譚開源 陳哲華 黃寧輝 鐘海智 楊超裕

(廣東省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院 廣東 廣州 510520）

基于熵權(quán)法的林地集約利用評(píng)價(jià)*
——以珠江三角洲地區(qū)建制鎮(zhèn)為例

譚開源 陳哲華 黃寧輝 鐘海智 楊超裕

(廣東省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院 廣東 廣州 510520）

文章采集珠江三角洲地區(qū)229個(gè)建制鎮(zhèn)的大樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行林地集約利用評(píng)價(jià)，選取森林覆蓋率、林地生產(chǎn)率、單位面積林木生產(chǎn)量、生態(tài)公益林面積比率、商品林面積比率、人均林地6個(gè)指標(biāo)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用歸一化法進(jìn)行樣本指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，再結(jié)合熵權(quán)法確定指標(biāo)熵值和熵權(quán)，計(jì)算得到林地集約利用綜合評(píng)價(jià)值。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示珠三角非核心區(qū)建制鎮(zhèn)的林地集約利用水平較高，并進(jìn)一步探討促進(jìn)林地集約利用的相關(guān)對(duì)策。

林地集約利用；熵權(quán)法；歸一化法；建制鎮(zhèn)

林地是國(guó)家重要的自然資源和戰(zhàn)略資源，是森林賴以生存和發(fā)展的根基，是野生動(dòng)植物棲息繁衍的生物多樣性保護(hù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是林業(yè)發(fā)展和生態(tài)建設(shè)的載體。珠江三角洲地區(qū)（下稱“珠三角地區(qū)”）是我國(guó)三大城市群之一，其經(jīng)濟(jì)總量約占全省80%，由于長(zhǎng)期只重視國(guó)土空間的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)作用，忽視其生態(tài)支撐功能，自然生態(tài)系統(tǒng)破碎化等問(wèn)題突出，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)發(fā)展和林地保護(hù)的矛盾日益尖銳，如何實(shí)現(xiàn)林地的集約和節(jié)約利用，對(duì)進(jìn)一步提升珠三角城市群生態(tài)功能、環(huán)境質(zhì)量、宜居程度等綜合競(jìng)爭(zhēng)力均具有重要的實(shí)踐意義。

土地是具有多種功能的綜合體，土地集約利用的最終目的是要以最少的投入獲取最大效益，即實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益的最大化和最有效組合[1]。“土地集約利用”這個(gè)概念，最早來(lái)自于李嘉圖等古典經(jīng)濟(jì)學(xué)家在地租理論中對(duì)農(nóng)業(yè)用地的研究，是指在一定面積土地上，集中投入較多的生產(chǎn)資源和勞動(dòng)、使用先進(jìn)的技術(shù)和管理方法，以求在較小面積土地上獲取高額收入的一種農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)方式[2]，后引申到其他領(lǐng)域，指依靠科技進(jìn)步和現(xiàn)代化管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低物質(zhì)消耗和勞動(dòng)消耗，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素的合理配置，講求經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效益的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式[3]。土地集約利用就是“土地合理增加物資與勞動(dòng)投入，以提高土地收益的經(jīng)營(yíng)方式”[2]，科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上，在單位面積土地集中投放物化勞動(dòng)和活勞動(dòng)，以提高單位土地面積產(chǎn)品產(chǎn)量和負(fù)荷能力的經(jīng)營(yíng)方式[4]。林地是土地的一種，因此土地的集約利用評(píng)價(jià)同樣適用于林地。由于森林的生態(tài)功能主要體現(xiàn)在保障國(guó)土生態(tài)安全，改善生態(tài)環(huán)境，維持人與生物圈的生態(tài)平衡，維護(hù)生物多樣性，林地的社會(huì)功能是以優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，優(yōu)化生態(tài)資源配置，提高比較效益為目標(biāo)，因此在對(duì)林地進(jìn)行集約利用評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)有別于城市建設(shè)用地或工業(yè)用地評(píng)價(jià)。

評(píng)價(jià)方法是土地集約利用定量分析的基礎(chǔ)，歸納常用的數(shù)學(xué)方法有主成分分析法、聚類分析法、特爾斐法、層次分析法、逐步回歸分析方法、模糊綜合評(píng)價(jià)方法等。在實(shí)際的評(píng)價(jià)過(guò)程中，如受專家偏好的影響，會(huì)影響評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性、科學(xué)性。本文在構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上采用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，與層次分析法、特爾斐法等主觀賦權(quán)法相比，熵權(quán)法主要是根據(jù)各個(gè)指標(biāo)傳遞給決策者的信息量大小確定其權(quán)重，因此其決策的精確度與可靠度更優(yōu)，而且熵權(quán)法還具有對(duì)數(shù)值有差異的屬性進(jìn)行弱化和強(qiáng)化的功能，從而使各類信息能得到比較全面的反映[5]，有效規(guī)避主觀判斷誤差對(duì)權(quán)重分析的影響。

1 珠三角地區(qū)建制鎮(zhèn)林地集約利用評(píng)價(jià)

1.1 評(píng)價(jià)區(qū)域及數(shù)據(jù)

廣東省近年來(lái)提出“珠三角國(guó)家森林城市群示范區(qū)”、“森林小鎮(zhèn)”等林業(yè)建設(shè)創(chuàng)新理念。為契合珠三角地區(qū)新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展理念，本文采集珠三角地區(qū)8個(gè)地級(jí)市（除深圳市）的建制鎮(zhèn)作為林地集約利用的評(píng)價(jià)對(duì)象，旨在全面、客觀地定量分析珠三角地區(qū)鎮(zhèn)域范圍地林地利用狀況及其產(chǎn)生的效益。

林地集約利用評(píng)價(jià)中所需要的人口數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)縣域統(tǒng)計(jì)年鑒2016（鄉(xiāng)鎮(zhèn)卷）》[6]；其余來(lái)自廣東省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院的2015年度森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)。珠三角地區(qū)有9個(gè)地級(jí)市，除深圳市（無(wú)建制鎮(zhèn)）以外的8個(gè)地級(jí)市都有建制鎮(zhèn)，珠三角地區(qū)建制鎮(zhèn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)如表1所示。

珠三角地區(qū)（除深圳市）共有322個(gè)建制鎮(zhèn)。對(duì)各建制鎮(zhèn)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，刪除森林覆蓋率低于20%的樣本，最終納入評(píng)價(jià)的有229個(gè)樣本數(shù)據(jù)。

1.2 構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

基于林地集約利用的涵義和數(shù)據(jù)的可獲得性、完整性，參考《廣東省林業(yè)廳關(guān)于推進(jìn)森林小鎮(zhèn)建設(shè)的意見（粵林〔2017〕75 號(hào)）》附件1的“廣東省森林小鎮(zhèn)評(píng)價(jià)指標(biāo)”[7]，遵循設(shè)計(jì)指標(biāo)的科學(xué)性、可操作性和區(qū)域性原則，結(jié)合樣本數(shù)據(jù)較大的實(shí)際，構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系由目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層3個(gè)層次構(gòu)成：目標(biāo)層是廣東省珠三角地區(qū)建制鎮(zhèn)林地集約利用水平評(píng)價(jià)；準(zhǔn)則層由林地利用程度、產(chǎn)出效益、生態(tài)效益、社會(huì)效益、林地潛力構(gòu)成；指標(biāo)層由森林覆蓋率、林地生產(chǎn)率、單位面積林木生產(chǎn)量、生態(tài)公益林面積比率、商品林面積比率、人均林地6個(gè)指標(biāo)組成，并且所有指標(biāo)指向都是正向（表2）。

表1 珠三角各地級(jí)市建制鎮(zhèn)統(tǒng)計(jì) 個(gè)

表2 林地集約利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

森林覆蓋率指森林面積占土地面積的百分比，是反映森林資源豐富程度的重要指標(biāo)。衡量林地生產(chǎn)率的指標(biāo)有蓄積量、生物量、生長(zhǎng)率、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出等不同指標(biāo)，本文選用單位面積活立木蓄積量，反映一個(gè)國(guó)家或地區(qū)森林資源總規(guī)模和水平的基本指標(biāo)之一，也是衡量森林生態(tài)環(huán)境優(yōu)劣的重要依據(jù)。單位面積林木生產(chǎn)量，單位面積林地上樹木在生長(zhǎng)過(guò)程中的直徑、樹高、材積不斷的增長(zhǎng)數(shù)量總和，是反映森林質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。各類林地（生態(tài)公益林、商品林等）面積占林地總面積的總比重，既可以反映不同類型的林地效益，也可以反映林地利用結(jié)構(gòu)情況。林地的社會(huì)功能體現(xiàn)在提高人居環(huán)境質(zhì)量、滿足城鄉(xiāng)居民的生態(tài)需求，因此人均林地也是量度林地集約利用的重要參考指標(biāo)。

1.3 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化方法

熵是系統(tǒng)無(wú)序程度的度量，熵權(quán)法是根據(jù)各個(gè)指標(biāo)傳遞給決策者的信息量大小確定其權(quán)重[8]。根據(jù)定義，指標(biāo)的熵權(quán)越大，該指標(biāo)反映的信息量越大。然而，最無(wú)序的指標(biāo)并不一定是影響林地利用最重要的指標(biāo)，因此僅用熵權(quán)法求權(quán)不一定能得出最合理的結(jié)果。即熵權(quán)法的缺點(diǎn)在于：一是缺乏各指標(biāo)之間的橫向比較；二是各指標(biāo)的權(quán)數(shù)隨樣本的變化而變化，權(quán)值依賴于樣本。對(duì)此，指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理顯得非常重要，改進(jìn)的歸一化法具有以下優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的標(biāo)準(zhǔn)值較真實(shí)地反映原始指標(biāo)值之間的關(guān)系，考慮了指標(biāo)值之間的差異性。采用改進(jìn)的歸一化法進(jìn)行指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，能克服熵權(quán)法的缺點(diǎn)，進(jìn)而確定合理的權(quán)重。

1.4 確定指標(biāo)權(quán)重

本文采用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重。熵是用于表示物質(zhì)系統(tǒng)中能量衰竭程度的量度，可以用于度量已知數(shù)據(jù)所包含的有效信息量和確定權(quán)重，目前已經(jīng)在工程技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用[9]。按照熵思想，人們?cè)跊Q策中獲得信息的多少和質(zhì)量，是決策精度和可靠性大小的決定因素，而熵就是一個(gè)理想的尺度[10]。熵權(quán)法賦權(quán)步驟如下。

1.4.1 形成原始數(shù)據(jù)矩陣 現(xiàn)有被評(píng)價(jià)對(duì)象M=（M1，M2，…，Mm），評(píng)價(jià)指標(biāo)D=（D1，D2，…，Dn），被評(píng)價(jià)對(duì)象Mi對(duì)指標(biāo)Dj的值記為Xij（i=1,2，…，m；j=1,2, …，n）,則形成的原始矩陣為：

其中，Xij為第j個(gè)指標(biāo)下的第i個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象的值。

（3）由于本次評(píng)價(jià)的指標(biāo)都是正向指標(biāo)，且指標(biāo)值都非負(fù)，因此可直接利用列和等于1的歸一化方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，令

其中，1≤i≤m，1≤j≤n。

其中，1≤i≤m，1≤j≤n。

1.4.3 計(jì)算被評(píng)價(jià)對(duì)象的特征比重

式中的0≤Pij≤1。

1.4.4 計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的熵值ej

若某個(gè)指標(biāo)Dj，其Vij的差異越大，ej越??；即各被評(píng)價(jià)對(duì)象第j項(xiàng)指標(biāo)值差異越大，表明該指標(biāo)反映的信息量越大，其熵值就越小。

1.4.5 確定各指標(biāo)的熵權(quán)值

經(jīng)過(guò)計(jì)算得到各指標(biāo)的熵值和權(quán)重，見表3。

表3 評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值和熵權(quán)值

可見，由于區(qū)域內(nèi)的林木生長(zhǎng)受到相同的氣候（氣溫、光照、降水等）條件作用，林木的生長(zhǎng)水平大致一樣，因此林地生產(chǎn)率和單位面積林木生產(chǎn)量的原始數(shù)據(jù)值差異較小，熵值較大，熵權(quán)值較小。此外，珠三角地區(qū)的部分核心地區(qū)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)，產(chǎn)業(yè)集聚，人口密度大；而非核心區(qū)的人口密度相對(duì)較小，因此人均林地的原始數(shù)據(jù)值差異較大，熵值較小，熵權(quán)值較大。

2 綜合評(píng)價(jià)值測(cè)算結(jié)果

選取綜合指數(shù)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行測(cè)算，樣本綜合評(píng)價(jià)公式為：

由于Ri值很小，為方便比較，算得的Ri值乘以100，珠三角地區(qū)的229個(gè)建制鎮(zhèn)林地集約利用綜合評(píng)價(jià)值如表4所示。

從評(píng)價(jià)結(jié)果看，林地集約利用評(píng)價(jià)值最大的30個(gè)建制鎮(zhèn)依次是：擔(dān)桿鎮(zhèn)、寶口鎮(zhèn)、萬(wàn)山鎮(zhèn)、白盆珠鎮(zhèn)、洽水鎮(zhèn)、鳳凰鎮(zhèn)、地派鎮(zhèn)、高潭鎮(zhèn)、呂田鎮(zhèn)、北市鎮(zhèn)、安墩鎮(zhèn)、藍(lán)鐘鎮(zhèn)、水南鎮(zhèn)、橫河鎮(zhèn)、都平鎮(zhèn)、良口鎮(zhèn)、河兒口鎮(zhèn)、白垢鎮(zhèn)、梯面鎮(zhèn)、赤坑鎮(zhèn)、龍?zhí)舵?zhèn)、大洲鎮(zhèn)、高良鎮(zhèn)、麻榨鎮(zhèn)、川島鎮(zhèn)、龍華鎮(zhèn)、莫村鎮(zhèn)、蓮都鎮(zhèn)、河臺(tái)鎮(zhèn)、鳳崗鎮(zhèn)，分屬于肇慶市（15個(gè)）、惠州市（9個(gè)）、廣州市（3個(gè)）、珠海市（2個(gè)）、江門市（1個(gè)）。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示珠三角非核心區(qū)建制鎮(zhèn)的林地集約利用水平較高，原因主要有一是林地“綠量”規(guī)模較大，二是人口較少，人均林地較多。

3 結(jié)論與建議

本文基于珠三角地區(qū)8個(gè)地級(jí)市（除深圳市）的建制鎮(zhèn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為林地集約利用的評(píng)價(jià)的樣本，選取森林覆蓋率、林地生產(chǎn)率、單位面積林木生產(chǎn)量、生態(tài)公益林面積比率、商品林面積比率、人均林地6個(gè)指標(biāo)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。評(píng)價(jià)過(guò)程中，通過(guò)歸一化法進(jìn)行樣本指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，使用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，并計(jì)算林地集約利用綜合評(píng)價(jià)值。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，珠三角非核心區(qū)建制鎮(zhèn)的林地集約利用水平較高，主要分布在肇慶市、惠州市和珠海市。

根據(jù)林地集約利用評(píng)價(jià)，各地根據(jù)區(qū)域生態(tài)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，合理利用林地，充分發(fā)揮林地的功能和效益。包括：（1）優(yōu)化林地利用結(jié)構(gòu)。嚴(yán)格保護(hù)公益林，合理調(diào)整公益林結(jié)構(gòu)，構(gòu)建天然、異齡、復(fù)層林結(jié)構(gòu)，提升森林生態(tài)服務(wù)功能；多種經(jīng)營(yíng)速生豐產(chǎn)高效人工林，提高商品林地集約經(jīng)營(yíng)，增加林地林木產(chǎn)品供給。積極保護(hù)本省具有典型地帶性特色的天然林，加強(qiáng)天然林的培育管護(hù)、撫育更新。在水熱條件較好、交通條件較便利的地區(qū)，培育高效豐產(chǎn)人工林，增加人工林地的比重。（2）林地質(zhì)量分等級(jí)利用。全面保護(hù)林地?cái)?shù)量的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)量和質(zhì)量并重的林地利用方式轉(zhuǎn)變。對(duì)不同質(zhì)量等級(jí)的林地進(jìn)行分類管護(hù)，同時(shí)，提高林地土壤肥力、減少林地土壤流失，對(duì)長(zhǎng)期用于商品用材林培育的林地進(jìn)行規(guī)范化監(jiān)測(cè)。（3）提升森林資源質(zhì)量。通

過(guò)實(shí)施人工造林、改造更新、補(bǔ)植套種等技術(shù)措施，加大林分改造力度，提升生態(tài)公益林質(zhì)量。對(duì)中幼齡林開展專項(xiàng)撫育，提高單位蓄積量，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)示范林。充分利用城鎮(zhèn)有限的土地增加森林面積，推廣建設(shè)帶狀森林和平地森林。實(shí)施補(bǔ)植增綠、拆違建綠、礦山復(fù)綠、立體綠化等多種措施，提升森林質(zhì)量，拓展生態(tài)空間。

表4 珠三角建制鎮(zhèn)林地集約利用綜合評(píng)級(jí)值

注：表中所屬地名稱分縣（區(qū)）、縣級(jí)市和兩個(gè)未設(shè)市轄區(qū)的地級(jí)市（東莞市、中山市）；表中評(píng)價(jià)值未排序。

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Evaluation of Intensive Use of Forest Land Based on Entropy Method— A Case Study of Towns in the Pearl River Delta

TAN Kaiyuan CHEN Zhehua HUANG Ninghui ZHONG Haizhi YANG Chaoyu
（Guangdong Forestry Survey and Planning Institute，Guangzhou，Guangdong 510520，China）

This paper collected the large sample data of 229 towns in the Pearl River Delta region and evaluated the intensive utilization of forest land. The evaluation index system of forest coverage rate, forest productivity, unit area forest production, ecological public-welfare forest area ratio, commercial forest area ratio and per capita forest land were selected. The normalization method was used to standardize the sample index, and then the entropy value and the entropy weight were determined by the entropy weight method, and the comprehensive evaluation value of forest land intensive utilization was calculated. The evaluation results showed that the intensive utilization of forest land in the non-core area of the Pearl River Delta was higher, and the relevant countermeasures to promote the intensive use of forest land were discussed.

evaluation of intensive use of forest land；entropy method；normalization method；towns

F326.2

：A

：2096-2053（2017）04-0098-06

*第一作者：譚開源（1988— ），男，助理工程師，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，E-mail: 1441407947@qq.com。

陳哲華（1987— ），女，工程師，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，E-mail: walafa@163.com。