經濟作物在農作物種植結構中所占比重較高，則耕地集約利用水平較高。而本研究結論卻與之相反，從圖2耕地利用功效系數與經濟作物種植面積占耕地面積比重的變化趨勢可以看出，經濟作物在農作物種植結構中所占比重越低，耕地利用效益越高。在對相關地區進行現場考察研究之后，作者認為這與區域差異性有關，浙江省在全國屬經濟發達省份，農業所占比重較低。浙江地區農民從商比例較高，雖然部分農民家庭仍有少量耕地，但土地收入已不是家庭主要收入來源，很多耕地主要種植生長期較長的花卉苗木，此種土地利用類型耕地投入相對較少，土地管理較松懈，耕地利用程度相對較低，因此導致耕地利用收益相對較低。同時，部分耕地主要種植油料和蔬菜等，此部分耕地所產農作物主要供自己食用，很少用作商業用途，這類用地也很難形成規模化管理，因此耕地利用效益也相對較低。

圖2 2011年浙江省耕地利用功效系數與經濟作物種植面積占耕地面積比重的關系

3 小結與討論

經過建立耕地利用效益評價指標體系，對浙江省耕地利用效益狀況進行了定量評價，能夠較好地反映浙江省耕地利用效益狀況，評價結果顯示，浙江省耕地利用效益水平相對較好，但耕地投入強度、耕地利用程度和耕地產出效益對耕地利用效益的貢獻率存在一定差異。

浙江省各地耕地利用效益水平空間分異較大，不同地區耕地利用水平有較大的差異性，耕地利用效益最高的杭州市和耕地利用效益最低的舟山市，耕地利用功效系數相差0.237 5。不同地區準則層功效系數也不同。浙江省耕地利用效益水平與農業發展水平高度正相關，與經濟發展水平相關性不顯著，與經濟作物種植面積呈負相關關系。耕地利用效益較低的地區應從提高耕地投入強度和耕地利用程度入手，從而提高全省耕地集約利用水平。

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