柳夢(mèng)琪, 曾忠平

(華中科技大學(xué) 公共管理學(xué)院， 湖北 武漢 430074)

土地是人類賴以生存的根本載體，土地科學(xué)有效利用是關(guān)系到人類可持續(xù)發(fā)展的歷史大計(jì)。城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展，導(dǎo)致城市發(fā)展對(duì)土地需求過旺，土地的供給性稀缺成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要掣肘。如何利用有限的土地為人類社會(huì)提供更多更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品及服務(wù)，即對(duì)土地利用多功能性的充分挖掘，成為當(dāng)前土地利用的研究熱點(diǎn)。

多功能性研究起源于農(nóng)業(yè)部門，20世紀(jì)90年代后期隨著農(nóng)業(yè)的變化成為一個(gè)重要課題，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)于2001年對(duì)農(nóng)業(yè)土地多功能性進(jìn)行了規(guī)范性的概念界定[1]。而后研究發(fā)現(xiàn)多功能性在非農(nóng)業(yè)功能的土地利用中同樣具備適配性，多功能農(nóng)業(yè)概念逐漸發(fā)展成為一個(gè)更通用、更全面的多功能土地利用概念[2]。2004年，歐盟SENSOR項(xiàng)目首次明確了土地利用多功能的概念，提出了土地利用功能框架，用以評(píng)估政策對(duì)土地可持續(xù)性的影響[3]。自此，土地利用多功能性研究成為可持續(xù)利用研究的基礎(chǔ)和內(nèi)核，吸引了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。國外學(xué)者對(duì)土地利用多功能性的研究經(jīng)歷了由農(nóng)業(yè)領(lǐng)域[4-5]逐漸向景觀生態(tài)領(lǐng)域[6-7]轉(zhuǎn)變的過程，但研究落腳點(diǎn)依舊聚焦于其對(duì)可持續(xù)利用的影響評(píng)估上，如Xue等[8]采用參與性影響評(píng)估框架和家庭調(diào)查全面評(píng)估不同土地管理方案對(duì)土地利用功能和地方可持續(xù)發(fā)展的影響；Reidsma等[9]基于SENSOR的方法框架結(jié)合定量和定性方法以太湖流域作為典型地區(qū)以評(píng)估土地利用政策對(duì)發(fā)展中國家可持續(xù)發(fā)展的影響。國內(nèi)相關(guān)研究起步較國外晚，目前尚處于研究早期，研究內(nèi)容主要集中于區(qū)域時(shí)空分異及影響研究[10]、功能分類及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[11]、績效評(píng)價(jià)及障礙因子診斷[12]，其中后者為當(dāng)前研究重心。國內(nèi)已有研究多從全國、省域、縣域等尺度展開，研究區(qū)多集中于東部、北部地區(qū)，對(duì)中部關(guān)注較少，且對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確立多采用主觀賦權(quán)法。

開展土地利用多功能性的研究是在掌握土地利用水平的基礎(chǔ)上，對(duì)土地利用各功能間的協(xié)調(diào)性進(jìn)行測度，并判別其障礙因素，為改善土地利用、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)，從而制定合理有效的政策措施。2005年既是“十五”規(guī)劃的收官之年，又是“十一五”規(guī)劃的部署之年，同時(shí)也是“中部崛起”戰(zhàn)略的發(fā)力之年。自此，武漢市以“大武漢”建設(shè)進(jìn)入新世紀(jì)快速發(fā)展的高速車道，意在通往“中部崛起”的先行道路，成為中部城市的引領(lǐng)力量。在謀求經(jīng)濟(jì)高速增長和城市發(fā)展轉(zhuǎn)型的背景下，土地利用變化劇烈，并由此引發(fā)一系列的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)問題，該區(qū)域的土地利用多功能變化亟待關(guān)注。鑒于此，本文以中部城市——武漢市為例，從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)3個(gè)維度構(gòu)建指標(biāo)體系，采用客觀賦權(quán)法熵權(quán)法及改進(jìn)的TOPSIS模型作為評(píng)價(jià)模型對(duì)2005—2017年武漢市土地利用多功能性及其障礙度進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，在掌握土地利用多功能性動(dòng)態(tài)變化特征的基礎(chǔ)上，探究其變化規(guī)律和制約因素，為未來武漢市土地多功能利用提供決策支持，為區(qū)域土地利用多功能性評(píng)價(jià)提供參考，同時(shí)也為中部其他地區(qū)的土地可持續(xù)利用提供借鑒。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

武漢市是湖北省省會(huì)，地處長江中下游平原，是長江與漢水的交匯處，地理位置為北緯29°58′—31°22′，東經(jīng)113°41′—115°05′，是中部唯一的副省級(jí)市、特大城市，處于九省通衢的重要節(jié)點(diǎn)位置，是中部的交通和工業(yè)中心，也是全國重要的工業(yè)基地、科教基地和綜合交通樞紐。下轄13個(gè)區(qū)，土地總面積8 569.15 km2，占湖北省總面積的4.6%。截至2019年，常住人口1 121.2萬人，地區(qū)生產(chǎn)總值1.62×1012元，居中部城市第一，同時(shí)在本省內(nèi)經(jīng)濟(jì)首位度和人口首位度穩(wěn)居第一。在社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)騰飛的過程中，武漢市的土地利用變化劇烈，建設(shè)用地顯著增加，耕地、草地、濕地等持續(xù)性減少，因而生態(tài)環(huán)境問題日益凸顯，逐漸成為限制城市協(xié)調(diào)發(fā)展的重要因素。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)主要來源于《武漢統(tǒng)計(jì)年鑒(2006—2018年)》《武漢市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)(2005—2017年)》；水資源數(shù)據(jù)來源于《武漢市水資源公報(bào)》與《湖北省水資源公報(bào)》；SO2濃度數(shù)據(jù)與部分廢污水排放量數(shù)據(jù)來源于《武漢市環(huán)境質(zhì)量狀況公報(bào)》；水土流失數(shù)據(jù)來源于《武漢市水土保持公報(bào)》與《湖北省保持公報(bào)》。部分年份缺失的數(shù)據(jù)由相鄰年份數(shù)據(jù)推算所得。

2 研究方法

2.1 土地利用多功能類型劃分

土地利用多功能性指一個(gè)區(qū)域土地利用功能及其環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)功能的狀態(tài)和表現(xiàn)，是評(píng)價(jià)土地利用變化對(duì)其功能影響的重要概念和方法體系[13]，保持土地利用的多功能性是制定土地多功能政策的目標(biāo)。經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)是構(gòu)成土地利用的三大基本要素，同時(shí)也是土地利用多功能的集中體現(xiàn)，土地利用多功能性評(píng)價(jià)應(yīng)綜合考慮土地利用的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效應(yīng)，以是否能達(dá)到促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長、社會(huì)和諧、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的要求為衡量指標(biāo)。因而本文應(yīng)用目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、要素層框架，將土地利用多功能劃分為經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)三大功能。其中，經(jīng)濟(jì)功能即穩(wěn)定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保障城市交通的能力，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通保障功能；社會(huì)功能即提供社會(huì)保障、穩(wěn)定就業(yè)、改善居住環(huán)境、建設(shè)休閑娛樂設(shè)施的能力，實(shí)現(xiàn)社會(huì)和諧發(fā)展和社會(huì)產(chǎn)品的有效供給，包括社會(huì)保障、就業(yè)、居住家園和文化休閑功能；生態(tài)功能即調(diào)節(jié)生態(tài)環(huán)境、為人類生產(chǎn)生活提供必需的環(huán)境條件和原材料的功能，包括資源供給、環(huán)境變化和環(huán)境維持功能。

2.2 指標(biāo)體系構(gòu)建

為了實(shí)現(xiàn)土地利用多功能性的有效評(píng)價(jià)，就必須構(gòu)建全面、系統(tǒng)、科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。本文以代表性、綜合性、可行性、科學(xué)性為原則，此外，鑒于地區(qū)差異，增加以下原則: ①側(cè)重反映功能產(chǎn)出的指標(biāo)，如人均GDP、糧食單產(chǎn)等。 ②側(cè)重反映社會(huì)福祉的指標(biāo)，如衛(wèi)生機(jī)構(gòu)密度、人均公共圖書館藏書冊(cè)數(shù)等。 ③側(cè)重考慮生態(tài)可持續(xù)的指標(biāo)，如廢污水排放強(qiáng)度、SO2年均濃度等。并在借鑒相關(guān)已有研究成果[14]的基礎(chǔ)上，從人口與經(jīng)濟(jì)社會(huì)、資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的角度出發(fā)，綜合考慮武漢市可持續(xù)發(fā)展的要求，構(gòu)建了包括27個(gè)指標(biāo)的武漢市土地利用多功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

表1 武漢市土地利用多功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.3 土地利用多功能性評(píng)價(jià)

(1) 計(jì)算指標(biāo)權(quán)重。本文采用熵值法確定各指標(biāo)的權(quán)重。在信息論中，信息熵是系統(tǒng)無序程度的度量，某項(xiàng)指標(biāo)的指標(biāo)值變異程度越大，信息熵越小，該指標(biāo)提供的信息量越大，該指標(biāo)的權(quán)重也應(yīng)越大；反之，某項(xiàng)指標(biāo)的指標(biāo)值變異程度越小，信息熵越大，該指標(biāo)提供的信息量越小，該指標(biāo)的權(quán)重也越小。熵值法可以有效避免主觀性、隨機(jī)性等主觀賦權(quán)法無法避免的問題，結(jié)果更加精確和可靠，且計(jì)算過程相對(duì)簡單。

①數(shù)據(jù)同趨勢化處理，采用倒數(shù)法將負(fù)指標(biāo)正向化處理

Xij=1/xij

(1)

式中：xij為第i個(gè)指標(biāo)第j年的指標(biāo)值；Xij為正向化處理后的指標(biāo)值。

②數(shù)據(jù)無量綱化處理

(2)

式中：Yij是無量綱化后的指標(biāo)值。

③計(jì)算指標(biāo)的信息熵

(3)

式中：Pij是第i個(gè)指標(biāo)第j年的無量綱化后指標(biāo)值占第i項(xiàng)指標(biāo)之和的比重；Ei為指標(biāo)的信息熵；n為評(píng)價(jià)年數(shù)。

④計(jì)算指標(biāo)的熵權(quán)

(4)

式中：ωi為指標(biāo)權(quán)重。

(2) 構(gòu)建評(píng)價(jià)模型。TOPSIS模型為系統(tǒng)工程中有限方案多目標(biāo)決策分析的一種常用的決策技術(shù)，是一種距離綜合評(píng)價(jià)法[15]，它能對(duì)原始數(shù)據(jù)給予的信息進(jìn)行充分挖掘和利用，達(dá)到精準(zhǔn)反映評(píng)價(jià)方案間異同的效果。與傳統(tǒng)的TOPSIS法相比較，改進(jìn)的TOPSIS法主要是對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象與正理想解和負(fù)理想解的評(píng)價(jià)值公式進(jìn)行了改良[16]，具備賦值客觀、計(jì)算簡易、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)，

①構(gòu)建加權(quán)決策矩陣

(5)

式中：V為無量綱化的指標(biāo)值矩陣與熵權(quán)值構(gòu)建的加權(quán)決策矩陣。

②確定正負(fù)理想解

(6)

式中：V+為正理想解；V-為負(fù)理想解；m為指標(biāo)數(shù)量。

③計(jì)算距離

(7)

式中：D+為評(píng)價(jià)指標(biāo)到正理想解的距離；D-為評(píng)價(jià)指標(biāo)到負(fù)理想解的距離；

④計(jì)算各功能值

(8)

式中：O為各土地利用功能值，即一個(gè)區(qū)域土地利用及其環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)功能的狀態(tài)及表現(xiàn)的定量表征，取值范圍[0，1]，其值越大說明土地利用的多功能性越高。本文根據(jù)已有的研究成果[17]，將土地利用功能值劃分為4個(gè)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表2)，以此表征土地利用多功能性的優(yōu)劣。

表2 土地利用多功能性評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

2.4 土地利用功能變化動(dòng)態(tài)度及協(xié)調(diào)性測算

為對(duì)土地利用功能值在研究期內(nèi)的變化進(jìn)行分析和度量，參考土地利用變化動(dòng)態(tài)度采用土地利用功能變化動(dòng)態(tài)度(d)測算不同時(shí)期土地利用功能變化的相對(duì)程度，其計(jì)算公式為：

d=(Ot+1-Qt)/Qt×100%

(9)

式中：Ot+1，Ot分別為t+1和t時(shí)期的功能值。

采用土地利用功能標(biāo)準(zhǔn)差(σ)測度土地利用功能值間的差異，以反映各功能間的協(xié)調(diào)性。其計(jì)算公式為：

(10)

采用土地利用功能變化優(yōu)勢度(S)表征某期間土地利用多功能性變化的差異。S越大，說明期間土地利用多功能變化差異越大，土地利用越趨于單一化。其計(jì)算公式為：

S=|d|max/∑|d|

(11)

式中：|d|max為動(dòng)態(tài)度絕對(duì)數(shù)最大值; ∑|d|為動(dòng)態(tài)度絕對(duì)值之和。

2.5 障礙度測算

在土地利用功能性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，為更好地厘清影響土地利用多功能的影響因素，識(shí)別障礙因子，以便對(duì)土地資源合理利用的政策行為提供更有針對(duì)性的決策依據(jù)，提高土地利用的可行性和有效性，本文構(gòu)建障礙因子診斷模型，系統(tǒng)地分析各項(xiàng)指標(biāo)的障礙因子。其計(jì)算公式為：

(12)

式中：Ri為指標(biāo)偏離度;Wi為每個(gè)指標(biāo)對(duì)土地利用總功能性的影響程度;Zi為障礙度,即單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)土地利用多功能性的影響程度。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用功能整體變化分析

武漢市2005—2017年土地利用多功能性評(píng)價(jià)結(jié)果(表3)由上文公式的計(jì)算得出。由表3可以看出，2005—2017年武漢市的土地利用功能發(fā)展?fàn)顩r良好，呈現(xiàn)總體向好的態(tài)勢。結(jié)合上文表2的多功能性評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)可以看出，2005—2009年經(jīng)濟(jì)功能值處于高速增長階段，但最大峰值仍然低于0.31，處于低級(jí)水平，2010—2013年處于中級(jí)水平，2014—2015年處于良好水平，2016—2017年處于優(yōu)質(zhì)水平。經(jīng)濟(jì)功能值逐年上升，由低級(jí)水平向優(yōu)質(zhì)水平逐級(jí)過渡；2005—2010年社會(huì)功能值處于低級(jí)水平；2011—2014年逐年穩(wěn)步增長，處于中級(jí)水平，2015—2017年穩(wěn)中有進(jìn)，由良好水平平穩(wěn)過渡到了優(yōu)質(zhì)水平。社會(huì)功能值與經(jīng)濟(jì)功能值的變化趨勢較為相似，均呈現(xiàn)逐年增長態(tài)勢。2005—2013年生態(tài)功能值有所波動(dòng)，但功能值始終低于0.31，處于低級(jí)水平，2014—2015年處于中級(jí)水平；2016—2017年增長迅速，直接從中級(jí)水平跨越到了優(yōu)質(zhì)水平。

表3 武漢市土地利用多功能評(píng)價(jià)結(jié)果

本文以3 a為周期計(jì)算武漢市土地利用多功能變化動(dòng)態(tài)度、功能標(biāo)準(zhǔn)差及變化優(yōu)勢度(圖1，表4)。由圖1可知，土地利用經(jīng)濟(jì)功能、社會(huì)功能變化動(dòng)態(tài)度在4個(gè)3 a期內(nèi)均呈現(xiàn)增長態(tài)勢，其中，社會(huì)功能在第一個(gè)3 a期動(dòng)態(tài)度變化最大；生態(tài)功能變化動(dòng)態(tài)度在第一個(gè)3 a期有所下降，其他均有不同程度的增長；綜合功能變化動(dòng)態(tài)度增長較為穩(wěn)定。2005—2008年，武漢已進(jìn)入中部崛起的實(shí)質(zhì)性推進(jìn)階段，城鎮(zhèn)化加速發(fā)展，城鄉(xiāng)醫(yī)療等公共服務(wù)設(shè)施建設(shè)水平不斷提升，人民生活和居住條件不斷改善，社會(huì)功能增長尤為突出；2008—2011年，土地利用各大功能發(fā)展較均衡但總體增長緩慢；2011—2014年，武漢市將生態(tài)保護(hù)上升到地方法律層面，生態(tài)功能成為土地利用關(guān)注的重中之重；2014—2017年，各大功能發(fā)展較為均衡，生態(tài)功能仍然是重點(diǎn)。根據(jù)表4發(fā)現(xiàn)，武漢市功能標(biāo)準(zhǔn)差呈現(xiàn)U形上升趨勢，先經(jīng)歷2008年和2011年的連續(xù)下降，后經(jīng)歷2014和2017年的連續(xù)增長。研究期間功能標(biāo)準(zhǔn)差呈擴(kuò)大趨勢，說明土地功能間的差異逐漸拉大，各功能間的協(xié)調(diào)性有所減弱。2005—2017年功能變化優(yōu)勢度呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，且下降程度較為顯著，說明研究期間土地利用多功能變化差異在縮小，土地利用漸趨于多樣化。

圖1 武漢市土地利用多功能變化動(dòng)態(tài)度

表4 武漢市土地利用功能標(biāo)準(zhǔn)差及變化優(yōu)勢度

3.2 土地利用功能各單項(xiàng)變化分析

根據(jù)圖2—4，武漢市近13 a來土地利用各項(xiàng)功能變化呈現(xiàn)如下特點(diǎn)： ①經(jīng)濟(jì)功能。由圖2可以看出，武漢市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能表現(xiàn)為連年下降態(tài)勢，并于2017年趨近于零。經(jīng)濟(jì)發(fā)展功能和交通功能呈現(xiàn)總體上升趨勢，其中經(jīng)濟(jì)發(fā)展功能呈直線式穩(wěn)步提升，交通功能在2005—2010年逐年增長，于2011年降至谷底后觸底反彈，大幅上漲，最終追平經(jīng)濟(jì)發(fā)展功能。2005—2017年期間，武漢市以人口城鎮(zhèn)化、土地城鎮(zhèn)化為表征步入城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展階段，尤其是在2007年武漢市成為配套改革試驗(yàn)區(qū)，加速了武漢的城鎮(zhèn)化進(jìn)程。城鎮(zhèn)化的發(fā)展致使大量耕地被占用，農(nóng)業(yè)人口被迫進(jìn)城，這無疑引致了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能的退化。作為中部的龍頭城市，中部崛起戰(zhàn)略的部署和實(shí)施、開放型經(jīng)濟(jì)新體制的試點(diǎn)以及自貿(mào)區(qū)建設(shè)為武漢打造中心都市圈和內(nèi)陸經(jīng)濟(jì)高地提供了歷史機(jī)遇，武漢市牢牢把握機(jī)遇，經(jīng)濟(jì)得到了長足發(fā)展。武漢市作為全國首個(gè)綜合交通樞紐研究試點(diǎn)城市，交通樞紐地位不言而喻。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的助力下，政府注重并加大對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施的投資和建設(shè)，以對(duì)接“一帶一路”建設(shè)、國家長江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)和長江中游城市群戰(zhàn)略，推進(jìn)中部崛起。 ②社會(huì)功能。由圖3可以看出，武漢市就業(yè)、社會(huì)保障、和文化休閑功能發(fā)展趨勢較為吻合，總體為增長態(tài)勢。其中，就業(yè)功能在2005—2017年穩(wěn)步上升，主要是由于武漢市經(jīng)濟(jì)增長所激發(fā)的就業(yè)崗位需求，從業(yè)人口密度增加和城鎮(zhèn)登記失業(yè)率的下降，以及近年來的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，使得第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人口數(shù)增加，綜合作用下促進(jìn)就業(yè)功能在研究期間不斷上升。社會(huì)保障功能在研究期間總體呈上升趨勢，但主要分為兩個(gè)階段：一是2005—2014年，緩慢增長階段；二是2014—2017年，快速增長階段；主要是由于城鄉(xiāng)收入平衡指數(shù)在研究期內(nèi)經(jīng)歷了先降低后增加再降低的過程。居住家園功能在2005—2015年穩(wěn)步提升，2016—2017年迂回式增長，整體增長迅速，隨著人民生活條件不斷得到改善，城區(qū)人均住房建筑面積和人口城鎮(zhèn)化率不斷增加，居住家園功能也逐漸提高。文化休閑功能整體呈現(xiàn)大幅度增長的趨勢，其中2010年有所下降，是建成區(qū)綠化覆蓋率、人均公共圖書館藏書冊(cè)數(shù)同時(shí)下降造成的結(jié)果。 ③生態(tài)功能。由圖4可以看出，武漢市環(huán)境變化功能和環(huán)境維持功能總體呈上升態(tài)勢，而資源供給功能則為下降趨勢，經(jīng)歷了兩次倒V形下降，第一次是2009—2011年，第二次是2015—2017年。在城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展中，湖泊被迫成為犧牲品，填湖造地導(dǎo)致人均水資源不斷減少，期間經(jīng)歷了2010年和2016年的兩個(gè)小增長，主要是由于武漢保護(hù)湖泊的法規(guī)經(jīng)歷了兩次“收緊”，填湖造地得到了相應(yīng)的控制，加上降水量與地表地下水量突增，而后又由于2017年武漢市水資源總量驟降，加之人均耕地面積持續(xù)減少，資源供給能力跌落至較低水平。環(huán)境變化功能持續(xù)增長，且2013—2017年的增長幅度大于2005—2012年。前期增長幅度緩慢是由于廢污水排放強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，SO2年均濃度和單位耕地化肥使用量雖有減少但不明顯。后期是由于武漢市大氣污染防治力度的不斷加強(qiáng)，SO2年均濃度下降幅度增大。尤其是2013年城市環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)規(guī)劃和2016年大氣污染防治強(qiáng)化措施方案的順利制定和有效實(shí)施。環(huán)境維持功能總體而言呈上升狀態(tài)，其中2005—2013年因?yàn)樯指采w率在持續(xù)提高而水土流失率在逐漸減少而穩(wěn)步上升，2015—2017年小有回落主要是由于2016年起森林覆蓋率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式根據(jù)全省統(tǒng)一要求進(jìn)行了調(diào)整。

圖2 武漢市經(jīng)濟(jì)功能變化

圖3 武漢市社會(huì)功能變化

圖4 武漢市生態(tài)功能變化

3.3 土地利用功能障礙因子診斷

利用公式(12)對(duì)武漢市各功能子目標(biāo)層、指標(biāo)層各指標(biāo)的障礙因子及其障礙度進(jìn)行測算(圖5)，并對(duì)土地利用多功能產(chǎn)生較大影響的障礙因子進(jìn)行診斷識(shí)別，本文僅對(duì)影響程度處于前5位的障礙因子予以排列展示(表5)。

3.3.1 子目標(biāo)層障礙度 由圖5可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)功能這兩個(gè)子目標(biāo)的障礙度變化趨勢較為相似，總體發(fā)展趨勢為緩慢下降，而生態(tài)功能的障礙度則呈現(xiàn)上升勢頭。其中，經(jīng)濟(jì)功能子目標(biāo)的障礙度在2005—2013年較為穩(wěn)定，2014—2017年出現(xiàn)了不同程度的漲跌，主要是因?yàn)榧Z食單產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)密度、人均擁有道路面積的制約；社會(huì)功能的障礙度經(jīng)歷了2005—2010年的平穩(wěn)發(fā)展后于2011年有所下降，而后又進(jìn)入了第2個(gè)平穩(wěn)期，最后在2016年短暫上升后于2017年大幅度下降，整體由0.35下降至0.05，期間的波動(dòng)主要是受到城區(qū)人均住房建筑面積、人均公園綠地面積的影響；生態(tài)功能的障礙度在2005—2009年基本保持穩(wěn)定不變的狀態(tài)，2010—2015年逐年穩(wěn)步增長，2016年大幅度下降后2017年又有了更大幅度提高，整體由0.32上升到0.78，且在2010年之后生態(tài)功能子目標(biāo)成為土地利用多功能的主要障礙。整體上來看，2005—2017年經(jīng)濟(jì)功能和社會(huì)功能子目標(biāo)的平均值為0.29左右，而生態(tài)功能子目標(biāo)的平均值為0.41，說明3類功能子目標(biāo)對(duì)土地利用多功能都有一定的限制作用，但前二者較小，后者較大。因此在武漢市要實(shí)現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用，提升土地利用的多功能性，則必須加強(qiáng)對(duì)生態(tài)功能的響應(yīng)，做好生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和修復(fù)，劃定“三區(qū)三線”，使土地資源得到高效且合理的利用。

圖5 武漢市土地利用多功能子目標(biāo)層障礙度

3.3.2 指標(biāo)層主要障礙因子及其障礙度 由表5可以看出，2005—2017年期間只有2005，2006和2010年以社會(huì)功能為主，其余年份均以生態(tài)功能為主。SO2年均濃度(X25)、經(jīng)濟(jì)密度(X4)、衛(wèi)生機(jī)構(gòu)密度(X14)、人均GDP(X6)、人均水資源量(X21)在前五位的障礙因子中出現(xiàn)的頻率較高。研究期間，武漢市在土地利用的過程中，主要側(cè)重于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，其各項(xiàng)指標(biāo)均朝著正向發(fā)展且受到的障礙度略?。欢鴮?duì)土地的社會(huì)功能關(guān)注相對(duì)較少，如人居環(huán)境等。同時(shí)，一定程度上忽略了土地的生態(tài)功能，所以表5中位于首位的均是生態(tài)功能相關(guān)指標(biāo)。其中，2005—2008年排名前五的障礙因子沒有發(fā)生改變，表明該時(shí)間段內(nèi)各類土地利用功能相對(duì)較為平衡；2013—2017年障礙因子排名前兩位的為生態(tài)功能的指標(biāo)，其中SO2年均濃度對(duì)武漢市土地利用多功能的影響最大，且該影響一直持續(xù)到2016年，而人均水資源量由于不穩(wěn)定也存在著較大的障礙度。這表明在此期間，武漢市對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的保護(hù)沒有達(dá)到足夠的重視程度，長久來看，生態(tài)功能的實(shí)現(xiàn)將成為制約武漢市土地利用多功能性有效發(fā)揮的首要因素，生態(tài)功能應(yīng)當(dāng)?shù)玫礁邔蛹?jí)的重視。

表5 武漢市土地利用多功能指標(biāo)層主要障礙因子及障礙度

4 討論與結(jié)論

4.1 結(jié) 論

(1) 從整體看，研究期間武漢市土地利用總功能不斷增強(qiáng)，發(fā)展?fàn)顩r良好。經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)功能均呈現(xiàn)不同程度的增長態(tài)勢。功能標(biāo)準(zhǔn)差呈U形上升趨勢，各功能間差異漸大，功能間協(xié)調(diào)性減弱。功能變化優(yōu)勢度逐漸下降，土地利用漸趨多樣化。

(2) 從子目標(biāo)層看，研究期間武漢市的經(jīng)濟(jì)功能和社會(huì)功能都經(jīng)歷了由低級(jí)水平向優(yōu)質(zhì)水平的逐級(jí)平穩(wěn)過渡，生態(tài)功能相較前兩者增長更為迅速，但與前兩者的功能值仍有一定差距。

(3) 研究期間武漢市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)功能的障礙度發(fā)展脈絡(luò)一致，均為下降趨勢，而生態(tài)功能障礙度則呈上升態(tài)勢，并于2011年起與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)功能逐漸拉開差距，成為土地利用多功能發(fā)揮的最主要障礙。其中，經(jīng)濟(jì)密度、人均GDP、衛(wèi)生機(jī)構(gòu)密度、人均水資源量和SO2年均濃度等障礙度較大。

4.2 討 論

土地利用多功能變化具有顯著的時(shí)間異質(zhì)性和空間異質(zhì)性，借助土地利用多功能性評(píng)價(jià)，可以有效洞悉其變化及變化趨勢，識(shí)別不相匹配的土地功能，并剖析其影響因素及可能的緣由，從而有針對(duì)性地提高土地利用多功能性，為構(gòu)塑區(qū)域土地利用行為的協(xié)調(diào)性、科學(xué)性和可持續(xù)性提供有效指導(dǎo)。武漢市在發(fā)展中更多地將土地作為資產(chǎn)不斷變現(xiàn)，這加劇了土地利用的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，限制了土地利用多功能的協(xié)調(diào)發(fā)展，最終將影響區(qū)域綠色發(fā)展。未來武漢市應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)聚焦在生態(tài)功能的提升上，與此同時(shí)仍要關(guān)注經(jīng)濟(jì)功能和社會(huì)功能中的薄弱點(diǎn)。根據(jù)本文分析結(jié)果對(duì)武漢市未來的發(fā)展提出幾點(diǎn)建議： ①牢牢把握中部崛起的機(jī)遇，利用突出的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和商務(wù)環(huán)境打造具有獨(dú)特資源稟賦優(yōu)勢的武漢城市圈，帶動(dòng)城市圈各城市、各中部城市的發(fā)展，成為內(nèi)陸地區(qū)新一輪經(jīng)濟(jì)增長極。 ②應(yīng)依托經(jīng)濟(jì)發(fā)展提高衛(wèi)生資源的存量供給，合理配置存量衛(wèi)生資源，優(yōu)化衛(wèi)生資源的城鄉(xiāng)配置，更多地向農(nóng)村傾斜，縮小城鄉(xiāng)差距，提高衛(wèi)生資源的利用率和合理配置率。 ③轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，實(shí)施清潔生產(chǎn)，減少三廢污染；創(chuàng)新城市生態(tài)治理方式，加快發(fā)展綠色和循環(huán)經(jīng)濟(jì)；嚴(yán)格落實(shí)河湖長制，健全“三長聯(lián)動(dòng)”機(jī)制，優(yōu)化整合全市生態(tài)水網(wǎng)，落實(shí)最嚴(yán)格的水資源管理考核制度，推動(dòng)水資源綜合整治常態(tài)化。