鄭新奇 薛春璐 王 偉 杜 娟

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京100083;2.中央財(cái)經(jīng)大學(xué)政府管理學(xué)院，北京100081;3.黃河水利委員會(huì)山東黃河河務(wù)局，山東濟(jì)南250011)

中國(guó)城市用地增長(zhǎng)極限規(guī)模測(cè)算

鄭新奇1薛春璐1王 偉2杜 娟3

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京100083;2.中央財(cái)經(jīng)大學(xué)政府管理學(xué)院，北京100081;3.黃河水利委員會(huì)山東黃河河務(wù)局，山東濟(jì)南250011)

快速城市化出現(xiàn)的城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張問(wèn)題，受到人們廣泛關(guān)注，借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)需要測(cè)算一個(gè)極限區(qū)間值進(jìn)行自上而下的總量控制，以促進(jìn)最嚴(yán)格耕地保護(hù)制度和節(jié)約用地制度的落實(shí)。但是如何測(cè)算這個(gè)極限規(guī)模一直沒(méi)有得到很好解決。本文提出了一個(gè)常規(guī)方法組合和關(guān)鍵指標(biāo)相結(jié)合的技術(shù)思路來(lái)嘗試解決這個(gè)問(wèn)題。研究首先對(duì)城市用地?cái)U(kuò)展規(guī)模的影響因子進(jìn)行了分析，討論了城市人口數(shù)量和GDP分別與建成區(qū)面積相關(guān)性，確定了城市人口數(shù)量對(duì)建成區(qū)面積影響更大;在此基礎(chǔ)上，采用邏輯斯蒂模型，依據(jù)我國(guó)1950－2010年經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)城市化水平進(jìn)行預(yù)測(cè);用自回歸分布滯后模型，依據(jù)1951－2010年全國(guó)人口數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái)人口規(guī)模進(jìn)行預(yù)測(cè)，并分為三個(gè)方案對(duì)結(jié)果進(jìn)行了討論;最后按照城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)，以節(jié)約集約用地為原則，將人均城市用地規(guī)模取值控制在65.0－115.0 m2，計(jì)算城市用地?cái)U(kuò)展極限規(guī)模。結(jié)果表明，到2045年，中國(guó)的城市化預(yù)測(cè)水平為79.99%，在中國(guó)人口增長(zhǎng)控制較好的情況下，人口規(guī)模將達(dá)到14.97億人，城市用地?cái)U(kuò)展規(guī)模為77 857.38－137 747.70 km2;若中國(guó)人口達(dá)到有關(guān)研究的預(yù)測(cè)峰值16億人，中國(guó)城市化水平穩(wěn)定在80%，城市用地?cái)U(kuò)展極限規(guī)模將會(huì)是83 200.00－147 200.00 km2。綜合以上分析，未來(lái)我國(guó)的城市建設(shè)用地總量應(yīng)在7.8萬(wàn)km2到14.7萬(wàn)km2之間。

城市用地規(guī)模;擴(kuò)展極限;城市化;人口預(yù)測(cè)

改革開(kāi)放以來(lái)，隨著城鎮(zhèn)數(shù)量和規(guī)模迅速增加，我國(guó)城市用地規(guī)模逐步增大。有關(guān)資料顯示，2000年以來(lái)，我國(guó)的城鎮(zhèn)化取得了巨大進(jìn)展。城鎮(zhèn)化率從當(dāng)時(shí)的36.2%，提高到2010年的47.5%，年均提高1.13個(gè)百分點(diǎn)，而城鎮(zhèn)人口增加了26%，這意味著，我國(guó)土地城鎮(zhèn)化的速度比人口城鎮(zhèn)化的速度基本快了一倍。1993－2010年間，中國(guó)城市建成區(qū)大致以每年1 332 km2的速度遞增，建成區(qū)面積擴(kuò)張了1.3倍，年均增長(zhǎng)率5.05%。城市對(duì)土地的需求，是實(shí)現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展目標(biāo)的需求。但是在其發(fā)展過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)了各種土地利用問(wèn)題:如外延粗放式的城市用地增長(zhǎng)，耕地減少過(guò)多過(guò)快，耕地總量動(dòng)態(tài)平衡未能完全實(shí)現(xiàn)，只能在一定時(shí)期內(nèi)發(fā)揮作用［1］;農(nóng)用地與非農(nóng)用地之間的矛盾日益突出，工業(yè)化、城市化過(guò)程中的非農(nóng)建設(shè)用地占用耕地的比例過(guò)高，工業(yè)用地和生產(chǎn)用地偏高，導(dǎo)致土地利用結(jié)構(gòu)和布局不合理;工業(yè)化和城市化引起的環(huán)境污染，致使生態(tài)環(huán)境惡化，土地質(zhì)量和景觀價(jià)值下降;很多地區(qū)在利用土地批租和規(guī)劃?rùn)?quán)限，通過(guò)大規(guī)模建設(shè)新城區(qū)、開(kāi)發(fā)區(qū)等方式推行跨越式城市發(fā)展戰(zhàn)略，加快城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)展。針對(duì)城市發(fā)展出現(xiàn)的城鄉(xiāng)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張問(wèn)題，應(yīng)該給城鎮(zhèn)化發(fā)展設(shè)定一個(gè)用地極限，就是劃定城市擴(kuò)展邊界。城市擴(kuò)展邊界是土地利用規(guī)劃中分隔城市與農(nóng)村地區(qū)的界限［2］。城市擴(kuò)展邊界可作為地方政府的規(guī)劃工具，制約城市固定區(qū)域的發(fā)展［3］。通常，在高度發(fā)展區(qū)域需要?jiǎng)澏ǔ鞘性鲩L(zhǎng)邊界，如沿美國(guó)西海岸大都市區(qū)。城市擴(kuò)展邊界可作為一種有效的手段和開(kāi)放空間工具來(lái)維護(hù)大城市周邊，以確保土地的有效利用［4］。1970－1990年，美國(guó)“精明增長(zhǎng)”運(yùn)動(dòng)時(shí)期，出臺(tái)“增加公共設(shè)施條例”政策，鼓勵(lì)在本地內(nèi)聚式發(fā)展，利用“城市綠帶”來(lái)限制城市蔓延和保護(hù)開(kāi)放空間，確定城市增長(zhǎng)邊界，確保城市用地增長(zhǎng)避開(kāi)需要保護(hù)的區(qū)域，抑制和糾正城市蔓延趨勢(shì)［5－6］。美國(guó)俄勒岡州在上世紀(jì)70年代初為其所有的大城市劃定了擴(kuò)展的邊界，是最為著名的“城市擴(kuò)展邊界”模式，該州規(guī)定禁止超過(guò)劃定的邊界新建居民區(qū)和公共交通系統(tǒng)，成功限制了城市的無(wú)限制擴(kuò)展，提高了現(xiàn)有城市土地的利用效率［7－8］。城市擴(kuò)展邊界在加拿大被作為一種區(qū)域規(guī)劃工具，在一些大都市區(qū)，如多倫多、渥太華和安大略省，設(shè)立城市擴(kuò)展邊界來(lái)限制城市增長(zhǎng)，進(jìn)而保護(hù)綠地［9］。在20世紀(jì)70年代，不列顛哥倫比亞省制定農(nóng)業(yè)土地儲(chǔ)備計(jì)劃，其中包括城市擴(kuò)展邊界劃定的內(nèi)容，目的是為了保護(hù)農(nóng)場(chǎng)土地不被轉(zhuǎn)換為城市［10］。國(guó)內(nèi)對(duì)城市擴(kuò)展邊界的研究尚處于起步階段［11］。劉海龍［12］對(duì)美國(guó)“城市增長(zhǎng)邊界”的概念及相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了介紹與評(píng)述，然后針對(duì)我國(guó)城市規(guī)劃現(xiàn)狀中的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出關(guān)于城市空間發(fā)展的建議。俞孔堅(jiān)［13］以“反規(guī)劃”理念提出城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的景觀安全格局方法，并通過(guò)EI的構(gòu)建來(lái)制定城市擴(kuò)展邊界。何春陽(yáng)等［14］在利用數(shù)學(xué)模型定量確定建設(shè)用地?cái)U(kuò)展邊界內(nèi)建設(shè)用地總量的基礎(chǔ)上，以北京市為例，充分發(fā)揮GIS強(qiáng)大的空間分析功能，綜合考慮區(qū)域環(huán)境敏感性和建設(shè)用地適宜性，定量地確定區(qū)域建設(shè)用地?cái)U(kuò)展邊界，具有一定的可靠性和應(yīng)用前景。李效順等［15］用極限計(jì)量的方法，通過(guò)構(gòu)建邊際模型，計(jì)量建設(shè)用地增長(zhǎng)的極限時(shí)點(diǎn)，剖析了時(shí)空變化規(guī)律。劉云剛等［16］以快速城市化進(jìn)程中的部分確定性信息為基礎(chǔ)，從目標(biāo)入手創(chuàng)建了一種目標(biāo)導(dǎo)向的、多尺度的城市建設(shè)用地規(guī)模預(yù)測(cè)方法。國(guó)務(wù)院研究室副主任黃守宏認(rèn)為，要以城市人口預(yù)測(cè)與經(jīng)濟(jì)總量預(yù)測(cè)為前提，對(duì)城市的功能、空間等做出合理的整體規(guī)劃，對(duì)現(xiàn)有的各類開(kāi)發(fā)區(qū)進(jìn)行升級(jí)和調(diào)整，提高使用效率和產(chǎn)出率。胡存智［17］在“十二五”城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃高層論壇上的發(fā)言提出“城鎮(zhèn)的發(fā)展規(guī)模往往不照人為的安排而控制”，“因此我們需要把一個(gè)城市發(fā)展的‘天花板’設(shè)定在一定的規(guī)模和范圍上用地”。本研究在總結(jié)國(guó)內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，考慮了中國(guó)人口規(guī)模、GDP與建成區(qū)面積的關(guān)系，尋找其相關(guān)性，然后建立數(shù)學(xué)模型分別對(duì)中國(guó)人口和城市化水平進(jìn)行合理預(yù)測(cè)，結(jié)合城市人均建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)算出中國(guó)城市用地?cái)U(kuò)展極限總規(guī)模，并分3個(gè)方案進(jìn)行了討論。研究目的在于找到一個(gè)合理的方法測(cè)算中國(guó)城市最大范圍，為確定用地界限提供參考依據(jù)，提高現(xiàn)有城市用地的利用效率和集約度，不再無(wú)限制的占用農(nóng)用地，緩和土地供需矛盾，保護(hù)土地資源，維護(hù)生態(tài)環(huán)境平衡，對(duì)土地利用規(guī)劃和城市規(guī)劃起到一定的指導(dǎo)作用，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)良性發(fā)展。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究區(qū)域是除中國(guó)臺(tái)灣、香港和澳門(mén)地區(qū)之外的全國(guó)范圍。其中東部地區(qū)包括北京、天津、河北、遼寧、山東、上海、江蘇、浙江、福建、廣東、廣西和海南12個(gè)省、直轄市、自治區(qū);中部地區(qū)包括山西、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古、安徽、江西、河南、湖北和湖南等9個(gè)省、自治區(qū);其余為西部地區(qū)，包括陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆、四川、重慶、云南、貴州和西藏10個(gè)省、直轄市、自治區(qū)［18］。研究所涉及的人口數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和土地面積數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》。為使模型選擇數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)口徑一致，我們分析了這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)口徑。其中GDP采用歷年年末數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成基期不變價(jià)。人口數(shù)和建成區(qū)土地面積采用年末數(shù)據(jù)。2010年全國(guó)城市市區(qū)人口為38 149.3萬(wàn)人，市區(qū)建成區(qū)面積達(dá)到30 138 km2，市區(qū)人均建成區(qū)面積為79.00 m2/人。研究依照城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)劃人均城市建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)部分確定規(guī)劃人均建設(shè)用地指標(biāo)，進(jìn)而測(cè)算城市用地極限規(guī)模［19］。

1.2 城市用地?cái)U(kuò)展規(guī)模影響因子分析

城市建設(shè)用地總量是對(duì)城市用地規(guī)模的直接反映。通過(guò)文獻(xiàn)和實(shí)際情況分析，城市固定資產(chǎn)投資的增長(zhǎng)和三產(chǎn)結(jié)構(gòu)的變化都是由經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)引起的，為了避免多選指標(biāo)可能存在的指標(biāo)之間的非獨(dú)立性或包含性，排除具有自相關(guān)性的驅(qū)動(dòng)因子，城市用地?cái)U(kuò)展的主要影響因子應(yīng)該是人口的增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展［20－21］。我們認(rèn)為這里的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵指標(biāo)就是GDP。這樣實(shí)際上就將城市化用地?cái)U(kuò)展的關(guān)鍵影響因素縮減到三個(gè):人口、GDP和用地。人口通過(guò)城市化水平反映到城市用地上，城市建設(shè)用地總量則通過(guò)人均建設(shè)用地量來(lái)測(cè)算。于是計(jì)算城市建設(shè)用地極限規(guī)模，就成了對(duì)這三指標(biāo)的關(guān)系分析和數(shù)量計(jì)算。本研究首先對(duì)人口和GDP與建成區(qū)面積之間的相關(guān)性進(jìn)行分析;然后采用Logistic模型預(yù)測(cè)全國(guó)城市化水平，考察未來(lái)哪年能達(dá)到飽和城市化;接著用自回歸分布滯后模型對(duì)中國(guó)人口進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到飽和城市化那年的人口數(shù);最后依據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算中國(guó)城市用地?cái)U(kuò)展極限規(guī)模。中國(guó)城市用地?cái)U(kuò)展極限規(guī)模的基本計(jì)算模型為:

其中，S為全國(guó)城市建設(shè)用地規(guī)模，當(dāng)城市化水平達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)就是極限規(guī)模;Yt為t年人口數(shù)量，達(dá)到總?cè)丝诜€(wěn)定時(shí)的動(dòng)態(tài)人口總數(shù)量為極限人口;P(t)為t年城市化水平，I為人均建設(shè)用地指標(biāo)。

首先考察中國(guó)城市總?cè)丝?、GDP分別與建成區(qū)總面積的相關(guān)性，然后通過(guò)SPSS軟件上的偏相關(guān)分析(Partial Correlation)控制可能產(chǎn)生影響的變量，來(lái)研究另兩個(gè)變量之間的線性相關(guān)關(guān)系。本研究考察中國(guó)城市總?cè)丝诤虶DP哪個(gè)能更好的解釋城市土地的擴(kuò)張。對(duì)1993－2010年中國(guó)城市總?cè)丝谂c建成區(qū)總面積的相關(guān)性進(jìn)行分析的結(jié)果表明:中國(guó)城市總?cè)丝谂c建成區(qū)面積擴(kuò)張呈高度線性相關(guān)，它們之間的判定系數(shù)高達(dá)0.98。對(duì)中國(guó)GDP與城市建成區(qū)總面積之間的相關(guān)性進(jìn)行分析，它們之間的相關(guān)性也很高，判定系數(shù)為0.96。

做偏相關(guān)分析時(shí)，為了保證建成區(qū)土地面積和全國(guó)GDP兩個(gè)變量之間的關(guān)系是線形相關(guān)，對(duì)全國(guó)GDP取了自然對(duì)數(shù)，即ln(GDP)。

在控制ln(GDP)的情況下，城市總?cè)丝诤统鞘薪ǔ蓞^(qū)土地總面積偏相關(guān)系數(shù)是0.514，相關(guān)性較高。一般情況下，在0.01水平上是顯著相關(guān)。城市人口與建成區(qū)面積的顯著性為0.035，可見(jiàn)城市人口和城市建成區(qū)用地面積不相關(guān)的概率很低。相反，在控制城市總?cè)丝诘那闆r下，ln(GDP)與城市建成區(qū)土地總面積偏相關(guān)系數(shù)是0.281，相關(guān)性很低。顯著性為0.274，說(shuō)明城市建成區(qū)用地總面積和ln(GDP)不相關(guān)的概率很高，而城市人口比ln(GDP)能更好地解釋城市土地的擴(kuò)張。因此，可以從人口規(guī)模的發(fā)展尋找突破口去測(cè)算城市用地規(guī)模。城市人口的增加對(duì)城市化和城市用地變化產(chǎn)生了最直接的影響［22］。

1.3 全國(guó)城市化水平預(yù)測(cè)模型

城市化是隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，城市用地規(guī)模不斷擴(kuò)大，人們生活質(zhì)量不斷提升，從而城市能夠容納更多社會(huì)生產(chǎn)力和居民，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展并使更多人口能夠享受城市建設(shè)和城市文明的過(guò)程［23］。城市化水平可以反應(yīng)一個(gè)國(guó)家或地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和城市規(guī)模發(fā)展情況。本研究根據(jù)影響因子分析結(jié)果，以非農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝诘谋戎刈鳛楣罍y(cè)城市化水平的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)自1950年以來(lái)的城市化水平見(jiàn)圖1所示，由圖1中明顯地表現(xiàn)出自上個(gè)世紀(jì)80年代以來(lái)，中國(guó)城市化水平在不斷提高，尤其是進(jìn)入新世紀(jì)以后城市化速度加快。其中，1970年以后的人口數(shù)據(jù)是以連續(xù)年份收集的，通過(guò)各種預(yù)測(cè)方法的比較，采用Logistic預(yù)測(cè)模型擬合度較好。Logistic曲線模型為:

P(t)為城市化水平，t為年份，b0、b1為系數(shù)，u是人口上限值。

1.4 全國(guó)人口預(yù)測(cè)模型

通過(guò)分析大量相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)更多人采用時(shí)間序列方法預(yù)測(cè)人口［24］。為使我們的研究結(jié)果更趨準(zhǔn)確，我們采用以時(shí)間序列分析方法為基礎(chǔ)的自回歸分布滯后模型進(jìn)行人口預(yù)測(cè)。自回歸分布滯后模型的一般形式為［25］:

式中:Xjt(j=1，2，…p)是外生變量。這種模型是一個(gè)或多個(gè)被解釋變量的滯后值作為解釋變量加入的分布滯后模型，稱為自回歸分布滯后模型。m和n分別表示Yt和Xjt的最大滯后期，p表示外生變量個(gè)數(shù)，μt為隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)，滿足Gauss-Markov假定條件。為使人口自回歸分布滯后模型有準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)功能，設(shè)外生變量的滯后期必須滿足i≥1。

本文中的外生變量有人口年出生率和人口年死亡率，分別用 Bt、Dt表示，其滯后值分別表示為 Bt－i和 Dt－i。由于人口總量序列(Yt)是非平穩(wěn)時(shí)間序列，我們通過(guò)一階差分將其轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)時(shí)間序列，即用人口差分序列(△Yt)作為被解釋變量，△Yt－i作為解釋變量，則(1)式就變?yōu)?

這樣我們就用(2)式作為人口年增長(zhǎng)量的自回歸分布滯后預(yù)測(cè)模型。由于△Yt僅依靠滯后信息，因而也被稱為“盲始”模型。通過(guò)下式:

得到人口總量序列，即計(jì)算出各年人口總量。

在(2)和(3)式中△Yt或Yt僅依靠滯后信息來(lái)預(yù)測(cè)，這樣它們就有了預(yù)測(cè)的功能。不考慮人口年增長(zhǎng)量的滯后值作為解釋變量，只用人口年出生率的滯后值和人口年死亡率的滯后值作為解釋變量時(shí)，(2)式變?yōu)?

圖1 1950－2010年中國(guó)城市化水平變化圖Fig.1 Changes in the urbanization level in China in 1950 － 2010

為了進(jìn)一步探討子集{Bt－i，Dt－i}可建立的模型，分別對(duì) Bt－i和 Dt－i作對(duì)數(shù)變換后，使(4)式變?yōu)?

至此，可用Eviews軟件的分布滯后模型分析功能，對(duì)滯后期i進(jìn)行討論，找到各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)較好的一個(gè)滯后期，作為進(jìn)行人口規(guī)模預(yù)測(cè)的最佳模型。

2 結(jié)果與討論

2.1 城市化水平預(yù)測(cè)結(jié)果與分析

選取1970－2010年的連續(xù)數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)對(duì)中國(guó)的城市化水平進(jìn)行預(yù)測(cè)。擬合Logistic曲線如圖2所示，分析結(jié)果見(jiàn)表1。

圖2 邏輯斯蒂模型預(yù)測(cè)城市化水平擬合曲線Fig.2 Fitting curve of Logistic model to predict the urbanization level

表1 模型匯總和參數(shù)估計(jì)值Tab.1 Model summary and parameter estimate

擬合得到預(yù)測(cè)模型為:

模擬結(jié)果顯示:模型對(duì)歷史數(shù)據(jù)的擬合誤差小于5%。說(shuō)明模型精度高，可以用于城市化水平預(yù)測(cè)。我國(guó)在2021年城市化水平達(dá)到 59.89%;2031年達(dá)到69.23%;2045年城市化水平達(dá)到79.99%;2046年城市化水平達(dá)到80.64%。在城市化理論中，當(dāng)一個(gè)地區(qū)的城市化水平達(dá)到50% 時(shí)，認(rèn)為該地區(qū)初步進(jìn)入城市社會(huì);當(dāng)城市化水平高于70% 時(shí)，認(rèn)為該地區(qū)已經(jīng)是一個(gè)成熟的城市社會(huì)，而當(dāng)城市化水平達(dá)到80% 的時(shí)候，就可以認(rèn)為是進(jìn)入飽和城市化時(shí)期［26］。由預(yù)測(cè)結(jié)果可知，到2045年中國(guó)城市化水平即近似可達(dá)到80%。這個(gè)結(jié)果與文獻(xiàn)［15］的計(jì)算用地極限到達(dá)時(shí)間相吻合。

2.2 人口預(yù)測(cè)結(jié)果與分析

整理1951－2010年全國(guó)人口數(shù)據(jù)，采用公式(5)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)滯后期i=15時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)最好，其相關(guān)系數(shù)為0.985 1，整體擬合度較好。參照已有研究的人口出生率和死亡率預(yù)測(cè)結(jié)果［27－28］，采用該模型對(duì)未來(lái)人口的發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)，其結(jié)果見(jiàn)表2。

通過(guò)對(duì)全國(guó)未來(lái)人口的預(yù)測(cè)可知，到2032年人口數(shù)量開(kāi)始超過(guò)15億人，2039年人口將達(dá)到15.17億人，到2050年人口將下降至在14.48億人。這與一些歐美學(xué)者的研究一致，他們認(rèn)為一般在城市化的后期，城市人口密度會(huì)加速下降。當(dāng)然，這可能是因?yàn)橹袊?guó)計(jì)劃生育政策的實(shí)施，控制了人口增長(zhǎng)速度。有關(guān)研究預(yù)測(cè)中國(guó)人口峰值將達(dá)到16億人［29］。針對(duì)所得預(yù)測(cè)結(jié)果，本研究將分為三個(gè)方案進(jìn)行討論:

表2 人口規(guī)模預(yù)測(cè)值Tab.2 Predictive value of population

方案1:預(yù)測(cè)2045年中國(guó)將近似達(dá)到完全城市化時(shí)期，此時(shí)中國(guó)人口將達(dá)到14.97億人。

方案2:2039年人口達(dá)到本預(yù)測(cè)峰值15.17億人，城市化水平達(dá)到75.76%，步入成熟的城市社會(huì)。

方案3:中國(guó)人口最終將達(dá)到最大峰值16億人，超過(guò)這個(gè)人口規(guī)?？赡軐?duì)中國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成嚴(yán)重不利。

2.3 城市用地規(guī)模預(yù)測(cè)與分析

按照城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)劃人均城市建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容要求，以節(jié)約集約用地為原則，綜合考慮各方面因素的影響，將人均城市建設(shè)用地規(guī)模高限確定為115 m2/人，將低限確定為65 m2/人。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年中國(guó)人均城市用地為59.81 m2，規(guī)劃人均城市建設(shè)用地規(guī)模最低取值為65 m2/人。因此，本研究將人均城市用地規(guī)模取值控制在65.0－115.0 m2/人之間。

在我國(guó)現(xiàn)行政策不變的條件下，當(dāng)采用預(yù)測(cè)方案1時(shí)，在2045年，中國(guó)的城市化預(yù)測(cè)水平為79.99%，預(yù)測(cè)人口達(dá)到 14.97億人，這種情況下，城市用地規(guī)模為77 857.38－137 747.70 km2，這個(gè)結(jié)果與文獻(xiàn)［15］的結(jié)果基本一致;當(dāng)采用預(yù)測(cè)方案2時(shí)，在2039年，中國(guó)城市化水平在75.76%，預(yù)測(cè)人口達(dá)到15.17億人，這種情況下，城市用地規(guī)模將會(huì)是74 708.16 －132 176.00 km2，就是說(shuō)人口達(dá)到本研究預(yù)測(cè)的峰值時(shí)，沒(méi)有達(dá)到城市用地極限;當(dāng)采用預(yù)測(cè)方案3時(shí)，中國(guó)城市化水平將穩(wěn)定在80%，預(yù)測(cè)人口最大峰值為16億人，此時(shí)城市用地規(guī)模為83 200.00 －147 200.00 km2。綜合以上分析，當(dāng)中國(guó)步入飽和城市化時(shí)期時(shí)，未來(lái)城市用地?cái)U(kuò)展極限規(guī)模將在77 857.38 km2以上;在人口達(dá)到峰值，人均建設(shè)用地指標(biāo)最大的情況下，城市用地?cái)U(kuò)展邊界為147 200.00 km2。由上分析可以看出，未來(lái)我國(guó)的城市建設(shè)用地總量應(yīng)在7.8萬(wàn)km2到 14.7萬(wàn) km2之間，約占我國(guó)國(guó)土總面積的0.81% －1.53%。

《全國(guó)土地利用總體規(guī)劃綱要》中指出要保障科學(xué)發(fā)展的建設(shè)用地，嚴(yán)格控制新增建設(shè)用地規(guī)模，以需求引導(dǎo)和供給調(diào)節(jié)合理確定新增建設(shè)用地規(guī)模，提高存量建設(shè)用地利用強(qiáng)度，拓展建設(shè)用地新空間，合理安排中心城市的建設(shè)用地，提高城市綜合承載能力，促進(jìn)城市人口和經(jīng)濟(jì)集聚效益的發(fā)揮，加強(qiáng)城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展邊界控制，鼓勵(lì)城市存量用地深度開(kāi)發(fā)。該規(guī)劃中指出到2020年中國(guó)建設(shè)用地規(guī)模將達(dá)到90 424 km2，其中城市建設(shè)用地占相當(dāng)大的部分，到2020年中國(guó)城市建設(shè)用地規(guī)模在54 385.84 －96 221.10 km2之間，處于本研究預(yù)期的建設(shè)用地規(guī)模之內(nèi)。

3結(jié)論

城市用地規(guī)模測(cè)算是比較復(fù)雜的，很多研究沒(méi)有給出一個(gè)全面、合理的具體數(shù)值。目前有關(guān)城市用地?cái)U(kuò)展的研究多是擴(kuò)展模式、模型和城市規(guī)模發(fā)展動(dòng)力機(jī)制的研究［30－32］，而關(guān)于城市規(guī)模測(cè)算的研究不多，有的關(guān)于城市規(guī)模的研究?jī)H從人口層面進(jìn)行了討論［33］;有些對(duì)城市用地水平進(jìn)行研究，僅測(cè)算出城市用地達(dá)到極限的年份，最終沒(méi)有給出未來(lái)用地規(guī)模［15，34］;有些研究雖然測(cè)算出了城市用地?cái)U(kuò)展規(guī)模，但只從地方層面進(jìn)行了驗(yàn)證［16］;有的雖然從全國(guó)角度對(duì)城市用地規(guī)模進(jìn)行了預(yù)測(cè)，但沒(méi)能確定城市用地規(guī)模的數(shù)值［20］。本研究從全國(guó)層面上對(duì)城市用地?cái)U(kuò)展極限規(guī)模進(jìn)行了測(cè)算，并得到極限規(guī)模的合理范圍。結(jié)果表明采用成熟的計(jì)量方法，選擇關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行極限規(guī)模測(cè)算的技術(shù)思路可行，且可推廣。

本研究選取了城市化水平和人口規(guī)模作為衡量指標(biāo)，通過(guò)對(duì)中國(guó)城市化水平和人口規(guī)模進(jìn)行預(yù)測(cè)，以節(jié)約集約利用為原則，結(jié)合人均城市建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)中國(guó)城市用地?cái)U(kuò)展極限規(guī)模進(jìn)行了測(cè)算，得出中國(guó)未來(lái)城市發(fā)展的規(guī)模是 77 857.38 －147 200.00 km2，約占我國(guó)國(guó)土總面積的0.81% －1.53%。研究結(jié)果表明，到2045年中國(guó)城市化水平將達(dá)到成熟期，在中國(guó)人口增長(zhǎng)控制較好的情況下，人口規(guī)模將達(dá)到149 747.78萬(wàn)人，城市用地?cái)U(kuò)展規(guī)模為77 857.38－137 747.70 km2;若中國(guó)人口達(dá)到有關(guān)研究的預(yù)測(cè)峰值16億人，城市用地?cái)U(kuò)展極限規(guī)模將會(huì)是83 200.00 －147 200.00 km2。

城市建設(shè)用地極限規(guī)模預(yù)測(cè)是一件復(fù)雜的事情，本研究只是假設(shè)目前我國(guó)現(xiàn)行政策不發(fā)生重大變化，也不存在不可抗拒的事件發(fā)生前提下的計(jì)算結(jié)果。如果政策發(fā)生變化，比如計(jì)劃生育政策放寬等，那將要對(duì)本研究方法進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。下一步研究是如何將這些數(shù)量指標(biāo)分配到具體的城市，就是城市發(fā)展規(guī)模的空間配置與優(yōu)化問(wèn)題，以避免全國(guó)各城市的城市規(guī)劃面積大于國(guó)土面積笑話的出現(xiàn)。

References)

［1］付邦道，鄭新奇.再論耕地總量動(dòng)態(tài)平衡［J］.中國(guó)土地科學(xué)，2004，18(4):38 －42.［Fu Bangdao，Zheng Xinqi.Review on Policy of Dynamic Equilibrium of Gross Arable Land［J］.China Land Science，2004，18(4):38 －42.］

［2］UGB 101［EB/OL］.［2012 －03 －19］.http://www.grantspassugb.com/UGB －101.php

［3］Calthorpe P，F(xiàn)ulton W.The Regional City:Planning for the End of Sprawl［M］.Washington，DC:Island Press，2001:304.

［4］American Planning Association. Growing Smart Guidebook.Chapter6-Regional Planning［EB/OL］.［2012 －03 －19］.http://www.planning.org/growingsmart/guidebook/six02.htm .

［5］Keersmaeeker M L D，F(xiàn)rankhauser P，Thomas L.Using Fractal Dimensions for Characterizing Intra-urban Diversity:The Example of Brussels［J］.Geographical Analysis，2003，35(4):310 － 328

［6］Ackerman W V.Growth Control Versus the Growth Machinein Redlands，California:Conflict in Urban Land Use ［J］.Urban Geography，1999，20(2):146 －167

［7］Mubarak F A.Urban Growth Boundary Policy and Residential Suburbanization:Riyadh，Saudi Arabia［J］.Habitat International，2004，28(4):125 －129

［8］Urban Growth Boundary［EB/OL］.［2012 －03 －19］.http://www.oregonmetro.gov/index.cfm/go/by.web/id=277

［9］Smith BE，Hald S.The Rural-urban Connection:Growing Together in Great Vancouver［C］.Planning:The State of the Art.Canadian Institute of Planners，2004.

［10］Tayyebi A，Pijanowski BC，Tayyebi AH.An Urban Growth Boundary Modelusing NeuralNetworks，GIS and Radial Parameterization:An Application to Tehran，Iran［J］.Landscape and Urban Planning，2011，100:35－44.

［11］杜娟.城市用地?cái)U(kuò)展極限規(guī)模及邊界確定研究［D］.濟(jì)南:山東師范大學(xué)，2006.［Du juan.The Study of Utmost Scale of Urban Land Expansion and Growth Boundary［D］.Jinan:Shandong Normal University，2006.］

［12］劉海龍.從無(wú)序蔓延到精明增長(zhǎng):美國(guó)“城市增長(zhǎng)邊界”概念述評(píng)［J］.城市問(wèn)題，2005，125(3):67－72.［Liu Hailong.From Sprawl Toward Smart Growth:Remarks on Urban Growth Boundary Concept of USA and Its Significance［J］.Urban Problems，2005，125(3):67 －72.］

［13］俞孔堅(jiān)，李迪華，劉海龍.基于生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的城市空間發(fā)展格局:“反規(guī)劃”之臺(tái)州案例［J］.城市規(guī)劃，2005，29(9):76－80.［Yu Kongjian，Li Dihua，Liu Hailong.Growth Pattern of Taizhou CityBased on EcologicalInfrastructure:A Negative Approach Physucal Urban Planning［J］.City Planning Review，2005，29(19):76 －80.］

［14］何春陽(yáng)，賈克敬，徐小黎，等.基于GIS空間分析技術(shù)的城鄉(xiāng)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展邊界規(guī)劃方法研究［J］.中國(guó)土地科學(xué)，2010，24(3):12 － 18.［He Chunyang，Jia Kejing，Xu Xiaoli，et al .Planning Method for Defining the Boundary of the Urban and Rural Construction Land Expansion Based on Spatial Analysis Technology of GIS［J］.China Land Science，2010，24(3):12 －18.］

［15］李效順，張紹良，汪應(yīng)宏.中國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型階段建設(shè)用地增長(zhǎng)極限計(jì)量研究［J］.自然資源學(xué)報(bào)，2011，726(7):1058－1059.［Li Xiaoshun，Zhang Shaoliang，Wang Yinghong.Quantitative Study of Construction Land Increase Limit Year in the Economic Transition Stage in China［J］.Journal of Natural Resources，2011，726(7):1058 －1059.］

［16］劉云剛，王豐龍.快速城市化過(guò)程中的城市建設(shè)用地規(guī)模預(yù)測(cè)方法［J］.地理研究，2011，30(7):1187 －1197.［Liu Yungang，Wang Fenglong.Holistic Forecast Method of Land use in Leapforward of Urbanization［J］.Geographical Research，2011，30(7):1187 －1197.］

［17］胡存智.城鎮(zhèn)發(fā)展需要設(shè)定用地極限［J］.國(guó)土資源導(dǎo)刊，2011，(5):60.［Hu Cunzhi.Urban Land Development Need to Set Limit［J］.Land ＆ Resources Herald，2011，(5):60.］

［18］中國(guó)東、中、西部地區(qū)劃分及簡(jiǎn)介［EB/OL］.［2012－04－12］.http://www.chinawater.net.cn/CWSNews/infor/0320.html.［Brief Introduction and Compartmentalization of China's Eastern，Central and Western Regions［EB/OL］.［2012 －04 －12］.http://www.chinawater.net.cn/CWSNews/infor/0320.html.］

［19］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50137－2011:城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.［Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People's Republic of China，General Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the People's Republic of China.GB50137－2011:Code for Classification of Urban Land use and Planning Standards of Development Land［S］.Beijing:China Building Industry Publishing House，2011.］

［20］劉靈輝，劉曉慧，陳銀蓉.關(guān)于我國(guó)城市用地規(guī)模的預(yù)測(cè)［J］.統(tǒng)計(jì)與決策，2010，(8):79 －81.［Liu Linghui，Liu Xiaohui，Chen Yinrong.A Predictiveof City Scale in China［J］.Statistics and Decision，2010，(8):79 －81.］

［21］唐菊華，呂昌河，楊續(xù)超.蘇錫常地區(qū)1995年至2005年城市用地?cái)U(kuò)展的驅(qū)動(dòng)力分析［J］.資源科學(xué)，2009，31(5):801－806.［Tang Juhua，Lv Changhe，Yang Xuchao.Analysis of Driving Forces of Urban Land Expansion in Suzhou-Wuxi-Changzhou Region［J］.Resources Science，2009，31(5):801 －806.］

［22］Paclone M.The Internal Structure of Cities in the Third World［J］.Geography，2001，(3):189 －209.

［23］程如軒，李澄清.我國(guó)城市化水平的評(píng)價(jià)及預(yù)期分析［J］.經(jīng)濟(jì)問(wèn)題探索，2005，(1):15 － 18.［Cheng Ruxuan，Li Chengqing.Evaluation and Expected of The Urbanizati Level in China［J］.Inquiry Into Economic Problems，2005，(1):15 －18.］

［24］趙進(jìn)文.中國(guó)人口總量與 GDP總量關(guān)系模型研究［J］.中國(guó)人口科學(xué)，2003，(3):25 － 31.［Zhao Jinwen.The Model of the Relationship Between Population and GDP in China［J］.Population Science of China，2003，(3):25 －31.］

［25］安和平.中國(guó)人口預(yù)測(cè)的自回歸分布滯后模型研究［J］.統(tǒng)計(jì)與決策，2005，(8):4 －7.［An Heping.Autoregressive Distributedlag Model on China's Population Projections［J］. Statisticsand Decision，2005，(8):4 －7.］

［26］華中，?；鄱?城市化水平測(cè)度方法與實(shí)證研究:以深圳市特區(qū)外地區(qū)為例［J］.城市規(guī)劃，2003，(27):34－38.［Hua Zhong，Niu Huien.Methodology of Urbaniztion Level Estimation with the Outside Area of Shenzhen Economic Development Zone as A Case［J］.City Planning Review，2003，(27):34 －38.］

［27］張?zhí)炝?GM(1，1)模型在預(yù)測(cè)人口出生率研究中的應(yīng)用［J］.中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)，2000，17(2):89 －90.［Zhang Tianliang.GM(1，1)Model in Predicting the Birthrate Study［J］.Chinese Journal of Health Statistics，2000，17(2):89 －90.］

［28］李志生，劉恒甲.Lee-Carter死亡率模型的估計(jì)與應(yīng)用:基于中國(guó)人口數(shù)據(jù)的分析［J］.中國(guó)人口科學(xué)，2010，(3):46－56.［Li Zhisheng，Liu Hengjia.Estimation and Application of the Lee-Carter Model:Based on Demographic Data of China［J］.Chinese Journal of Population Science，2010，(3):46 －56.］

［29］中國(guó)二十一世紀(jì)人口與發(fā)展［EB/OL］.［2012－04－11］.http://www.gov.cn/gongbao/content/2001/content_61232.htm.［China Population and Development of the Twenty-first Century［EB/OL］.［2012 －04 －11］.http://www.gov.cn/gongbao/content/2001/content_61232.htm.］

［30］許彥曦，陳鳳，濮勵(lì)杰.城市空間擴(kuò)展與城市土地利用擴(kuò)展的研究進(jìn)展［J］.經(jīng)濟(jì)地理，2007，27(2):296 －301.［Xu Yanxi，Chen Feng，Pu Lijia.A Retrospect and Prospect on Research of Urban Spatial and Land Use Expansion［J］.Economic Geography，2007，27(2):296 －301.］

［31］劉盛和.城市土地利用擴(kuò)展的空間模式與動(dòng)力機(jī)制［J］.地理科學(xué)進(jìn)展，2002，21(1):43 －50.［Liu Shenghe.Spatial Patterns and Dynamic Mechanisms of Urban Land Use Growth［J］.Progress In Geography，2002，21(1):43 －50.］

［32］劉愛(ài)梅，楊德才.城市規(guī)模、配置與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)［J］.當(dāng)代經(jīng)濟(jì)科學(xué)，2011，33(1):106 － 113，128.［Liu Aimei，Yang Decai.City Scale，Resource Allocation and Economic Growth［J］.Modern Economic Science，2011，33(1):106 －113，128.］

［33］鄭亞平，聶銳.城市規(guī)模擴(kuò)張要“適度”［J］.宏觀經(jīng)濟(jì)研究，2010，(12):58 － 61，68.［Zheng Yaping，Nie Rui.Urban Scale Should Expand Advisable［J］.Macroeconomics，2010，(12):58 －61，68.］

［34］孫秀鋒，刁承泰.我國(guó)城市用地水平與合理性研究［J］.西南師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2008，33(4):86 －92.［Sun Xiufeng，Diao Chengtai.Research on Urban Land Using Level and Rationality in Our Country［J］.Journal of Southwest China Normal University:Natural Science Edition，2008，33(4):86 －92.］

Growth of City Size in China:Estimate of the Limit Scale

ZHENG Xin-qi1 XUE Chun-lu1 WANG Wei2 DU Juan3
(1.School of Land Sciences and Technology，China University of Geosciences，Beijing 100083，China;2.School of Goverment Administration，Central University Finance and Economic，Beijing 100081，China;3.Yellow River Shandong Bureau，Jinan Shandong 250011，China)

As urbanization grows fast，more and more people pay attention to the extending reconstruction land in cities.To draw on the experience of developed countries，China needs to measure and calculate a limit interval value for the total control from the higher level to the lower level.This helps implement the farmland protection system and land conservation system.But how to measure and calculate the limit scale has not been solved.In this paper，combination of conventional methods and key indicators is used to solve this problem.First，this paper discussed the correlation of the urban population and GDP，respectively，with the built-up area and determine the number of the urban population of the greater impact of built-up area.Then，based on China's economic data from 1950－2010 and population data from 1951－2010，the paper predicted the level of urbanization by Logistic model and the future population by autoregressive distributed lag model and discussed the results divided into three programs.Finally，the paper calculated the limit scale of the urban land expansion，based on classification of urban land use and planning standards of urban constraction land land，the principle of economical and intensive land and urban land use scale which was set between 65.0 and 115.0 m2/person.The results showed that，by 2045，the level of urbanization in China will be approximately 80%.In the case of better control of population growth，population scale will be about 1 497 000 000 and the value of limit scale of the urban land expansion will be 77 857.38 －137 747.70 km2.If the Chinese population prediction peak reaches 1 600 000 000 and the level of urbanization is stable at 80%，the value of limit scale of the urban land expansion will be 83 200.00 －147 200.00 km2.Based on the above，the predictive value of limit scale of the urban land expansion in China will be 78 226.12 －147 200.00 km2.

scale of city size;growth of limit;urbanization;population projection

F293.2

A

1002－2104(2013)08－0055－07

10.3969/j.issn.1002－2104.2013.08.009

2013－03－29

鄭新奇，教授，博導(dǎo)，主要研究方向?yàn)镚IS開(kāi)發(fā)與應(yīng)用、土地評(píng)價(jià)與規(guī)劃等。

國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(編號(hào):201111014)。

(編輯:李 琪)