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基于层次分析法的土地利用效益评价

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【摘要】 作为衡量土地资源利用可持续性的重要标度,土地利用效益评价是近年来国内外城市土地研究的热点之一。本文主要分析了安庆市迎江区土地利用效益各级评价指标,确立了土地利用效益评价指标由土地利用的社会效益、经济效益以及生态效益3个一级指标和12个二级指标组成,由同层指标的相对重要度组成判断矩阵,并由判断矩阵计算被比较评价指标的相对权重。通过实例分析,发现采用层次分析法所得出的评价权重结果在实施效益评价中有较好的适用性。

【关键词】 土地资源利用 评价指标 权重 层次分析法

随着经济的增长及对土地资源的持续利用,土地资源作为国家不可或缺的基础性资源,在我国一直处于相对短缺的状态,同时随着我国城市化进程的进一步加快,对土地的需求也将不断的增加。而城市土地作为城市形成和发展的基础,是城市社会、经济、政治、文化等各项活动的载体,城市土地资源利用的合理性直接关系到城市的可持续发展。因此分析土地资源的利用效益对城市的可持续发展具有重大意义。层次分析法作为分析土地利用效益分析的重要方法,是美国匹兹堡大学萨迪教授提出的一种多准则决策方法,它将一个复杂的问题表示为有序的递阶层次结构,通过决策者对每一层次各元素之间的相互重要性给出判断,因而适用于土地利用效益评价。本文借鉴层次分析法的方式,试图探讨如何准确、科学地确定城市土地利用的各项效益权重及解决城市土地集约利用问题,以期能指导我国土地集约利用的实践。

一、层次分析法概述

层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)是一种通过定性指标模糊量化的方法,是将复杂的评价对象或目标问题视为一个系统,根据问题的性质和要达到的总目标,将问题分解成不同的组成因素,并按照因素间的相互关联度及隶属关系,将因素按不同层次聚集组合,从而组成一个多层次的分析结构系统,把问题条理化、层次化。层次分析法的步骤如下。

1、建立层次分析结构

层次分析法的模型通常包含三个层次:一是目标层,对评价对象或目标问题的描述;二是准则层,对目标层的具体描述和扩展;三是指标层,对准则层的细化。层次分析法在深入分析实际问题的基础上,将有关的各个因素按照不同属性自上而下地分解成若干层次,同一层的诸因素从属于上一层的因素或对上层因素有影响,同时又支配下一层的因素或受到下层因素的作用。

2、采用1—9标度方法

n个指标成对比较可以用下面的判断矩阵B表示:

B=1 a12 … a1n

a21 1 … a2n

… … … …

an1 an2 … 1

此时矩阵B=(aij)n×n满足

(1)aij>0(i,j=1,2,3,…,n),

(2)aij=1/aji,当i≠j时,

(3)aji=1,当i=j时。

关于确定aij的值,可以用数字1—9及倒数作为标度,见表1。

3、计算判断矩阵的特征向量和最大特征值

Wi= (1)

对Wi进行归一化处理得:

Wi=Wi

Wj (2)

则特征向量W及最大特征值λmax分别为:

W=[W1,W2,…,Wn]T (3)

λmax= (4)

式中(BW)i为向量BW的第i个元素。

4、对判断矩阵的一致性检验

根据矩阵理论,引入判断矩阵的一致性指标CI,即CI= (λmax-n)/(n-1)。当完全一致时,CI=0;不完全一致时,一般有λmax>n,因此CI>0。对于多阶判断矩阵,引入判断矩阵的平均随机一致性指标RI,其值见表2。

通过表2可以知道不同阶数下的RI值,把判断矩阵的一致性指标CI与同阶平均随机一致性指标RI之比称为随机一致性比率CR,即CR=CI/RI。若随机一致性比率CR

5、计算综合权重

在计算各层次要素对上一级的相对重要度以后,即可从目标层开始,自上而下地由目标层到准则层再到子准则层依次求出各层要素关于系统总体的综合重要度,对所有项目风险因素(或备选方案)进行优先排序,即下层要素的综合重要度是以上层要素的综合重要度为权重的相对重要度的加权和。

二、基于层次分析法土地利用效益评价

迎江区作为安庆市辖区,是安庆中心城区、滨江城区、商贸城区以及人文历史丰富的老城区。位于安徽省西南部,安庆市区东部,东经117.02度、北纬30.30度。东南临长江,北接破罡湖,西抵龙山路,总面积207平方千米,总人口21万人。社会经济发展与该地区土地资源利用的关系密切,对土地利用效益的评价是确保土地可持续利用的重要手段,为解决城市土地集约利用问题提供方便。

本文运用层次分析法,对安庆市迎江区土地资源利用状况进行评价,根据实际情况建立层次结构模型,在专家评分的基础上,计算出各层因素的权重值,并经过一致性检验,得到评价因子层各指标的相对权重值。其步骤如下。

1、土地利用效益评价指标

根据层次分析法,可将土地利用效益的评价指标体系分为三个层次:第一层次为目标层,即土地利用效益总目标;第二层次为准则层,包括土地利用的社会效益、经济效益、生态效益三大准则;第三层次为指标层,选取地均人口负荷等12项具体指标,其中土地利用效益用a表示,社会效益、经济效益及生态效益用a1、a2、a3表示,指标层用a11、a12、a13、a14、a21、a22、a23、a24、a25、a31、a32、a33表示,具体见表3。

2、土地利用效益评价模型及权重计算

由于土地利用效益评价指标主要分为社会效益、经济效益与生态效益评价三个方面,因此将这三个指标为一级指标,比较这三个指标的相对的重要指数。在这里根据专家学者判断排序,可以得到判断矩阵A如下所示:

A= 1 2 3

1 2

1

根据公式(1)、(2)、(3)、(4)可以得到W=[0.5396,0.2970,0.1634]T,λmax=3.0093;再根据上文中对于一致性检验公式CI= (λmax-n)/(n-1)以及CR=CI/RI,其中查表可知RI=0.58,算出CR=0.008

同理,可以从准则层开始构建三个次一级矩阵A1、A2、A3,如下:

A1= 1

2 1

3 2 1

5 4 2 1 A2=1 2 2 2 4

1 1 1 2

1 1 1 2

1 1 1 2

1

A3= 1 1 2

1 1 2

1

根据公式(1)、(2)、(3)、(4)可分别算出A1、A2、A3的权向量W1=(0.0860,0.1424,0.2651,0.5065)、W2=(0.3637,0.1818,

0.1818,0.1818,0.0909)、W3=(0.4000,0.4000,0.2000),λmax1=4.0213、λmax2=5.000、λmax3=3.000,相对应的CR1=0.0079

综合权重最后得出:指标层12个指标相对于目标层土地利用效益的相对重要性的权重值W总=(0.0464,0.0768,0.1430,

0.2733,0.1080,0.0540,0.0540,0.0540,0.0270,0.0654,0.0654,0.0327),按权重值大小进行排序,即得土地利用效益评价各相关影响因素的重要性排序,如表4所示。

三、结论与建议

上文通过运用层次分析法,对安庆市迎江区土地资源利用状况进行分析,最终得到了各级指标的权重值,从评价结果可以得出以下结论。

1、社会效益处于最重要的地位

在一级指标的排序中,社会效益的权重值为0.5396,是一级指标层中权重最大的一项,其二级指标交通用地比例和城镇化率权重值均在0.1以上,其中城镇化率权重值甚至达到0.27。土地利用的社会效益是土地利用效益中最为重要的效益因素,在有限的土地上提高城镇化率和交通用地比例,对于整体土地利用效益的提高来说极为重要。因此迎江区应该积极引进投资者,参与老城区开发改造,全面改善城区交通和人居环境,同时加快新农村建设步伐,强化农村基础设施建设,改善农民居住环境。

2、经济效益是关键因素

经济效益的权重值是0.2970,其二级指标中只有地均国内生产总值的权重超过了0.1,其他二级指标的权重值均小于0.1。土地利用的经济效益是土地的投入与取得有效产品(或服务)之间的比较,因此对于影响土地利用的经济效益指标,如地均国内生产总值,应做到的是土地集约利用,根据有限的土地资源自然属性和社会属性,对土地资源利用进行优化配置。安庆市迎江区作为中心城区,应本着集约节约用地的原则,利用皖江城市带承接产业转移示范区建设的有利契机,以临港经济开发区为载体,改造传统产业,发展新兴产业,不断壮大工业经济规模。

3、生态效益不可忽略

生态效益的权重值是0.1634,其二级指标中指标权重较小,均小于0.1,虽然权重值不大,但是其对于总体效益评价是不可忽略的。土地利用的生态效益,简而言之,就是人类对土地的利用过程与结果符合生态平衡规律。生态环境可以作为一种资源,这种资源的所有者是人类全体。任何在地球上的人类工程,任何一种土地利用方式都必然地与人类的生态环境相互交流。迎江区应加快发展以织染、服装等为核心的轻工纺织产业,减少三废排放量,同时发展产品安全和环境友好的现代养殖业,积极培育都市休闲农业,减少农药化肥使用量,打造重要的生态园区和优质农产品生产基地。这不仅可以提高社会经济效益,同时也能满足土地利用的生态效益。

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