楊大兵，張文新，姚清

(1.北京師范大學(xué)地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院，北京100875;2.河北地礦局第十一地質(zhì)大隊，河北邢臺054001)

0 引言

城市土地是國家的寶貴資源，也是實現(xiàn)土地資源可持續(xù)利用的基礎(chǔ)。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市土地利用的矛盾日益突出，主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)城市土地利用平均容積率偏低，土地閑置率偏高[1];(2)城市土地利用結(jié)構(gòu)布局比例失調(diào)，工礦用地比例偏高，住宅、商業(yè)、道路、廣場、綠化、公共建筑、體育等用地不足;(3)城市環(huán)境狀態(tài)不斷惡化。長期以來，我國經(jīng)濟(jì)一直延續(xù)著粗放型增長方式，造成了能源資源的大量浪費(fèi)，給城市帶來了污染物的高排放，使得城市賴以生存的自然生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重的威脅。在國家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城市化進(jìn)程不斷加快和城市人口快速增長的背景下，城市土地資源和生態(tài)環(huán)境面臨著巨大的壓力。合理利用每一寸土地、實現(xiàn)城市土地資源的可持續(xù)利用、實現(xiàn)城市土地利用方式由粗放式向集約化轉(zhuǎn)變已刻不容緩[2]。本研究采用層次分析法、德爾菲法確定指標(biāo)權(quán)重，基于多因素綜合評價法、聚類分析法建立定量化評價方法，以唐山市中心區(qū)為試驗區(qū)，對試驗區(qū)的土地利用現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)、潛力分布、潛力測算及策略方針等問題進(jìn)行研究，旨在探尋城市土地集約利用潛力評價的技術(shù)、方法，以推動我國城市土地利用的可持續(xù)發(fā)展。緯38°55'～40°28'，東經(jīng)117°30'～119°18'之間，北依燕山，南臨渤海，東與秦皇島市接壤，西與北京、天津毗鄰，是聯(lián)結(jié)華北、東北兩大地區(qū)的咽喉要地和走廊。本研究是在全國第二次土地調(diào)查的基礎(chǔ)上，選取唐山市路南區(qū)、路北區(qū)、高新區(qū)和開平區(qū)的建成區(qū)(也稱為唐山市中心區(qū))為研究對象。中心區(qū)范圍東至開平區(qū)半壁店村，西至北京鐵路局唐山站，南至南湖，北至賈庵道，總面積約114.8 km2，總?cè)丝?6.80萬人，地理位置如圖1所示。選取唐山市中心區(qū)作為評價對象主要基于以下原因:一是該區(qū)域為唐山市的主城區(qū)和主要功能區(qū)，是唐山市商業(yè)、工業(yè)、文化中心;二是該區(qū)域以國有土地為主，有準(zhǔn)確翔實、現(xiàn)勢性較強(qiáng)的城鎮(zhèn)地籍調(diào)查數(shù)據(jù);三是區(qū)域內(nèi)人口集中，社會經(jīng)濟(jì)活動活躍，城市改造和建設(shè)較頻繁。因此，選擇該區(qū)域作為研究對象具有較強(qiáng)的實踐應(yīng)用意義。

1 研究區(qū)概況

1.1 地理位置

唐山市是一座具有百年歷史的沿海重工業(yè)城市，位于河北省東部，地處環(huán)渤海灣中心地帶，地理位置在北

圖1 唐山市中心區(qū)位置示意圖Fig.1 The location of the central district Tangshan City

1.2 土地利用現(xiàn)狀

中心區(qū)包括20個街道，180個街坊，14 667宗土地。建設(shè)用地面積10 845.52 hm2，占研究區(qū)面積的94.48%;農(nóng)用地面積492.95 hm2，占研究區(qū)面積的4.29%;未利用地面積140.79 hm2，占研究區(qū)面積的1.23%。各分區(qū)土地分布如表1所示。

表1 土地利用面積分區(qū)匯總表Tab.1 Land use classification by district

按照《土地利用現(xiàn)狀分類》規(guī)定的12個一級類統(tǒng)計，結(jié)果如表2所示。研究區(qū)總面積中，以工礦倉儲用地、住宅用地、公共管理與公共服務(wù)用地和交通運(yùn)輸用地為主，這四大類用地面積之和占研究區(qū)的85.76%，其他類型土地僅占14.24%。

表2 一級類土地利用統(tǒng)計表Tab.2 Land use classification by Class A

2 潛力評價模型研究

2.1 評價流程

城市土地利用潛力評價是一項系統(tǒng)性研究工作[3]。由于城市土地利用本身的復(fù)雜性，在實際應(yīng)用中，為了到達(dá)評價效果，通常需要采用多種評價方法配合使用，取長補(bǔ)短[4]。近年來，為了解決一些復(fù)雜問題，如城市土地利用評價分析、礦產(chǎn)資源預(yù)測、環(huán)境保護(hù)等，許多學(xué)者嘗試采用多種評價方法相互集成加以分析，取得了不錯的效果。王家庭利用層次分析法、多因素綜合評價法和聚類分析法對天津市城市土地集約利用進(jìn)行了分析研究[5];羅雄飛等運(yùn)用特爾菲法、層次分析法建立了武漢市土地集約利用評價的指標(biāo)體系，并利用多因子綜合評價法對武漢市城市土地利用進(jìn)行了綜合評價[6];左偉采用了層次分析法、變權(quán)、模糊評價法、灰色關(guān)聯(lián)綜合模型對重慶忠縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評價分析[7]。鑒于此，本研究采用層次分析法、德爾菲法、多因素綜合評價法、聚類分析法的綜合評價模型，基本評價流程如圖2所示。

圖2 土地利用潛力評價流程Fig.2 Land use capacity assessment framework

2.2 評價指標(biāo)體系

為了反映城市土地利用潛力分布狀況，需要建立一套指標(biāo)體系，這是城市土地潛力評價的基礎(chǔ)和先導(dǎo)性工作[8-10]。建立指標(biāo)體系一方面要遵循主導(dǎo)性、系統(tǒng)性、層次性、可操作性等原則[11-15]，同時要結(jié)合研究區(qū)的經(jīng)濟(jì)、人口、土地利用等實際情況。根據(jù)上述原則，可以建立居住、商業(yè)服務(wù)、工業(yè)倉儲型和其他類型單元的土地利用潛力評價指標(biāo)體系，并通過層次分析法和德爾菲法得到各個指標(biāo)的權(quán)重(表3)。

2.3 潛力計算模型

土地利用潛力的計算包括評價因子標(biāo)準(zhǔn)化計算、評價單元因素分值計算和評價單元綜合分值計算等步驟。

2.3.1 評價因子標(biāo)準(zhǔn)化模型。城市土地利用潛力評價指標(biāo)依據(jù)作用方向不同分為正向指標(biāo)、逆向指標(biāo)和適度區(qū)間指標(biāo)3類。由于各類指標(biāo)量綱不同，無法進(jìn)行比較運(yùn)算，因此采用極值標(biāo)準(zhǔn)化的方法，因子分值應(yīng)在[0，1]之間。

正指標(biāo)或逆指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化公式:

式中:Yij為第i個評價單元的第j項因子標(biāo)準(zhǔn)化分值;aj為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化修正系數(shù);Xj為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化修正值;當(dāng)?shù)趈項因子指標(biāo)與土地利用潛力正相關(guān)時，aj=1且Xj=Xmin;當(dāng)?shù)趈項因子指標(biāo)與土地利用潛力負(fù)相關(guān)時，aj=-1且Xj=Xmax;Xij為第i個評價單元第j項指標(biāo)值;Xmax為同類評價單元Xij指標(biāo)的最大值;Xmin是同類評價單元Xij指標(biāo)的最小值。

表3 評價指標(biāo)體系和權(quán)重Tab.3 Assessment index system and weights

適度區(qū)間型指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化公式:

式中:Y為評價單元的建筑密度或容積率的標(biāo)準(zhǔn)值;[g1，g2]為某種單元類型的適度區(qū)間;x為評價單元的指標(biāo);xmin為某種單元類型指標(biāo)的最小值;xmax為某種單元類型指標(biāo)的最大值。

2.3.2 評價單元因素分值計算模型。評價單元的因素分值按照下式計算:

式中:Fik為第i個評價單元第k個因素分值;Wkj為第j項因子對應(yīng)的權(quán)重值;Yij為第i個評價單元第j項因子的分值;n為第k個因素包含的因子個數(shù)。

2.3.3 評價單元綜合分值計算模型。評價單元的綜合分值計算公式如下:

式中:Si為第i個評價單元的綜合分值;Wk為第k個因素的權(quán)重值;Yik為第i個評價單元第k個因素分值;n為因素個數(shù)。

3 研究區(qū)潛力評價

3.1 評價單元劃分

根據(jù)唐山市中心區(qū)土地利用特點(diǎn)，參照評價單元劃分原則，將中心區(qū)14 667宗地評價單元劃分為居住型、工業(yè)型、商業(yè)服務(wù)型和其他類型4種。其中，居住型評價單元6 286個，占研究區(qū)用地總面積的27.05%;工業(yè)倉儲型評價單元1 112個，占研究區(qū)用地總面積的22.62%;商業(yè)服務(wù)型評價單元3 865個，占研究區(qū)用地總面積的4.89%;其他類型評價單元3 404個，占研究區(qū)用地總面積的45.44%。

3.2 潛力分布

根據(jù)《城鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀與潛力調(diào)查項目總體方案》的規(guī)定，城市土地按照利用程度和挖潛改造方向，可分為以下幾類:①無容量土地。包括水面、綠化、道路廣場等;②容量完全損失土地。包括現(xiàn)狀為建設(shè)用地，規(guī)劃為水面、綠化、道路廣場;③未利用的土地。包括未建設(shè)用地，包括耕地、閑置地等空地，規(guī)劃為建設(shè)用地，是橫向挖潛改造的重點(diǎn);④低度利用的土地。指利用不充分的土地，用地性質(zhì)不符合規(guī)劃要求，現(xiàn)狀容積率低于經(jīng)濟(jì)容積率，是縱向挖潛改造的主要對象;⑤合理利用的土地。符合規(guī)劃要求，土地利用率高，已充分發(fā)揮用地潛力，是城市土地利用的方向，不屬于挖潛改造的主要對象;⑥過度利用的土地。指土地現(xiàn)狀容積率遠(yuǎn)高于經(jīng)濟(jì)容積率和環(huán)境容量指標(biāo)，規(guī)劃需要調(diào)整改造。

根據(jù)地類編碼及上述分類原則，先提取無容量土地、容量完全損失土地、未利用的土地3種類型。剩余的土地類型運(yùn)用多因素綜合分析法，在唐山市土地利用現(xiàn)狀與潛力調(diào)查數(shù)據(jù)庫的支撐下，進(jìn)行評價單元綜合分值計算，然后通過聚類分析法，確定不同用地類型潛力分段值。根據(jù)分析，住宅用地合理利用區(qū)間為[0.67，0.91]，工礦用地合理利用區(qū)間為[0.55，0.89]，商服用地合理利用區(qū)間為[0.71，0.94]，其他類型用地合理利用區(qū)間為[0.68，0.85]，小于下界點(diǎn)值的為低度利用類型，大于上屆點(diǎn)值的為過度利用土地類型。唐山市中心區(qū)土地集約利用潛力分布如圖3所示。

圖3 唐山市中心區(qū)潛力分布圖Fig.3 Land use capacity of the central district Tangshan City

經(jīng)統(tǒng)計，各潛力類型面積分布如下:(1)無容量土地主要由水面、綠化、道路廣場等組成，面積為3 197.62 hm2，占研究區(qū)土地面積的27.86%，其中公園與綠地面積占51.22%，交通運(yùn)輸用地面積占44.22%，水面面積占4.56%。(2)容量完全損失土地主要由建設(shè)用地和規(guī)劃為水面、綠化、道路廣場的土地組成，面積為737.97 hm2，占研究區(qū)土地面積的6.43%。其中商服用地占11.06%，工礦倉儲用地占47.36%，住宅用地占32.26%，公共管理與公共服務(wù)用地占9.11%，特殊用地占0.21%。(3)未利用土地由未開發(fā)利用土地和規(guī)劃為建設(shè)用地、耕地、閑置地等空地組成，面積為653.55 hm2，占研究區(qū)土地面積的5.69%。其中耕地占44%，閑置地占56%。未利用土地主要集中于開平區(qū)，該區(qū)為唐山市城市建設(shè)橫向拓展的主要對象。(4)低度利用土地集中在工礦倉儲用地、住宅用地和公共管理與公共服務(wù)用地類型，面積為2 713.15 hm2，占研究區(qū)土地面積的23.64%。工礦倉儲用地占42.24%，住宅用地占27.96%，公共管理與公共服務(wù)用地占14.88%，土地利用效率較低，有很大的挖潛空間。(5)合理利用土地面積為3 285.75 hm2，占研究區(qū)土地面積的28.62%，總體比率偏低。(6)過度利用土地的面積為891.23 hm2，占研究區(qū)土地面積的7.76%。商服用地占18.63%，工礦倉儲用地占36.36%，住宅用地占26.34%，公共管理與公共服務(wù)用地占18.60%，主要集中在高新開發(fā)區(qū)和開平區(qū)。

3.3 潛力測算

增加存量土地供給和提高城市土地利用強(qiáng)度是研究區(qū)城市土地內(nèi)涵挖潛的主要著眼點(diǎn)。增加存量土地供給，理想的狀態(tài)是將未利用的土地全部投入到建設(shè)用地中;而提高建筑容積率增加土地供給，則是設(shè)定在不改變土地用途的前提下，將低度利用土地的現(xiàn)狀容積率提高到合理利用土地平均容積率下能夠挖潛增加的土地利用潛力。測算公式如下:

式中:Q為土地利用潛力面積，單位為hm2;Qw為未利用土地的面積，單位為hm2;Ai為低度利用土地的面積，單位為hm2;Ri為某合理利用土地的平均容積率;Fi為某低度利用土地的平均容積率。

按照上面的測算方法，對各類用地土地利用潛力進(jìn)行測算。結(jié)果顯示，低度利用土地的可挖掘潛力大于未利用的土地所能提供的存量土地總量，兩者合計能提供2 791.55 hm2的可挖潛土地;其中低度利用土地中工業(yè)用地的潛力在絕對數(shù)量上是最大的，達(dá)到854 hm2，說明工業(yè)用地是挖潛改造的一個重點(diǎn);而居住用地的潛力僅次于工業(yè)用地，潛力面積為635 hm2;其他類型用地可挖潛面積為517 hm2;商業(yè)型用地的潛力只有132 hm2，其挖潛的潛力是最低的。由此可見，在不改變土地現(xiàn)有用途的前提下，唐山市中心區(qū)土地利用潛力還是比較大的。因此，挖掘土地利用潛力、提高土地利用效率是實現(xiàn)唐山市土地資源集約節(jié)約利用的重要途徑。

4 結(jié)論與措施

4.1 結(jié)論

通過對唐山市中心區(qū)土地利用現(xiàn)狀和潛力評價分析，該區(qū)土地利用具有以下一些特點(diǎn)。

(1)土地利用潛力分布具有空間差異性。從行政區(qū)分布上看，路南區(qū)無容量土地與容量完全損失土地比重比較大，占該區(qū)面積的58.94%;路北區(qū)土地利用比較合理，占該區(qū)面積的43.28%;開平區(qū)以低度利用土地為主，占該區(qū)面積的39.94%;高新區(qū)土地潛力分布比較平均。而從功能區(qū)上看，合理利用、過度利用土地主要分布在核心區(qū)、內(nèi)城區(qū)和過渡區(qū)，無容量土地、容量完全損失土地受地質(zhì)條件和城市規(guī)劃的影響主要分布在內(nèi)城區(qū)和外圍區(qū)。

(2)城市用地結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步調(diào)整?！短粕绞谐鞘锌傮w規(guī)劃(2008—2020)》將唐山市發(fā)展總目標(biāo)定位為國家新型工業(yè)化基地、環(huán)渤海地區(qū)中心城市之一、京津冀重要的產(chǎn)業(yè)服務(wù)和生活居住中心。城市發(fā)展的科學(xué)定位必然要求政府對城市產(chǎn)業(yè)予以引導(dǎo)，合理配置有限的土地資源，并實現(xiàn)其資源的最佳利用，最終提高城市的綜合競爭力。通過對中心區(qū)城市土地結(jié)構(gòu)分析，城市用地結(jié)構(gòu)還需進(jìn)一步優(yōu)化，主要表現(xiàn)為工業(yè)用地所占比例較高，居住用地比例偏低，城市道路系統(tǒng)不夠完善，公共設(shè)施用地及商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)用地偏低等。

(3)用地強(qiáng)度偏低，土地利用具有一定的挖掘潛力。研究區(qū)平均建筑密度為18.39%，平均建筑容積率為0.37。同2002年全國平均容積率0.331相比，建筑容積率基本持平，但與同等規(guī)模城市相比，土地利用強(qiáng)度總體較低。唐山市中心區(qū)平均建筑容積率相差很大，路南區(qū)為0.23，路北區(qū)為0.52，高新區(qū)為0.39，開平區(qū)為0.27，路北區(qū)平均容積率是路南區(qū)的2.26倍。土地潛力主要集中在未利用土地和低度利用土地上，兩者占中心區(qū)總面積的29.33%，如若將低度利用土地的用地強(qiáng)度提高到合理用地的水平，能提供約2 791.55 hm2的可挖潛土地，可見，中心區(qū)土地具有較大的挖潛能力。

4.2 土地集約利用措施

針對以上狀況，為改變唐山市中心區(qū)土地不合理利用的方式，提高其集約利用程度，可采取以下措施:一是走城市內(nèi)部挖潛增效和外延適度擴(kuò)張相結(jié)合的道路，避免重復(fù)建設(shè)，減少城市化過程中不必要的耕地浪費(fèi)，達(dá)到外延適度擴(kuò)張和經(jīng)濟(jì)建設(shè)穩(wěn)步發(fā)展的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。二是充分引入市場競爭機(jī)制，盤活城市存量土地，提高土地集約利用水平。三是提高低度利用地區(qū)的土地利用強(qiáng)度，盡快將閑置用地投諸利用。針對低度利用和閑置土地制定合理的容積率等指標(biāo)控制并制定相應(yīng)利用方案，充分挖掘土地潛力。四是全面實施土地市場化戰(zhàn)略，改革土地流轉(zhuǎn)方式，加強(qiáng)規(guī)劃引導(dǎo)控制，規(guī)范土地開發(fā)利用，提高集約利用水平[16]。五是合理開發(fā)利用城市的地下空間資源。

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