楊樂 王菲
摘要 科學評估土地整治綜合效益對于提高土地利用效率、改善農(nóng)村居民生產(chǎn)生活質(zhì)量以及進一步落實鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略具有重要意義。以半干旱生態(tài)脆弱區(qū)永昌縣為例,采用熵權(quán)法和模糊綜合評價法對其進行土地整治綜合效益評價。結(jié)果表明:構(gòu)建的模型可以準確體現(xiàn)各準則層指標的空間分布特征;整體土地整治綜合效益評價中,綜合效益等級為“優(yōu)”,土地整治中生態(tài)效益對整體的提升作用最大。構(gòu)建的土地整治綜合評價體系可對研究區(qū)低效用地的整理整治,提升耕地質(zhì)量,優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)與布局提供借鑒。
關(guān)鍵詞 GIS;土地整治效益評價;熵權(quán)法;模糊綜合評價法
中圖分類號 F205 ?文獻標識碼 A
文章編號 0517-6611(2024)10-0190-05
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.10.043
Comprehensive Benefit Evaluation of Land Consolidation in Semi-arid Ecologically Fragile Area Based on GIS
YANG Le1,WANG Fei2
(1.Jinan Geotechnical Investigation and Surveying Institute,Jinan,Shandong 250101;2.Shandong Guanghe Geographic Information Technology Co.,Ltd.,Jinan,Shandong? 250014)
Abstract Scientific evaluation of the comprehensive benefits of land consolidation is of great significance for improving the efficiency of land use,improving the production and living quality of rural residents,and further implementing the rural revitalization strategy.Taking Yongchang County in semi-arid ecological fragile area as an example,entropy weight method and fuzzy comprehensive evaluation method were used to evaluate the comprehensive benefits of land consolidation.The results showed that the model could accurately reflect the spatial distribution characteristics of each criterion layer index.In the comprehensive benefit evaluation of land consolidation,the comprehensive benefit grade was “excellent”,the ecological benefit had the greatest effect on the overall improvement of land consolidation.The comprehensive evaluation system of land consolidation established in this paper could provide references for the consolidation and improvement of low-efficiency land in the study area,improving the quality of cultivated land,and optimizing the structure and layout of land use.
Key words GIS;Land consolidation benefit evaluation;Entropy weight method;Fuzzy comprehensive evaluation method
作者簡介 楊樂(1986—),男,湖北孝感人,工程師,碩士,從事國土整治與土地修復(fù)、自然資源調(diào)查監(jiān)測的應(yīng)用研究。
收稿日期 2023-07-05
土地整治是進行土地資源優(yōu)化,有效鞏固落實耕地保護、促進農(nóng)業(yè)發(fā)展、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)、優(yōu)化生態(tài)環(huán)境等政策的關(guān)鍵手段[1]。近年來,土地供需矛盾這一問題變得更加嚴峻。為解決鄉(xiāng)村土地存在的“耕地破碎化、利用效率低、生態(tài)環(huán)境惡化”等問題,自2019年國務(wù)院出臺《關(guān)于開展全域土地綜合整治試點工作的通知》后,各省便開始部署土地整治試點區(qū)域工作[2]。2020—2022年的中央一號文件提出開展鄉(xiāng)村土地綜合整治試點,優(yōu)化農(nóng)村生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間布局的要求;《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃》也對土地綜合整治提出了戰(zhàn)略性和全局性的要求[3]。因此,開展土地綜合整治是新時期貫徹國家發(fā)展戰(zhàn)略的新要求對于開展鄉(xiāng)村土地綜合整治,優(yōu)化農(nóng)村“三生”空間布局具有全局性的意義。
土地整治綜合效益評價是開展土地整治的理論與實踐相結(jié)合的重要內(nèi)容[4]。為有效開展土地整治綜合效益評價的量化分析,國內(nèi)外學者從評價體系建設(shè)和評價模型構(gòu)建2個方面進行了研究。通過文獻查閱,評價體系建設(shè)方面常用的方法有層次分析法[5]、組合賦值法[6]、特爾斐法[7]、三角模糊數(shù)法[8];評價模型構(gòu)建方面常用的方法有模糊綜合評價法[9-11]、熵權(quán)可拓物元模型[12]、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法[13]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[14]、灰色關(guān)聯(lián)投影法[15]等。傳統(tǒng)的土地整治綜合效益評價是從社會效益、經(jīng)濟效益、生態(tài)效益3個方面分析,難以全面反映項目綜合目標,且現(xiàn)有研究對景觀效益指標產(chǎn)生的影響關(guān)注較少。筆者以甘肅省永昌縣為例,綜合已有資料,通過加入景觀效益指標,采用熵權(quán)法確定各指標的權(quán)重,運用模糊綜合評價法進行土地整治綜合效益評價,旨在為識別土地整治項目的重點以及為類似區(qū)域開展土地整治綜合效益評價提供參考。
1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源
1.1 研究區(qū)概況
永昌縣(101°04′~102°43′E,37°47′~38°39′N)位于甘肅省金昌市,東鄰武威、北接金川、西迎山丹、南與肅南接壤,地處石羊河流域,屬于典型的半干旱生態(tài)脆弱區(qū)。全縣下轄10個鄉(xiāng)鎮(zhèn),總面積7 439.27 km2;年日照時數(shù)2 873.4 h,年最高氣溫32.0 ℃,年最低氣溫-26.2 ℃,年平均氣溫6.3 ℃,無霜期178 d,年降水量361.5 mm;海拔1 327~4 442 m,地勢走向為西南高、東北低;耕地總面積45.09萬hm2,主要種植作物為小麥、青稞等。
1.2 數(shù)據(jù)來源
研究所用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于2015和2020年永昌縣統(tǒng)計年鑒及相關(guān)政府公報;景觀效益指標來源于永昌縣第二次土地利用數(shù)據(jù)及其變更數(shù)據(jù),利用GIS、Fragstats軟件進行計算。
1.3 指標體系的構(gòu)建
科學構(gòu)建土地整治綜合效益評價體系是客觀評價土地整治效益的關(guān)鍵[16]。參考魯勝晗等[5]在土地整治綜合效益評價時的指標體系,依據(jù)科學性、綜合性、層次性等基本原則,結(jié)合永昌縣自然資源利用、社會經(jīng)濟發(fā)展及人口密度等狀況,將土地整治指標分為3個層次[17-18]。其中,目標層為永昌縣土地整治綜合效益;準則層為經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益、景觀效益4個指標;指標層選取農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值等16個指標,構(gòu)建綜合效益評價指標體系,具體見表1。永昌縣各評價指標的變化如圖1所示。
2 研究方法
2.1 熵權(quán)法確定評價指標權(quán)重
在多指標量化綜合評價中,確定各指標的權(quán)重尤為重要。熵權(quán)法是一種綜合性評價的客觀賦權(quán)方法[19]。傳統(tǒng)信息論中,熵權(quán)法能夠根據(jù)各指標的變化程度,利用信息熵計算各指標的熵權(quán)。熵值越大,表明該類指標的評價能夠提供更多的信息,權(quán)重也越大;熵值越小,則不能提供較多的信息,權(quán)重也越小[20]。該研究利用熵權(quán)法對各指標進行權(quán)重確定,用以提高土地整治綜合效益評價的科學性。
3.2.2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地整治綜合效益時空特征分析。
以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位,采用模糊綜合評價法計算各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地整治的經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益、景觀效益和綜合效益,得到各項指標權(quán)益值(表3)。為分析各鄉(xiāng)鎮(zhèn)效益評價的空間差異性,利用GIS軟件中插值分析并根據(jù)自然斷點法對各效益指標進行分類,得到準則層及綜合效益評價的空間分布圖(圖2)。
從圖2可以看出,經(jīng)濟效益最高的是新城子鎮(zhèn)(0.322 3),最低的是城關(guān)鎮(zhèn)(0.111 5),各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的經(jīng)濟效益空間分布特征表現(xiàn)為西部高、東部低。從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的經(jīng)濟效益值來看,經(jīng)濟效益較高的原因與農(nóng)民人均可支配收入、農(nóng)作物單價提高有關(guān);社會效益最高的是紅山窯鎮(zhèn)(0.694 0),最低的是城關(guān)鎮(zhèn)(0.011 7),各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的社會效益空間分布特征表現(xiàn)為西部高、東部低,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)社會效益的差異是由于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)常住人口變動較大、農(nóng)業(yè)增加值大幅度提升所致;生態(tài)效益最高的是水源鎮(zhèn)(0.745 7),最低的是紅山窯鎮(zhèn)(0.469 9),各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)效益空間分布特征表現(xiàn)為東部高、西部低。造成生態(tài)效益差異的原因是這些區(qū)域的耕地面積較高,另外緊鄰縣城區(qū)域注重科技助農(nóng),使得水源鎮(zhèn)等地生態(tài)效益較好;景觀效益最高的是東寨鎮(zhèn)(0.387 2),最低的是紅山窯鎮(zhèn)(0.032 9),空間分布特征表現(xiàn)為中部高、兩端低。2015和2020年東寨鎮(zhèn)、六壩鎮(zhèn)和水源鎮(zhèn)的斑塊密度、平均斑塊面積、斑塊形狀指數(shù)較高,說明該地區(qū)的用地類型比較單一且趨于集中化;綜合效益最高的是水源鎮(zhèn)(0.394 6),最低的是河西堡鎮(zhèn)(0.236 8),空間分布特征表現(xiàn)為兩端高、中部低。水源鎮(zhèn)是永昌縣綜合效益最高的鄉(xiāng)鎮(zhèn),原因是該鎮(zhèn)耕地面積大,光熱資源較為豐富,隨著金武、永民、河清公路及金武高速的貫通,全鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)增加值達到3.54億元,農(nóng)民人均可支配收入達到19 034元,社會事業(yè)及民生保障的有效落實使得該鎮(zhèn)綜合效益位列全縣第一名。
3.2.3 整體土地整治綜合效益評價分析。
依據(jù)研究方法,得到永昌縣土地整治綜合效益評價結(jié)果,如圖3所示。由圖3可知,經(jīng)濟效益值為0.197 5,等級“一般”,原因是農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值雖整體有所增加,但各鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的差異不斷加大,比如南壩鄉(xiāng)產(chǎn)值為5 647.31萬元,朱王堡鎮(zhèn)產(chǎn)值達95 007.19萬元。由此可見,整治為研究區(qū)整體經(jīng)濟效益帶來了巨大提升,但同樣加劇了各鄉(xiāng)鎮(zhèn)間經(jīng)濟效益差異增大,因此應(yīng)當在保障經(jīng)濟效益提升的同時統(tǒng)籌全局,使得均衡化發(fā)展。社會效益值為0.379 4,等級“良”,通過對耕地進行整治,耕地面積新增近30 hm2,畜產(chǎn)品產(chǎn)量增加1萬t,農(nóng)業(yè)產(chǎn)值增加8億元,但常住人口下降了6萬,人均收入的增加使得社會效益等級達到“良”,但常住人口數(shù)量下降,說明人員流動性加大,對于提高人民生活幸福感的作用不大。生態(tài)效益值為0.606 7,等級“良”,表明土地整治后永昌縣生態(tài)效益較好,對綜合效益的影響最大。由于有效灌溉面積大幅度提高,土地墾殖率提高3.9%,耕地復(fù)種指數(shù)下降2.691,表明土地整治能夠提高耕地利用效率以及抵抗自然災(zāi)害,但是在土地整治期間存在因?qū)Ω?、生態(tài)環(huán)境的保護意識不高而造成破壞的現(xiàn)象。景觀效益值為0.170 7,等級“一般”,依據(jù)土地利用數(shù)據(jù)對永昌縣各類用地類型進行計算,平均斑塊面積增加2.3%,斑塊密度下降11.44%,斑塊形狀指數(shù)減少3.5%,表明耕地逐漸由破碎化趨向集中化。根據(jù)實際用地類型面積對比,耕地與其他類型相結(jié)合導(dǎo)致景觀效益有所增加,但變化幅度較小,使得景觀效益等級處于“一般”等級。永昌縣整體土地整治綜合效益值為0.380 1,依據(jù)隸屬度分級標準,研究區(qū)綜合效益等級為“優(yōu)”,各單項準則層效益指標差異較大,需要提高土地利用效率、開展土地整治。
4 結(jié)論
該研究從經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益、景觀效益4個方面選取16個指標構(gòu)建土地整治綜合效益評價體系,通過熵權(quán)法確定各評價因子的權(quán)重,采用模糊綜合評價法對土地整治綜合效益進行評價,得出如下結(jié)論:
(1)在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地整治綜合效益評價中,經(jīng)濟效益最高的是新城子鎮(zhèn),最低的是城關(guān)鎮(zhèn),空間分布特征表現(xiàn)為西部高、東部低;社會效益最高的是紅山窯鎮(zhèn),最低的是城關(guān)鎮(zhèn),空間
分布特征與經(jīng)濟效益相一致;生態(tài)效益最高的是水源鎮(zhèn),最低的是紅山窯鎮(zhèn),空間分布特征表現(xiàn)與經(jīng)濟效益、社會效益相反,表現(xiàn)為東部高、西部低;景觀效益最高的是東寨鎮(zhèn),最低的是紅山窯鎮(zhèn),空間分布特征表現(xiàn)為中部高、兩端低;綜合效益最高的是水源鎮(zhèn),最低的是河西堡鎮(zhèn),空間分布特征為兩端高、中部低。
(2)整體土地整治綜合效益評價中,4項準則層效益評價為“2個一般、2個良”,土地整治中生態(tài)效益對整體的提升作用最大,其次為社會效益和生態(tài)效益,而景觀效益的提升作用相對較小。研究區(qū)綜合效益等級為“優(yōu)”,各準則層效益指標差異較大。
(3)該研究建立的土地整治綜合評價體系,可為研究區(qū)低效用地的整理整治,增加耕地面積,提升耕地質(zhì)量,優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)與布局提供借鑒。
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