武漢市城市土地集約利用對生態(tài)環(huán)境的影響

周雙英，余雨意

（華中師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079）

武漢市城市土地集約利用對生態(tài)環(huán)境的影響

周雙英，余雨意

（華中師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079）

為了探究土地集約利用對生態(tài)環(huán)境造成的影響，本文在利用改進(jìn)的熵值法確定指標(biāo)權(quán)重的基礎(chǔ)上，利用格蘭杰因果檢驗(yàn)進(jìn)行分析，結(jié)果表明：2007年之后，武漢市土地集約利用的綜合指數(shù)高于生態(tài)環(huán)境的綜合指數(shù)，2010年以后二者的差距逐漸增大；武漢市城市土地集約利用水平與生態(tài)環(huán)境指數(shù)之間存在協(xié)整關(guān)系，二者存在長期的一致性；武漢市土地集約利用與生態(tài)環(huán)境之間具有因果關(guān)系，滯后2期，在5%的顯著性水平上，土地集約利用是生態(tài)環(huán)境的格蘭杰原因。

武漢市；土地集約利用；生態(tài)環(huán)境；格蘭杰因果檢驗(yàn)

土地集約利用是指在單位土地面積上合理增加物質(zhì)和勞動投入，以提高土地收益的經(jīng)營方式。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長，城市擴(kuò)張對土地的需求不斷增加，但與此同時也造成了生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，威脅到土地資源的可持續(xù)利用［1］，如何合理處理土地集約利用與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)健康發(fā)展亟待解決的問題。

近年來，土地集約利用與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系研究引起學(xué)者的廣泛關(guān)注，董秀茹等［2］從土地利用的三種方式入手，探討土地集約利用與生態(tài)環(huán)境的辯證關(guān)系，認(rèn)為二者的關(guān)系是雙向的，互為反饋的；鄭華偉等［3］從時空角度分析1995年以來，我國城市土地集約利用與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展問題；曾浩等［4］通過構(gòu)建協(xié)調(diào)發(fā)展模型，分析武漢市城市化與生態(tài)環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)調(diào)狀況；鄭斌等［5］對比分析了國內(nèi)外城市土地集約利用中全面可持續(xù)觀的不同，指出國內(nèi)應(yīng)該在強(qiáng)化土地開發(fā)利用程度的過程中，維持土地利用的生態(tài)、社會、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的“有效”；楊偉等［6］以重慶市南岸區(qū)為例，考慮生態(tài)健康因素，將社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)三方面有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建一套基于生態(tài)健康的城市土地集約利用綜合評價指標(biāo)體系。

綜上所述，關(guān)于土地集約利用與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系研究大多都是把生態(tài)環(huán)境作為影響土地集約利用的一個因素，很少研究城市土地集約利用對生態(tài)環(huán)境造成的影響，所以本文基于格蘭杰因果檢驗(yàn)，探究武漢市城市土地集約利用對生態(tài)環(huán)境的影響，在不斷提高土地集約利用水平的同時減少對生態(tài)環(huán)境的不利影響。

一、數(shù)據(jù)來源

本文研究的數(shù)據(jù)來源于武漢市統(tǒng)計年鑒（1998—2013年）、武漢市環(huán)境狀況公報（1997—2012年）、武漢市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報（1997—2012年），以及武漢市統(tǒng)計局、武漢市環(huán)保局、武漢市國土資源局等相關(guān)網(wǎng)站，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與整理后獲取的。

二、研究方法與過程

1、指標(biāo)獲取

根據(jù)土地集約利用和生態(tài)環(huán)境的內(nèi)涵和影響因素，遵循指標(biāo)選取的科學(xué)性、系統(tǒng)性、可比性和可獲取性等原則，通過借鑒已有成果，從投入水平、利用程度、利用效益和利用可持續(xù)性四個方面選取反映土地集約利用的指標(biāo)，其具體指標(biāo)為：地均固定資產(chǎn)投資、人口密度、鋪裝道路總長度、地均非農(nóng)生產(chǎn)總值、地均財政收入、地均社會消費(fèi)品零售額、城市人均可支配收入、人均公共綠地面積、建成區(qū)綠地覆蓋率；生態(tài)環(huán)境的指標(biāo)從生態(tài)環(huán)境狀態(tài)、生態(tài)環(huán)境壓力和生態(tài)環(huán)境響應(yīng)三個方面選取指標(biāo)，其具體指標(biāo)為：人均公共綠地面積、建成區(qū)綠化覆蓋率、森林覆蓋率、人均耕地面積、工業(yè)廢水排放量、工業(yè)煙塵排放量、工業(yè)廢氣排放總量、工業(yè)SO2排放量、工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)量、工業(yè)SO2除去量、工業(yè)固體廢物綜合利用量、環(huán)保投資占GDP比重。

2、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

由于選取的各指標(biāo)的單位不同，不能夠直接進(jìn)行評價分析，因此需要運(yùn)用數(shù)學(xué)方法對各個數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。選取的指標(biāo)有正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)，可以分別利用式（1）和式（2）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

其中，X'ij為標(biāo)準(zhǔn)化值，xj為第j項指標(biāo)值，xmax為第j項指標(biāo)的最大值，xmin為第j項指標(biāo)的最小值。

3、指標(biāo)權(quán)重的確定

確定指標(biāo)權(quán)重的方法有很多，概括起來主要有兩大類，即主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法。本文采用改進(jìn)的熵值法確定指標(biāo)權(quán)重，運(yùn)用功效函數(shù)評價法對城市土地集約利用和生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合評價［7］，用改進(jìn)的熵值法確定評價指標(biāo)權(quán)重不需要加入主觀信息，是一種完全意義的客觀賦權(quán)法，同時有利于縮小極端值對綜合評價的影響，比傳統(tǒng)方法更加有效、可靠［8］。經(jīng)過測算發(fā)現(xiàn)，武漢市從1997—2012年，土地集約利用水平在不斷提高，從2008年之后上升的速度在加快；生態(tài)環(huán)境的綜合值也在逐年上升，但在2010年之后，生態(tài)環(huán)境的狀況不容樂觀，與城市土地集約利用出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。在2007年之前，生態(tài)環(huán)境的綜合指數(shù)高于土地集約利用的綜合指數(shù)，2007年之后，土地集約利用的綜合指數(shù)高于生態(tài)環(huán)境的綜合指數(shù)，而且兩者的差距越來越大，說明2007年之前土地集約利用沒有對生態(tài)環(huán)境造成影響，而2007年之后，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土地集約利用對環(huán)境造成一定的危害，生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)惡化的現(xiàn)象。其原因主要有以下幾個方面。

一是1997—2007年武漢市城市化水平不高，土地的供給量能夠滿足城市的發(fā)展，雖然這一時期城市的發(fā)展對環(huán)境也造成了一定的影響，生態(tài)環(huán)境的自我調(diào)節(jié)減少了負(fù)面影響。2007年之后，隨著城市化的快速發(fā)展，土地的供應(yīng)無法滿足城市擴(kuò)張對土地的需求，土地集約利用日益受到重視，如開發(fā)地下空間對地下自來水會造成一定的影響，一味追求土地的集約利用而忽視了對生態(tài)環(huán)境造成的影響。

二是2007—2012年，人均耕地減少了17.99%，森林覆蓋率不斷減少，許多水域面積都被填滿作為建設(shè)用地，生態(tài)環(huán)境的自我修復(fù)能力在減弱，其自身不能處理經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的環(huán)境壓力，從而使得經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重的不協(xié)調(diào)。

三是政府政策導(dǎo)向型的影響，近年來國家把土地的集約利用放在比較重要的位置，不斷采取措施提高土地集約利用水平，而沒有對其進(jìn)行相應(yīng)的效應(yīng)評價，缺少土地集約利用對生態(tài)環(huán)境影響的認(rèn)識，導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境的惡化。

三、結(jié)果分析

1、平穩(wěn)性檢驗(yàn)

利用ADF檢驗(yàn)時間序列X（土地集約利用水平）、Y（生態(tài)環(huán)境）的平穩(wěn)性，由檢驗(yàn)結(jié)果可知，在1%、5%、10%三個顯著性水平下，單位根檢驗(yàn)的臨界值分別為-4.0113，-3.1003，-2.6924，X、Y的ADF檢驗(yàn)值為3.3548，-0.5007，分別大于相應(yīng)的臨界值，從而不能拒絕原假設(shè)，表明X、Y為非平穩(wěn)序列。分別對兩個序列做二階差分，得到其ADF檢驗(yàn)值分別為-3.0370，-3.2086，小于相應(yīng)的臨界值，表明兩個序列的二階差分為平穩(wěn)序列，從而X、Y為二階單整序列。

2、協(xié)整檢驗(yàn)

協(xié)整檢驗(yàn)的前提是兩個單整變量的單整階相同，由平穩(wěn)檢驗(yàn)可知，X、Y是二階單整序列，所以可以進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)。

協(xié)整檢驗(yàn)的方法主要有EG兩步法和Johansen檢驗(yàn)，本文采用Johansen檢驗(yàn)方法。首先構(gòu)建向量自回歸模型（VAR），土地集約利用（X）與生態(tài)環(huán)境（Y）之間的VAR模型通過不斷試驗(yàn)，得到VAR（1）模型，此時AIC與SC值較小，效果較好，從而得到協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果（見表1）。表1表明，在95%的置信度下存在一個協(xié)整方程，說明土地集約利用與生態(tài)環(huán)境存在協(xié)整關(guān)系，即二者具有長期的一致性。

表1　　協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果

3、格蘭杰因果檢驗(yàn)

通過Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)（見表2）：當(dāng)滯后期為1時，土地集約利用和生態(tài)環(huán)境互不為對方的格蘭杰原因，當(dāng)滯后期為2時，“X不是Y的格蘭杰原因”的假設(shè)被拒絕，所以土地集約利用是生態(tài)環(huán)境的格蘭杰原因，但生態(tài)環(huán)境不是土地集約的格蘭杰原因，因?yàn)橥恋丶s利用受多重因素的影響，比如經(jīng)濟(jì)發(fā)展、市場發(fā)育程度、政府對農(nóng)地的保護(hù)制度等因素。說明在短期內(nèi)土地集約利用不會影響生態(tài)環(huán)境，但從長期來看土地集約利用可能會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。

表2　　格蘭杰因果檢驗(yàn)結(jié)果

四、結(jié)論

本文以武漢市1997—2012年的經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，借助計量經(jīng)濟(jì)學(xué)的方法，研究了城市土地集約利用對生態(tài)環(huán)境的影響機(jī)制，其結(jié)論如下。

第一，2007年之后，武漢市土地集約利用的綜合指數(shù)高于生態(tài)環(huán)境的綜合指數(shù)，2010年以后二者的差距逐漸增大，說明隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土地的集約高效利用可能對環(huán)境造成一定的危害。

第二，武漢市城市土地集約利用水平與生態(tài)環(huán)境指數(shù)之間存在協(xié)整關(guān)系，說明土地集約利用對生態(tài)環(huán)境的影響是長期的，如果土地集約利用比較合理，對生態(tài)環(huán)境的影響就會減少，能實(shí)現(xiàn)二者的和諧；如果土地集約長期利用不合理，就會使生態(tài)環(huán)境不斷惡化。

第三，武漢市土地集約利用與生態(tài)環(huán)境之間具有因果關(guān)系，滯后2期，在5%的顯著性水平上，土地集約利用是生態(tài)環(huán)境的格蘭杰原因，而生態(tài)環(huán)境并不是土地集約利用的格蘭杰原因。土地集約利用受多重因素的影響，如市場發(fā)育程度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，政府政策等，而生態(tài)環(huán)境對土地集約利用的影響是有限的。

［1］姜志國：中國土地資源可持續(xù)利用戰(zhàn)略研究［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004.

［2］董秀茹、石水蓮、王秋兵：土地集約利用與生態(tài)環(huán)境的辯證關(guān)系研討［J］.水土保持應(yīng)用技術(shù)，2006（3）.

［3］鄭華偉、劉友兆、丑建立：中國城市土地集約利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展評價研究［J］.水土保持通報，2012（1）.

［4］曾浩、鄧宏兵：武漢市城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展定量評價與分析［J］.華中師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012（5）.

［5］鄭斌、黃麗娜、盧新海：論城市土地集約利用中的全面可持續(xù)觀——國內(nèi)外研究比較與評述［J］.中國土地科學(xué)，2010（3）.

［6］楊偉、廖和平、謝德體、朱琳、陳杰華、夏濤：基于生態(tài)健康的重慶市南岸區(qū)城市土地集約利用綜合評價［J］.中國土地科學(xué)，2012（4）.

［7］鄭華偉：基于改進(jìn)熵值法的耕地利用集約度評價［J］.新疆農(nóng)墾經(jīng)濟(jì)，2010（4）.

［8］鄭華偉、丑建立、劉友兆：江蘇省城市土地集約利用與城市化關(guān)系的計量分析［J］.長江流域資源與環(huán)境，2013（8）.

［9］蔡俊、劉友兆、歐名豪：經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土地集約利用的動態(tài)關(guān)系研究［J］.農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2012（4）.

［10］劉法威、舒幫榮、龍開勝：耕地保護(hù)與城鄉(xiāng)消費(fèi)的宏觀動態(tài)計量分析［J］.資源科學(xué)，2009，31（8）.

（責(zé)任編輯：胡冬梅)