苏麒+刘兆顺+李淑杰+刘璐

摘要：通过采用完整、科學的理论与方法，针对2000-2013年间长春市通过土地利用所取得的社会经济效益与生态环境效益进行合理的计算，同时在二者的耦合度上进行为期14年的动态分析。研究表明，长春市土地利用社会经济效益在2000-2013年间总体处于稳步上升状态，在2004-2008年间上升幅度较大，生态环境效益综合值在2000-2013年间整体上处于上升状态，但演化趋势并不稳定。长春市要立足于当前建设用地规模，调整产业结构，发展新型环保科技，加大对城市生态环境保护的投入，提高生态环境承载能力。

关键词：土地利用；社会经济效益；生态环境效益；耦合性分析；长春市

中图分类号：F323.24 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）20-5393-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.20.057

Abstract： By using a complete， scientific theory and method， this paper calculated the socio-economy benefits and eco-environment benefits of land use in Changchun city， between 2000 and 2013， and made a dynamic coupling analysis between the socio-economy benefits and eco-environment benefits of land use. The results showed that the socio-economy benefits of land use in Changchun city generally being a steady increase state during 2000 to 2013， but which was greatly increased from 2004 to 2008. The eco-environment benefits were rising state in 2000 to 2013， but the evolutionary trend is not stable. Changchun city should adjust the industrial structure based on the current scale of construction land， advance new environmental technology， increase investment in urban ecological and environmental protection， improve the ecological environment carrying capacity.

Key words： land use； socio-economy benefits； eco-environment benefits； coupling analysis； Changchun city

在过去的30多年，改革开放中的中国飞速发展，对国土资源的不断开发和利用，使社会经济日新月异发展，但同时生态环境也为快速发展的社会经济承担了代价。随着时代的进步、社会的不断发展和制度的完善，如今一个城市发展的好坏不仅仅取决于它所产生的社会经济效益，同时也要注重其生态环境效益。党的十八大报告又一次提出了生态文明建设的主题，这预示着将来对于一个城市的发展与规划中，社会经济建设与生态环境建设应该放在同等重要的位置上。土地利用所产生的社会经济效益和生态环境效益之间存在着复杂的耦合关系，如何保持二者之间的和谐是城市土地利用工作的重中之重。分析二者的耦合关系，寻找合理的平衡点是促进城市土地的合理开发利用、优化空间布局的重要途径。本研究以长春市土地利用社会经济效益与生态环境效益之间的耦合关系为目标，构建了完整、高效、科学的动态耦合关系分析模型，为长春市土地利用工作提供建议与参考。

1 研究区域

长春市幅员辽阔，矿产森林资源丰富，是中国主要的商品粮产地。截至2013年末，长春市国土面积20 593.5 km2，长春市区面积为3 583 km2。长春所在地为北半球中纬度地带，地处东经124°18′-127°02′，北纬43°05′-45°15′，市中心坐落在东经125°19′，北纬43°43′[1]。气候为中温带大陆性季风气候，素有“塞北春城”的赞誉。

长春市是中国东北地区的工业基地，在国家近年来的大力扶持下，长春市国民经济取得了快速、稳定的增长，综合实力显著提升。2013年长春市国内生产总值达到了5 003.2亿元，实现了可比价格同比增长8.3%的高速增长。在人均国内生产总值上也完成了66 286元的佳绩，同比增长8.3%。总体上来看，城镇居民以及农民的生活质量又有显著的提高，基本上全体达到了小康水平，城镇居民的人均可支配收入达到了26 034元，农民人均纯收入达到了10 060元[2-4]。与此同时，随着长春市的不断发展，城市边界的不断扩张，长春市高架桥项目及地铁项目的不断推进，大量的农用地及城市绿化用地转化为建设用地，昔日绿茵连天、繁花锦簇的城市景色成为长春人昔日的记忆，人们生活的生态环境不断被侵蚀。土地利用中人地矛盾已经成为日益突出的问题，如何协调好生态文明建设与社会经济建设的稳定、长远发展，成为长春市土地利用工作的重要任务。特别是近年来长春市兴建高架桥、地铁，使得原本市区内的街道绿化带转化为建设用地，而新的绿化建设项目还未启动，市区内生态环境不断恶化，居民的生存环境质量不断下降。因此，本研究以长春市为实证对象，通过科学、合理的数学模型计算长春市土地利用的社会经济效益综合值及生态环境效益综合值，构建土地利用综合效益的耦合度模型，分析土地利用耦合度演化曲线，为长春市土地利用工作提供重要的参考[5-9]。

2 研究方法

2.1 土地利用效益评价体系的构建

2.1.1 选取评价指标及确定权重 对一个城市土地利用综合效益耦合关系的研究，构建科学、符合评价城市实际的评价指标体系是至关重要的，同时需要合理地确定评价指标的权重。本研究根据长春市土地利用的现状及特点，选取了符合长春市实际的评价指标，建立评价指标体系（表1），并通过德尔斐法及专家打分，确定相关指标的权重[10，11]。

2.1.2 数据来源及标准化 本研究所选取的评价指标的数据来源于长春市统计年鉴（2000-2013年）、长春市“十三五”规划、中国城市建设统计年鉴（2000-2013年）、长春市环境公报、中国城市统计年鉴（2000-2013年）等基础数据。

在评价指标体系中，各个评价指标由于单位不一致，在进行评价时需要消除单位以及计量量级的不同而产生的误差，即对评价指标进行无量纲处理。按照如下公式对4个评价子系统中的20个評价指标进行标准化处理[12]。

x′ij=（xij-ni）÷（Ni-ni）（正向指标）（Ni-xij）÷（Ni-ni）（逆向指标） （1）

其中，x′ij是指标进行无量纲处理后的标准化值，xij是评价指标的实际值。i代表第i个指标，i的范围是1～20；j代表年份，范围为2000-2013年，相对应的取值范围为1～14；Ni表示指标i的上限；ni表示指标i的下限。在上述20个评价指标中负向指标包括城镇人口密度、水土流失面积比例以及市区单位面积工业废水排放量；其余17个评价指标为正向指标。

2.2 评价模型

2.2.1 土地利用综合效益评价 设定xi（i=1，2，…，n）为土地利用的社会经济效益的第i个指标；设定yj（j=1，2，…，m）为土地利用的生态环境效益的第j个指标；则土地利用社会经济效益Qi与生态环境效益Qj的一般方程如下所示：

其中，xi为社会经济效益的评价指标；yj为生态环境效益的评价指标；ai为社会经济效益评价指标权重；bj为生态环境效益评价指标权重。

由前人的研究成果可知，土地利用社会经济效益演化系统以及生态环境效益演化系统皆为非线性的系统。社会经济效益与生态环境效益之间存在耦合关系，其系统的变化方程如下：

根据李雅普诺夫第一近似定理[13]，将上述公式以原点为基准按照泰勒级数依次进行展开，并舍弃次方高的项∈（x1，x2，…，xn），将上述方程转化为如下表达式[14]：

2.2.2 土地利用效益演化方程 由于土地利用的社会经济效益与生态环境效益之间存在着复杂的相互关系，本研究将二者之间的关系用复合系统来表示，因此这一复合系统是由社会经济效益和生态环境效益所组成的。将该复合系统以演化方程表示如下：

其中，A方程表示土地利用社会经济效益的演化方程，B方程表示土地利用生态环境效益的演化方程；由于A与B之间有着较为复杂的相互关系，他们之间相互影响。A的任何改变都会引起B的改变；同理，B的改变也会导致A的变化；同时，作为整个复合系统构成的部分，A与B其中任意一者的改变，都会影响整个复合系统。换句话说，A系统与B任意一个评价因素的改变会作用于整个复合系统，表现出这一复合系统的整体性[15-18]。

土地利用的社会经济效益系统A及生态环境效益系统B在自身指标因子以及外界影响因素的共同作用下，系统的演化速度表达式如下所示：

其中，VA、VB代表的是系统A与系统B的演化速度。由于整个复合系统是由A、B两个系统构成，那么整个复合系统的演化速度可以用VA、VB作为变量的函数来表示。在研究整个复合系统以及系统A与系统B之间的耦合关系时，可以通过控制VA、VB两个变量来实现。

2.2.3 土地利用效益的耦合模型 由于整个复合系统的演化速度V是受VA、VB两个控制变量影响的，则可以以VA、VB作为变量在由两个变量组成的二位系统（VA，VB）中来分析复合系统V的演化类型，建立起以VA、VB为坐标系，以复合系统演化速度V为变化轨迹的图形[19，20]。复合系统演化速度V与生态环境效益演化速度VB之间存在的夹角表示为α，即耦合度，则耦合度的表达式为：

2.2.4 土地利用效益耦合阶段 在由社会经济效益演化速度VA和生态环境效益演化速度VB为轴建立起来的坐标系中，依据上述耦合度α与VA、VB的关系可知，耦合度的值表示某状态下整个土地利用复合系统所处的阶段。依据梁红梅等[16]所构建的演化周期，将耦合阶段分为低级共生阶段（Ⅰ）、协调发展阶段（Ⅱ）、极限发展阶段（Ⅲ）以及再生发展（Ⅳ）4个阶段[21]（表2）。

3 实证分析

3.1 土地利用综合效益计算

依据上述公式计算得到长春市2000-2013年土地利用社会经济效益综合值（图1）、生态环境效益综合值（图2）。

由图1、图2可知，长春市土地利用社会经济效益在2000-2013年总体处于稳步上升状态，在2004-2008年上升幅度较大，这一演化趋势说明长春市土地利用工作所取得的经济效益以及社会效益与土地资源的配置较为匹配。这与长春市作为国家近年来大力扶持的复兴老工业基地的政策有关。长春市近年来社会经济的快速发展彰显了作为省会城市所应有的发展活力。长春市生态环境效益综合值在2000-2013年间整体上处于上升状态，但演化趋势并不稳定，生态效益综合值处于0.25～0.83之间。

3.2 土地利用效益耦合关系分析

如上所述，土地利用很高的社会经济效益与生态环境效益并不是线性的，将二者的演化曲线进行线性拟合，得到如下演化方程：

将上述A方程和B方程对时间t进行求导，得到了如下的社会经济效益及生态环境效益的演化速度方程：

其中，t的取值范围为1～14，相对应年份为2000-2013年。

在得到上述土地利用效益的速度演化方程后，代入式（8）即可求出长春市2000-2013年土地利用社会经济效益与生态环境效益的耦合度（图3）。

由长春市土地利用效益耦合度演化曲线特点可知，长春市土地利用效益耦合关系大致可以分为4个过程。

第一阶段为2000-2003年，耦合度变化较为缓慢，耦合度较小，这是因为在2003年之前长春市的土地利用所取得的社会经济效益并不十分显著，长春市作为全国有名的绿化城市，其生态环境承载空间较大。土地利用所产生的社会经济效益和生态环境效益发展耦合度较低，说明二者之间的协调程度较低，长春市的土地资源还有较大的开发空间。

第二阶段为2003-2005年，由图3可知，这一阶段长春市土地利用效益耦合度处于41°～55°之间，依据耦合度的定义，此阶段长春市土地利用效益耦合度处于最佳状态，土地利用的社会经济效益与生态环境效益和谐发展，整个复合系统较为稳定，这是由于在2003年国家推行的东北老工业基地振兴政策使得长春土地利用社会经济效益得到了快速增长，促进了长春经济的发展，提高了土地资源的开发利用强度。

第三阶段为2005-2011年，土地利用效益复合系统耦合度出现了第二个快速变化阶段，较为合理的耦合度趋于不合理，土地利用效益系统变得不稳定。究其原因是长春市由2006年开始大范围建设快速路，大量城市绿化土地及公共绿地转化为道路用地。快速路的兴建盘活了长春市的劳动力市场，为长春市社会经济的发展提供了重要的基础设施保障。但与此同时，长春市为了建设快速路及地铁占用了大量的公共绿地，使得城市的生态环境承载能力降低，土地利用效益复合系统开始偏失，总体的系统协调能力下降。

第四阶段为2011-2013年，长春市土地利用效益复合系统耦合度变化幅度放缓，整个复合系统趋于相对稳定。这是由于长春市快速路修建工程基本结束，长春市社会经济在振兴东北老工业基地政策和内部道路设施不断完善的支撑下稳步提升，与此同时也对生态环境的保护工作更加重视，不断加大对环境保护项目的投入。由于土地利用的社会经济效益的显现快于对生态环境投入所带来的效益，所以在一段时间内，土地利用效益系统还处于平稳上升的阶段。

4 结论与建议

本研究通过系统、科学的理论方法与模型，对长春市2000-2013年14年间的土地利用综合效益的动态耦合关系进行了研究。结果表明，长春市土地利用效益系统在2000-2013年处于相对和谐的状态，长春市生态环境承载能力有效地为社会经济的发展提供了支撑。近年来，基于国家对东北老工业基地的扶持，长春市社会经济发展得到快速提升，土地利用的强度不断加大，然而对于生态环境的保护投入力度不够。社会经济效益的发展速度大大超过生态环境效益的增长速度，长此以往会导致生态环境的不断恶化。长春市土地利用综合效益的复合系统在社会经济效益与生态环境效益耦合度日趋失衡的情况下逐渐变得不稳定，如何保障社会经济健康、持续的发展成为了长春市土地利用的重点问题。自2007年开始，长春市土地利用复合系统失衡的速度开始加大，究其原因是长春市的快速路建设占用了大量的城市绿地，使得长春市内生态环境承载能力逐渐下降。长春市作为吉林省的省会城市，承担着带领吉林省经济发展的示范作用。所以长春市土地利用工作是全省各个城市所要借鉴的重要参考，在新的发展时期，长春市要在社会经济高速发展下，加大对生态环境保护的投入力度，力争社会经济效益与生态环境效益达到最佳耦合度，为将来的建设留足发展的余地，有了生态环境的承载，才能使得社会经济得以长足的发展。为了保障长春市未来社会经济健康、稳定的发展，长春市要立足于当前建设用地规模，对城市内部建设用地进行潜力挖掘，调整产业结构，努力发展新型环保科技，促进企业向绿色企业转型。同时加大对城市生态环境保护的投入，改善居民生活环境，提高生态环境承载能力。

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