蘇麒+劉兆順+李淑杰+劉璐

摘要：通過采用完整、科學的理論與方法，針對2000-2013年間長春市通過土地利用所取得的社會經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境效益進行合理的計算，同時在二者的耦合度上進行為期14年的動態(tài)分析。研究表明，長春市土地利用社會經(jīng)濟效益在2000-2013年間總體處于穩(wěn)步上升狀態(tài)，在2004-2008年間上升幅度較大，生態(tài)環(huán)境效益綜合值在2000-2013年間整體上處于上升狀態(tài)，但演化趨勢并不穩(wěn)定。長春市要立足于當前建設用地規(guī)模，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展新型環(huán)?？萍?，加大對城市生態(tài)環(huán)境保護的投入，提高生態(tài)環(huán)境承載能力。

關鍵詞：土地利用；社會經(jīng)濟效益；生態(tài)環(huán)境效益；耦合性分析；長春市

中圖分類號：F323.24 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）20-5393-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.20.057

Abstract： By using a complete， scientific theory and method， this paper calculated the socio-economy benefits and eco-environment benefits of land use in Changchun city， between 2000 and 2013， and made a dynamic coupling analysis between the socio-economy benefits and eco-environment benefits of land use. The results showed that the socio-economy benefits of land use in Changchun city generally being a steady increase state during 2000 to 2013， but which was greatly increased from 2004 to 2008. The eco-environment benefits were rising state in 2000 to 2013， but the evolutionary trend is not stable. Changchun city should adjust the industrial structure based on the current scale of construction land， advance new environmental technology， increase investment in urban ecological and environmental protection， improve the ecological environment carrying capacity.

Key words： land use； socio-economy benefits； eco-environment benefits； coupling analysis； Changchun city

在過去的30多年，改革開放中的中國飛速發(fā)展，對國土資源的不斷開發(fā)和利用，使社會經(jīng)濟日新月異發(fā)展，但同時生態(tài)環(huán)境也為快速發(fā)展的社會經(jīng)濟承擔了代價。隨著時代的進步、社會的不斷發(fā)展和制度的完善，如今一個城市發(fā)展的好壞不僅僅取決于它所產(chǎn)生的社會經(jīng)濟效益，同時也要注重其生態(tài)環(huán)境效益。黨的十八大報告又一次提出了生態(tài)文明建設的主題，這預示著將來對于一個城市的發(fā)展與規(guī)劃中，社會經(jīng)濟建設與生態(tài)環(huán)境建設應該放在同等重要的位置上。土地利用所產(chǎn)生的社會經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境效益之間存在著復雜的耦合關系，如何保持二者之間的和諧是城市土地利用工作的重中之重。分析二者的耦合關系，尋找合理的平衡點是促進城市土地的合理開發(fā)利用、優(yōu)化空間布局的重要途徑。本研究以長春市土地利用社會經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境效益之間的耦合關系為目標，構(gòu)建了完整、高效、科學的動態(tài)耦合關系分析模型，為長春市土地利用工作提供建議與參考。

1 研究區(qū)域

長春市幅員遼闊，礦產(chǎn)森林資源豐富，是中國主要的商品糧產(chǎn)地。截至2013年末，長春市國土面積20 593.5 km2，長春市區(qū)面積為3 583 km2。長春所在地為北半球中緯度地帶，地處東經(jīng)124°18′-127°02′，北緯43°05′-45°15′，市中心坐落在東經(jīng)125°19′，北緯43°43′[1]。氣候為中溫帶大陸性季風氣候，素有“塞北春城”的贊譽。

長春市是中國東北地區(qū)的工業(yè)基地，在國家近年來的大力扶持下，長春市國民經(jīng)濟取得了快速、穩(wěn)定的增長，綜合實力顯著提升。2013年長春市國內(nèi)生產(chǎn)總值達到了5 003.2億元，實現(xiàn)了可比價格同比增長8.3%的高速增長。在人均國內(nèi)生產(chǎn)總值上也完成了66 286元的佳績，同比增長8.3%?？傮w上來看，城鎮(zhèn)居民以及農(nóng)民的生活質(zhì)量又有顯著的提高，基本上全體達到了小康水平，城鎮(zhèn)居民的人均可支配收入達到了26 034元，農(nóng)民人均純收入達到了10 060元[2-4]。與此同時，隨著長春市的不斷發(fā)展，城市邊界的不斷擴張，長春市高架橋項目及地鐵項目的不斷推進，大量的農(nóng)用地及城市綠化用地轉(zhuǎn)化為建設用地，昔日綠茵連天、繁花錦簇的城市景色成為長春人昔日的記憶，人們生活的生態(tài)環(huán)境不斷被侵蝕。土地利用中人地矛盾已經(jīng)成為日益突出的問題，如何協(xié)調(diào)好生態(tài)文明建設與社會經(jīng)濟建設的穩(wěn)定、長遠發(fā)展，成為長春市土地利用工作的重要任務。特別是近年來長春市興建高架橋、地鐵，使得原本市區(qū)內(nèi)的街道綠化帶轉(zhuǎn)化為建設用地，而新的綠化建設項目還未啟動，市區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境不斷惡化，居民的生存環(huán)境質(zhì)量不斷下降。因此，本研究以長春市為實證對象，通過科學、合理的數(shù)學模型計算長春市土地利用的社會經(jīng)濟效益綜合值及生態(tài)環(huán)境效益綜合值，構(gòu)建土地利用綜合效益的耦合度模型，分析土地利用耦合度演化曲線，為長春市土地利用工作提供重要的參考[5-9]。

2 研究方法

2.1 土地利用效益評價體系的構(gòu)建

2.1.1 選取評價指標及確定權重 對一個城市土地利用綜合效益耦合關系的研究，構(gòu)建科學、符合評價城市實際的評價指標體系是至關重要的，同時需要合理地確定評價指標的權重。本研究根據(jù)長春市土地利用的現(xiàn)狀及特點，選取了符合長春市實際的評價指標，建立評價指標體系（表1），并通過德爾斐法及專家打分，確定相關指標的權重[10，11]。

2.1.2 數(shù)據(jù)來源及標準化 本研究所選取的評價指標的數(shù)據(jù)來源于長春市統(tǒng)計年鑒（2000-2013年）、長春市“十三五”規(guī)劃、中國城市建設統(tǒng)計年鑒（2000-2013年）、長春市環(huán)境公報、中國城市統(tǒng)計年鑒（2000-2013年）等基礎數(shù)據(jù)。

在評價指標體系中，各個評價指標由于單位不一致，在進行評價時需要消除單位以及計量量級的不同而產(chǎn)生的誤差，即對評價指標進行無量綱處理。按照如下公式對4個評價子系統(tǒng)中的20個評價指標進行標準化處理[12]。

x′ij=（xij-ni）÷（Ni-ni）（正向指標）（Ni-xij）÷（Ni-ni）（逆向指標） （1）

其中，x′ij是指標進行無量綱處理后的標準化值，xij是評價指標的實際值。i代表第i個指標，i的范圍是1～20；j代表年份，范圍為2000-2013年，相對應的取值范圍為1～14；Ni表示指標i的上限；ni表示指標i的下限。在上述20個評價指標中負向指標包括城鎮(zhèn)人口密度、水土流失面積比例以及市區(qū)單位面積工業(yè)廢水排放量；其余17個評價指標為正向指標。

2.2 評價模型

2.2.1 土地利用綜合效益評價 設定xi（i=1，2，…，n）為土地利用的社會經(jīng)濟效益的第i個指標；設定yj（j=1，2，…，m）為土地利用的生態(tài)環(huán)境效益的第j個指標；則土地利用社會經(jīng)濟效益Qi與生態(tài)環(huán)境效益Qj的一般方程如下所示：

其中，xi為社會經(jīng)濟效益的評價指標；yj為生態(tài)環(huán)境效益的評價指標；ai為社會經(jīng)濟效益評價指標權重；bj為生態(tài)環(huán)境效益評價指標權重。

由前人的研究成果可知，土地利用社會經(jīng)濟效益演化系統(tǒng)以及生態(tài)環(huán)境效益演化系統(tǒng)皆為非線性的系統(tǒng)。社會經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境效益之間存在耦合關系，其系統(tǒng)的變化方程如下：

根據(jù)李雅普諾夫第一近似定理[13]，將上述公式以原點為基準按照泰勒級數(shù)依次進行展開，并舍棄次方高的項∈（x1，x2，…，xn），將上述方程轉(zhuǎn)化為如下表達式[14]：

2.2.2 土地利用效益演化方程 由于土地利用的社會經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境效益之間存在著復雜的相互關系，本研究將二者之間的關系用復合系統(tǒng)來表示，因此這一復合系統(tǒng)是由社會經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境效益所組成的。將該復合系統(tǒng)以演化方程表示如下：

其中，A方程表示土地利用社會經(jīng)濟效益的演化方程，B方程表示土地利用生態(tài)環(huán)境效益的演化方程；由于A與B之間有著較為復雜的相互關系，他們之間相互影響。A的任何改變都會引起B(yǎng)的改變；同理，B的改變也會導致A的變化；同時，作為整個復合系統(tǒng)構(gòu)成的部分，A與B其中任意一者的改變，都會影響整個復合系統(tǒng)。換句話說，A系統(tǒng)與B任意一個評價因素的改變會作用于整個復合系統(tǒng)，表現(xiàn)出這一復合系統(tǒng)的整體性[15-18]。

土地利用的社會經(jīng)濟效益系統(tǒng)A及生態(tài)環(huán)境效益系統(tǒng)B在自身指標因子以及外界影響因素的共同作用下，系統(tǒng)的演化速度表達式如下所示：

其中，VA、VB代表的是系統(tǒng)A與系統(tǒng)B的演化速度。由于整個復合系統(tǒng)是由A、B兩個系統(tǒng)構(gòu)成，那么整個復合系統(tǒng)的演化速度可以用VA、VB作為變量的函數(shù)來表示。在研究整個復合系統(tǒng)以及系統(tǒng)A與系統(tǒng)B之間的耦合關系時，可以通過控制VA、VB兩個變量來實現(xiàn)。

2.2.3 土地利用效益的耦合模型 由于整個復合系統(tǒng)的演化速度V是受VA、VB兩個控制變量影響的，則可以以VA、VB作為變量在由兩個變量組成的二位系統(tǒng)（VA，VB）中來分析復合系統(tǒng)V的演化類型，建立起以VA、VB為坐標系，以復合系統(tǒng)演化速度V為變化軌跡的圖形[19，20]。復合系統(tǒng)演化速度V與生態(tài)環(huán)境效益演化速度VB之間存在的夾角表示為α，即耦合度，則耦合度的表達式為：

2.2.4 土地利用效益耦合階段 在由社會經(jīng)濟效益演化速度VA和生態(tài)環(huán)境效益演化速度VB為軸建立起來的坐標系中，依據(jù)上述耦合度α與VA、VB的關系可知，耦合度的值表示某狀態(tài)下整個土地利用復合系統(tǒng)所處的階段。依據(jù)梁紅梅等[16]所構(gòu)建的演化周期，將耦合階段分為低級共生階段（Ⅰ）、協(xié)調(diào)發(fā)展階段（Ⅱ）、極限發(fā)展階段（Ⅲ）以及再生發(fā)展（Ⅳ）4個階段[21]（表2）。

3 實證分析

3.1 土地利用綜合效益計算

依據(jù)上述公式計算得到長春市2000-2013年土地利用社會經(jīng)濟效益綜合值（圖1）、生態(tài)環(huán)境效益綜合值（圖2）。

由圖1、圖2可知，長春市土地利用社會經(jīng)濟效益在2000-2013年總體處于穩(wěn)步上升狀態(tài)，在2004-2008年上升幅度較大，這一演化趨勢說明長春市土地利用工作所取得的經(jīng)濟效益以及社會效益與土地資源的配置較為匹配。這與長春市作為國家近年來大力扶持的復興老工業(yè)基地的政策有關。長春市近年來社會經(jīng)濟的快速發(fā)展彰顯了作為省會城市所應有的發(fā)展活力。長春市生態(tài)環(huán)境效益綜合值在2000-2013年間整體上處于上升狀態(tài)，但演化趨勢并不穩(wěn)定，生態(tài)效益綜合值處于0.25～0.83之間。

3.2 土地利用效益耦合關系分析

如上所述，土地利用很高的社會經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境效益并不是線性的，將二者的演化曲線進行線性擬合，得到如下演化方程：

將上述A方程和B方程對時間t進行求導，得到了如下的社會經(jīng)濟效益及生態(tài)環(huán)境效益的演化速度方程：

其中，t的取值范圍為1～14，相對應年份為2000-2013年。

在得到上述土地利用效益的速度演化方程后，代入式（8）即可求出長春市2000-2013年土地利用社會經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境效益的耦合度（圖3）。

由長春市土地利用效益耦合度演化曲線特點可知，長春市土地利用效益耦合關系大致可以分為4個過程。

第一階段為2000-2003年，耦合度變化較為緩慢，耦合度較小，這是因為在2003年之前長春市的土地利用所取得的社會經(jīng)濟效益并不十分顯著，長春市作為全國有名的綠化城市，其生態(tài)環(huán)境承載空間較大。土地利用所產(chǎn)生的社會經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境效益發(fā)展耦合度較低，說明二者之間的協(xié)調(diào)程度較低，長春市的土地資源還有較大的開發(fā)空間。

第二階段為2003-2005年，由圖3可知，這一階段長春市土地利用效益耦合度處于41°～55°之間，依據(jù)耦合度的定義，此階段長春市土地利用效益耦合度處于最佳狀態(tài)，土地利用的社會經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境效益和諧發(fā)展，整個復合系統(tǒng)較為穩(wěn)定，這是由于在2003年國家推行的東北老工業(yè)基地振興政策使得長春土地利用社會經(jīng)濟效益得到了快速增長，促進了長春經(jīng)濟的發(fā)展，提高了土地資源的開發(fā)利用強度。

第三階段為2005-2011年，土地利用效益復合系統(tǒng)耦合度出現(xiàn)了第二個快速變化階段，較為合理的耦合度趨于不合理，土地利用效益系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。究其原因是長春市由2006年開始大范圍建設快速路，大量城市綠化土地及公共綠地轉(zhuǎn)化為道路用地?？焖俾返呐d建盤活了長春市的勞動力市場，為長春市社會經(jīng)濟的發(fā)展提供了重要的基礎設施保障。但與此同時，長春市為了建設快速路及地鐵占用了大量的公共綠地，使得城市的生態(tài)環(huán)境承載能力降低，土地利用效益復合系統(tǒng)開始偏失，總體的系統(tǒng)協(xié)調(diào)能力下降。

第四階段為2011-2013年，長春市土地利用效益復合系統(tǒng)耦合度變化幅度放緩，整個復合系統(tǒng)趨于相對穩(wěn)定。這是由于長春市快速路修建工程基本結(jié)束，長春市社會經(jīng)濟在振興東北老工業(yè)基地政策和內(nèi)部道路設施不斷完善的支撐下穩(wěn)步提升，與此同時也對生態(tài)環(huán)境的保護工作更加重視，不斷加大對環(huán)境保護項目的投入。由于土地利用的社會經(jīng)濟效益的顯現(xiàn)快于對生態(tài)環(huán)境投入所帶來的效益，所以在一段時間內(nèi)，土地利用效益系統(tǒng)還處于平穩(wěn)上升的階段。

4 結(jié)論與建議

本研究通過系統(tǒng)、科學的理論方法與模型，對長春市2000-2013年14年間的土地利用綜合效益的動態(tài)耦合關系進行了研究。結(jié)果表明，長春市土地利用效益系統(tǒng)在2000-2013年處于相對和諧的狀態(tài)，長春市生態(tài)環(huán)境承載能力有效地為社會經(jīng)濟的發(fā)展提供了支撐。近年來，基于國家對東北老工業(yè)基地的扶持，長春市社會經(jīng)濟發(fā)展得到快速提升，土地利用的強度不斷加大，然而對于生態(tài)環(huán)境的保護投入力度不夠。社會經(jīng)濟效益的發(fā)展速度大大超過生態(tài)環(huán)境效益的增長速度，長此以往會導致生態(tài)環(huán)境的不斷惡化。長春市土地利用綜合效益的復合系統(tǒng)在社會經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境效益耦合度日趨失衡的情況下逐漸變得不穩(wěn)定，如何保障社會經(jīng)濟健康、持續(xù)的發(fā)展成為了長春市土地利用的重點問題。自2007年開始，長春市土地利用復合系統(tǒng)失衡的速度開始加大，究其原因是長春市的快速路建設占用了大量的城市綠地，使得長春市內(nèi)生態(tài)環(huán)境承載能力逐漸下降。長春市作為吉林省的省會城市，承擔著帶領吉林省經(jīng)濟發(fā)展的示范作用。所以長春市土地利用工作是全省各個城市所要借鑒的重要參考，在新的發(fā)展時期，長春市要在社會經(jīng)濟高速發(fā)展下，加大對生態(tài)環(huán)境保護的投入力度，力爭社會經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境效益達到最佳耦合度，為將來的建設留足發(fā)展的余地，有了生態(tài)環(huán)境的承載，才能使得社會經(jīng)濟得以長足的發(fā)展。為了保障長春市未來社會經(jīng)濟健康、穩(wěn)定的發(fā)展，長春市要立足于當前建設用地規(guī)模，對城市內(nèi)部建設用地進行潛力挖掘，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，努力發(fā)展新型環(huán)?？萍迹龠M企業(yè)向綠色企業(yè)轉(zhuǎn)型。同時加大對城市生態(tài)環(huán)境保護的投入，改善居民生活環(huán)境，提高生態(tài)環(huán)境承載能力。

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