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摘要：基于经济、社会、生态三维视角构建土地利用效益评价指标体系，运用灰色关联方法测度2004—2014年中国土地利用效益水平，并借助于ArcGIS空间分析技术分析其空间异质性及空间演变格局。从时序特征来看，2004—2014年全国土地利用效益波动性提升。从空间特征来看，中国土地利用效益的空间格局存在差异性，但差异日渐缩小；土地利用效益的增减空间分布不均，随着时间的推移，土地利用效益提升省份增加的幅度越来越大，土地利用效益降低省份的下降幅度越来越小；中国土地利用效益空间集聚特征明显，热点主要分布在内蒙古、辽宁和西藏，冷点主要分布在东南沿海地区；土地利用效益的变化也表现出集聚特征，东南沿海与西部地区为中国土地利用效益变化最强烈的集聚区，其土地利用效益变化呈互逆发展态势；中国土地利用效益变化具有明显的政策导向性。

关键词：土地利用；效益；时空特征；灰色关联；中国

0 引言

土地资源的持续利用是一切资源可持续利用的基础，也是社会经济可持续发展的关键[1]。随着中国城市化进程不断加快，食品安全、生态文明建设和城镇建设对土地用途的竞争导致土地供需矛盾日益突出，土地可持续利用的压力日益加大。如何合理配置土地资源、实现土地集约利用、提高土地利用效益是缓解土地供求矛盾的重要途径[2]。土地利用效益是不同时间不同区域单位面积土地投入与消耗所实现的物质产出或有效成果为区域带来的生态、经济和社会效益的总和，是衡量土地利用合理性与可持续性的重要标度[3-5]。土地利用效益评价一直是学术界的热点，目前学者们重点围绕评价指标体系、评价方法及评价结果分析进行讨论。在指标体系的构建上，从规模、结构和集约的三维视角入手[6]，或引入DSR（驱动力-状态-响应）模型[7]等；在评价方法上，熵权法[8]、神经网络模型[9]、耦合协调度模型[10-11]、GIS技术[12]等新方法逐步引入，丰富了土地利用效益评价的研究方法。在评价结果分析中，以往学者多研究单个区域土地利用效益在时序上的变化规律，土地利用效益空间差异或空间演变模式等方面的成果还不多见。近年来，虽有学者关注土地利用效益变化的空间分异[13]或土地利用效益演化规律[14]，但对于空间规律的探究仅停留于简单的空间聚类，而未深入分析土地利用效益演变的空间差异或是否存在空间热点等问题。

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中国已进入改革开放的深水区，经济发展的地区差异、城乡差距不断显现，土地利用供需矛盾日益突出，经济社会发展面临着复杂的环境。合理调整土地利用结构、提高土地利用效益的需求迫切。由于中国国土面积广阔、资源丰富，不同区域的区位因素、土地资源禀赋、经济社会发展等存在差异，其所享受的国家重点战略决策也不尽相同，加之区域间相互作用的存在，土地利用的空间差异必然会呈现出一些规律性[15]。探寻土地利用效益的时空演变规律有助于从宏观上整体把握土地利用状态时序变化过程并揭示土地利用状态的空间差异以及土地利用效益变化的空间规律，对于科学制订土地利用政策、提高土地利用效益、缩小地区间差距等大有裨益。已有学者运用空间热点分析技术对不同尺度的区域经济差异[16]及经济现象的空间格局演化[17]进行了研究，并取得了良好效果，这对于探寻土地利用效益的空间异质性及其演化格局具有重要的借鉴意义。 内容来自dedecms

本研究在借鉴前人研究成果的基础上，从经济效益、社会效益、生态效益三方面构建指标体系，运用灰色关联方法对中国各省份（不包括港、澳、台地区）2004—2014年间的土地利用效益进行测算，以求取的灰色关联度作为土地利用效益高低的表征，并以2年为距，截取2004，2006，2008，2010，2012，2014年6个时间断面，结合ArcGIS技术以及热点分析探寻中国土地利用效益的时空差异特征及演变规律。

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1 研究方法与数据来源

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1.1 研究方法 织梦内容管理系统

灰色关联分析方法是一种多因素分析方法，其基本原理是通过对统计序列几何关系的比较来分清系统中多因素的关系的紧密程度，序列曲线的几何形状越接近，则它们之间的灰色关联度就越大，反之越小[18]。土地利用效益评价必然涉及社会、经济、生态等诸多方面，其本身就是一个信息不完全的灰色系统，灰色关联分析可从事物之间错综复杂的关系中抓住主要矛盾，发现主要特征或主要关系，从而能够较完整、客观地反映事物质量的综合水平[19]，引入灰色关联分析方法更能提高土地评价的科学性与合理性。其中关联度值越高，表示土地利用效益越好。

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1.1.1 指标体系构建与权重确定。依据土地利用效益的经济、社会、生态内涵，遵循科学性、合理性、代表性、可操作性等原则，采用频度统计法对30篇有关土地利用效益评价的核心期刊论文进行频度统计，频度达到20以上的指标直接入选，并综合考虑中国土地利用的实际情况与数据资料的可获取性，从频度小于20的指标中选取农村居民人均经营耕地面积、农村居民人均住房面积、城镇基本医疗保险参保人数、湿地面积、自然保护区面积作为补充，最终从土地利用的社会效益、经济效益、生态效益3个方面构建了中国土地利用效益测度的指标体系，并运用层次分析法确定指标权重（表1）。 本文来自织梦

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1.1.2 土地利用效益测度方法。首先，对指标原始数据进行标准化处理。正向指标：Cij=（Pij-Pjmin）/（Pjmax-Pjmin）。逆向指标：Cij=（Pjmax-Pij）/（Pjmax-Pjmin）。式中：Pij为指标数据；Cij为标准化后第i年第j个指标的标准值；Pjmax为所有年份中第j个指标的最大值；Pjmin为所有年份中第j个指标的最小值。其次，确定灰色关联参考数列和比较数列。参考数列表征土地利用效益的最佳状态，取正向指标最大值和逆向指标最小值构建参考数列，记参考数列为：P0={P0（1），P0（2），…，P0（n）}。各省份各年的指标值构成比较数列，记比较数为：Pi={Pi（j）|j=1，2，…，n}，i=1，2，…，m。式中：i表示年份；j表示指标；Pi表示某省份第i年的数据。第三，求差数列、最大差和最小差。先求参考数列P0与各比较数列之间的差数列为：Δ0i（j）=|P0（j）-Pi（j）|。求得差值矩阵，从差值矩阵中找出最大差值和最小差值，分别为：max max|P0（j）-Pi（j）|，min min|P0（j）-Pi（j）|，分别记为Δmax和Δmin。第四，求关联系数。ρij=（Δmin+σΔmax）/（Δ0i（j）+σΔmax）。式中：ρij表示参考数列与比较数列之间在对应时刻（i）的关联系数；σ为关联系数，σ∈[0.1]，一般取0.5。最后，求综合关联度。，k=1，2，…，y。式中：k为子目标层个数；Ei表示某省份第i年的关联度；Wkj与Wk分别为各子目标与各指标的权重。

1.2 数据来源

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评价对象为中国内地31个省、市、自治区，评价单元为省级行政区，所采用的数据来源于《中国统计年鉴》（2005—2015年）。 内容来自dedecms

2 中国土地利用效益时序特征分析

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采用灰色关联度计算模型计算各省份2004—2014年的土地利用效益灰色关联度（表2），得出全国各省份的土地利用效益时序变化特征。

（1）2004—2014年中国各省份土地利用效益总体呈上升趋势，说明随着对土地资源利用的日益重视以及各项政策措施的实施，中国土地利用结构日趋合理，土地利用的经济效益、社会效益、生态效益日益提高，土地利用的集约性与可持续性日益得到重视，土地利用总体上朝着良好的方向发展。但各省份土地利用效益的上升过程并不平稳，呈波动态势，特别是在2010—2011年波动尤为显着，在这个波动的过程中，部分省份土地利用效益有所提升，部分省份土地利用效益降低，各省份土地利用效益变化共同作用形成了中国土地利用效益波动上升的态势。这也从一定层面反映出中国土地利用效益变化的空间不均衡性。 织梦内容管理系统

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（2）以2004，2014年为时间节点，土地利用效益提升的前三位为陕西、山西和福建，其关联度值分别提升了0.1323，0.1271，0.1169，这3个省份在2014年的关联度值也都达到了0.9000以上，其土地利用效益已相当接近所设定的最优目标。如果以0.9000为界，2014年关联度在0.9000以上的省份有15个，这些省份在2014年的土地利用效益已处于较高的水平。这也从一个侧面反映出这些省份在发展中积极采取措施，日益重视土地利用效益的提升。

（3）以各省份2004—2014年每年关联度值的历史波动率来表征各省份土地利用效益变化的波动性大小（表3）。土地利用效益变化波动性最强的前10个省份分别为福建、北京、陕西、广西、江苏、西藏、海南、山西、江西和浙江。其中，除海南和西藏外，其余地区2014年的关联度均位于0.9000以上。可见，一方面，部分省份土地利用效益水平的大幅度提高往往伴随着较大的波动性，不利于土地利用效益的良性持续发展；另一方面，较大的波动性也造成一些省份的土地利用总体效益或效果欠佳。这些均不利于中国土地的可持续利用，也不利于社会经济的良性发展。因此，如何持续稳步提升土地利用的综合效益，是今后中国土地利用中亟待解决的问题。

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3 中国土地利用效益空间特征分析 dedecms.com

截取2004，2006，2008，2010，2012，2014年6个时间断面，2004—2006，2006—2008，2008—2010，2010—-2012，2012—2014年5个时间段，借助ArcGIS技术进行空间判读；在此基础上，运用热点分析工具（Getis-Ord Gi*）探寻中国区域内部土地利用效益的空间演变格局。

3.1 不同时间断面的土地利用效益空间差异

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总体而言，中国土地利用效益持续提升，总体格局表现为西北地区的土地利用效益高于西南地区，北方地区略高于南方地区，东南沿海地区略高于内陆地区。

2004年中国土地利用效益普遍处于较低水平，除北京市、海南省的土地利用效益关联度达到0.8800以上，天津市、海南省的土地利用效益关联度分别达到0.8748，0.8629外，其他地区的土地利用效益关联度普遍低于0.8600。土地利用水平较低区域主要集中在河北省、河南省、长江中下游的一些省份以及西南地区的广西壮族自治区等地。2006年西部地区的土地利用效益总体上有所提升，海南的土地利用效益均提升了一个级别，其关联度分别达到0.8877；北京市、天津市、海南省的土地利用效益仍处于较高水平；四川省、重庆市、河南省、江苏省、湖南省以及广西省的土地利用效益提升不明显。2008年，绝大多数省份的土地利用效益有所提升，尤其体现在西北地区的内蒙古、新疆、西藏，中东部的河南、江苏以及西南地区的四川、重庆和湖南等省市自治区，仅广西壮族自治区的土地利用效益仍处于最低级别。2010年上海市和中部一些省份以及东北地区的土地利用效益有所提升，其中上海市和内蒙古自治区的土地利用效益关联度分别上升到0.8973，0.8939，其余地区的土地利用效益并未发生太大变化。2012年中国大部分地区的土地利用效益提高，包括西部地区的新疆、甘肃，东北地区的辽宁，西南地区的大部分省份以及中东部地区的湖北、江西等省份，其中广西的土地利用效益提升了一个级别，但仍处于较低水平。2014年，大部分省份的土地利用效益提升到较高水平，山西、陕西、辽宁等15个地区的关联度值跃居0.9000以上（图1）。

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随着中国土地利用效益的提升，其地区差异正逐渐缩小，全国土地利用效益日趋均衡，但仍有部分地区土地利用效益存在波动，特别是土地利用效益下降的地区。 copyright dedecms

3.2 不同时间段的土地利用效益变化空间差异

为了分析不同时间段土地利用效益的变动情况，以2年为一个时间段，以终止年份和起始年份的关联度差值作为土地利用效益变化的表征。

总体而言，中国各地区土地利用效益的变化有升有降，且空间分布不均。就上升而言，土地利用效益提升最大的地区主要分布在西北地区和环渤海地区，且提升幅度越来越大；就下降而言，土地利用效益下降最大的地区主要分布在东南沿海以及北京、天津、西藏等地，但下降的幅度越来越小。 内容来自dedecms

2004—2006年土地利用效益下降的省份分别为宁夏、广东、山西，其关联度下降幅度分别为0.0158，0.0017，0.0016；在上升的地区中，西藏、甘肃的提升幅度位居前列，上海紧随其后，接下来是内蒙占、贵州、云南等省份，关联度提升幅度较大的区域主要分布在西北和西南地区。2006—2008年海南、天津、西藏、广西的关联度下降，下降幅度分别为0.0057，0.0040，0.0012，0.0008，其中西藏土地利用效益由上升变为下降。在土地利用效益上升的地区中，贵州的提升幅度跃居首位，内蒙古、甘肃、黑龙江紧随其次，山西跃居前5名。2008—2010年关联度下降的省份仅有西藏，其已连续两个阶段土地利用效益呈下降态势；其余省份土地利用效益均有不同程度的提升，其中提升幅度最大的前3个省份分别为重庆、辽宁和陕西，且全国来看，各省份总体上上升的幅度较往年略高。2010—2012年土地利用效益下降的省份增至8个，分别为西藏、青海、海南、北京、上海、天津、宁夏和内蒙古；土地利用效益提升的省份中，前10名福建、陕西、山西、广西、浙江、重庆、江西、湖北、江苏、辽宁的土地利用效益关联度分别增加0.0635，0.0530，0.0528，0.0512，0.0499，0.0458，0.0399，0.0344，0.0336，0.0228，增幅均高于往年关联度增长的最大值；2012—2014年除新疆土地利用效益下降外，其他地区均有提升（图2）。 本文来自织梦

总之，中国各省份土地利用效益变动有增有减，土地利用效益的变化呈现出交错发展、动态提升的规律。 本文来自织梦

3.3 不同时间断面的土地利用效益热点分析

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热点分析（Getis-Ord Gi*）用于揭示区域内部的空间关联格局，反映社会经济现象在空间上的集聚特征。 内容来自dedecms

观察不同时间断面的土地利用效益热点分布，热点区域主要分布在内蒙古、辽宁、西藏等省份，冷点区域主要分布在东南沿海诸多省份，其中冷点区域的空间集聚特征尤为明显。

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2004年土地利用效益关联度分布的冷点区域和热点区域南北呼应，分别位于长江中下游地区和内蒙古一带。2006年，冷点区域增加了西南地区的贵州、云南和南部沿海的广东、广西，热点区域未发生太大变化。2008年冷点区域仍主要分布在东南沿海地区，云南由2010年的冷点变为过渡区域，热点区域则由内蒙古一带变为西藏地区。2008年冷点区域分布在东南沿海以及长江中下游地区，未出现热点区域。2012年辽宁变为热点，冷点区域中新增了江苏，重庆变为过渡区域。2014年未出现热点区域，除上海为冷点外，其余各省份均为过渡区域（图3）。 copyright dedecms

从这一变化历程看出，土地利用效益的冷热点分布越来越不明显，各省份之间土地利用效益的差异越来越小，全国土地利用效益日趋均衡。 copyright dedecms

3.4 不同时间段的土地利用效益变化热点分析 本文来自织梦

不同时间段土地利用效益变化热点分析（图4）表明，热点区域与冷点区域互逆发展，西部地区逐渐由热点转为冷点，东南沿海地区逐渐由冷点转为热点，这两个区域为全国土地利用效益变化最剧烈的空间集聚区。

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2004—2006年热点区域集聚在西部地区的青海和西藏，冷点区域集中分布在东南沿海各省份，冷点区域和热点区域东西对应。2006—2008年虽然未出现土地利用效益变化的热点区域，但冷点区域减少为两个，且冷点区域有向西部地区传递的趋势。2008—2010年冷点区域仅剩上海，热点区域出现在东北地区，东南沿海的大部分省份变为过渡区域，冷热点区域东西互换的趋势越来越显着。2010—2012年东北的黑龙江仍为热点，此外，西南地区的四川、重庆、贵州、云南由过渡区域变为热点，而原来的热点区西藏则变为冷点，冷热点区域互逆演替已初见雏形。2012—2014年西部地区的西藏和青海已完全变为冷点区域，重庆、湖北、湖南、广西、广东、江西、福建变为热点区域，其余区域为过渡区域，东南沿海与西部地区的冷热点演替已基本完成。

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4 结论与建议

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4.1 结论 dedecms.com

（1）2004—2014年全国土地利用效益总体呈上升趋势，但各省份土地利用效益的上升过程并不平稳，存在波动性；以历史波动率来表征波动性大小，前3名分别为福建、北京、陕西。（2）中国土地利用效益的空间格局表现为西北地区高于西南地区，北方地区高于南方地区，内陆高于沿海，但随着时间的推移区域差异逐渐缩小。（3）全国各省份土地利用效益的变化情况表现为有升有降，且空间分布不均；随着时间的推移，土地利用效益提升省份的增加幅度越来越大，土地利用效益降低省份的下降幅度越来越小。（4）中国土地利用效益热点主要分布于内蒙古、辽宁、西藏，冷点主要分布在东南沿海，空间集聚特征明显；中国土地利用效益变化的热点区域与冷点区域互逆发展，东南沿海与西部地区存在冷热点演替，这两个区域为中国土地利用变化最强烈的集聚区。（5）中国土地利用效益的变化具有政策导向性。中国的土地利用效益在波动中提升，区域差异日益减小，这和中国推行的土地政策和经济发展模式的转变密不可分。2006年中国开始推行中部崛起战略，中部地区的土地利用效益得到明显改善，地区差异日渐缩小。2009年以来，中国实施西部大开发战略，使得西部地区由土地利用效益的低值区逐步发展为高值区，促进了中国土地利用效益空间格局的均衡演变。如今，党的十七大将科学发展观写入党章，提出建设生态文明的理念；党的十八大将生态文明写入党章，提出加快转变经济发展方式，作出进行土地制度改革的重大部署；2014年国土资源部发布《节约集约利用土地规定》，旨在促进土地合理有效利用，提升综合效益。这些充分反映出中国对社会经济和谐发展、对土地资源可持续利用以及对实现土地利用的经济效益、社会效益、生态效益3种效益均衡的重视。此外，城市发展新区及开发区的崛起，将进一步促进中国土地利用效益格局的动态演变。 内容来自dedecms

4.2 建议

随着国家政策的重视及相关措施的实施，中国土地利用效益正逐步呈现出良好的发展态势，如土地利用效益水平总体提升，土地利用效益空间格局日趋合理，但现阶段中国土地利用效益水平及结构还有待进一步提升。在部分地区，土地闲置、浪费、污染等仍然严重，追求土地财政、违法圈地、利用土地寻租等行为依然存在，土地利用效益波动、土地利用集约程度发展不均衡、土地生态效益得不到重视等现象仍然是亟待解决的问题。在今后的土地利用中，应从国家层面做出战略部署，深入探求区域土地利用统筹协调发展，制定差别化土地利用政策，加强区域一体化土地管理与规划，优化地方政绩考核机制，更加重视土地利用经济、社会、生态效益的融合，坚决打击土地违法行为，推动中国土地资源的持续有效利用，实现土地利用效益的稳步提升。 dedecms.com

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