福州市土地利用结构与社会经济发展耦合协调分析.pdf
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1、收稿日期:基金项目:国家自然科学基金();福建省科技计划项目()作者简介:李晨欣(),女,江西吉安人,福建师范大学地理科学学院硕士研究生,主要从事土地评价方面的研究 :通讯作者:陈松林(),男,福建南安人,福建师范大学地理科学学院教授,博士,主要从事土地利用规划与评价方面的研究山西师范大学学报(自然科学版)第 卷第 期 年 月 文章编号:()福州市土地利用结构与社会经济发展耦合协调分析李晨欣,陈松林 福建师范大学地理科学学院,福建 福州 ;福建省亚热带资源与环境重点实验室,福建 福州 摘要:运用信息熵和 模型分析 年福州市土地利用结构时空格局差异,结合耦合协调度模型分析福州市土地利用程度和社会
2、经济发展的协调关系,旨在为土地资源合理利用和经济高质量发展提供科学依据 结果表明:()福州市土地利用结构信息熵表明研究期内土地利用结构逐渐由有序向无序方向演化;()“三大片区”不同地类竞争力具有明显的空间差异,分别为主城区呈低值区状态,近郊区呈现中高值区高值区状态,远郊区呈中值区低值区状态;()研究期内土地利用结构和社会经济发展之间的耦合作用强度整体呈现波动增长再稍有回落的趋势;土地利用和社会经济发展协调度经历了中度失调轻度失调濒临失调勉强协调的转变;()土地利用和社会经济发展协调状况经历了社会经济发展滞后于土地利用程度、土地利用程度滞后于社会经济发展阶段,总体往协调方向发展关键词:土地利用结
3、构;社会经济发展;模型;耦合协调度模型;福州市中图分类号:文献标识码:土地是人类拥有的一种宝贵资源禀赋,在推进城市化快速发展的过程中,土地要素起到了重要的支撑作用 但土地利用系统不是单一的子系统,而是与社会、经济、生态、自然多个子系统间相互作用、相互影响,共同构成完整的复合系统 为了实现土地资源的集约高效利用和社会经济的高质量发展,在分析土地利用结构的时空演变过程的基础上,分析土地利用程度与社会经济发展水平之间的耦合关系有其必要性 众多学者已从不同的方面对土地利用结构变化开展了许多研究,早期的研究主要集中于利用土地动态度、土地转移矩阵等分析不同尺度下土地利用的时空变化 随着遥感技术的广泛应用,
4、一些学者开始结合遥感影像多时段多尺度解译并分析土地利用 覆被变化特征及土地利用转型的驱动机制 之后从多系统相互耦合作用的角度,结合多种计量模型在社会、经济和生态等方面进行测度和评价,如土地利用结构效率测度与产业结构的关系 、区域土地利用结构和生态系统服务价值的关系研究 、土地利用结构变化与社会经济发展关系研究 但在研究区域上多集中在经济实力雄厚、快速推进城市化进程、人地矛盾更加突出的京津冀、长三角、珠三角等城市群,较少关注海西城市群的个别城市 福州市作为海西城市群的中心城市之一,地处闽江中下游地区,是闽江口金三角经济圈中心,探究土地利用的时空演变特征及土地利用变化与社会经济发展之间的关系,可为
5、东南沿海城市的土地资源合理开发利用、社会经济健康可持续发展提供参考 研究区概况福州市地处福建省东部、闽江下游,位于 ,全市包括 个市辖区(鼓楼区、台江区、仓山区、晋安区、马尾区、长乐区),个县级市(福清市),个县(闽侯县、连江县、罗源县、闽清县、永泰县)土地总面积为 亿 该区域山地丘陵约占全市土地总面积的 ,地势呈西高东低 气温适宜,雨量充沛,夏长冬短 作为福建省省会城市,是福建省的政治、经济和文化中心,也是国务院批复的中国海峡西岸经济区中心城市之一、滨江滨海生态园林城市 近年来中央支持福州加快发展,自由贸易试验区、“世纪海上丝绸之路”核心区、福州新区、国家自主创新示范区、国家生态文明试验区等
6、“六区”相继落子,加之平潭综合实验区“一区毗邻”的优势,福州成为获得国家优惠政策最多、最集中的城市之一,迎来了前所未有的发展机遇 年福州市户籍总人口数为 万人,实现地区生产总值 亿元,比上年增长 第一、第二和第三产业比例分别为 、和 研究方法与数据来源 研究方法 土地利用结构分析信息熵能有效反映区域土地利用类型多样性程度与土地系统均衡状况,其大小反映了土地利用类型多少和各土地利用类型面积分布的均匀状况 模型,即偏移份额分析法(,),是应用偏移份额分析土地利用结构变化,以整体作为参照体系,能从全局视角对一定时间范围内城市用地或单一功能性用地总量变化情况进行动态考察并分解,根据结构性偏移量、竞争性
7、偏移量来分析城市用地空间配置差异 因此分别计算土地利用结构信息熵、结构性偏移量以及竞争性偏移量 指标体系构建及指标权重确定为探究福州市土地利用程度和社会经济发展水平的耦合协调关系,结合已有的研究成果 ,与研究区资料的获取情况,分别选取 个具有代表性的指标数据构建指标体系如表 熵权法是一种客观的赋权方法,它是利用各指标的熵值提供的信息量的大小来决定指标权重的方法,可以避免各评价指标权重的人为因素干扰,因此选择熵权法来计算各指标权重 ()在计算各指标权重之前,由于每个指标的量纲不一样,需要将其进行标准化处理:当指标为正向指标时,其标准化公式为 ;当指标为负向指标时,其标准化公式为 是第 个指标第
8、年的标准化数值;表示第 个指标第 年的原始值,和 分别是第 个指标在研究时段内的最大值和最小值()计算第 个指标下的第 个项目的指标值比重 ,其中:(,;,)()()计算第 个指标的熵值()和权重():()()()()()分别构建土地利用综合评价指数 ()和社会经济发展水平综合评价指数 ()()()()()耦合协调度模型耦合度本指两个或两个以上的系统或运动形式各种相互作用而彼此影响的一种现象,是指各因素之间的交互耦合强度,协调度反映的是各因素间的协调发展水平 选取土地利用程度和社会经济发展两个子系统,应用耦合协调度模型来测度土地利用程度和社会经济发展之间的相互作用程度和协调发展程度 耦合度 、
9、协调度 、综合协调指数 的计算公式分别如下:()槡()山西师范大学学报(自然科学版)年槡()()式中:为土地利用程度,为社会经济发展水平,综合协调指数中 ,基于土地利用程度和社会经济发展同等重要的思想,最终将 和 分别取值为 参考相关文献将 划分为 个等级:(,)、(,)、(,)、(,)、(,)、(,)、(,)、(,)、(,)分别代表高度失调、严重失调、中度失调、轻度失调、濒临失调、勉强失调、初级协调、中级协调、良好协调、优质协调 借鉴以往经验,对耦合程度进行如下阶段划分:为低水平耦合阶段;为拮抗阶段;为磨合阶段;为高水平耦合阶段 表 福州市土地利用程度与社会经济发展水平耦合协调度评价指标体系
10、及权重值 目标层因素层单位权重性质土地利用程度耕地比例 园地比例 林地比例 草地比例 城镇村及工矿用地比例 交通运输用地比例 水域及水利设施用地比例 其他用地比例 人均土地占有量 人 建成区面积占市区面积比重 社会经济发展水平市区人口万人 城镇化率 第二三产业从业人口比重 人均地区生产总值万元 人 第三产业产值比重 城镇居民人均可支配收入元 普通高等学校每万人口拥有在校生人 每千人拥有卫生机构床位个 人均公园绿地面积 人 城区污水处理率 数据来源土地利用数据来源于福州市土地利用变更调查 在指标体系中所涉及的土地利用程度和社会经济发展数据来源于 年的 福州市统计年鉴 福州市国民经济和社会发展统计
11、公报 中国城市统计年鉴 第 期李晨欣,等:福州市土地利用结构与社会经济发展耦合协调分析 结果与分析 土地利用结构状况的时空演变特征表 为 年福州市土地利用结构状况及其信息熵、均衡度和优势度 在信息熵、均衡度和优势度时序演变方面,年福州市土地利用结构信息熵呈持续增长态势,从 增长到 ,虽然增长幅度不大,但增长态势依然明显,表明福州市土地利用结构在近些年呈现小幅无序方向发展 福州市土地利用结构信息熵和均衡度总体呈缓慢上升的状态,而优势度却呈缓慢下降趋势 单一优势土地利用类型的主导作用减弱,土地利用结构虽有波动,但是整体上较为平稳表 年福州市土地利用结构状况与信息熵()、均衡度()和优势度()()(
12、),()()()年份耕地园地林地草地城镇建设交通运输水域水利其他土地信息熵均衡度优势度 ()主城区 包括鼓楼区、台江区、仓山区、马尾区和晋安区,主城区的竞争偏移分量总体表现为低值区状态 台江区、鼓楼区、仓山区、马尾区和晋安区的耕地、园地、林地、草地、水域及水利设施用地和其他用地均在各区表现为低值区,而城镇村及工矿用地和交通运输用地表现为中值区 主城区作为福州市经济活动中心,土地资源极为有限,发展空间趋于饱和,通过实施高质量发展战略挖掘各类用地,提高土地利用效率()近郊区 包括连江县、长乐区、闽侯县和福清市,近郊区竞争偏移分量表现为长乐区、连江县、闽侯县和福清市的城镇村及工矿用地为高值区,交通运
13、输用地为中高值区或中值区,由此可知近郊区主要呈现中高值区 高值区状态 由于主城区的发展受到土地的限制,因此近城区成为新一轮经济发展的建设区域,特别是近些年来大量招商引资和人才政策的实施使得近郊区建设用地需求日趋增大()远郊区 包括闽清县、永泰县和罗源县 竞争偏移分量表现为园地、林地,其他地类均为低值区状态,而耕地、草地、城镇村及工矿用地、交通运输用地、水域及水利设施用地表现为中值区 由此可知,远郊区主要呈现出中值区 低值区状态 福州市地势西北高,东南低,地形复杂,山地丘陵多而平原少 虽依托主城区和近城区的辐射带动影响,成为城乡经济发展紧密联系的重要地段,但由于发展受到地形的影响较大,因此其土地
14、利用结构竞争性偏移量仍表现为中值区 低值区状态运用 软件对福州市土地利用结构竞争性偏移分量值划分为四个等级,分别为高值区、中高值区、中值区和低值区,并绘制土地利用结构竞争性偏移分量的空间分异图(图 )根据福州市土地利用结构特点以及当前经济发展水平,借助 软件运用系统聚类法和平方 距离对福州市各县市区状况开展聚类分析,将福州市 个县市区划分为三大片区,分别为主城区、近郊区和远郊区(图)山西师范大学学报(自然科学版)年图 福州市土地利用结构竞争偏移分量 图 福州市三大片区分布示意图 福州市土地利用程度和社会经济发展协调程度 土地利用程度和社会经济发展耦合状况变化依据式()(),测算出 年福州市土地
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