基于基尼系數的南水北調江蘇省受水段的土地利用狀況分析

王岳斌，戚曉明，何 天，劉 倩

（蚌埠學院 土木與水利水電工程學院，安徽 蚌埠 233030）

土地利用是城市化建設與發展的基礎，同時也是發展循環經濟與建設節約型社會的必然要求，因此跟蹤土地利用狀況，根據實際調整土地利用類型，對城市建設規劃方向有著指向作用。并且土地利用研究的方向也隨著社會發展目標的變化而不斷發生改變，土地利用狀況也逐漸受到了重視，如何在有限的土地資源上對已有的土地進行合理地分配；如何對分配的土地進行合理的配置，將土地資源利用提升到一個公平合理的范圍之內；在利用土地的同時如何才不會造成土地資源浪費或發生對原生生態環境的破壞；如何緩解有限的土地資源同日益增長的土地需求量之間的矛盾，提高土地的利用率等，都是亟待解決的問題[1]。對于土地利用的結構分析已有了多種研究方法，如信息熵法[2]、RSGIS遙感影像與地理信息系統結合法[3]、神經網絡法[4]、最優線性幾何法[5-6]以及數學模型法[7]目，但由于方法過于復雜且不宜與操作，因此本文選取基于經濟學的基尼系數與洛倫茲曲線來對土地利用狀況進行分析。目前洛倫茲曲線與基尼系數在關于土地利用公平性的以土地利用集約性、建設用地優化配置的研究已經得到運用。例如通過利用基尼系數對江蘇省建設用地總量進行研究，運用層次分析法、主成分分析法等方法對研究區土地進行配置[8]，又如利用基尼系數，結合洛倫茲曲線來研究四川省城鄉建設用地優化配置，通過人口-經濟-社會-空間的視角來選取指標并建立相關模型得以獲得優化配置方案[9]，或如李建芳利用基尼系數對惠州市城市用水公平性進行研究[10]；陳軍偉等基于空間洛倫茲曲線對北京市山區土地利用狀況進行了分析[11]。在城市發展的過程中，各個單位對土地的需求不同，農用地、建設用地、未利用地之間的配比普遍存在分配不合理的情況，本文選取南水北調江蘇省受水段段為研究區域，根據國家《土地利用現狀分類標準》，選擇與土地利用相關的農用地、建設用地，借鑒評估用于評價收入公平的基尼系數及洛倫茲曲線，對南水北調江蘇省受水段土地利用公平性進行評價。

1 研究區概況及其影響因素分析

1.1 數據來源

本文通過選取近年研究區各市的耕地面積、林地面積、園地面積、城鄉建設面積、人口總數、人口密度、地區生產總值（GDP）等要素進行比較得出基尼系數來分析研究區內土地利用狀況。上述資料均來自于各市2018年統計年鑒。

1.2 研究方法

利用洛倫茲曲線與基尼系數，對研究區內的土地利用狀況進行分析，從人口、經濟、社會這三個方面選取指標，分別取不同要素對研究區內土地利用狀況進行分析，計算對應基尼系數，并繪制相應洛倫茲曲線。同時將不同年份，相同要素的基尼系數進行對比，得出研究區內土地利用的基本狀況。

2 理論基礎及計算方法

2.1 洛倫茲曲線及基尼系數

洛倫茲曲線是由美國統計學家洛倫茲用來描述社會財富分配情況的一種分析手段，通過研究洛倫茲曲線的彎曲程度，來反映收入的不平等程度，一般來講彎曲程度越大，收入越不平等，反之曲線彎曲程度越小，越靠近絕對公平分配曲線，則說明收入分配越平等。

一般在洛倫茲曲線圖中橫軸為累計人口百分比，縱軸為累計收入百分比，對角線為絕對公平分配曲線，曲線為實際分配曲線，不同的要素之間分配曲線的含義不同。如果將絕對公平分配曲線與實際分配曲線之間的面積設為S1，實際分配曲線與絕對不公平曲線之間的面積設為S2，則S1/（S1+S2）的比值即為基尼系數。

基尼系數是國際上通用的、用以衡量一個國家或地區居民收入差距的常用指標，由經濟學家基尼根據洛倫茲曲線提出，用以測定收入分配差異程度的數字指標，可以定量化的描述社會財富的不均勻分配程度，即可以更加客觀且準確地反映不同階層、不同職業之間的貧富差距，由于基尼系數能夠對分析對象進行定量評價，所以本文采用其作為洛倫茲曲線的補充對照。按照國際標準，基尼系數最大為“1”，最小等于“0”，基尼系數越大不公平程度越高。

2.2 洛倫茲曲線的繪制及基尼系數的計算方法

本文統計南水北調江蘇省受水段各省市的總土地面積、耕地面積、植被覆蓋面積、GDP、城鎮建筑面積等數據，來繪制洛倫茲曲線；通過計算土地面積與各要素之間的比值，將計算結果從小到大進行排序；按照排序結果，計算各個區域土地資源與其他各要素資源占各自整體的比例，對各要素所占比例進行累計即可得到Xi與Yi；再將Xi設為橫坐標，Yi為縱坐標，繪制出土地資源與各要素之間的洛倫茲曲線圖。

常用的基尼系數計算方法有很多種，如幾何計算法、協方差法、擬合曲線法、平均差法、梯形面積法，本文采用梯形面積法計算基尼系數，其公式如下：

式中，Xi為研究區土地資源總量累計比，Yi為其他要素總量累計比，i為排列的序號，以Xi為縱坐標，Yi為橫坐標。

2.3 土地分類

根據由國家國土資源部組織修訂的國家標準《土地利用現狀分析》中制定的規則，將研究區土地利用類型分類為三大類：農用地、建筑用地及未利用地。根據江蘇省受水段的地理特性以及現有數據，對農用地取耕地、園地、林地進行土地利用分析，對于建設用地取城鎮建設用地面積進行土地利用分析，對未利用地不進行分析。

2.4 研究要素分析

對于農用地，取耕地為主要研究方向，分別取相應的耕地-土地面積、人口總數-耕地面積、耕地產值-耕地面積三個要素進行基尼系數的計算，分別從耕地面積覆蓋率、人均耕地面積、單位耕地面積產值對耕地進行土地利用分析。

對林地、園地，相應取林地產值-林地面積、園地產值-園地面積、林地面積-土地面積、園地面積-土地面積四個要素進行計算，從土地利用開發的角度對林園地土地利用狀況進行分析。

對于建設用地研究，以人口密度-城鎮建設用地面積、人口數量-城鎮建設用地面積、城鎮建設用地面積-土地總面積、GDP-城鎮建設用地面積四個要素為研究方向，分別對人均建設用地面積、單位建設用地承載力、建設用地覆蓋率，單位建設用地經濟產出率進行建設用地土地利用狀況分析。

3 南水北調江蘇省受水段土地利用分析

3.1 南水北調江蘇省受水段耕地土地利用分析

關于耕地的利用狀況以耕地面積-土地面積、人口總數-耕地面積、耕地面積-耕地產值三個要素為研究對象，從耕地覆蓋面積分布公平性、人均耕地占有量分配公平性及單位耕地面積產值進行土地利用公平性分析。洛倫茲曲線見圖1。

圖1 耕地利用分析綜合曲線

由圖1可知，耕地面積-土地面積在曲線中距離絕對公平曲線最近，表明在研究區范圍內，耕地面積的分布相對公平。耕地面積-農業產值、人口總數-耕地面積、耕地面積-土地面積以上三項基尼系數分別0.13050、0.07398及0.0226，均在0.2高度分配公平以下，表明研究區域各地級市在耕地覆蓋面積、人均耕地面積及單位耕地面積產值上相差不大，處于分配絕對公平。

3.2 南水北調江蘇省受水段林、園地土地利用分析

對林地、園地的土地利用狀況分析以林地產值-林地面積、林地面積-土地總面積、園地產值-園地面積、園地面積-土地面積四個要素為研究對象，分別從單位林地面積經濟產值、林地覆蓋面積分配公平性、單位園地面積經濟產值、園地覆蓋面積分配公平性四個角度對林地、園地進行土地利用狀況分析。

圖2 林園地利用分析洛倫茲曲線

由數據求得對應的基尼系數分別為0.1404、0.1274、0.1457、0.2718，按照標準分別為相對公平與比較公平。在單位林地、園地面積經濟產值上，各市之間存在一定差異，但在覆蓋面積上，園地面積覆蓋基尼系數較其他三項較高，且根據相應洛倫茲曲線可知實際分配曲線距絕對公平曲線較遠，表明各市在園地覆蓋面積上仍存在差距。

3.3 南水北調江蘇省受水段建設用地分析

根據研究區資料及個別地區土地分布的特性，對于建設用地土地分析本文從城鎮建設用地角度進行研究。主要從人口總數-城鎮建設用地面積、人口密度-城鎮建設用地面積、GDP-城鎮建設用地面積、城鎮建設用地面積-土地面積四個要素入手，分別對人均建設用地、單位建設用地人口密度、土地經濟產出效益以及城鎮建設用地覆蓋率四個角度對建設用地土地利用狀況進行分析。所得洛倫茲曲線見圖3。

所得的基尼系數分別為 0.0852、0.1709、0.14、0.1356，均處于高度分配公平，說明在研究區域內，建設用地利用公平度較高。

在四項基尼系數中，人均建設用地面積基尼系數最小，說明以人口為表征的建設用地分配公平性較高。建設用地覆蓋率與土地經濟產出效益其次，表明研究區內建設用地分布較為分散，各地對建設用地的開發程度大致相同，在土地利用集約水平上，相差不大；但對于單位建設用地人口密度，從圖中可以看出如揚州市建設用地承載力與土地承載力遠遠小于揚州市，表明各市之間單位建設面積上的人口密度分布較為不公平。

4 結論

圖3 建設用地利用分析洛倫茲曲線

南水北調江蘇省受水段農用地與建設用地土地利用狀況基本良好，大體上均處于高度分配公平。對于耕地，土地利用率較高，在提高土地經濟效益的同時需注意對耕地的保護；對于園地，林地，在土地利用方案上需要進行優化，合理的調整以提高土地利用率；對于建設用地，調整土地利用結構，推動區域經濟結構的調整，在土地利用時需要加以重視。

利用經濟學中的基尼系數對南水北調江蘇省受水段土地利用狀況進行分析，在一定程度上能夠幫助對研究區內土地利用公平性進行分析，能夠為今后研究區域內的土地資源合理配置提供理論與實際上的建議。可以為在土地利用配置方案上提供一定幫助。