浙江省耕地利用效益及其空间差异性

王建庆，冯秀丽

(宁波大学建筑工程与环境学院，浙江宁波 315211)

浙江省人口众多，耕地资源相对贫乏，2011年浙江省人均耕地面积仅为0.038 hm2，不及全国平均水平 (0.09 hm2)的1/2，人均耕地明显不足。同时，随着工业化和现代化进程的加快，人口不断增长和经济高速发展，使得耕地资源的减少与建设用地扩张间的矛盾日益尖锐［1］。因此，如何集约高效利用耕地，提高耕地集约化程度，妥善处理好耕地资源保护与建设用地扩张之间的矛盾，这一问题已引起各级政府管理部门的高度重视，也成为相关领域专家学者研究的热点。

近年来，关于土地利用效益的研究，主要集中在城市、工业园区、农居点等非农建设用地方面［2］，针对耕地的相关研究相对较少，仅涉及耕地集约利用内涵的界定、配置模式、集约度评价、影响因素分析及对策研究等方面［3－4］。祝小迁等［5－6］分别利用综合指数、聚类分析法和 PSR模型对耕地集约利用变化驱动力进行了研究。安玉娟等［7］以河北省为例利用生产成本分析了耕地集约利用的时间变化规律。李莹等［8］利用系数修正法和综合评分法并结合GIS从县域的角度探索了耕地集约利用评价的新思路，结果表明通过修正系数法来研究耕地集约利用，既能够减少集约利用研究的工作量，又能够加强耕地集约利用研究与集约利用时间工作的衔接度。张琳等［9］对不同经济区位和发展水平下的典型县耕地集约度状况进行了研究，结果表明耕地利用集约度会随着经济的发展而增加。这些探索对实现耕地资源的集约利用都发挥了积极的作用，但缺乏空间观。作者以浙江省为例，在分析耕地集约利用内涵的基础上，结合浙江省特点构建耕地集约利用评价指标体系，并运用权熵法和功效系数法，对浙江省耕地利用效益状况进行综合评价，探索不同准则层下，耕地利用集约度及耕地投入产出与经济及农业发展水平之间的关系。为土地利用管理者提供一定的决策依据，以提高耕地集约利用效益水平。

1 材料与方法

1.1 研究区概况与数据来源

浙江省地处中国东南沿海，长江三角洲南翼，与上海、江苏接壤。陆域面积104 141 km2，其中耕地20 695.13 km2，2011年，总人口4 781.31万人，其中农业从业人口616.76万人，占总人口的12.90%。全省地区生产总值32 318.85亿元，其中第一产业生产总值1 583.04亿元。2011年浙江省农村居民人均纯收入13 071元，高于全国平均水平［10］。

研究所用数据主要来源于《浙江省统计年鉴》(2012)、浙江省土地利用调查数据 (2012)、浙江省国民经济和社会发展统计公报等。

1.2 耕地利用效益评价指标体系建立和方法

1.2.1 评价指标体系的建立

耕地利用效益内涵属经济效益的范畴，包括社会效益和生态效益，即强调耕地利用的综合效益［11］，包括耕地投入、生产成本、耕地自然条件状况和土地利用效率。在耕地利用效益内涵的基础上，结合浙江省耕地利用的特点，选定与浙江省耕地利用效益相关的，包括耕地投入强度、耕地利用程度和耕地产出效益3个指标层在内的9项土地利用效益指标，对浙江省耕地利用效益状况进行评价(表1)。

表1 耕地土地利用效益评价体系

1.2.2 数据的标准化处理

耕地利用综合效益评价属于多因素综合评价，各评价指标来源多样，不同的评价指标单位和量纲不同，因此为了使各评价指标之间具有可比性，首先对评价指标进行标准化处理，标准化处理的计算方法:

式中:Cij为评价指标的标准化值;Xij为评价指标的原始值;i为参评对象个数;j为评价指标个数。

1.2.3 评价指标权重的确定

在耕地利用效益评价指标体系中采用信息熵的方法来确定各评价指标的权重，在信息论中信息熵是表示系统有序程度的度量［12］。信息熵越小表明系统的有序程度越高，对系统评价的重要性越大;信息熵越大则表明系统的无序程度越大，对系统评价的重要性越小。利用信息熵来确定各评价指标的权重是利用原始数据进行数学计算所得，能够有效地避免其他方法所带来的人为主观因素的影响，具有较高的科学性，信息熵P(xj)计算公式:

式中:k为调节系数，k=1/lnm;Cij为第i个参评对象的第j个评价指标标准化值;i为参评对象个数;j为评价指标个数。

通过各评价指标的熵值计算各评价指标的权重，首先计算各参评指标的差异系数。第j项参评指标的差异系数pj:

pj=1－(xj)，j=1，2，… ，n。

则第j项参评指标的权重系数hj:

经计算，浙江省耕地利用效益评价体系指标权重，B1=0.332 2，B2=0.332 8，B3=0.335 0;B11=0.110 3，B12=0.110 4，B13=0.111 5，B21=0.110 3，B22=0.110 1，B23=0.112 4，B31=0.111 2，B32=0.109 6，B33=0.114 2。

1.2.4 评价模型

耕地利用效益的影响因素较多，为了使评价更加合理和增加可操作性，在借鉴城市土地利用效益综合评价方法的基础上［13］，采用修改过的功效系数法进行计算和评价，此方法是将各评价指标进行目标函数转换之后，得出各评价指标的功效，再将各评价指标功效进行加权综合，最终计算出一个总功效系数，以此来评价整个耕地系统的利用效益状况。

设耕地利用系统评价指标变量为Ui(i=1，2，3，…，n)，其值为xi(i=1，2，3，…，n)，ai，bi位系统稳定临界点上指标的上下限。则耕地利用系统指标对系统有序的功效可以表示为:

用线性加权法对每一个参评指标的功效配以权重系数，并进行相加。得到评价对象功效系数:

2 结果与分析

2.1 耕地利用效益区域差异及原因分析

从表2可以看出，2011年浙江省11个评价单元的耕地利用效益总功效系数状况基本属正偏态分布，算数平均值为0.810 2，说明浙江省耕地集约利用效益状况相对较好，但还有一定的提升空间。从耕地利用效益总功效系数来看，区域差异性明显，杭州市总功效系数最高为0.897 9，舟山市总功效系数最低为0.660 4，相差0.237 5。从准则层来看，耕地投入强度最高的是金华市，最低的是湖州市，分别是0.942 8，0.711 7;耕地利用程度最高的是湖州市，最低的是舟山市，分别是0.901 0，0.600 9;耕地产出效益最高的是湖州市，最低的是舟山市，分别是0.914 1，0.643 5。可以看出耕地利用效益受到来自耕地投入强度、耕地利用程度和耕地产出效益这三方面的影响，其评价值的高低与这三方面系数的高低有着密切的关系，但三者之间的变化情况并不一致。

表2 2011年浙江省各市的耕地利用效益功效系数

造成浙江省耕地利用效益水平空间分异的原因，主要有耕地资源的自然地理状况、当地社会经济状况及当地产业发展方向等。自然地理状况特别是地形和气候条件，对耕地利用效益有着较大的影响。与山地丘陵相比，平原地区耕地集中成片，便于规模化经营，同时也利于农业机械化水平的提高。而水热条件则直接影响着耕地资源的光温生产潜力和气候生产潜力，从而影响着区域种植结构。湖州市地滨太湖，是著名的鱼米之乡，水热条件相对较好，耕地资源状况相对良好，因此虽然湖州市耕地投入强度相对较低，但是耕地利用程度和耕地产出效益却相对较高。舟山市属海岛城市，耕地分布较零散，很难形成规模化管理，同时耕地利用类型多为苗木林地，年均产出效益较低，耕地类型多属山间盆地，耕地质量相对较差，因此耕地利用效益总功效系数较低。耕地利用效益体现在社会经济条件上，主要反映在农业劳动力、资金、技术和农业生产习惯等方面。社会经济发展水平较高的城市，耕地利用效益水平也相对较高。现代农业以机械化、规模化、专业化和区域化为特征，已经不仅仅是典型的劳动密集型产业。现代农业市场化和产业化程度不断提升，第一产业人口的增多反而会限制农业生产的规模化经营，从而限制资金和技术的充分投入。杭州和宁波经济发展水平处浙江省前列，但单位耕地面积从业人员却不是最高。因此，耕地资源的利用和塑造程度，应该看各地社会经济要素与耕地资源的组合程度，而不仅仅是单个评价指标的高低。不同地区产业发展方向也在很大程度上影响着耕地利用效益的大小。舟山市由于地理区位和自然环境的影响，主要产业发展方向为渔业、港口和旅游，农业发展相对薄弱，这在一定程度上也影响了耕地利用效益的增加。温州市属于民营经济相对发达的城市，产业主导为工业和金融业，主要产粮区位于沿海平原。城市功能的定位和产业发展方向决定了土地利用方向，因此虽然温州市经济发展水平相对较高，但是耕地利用效益却相对较低。

2.2 耕地利用效益与经济发展水平、农业发展水平之间的关系

从评价体系准则层来看，农业发展水平越高，耕地投入强度和耕地产出效益越高，耕地利用效益水平也越高。通过对不同地区标准化后的地均农业产值和耕地利用效益功效系数进行相关性分析，发现耕地利用效益水平与地区农业发展水平趋势基本吻合 (图1)。相关性分析结果也表明各市耕地利用效益功效指数与地均农业产值标准化值之间呈显著相关关系 (相关系数为0.833＊＊，P＜0.01;线性回归模型为:Y=0.239X+0.069，R2=0.694;Y为耕地利用效益标准化后的值，X为地均农业产值标准化后的值)。

图1 2011年浙江省各市耕地利用效益功效系数与地均农业产值标准化值、人均GDP标准化值之间的关系

从图1来看，经济发展水平与耕地利用效益水平之间的拟合关系不如农业发展水平与耕地利用效益水平之间的拟合关系好，耕地利用效益与人均GDP之间的相关性系数为0.48，并未呈现出较强的相关性。这与前面的分析结果吻合，农业在人均生产总值中的比重较小，由于自然条件及社会经济等原因，各地区经济发展主导产业不同，地区经济发展水平并不能代表农业发展水平。

2.3 耕地利用效益水平与农作物种植结构之间的关系

浙江省耕地利用主要分为种植粮食作物和种植经济作物2种类型，粮食作物主要是谷物、豆类和薯类。经济作物主要是油料、棉花、蔬菜、瓜果、花卉苗木等。通过对耕地利用效益功效系数和经济作物种植面积占总耕地面积的比重这两者之间相关性分析，发现两者呈负相关关系 (相关系数为－0.727*，P＜0.05;线性回归模型为:Y=－0.35X+0.906，R2=0.528;Y为耕地利用效益功效系数，X为经济作物占总面积的比例)。

杜涛等［14］的研究结果指出，经济作物生产成本高于粮食作物，若经济作物在农作物种植结构中所占比重较高，则耕地集约利用水平较高。而本研究结论却与之相反，从图2耕地利用功效系数与经济作物种植面积占耕地面积比重的变化趋势可以看出，经济作物在农作物种植结构中所占比重越低，耕地利用效益越高。在对相关地区进行现场考察研究之后，作者认为这与区域差异性有关，浙江省在全国属经济发达省份，农业所占比重较低。浙江地区农民从商比例较高，虽然部分农民家庭仍有少量耕地，但土地收入已不是家庭主要收入来源，很多耕地主要种植生长期较长的花卉苗木，此种土地利用类型耕地投入相对较少，土地管理较松懈，耕地利用程度相对较低，因此导致耕地利用收益相对较低。同时，部分耕地主要种植油料和蔬菜等，此部分耕地所产农作物主要供自己食用，很少用作商业用途，这类用地也很难形成规模化管理，因此耕地利用效益也相对较低。

图2 2011年浙江省耕地利用功效系数与经济作物种植面积占耕地面积比重的关系

3 小结与讨论

经过建立耕地利用效益评价指标体系，对浙江省耕地利用效益状况进行了定量评价，能够较好地反映浙江省耕地利用效益状况，评价结果显示，浙江省耕地利用效益水平相对较好，但耕地投入强度、耕地利用程度和耕地产出效益对耕地利用效益的贡献率存在一定差异。

浙江省各地耕地利用效益水平空间分异较大，不同地区耕地利用水平有较大的差异性，耕地利用效益最高的杭州市和耕地利用效益最低的舟山市，耕地利用功效系数相差0.237 5。不同地区准则层功效系数也不同。浙江省耕地利用效益水平与农业发展水平高度正相关，与经济发展水平相关性不显著，与经济作物种植面积呈负相关关系。耕地利用效益较低的地区应从提高耕地投入强度和耕地利用程度入手，从而提高全省耕地集约利用水平。

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