基于TOPSIS法的长三角城市群土地利用效益评价

赵浩楠, 赵映慧, 宁 静, 宫田田, 孙子翔

(1.同济大学 测绘与地理信息学院, 上海 200092; 2.东北农业大学 公共管理与法学院, 哈尔滨 150038; 3.华中师范大学 城市与环境科学学院, 武汉 430079)

土地是我们人类生存和发展最基本的物质基础[1]。在长期利用土地的过程中，存在着诸多问题，如土地粗放式经营与过度利用并存，土地短缺与土地浪费兼有等，导致土地利用效益的降低[2-3]。随着新型城镇化的快速推进，土地利用经济、社会、生态效益严重失衡，土地问题更加突出。在中国人多地少的国情背景下，提高土地利用效益会促进区域的可持续发展，也符合国土空间利用的总体要求和生态文明建设[4-5]。因此，如何均衡土地利用的经济、社会、生态效益以及提高土地利用的效益已成为科学研究及政府战略决策的热点。有关土地利用效益评价的国内外研究十分丰富，国外对土地利用效益评价的研究起步早于国内。从研究内容来看，早期国外更侧重于农业土地的研究[6-7]，而现阶段国内外对各种类型的土地均进行了大量研究，包括工业用地、建设用地、山地、耕地等[8-11]。研究方向由早期单一的土地利用经济效益向土地利用综合效益转变[12-14]，1994年世界可持续发展商务委员会提出“生态效率”一词后，土地利用综合效益的研究便在世界范围展开[15]。研究方法呈多样性和综合化，主要包括熵权法[16-17]、因子分析法[18-19]、TOPSIS法[20-21]、DEA法等[22-23]，通过计算不同指标所占权重求得土地利用效益，探究不同影响因子对土地利用效益的贡献程度。整体来看，以往研究对象普遍是城市、流域及省域，鲜有对城市群尺度土地利用效益的研究[24]；研究时间多为近期或者某一时间段，对重大时间节点前后的研究关注不足，本研究对比“十八大”前后长三角城市群土地利用效益的变化情况；此外，学者多基于横向时间尺度研究，对于土地利用效益的空间研究偏少。

长三角城市群是我国城市群发展的核心[25-27]，2010年长三角城市群确立战略地位，2016年提出将长三角城市群打造为世界级城市群，2018年长江三角洲区域一体化发展上升为国家战略。实施长三角一体化发展战略要紧扣“高质量”关键词，而土地资源的高效利用是“高质量”的重要体现。本文对长三角城市群进行土地利用效益评价，分析2008—2016年长三角城市群26个地级市土地利用效益的时空变化。此研究为土地资源优化配置和区域可持续发展提供参考借鉴，同时为提高长三角城市群土地利用整体竞争力、制定土地利用可持续发展政策提出针对性建议。

1 研究区概况

长三角城市群位于长江中下游平原，包括上海(直辖市)、浙江、江苏、安徽四省的26个地级市。其国土面积为21.17万km2，占全国2.2%的土地面积。根据统计数据，2017年长三角城市群生产总值达16.52万亿元，超过全国经济总量的1/5，三次产业结构调整为 3.2∶43.4∶53.4；社会消费品零售总额达6.39万亿元，超过全国社会消费品零售总额的1/6。2016年《长江三角洲城市群发展规划》提出将长三角城市群全面建成具有影响力的世界级城市群，2020年长江三角洲区域一体化发展上升为国家战略。作为我国城市群发展的核心力量，城市建设如火如荼，但其发展过程中出现了土地利用结构不合理、土地利用效益低下等问题，制约了其可持续发展。在“促进生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”的国土空间利用总体要求下，提高土地资源的利用效益是重中之重。因此，本文以长三角城市群为研究区，探究长三角城市群土地利用效益的变化情况。

2 数据来源与评价方法

2.1 数据来源与评价指标体系构建

本文选择长三角城市群的26个地级市为评价对象，根据已有的研究以及长三角城市群的实际情况，基于科学性、综合性及因地制宜原则，构建长三角城市群土地利用效益评价指标体系，准则层包括经济、生态、社会及综合效益四部分。评价年份为2008年、2012年、2016年3个年份。

土地利用的经济产出主要表现为国内生产总值、固定资产投入、财政收入指标。土地利用产生的社会效益直接改变居民的生活质量，“人均城市道路面积”表示城市建成环境的变化；“人均社会消费品零售额”、“人均城乡居民储蓄存款余额”、“农村人均纯收入”表示城乡居民生活质量；“人口密度”表示城市土地承载人口的变化情况。土地利用产生的生态效益一方面是土地本身转换对自然生态环境带来的积极影响，包括“建成区绿化覆盖率”、“森林覆盖率”及“人均公园绿地面积”指标；另一方面是土地利用活动对自然生态环境的不利产出，包括固体废物、工业废水及工业二氧化硫排放(表1)。

表1 长三角城市群土地利用效益评价指标体系

土地利用效益指标体系中的各指标数据主要来源于2008年、2012年、2016年《中国城市统计年鉴》、《江苏省统计年鉴》、《安徽省统计年鉴》、《浙江省统计年鉴》、《上海市统计年鉴》以及各地级市统计年鉴、经济社会统计公报和生态环境局官网。

2.2 评价方法

2.2.1 变异系数法 指标权重的确定分为主观赋权法、客观赋权法及主客观赋权法3类。客观赋权法不依赖于人的主观判断，而是通过数据的关系得出权重大小。本文选择客观赋权法的变异系数法。

首先进行指标无量纲化处理，本文采取极差标准化法进行无量纲化处理，计算公式为：

(1)

(2)

式中:xij为指标的实际值；yij为指标的标准化值；i为评价对象；j为评价指标；Mj为第j个指标的最大值；mj为第j个指标的最小值。

其次，根据变异系数法确定各指标的权重大小：

(3)

(4)

(5)

(6)

2.2.2 TOPSIS方法 TOPSIS法又称为逼近理想解排序法，属于多目标决策分析中的常用方法，首先确立正理想解和负理想解，其次计算各个对象到正、负理想解的距离，如果最靠近正理想解同时最远离负理想解，即为最满意方案。正理想解与负理想解对应评价指标标准化后的最大值和最小值；相对相近度表示到正理想解的相对距离，进而表征与理想方案的相对距离，相对相近度越大，则与理想方案的相对距离越小。本文中，相对接近度越高表示土地利用效益越高。计算步骤[28-29]如下：

实际数据通过无量纲化后得到矩阵B，

(1) 计算加权的规范化矩阵V，V=B×W

(2) 确定正理想解和负理想解：

正理想解：

(7)

负理想解：

(8)

(9)

(10)

(4) 计算相对相近度Ci

(11)

Ci越大，表明第i个城市的指标值与正理想解的距离越小，即第i个城市土地利用效益越好。

3 结果与分析

首先基于变异系数法和TOPSIS法对2012年长三角城市群26个地级市的土地利用效益进行评价，得出表2。土地利用效益的相对接近度越接近1，说明其土地利用效益越高。其次从不同省份、不同城市规模两方面视角进行比较，得出变化规律。最后动态分析2012前后土地利用效益的变化情况及空间分布。

表2 2012年长三角城市群土地利用效益相对接近度

3.1 长三角城市群土地利用效益

从土地经济效益来看，其平均相对接近度为0.094 0，各地级市差异十分明显。上海市的四项经济指标遥遥领先，例如地均地方财政收入指标，上海市地均财政收入是池州市的93倍，甚至是第二名无锡市的4倍多，且这个指标的权重(0.346 4)占比大，对经济效益影响大，导致各地级市土地利用经济效益差异十分明显。此外在这26个地级市中，土地经济效益的相对接近度上0.1的仅有5个城市(上海、无锡、苏州、南京、常州)，整体土地经济效益低下。从土地社会效益来看，相对接近度处于前三位的是苏州(0.910 5)，上海(0.876 0)以及无锡(0.863 6)。合肥的土地社会效益最低为0.057 7，仅为苏州的1/16。从土地生态效益来看，其平均相对接近度为0.443 9，整体水平较高。湖州的相对接近度达到0.959 7，是上海(0.080 0)的12倍左右。建成区绿化覆盖率和森林覆盖率两个指标对土地生态效益贡献较大，湖州的建成区绿化覆盖率位于首位，杭州和台州的森林覆盖率处于一二位，大大提高了土地的生态效益，这3个城市也是土地生态效益高的典范城市。从土地利用综合效益看，其平均相对接近度为0.278 7，整体水平偏低。土地经济效益的权重为0.443 9，对土地利用综合效益的影响最大，除上海、无锡、苏州、南京以外的地级市经济效益普遍偏低，进而导致土地利用综合效益整体水平偏低。

3.2 不同视角下土地利用效益

3.2.1 不同省(市)的土地利用效益 长三角城市群的26个地级市分别位于上海市(1个)、江苏省(9个)、浙江省(8个)以及安徽省(8个)。将这4个省(市)的土地经济效益、社会效益、生态效益及综合效益进行对比，见图1。

图1 不同省(市)土地利用效益的相对接近度

上海市的土地经济效益、社会效益及综合效益明显高于其他三省，上海市的经济优势显而易见，大大促进了土地利用综合效益的提高。从生态效益来看，浙江省的生态效益最高，上海市的生态效益最低，仅是浙江省的1/8。浙江省的森林覆盖率优势最明显，达到51%，这得益于浙江省政府关于森林方面作出的工作：逐年加大生态公益林补偿力度，补偿标准全国第一；努力创建国家森林城市；“护绿”机制保障等。从经济社会效益来看，安徽省效益低下，除安徽省的合肥、马鞍山及铜陵发展水平较好(马鞍山和铜陵发展较好源于资源优势)外，其余地市指标数值太低，拉低了安徽省平均数值。再进一步深度分析安徽省，其“合肥经济圈”、“沿淮经济带”、“皖江城市带”并没有实质上带动安徽省的发展，安徽省专注于农业发展，经济社会效益发展缓慢。整体来看，26个地级市除上海市以外，其余地市整体综合效益偏低，尤其是安徽省的土地利用综合效益极其低下。

3.2.2 不同等级城市的土地利用效益 根据不同的城市等级规模(依据不同城区的人口数目)，将长三角城市群的26个地级市进行归类：特大城市1个(上海)、超大城市1个(南京)，1型大城市3个(苏州、杭州、合肥)，2型大城市10个(无锡、常州、南通、盐城、扬州、宁波、泰州、绍兴、台州、芜湖)、中等城市7个(嘉兴、湖州、安庆、金华、舟山、镇江、马鞍山)，1型小城市4个(铜陵、池州、宣城、滁州)，图2表示不同城市等级土地利用效益的相对接近度。

图2 不同城市等级土地利用效益的相对接近度

从经济效益看，超大城市远高于其他5类城市，城市规模等级越高，经济效益也越高。不同城市的等级规模能一定程度表征城市的经济水平，城区人口数目越多，往往代表其经济水平越发达，越能吸引人口流入，产生的经济效益也越高。从社会效益看，随着城市等级规模的提高，社会效益也增高。2型大城市和中等城市的社会效益相差不大，2型大城市中盐城(0.130 0)、芜湖(0.132 3)及泰州(0.208 2)社会效益低下，大大拉低了2型大城市的平均社会效益。从生态效益看，城市等级规模越小，生态效益反而越好。超大城市的生态效益仅0.080 0，而最高的是中等城市。中等城市超过1型小城市的主要原因是工业固体废物综合利用率，中等城市的平均利用率为97%，而1型小城市仅有85%，其余的5个指标相差不大。从综合效益看，基本规律是城市等级规模越大，综合效益越高，2型大城市和中等城市综合效益基本相等。中等城市虽然在经济效益和社会效益两方面低于2型大城市，但由于其生态效益居于首位，提高了土地利用的综合效益。除超大城市和特大城市外，其余类型的等级城市综合效益偏低，未来要将提高土地利用综合效益作为工作重心。

3.3 土地利用效益的变化

3.3.1 2012年前后各类别土地利用效益变化 2012年十八大会议上提出到2020年实现两个倍增，从土地资源保障方面来看，土地供需矛盾尖锐，务必要转变土地利用方式，提高土地利用效益。为进一步探究土地利用效益变化情况，选择2008年和2016年与其进行对比。从图3可以看出长三角城市群土地利用生态效益、综合效益呈先降低后增加的趋势；土地利用经济效益一直增加；土地利用社会效益呈先增加后降低的趋势。

图3 2012年前后长三角城市群土地利用效益变化情况

从2010年起国务院正式批准实施《长江三角洲地区区域规划》，长三角城市群经济迅速发展，一方面建立各都市圈、发展轴带等加速经济发展，另一方面大力吸引外资，建立自由贸易港区等，大大促进了长三角城市群的发展，其经济效益呈增长趋势。随着大城市的带动作用逐渐增强，各城市间合作紧密，工业相互转移，其经济效益越来越高。从生态效益看，2008年生态效益相对接近度(0.571 8)远远好于2012年(0.443 9)和2016年(0.483 0)。生态效益是从生态与经济两个维度考虑环境问题，在两者之间做一个最佳的配置。从社会效益看，长三角城市群从2008—2016年先增加后稍稍降低，但整体仍呈上升趋势。随着长三角城市群经济的快速发展，人均社会消费品零售额与人均城乡居民储蓄存款额的标准化数值都增加，这两项指标对社会效益影响最大，进而社会效益整体呈上升趋势。另外社会效益与经济效益密不可分，经济效益的提高会带动社会效益的增加。

3.3.2 2012年前后土地利用综合效益变化 近几年来，土地利用综合效益提高较为明显，各地级市政府出台相应政策来提高土地利用效益。土地利用综合效益最能实际体现土地利用的情况，因此本文利用ArcGIS 10.2软件作出2012年前后长三角城市群土地利用综合效益的分布(图4)。其中，土地利用综合效益大于0.500 0为土地利用综合效益一级；0.400 0～0.500 0为土地利用综合效益二级；0.300 0～0.400 0为土地利用综合效益三级；0.200 0～0.300 0为土地利用综合效益四级；小于0.200 0为土地利用综合效益五级。

图4 2008、2012年及2016年长三角城市群土地利用综合效益分布

从图中可以看出，安徽省及江苏省的北部土地利用综合效益等级偏低，以四、五级为主；上海市、浙江省及江苏省南部土地利用综合效益等级偏高，以二、三级为主。整体在空间分布上呈现“东高西低，南高北低”的特征。这三张分布图整体无太大变化，但能看出2016年分布图有更多的地级市土地利用综合效益等级提高，各地级市综合效益的差距也逐渐缩小。自2010年起国务院正式批准实施《长江三角洲地区区域规划》，以及2016年国务院通过《长江三角洲城市群发展规划》后，长三角城市群的发展迅速，通过都市圈及发展轴带的带动作用，有许多地级市土地利用综合效益提高。例如苏锡常都市圈，与上海和浙江相接，经济效益发展迅速，且城市化水平高；南京都市圈跨安徽省和江苏省，安徽省在江苏省大城市带动作用下，经济发展迅速，且与南京等大城市有密切的经济合作与联系。总的来说，长三角城市群土地利用综合效益提高，各地级市的综合效益差距也逐渐缩小，但各省份的差距仍然较大，土地利用综合效益最高的上海市是安徽省的5倍。另外，江苏省内部城市的差距较大，无锡市2016年的综合效益为0.424 3，而盐城市仅有0.125 3，差距明显。为了缩小各省份以及省内城市综合效益的差距，需要不断加强省外和省内城市间的联系，首先是都市圈与发展轴要进一步发挥其作用，其次《长江三角洲城市群发展规划》发布后，各省份要出台政策来保证城市群的联系和综合效益的进一步提高。

4 结论与建议

4.1 结 论

(1) 2008—2016年期间，长三角城市群的土地利用经济效益从0.067 9提高到0.098 8。整体来看，26个地级市的经济效益差异过大，上海市的经济效益远远好于其他地市，造成整体经济效益偏低，仅有5个城市的土地经济效益相对接近度大于0.1。2012年长三角城市群土地利用经济效益呈递增趋势，并预计会持续增长。长三角城市群的土地利用社会效益有稍稍降低的趋势，其浮动属于正常情况。长三角城市群的生态效益呈先下降后上升的趋势。2012年前，随着长三角城市群的快速发展，经济建设优先于生态建设，且各工业发展起来，2012年后强调要提高土地利用的综合效益，即生态效益要协同经济社会效益发展，生态效益出现上升趋势。

(2) 从不同省份看，上海市经济、社会、综合效益遥遥领先，浙江省和江苏省相差不大，安徽省土地综合效益低下；从不同城市等级规模看，城市等级规模越高，土地经济效益和综合效益越高，生态效益却降低。

(3) 安徽省及江苏省的北部土地利用综合效益等级偏低，上海市、浙江省及江苏省南部土地利用综合效益等级偏高。长三角城市群土地利用综合效益在空间分布上整体呈现出“东高西低，南高北低”的特征，且各地级市的差距逐渐缩小，但各省份以及部分省内城市综合效益的差距较大，需要不断加强省外和省内城市间的联系，进一步发挥都市圈与发展轴的作用。

4.2 建议与对策

4.2.1 加强各地级市经济、生态方面的合作 2016年国家发布《长江三角洲城市群发展规划》，形成上文的四省26个地级市，长三角城市群的框架基本成型，以上海为核心，南京都市圈、杭州都市圈、合肥都市圈、苏锡常都市圈、宁波都市圈共同发展。目前，长三角城市群土地利用效益总体偏低，为了提高土地利用效益，需要长三角城市群协同发展，而不是以行政区为主导。在经济效益方面，长三角城市群要加速产业转移和区域分工，比如上海市的技术与服务水平高，浙江省民营经济发达，江苏省制造业密集，安徽省劳动力充足，这4个省应该突出优势，区域分工与合作，将经济效益达到最大化。在生态效益方面，随着技术的不断提高，四省应加强交流与合作，提高工业固体废物利用率，降低工业废水和二氧化硫排放量，同时从更大范围上协调环境整治与资源开发，各省有重点的选择相应政策。在四省不断合作中，共同提高土地利用综合效益，加快土地利用方式转变。

4.2.2 政府出台合理的政策与措施 长三角城市群土地利用效益的提高与政府的政策和措施密不可分。长三角城市群粗放式、无节制的过度开发导致绿色生态空间减少过快，在《长江三角洲城市群发展规划》中确定了核心开发区域和限制开发区域，限制开发区域是生态承载力较低的区域，各地级市要严格控制限制开发区域建设用地的规模，加强生态建设。

近些年，安徽省虽紧邻上海市、江苏省等经济发达地区，但其发展十分缓慢，土地利用效益低下。“合肥经济圈”、“沿淮经济带”、“皖江城市带”等没有达到预期的效果，间接表明政府政策的失误，使安徽省各土地利用效益均未有明显提高，甚至还出现了降低的趋势。未来，池州、宣城、安庆、滁州等经济效益滞后型地区应通过产业结构转型、强化与中心城市产业联系等措施提高土地利用的经济效益；合肥市、铜陵市等社会效益滞后型地区应改善城市建成环境，提高城乡居民生活水平；生态效益较差的地区应加大对生态环境的投入，重点发展第三产业经济。