协调度模型在城市土地利用评价中的应用

摘要：本文将协调度模型应用到城市土地利用评价中，以南阳市为例，将协调度模型应用到南阳市土地利用评价中，得出南阳市土地利用程度的协调度。分析出2004～2008年南阳市土地利用水平，结果显示南阳市的土地利用系统基本有序，发展比较协调，但是环境和社会子系统的发展较为欠缺，在未来用地挖潜的过程中应予以重视。

关键词：土地利用；协调度；协调发展度

一.引言

协调是指系统内各层次、各子系统之间各种参数的和谐、结构和功能的相融、系统与环境之间物质能流运动的稳态。系统的变化是不可避免的，因此系统内部要素之间的关系也必然是一个不断调整变化的动态过程。为了动态直观的反映系统内部之间协调状况的变化，可以建立由一个或一组函数构成的对系统协调程度进行测算的数量模型也就是协调度模型。

复杂的系统可以解析成由各个限制因子通过各种关系组成的网络，在早期的研究当中，往往简单的将系统分为多个层次，层次之间联系没有进行必要的量化处理，本文在建立协调度模型时，结合了有效的层次分析方法，将系统的各个层次有机的结合起来，而且将系统中明显和其他限制因子没有联系的因子排除，在研究过程中，简化系统要素，提高系统研究的效率，并且可以更加紧密地将已有的限制因子充分解析，所以基于协调度的系统研究就具有明显的优越性。

土地资源优化利用就是为达到一定的社会、经济和生态目标，依据土地的特性，利用一定的科学技术和管理手段，通过各种措施和方式对区域土地利用结构在时空尺度上分层次安排、组合和布局，进行土地资源的合理分配，提高土地利用率，从而保证国家和地区的社会、经济和环境的可持续发展。

城市土地利用评价是基于某一发展时期，城市现存土地总量不变的前提下，对其土地利用现状和相应取得的社会、经济、环境的综合效益偏离最优状态的程度所进行的综合分析和评价。土地作为一种资源，其数量的有限性及其供给的稀缺性与社会需求增长量之问的矛盾日益加剧，因此，城市土地利用评价需要在评价方法上有所创新和突破，打破单一的经济效益评价视角，而且单一的指标加权方法显然已不再适用。本文对协调度模型加以修正，引入到城市土地利用评价研究中，以解决城市土地利用评价中土地集约利用的问题。

二.土地利用协调度的模型构建

（一）指标体系建立

城市土地利用是为了使城市土地投入产出比和土地利用率达到最佳。本文借鉴国内外研究成果，分析影响城市土地利用的主要因素，结合指标数据的可得性，确立城市土地利用系统的序参量为三类，即：经济效益参量、社会效益参量和环境效益参量。每一类参量又细分为若干子变量，对应着各项统计指标。经济效益原则的主要指标是：土地所有权的经济体现度和城市经济密度，土地所有权的经济体现度反映土地配置的经济效益，该值越大说明土地所有权的经济收益愈高；城市经济密度反映城市的经济总体效益，该值越大说明城市密度愈高，土地利用结构愈合理。社会效益原则的主要指标是：城市人口密度、城市交通便捷度、人均居住面积，这些指标反映人民经济生活方便状况和经济活动的效率。环境效益原则的主要指标是各项用地比重，城市绿化覆盖率、环境质量达标率，这些指标反映土地利用结构与城市生态环境的关系。

（二） 评价指标的评分模型（ 功效函数） 。

上式中，x0为有序参量实际值；x0为有序参量合理值；ai为系统上限，指标量应达到的目标值；bi为系统下限，在实际中，bi一般用评价年份的前若干年的平均值代替。

（三）综合协调度评价模型

1.发展度模型

发展度是度量系统或要素发展程度的定量指标。发展度用T表示，其数学模型为：

其中

式中，T为城市土地利用综合评价指数，为城市经济效益函数，为城市社会效益函数，为城市环境效益函数，为经济效益，社会效益，环境效益在城市土地利用综合评价体系中的重要性（即权重）。为各指标层指标的功效值，为其指标的权重值。

2.协调度模型

协调度是度量系统或要素间协调状况的定量指标，可分为发展协调度和对比协调度，前者用于度量一个城市或区域在不同发展阶段城市土地利用协调状况，后者则用于度量同一发展阶段或同一时期不同城市或区域城市土地利用的协调状况。本文只对发展协调度进行分析。协调度用C表示：

式中为调节系数，在本文中，根据研究区域的经济、社会和环境发展状况，为增加协调度的区分度取。

3.静态协调发展度模型

协调发展是一种强调整体性、综合性和内在性的发展聚合，它不是单个系统或要素的”增长”，而是多系统或要素在协调这一有益的约束和规定之下的综合发展。协调发展不允许任一系统或要素使整体或综合发展受影响。而协调度在某些情况下很难反映出两要素的整体功能或者综合效益的大小，因此，可采用协调发展度（或协调发展系数）作为各要素发展水平高低的定量指标。用公式表示为： 式中C，T的含义同前。

（四）评价指标权重的确定

权重计算是构建协调度模型需要解决的一个关键性问题.合理地制定指标体系的权重向量对评价结果有重大的影响，因为它们包含有评价客体和决策主体的多种因素，这些因素之间的关系错综复杂，一般难于形式化。确定各因素权重值的方法有许多种，层次分析法（AHP）、灰色关联度法等。根据本项目的实际情况和要求，本文采用层次分析法确定各指标的权重。APH法是把复杂系统分解成各个组成因素，又将这些因素按支配关系组成递阶层次结构。通过每一个层次各元素的两两比较，对其相对重要性做出判断，构造判断矩阵。通过计算，确定决策方案相对重要性的总排序。

本文经过两轮咨询南阳市市国土局、统计局和和高校的10位专家的意见，根据层次分析法的原理，通过对前述10位专家的问卷调查构建层次比较矩阵。相对于城市土地利用的综合协调度（A层）这个目标来讲，其3个子系统发展水平可以构造如表2所示的相对重要性判断矩阵。然后，将判断矩阵归一化处理后得到特征向量ωj，再根据特征向量求出判断矩阵的最大特征值。最后根据公式计算判断矩阵一致性比例，其中，随机一致性指数=0.0048<0.1。故确定相对于“城市土地综合利用（A）”这个目标各个指标参量的权重。

经济效益值指标（B1）、社会效益指标（B2）和环境效益指标（B3）的相对重要性权值分别对应的指标项、各因素项层次单排序的判断矩阵和计算结果见表3～表5。

表3–表5中的随机一致性检验指标CR值均不超过0.10，判断矩阵的一致性符合要求，上述判断矩阵是可行的。

1. 南阳简介经济数据

南阳地处北纬32°17"-33°48"，东经110°58"-113°49"，本文以南阳市中心城区（中心城区指北至312国道、南至长江路、西至北京路、东至机场路的闭合区域；各种设施均指该范围内设施）为例进行实例研究。模型中功效性为“+”和“-”的各个序参量指标的下限值主要参照南阳市中心城区各个时期历史数据，参照南阳市土地利用的最低要求确定，而上限值则参照2004-2008各年各指标发展速度并结合国家和国际有关标准制定出指标的目标值。

而模型中功效性为“±”的各个序参量指标合理值的确定有两类依据，其中居住用地比例、广场道路用地比重等指标主要参考《城市用地分类与规划建设用地标准GBJ137—90》，而城市人口密度、人均住房建筑面积等指标主要参考城市规划和前人的研究成果。

2. 模型计算

根据上述协调度与协调发展度的计算公式，在对河南省南阳市的土地利用评价中，将土地利用中的经济效益指标、社会效益指标和环境效益指标分别作为该评价体系中的三个要素，计算南阳2004～2008年的土地利用程度综合协调水平，取调节系数k=3，的值根据表2的计算分别为0.5499，0.2098，0.24，相关指标计算结果如表7所示。

3 结论分析

根据上述协调度发展的结果，分析2004-2008年南阳市土地综合利用的动态发展趋势可知：南阳市2004—2008年发展度 土地利用的经济效益，社会效益和环境效益子系统均呈现持续上升趋势，土地综合利用协调发展度数值在0.38～0.47之间，根据协调发展度与协调等级的对应关系，可知南阳市2004～2008年的土地综合利用协调程度处于中等状态。

（1）整体上看，2004-2008年，南阳市土地利用的经济，社会和环境的效益持续发展，社会经济发展的协调度不断增强。f（u）从0.35增加到0.49，g（u）从0.14增加到0.23，h（u）从0.19增加到0.24。

（2）2004—2008年，南阳市土地利用经济效益综合指数大于社会效益和环境效益综合指数，说明南阳市经济发展迅速，经济实力不断增强，但是环境保护工作面临严峻挑战，城市经济发展超前与城市社会和环境之间的差距有持续扩大的趋势，城市土地利用的社会环境效益亟待与经济发展协调同步提高。

（3）城市经济社会和环境的协调度在2008年小幅降低。主要是受当年政府出让土地过多造成城市建设

用地增量较大，使其它指标特别是建成区绿化覆盖率、人均住房建筑面积等出现较大降幅。

（4）根据协调发展度和城市土地利用的特点，可以建立协调发展度与协调等级以及土地利用水平之间的对应。南阳市2004—2008年，发展度D呈现持续上升趋势， 土地集约利用协调程度其数值在0.4～0.59之间，根据协调发展度与协调等级的对应关系，可知南阳市2004～2008年的土地利用程度和投入产出水平的协调程度处于初级协调状态，也即南阳市的土地利用基本处于集约利用的起始阶段，其水平也在逐渐提高，并有待进一步的发展。

三.结束语

运用协调度模型进行土地集约利用评价时可以对历年来的集约利用水平以及各子系统的状况进行纵向对比分析，很好的掌握集约变化的趋势和主要的限制性因素。该模型合理的关键在于，选取的评价指标能够真实合理的反映城市土地土地利用程度，根据城市土地集约利用的概念，选取土地经济效益、社会效益和环境效益三方面的评价指标，利用层次分析法对各指标赋予权重，其评价结果与协调度模型进行评价结果基本吻合，反映了南阳市当前城市土地利用现状，说明利用协调度模型对目前城市土地利用状况进行综合评价的可信度较高、可操作性强，有利于帮助城市制定有针对性的挖掘城市土地利用潜力的政策和措施，提高城市土地利用效率。

参考文献：

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作者简介：

作者简介：张正肖（1987-），女，四川达州人，成都理工大学旅游与城乡规划学院，自然地理学专业，硕士研究生，研究方向：国土整治与土地利用规划

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