基于TOPSIS法的省級層面自然資源節約集約評價研究
——以山東省為例

夏孟,丁喜蓮,郭晨,喬慶偉,唐偉

(自然資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室,山東省金屬礦產成礦地質過程與資源利用重點實驗室,山東省地質科學研究院,山東 濟南 250013)

0 引言

黨的二十大報告指出,“站在人與自然和諧共生的高度謀劃發展”“推動各類資源節約集約利用”。節約集約利用成為中國經濟社會高質量發展過程中的必然選擇,對生態文明建設有著重要意義。隨著經濟的快速發展和人口的增長,自然資源的稀缺性更加突出。我國人多資源少的國情,決定了在經濟發展和糧食安全雙重壓力下,自然資源集約利用的任務更加艱巨。

土地集約利用評價是土地科學研究的熱點之一,國內外相關學者對此開展了大量研究[1-12]。現有的土地集約利用研究大都是對城市建設用地、城鎮建設用地、農村居民點和耕地等獨立開展研究,國內外對自然資源集約利用的區域整體尺度綜合研究較少。在指標權重確定方法上,國內學者通常采用主成分分析法、層次分析法、模糊評價方法、信息熵法[13],也有學者利用數據包絡分析和人工神經網絡模型對城市土地利用效率和利用潛力進行評價[14-15]。至于綜合評價方法,多數學者均采用因素綜合評分法[16-18],有的學者應用人工神經網絡判定城市土地集約度[19]。然而,由于不同學者對土地集約利用的內涵和本質存在認知上的差異,在評價指標選用以及標準值和權重的確定上尚未形成統一的理論基礎和方法體系[20]。同時,本輪國家機構改革之前,基于不同歷史時期發展戰略和部門管理職責不同,屬于自然資源的土地、礦藏、河流、森林、草原、海洋、濕地等資源分別由不同的行政機構管理,我國在自然資源開發利用和保護方面未能形成一個統一的整體,自然資源節約集約利用缺乏統一的評價維度和評價體系[21]。

作為人口眾多、資源豐富、經濟強大的省份,山東在中國擔任著重要的角色。然而,隨著其步入經濟社會發展的新常態,其面臨一些嚴峻的挑戰:依賴傳統產業的比重過大,發展質量效益有待提升,創新驅動能力尚待增強,資源環境約束問題日益顯現。特別是在自然資源利用方面,山東省的國土開發強度位列全國第五,僅次于上海、天津、北京、江蘇。此外,尤其值得關注的是,山東省村莊建設用地面積大,單位建設用地的GDP產出僅為258.45萬元/hm2,不足廣東的一半,僅為浙江的一半。耕地資源減少,人均耕地面積低于全國平均水平。自然生態空間受到壓縮,人地矛盾日益突出。因此,如何全面提升山東的資源節約集約利用水平,同時積極推進生態文明建設,成為山東當前面臨的重大課題。如何科學評價山東省域內的自然資源節約集約利用水平,成為一項重要的研究任務。

鑒于此,本文構建了適應山東的自然資源節約集約利用評價指標體系,并運用TOPSIS法對山東省的自然資源節約集約利用情況進行了實證分析,以期為山東持續推進自然資源節約集約利用評價提供參考,為未來的自然資源管理決策提供科學的依據。

本文研究的空間尺度是省級行政區域,對山東省16市2018—2020年自然資源集約利用情況進行綜合研究,運用TOPSIS法進行評價并對評價結果進行分析。

1 研究對象及數據來源

1.1 研究區域概況

山東省地處我國東部沿海、黃河下游、京杭大運河的中北段;西面從北向南分別與河北、河南、安徽、江蘇四省接壤;東部山東半島伸入黃海;北隔渤海海峽與遼東半島相對、拱衛京津與渤海灣。截至2021年底,山東省總人口10170萬人,其中城鎮人口6503萬人,農村人口3667萬人,全省陸域面積15.58萬km2,海洋面積15.96萬km2,全境東西長721.03km,南北長437.28km。山東省轄16市136個縣(市、區)1822個鎮(街道、鄉)。

1.2 數據來源

本研究數據來源:①所涉及的山東省16市的經濟、人口數據主要采用山東統計年鑒(2018—2021年)、16市統計年鑒(2018—2021年)數據。②土地基礎數據主要采用2018年二調變更數據、“三調”時點數據和2020年國土變更調查數據。③耕地保有量、永久基本農田保護面積、城鄉建設用地規模等規劃指標來源于原山東省國土資源廳《關于土地利用總體規劃主要指標調整的通知》(魯國土資發〔2016〕10號)。④新增入庫耕地面積、耕地占補平衡指標調出等數據來源于自然資源部耕地占補平衡動態監管系統。⑤土地違法情況數據來源于歷年土地執法檢查結果。⑥存量土地供應比例、土地供應率等數據來源于山東省土地市場監測監管系統。⑦重要礦產資源合理開發利用“三率”指標來源于礦山開發利用統計數據庫管理系統。⑧“三區兩線”可視范圍內歷史遺留礦山地質環境治理率來源于山東省地質環境調查數據。⑨輿論宣傳效果、依法行政情況、創新性工作成效數據來源于各市上報數據。

2 構建自然資源節約集約利用評價指標體系

2.1 自然資源節約集約利用的特點

自然資源同時具備自然屬性和社會經濟屬性,分別蘊含了生態價值和經濟價值[22]。基于這兩類屬性,自然資源的特點顯而易見,主要由其自然屬性決定,包括:天然性、地域性、稀缺性和不可替代性、整體性、種類與功能多樣性、可再生性與不可再生性、分布差異性等。另外,還具有資產性、有用性、外部性、可交易性等社會經濟屬性所決定的特點[22]。

自然資源的稀缺性、不可替代性、不可再生性等決定了自然資源節約集約利用首要特點是安全性。自然資源是一個基于“人—經濟—社會—生態環境”相互作用、交互耦合的復合生態系統。節約集約用地歸根結底不是目的而只是手段,實行節約集約用地戰略,要警惕滑向單純的用地經濟傾向,避免演化為單純的經濟優先,安全以及相應的健康和可持續發展才是真正的目的[23]。面對復雜的內外部環境,自然資源利用首先需要底線思維。安全性是資源利用的前提。糧食安全、生態安全、能源安全等體現在自然資源方面即嚴格保護耕地、嚴守生態安全紅線等,以高水平資源安全促進高質量發展。

自然資源受科技水平影響具有時代性特點。不同時代利用自然資源的方式、利用率和經濟效益也不盡相同。土地集約利用的概念最早出現在西方經濟學家大衛·李嘉圖、雅克·杜爾閣等人的研究上,主要針對農業地租。隨著經濟的發展,研究逐漸擴大到建設用地領域。近年,隨著科技的迅猛發展,自然資源利用方面出現了立體利用、復合利用等特點,表現出了與以往不同的時代性。

自然資源的地域性、資產性等決定了自然資源節約集約利用的第3個特點是相對性。不同區域利用自然資源的方式、利用率、經濟效益等不盡相同。東部沿海省市的自然資源利用效率與西部省市的不同,同一省市發達城市與不發達城市自然資源利用效率也不同。省級層面考核,應統籌考慮不同考核對象之間原有的差異性,以期提升省級全域資源節約集約利用率。

2.2 省級層面考核評價指標選取原則

省級層面考核自然資源節約集約利用水平,不同于市、縣級層面,相對比較宏觀,參照自然資源節約集約利用的特點,本文指標選取遵循以下原則:

2.2.1 安全原則

嚴守資源安全底線,堅持自然資源“保護+利用+監管”主線,以保護為首要前提,以安全為底線,這是自然資源系統居安思危的深長考量和深遠謀劃。尤其在國際形勢復雜變換的今天,安全原則是省級及國家級層面考核必須堅持的首要原則。

2.2.2 全面原則

對各類資源開發利用和保護進行監管是自然資源部門行使“兩統一”職責的重要內容之一,保護好、利用好各類資源是各級政府的基本管理和發展目標。評價指標應盡可能覆蓋土地、礦產、森林、海域等各類自然資源。

2.2.3 個性原則

自然資源類型豐富,不同區域資源稟賦不同,不同資源主要功能不同。應選擇能夠衡量資源核心價值和關鍵領域的代表性指標。

2.2.4 可操作性原則

自然資源節約集約利用評價考核工作通常是自上而下開展的,需要充分考慮指標數據來源的權威性、準確性、可獲取性和穩定性。所需數據應能在相關權威機關獲取,并能夠長期穩定獲取。指標計算應以定量為主、定性分析為輔,以確保考評結果客觀、真實、準確、可比。

2.3 構建指標體系

本研究參考相關文獻并結合實地調研情況,構建了山東省自然資源節約集約評價指標體系。該評價體系包含資源保護效益、資源利用水平和產出效益、資源利用管控效率、綜合管理效率4個準則層共17個評價指標,具體指標及內涵如表1所示。

表1 自然資源節約集約利用評價表

2.4 研究方法

本研究運用TOPSIS法對山東省自然資源節約集約利用水平進行評價。TOPSIS(Tecnique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)法是系統工程中應用于有限方案多目標決策分析的一種常見的決策方法,又稱為“距離綜合法”[24-25]。其基本原理是從一系列方案中選取解決方案,使所選方案與正理想解的距離最小,與負理想解的距離最大。若評價對象與正理想解距離最小,與負理想解距離最大,則為最優解。通過TOPSIS模型度量新數據中各指標值與最優解間的距離,從而按距離進行綜合排序。TOPSIS 法相較于灰色關聯分析等評價方法,其在處理與分析原始數據方面更加清晰和完整,計算過程也較簡單、操作容易,最重要的是構建指標所得出的結果更能客觀地反映現實狀況[26]。此外,目前的研究主要偏向于宏觀層面的研究[27]。

2.4.1 原始矩陣正向化

原始矩陣正向化是將所有的指標轉化為極大型指標。主要是將極小型指標、中間型指標、區間型指標轉化為極大型指標。轉化公式不統一,可以結合數據進行適當的修改。

2.4.2 構建決策矩陣

假設有n個評價對象,m個評價指標,構建矩陣A:

(1)

2.4.3 評價指標無量綱化處理

由于數據間單位與量綱的差異,需標準化處理,使其成為無量綱的純數值。標準化處里后的矩陣記為Z:

(2)

2.4.4 計算得分

(3)

定義第i(i=1,2,…,n)個評價對象與最小值的距離。

(4)

同時,計算各評價向量的相對貼近度,得到綜合利用評價值。

(5)

3 實證分析

3.1 山東省自然資源節約集約利用各準則層評價

運用TOPSIS法分別對準則層資源保護效益、資源利用水平和產出效益、資源利用管控效率、綜合管理效率分別進行評價(表2—表5)。

根據評價結果,依據相對接近度C值進行排序,將資源保護效益評價分為四級。C≥0.9的為一級,分別為德州、東營、濟寧、菏澤;0.9>C≥0.5為二級,分別為日照、泰安、威海、聊城;0.5>C≥0.25為三級,分別為煙臺、淄博、濰坊、濱州;C<0.25為四級,分別為青島、臨沂、濟南、棗莊(圖1)。

由C值可以看出,16市資源保護效益相對接近度較高,資源保護效益整體較好。耕地保護目標實現程度同永久基本農田保護任務完成程度成正比。

根據評價結果,依據相對接近度C值進行排序,將資源利用水平和產出效益評價結果分為四級。C≥0.7的為一級,分別為青島、濟南;0.7>C≥0.4為二級,分別為臨沂、威海、東營、菏澤、煙臺;0.4>C≥0.3為三級,分別為濱州、日照、濰坊、淄博、濟寧;C<0.3為四級,分別為德州、聊城、棗莊、泰安(圖2)。

表2 山東省自然資源保護效益評價表

表3 山東省自然資源利用水平和產出效益評價表

表4 山東省自然資源利用管控效率評價表

1—資源保護效益一級;2—資源保護效益二級;3—資源保護效 益三級;4—資源保護效益四級圖1 山東省自然資源保護效益評價分級圖

由相對接近度C值看,16市差距比較大,青島、濟南資源利用水平和產出效益最好。其余14市同濟南、青島的差距比較大,但14市之間的差距并不大。從具體數據看,資源利用水平和產出效益同經濟發展水平、人口流動方向以及公共財政預算收入水平正相關。經濟發展比較好、人口流入、公共財政預算收入增長的地方,資源利用和產出效益相對較好;經濟受疫情影響較大、人口流出、公共財政預算收入減少的地方,資源利用和產出效益相對一般。

根據評價結果,依據相對接近度C值進行排序,將資源利用管控效益評價結果分為四級。C≥0.7的為一級,分別為德州、青島、濰坊、東營、淄博;0.7>C≥0.6為二級,分別為濟南、聊城、威海、煙臺;0.6>C≥0.4為三級,分別為日照、濱州、棗莊、臨沂;C<0.4為四級,分別為菏澤、濟寧、泰安(圖3)。

1—利用水平和產出效益一級;2—利用水平和產出效益二級; 3—利用水平和產出效益三級;4—利用水平和產出效益四級圖2 山東省自然資源利用水平和產出效益評價分級圖

1—資源利用管控效率一級;2—資源利用管控效率二級;3—資 源利用管控效率三級;4—資源利用管控效率四級圖3 山東省自然資源利用管控效率評價分級圖

由相對接近度C值看,16市資源利用管控效率與理想值差距較大,各市之間的差距不大。由具體數據分析,16市資源利用管控效率與理想值差距較大,主要表現在存量土地供應比例表現不足,土地違法情況相對突出,開發區的建成率普遍不高。

根據評價結果,依據相對接近度C值進行排序,將綜合管理效率評價結果分為四級。C≥0.7的為一級,分別為菏澤、日照、濱州;0.7>C≥0.5為二級,分別為淄博、濟南、濟寧;0.5>C≥0.4為三級,分別為威海、青島、德州、臨沂;C<0.4為四級,分別為東營、煙臺、濰坊、聊城、泰安、棗莊(圖4)。

1—資源利用綜合管理效率一級;2—資源利用綜合管理效率二級;3—資源利用綜合管理效率三級;4—資源利用綜合管理效率 四級圖4 山東省自然資源利用綜合管理效率評價分級圖

由相對接近度C值看,C≥0.7的僅有3市,有10市C=0.3～0.6之間,說明16市綜合管理效率方面差距不大。從具體指標看,輿論宣傳效果、依法行政情況較為平均,創新性工作成效差距較大。考核年度內開展國家、省級部署的試點的僅有濟南、淄博、濟寧、日照、菏澤、濱州6市,召開全國或全省性現場會并做作經驗交流的僅有濟南、淄博、日照、菏澤等市。

3.2 山東省自然資源節約集約利用綜合評價結果

通過TOPSIS模型度量新數據中各指標值與最優解間的距離,從而按距離進行綜合排序(表6)。

本研究通過構建省級層面自然資源評價指標體系,運用TOPSIS等方法對山東省自然資源節約集約利用水平進行評價,得到各市自然資源節約集約利用評價結果。根據評價結果,依據相對接近度C值進行排序,將綜合評價結果分為四級。C≥0.7的為一級,分別為菏澤、日照、濱州;0.7>C≥0.5為二級,分別為淄博、濟寧、濟南;0.5>C≥0.4為三級,分別為威海、青島、德州、東營;C<0.4為四級,分別為臨沂、煙臺、濰坊、聊城、泰安、棗莊(圖5)。

表6 山東省自然資源節約集約利用TOPSIS評價結果表

4 結論與建議

4.1 結論

本研究運用了TOPSIS法對山東省的自然資源節約集約利用水平進行了評價,并得出如下結論:①市域間存在顯著差異:山東省各市在自然資源節約集約利用水平上存在較大差距。這種不均衡性明顯,表明各市在資源管理方面的策略和效果存在顯著的地域差異。②存在提升空間:盡管一些城市在自然資源的節約和集約利用方面達到了較高的水平,但所有城市,包括表現最好的城市,都還有較大的提升空間。這提示政策制定者和管理者有必要補齊短板,尋找和實施更有效的策略來提高資源利用的效率。③政策制定參考:本研究結果可以為自然資源管理決策提供科學的依據。④安全性評價前提:本研究以安全性為前提進行了評價,強調在進行自然資源節約集約利用的同時,必須確保自然環境的安全和穩定,以防止過度開發和利用導致的環境問題。⑤簡便易用的評估方法:本研究使用的TOPSIS法具有簡單易操作的優點,可以方便地應用到其他地區或其他評價對象,為更廣泛的自然資源節約集約利用評價提供一種有效的工具。

4.2 建議

(1)科學統籌城鄉發展。以建設用地總量和強度的雙控雙降為主要目標,以國土空間規劃、國土空間用途管制、城鄉建設用地增減掛鉤和建設用地標準為基本手段,以城鎮和開發區為重點,控強度、提效能,高效集約利用;以農村居民點為重點,控總量、提質量,生態宜居、鄉村振興;深化農村土地制度改革和城鎮建設用地制度改革,完善土地市場體系,促進土地資源更加高效配置、更加合理利用、更加節約集約。

(2)大力發展綠色經濟、循環經濟。經濟增長和資源保護并不是對立的,而是可以相互促進的。一個真正的可持續發展的經濟,是需要在經濟增長和資源保護之間找到一個平衡的。通過發展綠色低碳經濟,創造新的經濟增長點;發展循環經濟,降低生產成本,增加經濟效益,提高資源效率。通過綠色經濟、循環經濟,優化產業結構,運用科技創新,提高生產效率,從而在提升GDP的同時,實現資源的節約和集約利用。

(3)建立土地要素差異化配置機制。在土地要素等資源要素配置中運用差別城鎮土地使用稅、電價、水價、排污等價格政策,將效益、能耗與要素配置緊密結合。堅持要素市場化配置,整合要素資源交易平臺,引導土地向集約程度更高、更綠色低碳的企業、行業集聚。