1 引言(Introduction)

2002年10月28日，第九届全国人大常委会通过了《中华人民共和国环境影响评价法》并于2003年9月1日起正式实施，其中明确指出：国务院有关部门、设区的市级以上地方人民政府及其有关部门，对其组织编制的土地利用的有关规划必须进行环境影响评价.因此探索土地利用规划环境影响评价内涵及其实施技术方法成为各地国土部门、环保部门的现实工作.土地利用规划环境影响评价是指对土地利用规划的实施所造成的环境影响进行分析、评价和预测，提出防治不良环境影响的对策及措施，并对其进行跟踪监测的方法和制度(蔡玉梅等，2008)，其隶属于战略环境影响评价的中间层，具有综合性、战略性等特点(蔡玉梅等，2003).

当前，土地利用规划环境影响评价常用的方法有DPSIR模型法(刘英英等，2011)、模糊综合评判法(唐国滔和姚焕玫，2010)、生态足迹法(孙会慧等，2013)、综合指数法(刘春雨等，2013)以及生态系统服务功能价值法(许旭等，2008).其中生态系统服务功能价值法以货币形式衡量土地利用的生态效应，易于提高公众及决策者对生态环境的关注程度，故其应用较为广泛.然而，生态系统服务功能价值法多是将各生态系统服务功能价值进行加和，且缺少标准模式，以致研究区域内不同研究单元可比性较小(周嘉等，2011).而灰靶理论是处理模式序列的灰关联分析理论，属于灰评估和灰决策理论，其可增强评价区域内不同研究单元之间的可比性(宋捷等，2010)，且目前已有将灰靶理论应用于区域水资源评价(李红和周波，2012)、低碳电网规划评价(李晓彤等，2012)、以及土地整治效益评价(张俊凤等，2014)的实例.但灰靶理论在土地利用规划环境影响评价中的应用尚属空白，故本次研究将灰靶理论与生态系统服务功能价值理论相结合，以增强研究区域内不同研究单元可比性，并为改进传统灰靶理论存在的等权缺陷引入熵权理论，即构建了土地利用规划环境影响评价的熵权灰靶生态系统服务价值模型.然后将其应用于以县级行政单位为研究单元的山西省晋城市之中，以期为晋城市各区县土地利用及后续土地利用规划编制提供参考，并为其它地区土地利用规划环境影响评价提供依据.

2 研究区概况与数据来源 (Research area and data source)

晋城市地处山西省东南部，土地总面积为942802 hm²，其交通便捷，与河南省接壤，自古为通往中原的重要门户.从地貌轮廓来看，晋城市地处泽州盆地，北部及东西部地势较高、南部及中间地势较低，多数地区海拔600~700 m；从气候类型来看，晋城市属暖温带半湿润大陆性季风气候区，四季分明；从水系来看，晋城市境内河流纵横，主要为丹河和沁河两大流域.近年来，晋城市国民经济总量不断扩大，城镇化进程愈来愈快，但同时存在着土地利用结构不尽合理、工矿企业点多面广、生态环境较为脆弱等问题.因此在经济发展新常态下，如何合理配置土地资源、调整土地利用结构以科学解决上述问题成为晋城市面临的重大挑战.

本次研究的资料来源主要为《晋城市土地利用总体规划(2006—2020)》、《晋城市城区土地利用总体规划(2006—2020)》、《高平市土地利用总体规划(2006—2020)》、《阳城县土地利用总体规划(2006—2020)》、《泽州县土地利用总体规划(2006—2020)》、《陵川县土地利用总体规划(2006—2020)》、《沁水县土地利用总体规划(2006—2020)》.

3 评价方法(Assessment method)

本次研究首先基于生态系统服务功能价值理论和灰靶理论来分别构建评价指标体系和标准模式；其次，依据熵权理论计算各评价指标权重；再次进行灰靶变换并确定灰色关联差异信息空间；最后计算各评价单元目标层和准则层的靶心系数及靶心度，其具体过程如下：

3.1 构建评价指标体系及标准模式

土地利用规划最核心的功能是其对土地利用时空未来的导向，其对土地利用的方式和结构具有引导和控制作用(严金明和刘杰，2012).而土地利用方式和结构的变化会引起土地利用生态系统属性的变化，如土地利用生态系统类型的变化、空间布局的变化等，进而导致其所提供的生态系统服务功能的属性的变化(蔡玉梅等，2005).故在本次研究中，以研究区域下辖各区县为研究单元，可建立基于生态系统服务功能的土地利用规划环境影响评价体系，并将其分为目标层、准则层及指标层.目标层即土地利用规划环境影响评价，记作A；准则层为土地利用规划对自然资源的效用、对生产的效用、对人类生活的效用，分别记作A₁、A₂、A₃；指标层为气体调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护、食物生产、原材料生产、废弃物处理、生物多样性维持及文化娱乐，分别记作U₁至U₉.其中，对自然资源的效用包括气体调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护；对生产的效用包括食物生产、原材料生产；对人类生活的效用包括废弃物处理、生物多样性维持、文化娱乐.基于上述评价体系，依据生态系统服务功能价值理论，即可得到研究区域各土地利用生态系统单位面积生态服务功能价值，进而依据公式(1)可计算各研究单元所对应的各指标层的值.

式中，P_Uk为各研究单元所对应的各指标层的值，U_k代表评价指标层各项的指标，U为评价指标层代码，k从1到9.U_ik为单位面积各类生态系统对应的各生态服务功能价值，S_i为研究区域各区县土地利用类型面积，t为研究单元的总个数.之后依据公式(2)即可计算各研究单元所对应的各准则层的值.

式中，P_A为各研究单元所对应的各准则层的值，P_Uk为各准则层所包含的各指标层的值.

在建立评价指标体系并得到各研究单元的各评价指标值之后，即可依据其来确定标准模式.标准模式是指通过选取最能反映各研究单元优劣程度的数据指标所构成的序列，其与各评价单元一齐构成灰靶，标准模式即为灰靶的靶心.在确定标准模式的过程中，首先要判断各评价指标的性质，以明确各评价指标为正向指标还是负向指标.其中，正向指标是指具有极大值极性的指标，即为指标值越大越优型指标；负向指标是指具有极小值极性的指标，即为指标值越小越优型指标.然后在明确各评级指标性质的前提下，建立标准模式，标准模式序列公式如下：

式中，X₀为标准值；U_n为第n个评价指标；X₀为标准模式序列；X₀(U_n)为评价指标U_n的标准值，当U_n为正向指标时，X₀(U_n)取极大值，反之取极小值.

3.2 计算各评价指标权重

在得知各研究单元的各评价指标值之后，即可将各评价指标赋予权重.在土地利用规划环境影响评价中，常用的确定评价指标权重方法有特尔菲法、层次分析法及熵权法等(余健等，2012).其中，特尔菲法和层次分析法属于主观赋权的方法，易受到主观因素的影响；而熵权法属于客观赋权的方法，受主观因素影响较小(高奇等，2014).本次研究依据熵权理论确定各评价指标的权重，以避免赋权过程中产生较大的主观性.其基本原理是依据评价指标的信息熵来赋予各指标权重，信息熵愈小，其对应指标的变异程度愈大，反应的信息愈多，故其对评价结果的影响愈大，进而权重也就愈大，反之，信息熵愈大，其对应指标的权重愈小(党耀国等，2005)，其计算公式如下所示：

其中，由于本次研究中各评价指标值均以相同货币单位进行衡量，其量纲相同，无需再进行评价指标的标准化，故r_ik为第i个研究单元第k个评价指标的值，m为研究单元的个数，H_k为第k个指标的信息熵，W_k为第k个指标的权重.

3.3 进行灰靶变换并确定灰色关联差异信息空间

在构建评价指标体系并确定标准模式之后，即可进行灰靶变换，并确定灰色关联差异信息空间.灰靶变换即为了避免由标准模式序列中数据数值相差太大所引起的较大数值对较小数值产生影响而对各指标序列进行的统一测度变换.令T为灰靶变换，靶心如下所示：

式中，x₀为靶心，m为研究单元的个数.则对研究单元X_i中的评价指标U_k进行灰靶变换的公式即： 式中，x_i(U_k)为对研究单元X_i中的评价指标U_k进行灰靶变换后的值，X_i(U_k)为研究单元X_i中的评价指标U_k的原始值，X₀(U_k)为评价指标U_k的标准值.

在进行灰靶变换后，即可确定灰色关联差异信息空间.灰色关联差异信息空间是指各评价指标的标准值与经灰靶变换后的指标值所构成的矩阵，其计算公式即：

式中，Δ为差异信息集，由公式(7)可知，x₀(U_k)的值为1，故上述公式可以等价于：

3.4 计算靶心系数及靶心度

在得到各指标下各研究单元与标准模式的差异信息之后，即可计算靶心系数及靶心度.首先，计算靶心系数，靶心系数是指研究单元中各评价指标与标准模式中各评价指标的灰关联度.由灰靶理论可知，靶心系数的计算公式如下： γ x₀ U_k，x_i U_k =

式中，γ[x₀(U_k)，x_i(U_k)]为研究单元X_i中的评价指标U_k与标准模式X₀中所对应同一指标的靶心系数，Δ_0i(U_k)为评价单元X_i中的评价指标U_k的灰色关联差异信息.

在得到靶心系数后，即可计算靶心度.靶心度是指各研究单元和标准模式的灰关联度，其可以反映各研究单元与靶心的相似度和距离，研究单元的靶心度越大，则该研究单元与靶心的相似度越高，距离越近，其生态系统服务功能价值越高，生态系统服务功能越完善，其计算公式如下：

式中，γ(x₀，x_i)即研究单元x_i的靶心度，W_k为第k个指标的权重，γ[x₀(U_k)，x_i(U_k)]为研究单元X_i中的评价指标U_k与标准模式X₀中所对应同一指标的靶心系数.基于上述计算可得各研究单元的目标层靶心度，各准则层靶心度亦可依据上述方法计算而得.

4 评价结果(Assessment results)

首先，进行各研究单元评价指标值的计算以及标准模式的确定.各研究单元评价指标值的计算需要依据各类土地利用生态系统单位面积生态服务功能价值及规划目标年各研究单元土地利用类型面积.本次研究基于生态系统服务功能价值理论及以往学者专家对该理论的应用(符海月等，2007)，建立了晋城市各土地利用生态系统单位面积生态服务价值表，如表 1所示.

各研究单元在规划目标年的耕地、草地、林地、园地及水体的面积可依据《晋城市土地利用总体规划(2006—2020)》、《晋城市城区土地利用总体规划(2006—2020)》、《泽州县土地利用总体规划(2006—2020)》、《高平市土地利用总体规划(2006—2020)》、《阳城县土地利用总体规划(2006—2020)》、《沁水县土地利用总体规划(2006—2020)》、《陵川县土地利用总体规划(2006—2020)》获得，各研究单元剩余土地利用类型(其他农用地、盐碱地、沙地和裸土地等)面积之和作为其他用地面积，如表 2所示.

因此在表 1和表 2的基础上，依据公式(1)和公式(2)可计算晋城市各区县所对应的各指标层及准则层评价指标值，其结果如表 3所示.

在标准模式的构建过程中，依据表 1判断可得，U₁至U₉均为具有极大值极性的指标，即指标值越大越优型指标，因此依据表 3和公式(3)即可构建本次研究的标准模式，其如下所示：

其次，依据熵权法计算各指标的权重.依据公式(4)、公式(5)和公式(6)即可计算各评价指标的权重，其结果如表 4所示.

再次，进行灰靶变换并确定灰色关联差异信息空间.基于表(3)并依据公式(7)、公式(8)、公式(9)和公式(10)即可得各研究单元所对应的各评价指标值进行灰靶变换后的值，其结果如表 5所示.

基于灰靶变换后晋城市各区县评价指标值，依据公式(11)和公式(12)即可得到各指标下各评价单元与标准模式的差异信息，其结果如表 6所示.

最后，即可计算靶心系数及靶心度.基于表 6和公式(13)可得各研究单元中各评价指标与标准模式中对应的同一评价指标的靶心系数，其结果如表 7所示.

基于计算所得的靶心系数及公式(14)可得各评价单元的目标层靶心度，各准则层亦可依据上述方法计算而得，其结果如表 8所示.

5 结果分析与意见建议 (Results analysis and suggestions)

根据表 8中目标层评价结果可知，各评价单元的目标层靶心度由低到高排序为γ_(城区)＜γ_(高平市)＜γ_(阳城县)＜γ_(泽州县)＜γ_(陵川县)＜γ_(沁水县).下文将对上述结果进行分析，并对晋城市下辖各区县土地利用提出意见建议.

5.1 结果分析

由表 8可知，城区的目标层靶心度为0.3354，在晋城市下辖6个区县中属于最低.其主要由以下3方面原因造成：首先，城区土地面积在晋城市下辖6个区县中最小，其仅占晋城市土地总面积的1.51%，故在单位土地面积生态系统服务价值相同的情况下，导致城区土地利用生态系统服务价值较低，进而导致其目标层靶心度较低；其次，由《晋城市土地利用总体规划(2006—2020)》及《晋城市城区土地利用总体规划(2006—2020)》可知城区被定位为晋城市核心增长极，其城市性质为能源、煤化工基地型城市，且城区土地生态保护度均多为轻度保护，导致城区的生态系统服务价值较高的土地利用类型面积相对较小，如城区的林地面积比重仅为17.64%，相对晋城市所辖其它区县的林地面积比重较低，故城区的林地的生态系统服务价值较低，进而导致城区靶心度较低；最后，由城区准则层靶心度可以看出，其准则层靶心度γ(A₁)相比于γ(A₂)、γ(A₃)较低，亦导致了城区目标层靶心度较低.

由表 8可知，高平市目标层靶心度为0.3913，在晋城市下辖6个区县中亦较低.其主要由以下3方面原因造成：首先，与城区类似，高平市土地面积在晋城市下辖6个区县中较小，其仅占晋城市土地总面积的10.40%，故在单位土地面积生态系统服务价值相同的情况下，导致高平市土地利用生态系统服务价值较低，进而导致其目标层靶心度较低；其次，由高平市准则层靶心度可以看出，其准则层靶心度γ(A₁)相比于γ(A₂)、γ(A₃)较低，其亦导致了高平市目标层靶心度较低.

由表 8可知，阳城县的目标层靶心度为0.4962，在晋城市下辖6个区县之间居中.与城区和高平市不同的是，其土地面积占晋城市土地总面积的20.35%，在晋城市下辖各区县中亦居中，因此应依据准则层靶心度分析阳城县目标层靶心度的成因.由阳城县准则层靶心度可以看出，阳城县的准则层靶心度γ(A₁)低于目标层靶心度γ(A)及准则层靶心度γ(A₂)及γ(A₃)，故阳城县准则层靶心度γ(A₁)有待提高，即阳城县生态系统服务功能中对自然资源的效用较低，表明其生态系统服务功能中气体调节、气候调节、水源涵养及土壤形成与保护功能有待提高.

由表 8可知，泽州县的目标层靶心度为0.5020，在晋城市下辖6个区县之间亦居中.与阳城县类似，由泽州县准则层靶心度可以看出，泽州县准则层靶心度γ(A₂)及γ(A₃)较高，但γ(A₁)较低，故泽州县准则层靶心度γ(A₁)有待提高，即泽州县生态系统服务功能中对自然资源的效用较低，表明其生态系统服务功能中气体调节、气候调节、水源涵养及土壤形成与保护功能有待提高.

由表 8可知，陵川县的目标层靶心度为0.5521，在晋城市下辖6个区县之间较高，虽然其土地面积仅占晋城市的18.06%，但其目标层靶心度高于阳城县及泽州县，由表 8可知其主要是由于γ(A₂)较高所致，而陵川县γ(A₃)较低，即陵川县生态系统服务功能中对人类生活的效用较低，表明其生态系统服务功能中废弃物处理、生物多样性维持和文化娱乐功能有待提高.

由表 8可知，沁水县的目标层靶心度为1.0000，在晋城市下辖6个区县之间属于最高.其原因主要有两个方面所造成：首先，沁水县的土地总面积较大，沁水县位于晋城市西北部，其土地总面积占晋城市的28.22%，远高于晋城市下辖其他区县，故沁水县各土地利用类型面积基数较大，因此沁水县各土地利用生态系统服务价值较高、生态系统服务功能较完善，进而导致沁水县目标层靶心度及各准则层靶心度极高；其次，由《晋城市土地利用总体规划(2006—2020)》可知，沁水县多为生态农业区，仅有少部分地区为综合经济区，故导致沁水县生态系统服务价值较高的土地利用类型面积相对较大，如沁水县的林地面积比重为68.75%，远高于晋城市下辖其他区县，进而导致沁水县目标层靶心度靶心度极高.

5.2 意见建议

通过上述结果分析可知，晋城市下辖6区县的靶心度参差不齐，各区县所面临的土地利用状况也不尽相同，因此需结合晋城市下辖各区县具体情况对其土地利用及未来土地利用规划的调整提出意见建议.针对城区及高平市而言，二者准则层A₁的靶心度均有待提高，即城区和高平市生态系统服务功能中对自然资源的效用较低，表明其生态系统服务功能中气体调节、气候调节、水源涵养及土壤形成与保护功能有待提高.结合表 1可知，水体及林地对自然资源的效用较高，分别为8486.5元· hm^-2及5413.5元· hm^-2.且由表 2可知城区和高平市的林地面积的比重分别为17.64%和13.04%，其相对晋城市所辖其它区县的林地面积比重较低；而城区和高平市的水体面积的比重分别为2.73%和2.36%，其相对晋城市所辖其它区县的水体面积比重较高，因此在城区及高平市土地利用过程中，可考虑重点增加林地的面积，注重对林地特别是中幼龄林的保护管理工作，因地制宜的开展植树造林活动，并优先发展水源涵养林和水土保持林，以增强生态系统服务功能中气体调节、气候调节、水源涵养及土壤形成与保护功能.

由上述针对阳城县的分析可知，阳城县生态系统服务功能中对自然资源的效用较低，表明其生态系统服务功能中气体调节、气候调节、水源涵养及土壤形成与保护功能有待提高.由表 1可知水体、林地及园地的对自然资源的效用较高，分别为8486.5元· hm^-2、5413.5元· hm^-2及3038.4元· hm^-2，结合表 2可知阳城县草地、水体及园地面积较小，分别占阳城县总面积的0.12%、1.11%、1.51%，因此综合考虑可知，在阳城县土地利用过程中，可考虑增加水体、园地及草地的面积所占比重，通过各种工程措施，如土地整治、兴修水利等重点增加水体面积，适当增加园地面积，酌情增加草地面积，以增强阳城县生态系统服务功能中气体调节、气候调节、水源涵养及土壤形成与保护功能.

由上述针对泽州县的分析可知，泽州县生态系统服务功能中对自然资源的效用较低，表明其生态系统服务功能中气体调节、气候调节、水源涵养及土壤形成与保护功能有待提高.由表 1可知水体、林地及园地的对自然资源的效用较高，分别为8486.5元· hm^-2、5413.5元· hm^-2及3038.4元· hm^-2，结合表 2可知泽州县草地、园地及水体面积较小，分别占阳城县总面积的0.28%、1.42%、1.54%，因此综合考虑可知，在泽州县土地利用过程中可重点考虑增加园地面积，以种植泽州县本地优质果类作物为主，如柑桔、桃类等，以降低成本，保证成活率，与此同时适当增加水体面积，酌情增加草地面积，以增强泽州县生态系统服务功能中气体调节、气候调节、水源涵养及土壤形成与保护功能.

由上述针对陵川县的分析可知，陵川县生态系统服务功能中对人类生活的效用较低，表明其生态系统服务功能中废弃物处理、生物多样性维持和文化娱乐功能有待提高.由表 1可知水体、林地及园地的对人类生活的效用较高，分别为10179.8元· hm^-2、2381.1元· hm^-2及1906.1元· hm^-2，结合由表 2可知陵川县水体面积极小，其比重仅占0.54%，因此综合考虑可知，在陵川县土地利用规划实施过程中，可考虑通过各类工程措施增加水体面积，并可结合《晋城市土地利用总体规划(2006—2020)》将陵川县作为生态旅游区的定位，依据本体性、生态性、文化性和游赏性的水体景观设计原则(谢慧聪，2012)，因地制宜的塑造具有陵川特色的水体景观，以提升陵川县的城市品位，增强陵川县生态系统服务功能中废弃物处理、生物多样性维持和文化娱乐功能.

由上述针对沁水县的分析可知沁水县的目标层靶心度为1.0000，其生态系统服务功能完善.因此在沁水土地利用过程中，可结合《晋城市土地利用总体规划(2006—2020)》将沁水县作为生态农业区的定位，在保证生态环境质量的前提下，发展集休闲娱乐、旅游观光、教育创新功能为一体的现代农业，以获取经济、社会、生态的最佳耦合效益.

6 结论与讨论(Conclusions and Discussions)

1)土地利用规划环境影响评价中生态系统服务功能价值法存在不同区域之间可比性较弱的特性，为解决上述问题，本次研究引入了灰靶理论以增强不同区域之间可比性，与此同时，为改进传统灰靶理论存在的等权缺陷引入了客观性较强的熵权理论，构建了熵权灰靶生态系统服务价值模型，并将其应用于晋城市下辖各区县之中.结果表明，晋城市下辖各区县的靶心度参差不齐，各区县所面临的土地利用状况也不尽相同，故本次研究基于晋城市各区县的靶心度对晋城市下辖各区县提出了差异化的土地利用意见建议，从理论研究与实际工作方面都对晋城市及其它地区土地利用规划环境影响评价提供了一定的参考.

2)本次研究还存在有待改进之处.首先在应用生态系统服务功能价值理论时，由于对未利用地和建设用地的服务功能价值的核算尚未有统一的评价方法，故本次研究参考Costanza(1997)及吴克宁等(2008)专家的思路，并未对受人类活动影响最大的居民点及工矿用地和交通用地等生态系统的生态服务功能价值进行估算，因此在后续研究中可考虑对上述土地利用生态系统的服务功能价值进行核算以完善土地利用生态系统服务功能价值法；其次是通过熵权灰靶生态系统服务价值模型计算的靶心度对土地利用规划方案中土地利用空间布局的优缺点反应较少，因此，如何衡量土地利用空间布局变化所导致的靶心度的改变，还有待进一步研究.