戴 蒙,陳榮清
(東華理工大學(xué)測(cè)繪工程學(xué)院,江西·南昌 330013)
2020年4月3日國(guó)務(wù)院印發(fā)《2020年新型城鎮(zhèn)化建設(shè)和城鄉(xiāng)融合發(fā)展重點(diǎn)任務(wù)》中提出優(yōu)化城鎮(zhèn)空間格局,推進(jìn)以縣城為重要載體的新型城鎮(zhèn)化建設(shè),提出了優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu),推進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展,引導(dǎo)地方政府逐漸摒棄靠大量土地要素投入帶動(dòng)城鎮(zhèn)化。相比發(fā)達(dá)的縣域,欠發(fā)達(dá)地區(qū)在資金、技術(shù)及區(qū)位存在一定短板,社會(huì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型的難度和程度都較大。因此,如何通過(guò)土地利用結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)度分析,協(xié)調(diào)好土地、資本和技術(shù)之間的相互關(guān)系,是當(dāng)前欠發(fā)達(dá)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的重要問(wèn)題。
針對(duì)上述問(wèn)題,學(xué)界從諸多角度開(kāi)展了研究,包括土地結(jié)構(gòu)變化的特征[1-6]、土地利用結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)因子[7-10]、土地結(jié)構(gòu)優(yōu)化[11-15]、土地利用績(jī)效[16]、土地結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[17-21]等。而已有研究大多期限較短,不利于觀察土地結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)績(jī)效的動(dòng)態(tài)變化,且大多通過(guò)土地結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,未深入探討區(qū)域哪類土地與經(jīng)濟(jì)發(fā)展最相關(guān)。本文在已有研究的基礎(chǔ)上,延長(zhǎng)了研究期限,以五年土地利用數(shù)據(jù),利用信息熵理論對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,分析萬(wàn)年縣不同時(shí)期地類結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律及有序度。通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析法,將地類結(jié)構(gòu)變化與土地經(jīng)濟(jì)績(jī)效之間的關(guān)聯(lián)充分展現(xiàn),并且為了更加具體地了解哪類土地與經(jīng)濟(jì)的關(guān)聯(lián)度最大,還對(duì)二級(jí)地類與經(jīng)濟(jì)績(jī)效的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行了測(cè)算分析,以期為區(qū)域經(jīng)濟(jì)上漲,提供更加合理的土地結(jié)構(gòu)調(diào)整建議。
萬(wàn)年縣是江西省上饒市下轄的一個(gè)縣,地處江西省東北中部,東與弋陽(yáng)縣、鷹潭市的貴溪市毗鄰,南與鷹潭市余江縣交界,西與余干縣接壤,北與樂(lè)平市相連、與鄱陽(yáng)縣隔樂(lè)安河相望,面積1140.76km2,轄六鎮(zhèn)六鄉(xiāng)。縣城距南昌93km,是貢米之鄉(xiāng)。2019年末,全縣戶籍人口44萬(wàn)人,常住人口37.27萬(wàn)人,其中:城鎮(zhèn)人口19.9萬(wàn)人,鄉(xiāng)村人口17.36萬(wàn)人。全縣地區(qū)生產(chǎn)總值165.55億元,比上年增長(zhǎng)7.8%。萬(wàn)年縣土地總面積為170.95萬(wàn)畝,其中:耕地31.92萬(wàn)畝,占18.67%;山地105萬(wàn)畝,占61.42%;居民點(diǎn)、工礦及交通用地23.03萬(wàn)畝,占13.48%;水域11萬(wàn)畝,占6.43%。
本研究中的土地利用結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來(lái)源萬(wàn)年縣自然資源局土地變更調(diào)查數(shù)據(jù),社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于江西省萬(wàn)年縣統(tǒng)計(jì)年鑒(2011~2017)。
信息熵起源于物理學(xué)的一個(gè)概念,用來(lái)測(cè)度有機(jī)整體的復(fù)雜性和均衡性,熵值和系統(tǒng)的有序度表現(xiàn)為反比,值越高,系統(tǒng)就越紊亂。研究區(qū)域中的每種地類的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化關(guān)系,都能夠詳細(xì)完整的在土地利用結(jié)構(gòu)信息熵反映。
其計(jì)算公式為:
式中:Bi是i種類型土地的占地面積;B是某地區(qū)土地總面積;Qi是i種類型的土地面積與當(dāng)?shù)赝恋氐目偯娣e的比值;H代表土地利用結(jié)構(gòu)的信息熵。根據(jù)信息熵的計(jì)算公式,得出當(dāng)?shù)赝恋乩媒Y(jié)構(gòu)的均衡度和集中度:
式中:J是均衡度,它反映了該地區(qū)不同土地利用類型的面積變化。其值在0到1之間。J的值越高,本地土地利用均衡的水平越高;I表示集中度,解釋的是土地利用集中程度。
以末端最值為基本單元,將各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,再根據(jù)所述原理得出萬(wàn)年縣土地利用經(jīng)濟(jì)績(jī)效的指數(shù):式中:Cj是土地利用經(jīng)濟(jì)績(jī)效指數(shù);Iij是第i年第j個(gè)指標(biāo)經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化后的值;Wj是各指標(biāo)權(quán)重。
對(duì)于兩個(gè)系統(tǒng)之間的元素,隨時(shí)間變化或不同對(duì)象產(chǎn)生變化的相關(guān)性大小的度量,稱為關(guān)聯(lián)度。在系統(tǒng)優(yōu)化過(guò)程中,如果兩個(gè)組成部分的變化趨勢(shì)穩(wěn)定,則可以說(shuō)兩者高度相關(guān);否則較低。所以,作為測(cè)量元素之間的相關(guān)程度的方法,灰色關(guān)聯(lián)度分析法是基于元素之間變化趨勢(shì)的異同程度,即“灰色關(guān)聯(lián)度”。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)的概念,擇取經(jīng)濟(jì)績(jī)效指數(shù)作為母序列,把左右地類以及其信息熵值作為子序列,則母序列和子序列在同一時(shí)刻的關(guān)聯(lián)系數(shù)為:
其中:ξi(k)是x和xi在k點(diǎn)的關(guān)聯(lián)系數(shù);|xk-xik|表示母序列與子序列之間的絕對(duì)差;分別表示絕對(duì)差中的最小值以及最大值;ρ記為分辨系數(shù),在此次研究中選取ρ=0.5,可得關(guān)聯(lián)度:
根據(jù)2.2中的公式,代入萬(wàn)年縣各類土地面積,可得出表1中各項(xiàng)數(shù)據(jù)和圖1的信息熵變化。由此可知,信息熵和均衡度都是“上升—下降—上升”的變化趨勢(shì),其中信息熵增長(zhǎng)了0.0079,均衡度增加了0.0039,集中度的數(shù)值變化與前兩者相反,最終減少了0.0039。通過(guò)分析可知,土地利用結(jié)構(gòu)信息熵變化的直接原因是土地利用結(jié)構(gòu)的變化,體現(xiàn)在耕地、城鎮(zhèn)村及工礦用地、交通運(yùn)輸用地和其他土地等4類土地面積的增加,林地、園地、草地和水域及水利設(shè)施用地等4類土地面積的減少。耕地面積從2011年的32482.27hm2增加至2017年的33185.63hm2,凈增加703.4hm2,城鎮(zhèn)村及工礦用地從2011到2017年增長(zhǎng)了616.2hm2,交通運(yùn)輸用地從2011到2017年增長(zhǎng)了312.6hm2。
表1 萬(wàn)年縣2011~2017土地利用結(jié)構(gòu)及信息熵Table 1 Land use structure and information entropy of the Wannian county from 2011 to 2017(單位:公頃)
圖1 萬(wàn)年縣2011~2017土地利用結(jié)構(gòu)信息熵Fig.1 Land use structure information entropy of the Wannian county from 2011 to 2017
研究期內(nèi)萬(wàn)年縣土地利用結(jié)構(gòu)信息熵變化幅度較小,說(shuō)明該期限內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)土地整體結(jié)構(gòu)的影響并不顯著。信息熵在2011~2012年表現(xiàn)上升趨勢(shì),且變化幅度較大,說(shuō)明土地利用在該時(shí)期內(nèi)有較大變化;2012~2014年表現(xiàn)為下降,說(shuō)明區(qū)域的土地結(jié)構(gòu)有序性不斷增加;2014~2017年土地結(jié)構(gòu)又表現(xiàn)上升趨勢(shì),但是上升的速率越來(lái)越小,說(shuō)明區(qū)域的土地結(jié)構(gòu)越來(lái)越合理。
上述變化主要是因?yàn)椋涸诎l(fā)展早期,土地利用的發(fā)展主要受自然因素的影響,表現(xiàn)為各種地類均衡發(fā)展,沒(méi)有很大的差異性和層次性,土地表現(xiàn)為無(wú)序性較高;但隨著城鎮(zhèn)化越來(lái)越深入,人類活動(dòng)的影響越來(lái)越大,地類向著人類希望的方向發(fā)展,對(duì)于人類影響較大的工業(yè)用地的地類發(fā)展較快;而包括農(nóng)業(yè)用地在內(nèi)的其他地類逐漸減少,這就使得各個(gè)土地利用地類之間發(fā)展逐漸表現(xiàn)出差異性和層次性的特點(diǎn),使得區(qū)域土地利用系統(tǒng)的信息熵發(fā)生變化。信息熵變化幅度越來(lái)越小,土地結(jié)構(gòu)越來(lái)越合理,土地利用的有序性逐漸增強(qiáng),這與萬(wàn)年縣這幾年的發(fā)展情況是可以相互印證的。萬(wàn)年縣依托自身的自然地理?xiàng)l件,立足本縣農(nóng)業(yè)立縣的大前提,前期的發(fā)展更加注重農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,后為了響應(yīng)中央號(hào)召,當(dāng)?shù)卣罅ν七M(jìn)城鎮(zhèn)化的發(fā)展進(jìn)程,使縣域內(nèi)城鎮(zhèn)區(qū)規(guī)模得到擴(kuò)大,萬(wàn)年縣的土地利用結(jié)構(gòu)日益合理,土地利用結(jié)構(gòu)的無(wú)序度也在下降。
選取單位土地面積的GDP、社會(huì)消費(fèi)品零售額固定資產(chǎn)投資額等指標(biāo)作為萬(wàn)年縣土地利用經(jīng)濟(jì)績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,如表2所示。
表2 萬(wàn)年縣2011~2017土地利用經(jīng)濟(jì)績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)Table 2 Economic performance evaluation indicators of land use in Wannian county from 2011 to 20(17單位:萬(wàn)元/km2)
根據(jù)2.3中公式,將表2中數(shù)據(jù)代入,得到圖2??芍谘芯科陂g,縣區(qū)內(nèi)土地經(jīng)濟(jì)績(jī)效隨時(shí)間不斷增加,且在研究期末達(dá)到最大值,凈增0.4908。表明萬(wàn)年縣近期社會(huì)發(fā)展前進(jìn)方向與土地內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整變化趨勢(shì)相適應(yīng),現(xiàn)行土地政策以及土地管理方式合理,應(yīng)該繼續(xù)保障其總方向不變,結(jié)合城鎮(zhèn)化發(fā)展需要,對(duì)土地利用結(jié)構(gòu)做出適宜地瞻前性調(diào)整,優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)土地利用系統(tǒng)合理有序循環(huán),使土地承載力、土地利用產(chǎn)能與經(jīng)濟(jì)相協(xié)調(diào),加強(qiáng)土地利用對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)力。
圖2 萬(wàn)年縣2011~2017年土地經(jīng)濟(jì)績(jī)效指數(shù)Fig.2 Land economic performance index of Wannian county from 2011 to 2017
根據(jù)2.4中公式,將萬(wàn)年縣土地利用結(jié)構(gòu)表征值信息熵與土地利用經(jīng)濟(jì)績(jī)效代入,得到表3中各一級(jí)地類數(shù)據(jù),可知土地利用結(jié)構(gòu)與土地經(jīng)濟(jì)績(jī)效之間相關(guān)性顯著。在研究區(qū)域的所有一級(jí)地類中,與經(jīng)濟(jì)績(jī)效的增長(zhǎng)相關(guān)性最大的是交通建設(shè)用地,關(guān)聯(lián)度最高0.7572,其他土地第二0.6799,城鎮(zhèn)村及工礦用地第三0.6401和耕地第四0.6328。為更加清晰了解哪類土地與經(jīng)濟(jì)發(fā)展更加密切相關(guān),繼續(xù)探討二級(jí)地類的關(guān)聯(lián)度,其思路方法與前述相同,其中公路用地關(guān)聯(lián)度最高0.8032。結(jié)合萬(wàn)年的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)上述結(jié)論分析可知,隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展日趨深入,外部投資不斷引入以及居住環(huán)境的改善,萬(wàn)年縣的吸附效應(yīng)也隨之加強(qiáng),各類建設(shè)用地需求進(jìn)一步擴(kuò)大,與之對(duì)應(yīng)的交通運(yùn)輸用地和城鎮(zhèn)村及工礦用地經(jīng)濟(jì)效益不斷上升,所以交通建設(shè)用地與經(jīng)濟(jì)的相關(guān)性顯著是符合客觀實(shí)際的。
表3 萬(wàn)年縣2011~2017土地利用結(jié)構(gòu)與土地經(jīng)濟(jì)績(jī)效的關(guān)聯(lián)度表Table 3 Correlation degree table between land use structure and land economic performance in Wannian county from 2011 to 2017
鑒于公路用地對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用突出。本文將選取2011、2017年萬(wàn)年縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的公路用地面積變化趨勢(shì)及變化幅度,與各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況進(jìn)行對(duì)比分析,為未來(lái)土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供建議。具體方案如下:
(1)公路用地的增量越大,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)越慢,說(shuō)明該地區(qū)公路用地要素投入飽和,對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的刺激效果下降,應(yīng)該控制該類用地的擴(kuò)張。
(2)公路用地的增量越大,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)越快,說(shuō)明兩者變化方向一致,為了刺激經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展,應(yīng)適當(dāng)加大該類用地的要素投入,滿足發(fā)展需求。
(3)公路用地增量較小,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)較快,應(yīng)加大公路用地投入,為經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展減輕交通障礙。
(4)公路用地的增量越小,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)越慢,此類地區(qū)最應(yīng)加大公路用地的投入,輔助經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
從表4可知,2011年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的公路用地現(xiàn)狀,面積前三的分別是湖云鄉(xiāng)、石鎮(zhèn)鎮(zhèn)、汪家鄉(xiāng);占比前三的分別是湖云鄉(xiāng)、汪家鄉(xiāng)、齊埠鄉(xiāng)。2017年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的公路用地面積,相比2011年基本有所增加,少數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)有所減少,其中面積前三分別是陳營(yíng)鎮(zhèn)、湖云鄉(xiāng)、石鎮(zhèn)鎮(zhèn);占比前三的分別是湖云鄉(xiāng)、陳營(yíng)鎮(zhèn)、汪家鄉(xiāng)。公路用地占比增量,陳營(yíng)鎮(zhèn)>珠田鄉(xiāng)>裴梅鎮(zhèn)>大源鎮(zhèn)>石鎮(zhèn)鎮(zhèn)>梓埠鎮(zhèn)>青云鎮(zhèn)>汪家鄉(xiāng)>蘇橋鄉(xiāng),且有齊埠鄉(xiāng)-0.018%>湖云鄉(xiāng)-0.021%>上坊鄉(xiāng)-0.053%等三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)表現(xiàn)出下降趨勢(shì)。由于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)GDP難以獲取,所以選取萬(wàn)年縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的可支配收入總量,作為衡量其經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的指標(biāo),增長(zhǎng)比陳營(yíng)鎮(zhèn)<石鎮(zhèn)鎮(zhèn)<青云鎮(zhèn)<蘇橋鄉(xiāng)<上坊鄉(xiāng)<汪家鄉(xiāng)<梓埠鎮(zhèn)<裴梅鎮(zhèn)<湖云鄉(xiāng)<齊埠鄉(xiāng)<珠田鄉(xiāng)<大源鎮(zhèn)。
表4 萬(wàn)年縣2011~2017年優(yōu)化指標(biāo)表Table 4 Optimization indicators of Wannian county from 2011 to 2017
依據(jù)前述優(yōu)化思路,將萬(wàn)年縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分為四個(gè)優(yōu)化等級(jí),一級(jí):公路用地變化量超過(guò)1%,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化量低于50%;二級(jí):公路用地變化量在0.2%~1%,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化量超過(guò)100%;三級(jí):公路用地變化量低于0.2%,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化量超過(guò)100%;四級(jí):公路用地變化量低于0.2%,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化量低于100%。如圖4所示。
圖4 萬(wàn)年縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)優(yōu)化圖Fig.4 Optimization map of each township in Wannian county
分析可知,東西部有較大差異,總體而言西部對(duì)公路用地的需求更大,東部次之。其中陳營(yíng)鎮(zhèn)屬于一級(jí)優(yōu)化區(qū)域,其公路用地增長(zhǎng)比在研究期內(nèi)是最大的,但是其可支配收入總量的增長(zhǎng)比最低,表明陳營(yíng)鎮(zhèn)的公路用地有飽和趨勢(shì),對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的刺激效果較弱,應(yīng)該控制該類用地的擴(kuò)張。二級(jí)優(yōu)化區(qū)域包括珠田鄉(xiāng)、裴梅鎮(zhèn)、大源鎮(zhèn),這三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路用地和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都有較大增長(zhǎng),兩者變化方向一致,這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中可以適當(dāng)加大交通運(yùn)輸用地的投入和對(duì)公路的建設(shè),來(lái)刺激經(jīng)濟(jì)更加快速的增長(zhǎng)。三級(jí)優(yōu)化區(qū)域包括齊埠鄉(xiāng)、湖云鄉(xiāng),這兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的公路用地表現(xiàn)減少趨勢(shì),但是其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)卻比較快。根據(jù)2.3節(jié)所述結(jié)論,可以通過(guò)增加對(duì)公路用地投入,使得這兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速率進(jìn)一步提高。四級(jí)優(yōu)化區(qū)域包括石鎮(zhèn)鎮(zhèn)、梓埠鎮(zhèn)、青云鎮(zhèn)、汪家鄉(xiāng)、蘇橋鄉(xiāng)、上坊鄉(xiāng),這六個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)對(duì)公路用地?cái)U(kuò)張需求比前三個(gè)級(jí)別要大,因?yàn)檫@六個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的公路用地占比增量較少,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)比排名靠后,因此為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,需要調(diào)整土地結(jié)構(gòu),加大對(duì)公路用地的投入。
本文通過(guò)信息熵模型對(duì)萬(wàn)年縣土地利用結(jié)構(gòu)有序性進(jìn)行分析,再利用多因素加權(quán)平均值法對(duì)萬(wàn)年縣的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,最后利用灰色關(guān)聯(lián)分析法,分析土地利用結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)績(jī)效的關(guān)聯(lián)度,深入探討哪類土地與經(jīng)濟(jì)發(fā)展最相關(guān),并結(jié)合分析結(jié)果,以刺激經(jīng)濟(jì)高速協(xié)調(diào)發(fā)展為目的,對(duì)區(qū)域未來(lái)土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整方向提出相關(guān)建議。具體結(jié)論如下:
(1)區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)信息熵呈“上升—下降—上升”的變化趨勢(shì),總體而言增加了0.0079,導(dǎo)致信息熵變化的直接原因是建設(shè)用地增加和農(nóng)用地減少,且信息熵變化幅度在研究末期逐漸下降,表明土地利用的有序性逐漸增強(qiáng),土地結(jié)構(gòu)日益合理,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向與土地內(nèi)部結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)相適應(yīng),區(qū)域經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)。
(2)萬(wàn)年縣與經(jīng)濟(jì)績(jī)效關(guān)聯(lián)性最大的不是占地面積最大的地類,也不是面積變化最大的地類,而是與各經(jīng)濟(jì)績(jī)效直接相關(guān)的地類公路用地。通過(guò)劃分優(yōu)化等級(jí)發(fā)現(xiàn),研究區(qū)域東西部交通用地和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速率不平衡,其中2011~2017年石鎮(zhèn)鎮(zhèn)、梓埠鎮(zhèn)、青云鎮(zhèn)、汪家鄉(xiāng)、蘇橋鄉(xiāng)、上坊鄉(xiāng)等六個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的公路用地占比增量較少,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)比排名靠后,因此為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,需要調(diào)整土地結(jié)構(gòu),加大對(duì)公路用地的投入。
參考文獻(xiàn)(References)
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