基于TOPSIS法的長三角城市群土地利用效益評價

趙浩楠, 趙映慧, 寧 靜, 宮田田, 孫子翔

(1.同濟大學 測繪與地理信息學院, 上海 200092; 2.東北農業大學 公共管理與法學院, 哈爾濱 150038; 3.華中師范大學 城市與環境科學學院, 武漢 430079)

土地是我們人類生存和發展最基本的物質基礎[1]。在長期利用土地的過程中，存在著諸多問題，如土地粗放式經營與過度利用并存，土地短缺與土地浪費兼有等，導致土地利用效益的降低[2-3]。隨著新型城鎮化的快速推進，土地利用經濟、社會、生態效益嚴重失衡，土地問題更加突出。在中國人多地少的國情背景下，提高土地利用效益會促進區域的可持續發展，也符合國土空間利用的總體要求和生態文明建設[4-5]。因此，如何均衡土地利用的經濟、社會、生態效益以及提高土地利用的效益已成為科學研究及政府戰略決策的熱點。有關土地利用效益評價的國內外研究十分豐富，國外對土地利用效益評價的研究起步早于國內。從研究內容來看，早期國外更側重于農業土地的研究[6-7]，而現階段國內外對各種類型的土地均進行了大量研究，包括工業用地、建設用地、山地、耕地等[8-11]。研究方向由早期單一的土地利用經濟效益向土地利用綜合效益轉變[12-14]，1994年世界可持續發展商務委員會提出“生態效率”一詞后，土地利用綜合效益的研究便在世界范圍展開[15]。研究方法呈多樣性和綜合化，主要包括熵權法[16-17]、因子分析法[18-19]、TOPSIS法[20-21]、DEA法等[22-23]，通過計算不同指標所占權重求得土地利用效益，探究不同影響因子對土地利用效益的貢獻程度。整體來看，以往研究對象普遍是城市、流域及省域，鮮有對城市群尺度土地利用效益的研究[24]；研究時間多為近期或者某一時間段，對重大時間節點前后的研究關注不足，本研究對比“十八大”前后長三角城市群土地利用效益的變化情況；此外，學者多基于橫向時間尺度研究，對于土地利用效益的空間研究偏少。

長三角城市群是我國城市群發展的核心[25-27]，2010年長三角城市群確立戰略地位，2016年提出將長三角城市群打造為世界級城市群，2018年長江三角洲區域一體化發展上升為國家戰略。實施長三角一體化發展戰略要緊扣“高質量”關鍵詞，而土地資源的高效利用是“高質量”的重要體現。本文對長三角城市群進行土地利用效益評價，分析2008—2016年長三角城市群26個地級市土地利用效益的時空變化。此研究為土地資源優化配置和區域可持續發展提供參考借鑒，同時為提高長三角城市群土地利用整體競爭力、制定土地利用可持續發展政策提出針對性建議。

1 研究區概況

長三角城市群位于長江中下游平原，包括上海(直轄市)、浙江、江蘇、安徽四省的26個地級市。其國土面積為21.17萬km2，占全國2.2%的土地面積。根據統計數據，2017年長三角城市群生產總值達16.52萬億元，超過全國經濟總量的1/5，三次產業結構調整為 3.2∶43.4∶53.4；社會消費品零售總額達6.39萬億元，超過全國社會消費品零售總額的1/6。2016年《長江三角洲城市群發展規劃》提出將長三角城市群全面建成具有影響力的世界級城市群，2020年長江三角洲區域一體化發展上升為國家戰略。作為我國城市群發展的核心力量，城市建設如火如荼，但其發展過程中出現了土地利用結構不合理、土地利用效益低下等問題，制約了其可持續發展。在“促進生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀”的國土空間利用總體要求下，提高土地資源的利用效益是重中之重。因此，本文以長三角城市群為研究區，探究長三角城市群土地利用效益的變化情況。

2 數據來源與評價方法

2.1 數據來源與評價指標體系構建

本文選擇長三角城市群的26個地級市為評價對象，根據已有的研究以及長三角城市群的實際情況，基于科學性、綜合性及因地制宜原則，構建長三角城市群土地利用效益評價指標體系，準則層包括經濟、生態、社會及綜合效益四部分。評價年份為2008年、2012年、2016年3個年份。

土地利用的經濟產出主要表現為國內生產總值、固定資產投入、財政收入指標。土地利用產生的社會效益直接改變居民的生活質量，“人均城市道路面積”表示城市建成環境的變化；“人均社會消費品零售額”、“人均城鄉居民儲蓄存款余額”、“農村人均純收入”表示城鄉居民生活質量；“人口密度”表示城市土地承載人口的變化情況。土地利用產生的生態效益一方面是土地本身轉換對自然生態環境帶來的積極影響，包括“建成區綠化覆蓋率”、“森林覆蓋率”及“人均公園綠地面積”指標；另一方面是土地利用活動對自然生態環境的不利產出，包括固體廢物、工業廢水及工業二氧化硫排放(表1)。

表1 長三角城市群土地利用效益評價指標體系

土地利用效益指標體系中的各指標數據主要來源于2008年、2012年、2016年《中國城市統計年鑒》、《江蘇省統計年鑒》、《安徽省統計年鑒》、《浙江省統計年鑒》、《上海市統計年鑒》以及各地級市統計年鑒、經濟社會統計公報和生態環境局官網。

2.2 評價方法

2.2.1 變異系數法 指標權重的確定分為主觀賦權法、客觀賦權法及主客觀賦權法3類?？陀^賦權法不依賴于人的主觀判斷，而是通過數據的關系得出權重大小。本文選擇客觀賦權法的變異系數法。

首先進行指標無量綱化處理，本文采取極差標準化法進行無量綱化處理，計算公式為：

(1)

(2)

式中:xij為指標的實際值；yij為指標的標準化值；i為評價對象；j為評價指標；Mj為第j個指標的最大值；mj為第j個指標的最小值。

其次，根據變異系數法確定各指標的權重大?。?/p>

(3)

(4)

(5)

(6)

2.2.2 TOPSIS方法 TOPSIS法又稱為逼近理想解排序法，屬于多目標決策分析中的常用方法，首先確立正理想解和負理想解，其次計算各個對象到正、負理想解的距離，如果最靠近正理想解同時最遠離負理想解，即為最滿意方案。正理想解與負理想解對應評價指標標準化后的最大值和最小值；相對相近度表示到正理想解的相對距離，進而表征與理想方案的相對距離，相對相近度越大，則與理想方案的相對距離越小。本文中，相對接近度越高表示土地利用效益越高。計算步驟[28-29]如下：

實際數據通過無量綱化后得到矩陣B，

(1) 計算加權的規范化矩陣V，V=B×W

(2) 確定正理想解和負理想解：

正理想解：

(7)

負理想解：

(8)

(9)

(10)

(4) 計算相對相近度Ci

(11)

Ci越大，表明第i個城市的指標值與正理想解的距離越小，即第i個城市土地利用效益越好。

3 結果與分析

首先基于變異系數法和TOPSIS法對2012年長三角城市群26個地級市的土地利用效益進行評價，得出表2。土地利用效益的相對接近度越接近1，說明其土地利用效益越高。其次從不同省份、不同城市規模兩方面視角進行比較，得出變化規律。最后動態分析2012前后土地利用效益的變化情況及空間分布。

表2 2012年長三角城市群土地利用效益相對接近度

3.1 長三角城市群土地利用效益

從土地經濟效益來看，其平均相對接近度為0.094 0，各地級市差異十分明顯。上海市的四項經濟指標遙遙領先，例如地均地方財政收入指標，上海市地均財政收入是池州市的93倍，甚至是第二名無錫市的4倍多，且這個指標的權重(0.346 4)占比大，對經濟效益影響大，導致各地級市土地利用經濟效益差異十分明顯。此外在這26個地級市中，土地經濟效益的相對接近度上0.1的僅有5個城市(上海、無錫、蘇州、南京、常州)，整體土地經濟效益低下。從土地社會效益來看，相對接近度處于前三位的是蘇州(0.910 5)，上海(0.876 0)以及無錫(0.863 6)。合肥的土地社會效益最低為0.057 7，僅為蘇州的1/16。從土地生態效益來看，其平均相對接近度為0.443 9，整體水平較高。湖州的相對接近度達到0.959 7，是上海(0.080 0)的12倍左右。建成區綠化覆蓋率和森林覆蓋率兩個指標對土地生態效益貢獻較大，湖州的建成區綠化覆蓋率位于首位，杭州和臺州的森林覆蓋率處于一二位，大大提高了土地的生態效益，這3個城市也是土地生態效益高的典范城市。從土地利用綜合效益看，其平均相對接近度為0.278 7，整體水平偏低。土地經濟效益的權重為0.443 9，對土地利用綜合效益的影響最大，除上海、無錫、蘇州、南京以外的地級市經濟效益普遍偏低，進而導致土地利用綜合效益整體水平偏低。

3.2 不同視角下土地利用效益

3.2.1 不同省(市)的土地利用效益 長三角城市群的26個地級市分別位于上海市(1個)、江蘇省(9個)、浙江省(8個)以及安徽省(8個)。將這4個省(市)的土地經濟效益、社會效益、生態效益及綜合效益進行對比，見圖1。

圖1 不同省(市)土地利用效益的相對接近度

上海市的土地經濟效益、社會效益及綜合效益明顯高于其他三省，上海市的經濟優勢顯而易見，大大促進了土地利用綜合效益的提高。從生態效益來看，浙江省的生態效益最高，上海市的生態效益最低，僅是浙江省的1/8。浙江省的森林覆蓋率優勢最明顯，達到51%，這得益于浙江省政府關于森林方面作出的工作：逐年加大生態公益林補償力度，補償標準全國第一；努力創建國家森林城市；“護綠”機制保障等。從經濟社會效益來看，安徽省效益低下，除安徽省的合肥、馬鞍山及銅陵發展水平較好(馬鞍山和銅陵發展較好源于資源優勢)外，其余地市指標數值太低，拉低了安徽省平均數值。再進一步深度分析安徽省，其“合肥經濟圈”、“沿淮經濟帶”、“皖江城市帶”并沒有實質上帶動安徽省的發展，安徽省專注于農業發展，經濟社會效益發展緩慢。整體來看，26個地級市除上海市以外，其余地市整體綜合效益偏低，尤其是安徽省的土地利用綜合效益極其低下。

3.2.2 不同等級城市的土地利用效益 根據不同的城市等級規模(依據不同城區的人口數目)，將長三角城市群的26個地級市進行歸類：特大城市1個(上海)、超大城市1個(南京)，1型大城市3個(蘇州、杭州、合肥)，2型大城市10個(無錫、常州、南通、鹽城、揚州、寧波、泰州、紹興、臺州、蕪湖)、中等城市7個(嘉興、湖州、安慶、金華、舟山、鎮江、馬鞍山)，1型小城市4個(銅陵、池州、宣城、滁州)，圖2表示不同城市等級土地利用效益的相對接近度。

圖2 不同城市等級土地利用效益的相對接近度

從經濟效益看，超大城市遠高于其他5類城市，城市規模等級越高，經濟效益也越高。不同城市的等級規模能一定程度表征城市的經濟水平，城區人口數目越多，往往代表其經濟水平越發達，越能吸引人口流入，產生的經濟效益也越高。從社會效益看，隨著城市等級規模的提高，社會效益也增高。2型大城市和中等城市的社會效益相差不大，2型大城市中鹽城(0.130 0)、蕪湖(0.132 3)及泰州(0.208 2)社會效益低下，大大拉低了2型大城市的平均社會效益。從生態效益看，城市等級規模越小，生態效益反而越好。超大城市的生態效益僅0.080 0，而最高的是中等城市。中等城市超過1型小城市的主要原因是工業固體廢物綜合利用率，中等城市的平均利用率為97%，而1型小城市僅有85%，其余的5個指標相差不大。從綜合效益看，基本規律是城市等級規模越大，綜合效益越高，2型大城市和中等城市綜合效益基本相等。中等城市雖然在經濟效益和社會效益兩方面低于2型大城市，但由于其生態效益居于首位，提高了土地利用的綜合效益。除超大城市和特大城市外，其余類型的等級城市綜合效益偏低，未來要將提高土地利用綜合效益作為工作重心。

3.3 土地利用效益的變化

3.3.1 2012年前后各類別土地利用效益變化 2012年十八大會議上提出到2020年實現兩個倍增，從土地資源保障方面來看，土地供需矛盾尖銳，務必要轉變土地利用方式，提高土地利用效益。為進一步探究土地利用效益變化情況，選擇2008年和2016年與其進行對比。從圖3可以看出長三角城市群土地利用生態效益、綜合效益呈先降低后增加的趨勢；土地利用經濟效益一直增加；土地利用社會效益呈先增加后降低的趨勢。

圖3 2012年前后長三角城市群土地利用效益變化情況

從2010年起國務院正式批準實施《長江三角洲地區區域規劃》，長三角城市群經濟迅速發展，一方面建立各都市圈、發展軸帶等加速經濟發展，另一方面大力吸引外資，建立自由貿易港區等，大大促進了長三角城市群的發展，其經濟效益呈增長趨勢。隨著大城市的帶動作用逐漸增強，各城市間合作緊密，工業相互轉移，其經濟效益越來越高。從生態效益看，2008年生態效益相對接近度(0.571 8)遠遠好于2012年(0.443 9)和2016年(0.483 0)。生態效益是從生態與經濟兩個維度考慮環境問題，在兩者之間做一個最佳的配置。從社會效益看，長三角城市群從2008—2016年先增加后稍稍降低，但整體仍呈上升趨勢。隨著長三角城市群經濟的快速發展，人均社會消費品零售額與人均城鄉居民儲蓄存款額的標準化數值都增加，這兩項指標對社會效益影響最大，進而社會效益整體呈上升趨勢。另外社會效益與經濟效益密不可分，經濟效益的提高會帶動社會效益的增加。

3.3.2 2012年前后土地利用綜合效益變化 近幾年來，土地利用綜合效益提高較為明顯，各地級市政府出臺相應政策來提高土地利用效益。土地利用綜合效益最能實際體現土地利用的情況，因此本文利用ArcGIS 10.2軟件作出2012年前后長三角城市群土地利用綜合效益的分布(圖4)。其中，土地利用綜合效益大于0.500 0為土地利用綜合效益一級；0.400 0～0.500 0為土地利用綜合效益二級；0.300 0～0.400 0為土地利用綜合效益三級；0.200 0～0.300 0為土地利用綜合效益四級；小于0.200 0為土地利用綜合效益五級。

圖4 2008、2012年及2016年長三角城市群土地利用綜合效益分布

從圖中可以看出，安徽省及江蘇省的北部土地利用綜合效益等級偏低，以四、五級為主；上海市、浙江省及江蘇省南部土地利用綜合效益等級偏高，以二、三級為主。整體在空間分布上呈現“東高西低，南高北低”的特征。這三張分布圖整體無太大變化，但能看出2016年分布圖有更多的地級市土地利用綜合效益等級提高，各地級市綜合效益的差距也逐漸縮小。自2010年起國務院正式批準實施《長江三角洲地區區域規劃》，以及2016年國務院通過《長江三角洲城市群發展規劃》后，長三角城市群的發展迅速，通過都市圈及發展軸帶的帶動作用，有許多地級市土地利用綜合效益提高。例如蘇錫常都市圈，與上海和浙江相接，經濟效益發展迅速，且城市化水平高；南京都市圈跨安徽省和江蘇省，安徽省在江蘇省大城市帶動作用下，經濟發展迅速，且與南京等大城市有密切的經濟合作與聯系?？偟膩碚f，長三角城市群土地利用綜合效益提高，各地級市的綜合效益差距也逐漸縮小，但各省份的差距仍然較大，土地利用綜合效益最高的上海市是安徽省的5倍。另外，江蘇省內部城市的差距較大，無錫市2016年的綜合效益為0.424 3，而鹽城市僅有0.125 3，差距明顯。為了縮小各省份以及省內城市綜合效益的差距，需要不斷加強省外和省內城市間的聯系，首先是都市圈與發展軸要進一步發揮其作用，其次《長江三角洲城市群發展規劃》發布后，各省份要出臺政策來保證城市群的聯系和綜合效益的進一步提高。

4 結論與建議

4.1 結 論

(1) 2008—2016年期間，長三角城市群的土地利用經濟效益從0.067 9提高到0.098 8。整體來看，26個地級市的經濟效益差異過大，上海市的經濟效益遠遠好于其他地市，造成整體經濟效益偏低，僅有5個城市的土地經濟效益相對接近度大于0.1。2012年長三角城市群土地利用經濟效益呈遞增趨勢，并預計會持續增長。長三角城市群的土地利用社會效益有稍稍降低的趨勢，其浮動屬于正常情況。長三角城市群的生態效益呈先下降后上升的趨勢。2012年前，隨著長三角城市群的快速發展，經濟建設優先于生態建設，且各工業發展起來，2012年后強調要提高土地利用的綜合效益，即生態效益要協同經濟社會效益發展，生態效益出現上升趨勢。

(2) 從不同省份看，上海市經濟、社會、綜合效益遙遙領先，浙江省和江蘇省相差不大，安徽省土地綜合效益低下；從不同城市等級規?？?，城市等級規模越高，土地經濟效益和綜合效益越高，生態效益卻降低。

(3) 安徽省及江蘇省的北部土地利用綜合效益等級偏低，上海市、浙江省及江蘇省南部土地利用綜合效益等級偏高。長三角城市群土地利用綜合效益在空間分布上整體呈現出“東高西低，南高北低”的特征，且各地級市的差距逐漸縮小，但各省份以及部分省內城市綜合效益的差距較大，需要不斷加強省外和省內城市間的聯系，進一步發揮都市圈與發展軸的作用。

4.2 建議與對策

4.2.1 加強各地級市經濟、生態方面的合作 2016年國家發布《長江三角洲城市群發展規劃》，形成上文的四省26個地級市，長三角城市群的框架基本成型，以上海為核心，南京都市圈、杭州都市圈、合肥都市圈、蘇錫常都市圈、寧波都市圈共同發展。目前，長三角城市群土地利用效益總體偏低，為了提高土地利用效益，需要長三角城市群協同發展，而不是以行政區為主導。在經濟效益方面，長三角城市群要加速產業轉移和區域分工，比如上海市的技術與服務水平高，浙江省民營經濟發達，江蘇省制造業密集，安徽省勞動力充足，這4個省應該突出優勢，區域分工與合作，將經濟效益達到最大化。在生態效益方面，隨著技術的不斷提高，四省應加強交流與合作，提高工業固體廢物利用率，降低工業廢水和二氧化硫排放量，同時從更大范圍上協調環境整治與資源開發，各省有重點的選擇相應政策。在四省不斷合作中，共同提高土地利用綜合效益，加快土地利用方式轉變。

4.2.2 政府出臺合理的政策與措施 長三角城市群土地利用效益的提高與政府的政策和措施密不可分。長三角城市群粗放式、無節制的過度開發導致綠色生態空間減少過快，在《長江三角洲城市群發展規劃》中確定了核心開發區域和限制開發區域，限制開發區域是生態承載力較低的區域，各地級市要嚴格控制限制開發區域建設用地的規模，加強生態建設。

近些年，安徽省雖緊鄰上海市、江蘇省等經濟發達地區，但其發展十分緩慢，土地利用效益低下。“合肥經濟圈”、“沿淮經濟帶”、“皖江城市帶”等沒有達到預期的效果，間接表明政府政策的失誤，使安徽省各土地利用效益均未有明顯提高，甚至還出現了降低的趨勢。未來，池州、宣城、安慶、滁州等經濟效益滯后型地區應通過產業結構轉型、強化與中心城市產業聯系等措施提高土地利用的經濟效益；合肥市、銅陵市等社會效益滯后型地區應改善城市建成環境，提高城鄉居民生活水平；生態效益較差的地區應加大對生態環境的投入，重點發展第三產業經濟。