楊忠學，任會源，魏明亮

(1.山東建筑大學 管理工程學院，山東 濟南 250101；2．山東建筑大學 測繪地理信息學院，山東 濟南 250101；3.山東省國土空間規(guī)劃院，山東 濟南 250014)

引言

隨著社會經濟的發(fā)展，人們對于自然資源的開發(fā)、利用逐漸廣泛和深入，其中土地作為生存和發(fā)展的基礎備受關注，但是其自身的特性也帶來了各種土地問題。為了緩解現(xiàn)存的土地利用問題，人們逐步將目光聚焦在土地集約利用與產業(yè)結構優(yōu)化上，土地利用結構與產業(yè)結構之間的內在聯(lián)系便是其中一個重要研究方向。

土地利用結構是內部各種功能的用地比例、空間結構及其相互影響、相互作用的關系。[1]各學者從不同的研究尺度、研究方法和研究角度對土地利用結構進行探析，大多數學者基于縣[2-3]或市[4-6]對土地利用結構展開研究，也有少數學者針對城市群[7]進行研究；對土地利用結構的研究方法較為豐富，其中主流評價方法有耦合協(xié)調模型[8-10]、信息熵模型[11-12]、地理探測器[13-14]、灰色關聯(lián)法[15]和空間自相關模型[16]；針對土地利用結構的研究角度非常廣泛，研究熱點集中在土地利用結構的時空變化[17-18]、影響因素[19-21]、結構優(yōu)化[22-24]和驅動力分析[25]等方面，且對于產業(yè)結構[26]、生態(tài)承載力[27]、生態(tài)綠當量[28]、城市化水平[29]、土地利用績效[30]等與土地利用結構之間的關系做了更加深入的探討。在社會經濟發(fā)展過程中，產業(yè)結構與土地利用結構之間的關系仍需要不斷探索、不斷更新。

研究土地利用結構與產業(yè)結構之間的關系，有助于促進土地資源參與市場宏觀調控，具有理論和實踐的雙重意義。現(xiàn)階段的研究多為對于某一個城市進行時間序列上的探析。文章通過建立相關理論模型，研究山東省16個地市土地利用結構與產業(yè)結構之間的關系，通過調整山東省三大產業(yè)之間的土地配置，進而達到兩大結構雙優(yōu)化、經濟持續(xù)發(fā)展的目標。

一、研究區(qū)域、數據來源和研究方法

(一)研究區(qū)概況

山東省地處華東沿海地區(qū)，憑借其優(yōu)越的地理位置和文化底蘊在經濟發(fā)展上具有顯著優(yōu)勢。2019年，萊蕪正式劃入濟南，山東省由原來的17個地市調整為16個地市，全省生產總值達71，067.5億元，居全國第三，一、二、三產業(yè)結構占比(%)分別為7.2∶39.8∶53.0。通過對產業(yè)結構的持續(xù)優(yōu)化，第三產業(yè)逐漸占優(yōu)勢地位。山東省土地總面積為15.8萬平方千米，土地利用結構在不斷調整，一產用地比重逐漸降低，二產、三產用地比重逐漸上升，土地利用結構和產業(yè)結構的耦合協(xié)調度也在逐步上升。

(二)數據來源

山東省各地市2009年、2019年的產業(yè)產值數據來源于《山東省統(tǒng)計年鑒》、山東省統(tǒng)計公報和各地市統(tǒng)計局年鑒，土地利用數據來源于山東省第二次、第三次國土調查。

(三)研究方法

1.數據處理方法

在判斷經濟發(fā)展階段時，以美元作為計量單位，將各時期的人均GDP折算到2010年的實際人均GDP，再依據表1提供的標準進行判斷。在處理產業(yè)結構的數據時，直接使用官方所提供的產業(yè)產值數據。

表1 錢納里經濟發(fā)展階段判斷標準

借鑒劉平輝的土地利用產業(yè)分類體系[31]，將全省產業(yè)用地類型分為四類，用于土地利用結構劃分。

表2 基于產業(yè)的土地利用分類

2.信息熵模型

信息熵用來描述產業(yè)結構和土地利用結構的有序程度。信息熵值與系統(tǒng)有序性呈逆相關，信息熵值越小，系統(tǒng)越協(xié)調有序，結構性作用越強；相反，信息熵值越大，系統(tǒng)更加無序，結構性越差。[32]運用信息熵模型對山東省16地市2009年、2019年的產業(yè)結構及土地利用結構進行評價，分析產業(yè)分布狀況和土地利用狀況，通過所得數據判斷兩者的有序程度、耦合程度、協(xié)調度以及耦合協(xié)調程度。

[lsw1-Eth-Trunk1]port trunk allow-pass vlan all“允許通過的vlan流量”

信息熵的公式表達如下：

(1)

3.耦合評價模型

耦合度計算方式如下：

(2)

其中，C為耦合度、H土代表土地利用結構、H產代表產業(yè)結構。耦合度C取值介于[0,1]之內，C的數值越大，說明耦合水平越高。當C=1時，說明耦合程度最好，該地市正朝著有序的方向發(fā)展；當C=0時，說明耦合效果最差，該地市正處于無序的發(fā)展狀態(tài)。

協(xié)調度計算公式如下：

C′={(H土×H產)/[(H土+H產)/2]2}k

(3)

其中，C′為協(xié)調度、k為調節(jié)系數，在文中取值為2。協(xié)調度C′取值介于[0,1]之內，C′的數值越大，說明協(xié)調性越高。當C′=1時，說明協(xié)調程度最好，該地市達到最佳協(xié)調狀態(tài)；當C′=0時，說明協(xié)調效果最差，該地市兩者嚴重失調。

(4)

其中，D為土地利用結構和產業(yè)結構耦合協(xié)調度、T代表二者的綜合協(xié)調指數，其中a、b為待定權數，且a+b=1。土地利用結構優(yōu)化和產業(yè)結構調整相輔相成，且在發(fā)展過程中具有同等重要性，因此待定權數確定為a=0.5、b=0.5。

二、山東省各地市經濟發(fā)展階段

通過錢納里經濟發(fā)展階段理論初步判斷山東省各地市在2009年和2019年的經濟發(fā)展階段(見表3)。

表3 2009年、2019年山東省各地市經濟發(fā)展階段

2009年，東營憑借其優(yōu)越的自然條件和資源優(yōu)勢，最先跨入經濟發(fā)達行列，其余地市均處于工業(yè)化階段；濟南、青島等五地市處于工業(yè)化發(fā)展后期；棗莊、濰坊等九個地市處于工業(yè)化發(fā)展中期；菏澤處于工業(yè)化初期，經濟發(fā)展水平相對滯后。2019年，山東省各地市的經濟水平均有一定程度的提升，其中處于經濟發(fā)達初期階段的地市數量由一個增至五個，除東營以外，濟南、青島、煙臺和威海這四個地市也都先后跨入經濟發(fā)達行列。濟南作為山東省的省會，其經濟發(fā)展一直受到高度重視，近年來在科技創(chuàng)新、文化旅游等方面取得了突飛猛進的發(fā)展；青島、威海和煙臺依托其優(yōu)越的區(qū)位優(yōu)勢，經濟實現(xiàn)質的飛躍；淄博、濰坊等六個地市處于工業(yè)化后期，除淄博以外，其它五個地市都是從工業(yè)化中期階段逐步發(fā)展至工業(yè)化后期，經濟狀況有較大提升；棗莊、泰安等五個地市處于工業(yè)化中期，經濟基礎較差，發(fā)展較慢。

三、山東省各地市產業(yè)結構及土地利用結構分析

(一)山東省各地市產業(yè)利用結構及信息熵分析

溫尚錕認為，產業(yè)結構是對包括產業(yè)構成、各產業(yè)之間的相互關系在內的結構特征的概括。[33]通過對各地市產業(yè)結構分析計算可得表4，通過判斷信息熵數值也可進一步分析各地市的產業(yè)聚集效應。

2009年，山東省各地市產業(yè)結構信息熵值分布在0.67～1.00之間，最低值為東營的0.679。東營是具有第二產業(yè)優(yōu)勢的資源型城市，產業(yè)聚集效應最為明顯；濟南、青島等地市的信息熵較小，說明其產業(yè)結構的有序度相對較好，其對于第二產業(yè)的依賴性較強，也可看出一定的產業(yè)聚集效應；而像濟寧、濰坊等信息熵較高、有序度水平較低的地市，仍處于多元化發(fā)展的狀態(tài)，并不會產生明顯的產業(yè)聚集效應。

表4 2009年、2019年山東省各地市產業(yè)產值結構有序度狀況

2019年，各地市產業(yè)結構信息熵值分布在0.74～0.99之間。濟南和青島產業(yè)結構不斷優(yōu)化，有序度超越其他地市，產業(yè)結構較為合理；淄博、東營等地市的信息熵處于中間水平，產業(yè)聚集效應一般；其余地市的信息熵處于較高水平，有序度較低。近年來濟南和青島作為山東省資源與政策都傾斜的城市，著重發(fā)展第三產業(yè)，產業(yè)聚集效應十分明顯；處于中間水平的四個地市對于第二產業(yè)的依賴性較強，具有一定的產業(yè)聚集效應；信息熵較高的地市在第二產業(yè)和第三產業(yè)的發(fā)展情況相當，處于多元化發(fā)展的狀態(tài)，因此這類地市的產業(yè)聚集效應不會特別明顯。

(二)山東省各地市土地利用結構及信息熵分析

通過對各地市土地利用結構的分析計算可得表5。

表5 2009年、2019年山東省各地市

2009年，山東省各地市土地利用結構信息熵分布在0.23～0.62之間，大多數地市的第一產業(yè)用地占較大比重。由于東營的第一產業(yè)用地相較于其他地市并不占優(yōu)勢，因此其信息熵最高達到0.612；濟南山地較多而青島為沿海城市，這兩個地市也因其特殊的地形地勢導致信息熵相對較高；其他地市由于過于依賴第一產業(yè)導致信息熵非常低。

2019年，各地市土地利用結構信息熵分布在0.32～0.56之間，絕大多數地市的信息熵呈上升趨勢，結合實際情況可判斷各地市正處在由一產依賴型城市轉向二產、三產依賴型城市的過渡期，濟南和青島在克服地形地勢限制的同時不斷朝著多元化的方向發(fā)展；泰安和臨沂等地市的第一產業(yè)仍舊處于絕對優(yōu)勢地位，信息熵未出現(xiàn)較大幅度的改變；東營逐漸擺脫過于依賴自然資源發(fā)展經濟的產業(yè)模式，信息熵有一定幅度的下降。

(三)山東省各地市產業(yè)利用結構和土地利用結構有序性差異

考慮到信息熵是對經濟現(xiàn)象內部比例結構的無量綱化度量，分別將2009年、2019年產業(yè)結構信息熵與土地利用結構信息熵相減，進一步比較2009年、2019年兩者之間的有序性差異(見圖1)。

圖1 山東省各地市不同時期產業(yè)結構和土地利用結構有序度差異

2009年、2019年山東省整體的產業(yè)結構有序性小于土地利用結構有序性，細化到地市同樣存在這種現(xiàn)象。隨著時間的推移，各地市的產業(yè)結構和土地利用結構的有序狀態(tài)不斷變化。2019年各地市兩者之間的差值小于2009年的差值，這說明，在發(fā)展過程中，各地市的土地利用結構以及產業(yè)結構各自向更有序的方向發(fā)展，兩者之間的關系也朝更加協(xié)調互利的方向不斷邁進。

四、產業(yè)結構與土地利用結構耦合協(xié)調關系

通過耦合協(xié)調模型計算可得山東省16地市的耦合度和耦合協(xié)調度(見圖2)。

圖2 山東省各地市不同時期耦合度和耦合協(xié)調度

2009年，山東省各地市耦合度分布在0.39～0.50之間，2019年，各地市耦合度分布在0.43～0.50之間，絕大多數地市的耦合度均有不同程度的提升。臨沂、德州以及聊城等地市在2009年的耦合度較低，但經過一段時間的發(fā)展后，耦合水平有了相對明顯的提升；東營和濱州的土地利用結構和產業(yè)結構的特殊性導致其初期的耦合度較高，但隨著土地利用結構和產業(yè)結構的特殊性逐漸降低，其耦合度也呈下降趨勢。雖然山東省各地市中土地利用結構和產業(yè)結構的整體耦合程度仍舊處于一個較低的水平，但產業(yè)結構和土地利用結構之間的互利有序性卻在不斷提升。

2009年，山東省各地市耦合協(xié)調度分布在0.47～0.81之間；2019年，各地市耦合協(xié)調度分布在0.60～0.81之間。其中，東營維持在優(yōu)質協(xié)調發(fā)展水平；受到產業(yè)結構與土地利用結構調整的影響，濱州的耦合協(xié)調度呈現(xiàn)下降趨勢；其他地市的耦合協(xié)調度均有不同程度的提升，其中日照、聊城和菏澤的耦合協(xié)調度提升較為顯著。山東省2009年及2019年的耦合度和耦合協(xié)調度具有相似的空間格局分布與時間變化趨勢，耦合度和耦合協(xié)調度水平較高的地市均分布在山東省的東部和北部，這說明相較于西南部，東部和北部發(fā)展更好。

四、結論與建議

(一)結論

2009年，僅有東營處于發(fā)達經濟初期，山東省其他地市均處于工業(yè)化階段。經過十年的發(fā)展，各地市的經濟水平有了顯著增長，其中有五個地市發(fā)展到發(fā)達經濟階段，其他大多數地市也由工業(yè)化中期階段逐步發(fā)展到工業(yè)化后期階段。

山東省在2009年和2019年的產業(yè)結構有序度均低于土地利用結構有序度，但隨著時間的推移，兩者之間的有序度差距不斷減??；山東省各地市產業(yè)結構和土地利用結構的初始耦合度水平較低，均處于耦合拮抗時期，但整體的耦合協(xié)調度基本高于耦合度，這說明產業(yè)發(fā)展和土地利用之間的關系趨于協(xié)調，且絕大多數地市的耦合度、耦合協(xié)調度隨時間的發(fā)展都有不同程度的改善；經濟發(fā)展階段與耦合度、協(xié)調度、耦合協(xié)調度的發(fā)展趨勢大致相同。

(二)建議

針對產業(yè)結構與土地利用結構之間存在的問題出臺相應政策，促進產業(yè)結構調整和土地利用空間布局優(yōu)化，強化土地利用結構內部地類用地規(guī)劃管控、監(jiān)管，提高土地資源利用效率；嚴守耕地紅線，注重基本農田保護，在不超出土地資源生態(tài)承載能力的前提下，提高第一產業(yè)用地效率；加強第二產業(yè)和第三產業(yè)的轉型升級，推動社會經濟平穩(wěn)健康可持續(xù)發(fā)展。