3.3 研究方法

    聚类分析（cluster analysis）是数理统计中研究“物以类聚”的方法。在数值分类方面，可以归纳为两大问题。一类是已知研究对象的分类情况，将某些未知个体正确地归属到其中某一类，这是判别分析问题，另一类问题是在事前没有分类的情况下进行数据结构的分类，这就是聚类分析所要解决的问题。

    系统聚类分析（hierchical cluster analysis）在聚类分析中应用最为广泛。凡具有数值特征变量和样品都可以通过选择不同的距离和系统聚类方法而获得满意的数值分类效果。系统聚类法包括样品聚类和变量聚类，是先将n个变量或样品看成n类，然后将性质最接近或相似程度最大的2类合并为1个新类，分为n-1类。再从中找到最接近的2类加以合并，分为n-2类，如此类推，最后所有的变量或样品全聚在一类之中。

    3.3.1 指标标准化

    土地利用生态区划分指标体系确定以后，由于各指标之间的量纲不统一，没有可比性，所以直接用指标实测数据进行评价是困难的。即使对于同一个参数，尽管可以根据实测数值的大小来判断其对土地利用生态影响的程度，但也因缺少一个可作比较的标准而无法较确切地反映其对土地利用生态的影响程度。为此，首先必须对评价指标进行处理，用标准化方法来解决参数间不可比的难题。标准化处理的方法多种多样，比较简明实用的做法是将其量化分级，只有这样，才能最终进行比较[5]。

    依照本研究设计的评价指标体系，求得各指标原始分析值。对原始指标值采用极差标准化处理，鉴于本指标体系中存有正指标和逆指标之分，分两种情况级差标准化。主要计算公式：

    处理后，得表1：

    3.3.2 距离系数计算

    研究变量或样本间亲属程度的数量指标有两种：一种叫相似系数，性质越接近的样品相似系数越接近1（或-1），而彼此无关的样品之间的相似系数则接近于零，在进行聚类处理时，比较相似的样品归为一类，不怎么相似的样品归为不同的类；另一种是距离，它是将每一个样品看成m维空间（m个变量）的一个点，在这m维空间中定义距离，距离较近的点归为同一类，距离较远的点归于不同的类。

    目前已有大量的相似系数和距离，Mocre（1972年）曾列出40多种，但在数值分类中比较常用的却是少数。本研究采用欧式距离：，它是聚类分析中最广泛使用的距离。经计算得岳阳县土地利用生态区划的欧式距离系数如表2所示。
 

    3.3.3 指标权重确定

    在进行综合评价之前，由于以上多个指标对于土地利用生态区划影响程度不一，因此，首先需要确定各指标权重。综合评价指标权重的确定是整个评价过程的关键一环。人们一般根据计算权重时原始数据的来源不同，将权重确定方法大体上分为主观赋权法和客观赋权法两大类。主观赋权法主要是由专家根据经验主观判断而得到，如AHP法、Delphi法等，这种方法人们研究较早，也较为成熟，但客观性较差。客观赋权法的原始数据是由各指标在评价中的实际数据组成，它不依赖于人的主观判断，因而此类方法客观性较强，如变异系数法、主成分分析等。为使指标体系既能够准确反映土地利用质量水平，又反映其数量水平，这里采用变异系数法求解指标权重。该方法直接根据指标实测值经过一定数学处理后获得权重。

    因此，在土地利用生态区划评价指标体系中确定指标权重时，拟采用多指标权重求解的客观赋权法，计算方法为：

    先求出各指标的均值和标准差，则各指标的变异系数为：

    再对作归一化处理，这样就得到各指标的权重（）：

    3.3.4 划分结果

    结合表2及表3，可得岳阳县20个乡（镇）及湖管系统的土地利用生态区划综合评价值，见表4。

    对岳阳县各乡（镇）综合评价值运用SPSS13.0聚类分析，相关结果见图2：

    3.4  综合区划结果

    由图2所示的结果，再根据上一轮土地利用总体规划中划定的土地利用生态区，同时保持乡（镇）行政界线的完整性，本研究将岳阳县20乡（镇）及一个湖管系统共划分为五个土地利用生态区。

    3.4.1 生态极敏感区

    包括湖管系统、张谷英镇和云山乡。这些区域对保障区域环境控制具有极重要的战略价值，区域生态环境状况非常敏感，需要着重考虑。严格控制建设占用该区范围内的用地，对已破坏的生态环境作好生态修复工作，区域内禁止新建任何形式的污染企业，区域内已有的厂矿、企业、文娱场所、建设施工单位（含个体户）在生产经营过程中要按照“风景名胜区”的环境功能标准执行，不得超标；加强管理力度，完善法律法规，严格执行国家的有关规定，禁止在区域范围内进行有损生态环境保护的任何活动。

    3.4.2 生态敏感区

    包括城关镇、鹿角镇、麻塘镇、中洲乡和黄沙街镇。该区是全县的中部经济核心区，区内交通便利，对外交往频繁，发展商贸条件得天独厚。城关镇作为全县的政治、经济和文化中心，是全县经济起飞的“龙头”；该区域生态敏感性强、系统稳定性差，很容易受外来干扰的影响，对各类开发建设活动非常敏感，一旦因为人为的活动出现破坏和干扰，就难以恢复，甚至会更进一步加重区域内的生态环境问题，引发新的环境问题的出现，给整个区域生态环境系统带来严重后果。该区应适当发展城镇，尽可能地保护大片的基本农田和生态作业区，严格控制建设用地规模，按照保证重点，适度满足城镇用地和逐步缩并村庄用地的要求，各类建设用地均以内部挖潜为主，坚持尽量不占或少占耕地，占用耕地必须补偿的原则。合理利用和优化整合各类土地资源，依据区域自然条件、历史原因和社会经济的地域差异，重新进行经济区划和地域分工的基础上，合理布局城镇。

    3.4.3 生态控制区

    包括筻口镇、公田镇、栢祥镇和杨林乡。该区以筻口为中心的丘岗综合城镇经济区，未来该区应充分利用其资源优势和离县城不是很远的空间优势，加快产业结构转换和优化，以及区域基础设施的快速建设，以农业商品化为中心，建立多品种的现代近郊农业商品基地，同时积极推广资源的深度开发，大力发展乡镇企业。此区要城镇建设与环境保护并举，加强生态环境建设。建制镇建设要充分利用现有建设用地和空闲用地，不占或少占耕地，保护生态环境和耕地总量的动态平衡，严禁城镇建设用地占用规划确定的永久性绿地和基本农田。

    3.4.4 生态协调区

    包括新墙镇、新开镇、长湖乡和步仙镇。该区有规划的107、京广—岳黄路，两条规划的重要公路经过，该区交通便利，区位优势明显，经济实力一直比较强。该区有很大的发展潜力；食品工业、饲料加工、建筑和建材业目前发展形势不错；交通发达，区位可达性提高，使该区有利于发展边贸经济、物资集散和市场建设。该区属于生态非敏感性或低敏感地区，系统稳定性较好，外部的开发建设活动对它的影响不大，生态服务功能一般。因此，该区的土地生态系统单元可以进行工农业生产和城市建设，但也必须考虑资源和环境承载力，坚持社会、经济和生态三个效益的协调统一。重点处理好内部道路改造和对外道路的连接，处理好城镇建成区域与公路之间的关系，尽量避免跨越干道发展，适当控制“马路经济”的无序发展。加快废弃厂房和仓储的土地置换和再利用，控制城镇居民点的过度分散的现象，积极推进现代中心城镇的建设。

    3.4.5 生态建设区

    包括饶村乡、毛田镇、甘田乡、月田镇和相思乡。该区土地经济效益产出率较低，区域经济发展水平不高。重点发展农业、竹木加工业和矿业开采加工业。重点处理好与该区域地域分工和职能互补，利用该区基地基础和资源优势，共促区域旅游经济的发展。
   
    4 结论

    本研究采用聚类分析（cluster analysis）的数学方法对岳阳县所辖区域进行土地利用生态区划评价，最终划分为五个土地利用生态区：生态极敏感区，生态敏感区，生态控制区，生态协调区和生态建设区。土地利用生态区划评价研究为岳阳县确定科学合理的土地利用类型和土地利用方式提供依据，也为社会经济发展和环境保护综合决策提供有效的技术支持。

    参考文献:

    [1]王拯等.关于战略环境影响评价的思考[J].兰州铁道学院学报(自然科学版),2002(4):129-131.

    [2]陈志凡.土地利用总体规划中的战略环境评价初探[J].河南科学,2005(5):757-760.

    [3]徐中民.生态经济学理论方法与应用[M].黄河水利出版社,2003:5-10.

    [4]冯春涛.构建土地利用规划环境影响评价的指标体系[J].资源开发和市场,2004,20(6):416-420.

    [5]吴克宁等.关于土地利用总体规划环境影响评价的思考[J]. 资源?产业,2005,7(2):39-41