论文部分内容阅读
摘 要：土地利用社会经济效益与生态环境效益相互影响、相互制约，构成了一个复合的系统。本研究在分析土地利用效益耦合关系的基础上，构建了安徽省土地利用社会经济效益与生态环境效益之间的耦合模型，用动态耦合度阐明二者之间的协调关系和变化态势。结果表明：2005—2014年，安徽省土地利用经济社会效益一直保持居高增长趋势，而生态环境综合效益总体下降，期间略有波动。在这10年间，二者的耦合度总体上升，介于26.91°～54.37°之间，处于协调发展阶段，但两者具有偏离耦合发展的潜在趋势，安徽省土地利用社会经济层面与生态环境层面之间的张力不容轻视。
关键词：土地利用效益；动态耦合关系；协调度；安徽省
基金项目：教育部人文社会科学基金项目（13YJC630220）；国家留学基金资助。
作者简介：张恒义（1982—），男，河南叶县人，博士，硕士生导师，主要从事土地经济与政策分析。
一、引言
土地利用效益问题是土地管理的基本命题[1]。在面对严峻的发展环境的状况下如何提高土地的利用效益，如何让土地利用的社会经济效益与生态环境效益协调，这是学术界和当局关注的焦点问题[2]。综观国内学者对于土地利用效益的研究：一方面，从定性研究的视角来看，李边疆等从理论上分析认为区域土地利用与生态环境之间存在非线性动态耦合关系，并结合复杂系统理论探讨了区域土地利用与生态环境耦合关系的实质[3]。姜仁良在界定土地资源利用与生态环境保护交互耦合内涵的基础上，阐释二者交互耦合发展的驱动因素并揭示二者交互耦合发展的规律[4]。另一方面，从定量研究的角度来看，有的学者提出了土地利用效益是单位面积土地上的投入与消耗在一定时期与空间范围内所产生的各种效益的累加值这一内涵[5]，逐渐认识到土地利用效益评价的重要性，主要是从社会效益、经济效益、生态效益三个方面构建了土地利用效益评价指标体系，并运用协调度模型分析社会经济发展中土地利用综合效益与协调度差异的主要原因[6][7][8][9]；诸多学者运用动态耦合模型分析了不同城市土地利用的社会经济效益与生态环境效益并结合研究结果将土地利用效益划分不同的阶段[10][11][12]；在协调度模型的基础上，葉敏婷等运用层次分析法[13]、王国刚等运用熵值法[14]分别对深圳市各区和环渤海地区的土地利用的空间效益进行测度并将其划分为不同的协调程度。
安徽省作为皖江城市带承接产业转移示范区，由于省会经济圈和皖北城市群“一带一圈一群”等发展战略的实施和推进，新型城镇化进程不断加快，土地利用状况发生了很大变化。对安徽省土地利用综合效益的动态演变进行分析，可以为安徽省在新型城镇化背景下土地资源可持续利用、建设“美丽安徽”提供科学参考。
二、土地利用效益的耦合关系
在物理学上，耦合的具体内涵是指两个或者两个以上的系统或运动通过相互作用而彼此之间影响的现象[15]。这一现象描绘了在某一时期内某一特定系统的要素之间的相互影响的动态关联的关系。土地利用是在人类不断周期性活动干预下，进行土地自然再生产和经济再生产的复杂社会经济过程[16]。
一方面，土地利用可以通过改变地表的性质和状态，来影响生态环境中微观因子的变化等；另一方面，生态环境不仅通过土地自然生态系统为土地利用输送物质与能源，而且也通过生态因子特点，景观结构以及生态系统阈值等性质来约束土地利用程度，限制土地利用的方式[17]。在此过程中，土地利用强度S型演化模式（图1中曲线A）对二者耦合关系的演化起到了极大的调控作用。同时，在此期间也有可能存在土地利用强度超过生态环境容量导致二者关系急剧恶化的短期行为，如图1中曲线B所示[18]。
三、耦合关系模型的应用
1.土地利用综合效益
土地利用综合效益主要包括研究对象的土地利用社会经济效益Z1和生态环境效益Z2，其计算方法为两系统各因子分别乘以其相应的指标权重[19]。计算公式如下：
式（1）、（2）中：xi，yj分别是两个系统的因子；ai，bj分别为各因子的权重。
2.土地利用效益演化方程
依据一般系统理论，土地利用系统的演化方程可以表示为：
式（3）中：A，B分别为受自身与外界影响下土地利用系统与生态环境系统的演化状态；t为年份。A与B相互影响，任一Z1或Z2的变化，都会导致A和B的变化；反之，A和B变化，都会导致Z1或Z2的变化以及整个系统的变化。这说明任一要素的变化都依赖于所有的要素，系统表现为一个整体。
在自身与外界环境的共同影响下，两个系统的演化速度可表示为：
式（4）中：VA，VB分别是两个系统的演化速度，整个系统的演化速度V可以看成是VA和VB的函数，当两个系统协调的时候，说明整体系统也是协调发展的。
3.土地利用效益耦合模型
假设社会经济效益演化的速度是周期性的，则生态环境效益演化速度受社会经济效益的影响也呈现出周期性。在每个周期内，VA和VB的变化引起了V的变化，生态环境系统演化速度没有土地利用系统演化速度迅速，幅值偏小（图2）。
在一个演化周期内，整个系统将经历Ⅰ低级共生： 土地利用强度较小，生态环境容量大，土地利用效益与生态环境效益均不明显；II协调发展：土地利用效益与生态环境效益均明显；Ⅲ极限发展：由于生态环境的破坏与恶化，土地利用效益受到限制，从极限开始下降。两者之间的矛盾日益凸显，最终导致系统瓦解；IV再生发展：土地利用效益与生态环境效益均处于不良状态，旧系统瓦解，新系统产生[20]。
4.构建评价指标体系
为构建合理的评价指标体系，针对安徽省土地利用与生态环境的实际情况，依据上述土地利用效益耦合关系的理解与相关文献[21][22][23][24][25]，本研究初步从社会、经济、生态、环境4个方面选择22个指标建立土地利用效益评价指标体系，如下表。 5.评价指标的无量纲化及权重确定
制定相关的评价标准对评价指标原始数据进行标准化，在下表中正向指标是用“+”来表示的，逆向指标是用“-”来表示的。
土地利用综合效益评价是一个多目标、多层次、多指标的评价过程，由于考虑到各个指标对系统产生的影响会有所不同，为了明确这种差异，需要对建立的评价指标赋予一定的权重。Delphi和AHP多采用专家的主观性评分的方法，人为因素对指标评价影响较大，而熵值法较为客观。在确权时，变异系数法克服熵权法的缺陷，能使评价结果更加客观合理。
6.数据来源
评价指标的原始数据主要来源于《安徽统计年鉴》（2006—2015）和2005—2014年安徽省国民经济与社会发展统计公报以及中国环境统计年鉴（2006—2015），部分指标数据由笔者通过计算所得。
四、安徽省土地利用社会经济效益与生态环境效益的动态耦合关系
1.土地利用社会经济效益与生态环境效益
根据公式（1）、（2）可算得安徽省2005—2014年土地利用社会经济效益综合值与生态环境效益综合值。2005年以来，安徽省土地利用社会经济效益总体呈持续稳步增长状态，其综合效益值介于0.4～0.9之间；生态环境综合效益总体呈现下降趋势，处在一个波动变化状态，幅值较小，其综合效益值介于0.5～0.7之间。
2.土地利用效益的耦合度分析
在2005—2014年期间，安徽省土地利用社会经济效益与生态环境效益的耦合度β一直处于25°～55°之间，即协调发展阶段。
（1）在2005—2008年间，耦合度从26.91°上升至45.58°，表明这一时期土地利用社会经济效益与生态环境效益耦合程度向更好的方向转化。究其主要原因，安徽省在民生工程与社会建设以及城乡基础设施建设与管理方面取得较好成效，人民的生活水平逐步提高，对土地开发与利用的过程中所带来的生态与环境问题加强了治理。
（2）在2009—2014年间，土地利用效益耦合度继续保持逐年上升态势，耦合度从 48.90°上升至54.37°，尽管土地利用社会经济效益与生态环境效益都很明显，但是在这一时期土地利用效益的耦合程度有所降低。由于“861”行動计划等政策不断深入实施，新型工业化与社会事业不断发展进步，开放型经济不断取得成效，使得土地利用社会经济效益迅速上升，生态环境效益发展速度远远落后于土地利用社会经济效益的发展速度。
五、结论与讨论
在分析土地利用社会经济效益与生态环境效益的基础上，用耦合度表明二者之间的协调关系和程度。结果表明：2005—2014年，安徽省土地利用综合效益一直保持居高增长态势，而生态环境综合效益总体下降，期间略有波动。
若只看中土地资源利用的社会经济效益，甚至牺牲生态环境为代价来获取土地利用的短期效益，无疑会加剧两者之间日益紧张的竞争关系。因此，安徽省现阶段以生态质量的持续稳步提高为最高目标，强调生态优先，突出发挥土地资源利用与生态环境保护之间互利互助的合作关系，促进土地资源的可持续利用。
参考文献：
[1]曹堪宏，朱宏伟.基于耦合关系的土地利用效益评价——以广州和深圳为例[J].中国农村经济，2010（8）.
[2][10][19]李边疆，王万茂.区域土地利用与生态环境耦合关系的系统分析[J].干旱区地理，2008（1）：142-148.
[3][17][18]姜仁良.论土地资源利用与生态环境保护的七大协调机制[J].经济纵横，2013（12）：31-35.
[4]彭 建，蒋依依，李正国，等.快速城市化地区土地利用效益评价——以南京市江宁区为例[J].长江流域资源与环境，2005（3）：304-309.
[5]佟香宁，杨钢桥，李美艳.城市土地利用效益综合评价指标体系与评价方法——以武汉市为例[J].华中农业大学学报（社会科学版），2006（4）：53-57.
[6]梁红梅，刘卫东，刘会平，等.深圳市土地利用社会经济效益与生态环境效益的耦合关系研究[J].地理科学，2008（5）：636-641.
[7]叶敏婷，王仰麟，彭 建，等.深圳市土地利用效益变化及其区域分异[J].资源科学，2008（3）：401-408.
[8][21]王国刚，刘彦随，方 方.环渤海地区土地利用效益综合测度及空间分异[J].地理科学进展，2013（4）：649-656.
[9][22]赵宏林，陈东辉.城市化与生态环境之关联耦合性分析——以上海市青浦区为例[J].中国人口·资源与环境，2008（6）：174-177.
[11][19][23]李冠英，张建新，刘培学，等.南京市土地利用效益耦合关系研究[J].地域研究与开发，2012（1）：130-134.
[12][24]Bertalanffy Ludwing Von.General System Theory：Foundations，Development，Applications （Revised Edition）[M].New York：George Beaziller，1968.
[13][25]乔 标，方创琳.城市化与生态环境协调发展的动态耦合模型及其在干旱区的应用[J].生态学报，2005（11）.
[14][20]仇娟东，赵景峰，吴建树.基于耦合关系的中国区域土地利用效益水平的测度[J].中国人口·资源与环境，2012（1）：103-110.
[15]胡 伟，陈松林，吴培中.土地利用与生态环境协调发展综合指标与实证分析——以福州市为例[J].亚热带水土保持，2012（1）：20-25.
[16]马艳霞，刘学录，黄建洲.土地评价方法对指标权重的影响——以兰州市永登县和皋兰县为例[J].湖南农业科学，2010（8）.
关键词：土地利用效益；动态耦合关系；协调度；安徽省
基金项目：教育部人文社会科学基金项目（13YJC630220）；国家留学基金资助。
作者简介：张恒义（1982—），男，河南叶县人，博士，硕士生导师，主要从事土地经济与政策分析。
一、引言
土地利用效益问题是土地管理的基本命题[1]。在面对严峻的发展环境的状况下如何提高土地的利用效益，如何让土地利用的社会经济效益与生态环境效益协调，这是学术界和当局关注的焦点问题[2]。综观国内学者对于土地利用效益的研究：一方面，从定性研究的视角来看，李边疆等从理论上分析认为区域土地利用与生态环境之间存在非线性动态耦合关系，并结合复杂系统理论探讨了区域土地利用与生态环境耦合关系的实质[3]。姜仁良在界定土地资源利用与生态环境保护交互耦合内涵的基础上，阐释二者交互耦合发展的驱动因素并揭示二者交互耦合发展的规律[4]。另一方面，从定量研究的角度来看，有的学者提出了土地利用效益是单位面积土地上的投入与消耗在一定时期与空间范围内所产生的各种效益的累加值这一内涵[5]，逐渐认识到土地利用效益评价的重要性，主要是从社会效益、经济效益、生态效益三个方面构建了土地利用效益评价指标体系，并运用协调度模型分析社会经济发展中土地利用综合效益与协调度差异的主要原因[6][7][8][9]；诸多学者运用动态耦合模型分析了不同城市土地利用的社会经济效益与生态环境效益并结合研究结果将土地利用效益划分不同的阶段[10][11][12]；在协调度模型的基础上，葉敏婷等运用层次分析法[13]、王国刚等运用熵值法[14]分别对深圳市各区和环渤海地区的土地利用的空间效益进行测度并将其划分为不同的协调程度。
安徽省作为皖江城市带承接产业转移示范区，由于省会经济圈和皖北城市群“一带一圈一群”等发展战略的实施和推进，新型城镇化进程不断加快，土地利用状况发生了很大变化。对安徽省土地利用综合效益的动态演变进行分析，可以为安徽省在新型城镇化背景下土地资源可持续利用、建设“美丽安徽”提供科学参考。
二、土地利用效益的耦合关系
在物理学上，耦合的具体内涵是指两个或者两个以上的系统或运动通过相互作用而彼此之间影响的现象[15]。这一现象描绘了在某一时期内某一特定系统的要素之间的相互影响的动态关联的关系。土地利用是在人类不断周期性活动干预下，进行土地自然再生产和经济再生产的复杂社会经济过程[16]。
一方面，土地利用可以通过改变地表的性质和状态，来影响生态环境中微观因子的变化等；另一方面，生态环境不仅通过土地自然生态系统为土地利用输送物质与能源，而且也通过生态因子特点，景观结构以及生态系统阈值等性质来约束土地利用程度，限制土地利用的方式[17]。在此过程中，土地利用强度S型演化模式（图1中曲线A）对二者耦合关系的演化起到了极大的调控作用。同时，在此期间也有可能存在土地利用强度超过生态环境容量导致二者关系急剧恶化的短期行为，如图1中曲线B所示[18]。
三、耦合关系模型的应用
1.土地利用综合效益
土地利用综合效益主要包括研究对象的土地利用社会经济效益Z1和生态环境效益Z2，其计算方法为两系统各因子分别乘以其相应的指标权重[19]。计算公式如下：
式（1）、（2）中：xi，yj分别是两个系统的因子；ai，bj分别为各因子的权重。
2.土地利用效益演化方程
依据一般系统理论，土地利用系统的演化方程可以表示为：
式（3）中：A，B分别为受自身与外界影响下土地利用系统与生态环境系统的演化状态；t为年份。A与B相互影响，任一Z1或Z2的变化，都会导致A和B的变化；反之，A和B变化，都会导致Z1或Z2的变化以及整个系统的变化。这说明任一要素的变化都依赖于所有的要素，系统表现为一个整体。
在自身与外界环境的共同影响下，两个系统的演化速度可表示为：
式（4）中：VA，VB分别是两个系统的演化速度，整个系统的演化速度V可以看成是VA和VB的函数，当两个系统协调的时候，说明整体系统也是协调发展的。
3.土地利用效益耦合模型
假设社会经济效益演化的速度是周期性的，则生态环境效益演化速度受社会经济效益的影响也呈现出周期性。在每个周期内，VA和VB的变化引起了V的变化，生态环境系统演化速度没有土地利用系统演化速度迅速，幅值偏小（图2）。
在一个演化周期内，整个系统将经历Ⅰ低级共生： 土地利用强度较小，生态环境容量大，土地利用效益与生态环境效益均不明显；II协调发展：土地利用效益与生态环境效益均明显；Ⅲ极限发展：由于生态环境的破坏与恶化，土地利用效益受到限制，从极限开始下降。两者之间的矛盾日益凸显，最终导致系统瓦解；IV再生发展：土地利用效益与生态环境效益均处于不良状态，旧系统瓦解，新系统产生[20]。
4.构建评价指标体系
为构建合理的评价指标体系，针对安徽省土地利用与生态环境的实际情况，依据上述土地利用效益耦合关系的理解与相关文献[21][22][23][24][25]，本研究初步从社会、经济、生态、环境4个方面选择22个指标建立土地利用效益评价指标体系，如下表。 5.评价指标的无量纲化及权重确定
制定相关的评价标准对评价指标原始数据进行标准化，在下表中正向指标是用“+”来表示的，逆向指标是用“-”来表示的。
土地利用综合效益评价是一个多目标、多层次、多指标的评价过程，由于考虑到各个指标对系统产生的影响会有所不同，为了明确这种差异，需要对建立的评价指标赋予一定的权重。Delphi和AHP多采用专家的主观性评分的方法，人为因素对指标评价影响较大，而熵值法较为客观。在确权时，变异系数法克服熵权法的缺陷，能使评价结果更加客观合理。
6.数据来源
评价指标的原始数据主要来源于《安徽统计年鉴》（2006—2015）和2005—2014年安徽省国民经济与社会发展统计公报以及中国环境统计年鉴（2006—2015），部分指标数据由笔者通过计算所得。
四、安徽省土地利用社会经济效益与生态环境效益的动态耦合关系
1.土地利用社会经济效益与生态环境效益
根据公式（1）、（2）可算得安徽省2005—2014年土地利用社会经济效益综合值与生态环境效益综合值。2005年以来，安徽省土地利用社会经济效益总体呈持续稳步增长状态，其综合效益值介于0.4～0.9之间；生态环境综合效益总体呈现下降趋势，处在一个波动变化状态，幅值较小，其综合效益值介于0.5～0.7之间。
2.土地利用效益的耦合度分析
在2005—2014年期间，安徽省土地利用社会经济效益与生态环境效益的耦合度β一直处于25°～55°之间，即协调发展阶段。
（1）在2005—2008年间，耦合度从26.91°上升至45.58°，表明这一时期土地利用社会经济效益与生态环境效益耦合程度向更好的方向转化。究其主要原因，安徽省在民生工程与社会建设以及城乡基础设施建设与管理方面取得较好成效，人民的生活水平逐步提高，对土地开发与利用的过程中所带来的生态与环境问题加强了治理。
（2）在2009—2014年间，土地利用效益耦合度继续保持逐年上升态势，耦合度从 48.90°上升至54.37°，尽管土地利用社会经济效益与生态环境效益都很明显，但是在这一时期土地利用效益的耦合程度有所降低。由于“861”行動计划等政策不断深入实施，新型工业化与社会事业不断发展进步，开放型经济不断取得成效，使得土地利用社会经济效益迅速上升，生态环境效益发展速度远远落后于土地利用社会经济效益的发展速度。
五、结论与讨论
在分析土地利用社会经济效益与生态环境效益的基础上，用耦合度表明二者之间的协调关系和程度。结果表明：2005—2014年，安徽省土地利用综合效益一直保持居高增长态势，而生态环境综合效益总体下降，期间略有波动。
若只看中土地资源利用的社会经济效益，甚至牺牲生态环境为代价来获取土地利用的短期效益，无疑会加剧两者之间日益紧张的竞争关系。因此，安徽省现阶段以生态质量的持续稳步提高为最高目标，强调生态优先，突出发挥土地资源利用与生态环境保护之间互利互助的合作关系，促进土地资源的可持续利用。
参考文献：
[1]曹堪宏，朱宏伟.基于耦合关系的土地利用效益评价——以广州和深圳为例[J].中国农村经济，2010（8）.
[2][10][19]李边疆，王万茂.区域土地利用与生态环境耦合关系的系统分析[J].干旱区地理，2008（1）：142-148.
[3][17][18]姜仁良.论土地资源利用与生态环境保护的七大协调机制[J].经济纵横，2013（12）：31-35.
[4]彭 建，蒋依依，李正国，等.快速城市化地区土地利用效益评价——以南京市江宁区为例[J].长江流域资源与环境，2005（3）：304-309.
[5]佟香宁，杨钢桥，李美艳.城市土地利用效益综合评价指标体系与评价方法——以武汉市为例[J].华中农业大学学报（社会科学版），2006（4）：53-57.
[6]梁红梅，刘卫东，刘会平，等.深圳市土地利用社会经济效益与生态环境效益的耦合关系研究[J].地理科学，2008（5）：636-641.
[7]叶敏婷，王仰麟，彭 建，等.深圳市土地利用效益变化及其区域分异[J].资源科学，2008（3）：401-408.
[8][21]王国刚，刘彦随，方 方.环渤海地区土地利用效益综合测度及空间分异[J].地理科学进展，2013（4）：649-656.
[9][22]赵宏林，陈东辉.城市化与生态环境之关联耦合性分析——以上海市青浦区为例[J].中国人口·资源与环境，2008（6）：174-177.
[11][19][23]李冠英，张建新，刘培学，等.南京市土地利用效益耦合关系研究[J].地域研究与开发，2012（1）：130-134.
[12][24]Bertalanffy Ludwing Von.General System Theory：Foundations，Development，Applications （Revised Edition）[M].New York：George Beaziller，1968.
[13][25]乔 标，方创琳.城市化与生态环境协调发展的动态耦合模型及其在干旱区的应用[J].生态学报，2005（11）.
[14][20]仇娟东，赵景峰，吴建树.基于耦合关系的中国区域土地利用效益水平的测度[J].中国人口·资源与环境，2012（1）：103-110.
[15]胡 伟，陈松林，吴培中.土地利用与生态环境协调发展综合指标与实证分析——以福州市为例[J].亚热带水土保持，2012（1）：20-25.
[16]马艳霞，刘学录，黄建洲.土地评价方法对指标权重的影响——以兰州市永登县和皋兰县为例[J].湖南农业科学，2010（8）.