徐先斌，聶艷，鄧玉琴，何新瑩，郭永瑞

(華中師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079)

0 引言

質(zhì)量作為衡量土地在某一特定用途時好壞的標志時，代表土地的綜合屬性[1]，目前主流評估對象為農(nóng)用地和國有建設(shè)用地，對集體建設(shè)用地的評價還處于探索研究階段.隨著2020年1月1日新的《土地管理法》的實施，城鄉(xiāng)統(tǒng)一的建設(shè)用地市場被提到重要議程，其中包括農(nóng)村土地的盤活和管理，作為“三農(nóng)”重要部分的集體建設(shè)用地，對其進行科學(xué)的質(zhì)量評價是解決閑置低效利用問題、鄉(xiāng)村空間規(guī)劃及高質(zhì)量發(fā)展的重要基礎(chǔ)[2-4].目前學(xué)者們針對集體建設(shè)用地評價的研究，主要集中在集體經(jīng)營性建設(shè)用地入市機制、入市主體、增值收益分配和宅基地三權(quán)分置等方面，如魏來等[5]以土地發(fā)展權(quán)為切入點對集體建設(shè)用地入市進行了四維分析并展望了未來的前景；劉曉萍[6]縱觀集體土地流轉(zhuǎn)全貌，探索提出了流轉(zhuǎn)機制、入市主體以及增值收益分配的整套方案；孫秋鵬[7]以集體經(jīng)營性建設(shè)用地入市中的地方政府的行為為契機，探索了政府在流轉(zhuǎn)過程中的角色和功能.而在集體建設(shè)用地適宜性、承載力、可持續(xù)利用、集約利用、土地利用變化動態(tài)監(jiān)測等方面還處于探索階段，部分學(xué)者[8-11]也對農(nóng)村集體建設(shè)用地定級與基準地價評估開展了一系列研究和探討，但質(zhì)量等級差異多以綜合指數(shù)為依據(jù)，存在片面追求土地質(zhì)量而未考慮空間異質(zhì)性的問題.

K均值聚類算法是一種基于異質(zhì)劃分的聚類算法，目前已在多個領(lǐng)域中有廣泛應(yīng)用.何琪琳等[12]在耕地領(lǐng)域運用K均值聚類算法，對東北黑土區(qū)坡耕地土壤侵蝕的影響因素進行了定量分析；黃雨薇等[13]在電力鄰域運用K均值聚類算法，對于光伏功率進行精準的預(yù)測；劉家佳等[14]在建設(shè)用地鄰域運用K均值聚類算法，對我國建設(shè)用地典型節(jié)地模式進行聚類分析.

本文中以咸安區(qū)集體建設(shè)用地為研究對象，探索以土地質(zhì)量為基礎(chǔ)，結(jié)合空間區(qū)位和景觀破碎度，提出一種集體建設(shè)用地質(zhì)量評價的新方法.該方法充分考慮集體建設(shè)用地的“質(zhì)優(yōu)”與“集中”，為集體建設(shè)用地質(zhì)量評價提供新思路，其結(jié)果對劃分村莊類型、激活鄉(xiāng)村振興內(nèi)生動力具有一定的指導(dǎo)意義.

1 研究區(qū)域概況

咸安區(qū)位于湖北省東南部的長江中游南岸，地處114°11′ ～ 114°73′ E、29°66′ ～ 30°04′ N，下轄3個街道、9個鎮(zhèn)、1個鄉(xiāng)，總?cè)丝?2.846 5萬人.根據(jù)咸安區(qū)第三次全國國土調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計，咸安區(qū)集體建設(shè)用地9 998 hm2，占總面積的6.65%.隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，目前咸安區(qū)集體建設(shè)用地流轉(zhuǎn)市場較活躍，如賀勝橋鎮(zhèn)以雞湯為特色打造賀勝雞湯小鎮(zhèn)，涌現(xiàn)出一大批農(nóng)家樂和民俗，但同時也存在一些問題.例如市場流轉(zhuǎn)監(jiān)管體系不夠健全，導(dǎo)致集體土地所有者流轉(zhuǎn)意識較薄弱、流轉(zhuǎn)手續(xù)不規(guī)范；統(tǒng)一的基準地價標準落實程度不高，流轉(zhuǎn)價格跨度大，相互之間參考價值較低；流轉(zhuǎn)形式多樣，主體多元，很難進行科學(xué)高效的管理.為建設(shè)統(tǒng)一規(guī)范的集體建設(shè)用地流轉(zhuǎn)市場，亟需開展集體建設(shè)用地質(zhì)量評價.

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源空間數(shù)據(jù)：主要來源于咸安區(qū)自然資源和規(guī)劃局、交通運輸局、農(nóng)業(yè)農(nóng)村局等部門，包括咸安區(qū)第三次國土調(diào)查數(shù)據(jù)庫、土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫、交通規(guī)劃資料等，借助ArcGIS10.2軟件從數(shù)據(jù)庫提取出集體建設(shè)用地、縣界、村界、河流水面、村域等要素.

屬性數(shù)據(jù)：實地調(diào)查訪問數(shù)據(jù)；咸安區(qū)統(tǒng)計年鑒(2019—2020年)、2020年咸安區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報及咸安區(qū)第三次全國土地調(diào)查數(shù)據(jù).

2.2 研究方法根據(jù)集體建設(shè)用地的宏觀區(qū)位、交通條件、基礎(chǔ)設(shè)施等條件，采用綜合指數(shù)模型對集體建設(shè)用地評價單元進行總分值計算：

Ps=∑Wi×Fis

(1)

式中：Ps為評價單元s的總分值；Fis為評價單元i指標的分值；Wi為i指標的權(quán)重.

選用K均值聚類法劃分集體建設(shè)質(zhì)量級別，其基本思想為：首先將16 369個集體建設(shè)用地聚類地塊隨機分為K組，再選取K個地塊作為初始的聚類中心，然后計算每個對象與各聚類中心之間的距離，把每個對象分配給距離它最近的聚類中心，最后將全部對象劃分為K個區(qū)域；然后重復(fù)上述過程采用迭代的方法，將聚類中心不斷移動修正劃分.通過窮舉所有可能的劃分使各聚類內(nèi)部緊湊、聚類間相異[15].

為了使最終結(jié)果既考慮土地屬性變量內(nèi)部的差異，又能體現(xiàn)空間相似性的重要特征，在進行K均值聚類計算時，對土地屬性和空間區(qū)位兩個因子進行修正，K均值聚類過程借助SPSS 25和ArcGIS實現(xiàn)，具體計算方法如下：

(2)

式中：Dij為第i個地塊到第j個地塊的距離；wa為空間區(qū)位特征坐標權(quán)重值；wb為土地屬性特征權(quán)重值；xi和yi為第i個地塊中心的坐標值；aik為第i個地塊第k個屬性值；wk為第i個地塊第k個屬性特征的權(quán)重值；其中wa+wb=1，wk之和為1.

3 集體建設(shè)用地質(zhì)量評價

3.1 評價單元總分值的計算

3.1.1 指標體系的構(gòu)建 隨集體建設(shè)用地入市的逐步推進和全國33個農(nóng)村宅基地制度改革試點的探索，對集體建設(shè)用地進行科學(xué)合理的質(zhì)量評價是高質(zhì)量利用土地資源的基礎(chǔ).依據(jù)集體建設(shè)用地的功能和服務(wù)的特點以及《農(nóng)村集體土地價格評估技術(shù)指引》、《城鎮(zhèn)土地分等定級規(guī)程》中的可選因子，并遵循以下原則確定評價指標：

1)因地制宜原則.評價時充分體現(xiàn)區(qū)域優(yōu)勢及特點，咸安區(qū)溫泉、竹林資源豐富，且現(xiàn)已開發(fā)形成多個具有地方特色的旅游景點.本次在構(gòu)建評價指標體系時選擇旅游景點，對其進行量化分析，以體現(xiàn)咸安區(qū)獨具特色的旅游景點對土地綜合利用的影響.

2)針對性原則.評價指標體系中的因素因子盡可能直接客觀地反映評價區(qū)域土地級別的高低，如商服中心、離中心城鎮(zhèn)的距離等因子能直接客觀地反映土地利用程度的高低及區(qū)位條件.本次在構(gòu)建評價指標體系時，保證因素因子具有針對性這一原則.

3)現(xiàn)狀與規(guī)劃相結(jié)合的原則.城鎮(zhèn)規(guī)劃對土地的利用程度、方式和類型均能產(chǎn)生非常直觀的影響，為評價結(jié)果更具科學(xué)和較長期的參考價值，研究選取城市規(guī)劃這一因子，從城鎮(zhèn)重點規(guī)劃建設(shè)方面進行分析，綜合評價土地質(zhì)量，最終參考咸安區(qū)自然資源和規(guī)劃局、當(dāng)?shù)赝恋卦u估機構(gòu)及相關(guān)高校的17位專家的意見，確定評價指標體系，見表1.

根據(jù)層析分析法原理，采用特爾斐法，經(jīng)兩輪征詢17位專家的意見構(gòu)建層次矩陣，借助Excel計算各特征向量即權(quán)系數(shù)，然后進行一致性檢驗，一致性比率CR均小于0.1，通過檢驗，得到各指標的權(quán)重(表1).指標權(quán)重值指影響集體建設(shè)用地質(zhì)量評價的重要程度，即所占比例分值，對各評價指標標準化過后的結(jié)果進行加權(quán)求和.權(quán)重值對最終的評價結(jié)果將產(chǎn)生直接的影響.表1中區(qū)位和交通權(quán)重值較高，實際情況表明，優(yōu)質(zhì)集體建設(shè)用地主要體現(xiàn)在良好的區(qū)位和方便的交通，這類地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施完善度高且發(fā)展?jié)摿Υ?，因此?中的權(quán)重符合實際.

表1 集體建設(shè)用地質(zhì)量評價指標及權(quán)重表

3.1.2 指標數(shù)據(jù)的獲取與標準化 根據(jù)影響因子的分布類型和對土地影響方式，將指標分為3類，分別獲取對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)：1)點狀因素：該類因子為點狀分布，對土地質(zhì)量級別的影響既與因子的設(shè)施規(guī)模有關(guān)，又與距因子的相對距離有關(guān).屬于該類型因子的有商服中心、距離中心城鎮(zhèn)的距離、旅游景點、火車站、客運站、高速收費站、中小學(xué)和醫(yī)院.2)線狀因素：該類因子呈線狀分布，對土地級別的影響與點狀因子類似，既與設(shè)施規(guī)模有關(guān)，又與距因子的相對距離有關(guān).屬于該類型因子的有道路等級.3)面狀因素：該類因子呈片狀均勻分布，具有全域覆蓋性質(zhì)，對土地質(zhì)量級別的影響僅與因子指標有關(guān)系.屬于該類型因子的有供水、供電、森林覆蓋率、水域覆蓋率、地形狀況、地質(zhì)狀況、人口密度和重點建設(shè)區(qū)規(guī)劃.

根據(jù)因子屬性收集資料，參考《農(nóng)村集體土地價格評估技術(shù)指引》及《城鎮(zhèn)土地分等定級規(guī)程》等，對各個類型的指標進行處理，計算出各指標的作用半徑[16-17]，利用ArcGIS將其疊加到評價單元.由于指標性質(zhì)不同、量綱不一且值域相差很大，為了能比較并衡量其對集體建設(shè)用地質(zhì)量的影響程度，需要對各指標屬性值進行歸一化處理到[0，1].最后結(jié)合綜合指數(shù)模型對各評價指標的標準化屬性值進行加權(quán)求和，得出16 369個定級單元的質(zhì)量綜合指數(shù)分值，最大值為68.98，最小值為14.40.圖1為部分影響因子作用分值圖.

圖1 部分影響因子作用分值圖

3.2K均值空間聚類

3.2.1K均值分類數(shù)的確定 景觀破碎度表征景觀被分割的破碎程度，為體現(xiàn)集體建設(shè)用地集中連片和破碎化的空間異質(zhì)性，根據(jù)集體建設(shè)用地集中連片的理念，借助景觀破碎度指數(shù)的變化趨勢確定K均值空間聚類的分類數(shù)，確?？臻g聚類結(jié)果的精度和準確度.景觀破碎度指數(shù)公式如下：

Ci=Ni/Ai,

式中：Ci為景觀i的破碎度，Ni為景觀i的斑塊數(shù)，Ai為景觀i的總面積.

破碎度指數(shù)越小表明圖斑聚集度越高.圖2空間聚類分類數(shù)與景觀破碎度的關(guān)系圖，由圖2看出，當(dāng)分為4類時，破碎度指數(shù)最低，隨分類數(shù)增大或減少，破碎度都逐漸增大，即空間聚類分4類時圖斑聚集度最高，集體建設(shè)用地質(zhì)量等級結(jié)果最佳.同時參照《城鎮(zhèn)土地分等定級規(guī)程》和《農(nóng)村集體土地價格評估技術(shù)指引》中小城市土地定級數(shù)目范圍為3 ～ 5，故確定集體建設(shè)用地的分類數(shù)為4類，滿足相關(guān)規(guī)程的同時定級結(jié)果圖斑聚集度最高.

圖2 空間聚類分類數(shù)與景觀破碎度的關(guān)系圖

3.2.2K均值空間聚類結(jié)果 借助ArcGIS的計算幾何獲取集體建設(shè)用地圖斑的中心點x、y坐標，然后與圖斑ID、規(guī)模指數(shù)總分值一同導(dǎo)出，再在SPSS25進行K均值聚類分析，其中空間坐標的權(quán)重(wa)定義為0.3、綜合指數(shù)總分值的權(quán)重(wb)定義為0.7，本次研究是在保證集體建設(shè)用地質(zhì)量的前提下結(jié)合圖斑的聚集度對其進行等級分析，確保以質(zhì)量為本、以高效利用為核心，最后SPSS25結(jié)果顯示迭代次數(shù)Step=44時，所有中心的最大絕對坐標變動為0，實現(xiàn)收斂.得到集體建設(shè)用地圖斑的聚類結(jié)果后，根據(jù)圖斑ID關(guān)鍵字段將類別導(dǎo)回到ArcGIS空間數(shù)據(jù)圖層中，獲取聚類的空間分布圖以及各個聚類的圖斑數(shù).圖3為K均值空間聚類結(jié)果圖.

圖3 K均值空間聚類結(jié)果圖

K均值空間聚類結(jié)果，宏觀上將所有集體建設(shè)用地分成聚集度較高的4類，讓零散無序的集體建設(shè)用地圖斑在確保質(zhì)量相當(dāng)?shù)那疤嵯戮邆湟欢ǖ目臻g規(guī)律，綜合考慮質(zhì)量與區(qū)位兩大因素，為高效合理利用土地奠定基礎(chǔ).

4 結(jié)果分析與討論

4.1 集體建設(shè)用地級別的確定從圖3可以看出，1號聚類地主要分布在城區(qū)中心附近，范圍內(nèi)國有建設(shè)用地較多，經(jīng)濟較發(fā)達，對外交通便利，基礎(chǔ)設(shè)施較完善，土地市場相對較活躍；2號聚類地主要分布在1類地周邊和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心，交通區(qū)位好，環(huán)境質(zhì)量優(yōu)，集體建設(shè)用地流轉(zhuǎn)用于經(jīng)營農(nóng)家樂和民宿的現(xiàn)象較為普遍，有利于鄉(xiāng)村振興，發(fā)展?jié)摿Υ螅?號聚類地主要分布于2類地外圍及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)城鄉(xiāng)結(jié)合部區(qū)域，集體建設(shè)用地分布零星，區(qū)位條件較差，土地資源利用程度不太高；4號聚類地主要分布在3類地的外圍，區(qū)域內(nèi)以農(nóng)用地和未利用土地為主，區(qū)位條件差，發(fā)展?jié)摿Φ?整體分析，1類地到4類地的分布客觀反映從城鎮(zhèn)中心到城鎮(zhèn)邊緣的等級落差，反映土地級別與經(jīng)濟、區(qū)位、交通等社會發(fā)展水平的相關(guān)關(guān)系.K均值空間聚類詳細結(jié)果如表2.

表2 K均值空間聚類結(jié)果表

綜上分析得出，1、2、3、4號聚類的建設(shè)用地質(zhì)量逐漸降低，區(qū)位依次變差，發(fā)展?jié)摿σ来巫兊?；?dāng)空間聚類分4類時，綜合景觀破碎度指數(shù)分最低，為0.84，集體建設(shè)用地聚集度最高，最終確定1、2、3、4號空間聚類的結(jié)果依次為集體建設(shè)用地質(zhì)量的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級.

結(jié)合表2可知，咸安區(qū)集體建設(shè)用地Ⅰ級3 306.20 hm2，占33.07%，占比最大；Ⅱ級2 303.22 hm2，占23.04%，僅次于Ⅰ級地；Ⅲ級2 157.74 hm2，占21.58%，占比最少；Ⅳ級2 230.84 hm2，占22.31%，次于Ⅰ、Ⅱ極地.總體上，咸安區(qū)集體建設(shè)用地以Ⅰ、Ⅱ級地為主，整體質(zhì)量較好，發(fā)展?jié)摿^高.

4.2 質(zhì)量級別結(jié)果檢驗1)基于集體建設(shè)用地綜合指數(shù)分值檢驗.綜合指數(shù)法計算出的各單元質(zhì)量指數(shù)分值范圍為68.98～14.40，最終確定的各級別分值分別為Ⅰ級68.98～47.55、Ⅱ級43.06～33.08、Ⅲ級33.07～25.32、Ⅳ級20.87～14.40，隨級別降低綜合分值呈遞減趨勢，邏輯合理且與集體建設(shè)用地分布的實際狀況符合.

2)基于各級別空間分布檢驗.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級地分別占33.07%、23.04%、21.58%、22.31%，占比合理，分布特點為城鎮(zhèn)中心到城鎮(zhèn)邊緣逐級降低的等級落差，表明結(jié)果符合實際情況.

3)基于景觀破碎度的分析.在集體建設(shè)用地質(zhì)優(yōu)的基礎(chǔ)上考慮空間聚類的因素，通過空間區(qū)位和景觀破碎度修正后的K均值空間聚類分析實現(xiàn)集中，最后結(jié)合空間區(qū)位將其分為4類，此時的景觀破碎度既低于自然間斷法的結(jié)果也低于其他分類數(shù)的破碎度指數(shù)，使各級別的集體建設(shè)用地更為集中分布.

4.3 討論1)本研究從集體建設(shè)用地的空間聚集度和綜合指數(shù)質(zhì)量入手，提出基于綜合指數(shù)和K均值空間聚類評價用地質(zhì)量的新方法，結(jié)合空間區(qū)位和景觀破碎度指數(shù)對K均值空間聚類的重要參數(shù)進行修正，使空間聚類結(jié)果更為優(yōu)化，相比傳統(tǒng)單一的綜合指數(shù)法，評價結(jié)果更具科學(xué)性和可利用性.結(jié)合咸安區(qū)實際情況看，最終結(jié)果與實際實況比較符合，高級別的建設(shè)用地土地市場活躍、流轉(zhuǎn)幾率大；低級別的土地區(qū)位差、分布零散、發(fā)展?jié)摿π?

2)確定集體建設(shè)用地評價的指標是集體建設(shè)用地質(zhì)量評價的核心.習(xí)近平總書記指出，進一步發(fā)揮區(qū)域自身稟賦所形成的比較優(yōu)勢，宜農(nóng)則農(nóng)，宜產(chǎn)則產(chǎn)，宜創(chuàng)則創(chuàng)，形成區(qū)域特色.因此，在進行指標體系構(gòu)建時，要充分考慮區(qū)域特點、因地制宜，對集體建設(shè)用地質(zhì)量進行客觀、科學(xué)的評價，避免片面、人為主觀等因素的影響.

3)集體建設(shè)用地是農(nóng)村土地的主要組成部分，新《土地管理法》允許集體經(jīng)營性建設(shè)用地入市，通過科學(xué)評價后找到集體建設(shè)用地最適宜的使用方式至關(guān)重要，應(yīng)因地制宜，提高人居環(huán)境，走具有中國特色的高質(zhì)量發(fā)展之路.目前農(nóng)用地評價與國有建設(shè)用地評價方法成熟，但集體建設(shè)用地質(zhì)量評價方法缺乏，主要參照國有建設(shè)用地評價方法，隨集體建設(shè)用地入市的逐漸盛行和全國33個農(nóng)村宅基地制度改革試點的探索[18-20]，產(chǎn)生對一套成熟的集體建設(shè)用地評價方法的迫切需求，今后的研究中可以加深對集體建設(shè)用地評價方法的研究.

5 結(jié)論

1)統(tǒng)籌兼顧土地質(zhì)量、區(qū)位條件和景觀破碎度等，耦合綜合指數(shù)法和K均值空間聚類法劃分集體建設(shè)用地質(zhì)量空間差異，實現(xiàn)集中管理，一定程度上避免片面追求集體建設(shè)用地的質(zhì)優(yōu)，達到“優(yōu)質(zhì)集中”的標準，是一種比較理想的評價方法，對今后集體建設(shè)用地的科學(xué)評價和利用管理具有一定的指導(dǎo)作用.

2)實證結(jié)果顯示，咸安區(qū)集體建設(shè)用地質(zhì)量較優(yōu)，以Ⅰ、Ⅱ級為主，約占56.11%，且級別的空間分布呈現(xiàn)從城鎮(zhèn)中心到城鎮(zhèn)邊緣的環(huán)狀規(guī)律，為今后集體建設(shè)用地的科學(xué)管理和高質(zhì)量利用提供參考.

3)在高質(zhì)量發(fā)展觀和鄉(xiāng)村振興等指導(dǎo)思想的背景下，構(gòu)建規(guī)范的集體建設(shè)用地的質(zhì)量評價方法以及入市機制，盤活農(nóng)村土地資產(chǎn)，將是今后的研究重點.