陸海統(tǒng)籌視角下的土地利用與海洋發(fā)展效益協(xié)調(diào)性案例研究

賴國華，林樹高，莫素芬，胡寶清

(南寧師范大學北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點實驗室/廣西地表過程與智能模擬重點實驗室，南寧 530001)

陸海統(tǒng)籌最早由我國海洋經(jīng)濟學家張海峰提出，并逐漸提升到國家戰(zhàn)略[1-2]。黨的十九大報告提出，“堅持陸海統(tǒng)籌，加快建設(shè)海洋強國”“以‘一帶一路’建設(shè)為重點，堅持引進來和走出去并重，遵循共商共建共享原則，加強創(chuàng)新能力開放合作，形成陸海內(nèi)外聯(lián)動、東西雙向互濟的開放格局”。因此，新時代生態(tài)環(huán)境建設(shè)以及經(jīng)濟發(fā)展將聚焦陸海統(tǒng)籌。陸海統(tǒng)籌的關(guān)鍵在于高效整合和優(yōu)化配置陸海資源，統(tǒng)籌陸海基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、資源要素配置和生態(tài)環(huán)境保護[3]。土地是由地表各自然要素和以物理狀態(tài)存在的社會經(jīng)濟要素所組成的[4]。隨著沿海地區(qū)的工業(yè)化、城市化發(fā)展，土地資源緊缺的矛盾日益突出，在陸域資源匱乏和環(huán)境破壞的壓力下，發(fā)展重點逐漸轉(zhuǎn)向近海地帶，傳統(tǒng)發(fā)展方式的限制性和海洋資源開發(fā)的復雜性使得陸海之間發(fā)展不平衡、不協(xié)調(diào)的問題愈發(fā)突出。因此，開發(fā)、利用和保護好海洋資源已成為當務(wù)之急。土地利用效益是衡量土地利用是否合理的重要指標[5-6]，眾多學者對土地利用效益進行了評價，并對其耦合協(xié)調(diào)度進行了研究[7-9]，研究方法包括TOPSIS模型[10-11]、熵值法[12-13]、耦合協(xié)調(diào)度模型[14]。海洋發(fā)展效益能有效評估海洋發(fā)展狀況，通過構(gòu)建指標體系對海洋資源開發(fā)利用的綜合效益進行評價，可以深入分析海洋開發(fā)活動對社會經(jīng)濟發(fā)展以及海洋生態(tài)安全造成的影響[15-16]。縱觀已有研究，學者們主要側(cè)重于陸地表面或海洋發(fā)展的效益研究，但基于陸海統(tǒng)籌的視角對海洋發(fā)展和土地利用效益協(xié)調(diào)性研究較少。因此，文章將沿海地區(qū)作為一個復合的系統(tǒng)，探索陸域與海洋的發(fā)展效益，遵循協(xié)調(diào)發(fā)展、陸海統(tǒng)籌原則，以廣西沿海城市為例，從經(jīng)濟、社會、生態(tài)三個維度構(gòu)建土地利用效益與海洋發(fā)展效益評價指標體系，運用TOPSIS模型評價研究區(qū)域2008—2017年土地利用和海洋發(fā)展的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益，并基于陸海統(tǒng)籌視角研究土地利用效益和海洋發(fā)展效益的耦合協(xié)調(diào)度。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

廣西沿海城市(下稱研究區(qū))包括欽州、北海、防城港三市，位于東經(jīng)107°28′～109°47′28″、北緯20°26′～22°41′內(nèi)，具有明顯的海洋性季風氣候，擁有豐富的農(nóng)林、海洋、旅游資源，雨水充沛，氣候宜人。2017年，研究區(qū)常住人口588.35萬，陸域土地面積21125平方千米，地區(qū)生產(chǎn)總值3281.28億元。欽州、北海、防城港三市均位于廣西北部灣經(jīng)濟區(qū)，是我國西南地區(qū)最便捷的出海通道，同時也是東盟進入我國市場的重要陸海通道，具有沿海、沿邊等獨特的區(qū)位優(yōu)勢，擁有1707千米海岸線、3480平方千米淺海和1005平方千米灘涂。

1.2 數(shù)據(jù)來源

文章所采用的土地利用的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益數(shù)據(jù)來源于2009—2018年的《廣西統(tǒng)計年鑒》，海洋發(fā)展的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益數(shù)據(jù)來源于2008—2017年的《中國海洋統(tǒng)計年鑒》。由于2018年版《中國海洋統(tǒng)計年鑒》尚未發(fā)布，對于缺失的部分數(shù)據(jù)，采用等比法、移動平均法和相似城市近似替代法進行補充。

2 研究方法

2.1 構(gòu)建評價指標體系

精準的指標體系是評價土地利用效益與海洋發(fā)展效益的重要基礎(chǔ)。在借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上，遵循代表性、科學性和統(tǒng)籌性等原則，構(gòu)建廣西沿海城市土地利用效益與海洋發(fā)展效益評價指標體系。土地利用效益反映的是土地資源投入得到的產(chǎn)出，土地資源投入在經(jīng)濟、社會、生態(tài)方面均表現(xiàn)為產(chǎn)出效益，本研究基于前人已有的研究成果[17-18]，經(jīng)過綜合分析及取舍，構(gòu)建土地利用效益評價指標體系。海洋發(fā)展效益方面，學者們對海洋經(jīng)濟發(fā)展效益、海洋資源開發(fā)效益進行研究，構(gòu)建了包含經(jīng)濟、社會、資源、環(huán)境等層面的評價指標體系[15，19-20]，本研究結(jié)合前人研究以及廣西沿海地區(qū)的發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境特點，從社會、經(jīng)濟和生態(tài)層面構(gòu)建海洋發(fā)展效益的評價指標體系。

表1 廣西沿海城市土地利用效益、海洋發(fā)展效益評價指標體系及權(quán)重

2.2 數(shù)據(jù)標準化處理

土地利用效益與海洋發(fā)展效益評價指標數(shù)據(jù)單位不統(tǒng)一，為消除量綱的影響，運用極值法對評價指標進行標準化處理。

正向指標：

負向指標：

2.3 確定評價指標權(quán)重

權(quán)重確定的方法主要有主觀賦權(quán)重和客觀賦權(quán)重[21]，主觀賦權(quán)是根據(jù)決策者主觀上對各指標的重視程度確定屬性權(quán)重的方法，具有一定的主觀性，常用的主觀賦權(quán)法有專家調(diào)查法(Delphi法)、層次分析法(AHP)、二項系數(shù)法、環(huán)比評分法和最小評分法等。客觀賦權(quán)由原始數(shù)據(jù)在運算中生成，可能會與實際情況相悖[22]，常用的客觀賦值法有主成分分析法、熵值法、離差及均方差法和多目標規(guī)劃法等。為避免權(quán)重賦值的片面性，本文采用主客觀綜合賦權(quán)法，綜合分析指標權(quán)重，土地利用效益與海洋發(fā)展效益評價指標的權(quán)重分析流程如圖1所示。

圖1 土地利用效益與海洋發(fā)展效益評價指標權(quán)重分析

運用熵值法與層次分析法分別得到的權(quán)重無顯著相關(guān)。通過對比兩種賦權(quán)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，土地利用效益評價指標中地均社會消費品零售額、每萬人擁有衛(wèi)生機構(gòu)床位數(shù)、人口密度、污水處理率、生活垃圾無害化處理率5個指標的變化幅度較大，海洋發(fā)展效益評價指標中人均沿海地區(qū)海洋生產(chǎn)總值、沿海地區(qū)海洋礦業(yè)產(chǎn)量、沿海規(guī)模以上港口生產(chǎn)用碼頭泊位、沿海地區(qū)濕地面積、沿海地區(qū)海洋類型自然保護區(qū)面積、沿海地區(qū)風暴潮災害海水養(yǎng)殖受災面積6個指標的變化幅度較大，剔除相關(guān)指標后，熵值法和層次分析法得到的權(quán)重呈顯著正相關(guān)。綜合賦權(quán)法彌補了主客觀分析的缺陷，融合兩者的優(yōu)點，上述11個指標中有9個指標都得到了有效的修正。

2.4 基于TOPSIS模型的效益評價

(1)構(gòu)造規(guī)范加權(quán)標準化矩陣：

vij=wjyij

(3)

根據(jù)主客觀綜合賦值法得出的權(quán)重以及標準化后的數(shù)據(jù)構(gòu)建規(guī)范加權(quán)標準化矩陣，式中wj表示各個指標的權(quán)重，yij為標準化后的指標值。

采用歐氏距離計算每年研究變量與正理想解、負理想解的距離。

正理想解：

負理想解：

(3)計算到正負理想解的距離

(4)計算各指標與理想解的貼近度：

式中：0≤Ci≤1，Ci的取值越大，表明該區(qū)域的土地利用效益或海洋發(fā)展效益評價總體效果越好，反之則越差。當Ci越趨近于1時，表示第i類指標越趨近于該指標的正理想解，土地利用效益與海洋發(fā)展效益最優(yōu)，當Ci趨近于0時，i類指標接近該指標的負理想解，土地利用與海洋發(fā)展效益評價最劣。根據(jù)前人研究，將貼近度劃分為4個等級標準[23-24]，詳見表2。

表2 廣西沿海城市土地利用效益與海洋發(fā)展效益評價標準

2.5 耦合協(xié)調(diào)模型

耦合是物理學的概念，耦合度是對兩個或者兩個以上的系統(tǒng)相互作用、相互影響的過程的度量[25]，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于土地經(jīng)濟學的研究中。

耦合度Ci：

C是耦合度，代表土地利用和海洋發(fā)展兩個系統(tǒng)相互作用的強度，大小在0～1之間。當C為1時，表明兩個系統(tǒng)達到完美契合，兩者之間的結(jié)構(gòu)與發(fā)展處于高度一致；當C的取值為0時，兩者之間的結(jié)構(gòu)和發(fā)展呈無序狀態(tài)。為進一步反映系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展水平，引入?yún)f(xié)調(diào)度，構(gòu)建耦合協(xié)調(diào)度函數(shù)。

其中：Ti=αlandvi+βoceanvi。

D是耦合協(xié)調(diào)系數(shù)，值域為[0，1]，D值越大，兩者之間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平越高；T反映土地利用效益和海洋發(fā)展效益的水平；α和β為待定系數(shù)，表示土地利用和海洋發(fā)展的重要程度，本文設(shè)定α和β均為0.5。為定量判別土地利用與海洋發(fā)展的協(xié)調(diào)度，根據(jù)前人已有研究成果將其劃分為不同類型[26-28]，詳見表3。

3 結(jié)果與分析

3.1 基于TOPSIS模型的土地利用效益與海洋發(fā)展效益評價

依據(jù)公式(3)～(8)，計算廣西沿海城市2008—2017年土地利用與海洋發(fā)展的經(jīng)濟、社會、生態(tài)和綜合效益，結(jié)果見表4，變化趨勢如圖2所示。

表3 耦合協(xié)調(diào)度分類

表4 廣西沿海城市土地利用效益與海洋發(fā)展效益評價

圖2 廣西沿海城市土地利用效益與海洋發(fā)展效益趨勢圖

3.1.1 土地利用效益測度結(jié)果分析

由圖2和表4可知，2008—2017年，廣西沿海城市土地利用綜合效益指數(shù)從0.0918上升到0.9793；經(jīng)濟效益從0.0000上升到1.0000；社會效益從0.0512上升到0.9696，但2011—2013年出現(xiàn)了下跌，主要是由于經(jīng)濟的快速發(fā)展、城市人口增加以及城市的基礎(chǔ)設(shè)施和資金投入相對滯后，導致2011—2013年社會效益降低，2014年之后社會發(fā)展跟上經(jīng)濟發(fā)展的步伐，呈現(xiàn)上升的趨勢；生態(tài)效益從0.1937上升到0.9980，2014年出現(xiàn)了微弱下跌，主要是由于城市污染問題較前一階段嚴重，相應(yīng)的環(huán)境治理措施沒有及時實施，市政公共綠化配套落后于人口增長的速度。整體看來，研究期內(nèi)土地利用效益均呈現(xiàn)穩(wěn)定增長趨勢，其中經(jīng)濟效益增長最快，在2017年達到了正理想解，經(jīng)濟的發(fā)展帶來了一系列的社會、生態(tài)問題，在短暫的影響之后有所改善。十年來，土地利用綜合效益與正理想解的距離經(jīng)歷了“較差—一般—良好—好”四個過程，呈現(xiàn)出“高速增長—緩慢增長—穩(wěn)定增長”三個發(fā)展階段。

第一階段：高速增長期(2008—2011年)。土地利用綜合效益由2008年的0.0918增長到2011年的0.3849，年增長率為61.25%。土地利用綜合效益的快速增長是由于經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益均處于上升發(fā)展狀態(tài)，其中2008—2010年土地利用綜合效益處于“較差”水平，2011年處于“一般”水平。

第二階段：緩慢增長期(2011—2013年)。土地利用綜合效益處于“一般”水平，從2011年的0.3849增長到2013年的0.4656，年增長率為9.99%。增長速率較上一階段有所減緩，主要是由于社會效益的下降以及生態(tài)效益增長速率的降低，在此期間與海洋利用綜合效益逐漸持平。

第三階段：穩(wěn)定增長期(2013—2017年)。土地利用綜合效益由2013年的0.4656上升到2017年的0.9793，年增長率為20.43%。其中2014—2015年土地利用綜合效益處于“良好”水平，2016—2017年處于“好”的水平。這一階段社會效益和生態(tài)效益上升速率增快，因土地利用綜合效益基數(shù)較大，上升空間較小，增速相對第一階段較為緩慢，但總體還是處于穩(wěn)定上升態(tài)勢。在此期間，土地綜合效益超越海洋發(fā)展效益，逐漸拉開差距。到2017年，土地利用綜合效益是海洋發(fā)展綜合效益的近兩倍。

3.1.2 海洋發(fā)展效益測度結(jié)果分析

相對于土地利用效益而言，海洋發(fā)展綜合效益發(fā)展勢頭較弱，2008—2017年海洋發(fā)展綜合效益從0.4287增長到0.4993。十年來，海洋發(fā)展綜合效益與正理想解的距離均處于一般水平，海洋的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益發(fā)展不均衡，海洋經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，帶來了一系列的污染問題，海洋類型保護區(qū)沒有得到重視，導致了近十年來海洋生態(tài)效益的持續(xù)下跌。

海洋經(jīng)濟效益發(fā)展較快，逐漸邁向高質(zhì)量發(fā)展。海洋經(jīng)濟效益由2008年的0.0877增長到2017年的0.8040，年均增速為27.91%。海洋經(jīng)濟發(fā)展效益在2008—2015年期間一直保持增長趨勢，年均增長率為38.07%，但在2015—2017年期間有所回落，年下降率為2.15%，主要是由于2016年廣西海洋局重點推進海水養(yǎng)殖污染治理和港口、船舶排污治理以及入海河流流域綜合整治等措施，導致沿海地區(qū)相關(guān)的經(jīng)濟活動減少，經(jīng)濟效益降低。

海洋社會效益發(fā)展緩慢，波動較大。海洋社會效益由2008年的0增長到2017年的0.5276。2008—2009年快速發(fā)展，從0快速上升到0.3533；2009—2013年緩慢增長，從0.3533上升到0.4677，年增長率為7.27%；在2013—2017年期間出現(xiàn)了較大的波動，主要是由于廣西積極組織申報國家海洋公益性行業(yè)科技專項項目，落實了國家海洋公益專項重點項目——“基于地埋管網(wǎng)技術(shù)的受損紅樹林生態(tài)保育研究及示范”，獲得經(jīng)費1000多萬元，海洋科技研究投入加大使得海洋社會發(fā)展效益有較大提升；2016年后出現(xiàn)回落，隨后兩年保持原有水平增長。十年間，海洋社會效益經(jīng)歷了“穩(wěn)定增長—快速增長—快速跌落—穩(wěn)定增長”的發(fā)展過程。

海洋生態(tài)效益降低，發(fā)展不穩(wěn)定。海洋生態(tài)效益由2008年的0.6568下降到2017年的0.2935，平均年下降率為9.36%。海洋生態(tài)效益在十年間表現(xiàn)出“階梯式”下降的態(tài)勢，2008—2009年為最高發(fā)展階段，效益平均值為0.6596，2010—2012年處于中間發(fā)展階段，效益平均值為0.4852，2013—2017年為最低發(fā)展階段，效益平均值為0.3027。廣西地區(qū)近海域海水環(huán)境狀況總體較好，但近年來局部海域污染嚴重，主要污染要素為無機氮、活性磷酸鹽和石油類，陸源入海排污口超標排放污染物情況嚴重，對鄰近海域造成的環(huán)境壓力較大，海洋生態(tài)環(huán)境污染問題的加重導致海洋生態(tài)效益呈下降態(tài)勢。

3.2 土地利用效益與海洋發(fā)展效益耦合協(xié)調(diào)分析

根據(jù)耦合協(xié)調(diào)公式，計算廣西沿海城市2008—2017年土地利用效益與海洋發(fā)展效益的耦合程度，結(jié)果見表5。

2008—2017年，土地利用經(jīng)濟效益與海洋經(jīng)濟發(fā)展效益的耦合度歷經(jīng)了“極度失調(diào)—中度失調(diào)—輕度失調(diào)—勉強協(xié)調(diào)”四個階段，土地與海洋的經(jīng)濟效益發(fā)展總體上呈現(xiàn)出上升趨勢。但土地經(jīng)濟效益較為穩(wěn)定，海洋經(jīng)濟效益波動較大，兩者的協(xié)調(diào)度從0增長到0.5849，由發(fā)展不平衡轉(zhuǎn)向了過渡區(qū)間，整體耦合協(xié)調(diào)度則表現(xiàn)為逐漸協(xié)調(diào)的趨勢。

土地利用社會效益與海洋發(fā)展社會效益的耦合協(xié)調(diào)度歷經(jīng)了“極度失調(diào)—中度失調(diào)—輕度失調(diào)”三個階段，協(xié)調(diào)度從2008年的0.0738增長到2017年的0.4718，兩者的耦合協(xié)調(diào)度一直處于發(fā)展不平衡的狀態(tài)。其中，2008—2015年的海洋社會效益一直高于土地利用社會效益，在2015年之后被超越，且差距逐漸擴大。由于海洋與土地的社會發(fā)展效益不穩(wěn)定，所以整體協(xié)調(diào)度較差，一直處于失調(diào)階段。

表5 廣西沿海城市土地利用效益與海洋發(fā)展效益的耦合度

土地利用生態(tài)效益與海洋發(fā)展生態(tài)效益的耦合度只經(jīng)歷了極度失調(diào)、中度失調(diào)兩個階段，其中2011—2017年均處于中度失調(diào)階段，兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展不平衡問題較為突出，近十年來兩者的關(guān)系沒有明顯的轉(zhuǎn)向協(xié)調(diào)發(fā)展。土地利用生態(tài)效益總體呈上升趨勢，海洋發(fā)展生態(tài)效益呈下降趨勢，海洋生態(tài)效益在2008—2011年間高于土地利用生態(tài)效益，之后被超越并被拉開較大差距。因發(fā)展趨勢的不一致性，兩者之間的關(guān)系一直處于拮抗狀態(tài)。

土地利用綜合效益和海洋發(fā)展綜合效益耦合協(xié)調(diào)度逐年增長，穩(wěn)步上升，從2008年的0.3422上升到2017年的0.8709，年增長率為10.94%。海洋綜合效益在2008—2011年之間高于土地利用效益，2011—2013年兩者趨于一致，2013年海洋發(fā)展綜合效益被趕超。十年間兩者的耦合協(xié)調(diào)度經(jīng)歷了“輕度失調(diào)—勉強協(xié)調(diào)—初級協(xié)調(diào)—中級協(xié)調(diào)階段—優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)”五個階段，從發(fā)展不平衡到過渡區(qū)間，最后達到協(xié)調(diào)發(fā)展。

4 結(jié)論與討論

由前文研究可知，廣西沿海城市土地利用的經(jīng)濟、社會、生態(tài)和綜合效益表現(xiàn)出逐年增長趨勢，但海洋經(jīng)濟、社會、生態(tài)發(fā)展不協(xié)調(diào)，海洋發(fā)展綜合效益與正理想解的距離一直處于一般階段。另一方面土地利用與海洋發(fā)展綜合效益逐步走向協(xié)調(diào)發(fā)展，但兩者之間的社會、生態(tài)效益耦合協(xié)調(diào)度均處于失調(diào)階段，經(jīng)濟效益僅為勉強協(xié)調(diào)。近十年來，土地利用各類效益發(fā)展較好，海洋發(fā)展效益較弱，尤其是海洋生態(tài)效益出現(xiàn)倒退現(xiàn)象。因此，在著力發(fā)展陸域效益的同時應(yīng)兼顧海洋發(fā)展，發(fā)揮好沿海地區(qū)的優(yōu)勢性，加大海洋生態(tài)保護力度，嚴格把控污染物入海量，提高對海洋研究的投入，從陸海統(tǒng)籌的視角去綜合發(fā)展沿海城市，依托西部陸海新通道的戰(zhàn)略背景，統(tǒng)籌規(guī)劃沿海地區(qū)的港口建設(shè)、旅游特色以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面的布局。

文章從經(jīng)濟、社會、生態(tài)的角度構(gòu)建了廣西沿海城市2008—2017年土地利用效益與海洋發(fā)展效益的指標體系，運用乘法集成法進行綜合賦權(quán)，避免了層次分析法主觀決斷和熵值法對數(shù)據(jù)依賴的缺陷。本文應(yīng)用TOPSIS法進行效益評價，并探討二者的耦合協(xié)調(diào)度，定量分析了廣西沿海城市近十年陸海統(tǒng)籌的發(fā)展程度與趨勢，對“陸海統(tǒng)籌”這一理念進行測度，為今后廣西沿海城市協(xié)調(diào)發(fā)展提供了一定的參考價值。陸海統(tǒng)籌本質(zhì)是陸地與海洋協(xié)調(diào)發(fā)展，著力點落實在土地利用規(guī)劃與海洋發(fā)展規(guī)劃的銜接。國土空間規(guī)劃的建立為土地、海洋等空間資源統(tǒng)籌發(fā)展提供了依據(jù)，未來研究應(yīng)著重于陸海統(tǒng)籌的地理空間布局，從空間視角統(tǒng)籌規(guī)劃海洋與陸地的環(huán)境保護、資源利用和經(jīng)濟發(fā)展。