武汉市城市土地集约利用对生态环境的影响

周双英，余雨意

（华中师范大学 城市与环境科学学院，湖北 武汉 430079）

武汉市城市土地集约利用对生态环境的影响

周双英，余雨意

（华中师范大学 城市与环境科学学院，湖北 武汉 430079）

为了探究土地集约利用对生态环境造成的影响，本文在利用改进的熵值法确定指标权重的基础上，利用格兰杰因果检验进行分析，结果表明：2007年之后，武汉市土地集约利用的综合指数高于生态环境的综合指数，2010年以后二者的差距逐渐增大；武汉市城市土地集约利用水平与生态环境指数之间存在协整关系，二者存在长期的一致性；武汉市土地集约利用与生态环境之间具有因果关系，滞后2期，在5%的显著性水平上，土地集约利用是生态环境的格兰杰原因。

武汉市；土地集约利用；生态环境；格兰杰因果检验

土地集约利用是指在单位土地面积上合理增加物质和劳动投入，以提高土地收益的经营方式。随着经济的发展和人口的增长，城市扩张对土地的需求不断增加，但与此同时也造成了生态环境的不断恶化，威胁到土地资源的可持续利用［1］，如何合理处理土地集约利用与生态环境的关系，是实现经济社会持续健康发展亟待解决的问题。

近年来，土地集约利用与生态环境的关系研究引起学者的广泛关注，董秀茹等［2］从土地利用的三种方式入手，探讨土地集约利用与生态环境的辩证关系，认为二者的关系是双向的，互为反馈的；郑华伟等［3］从时空角度分析1995年以来，我国城市土地集约利用与生态环境的协调发展问题；曾浩等［4］通过构建协调发展模型，分析武汉市城市化与生态环境复合系统的协调状况；郑斌等［5］对比分析了国内外城市土地集约利用中全面可持续观的不同，指出国内应该在强化土地开发利用程度的过程中，维持土地利用的生态、社会、经济可持续的“有效”；杨伟等［6］以重庆市南岸区为例，考虑生态健康因素，将社会、经济、生态三方面有机结合，构建一套基于生态健康的城市土地集约利用综合评价指标体系。

综上所述，关于土地集约利用与生态环境的关系研究大多都是把生态环境作为影响土地集约利用的一个因素，很少研究城市土地集约利用对生态环境造成的影响，所以本文基于格兰杰因果检验，探究武汉市城市土地集约利用对生态环境的影响，在不断提高土地集约利用水平的同时减少对生态环境的不利影响。

一、数据来源

本文研究的数据来源于武汉市统计年鉴（1998—2013年）、武汉市环境状况公报（1997—2012年）、武汉市国民经济和社会发展统计公报（1997—2012年），以及武汉市统计局、武汉市环保局、武汉市国土资源局等相关网站，进行数据收集与整理后获取的。

二、研究方法与过程

1、指标获取

根据土地集约利用和生态环境的内涵和影响因素，遵循指标选取的科学性、系统性、可比性和可获取性等原则，通过借鉴已有成果，从投入水平、利用程度、利用效益和利用可持续性四个方面选取反映土地集约利用的指标，其具体指标为：地均固定资产投资、人口密度、铺装道路总长度、地均非农生产总值、地均财政收入、地均社会消费品零售额、城市人均可支配收入、人均公共绿地面积、建成区绿地覆盖率；生态环境的指标从生态环境状态、生态环境压力和生态环境响应三个方面选取指标，其具体指标为：人均公共绿地面积、建成区绿化覆盖率、森林覆盖率、人均耕地面积、工业废水排放量、工业烟尘排放量、工业废气排放总量、工业SO2排放量、工业废水排放达标量、工业SO2除去量、工业固体废物综合利用量、环保投资占GDP比重。

2、数据标准化处理

由于选取的各指标的单位不同，不能够直接进行评价分析，因此需要运用数学方法对各个数据进行标准化处理。选取的指标有正向指标和负向指标，可以分别利用式（1）和式（2）进行标准化处理。

其中，X'ij为标准化值，xj为第j项指标值，xmax为第j项指标的最大值，xmin为第j项指标的最小值。

3、指标权重的确定

确定指标权重的方法有很多，概括起来主要有两大类，即主观赋权法和客观赋权法。本文采用改进的熵值法确定指标权重，运用功效函数评价法对城市土地集约利用和生态环境进行综合评价［7］，用改进的熵值法确定评价指标权重不需要加入主观信息，是一种完全意义的客观赋权法，同时有利于缩小极端值对综合评价的影响，比传统方法更加有效、可靠［8］。经过测算发现，武汉市从1997—2012年，土地集约利用水平在不断提高，从2008年之后上升的速度在加快；生态环境的综合值也在逐年上升，但在2010年之后，生态环境的状况不容乐观，与城市土地集约利用出现不一致的现象。在2007年之前，生态环境的综合指数高于土地集约利用的综合指数，2007年之后，土地集约利用的综合指数高于生态环境的综合指数，而且两者的差距越来越大，说明2007年之前土地集约利用没有对生态环境造成影响，而2007年之后，随着经济的发展，土地集约利用对环境造成一定的危害，生态环境出现恶化的现象。其原因主要有以下几个方面。

一是1997—2007年武汉市城市化水平不高，土地的供给量能够满足城市的发展，虽然这一时期城市的发展对环境也造成了一定的影响，生态环境的自我调节减少了负面影响。2007年之后，随着城市化的快速发展，土地的供应无法满足城市扩张对土地的需求，土地集约利用日益受到重视，如开发地下空间对地下自来水会造成一定的影响，一味追求土地的集约利用而忽视了对生态环境造成的影响。

二是2007—2012年，人均耕地减少了17.99%，森林覆盖率不断减少，许多水域面积都被填满作为建设用地，生态环境的自我修复能力在减弱，其自身不能处理经济发展带来的环境压力，从而使得经济发展与生态环境严重的不协调。

三是政府政策导向型的影响，近年来国家把土地的集约利用放在比较重要的位置，不断采取措施提高土地集约利用水平，而没有对其进行相应的效应评价，缺少土地集约利用对生态环境影响的认识，导致了生态环境的恶化。

三、结果分析

1、平稳性检验

利用ADF检验时间序列X（土地集约利用水平）、Y（生态环境）的平稳性，由检验结果可知，在1%、5%、10%三个显著性水平下，单位根检验的临界值分别为-4.0113，-3.1003，-2.6924，X、Y的ADF检验值为3.3548，-0.5007，分别大于相应的临界值，从而不能拒绝原假设，表明X、Y为非平稳序列。分别对两个序列做二阶差分，得到其ADF检验值分别为-3.0370，-3.2086，小于相应的临界值，表明两个序列的二阶差分为平稳序列，从而X、Y为二阶单整序列。

2、协整检验

协整检验的前提是两个单整变量的单整阶相同，由平稳检验可知，X、Y是二阶单整序列，所以可以进行协整检验。

协整检验的方法主要有EG两步法和Johansen检验，本文采用Johansen检验方法。首先构建向量自回归模型（VAR），土地集约利用（X）与生态环境（Y）之间的VAR模型通过不断试验，得到VAR（1）模型，此时AIC与SC值较小，效果较好，从而得到协整检验结果（见表1）。表1表明，在95%的置信度下存在一个协整方程，说明土地集约利用与生态环境存在协整关系，即二者具有长期的一致性。

表1　　协整检验结果

3、格兰杰因果检验

通过Granger因果关系检验发现（见表2）：当滞后期为1时，土地集约利用和生态环境互不为对方的格兰杰原因，当滞后期为2时，“X不是Y的格兰杰原因”的假设被拒绝，所以土地集约利用是生态环境的格兰杰原因，但生态环境不是土地集约的格兰杰原因，因为土地集约利用受多重因素的影响，比如经济发展、市场发育程度、政府对农地的保护制度等因素。说明在短期内土地集约利用不会影响生态环境，但从长期来看土地集约利用可能会导致生态环境恶化。

表2　　格兰杰因果检验结果

四、结论

本文以武汉市1997—2012年的经济、社会发展数据为基础，借助计量经济学的方法，研究了城市土地集约利用对生态环境的影响机制，其结论如下。

第一，2007年之后，武汉市土地集约利用的综合指数高于生态环境的综合指数，2010年以后二者的差距逐渐增大，说明随着经济的快速发展，土地的集约高效利用可能对环境造成一定的危害。

第二，武汉市城市土地集约利用水平与生态环境指数之间存在协整关系，说明土地集约利用对生态环境的影响是长期的，如果土地集约利用比较合理，对生态环境的影响就会减少，能实现二者的和谐；如果土地集约长期利用不合理，就会使生态环境不断恶化。

第三，武汉市土地集约利用与生态环境之间具有因果关系，滞后2期，在5%的显著性水平上，土地集约利用是生态环境的格兰杰原因，而生态环境并不是土地集约利用的格兰杰原因。土地集约利用受多重因素的影响，如市场发育程度、经济发展水平，政府政策等，而生态环境对土地集约利用的影响是有限的。

［1］姜志国：中国土地资源可持续利用战略研究［M］.北京：中国农业出版社，2004.

［2］董秀茹、石水莲、王秋兵：土地集约利用与生态环境的辩证关系研讨［J］.水土保持应用技术，2006（3）.

［3］郑华伟、刘友兆、丑建立：中国城市土地集约利用与生态环境协调发展评价研究［J］.水土保持通报，2012（1）.

［4］曾浩、邓宏兵：武汉市城市化与生态环境协调发展定量评价与分析［J］.华中师范大学学报（自然科学版），2012（5）.

［5］郑斌、黄丽娜、卢新海：论城市土地集约利用中的全面可持续观——国内外研究比较与评述［J］.中国土地科学，2010（3）.

［6］杨伟、廖和平、谢德体、朱琳、陈杰华、夏涛：基于生态健康的重庆市南岸区城市土地集约利用综合评价［J］.中国土地科学，2012（4）.

［7］郑华伟：基于改进熵值法的耕地利用集约度评价［J］.新疆农垦经济，2010（4）.

［8］郑华伟、丑建立、刘友兆：江苏省城市土地集约利用与城市化关系的计量分析［J］.长江流域资源与环境，2013（8）.

［9］蔡俊、刘友兆、欧名豪：经济发展与土地集约利用的动态关系研究［J］.农业技术经济，2012（4）.

［10］刘法威、舒帮荣、龙开胜：耕地保护与城乡消费的宏观动态计量分析［J］.资源科学，2009，31（8）.

（责任编辑：胡冬梅)