周 偉 2,曹銀貴 2,喬陸印
(1.中國地質(zhì)大學(北京)土地科學技術(shù)學院,北京100083;2.國土資源部土地整治重點實驗室,北京100083)
自20世紀90年代以來,國內(nèi)土地管理人員和學者分別從區(qū)域[1-3]、城鎮(zhèn)[4-6]、開發(fā)區(qū)[7-9]和宗地[10]等不同尺度上開展了土地節(jié)約和集約利用研究,探索適合中國國情的節(jié)地型經(jīng)濟社會發(fā)展之路。利用統(tǒng)計分析和計量經(jīng)濟手段來分析城市土地集約利用狀況、探究城市土地集約利用過程的動因是常用的一種方法。目前,很多研究采用了如多因素綜合指數(shù)[11-13]、層次分析法[14-15]、極限條件法[16]、主成分分析法[8,17-19]、模糊評價法[20-21]、信息熵值法[22-23]、理想值修正模型[10,24]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡[25-26]等定量方法,對中國城市土地集約利用狀況進行實證研究,為中國城市土地的集約利用和可持續(xù)發(fā)展提供了很好的思路。
土地集約利用目標具有多元性,影響因素眾多,因此多因素綜合評價法是城市土地集約利用研究中采用最多的方法,但多因素綜合評價法在一定程度上存在人的主觀判斷、選擇、偏好對結(jié)果的影響,從而降低了方法運用的嚴謹性[27];同時,多因素綜合評價法不能反映土地集約利用潛力挖潛的目標和方向,忽視了各指標的均衡性,也不能動態(tài)反映土地集約利用潛力的挖潛方向。因此,探索具有現(xiàn)狀分析、問題診斷、潛力評估和政策指導多種功能的土地集約利用評價技術(shù),可為全面準確把握土地集約利用特征與問題,加強土地集約利用政策創(chuàng)新提供技術(shù)與方法支撐[28]。本文在綜合國內(nèi)城市土地集約利用評價的指標體系基礎(chǔ)上,采用了既能反映綜合指數(shù),又能反映單項指標的全排列多邊形圖示指標法的定量評價方法,基于時間序列的截面數(shù)據(jù),對研究區(qū)(西寧市4區(qū)3縣)城鄉(xiāng)建設用地集約利用進行評價,結(jié)合評價指標分析了土地集約利用存在的問題,同時基于全排列多邊形圖示指標法評價的綜合指數(shù),分析了西部開發(fā)10年來西寧市土地集約利用的變化規(guī)律。
西寧市是青海省省會,全省政治、經(jīng)濟、科技、文化和商貿(mào)中心,位于青海省東部黃河重要支流湟水河中游谷地,是黃土高原與青藏高原、農(nóng)業(yè)區(qū)與牧業(yè)區(qū)、漢文化與藏文化的3大結(jié)合部。轄城東、城中、城北、城西4區(qū)及大通回族土族自治縣、湟中、湟源3縣,土地總面積7690.11 km2,其中市區(qū)面積497.11 km2。西寧市是青藏高原人口惟一超過百萬的城市,2010年常住人口220.87萬人,以全省1%的土地面積承載著全省39.25%的人口和46.52%的GDP。
自西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施以來,西寧市經(jīng)濟增長快速,城市化水平穩(wěn)步提高。GDP從2000年的101.74×108元增長到2008年的422.19×108元,固定資產(chǎn)投資由2000年53.82×108元的增長到2008年的221.31×108元,城市化率由2001年的56.84%增長到2008年的61.02%,建成區(qū)面積由2000年的59.15km2擴展到2008年的75.00 km2,年平均增幅達3.35%。
全排列多邊形圖示指標法在環(huán)境質(zhì)量評價中已得到了廣泛應用[29-30]。全排列多邊形圖示指標法定義為[30]:設共有N個指標,以這些指標的上限值為半徑構(gòu)成一個中心N邊形,各指標值的連線構(gòu)成一個不規(guī)則的中心N邊形,其頂點是N個指標首尾相接的全排列,N個指標總共可以構(gòu)成(n-1)!/2個不同的不規(guī)則的中心N邊形。綜合指數(shù)定義為所有這些不規(guī)則多邊形面積的均值與中心多邊形面積的比值。
指標值的標準化采用雙曲線標準化函數(shù):
式2中,U為指標x的上限值;L為指標x的下限值;T為臨界值。
標準化函數(shù)F(x)把位于[L,U]的指標值映射到[-1,+1]。且映射后的值改變了指標的增長速度,當指標值位于臨界值以下時,標準化后的指標增長速度逐漸降低,當指標位于臨界值以上時,標準化后的指標增長速度逐漸增加,即指標由沒有標準化以前的沿x軸的線性增長變?yōu)闃藴驶蟮目臁斓姆蔷€性增長,臨界值為指標增長速度的轉(zhuǎn)折點。
根據(jù)上述條件,可得:
指標下限可根據(jù)規(guī)劃相應指標的最小值確定,指標上限可根據(jù)最高目標確定,臨界值可根據(jù)評價地區(qū)相應指標平均值確定。對第i個指標,單項指標值Si為:
利用n個指標可以做出一個中心正n邊形,n邊形的n個頂點為Si=1時的值,中心點為Si=-1時的值,中心點到頂點的線段為各指標標準化值所在區(qū)間[-1,+1],而Si=0時構(gòu)成的多邊形為指標的臨界區(qū)。臨界區(qū)的內(nèi)部區(qū)域表示各指標的標準化值在臨界值以下,其值為負;外部區(qū)域表示各指標的標準化值在臨界值以上,其值為正。
全排列多邊形綜合指數(shù)S計算公式為:
式5中,S為評價對象的綜合指數(shù);Si為第i項指標;Sj為第j項指標(i≠j);n為指標個數(shù)。
土地集約利用是一個復雜的系統(tǒng),具有多目標導向性,必須兼顧經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益3者的統(tǒng)一,以資源、環(huán)境承載力為基礎(chǔ),著眼于以人為本和全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展,即城市土地集約利用發(fā)展的最高階段——生態(tài)型密集[31-33]。任何追求單一發(fā)展目標的行為都可能影響系統(tǒng)整體發(fā)展的持續(xù)性和穩(wěn)定性。
指標體系的構(gòu)建是進行城市土地集約利用評價的關(guān)鍵[33],現(xiàn)有研究大多通過對區(qū)域和城市土地集約利用內(nèi)涵的理解來選擇評價指標[4,34-35]。由于全國社會經(jīng)濟發(fā)展水平、區(qū)域主體功能定位以及土地資源賦存千差萬別,很難建立一套全國普遍適用的評價指標體系。本文是以研究區(qū)內(nèi)的城鄉(xiāng)建設用地作為評價對象,因此在評價指標選擇上依據(jù)《建設用地節(jié)約集約利用評價規(guī)程》[36]區(qū)域用地狀況評價指標體系中的靜態(tài)指標,結(jié)合國家環(huán)??偩诸C發(fā)的《生態(tài)市建設指標》中城市可持續(xù)發(fā)展指標[37],同時,考慮城市化以及城鄉(xiāng)統(tǒng)籌,增加了土地利用城市化指數(shù)[38]和城鄉(xiāng)建設用地增減指數(shù)[39],構(gòu)建了區(qū)域城鄉(xiāng)建設用地集約利用評價指標體系。選取的指標共為7個,數(shù)據(jù)均來源于《青海統(tǒng)計年鑒(2010年)》、《西寧市統(tǒng)計年鑒(2010年)》和《西寧市環(huán)境質(zhì)量公告》(表1)。
首先依據(jù)表1中的數(shù)據(jù)求取各指標的上限值(U)、下限值(L)、臨界值(T);其次,利用式1、4分別進行各年度各指標值的標準化,繪制全排列多邊形(圖1);第三,采用式5計算綜合指數(shù)(表2),并繪制變化趨勢圖(圖2)。指標下限根據(jù)研究區(qū)相應指標的最小值確定,指標上限根據(jù)最大值確定,臨界值根據(jù)研究區(qū)內(nèi)平均值確定。
表1 西寧市區(qū)城鄉(xiāng)建設用地集約利用評價指標及實際值Tab.1 Evaluation indices and data of rural-urban construction land intensive use in Xining
以7項指標經(jīng)過標準化后的值為頂點繪制不同時間序列的多邊形(圖1):
(1)投入指標。固定資產(chǎn)投資的增長和人口的聚集是城鄉(xiāng)建設用地擴張的主要驅(qū)動因素。從表1可以看出,研究期內(nèi)西寧市建設用地固定資產(chǎn)投資強度增長趨勢明顯,從2000年的13.46×104元/hm2增長到2008年的57.45×104元/hm2,投資強度的快速增長與國家大力支持西部及藏區(qū)的優(yōu)惠政策分不開。研究期內(nèi),西寧市總?cè)丝谠鲩L速率小于城鄉(xiāng)建設用地增長速率,表現(xiàn)為城鄉(xiāng)建設用地人口密度持續(xù)減小,呈現(xiàn)與投資強度相反的變化趨勢,說明固定資產(chǎn)投資對城鄉(xiāng)建設用地的驅(qū)動作用大于人口增長帶來的驅(qū)動作用。
圖1 2000—2008年西寧市城鄉(xiāng)建設用地集約利用評價各指標圖示Fig.1 Evaluation results of rural-urban construction land intensive use in Xining during 2000 to 2008
(2)產(chǎn)出指標。經(jīng)濟產(chǎn)出指標反映建設用地的產(chǎn)出績效,單位產(chǎn)出值越大說明土地利用越集約。9年間,單位建設用地二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值年均遞增19.12%。通過與投資強度對比分析發(fā)現(xiàn),雖然建設用地地均固定資產(chǎn)投資額與單位建設用地二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值持續(xù)增長,但2005—2008年間的增長速率大于前一階段,說明后幾年的經(jīng)濟發(fā)展在一定程度上克服了以土地粗放利用為代價的發(fā)展傾向,增長方式有所改進,集約利用水平高于前一階段。
(3)統(tǒng)籌指標。西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施以來,西寧市社會經(jīng)濟快速發(fā)展,城市化過程推進的速度有所加快,近郊區(qū)的居民在就業(yè)方式、生活方式、價值觀念等方面受城市中心區(qū)的影響較大,與傳統(tǒng)的農(nóng)村生活方式相比發(fā)生了根本性變化,處于半城市化狀態(tài),城市與鄉(xiāng)村的界限趨于模糊。本文將城鄉(xiāng)建設用地視為整體,選擇土地利用城市化指數(shù)與城鄉(xiāng)增減掛鉤指數(shù)反映其利用的結(jié)構(gòu)特征,一定程度上克服了單獨討論城鎮(zhèn)或農(nóng)村居民點用地現(xiàn)狀帶來的對城鄉(xiāng)建設用地的割裂,利于城鄉(xiāng)用地的統(tǒng)籌安排與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
研究期內(nèi),土地利用城市化指數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢(表1),說明城鎮(zhèn)用地的比例相對變大,城鄉(xiāng)建設用地體現(xiàn)結(jié)構(gòu)集約。
城鄉(xiāng)增減掛鉤指數(shù)為農(nóng)村居民點用地變化量與城鎮(zhèn)用地增加量之比。從表1可知,研究期內(nèi),該指標的數(shù)值無明顯規(guī)律,有正有負,但數(shù)值都接近于0,表明西寧市農(nóng)村居民點用地在數(shù)量規(guī)模上無明顯變化,只是小幅度增加或減少。一方面,說明西寧市城鄉(xiāng)建設用地的增長主要是城鎮(zhèn)工礦用地的增長,另一方面,說明研究期內(nèi)農(nóng)村居民點整治進展緩慢,城鄉(xiāng)增減掛鉤政策實施效果不明顯。所以,在后備土地資源不足,城鎮(zhèn)用地空間擴展受阻的情況下,西寧市在“十二五”期間積極開展農(nóng)村居民點整治,落實城鄉(xiāng)增減掛鉤政策已刻不容緩。
(4)生態(tài)指標。西寧市地處黃土高原與青藏高原結(jié)合部,生態(tài)環(huán)境脆弱,生態(tài)容量閾值成為影響其土地開發(fā)利用的重要限制因素,在一定程度上限制了土地過度利用。生態(tài)環(huán)境指標直接關(guān)系城市的可持續(xù)發(fā)展,體現(xiàn)西寧市綠色發(fā)展的方針。西寧市建成區(qū)綠化覆蓋率從2000年的18.68%增長到2008年的35.12%,生態(tài)環(huán)境明顯改善,實現(xiàn)了統(tǒng)籌保護環(huán)境和保障發(fā)展的要求。
集約利用綜合指數(shù)反映了城鄉(xiāng)建設用地集約利用水平。圖2表明,2000—2008年間西寧市城鄉(xiāng)建設用地集約利用綜合指數(shù)基本上呈現(xiàn)增長態(tài)勢,說明其集約利用水平逐年提高,但2006年的綜合指數(shù)較2005年略有下降,主要是由于2006年城鄉(xiāng)建設用地增加過快導致,這也從側(cè)面說明在城鄉(xiāng)建設用地集約利用巨系統(tǒng)中,某因子的變化可能會引起其他因子的相互作用,在時間序列上使集約利用水平表現(xiàn)為非嚴格的遞增趨勢,即可能出現(xiàn)起伏波動。9年間的變化趨勢大致可分為兩個階段,2000—2005年為“十五”階段,2006—2008年為“十一五”階段。前一階段綜合指數(shù)的增長速度慢于后一階段,即前一階段城鄉(xiāng)建設用地集約利用水平提升速度慢于后一階段的提升速度。這一現(xiàn)象契合了經(jīng)濟發(fā)展與城鄉(xiāng)建設用地擴張的階段性規(guī)律。西寧市“十一五”期間的社會經(jīng)濟和城市化水平較“十五”期間有了很大發(fā)展,但土地資源供給受到限制,投入方式逐漸用資本代替土地,建設用地擴張速度放緩,故其集約水平提升較快。
(1)采用全排列多邊形圖示指標法進行城市土地集約利用評價過程中,只要確定與決策相關(guān)的上限、下限和臨界值,不用專家主觀評判權(quán)系數(shù)的大小,減少了主觀隨意性;評價結(jié)果表達既有單項指標值又有綜合指標值,還有幾何直觀圖示,便于問題診斷和政策指導;在指標綜合中同時考慮了臨界值對系統(tǒng)綜合指標的放大和緊縮效應,能夠反映城市土地集約利用的協(xié)調(diào)性和系統(tǒng)整合性,因此該方法具有一定的優(yōu)越性。同時,該方法也方便計算機編程和軟件開發(fā)。
圖2 2000—2008年西寧市城鄉(xiāng)建設用地集約利用變化趨勢Fig.2 Changing trend of rural-urban construction land intensive use in Xining during 2000 to 2008
(2)本文從影響建設用地集約利用的投入指標、產(chǎn)出指標、統(tǒng)籌指標、生態(tài)指標等因子構(gòu)建評價指標體系。結(jié)果表明,西寧市建設用地投資強度與產(chǎn)出績效增長明顯,說明經(jīng)濟增長既是城鄉(xiāng)建設用地擴張的主要驅(qū)動力,也是集約利用水平提高的首要影響因子;研究期內(nèi),西寧市城鄉(xiāng)建設用地擴張主要是城鎮(zhèn)用地增長,農(nóng)村居民點用地變化不大;綜合指數(shù)總體上呈現(xiàn)上升態(tài)勢,但根據(jù)其增長快慢大致可分為兩個階段,即“十五”階段與“十一五”階段,后一階段的集約水平提升速度快于前一階段,符合經(jīng)濟發(fā)展與建設用地擴張的階段性規(guī)律。
(3)西寧市應積極把握西部大開發(fā)的戰(zhàn)略機遇,積極發(fā)揮經(jīng)濟因子對城鄉(xiāng)建設用地集約利用水平的提升效應,增強新增建設用地的投資強度和產(chǎn)出績效;在土地資源供應缺乏、城市空間擴張受阻的情況下,優(yōu)化城鄉(xiāng)建設用地結(jié)構(gòu),積極開展村莊整治,挖掘農(nóng)村居民點潛力,為市區(qū)用地擴張?zhí)峁﹣碓?;合理確定土地資源供應量,轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式,構(gòu)建資源節(jié)約型社會,實現(xiàn)西寧市“跨越發(fā)展、綠色發(fā)展、和諧發(fā)展、統(tǒng)籌發(fā)展”的發(fā)展方針。
(1)全排列多邊形圖示指數(shù)法有幾何直觀圖示,同時具備較強的動態(tài)性,只需確定合適的上、下限以及臨界值,一定程度上減少了評價過程的主觀性,提高了評價精度,適合于宏觀層面的區(qū)域土地集約利用水平評價。但該方法不能對區(qū)域進行空間分析,缺少區(qū)域土地集約利用水平的空間格局以及土地集約利用區(qū)域趨勢的分析。需要進一步研究結(jié)合GIS技術(shù)的全排列多邊形圖示指數(shù)法的土地集約利用評價技術(shù)方法。
(2)本文只分析了西寧市西部大開發(fā)以來2000—2008年城鄉(xiāng)建設用地集約利用水平的動態(tài)變化,以及各單項指標之間的差異,但因未從空間上進行西寧市4區(qū)3縣的橫向評價,不能了解集約利用水平的空間變異規(guī)律。
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