蘇麒+劉兆順+李淑杰+劉璐

摘要：通過采用完整、科學(xué)的理論與方法，針對(duì)2000-2013年間長(zhǎng)春市通過土地利用所取得的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)環(huán)境效益進(jìn)行合理的計(jì)算，同時(shí)在二者的耦合度上進(jìn)行為期14年的動(dòng)態(tài)分析。研究表明，長(zhǎng)春市土地利用社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益在2000-2013年間總體處于穩(wěn)步上升狀態(tài)，在2004-2008年間上升幅度較大，生態(tài)環(huán)境效益綜合值在2000-2013年間整體上處于上升狀態(tài)，但演化趨勢(shì)并不穩(wěn)定。長(zhǎng)春市要立足于當(dāng)前建設(shè)用地規(guī)模，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展新型環(huán)?？萍迹哟髮?duì)城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)的投入，提高生態(tài)環(huán)境承載能力。

關(guān)鍵詞：土地利用；社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益；生態(tài)環(huán)境效益；耦合性分析；長(zhǎng)春市

中圖分類號(hào)：F323.24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）20-5393-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.20.057

Abstract： By using a complete， scientific theory and method， this paper calculated the socio-economy benefits and eco-environment benefits of land use in Changchun city， between 2000 and 2013， and made a dynamic coupling analysis between the socio-economy benefits and eco-environment benefits of land use. The results showed that the socio-economy benefits of land use in Changchun city generally being a steady increase state during 2000 to 2013， but which was greatly increased from 2004 to 2008. The eco-environment benefits were rising state in 2000 to 2013， but the evolutionary trend is not stable. Changchun city should adjust the industrial structure based on the current scale of construction land， advance new environmental technology， increase investment in urban ecological and environmental protection， improve the ecological environment carrying capacity.

Key words： land use； socio-economy benefits； eco-environment benefits； coupling analysis； Changchun city

在過去的30多年，改革開放中的中國(guó)飛速發(fā)展，對(duì)國(guó)土資源的不斷開發(fā)和利用，使社會(huì)經(jīng)濟(jì)日新月異發(fā)展，但同時(shí)生態(tài)環(huán)境也為快速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)承擔(dān)了代價(jià)。隨著時(shí)代的進(jìn)步、社會(huì)的不斷發(fā)展和制度的完善，如今一個(gè)城市發(fā)展的好壞不僅僅取決于它所產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也要注重其生態(tài)環(huán)境效益。黨的十八大報(bào)告又一次提出了生態(tài)文明建設(shè)的主題，這預(yù)示著將來(lái)對(duì)于一個(gè)城市的發(fā)展與規(guī)劃中，社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)應(yīng)該放在同等重要的位置上。土地利用所產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益之間存在著復(fù)雜的耦合關(guān)系，如何保持二者之間的和諧是城市土地利用工作的重中之重。分析二者的耦合關(guān)系，尋找合理的平衡點(diǎn)是促進(jìn)城市土地的合理開發(fā)利用、優(yōu)化空間布局的重要途徑。本研究以長(zhǎng)春市土地利用社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)環(huán)境效益之間的耦合關(guān)系為目標(biāo)，構(gòu)建了完整、高效、科學(xué)的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系分析模型，為長(zhǎng)春市土地利用工作提供建議與參考。

1 研究區(qū)域

長(zhǎng)春市幅員遼闊，礦產(chǎn)森林資源豐富，是中國(guó)主要的商品糧產(chǎn)地。截至2013年末，長(zhǎng)春市國(guó)土面積20 593.5 km2，長(zhǎng)春市區(qū)面積為3 583 km2。長(zhǎng)春所在地為北半球中緯度地帶，地處東經(jīng)124°18′-127°02′，北緯43°05′-45°15′，市中心坐落在東經(jīng)125°19′，北緯43°43′[1]。氣候?yàn)橹袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，素有“塞北春城”的贊譽(yù)。

長(zhǎng)春市是中國(guó)東北地區(qū)的工業(yè)基地，在國(guó)家近年來(lái)的大力扶持下，長(zhǎng)春市國(guó)民經(jīng)濟(jì)取得了快速、穩(wěn)定的增長(zhǎng)，綜合實(shí)力顯著提升。2013年長(zhǎng)春市國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)到了5 003.2億元，實(shí)現(xiàn)了可比價(jià)格同比增長(zhǎng)8.3%的高速增長(zhǎng)。在人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值上也完成了66 286元的佳績(jī)，同比增長(zhǎng)8.3%。總體上來(lái)看，城鎮(zhèn)居民以及農(nóng)民的生活質(zhì)量又有顯著的提高，基本上全體達(dá)到了小康水平，城鎮(zhèn)居民的人均可支配收入達(dá)到了26 034元，農(nóng)民人均純收入達(dá)到了10 060元[2-4]。與此同時(shí)，隨著長(zhǎng)春市的不斷發(fā)展，城市邊界的不斷擴(kuò)張，長(zhǎng)春市高架橋項(xiàng)目及地鐵項(xiàng)目的不斷推進(jìn)，大量的農(nóng)用地及城市綠化用地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，昔日綠茵連天、繁花錦簇的城市景色成為長(zhǎng)春人昔日的記憶，人們生活的生態(tài)環(huán)境不斷被侵蝕。土地利用中人地矛盾已經(jīng)成為日益突出的問題，如何協(xié)調(diào)好生態(tài)文明建設(shè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的穩(wěn)定、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，成為長(zhǎng)春市土地利用工作的重要任務(wù)。特別是近年來(lái)長(zhǎng)春市興建高架橋、地鐵，使得原本市區(qū)內(nèi)的街道綠化帶轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，而新的綠化建設(shè)項(xiàng)目還未啟動(dòng)，市區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境不斷惡化，居民的生存環(huán)境質(zhì)量不斷下降。因此，本研究以長(zhǎng)春市為實(shí)證對(duì)象，通過科學(xué)、合理的數(shù)學(xué)模型計(jì)算長(zhǎng)春市土地利用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益綜合值及生態(tài)環(huán)境效益綜合值，構(gòu)建土地利用綜合效益的耦合度模型，分析土地利用耦合度演化曲線，為長(zhǎng)春市土地利用工作提供重要的參考[5-9]。

2 研究方法

2.1 土地利用效益評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

2.1.1 選取評(píng)價(jià)指標(biāo)及確定權(quán)重 對(duì)一個(gè)城市土地利用綜合效益耦合關(guān)系的研究，構(gòu)建科學(xué)、符合評(píng)價(jià)城市實(shí)際的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是至關(guān)重要的，同時(shí)需要合理地確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。本研究根據(jù)長(zhǎng)春市土地利用的現(xiàn)狀及特點(diǎn)，選取了符合長(zhǎng)春市實(shí)際的評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表1），并通過德爾斐法及專家打分，確定相關(guān)指標(biāo)的權(quán)重[10，11]。

2.1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及標(biāo)準(zhǔn)化 本研究所選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)來(lái)源于長(zhǎng)春市統(tǒng)計(jì)年鑒（2000-2013年）、長(zhǎng)春市“十三五”規(guī)劃、中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒（2000-2013年）、長(zhǎng)春市環(huán)境公報(bào)、中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒（2000-2013年）等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)由于單位不一致，在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)需要消除單位以及計(jì)量量級(jí)的不同而產(chǎn)生的誤差，即對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱處理。按照如下公式對(duì)4個(gè)評(píng)價(jià)子系統(tǒng)中的20個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[12]。

x′ij=（xij-ni）÷（Ni-ni）（正向指標(biāo)）（Ni-xij）÷（Ni-ni）（逆向指標(biāo)） （1）

其中，x′ij是指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱處理后的標(biāo)準(zhǔn)化值，xij是評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)際值。i代表第i個(gè)指標(biāo)，i的范圍是1～20；j代表年份，范圍為2000-2013年，相對(duì)應(yīng)的取值范圍為1～14；Ni表示指標(biāo)i的上限；ni表示指標(biāo)i的下限。在上述20個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)中負(fù)向指標(biāo)包括城鎮(zhèn)人口密度、水土流失面積比例以及市區(qū)單位面積工業(yè)廢水排放量；其余17個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)為正向指標(biāo)。

2.2 評(píng)價(jià)模型

2.2.1 土地利用綜合效益評(píng)價(jià) 設(shè)定xi（i=1，2，…，n）為土地利用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的第i個(gè)指標(biāo)；設(shè)定yj（j=1，2，…，m）為土地利用的生態(tài)環(huán)境效益的第j個(gè)指標(biāo)；則土地利用社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益Qi與生態(tài)環(huán)境效益Qj的一般方程如下所示：

其中，xi為社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)價(jià)指標(biāo)；yj為生態(tài)環(huán)境效益的評(píng)價(jià)指標(biāo)；ai為社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重；bj為生態(tài)環(huán)境效益評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。

由前人的研究成果可知，土地利用社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益演化系統(tǒng)以及生態(tài)環(huán)境效益演化系統(tǒng)皆為非線性的系統(tǒng)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)環(huán)境效益之間存在耦合關(guān)系，其系統(tǒng)的變化方程如下：

根據(jù)李雅普諾夫第一近似定理[13]，將上述公式以原點(diǎn)為基準(zhǔn)按照泰勒級(jí)數(shù)依次進(jìn)行展開，并舍棄次方高的項(xiàng)∈（x1，x2，…，xn），將上述方程轉(zhuǎn)化為如下表達(dá)式[14]：

2.2.2 土地利用效益演化方程 由于土地利用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)環(huán)境效益之間存在著復(fù)雜的相互關(guān)系，本研究將二者之間的關(guān)系用復(fù)合系統(tǒng)來(lái)表示，因此這一復(fù)合系統(tǒng)是由社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益所組成的。將該復(fù)合系統(tǒng)以演化方程表示如下：

其中，A方程表示土地利用社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的演化方程，B方程表示土地利用生態(tài)環(huán)境效益的演化方程；由于A與B之間有著較為復(fù)雜的相互關(guān)系，他們之間相互影響。A的任何改變都會(huì)引起B(yǎng)的改變；同理，B的改變也會(huì)導(dǎo)致A的變化；同時(shí)，作為整個(gè)復(fù)合系統(tǒng)構(gòu)成的部分，A與B其中任意一者的改變，都會(huì)影響整個(gè)復(fù)合系統(tǒng)。換句話說(shuō)，A系統(tǒng)與B任意一個(gè)評(píng)價(jià)因素的改變會(huì)作用于整個(gè)復(fù)合系統(tǒng)，表現(xiàn)出這一復(fù)合系統(tǒng)的整體性[15-18]。

土地利用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益系統(tǒng)A及生態(tài)環(huán)境效益系統(tǒng)B在自身指標(biāo)因子以及外界影響因素的共同作用下，系統(tǒng)的演化速度表達(dá)式如下所示：

其中，VA、VB代表的是系統(tǒng)A與系統(tǒng)B的演化速度。由于整個(gè)復(fù)合系統(tǒng)是由A、B兩個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，那么整個(gè)復(fù)合系統(tǒng)的演化速度可以用VA、VB作為變量的函數(shù)來(lái)表示。在研究整個(gè)復(fù)合系統(tǒng)以及系統(tǒng)A與系統(tǒng)B之間的耦合關(guān)系時(shí)，可以通過控制VA、VB兩個(gè)變量來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.2.3 土地利用效益的耦合模型 由于整個(gè)復(fù)合系統(tǒng)的演化速度V是受VA、VB兩個(gè)控制變量影響的，則可以以VA、VB作為變量在由兩個(gè)變量組成的二位系統(tǒng)（VA，VB）中來(lái)分析復(fù)合系統(tǒng)V的演化類型，建立起以VA、VB為坐標(biāo)系，以復(fù)合系統(tǒng)演化速度V為變化軌跡的圖形[19，20]。復(fù)合系統(tǒng)演化速度V與生態(tài)環(huán)境效益演化速度VB之間存在的夾角表示為α，即耦合度，則耦合度的表達(dá)式為：

2.2.4 土地利用效益耦合階段 在由社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益演化速度VA和生態(tài)環(huán)境效益演化速度VB為軸建立起來(lái)的坐標(biāo)系中，依據(jù)上述耦合度α與VA、VB的關(guān)系可知，耦合度的值表示某狀態(tài)下整個(gè)土地利用復(fù)合系統(tǒng)所處的階段。依據(jù)梁紅梅等[16]所構(gòu)建的演化周期，將耦合階段分為低級(jí)共生階段（Ⅰ）、協(xié)調(diào)發(fā)展階段（Ⅱ）、極限發(fā)展階段（Ⅲ）以及再生發(fā)展（Ⅳ）4個(gè)階段[21]（表2）。

3 實(shí)證分析

3.1 土地利用綜合效益計(jì)算

依據(jù)上述公式計(jì)算得到長(zhǎng)春市2000-2013年土地利用社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益綜合值（圖1）、生態(tài)環(huán)境效益綜合值（圖2）。

由圖1、圖2可知，長(zhǎng)春市土地利用社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益在2000-2013年總體處于穩(wěn)步上升狀態(tài)，在2004-2008年上升幅度較大，這一演化趨勢(shì)說(shuō)明長(zhǎng)春市土地利用工作所取得的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益與土地資源的配置較為匹配。這與長(zhǎng)春市作為國(guó)家近年來(lái)大力扶持的復(fù)興老工業(yè)基地的政策有關(guān)。長(zhǎng)春市近年來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展彰顯了作為省會(huì)城市所應(yīng)有的發(fā)展活力。長(zhǎng)春市生態(tài)環(huán)境效益綜合值在2000-2013年間整體上處于上升狀態(tài)，但演化趨勢(shì)并不穩(wěn)定，生態(tài)效益綜合值處于0.25～0.83之間。

3.2 土地利用效益耦合關(guān)系分析

如上所述，土地利用很高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)環(huán)境效益并不是線性的，將二者的演化曲線進(jìn)行線性擬合，得到如下演化方程：

將上述A方程和B方程對(duì)時(shí)間t進(jìn)行求導(dǎo)，得到了如下的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益及生態(tài)環(huán)境效益的演化速度方程：

其中，t的取值范圍為1～14，相對(duì)應(yīng)年份為2000-2013年。

在得到上述土地利用效益的速度演化方程后，代入式（8）即可求出長(zhǎng)春市2000-2013年土地利用社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)環(huán)境效益的耦合度（圖3）。

由長(zhǎng)春市土地利用效益耦合度演化曲線特點(diǎn)可知，長(zhǎng)春市土地利用效益耦合關(guān)系大致可以分為4個(gè)過程。

第一階段為2000-2003年，耦合度變化較為緩慢，耦合度較小，這是因?yàn)樵?003年之前長(zhǎng)春市的土地利用所取得的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益并不十分顯著，長(zhǎng)春市作為全國(guó)有名的綠化城市，其生態(tài)環(huán)境承載空間較大。土地利用所產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益發(fā)展耦合度較低，說(shuō)明二者之間的協(xié)調(diào)程度較低，長(zhǎng)春市的土地資源還有較大的開發(fā)空間。

第二階段為2003-2005年，由圖3可知，這一階段長(zhǎng)春市土地利用效益耦合度處于41°～55°之間，依據(jù)耦合度的定義，此階段長(zhǎng)春市土地利用效益耦合度處于最佳狀態(tài)，土地利用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)環(huán)境效益和諧發(fā)展，整個(gè)復(fù)合系統(tǒng)較為穩(wěn)定，這是由于在2003年國(guó)家推行的東北老工業(yè)基地振興政策使得長(zhǎng)春土地利用社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益得到了快速增長(zhǎng)，促進(jìn)了長(zhǎng)春經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高了土地資源的開發(fā)利用強(qiáng)度。

第三階段為2005-2011年，土地利用效益復(fù)合系統(tǒng)耦合度出現(xiàn)了第二個(gè)快速變化階段，較為合理的耦合度趨于不合理，土地利用效益系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。究其原因是長(zhǎng)春市由2006年開始大范圍建設(shè)快速路，大量城市綠化土地及公共綠地轉(zhuǎn)化為道路用地?？焖俾返呐d建盤活了長(zhǎng)春市的勞動(dòng)力市場(chǎng)，為長(zhǎng)春市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了重要的基礎(chǔ)設(shè)施保障。但與此同時(shí)，長(zhǎng)春市為了建設(shè)快速路及地鐵占用了大量的公共綠地，使得城市的生態(tài)環(huán)境承載能力降低，土地利用效益復(fù)合系統(tǒng)開始偏失，總體的系統(tǒng)協(xié)調(diào)能力下降。

第四階段為2011-2013年，長(zhǎng)春市土地利用效益復(fù)合系統(tǒng)耦合度變化幅度放緩，整個(gè)復(fù)合系統(tǒng)趨于相對(duì)穩(wěn)定。這是由于長(zhǎng)春市快速路修建工程基本結(jié)束，長(zhǎng)春市社會(huì)經(jīng)濟(jì)在振興東北老工業(yè)基地政策和內(nèi)部道路設(shè)施不斷完善的支撐下穩(wěn)步提升，與此同時(shí)也對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作更加重視，不斷加大對(duì)環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目的投入。由于土地利用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的顯現(xiàn)快于對(duì)生態(tài)環(huán)境投入所帶來(lái)的效益，所以在一段時(shí)間內(nèi)，土地利用效益系統(tǒng)還處于平穩(wěn)上升的階段。

4 結(jié)論與建議

本研究通過系統(tǒng)、科學(xué)的理論方法與模型，對(duì)長(zhǎng)春市2000-2013年14年間的土地利用綜合效益的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，長(zhǎng)春市土地利用效益系統(tǒng)在2000-2013年處于相對(duì)和諧的狀態(tài)，長(zhǎng)春市生態(tài)環(huán)境承載能力有效地為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了支撐。近年來(lái)，基于國(guó)家對(duì)東北老工業(yè)基地的扶持，長(zhǎng)春市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展得到快速提升，土地利用的強(qiáng)度不斷加大，然而對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)投入力度不夠。社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展速度大大超過生態(tài)環(huán)境效益的增長(zhǎng)速度，長(zhǎng)此以往會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的不斷惡化。長(zhǎng)春市土地利用綜合效益的復(fù)合系統(tǒng)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)環(huán)境效益耦合度日趨失衡的情況下逐漸變得不穩(wěn)定，如何保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康、持續(xù)的發(fā)展成為了長(zhǎng)春市土地利用的重點(diǎn)問題。自2007年開始，長(zhǎng)春市土地利用復(fù)合系統(tǒng)失衡的速度開始加大，究其原因是長(zhǎng)春市的快速路建設(shè)占用了大量的城市綠地，使得長(zhǎng)春市內(nèi)生態(tài)環(huán)境承載能力逐漸下降。長(zhǎng)春市作為吉林省的省會(huì)城市，承擔(dān)著帶領(lǐng)吉林省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的示范作用。所以長(zhǎng)春市土地利用工作是全省各個(gè)城市所要借鑒的重要參考，在新的發(fā)展時(shí)期，長(zhǎng)春市要在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展下，加大對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的投入力度，力爭(zhēng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)環(huán)境效益達(dá)到最佳耦合度，為將來(lái)的建設(shè)留足發(fā)展的余地，有了生態(tài)環(huán)境的承載，才能使得社會(huì)經(jīng)濟(jì)得以長(zhǎng)足的發(fā)展。為了保障長(zhǎng)春市未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康、穩(wěn)定的發(fā)展，長(zhǎng)春市要立足于當(dāng)前建設(shè)用地規(guī)模，對(duì)城市內(nèi)部建設(shè)用地進(jìn)行潛力挖掘，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，努力發(fā)展新型環(huán)?？萍迹龠M(jìn)企業(yè)向綠色企業(yè)轉(zhuǎn)型。同時(shí)加大對(duì)城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)的投入，改善居民生活環(huán)境，提高生態(tài)環(huán)境承載能力。

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