林耀奔，葉艷妹，楊建輝

（1.浙江大學(xué)土地與國家發(fā)展研究院，浙江 杭州310058；2.國土資源部城鄉(xiāng)建設(shè)用地節(jié)約集約利用實驗室，北京 100812；3.浙江財經(jīng)大學(xué)中國政府管制研究院，浙江 杭州 310018）

1 引言

土地資源是人類賴以生存與發(fā)展的基礎(chǔ)資源和物質(zhì)保障，土地利用則反映了人類與自然界相互影響與交互作用最直接和最密切的關(guān)系[1]。土地利用的本質(zhì)是指人與土地的關(guān)系，按功能可以分為土地的經(jīng)濟(jì)性利用和土地的非經(jīng)濟(jì)性利用，前者表現(xiàn)為土地集約利用，后者表現(xiàn)為土地生態(tài)利用[2]。

城市土地利用集約化評價包括定性和定量兩個方面的評價，而定量化研究是研究熱點[3]。然而，大部分土地利用集約化的定量評估只關(guān)注土地使用的社會經(jīng)濟(jì)結(jié)果。越來越多的學(xué)者逐漸意識到要在提高城市土地使用效率的同時，做到盡量降低保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的成本[4]。不同的土地利用模式會對區(qū)域中的水、大氣、土壤、生物群落等自然生態(tài)環(huán)境帶來不同程度的影響[5-7]，不合理的土地利用方式將會對城市土地生態(tài)安全造成不同程度的威脅[8]。城市土地利用生態(tài)化是一種以城市空間為載體，以人工生態(tài)系統(tǒng)為特征，以改善生態(tài)環(huán)境為目的土地利用方式[9]。國外的城市土地利用中，一直將土地利用生態(tài)化作為重點研究的內(nèi)容[10]。城市土地利用的集約化與生態(tài)化關(guān)系，實質(zhì)上體現(xiàn)了土地利用的經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益之間的關(guān)系，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土地利用追求的目標(biāo)逐漸綜合化，而不僅是經(jīng)濟(jì)效益或生態(tài)效益的單一需求[10]。當(dāng)前大部分研究中，城市土地利用集約化或生態(tài)化單一方面的研究相對成熟，但二者協(xié)調(diào)性研究還很少，僅停留在兩個變量之間的關(guān)系研究，鮮見二者協(xié)調(diào)性評價與管理等方面的文獻(xiàn)報道[11]。

由于中國“人多地少”的基本國情，城市土地利用集約化與生態(tài)化的矛盾顯得尤為突出。目前中國大部分城市都處于社會經(jīng)濟(jì)水平提高，但生態(tài)環(huán)境在惡化的狀況[12]。然而良好的生態(tài)環(huán)境是城市社會經(jīng)濟(jì)水平持續(xù)提高的基礎(chǔ)，因此本文以浙江省為研究區(qū)，試圖構(gòu)建城市土地利用集約化與生態(tài)化協(xié)調(diào)性關(guān)系的評價體系，闡釋城市土地利用集約化與生態(tài)化協(xié)調(diào)性的內(nèi)涵及機(jī)理，并開展實證研究，以期為城市土地合理利用與可持續(xù)發(fā)展提供政策建議。

2 研究區(qū)與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究區(qū)概況

浙江省位于中國東南沿海，由于地處長江三角洲，是中國最發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。盡管在34個省級行政單位中，浙江省的總面積僅排在第25位，但它的總GDP在全國排名第四。此外，浙江省也經(jīng)歷了城市人口的顯著增長，城鎮(zhèn)人口比重從2000年的48.7%持續(xù)上升到2016年的67%[13]。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，浙江省經(jīng)歷了快節(jié)奏的大規(guī)模城市化進(jìn)程。但同時也產(chǎn)生了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境建設(shè)不平衡的現(xiàn)狀，省內(nèi)11個城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量相差較大[14]。因此，選擇浙江省作為研究區(qū)域在中國具有代表性。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本文涉及的數(shù)據(jù)主要包括浙江省及11個地級市城市土地利用集約化和生態(tài)化衡量指標(biāo)。具體所用的數(shù)據(jù)主要來自2006—2017年的《中國統(tǒng)計年鑒》、《浙江統(tǒng)計年鑒》、各地級市統(tǒng)計年鑒、各市環(huán)境狀況公報、《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》以及《浙江自然資源與環(huán)境統(tǒng)計年鑒》等。

3 研究方法

3.1 城市土地利用集約化和生態(tài)化評價方法

（1）指標(biāo)體系構(gòu)建。國內(nèi)外主要采用多因素評價法、計量模型、3S技術(shù)等對土地利用集約化和生態(tài)化的程度進(jìn)行評價，土地利用集約化評價一般著眼于投入產(chǎn)出水平、土地利用強(qiáng)度及其可持續(xù)發(fā)展方面的時間或空間尺度的分析[3，15-16]，而土地利用生態(tài)化評價注重于對區(qū)域資源環(huán)境的綜合評價[5-6，9]，但這都不足以反映城市土地利用的真實水平，只有將土地利用集約化與生態(tài)化這兩套評價體系結(jié)合起來進(jìn)行綜合評價才能對城市土地利用水平進(jìn)行有效評估。根據(jù)土地資源稀缺論、土地邊際報酬遞減論、系統(tǒng)論以及人地關(guān)系論等相關(guān)基礎(chǔ)理論，考慮城市土地作為自然社會綜合體的復(fù)雜性，選取評價指標(biāo)時要遵循全面性和典型性原則，做到不遺不漏的同時又要照顧到指標(biāo)間的聯(lián)動性及貢獻(xiàn)度。

從城市土地集約利用的內(nèi)涵出發(fā)，判定影響其土地利用集約化水平的主要因素有土地投入水平、土地利用密度、土地利用結(jié)構(gòu)及土地產(chǎn)出效益4個項目層[17-19]：土地投入水平項目層選取地均固定資產(chǎn)投資和地均公共預(yù)算支出這兩個指標(biāo)來表征資本要素的投入[20]；土地利用密度項目層選取地均職工、地均電力以及人口密度來反映城市土地的利用強(qiáng)度[21]；土地利用結(jié)構(gòu)項目層選取人均建設(shè)用地面積和道路網(wǎng)密度來評估土地利用的結(jié)構(gòu)狀態(tài)[22]；土地產(chǎn)出效益項目層選取地均GDP、地均工業(yè)總產(chǎn)值以及地均二三產(chǎn)值等指標(biāo)來測度城市土地利用效率[23]。

以往對城市土地生態(tài)化的研究主要是基于對生態(tài)環(huán)境的認(rèn)識，結(jié)合城市經(jīng)濟(jì)特性所進(jìn)行的評價[10-11，24]。本文為與城市土地利用集約化進(jìn)行對照的同時凸顯城市土地本身的生態(tài)特性，選擇污染控制、環(huán)境質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)投資作為城市土地利用生態(tài)化的主導(dǎo)因素[9，25]：污染控制項目層包括城市污水處理率、一般工業(yè)固體廢物綜合利用率以及生活垃圾處理率三個指標(biāo)來衡量城市土地利用生態(tài)化的污染源控制強(qiáng)度[26]；環(huán)境質(zhì)量項目層選取城市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)、區(qū)域環(huán)境噪聲、城市年平均氣溫以及人均水資源等指標(biāo)來表征區(qū)域生態(tài)環(huán)境水平[27-28]；環(huán)境保護(hù)投資項目層選取環(huán)境污染治理投資總額、建成區(qū)綠化覆蓋率以及排水管網(wǎng)密度等指標(biāo)來表征城市土地利用生態(tài)化的投入水平[29]。

本文在綜合考量以往學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)指標(biāo)的系統(tǒng)性、代表性、可操作性、可替代性和數(shù)據(jù)的可獲得性等原則，分別選取代表城市土地利用集約化和生態(tài)化的指標(biāo)，建立城市土地利用集約化和生態(tài)化的初始評價指標(biāo)體系，詳見表1。

（2）典型相關(guān)分析。典型相關(guān)分析法是由霍特林提出,用于研究兩組變量之間相關(guān)關(guān)系的一種計量統(tǒng)計方法，可通過降維提取出表征整體特征的幾對綜合變量來評估兩組變量指標(biāo)之間的相關(guān)性[30]。本次研究運用SPSS 20.0，對浙江省城市土地利用集約化和生態(tài)化兩組評價指標(biāo)進(jìn)行典型相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)這兩對典型變量均在0.01水平上檢驗為顯著，說明所選的兩組變量之間存在強(qiáng)相關(guān)性。通過對兩組典型相關(guān)變量的典型載荷進(jìn)行分析（表1），可以判斷出對典型變量起主要作用的變量。在第一組典型變量中，代表集約化水平的X3、X4、X5、X6、X8以及代表生態(tài)化水平的Y1、Y3、Y5、Y6、Y9這10個變量的典型載荷絕對值較大，為主要影響變量。在第二組典型變量中，代表集約化水平的X1、X2、X4、X5、X8以及代表生態(tài)化水平的Y1、Y4、Y8、Y9、Y10這10個變量的典型載荷絕對值較大，為主要影響變量。由此，可以剔除在兩組典型變量中均屬于較小影響作用的X7、X9、X10、Y2、Y7這5個變量，將剩余的15個變量重新組合建立成新的評價指標(biāo)體系。

（3）綜合指標(biāo)測算。將每個指標(biāo)的原始值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值Xij（0≤Xij≤1），用以表征對城市土地利用集約化或生態(tài)化的影響[31]。標(biāo)準(zhǔn)化公式為:

式（1）中：Xij為因子i在區(qū)域j的標(biāo)準(zhǔn)化值；xij為因子i在區(qū)域j的的原始值；xjmax和xjmin分別為因子i在區(qū)域j的的最大值和最小值。具有正效應(yīng)的指標(biāo),其值越大代表城市土地利用集約化或生態(tài)化具有越高的水平。反之,具有負(fù)效應(yīng)的指標(biāo),其值越大則代表城市土地利用集約化或生態(tài)化具有越低的水平。

表1 城市土地利用集約化和生態(tài)化評價指標(biāo)體系及各變量典型載荷Tab.1 Evaluation index system of urban land intensive& ecological use and the Canonical loading of variables

式（2）中：Ri為因子i的權(quán)重（各因素的權(quán)重參考了該領(lǐng)域?qū)W者的文章[9，19，25，31]）。分別用式（2）計算各區(qū)域的城市土地利用集約化（Fj）和生態(tài)化（Ej）指數(shù)。

3.2 城市土地利用集約化和生態(tài)化協(xié)調(diào)性評價方法

協(xié)調(diào)度是度量系統(tǒng)或要素之間協(xié)調(diào)狀況好壞程度的定量指標(biāo)。協(xié)調(diào)發(fā)展度是表征協(xié)調(diào)度在時間序列中的發(fā)展態(tài)勢的指標(biāo)，可以有效評估系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。采用耦合協(xié)調(diào)度模型，依據(jù)離差系數(shù)原理構(gòu)建協(xié)調(diào)性評價模型，計算公式為:

式（3）—式（4）中：C為協(xié)調(diào)度；D為協(xié)調(diào)發(fā)展度；K為調(diào)整系數(shù)（K一般取值2）。協(xié)調(diào)度C的取值范圍為0～1，C值越大，表明城市土地利用集約化與生態(tài)化之間越協(xié)調(diào)，反之，則越不協(xié)調(diào)，表明系統(tǒng)處于失調(diào)或無序狀態(tài)。協(xié)調(diào)發(fā)展度D能反映出城市土地利用集約化與生態(tài)化協(xié)調(diào)發(fā)展的整體功能，根據(jù)D值的大小，可以進(jìn)行城市土地利用集約化與生態(tài)化協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r的定量評判[32-33]。

借鑒有關(guān)研究成果[34-36]，結(jié)合實際情況，對協(xié)調(diào)發(fā)展度進(jìn)行了等級劃分，如表2所示。

表2 協(xié)調(diào)發(fā)展度等級劃分Tab.2 Classi fi cation of coordinated development degrees

4 結(jié)果分析

4.1 全省變化情況分析

圖1 浙江省城市土地利用集約化與生態(tài)化協(xié)調(diào)發(fā)展時序變化Fig.1 The temporal changes of the coordinated development of intensive and ecological urban land use in Zhejiang Province

收集2005—2016年相關(guān)評價指標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)城市土地利用集約化與生態(tài)化水平的計算公式，分別得到浙江省城市土地利用集約化與生態(tài)化水平的評價結(jié)果（圖1）。2005年以來，浙江省城市土地利用集約化水平呈現(xiàn)上升趨勢，從0.10增加到2016年的0.90，提高顯著。這主要得益于城市化水平的快速提高，地均固定資產(chǎn)投資和地均公共預(yù)算支出每年以超過10%的速度在增長，經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的集聚效應(yīng)促進(jìn)了城市土地的集約利用，推動了土地利用結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化。浙江省城市土地利用生態(tài)化水平呈現(xiàn)波動上升的趨勢，從0.33增加到0.84。通過分析數(shù)據(jù)可見，浙江省2016年的環(huán)境污染治理投資總額是2005年的7倍，這期間興建各種環(huán)保設(shè)施，環(huán)境治理效果顯著，城市污水處理率提高了60%，生活垃圾處理率提高了20%，有效地提高了城市土地利用生態(tài)化水平。

根據(jù)協(xié)調(diào)性評價模型，分別計算了2005—2016年城市土地利用集約化與生態(tài)化的協(xié)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)展度。浙江省城市土地利用集約化與生態(tài)化的協(xié)調(diào)度經(jīng)歷了“輕度失調(diào)衰退—瀕臨失調(diào)—勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展—初級協(xié)調(diào)發(fā)展—中級協(xié)調(diào)發(fā)展—良好協(xié)調(diào)發(fā)展”的發(fā)展過程?？傮w而言，浙江省城市土地利用集約化與生態(tài)化在11年內(nèi)由輕度失調(diào)轉(zhuǎn)為良好協(xié)調(diào)，這反映出政府不斷探索土地集約利用新途徑以突破土地資源對經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的瓶頸,并不斷加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)。值得注意的是2013年以來城市土地生態(tài)化水平己經(jīng)低于城市土地利用集約化水平，這是因為城市空氣質(zhì)量綜合指數(shù)、區(qū)域環(huán)境噪聲、城市年平均氣溫等代表城市土地利用生態(tài)化的負(fù)效應(yīng)指標(biāo)在2013年后處于加速增長態(tài)勢，而建成區(qū)綠化覆蓋率、排水管網(wǎng)密度等代表城市土地利用生態(tài)化的正效應(yīng)指標(biāo)卻處于減速增長態(tài)勢，由此造成浙江省土地利用生態(tài)化水平在2013年后開始放緩增長速度。

4.2 各地級市變化分析

運用上述測算模型挑選2005年、2010年以及2016年三個時間維度的相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)對浙江省11個地級市進(jìn)行城市土地利用集約化、生態(tài)化水平以及兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展度進(jìn)行計算，測算結(jié)果見圖2。

圖2 城市土地利用協(xié)調(diào)發(fā)展情況Fig.2 The coordinated development of urban land use

圖3 各地級市城市土地利用集約化時空演變Fig.3 The spatio-temporal evolution of urban land use intensi fi cation in all prefecture-level cities

圖4 各地級市城市土地利用生態(tài)化時空演變Fig.4 The spatio-temporal evolution of urban land use ecology in prefecture-level cities

（1）集約化水平變化趨勢（圖3）。浙江省11個地級市的城市土地利用集約化水平在2005—2016年間呈現(xiàn)波動增長的趨勢，這得益于地均固定資產(chǎn)投資、地均公共預(yù)算支出以及地均GDP等指標(biāo)的增長。但在2010年，超過半數(shù)的城市出現(xiàn)城市土地利用集約化水平下降趨勢。這是因為在2005—2010年，浙江省多數(shù)城市的建設(shè)用地面積快速增長，但城市的人口增長卻并未同步，造成人均建設(shè)面積增長過快，其中麗水和衢州的人均建設(shè)面積5年間增長超過100%，導(dǎo)致土地利用集約化水平呈現(xiàn)下降趨勢。到2016年，超過80%的地級市城市土地利用集約度呈現(xiàn)增長態(tài)勢，主要是由于城市擴(kuò)張受到抑制以及地均投入產(chǎn)出比增長迅速。紹興市于2013年經(jīng)國務(wù)院批復(fù)進(jìn)行行政區(qū)調(diào)整，新增了柯橋區(qū)和上虞區(qū)，導(dǎo)致市區(qū)人口密度驟降60%，造成了紹興城市土地利用集約化水平的下降。

（2）生態(tài)化水平變化趨勢（圖4）。浙江省各城市通過不斷加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)，環(huán)境治理效果逐漸顯現(xiàn)，城市土地利用生態(tài)化水平總體上得到提高。2005—2016年，全省各市城市污水處理率平均提高81%，建成區(qū)綠化覆蓋率平均提高36%，環(huán)境污染治理投資也不斷提高，成為提高城市土地利用生態(tài)化水平的有力支撐。但其中嘉興和衢州的城市土地利用生態(tài)化水平一直處于下降趨勢，分析原因可知，兩個城市在11年間城市年平均氣溫上升6.5%，空氣質(zhì)量呈現(xiàn)惡化趨勢，使它們的城市生態(tài)安全受到嚴(yán)重威脅。

圖5 各地級市城市土地利用協(xié)調(diào)性時空演變Fig.5 The spatio-temporal evolution of urban land use coordination in prefecture-level cities

（3）集約化與生態(tài)化協(xié)調(diào)性變化分析（圖5）。根據(jù)對浙江省各地級市的土地利用集約化與生態(tài)化水平測算結(jié)果，可以得知其城市土地利用協(xié)調(diào)性存在明顯的時空變化。2005年，處于城市土地利用協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的城市占73%，協(xié)調(diào)發(fā)展度最高的城市為寧波，而麗水和衢州屬于失調(diào)衰退型城市。2010年，處于城市土地利用協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的城市占64%，杭州、嘉興、舟山以及臺州的城市土地利用協(xié)調(diào)發(fā)展度有所提高，但麗水、衢州和溫州等城市由于城市土地利用集約化與生態(tài)化發(fā)展緩慢且不相匹配，導(dǎo)致土地利用情況持續(xù)惡化。2016年，處于城市土地利用協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的城市占82%，舟山市的城市土地利用協(xié)調(diào)發(fā)展度全省最高為0.83，屬于良好協(xié)調(diào)發(fā)展型，湖州和溫州城市土地利用協(xié)調(diào)發(fā)展度改善，進(jìn)入初級協(xié)調(diào)發(fā)展型行列。在城市化的進(jìn)程中，浙江省各地級市在提高城市土地利用集約化水平的同時，逐漸意識到土地利用生態(tài)化的重要性，通過生態(tài)保護(hù)策略的實施，促進(jìn)了城市土地利用的合理化，為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展夯實基礎(chǔ)。

5 結(jié)論與對策

5.1 結(jié)論

（1）通過典型相關(guān)分析法可知，影響城市土地利用協(xié)調(diào)發(fā)展度的影響因素主要有地均固定資產(chǎn)投資、地均公共預(yù)算支出、地均職工、地均電力、城市污水處理率、生活垃圾處理率、建成區(qū)綠化覆蓋率等15個指標(biāo)，由此構(gòu)建城市土地利用協(xié)調(diào)性評價指標(biāo)體系。

（2）從時間序列變化來看，2005年以來，浙江省全省城市土地利用集約化和生態(tài)化水平總體呈現(xiàn)上升趨勢，但在2013年后土地利用生態(tài)化水平滯后于集約化水平。這主要是由于改善浙江省城市土地利用生態(tài)化水平的水利、環(huán)境和公共設(shè)施投資遠(yuǎn)不如提高集約化水平的固定資產(chǎn)投資的增速，導(dǎo)致生態(tài)化與集約化水平的協(xié)調(diào)性呈現(xiàn)波動下降趨勢。

（3）從空間異質(zhì)性來看，浙江省11個地級市中，城市土地利用集約化水平一直處于領(lǐng)先地位的城市有寧波、杭州、嘉興，城市土地利用生態(tài)化水平較高的城市有湖州、舟山、衢州等，城市土地利用協(xié)調(diào)發(fā)展度較高的城市有杭州、寧波、嘉興、舟山等。主要受到城市發(fā)展過程中人口、投資、資源保護(hù)等諸多因素的影響?？梢园l(fā)現(xiàn)，城市土地利用集約化水平不斷升高的城市，其土地利用協(xié)調(diào)性也會有所改善。這是因為土地利用集約化是城市化和社會發(fā)展的必然結(jié)果，較高的土地利用投入產(chǎn)出將會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，以用于對環(huán)境保護(hù)的投資，從而改善土地利用生態(tài)化水平。這在城市化快速發(fā)展時期（2010—2016年）得到了很好的體現(xiàn)，尤其是溫州、臺州、金華以及舟山等經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢較好（人均GDP年增速超10%）的城市。而土地利用集約化水平較低的城市由于缺乏改善環(huán)境的資金，也有可能導(dǎo)致城市土地生態(tài)化水平的降低。

5.2 啟示

（1）城市土地政策的制定要兼顧土地利用的集約化與生態(tài)化特征，即確保土地利用方式不影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，合理確定表征集約化和生態(tài)化的指標(biāo)，并聯(lián)合各相關(guān)部門建立指標(biāo)動態(tài)監(jiān)管制度，實時掌握各指標(biāo)的動態(tài)數(shù)據(jù)，切實參與城市土地利用的全生命周期管理。

（2）建議浙江省進(jìn)一步推行生態(tài)環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略，完善國土空間規(guī)劃制度，嚴(yán)控城市建設(shè)用地?zé)o序擴(kuò)張，增加城市綠化面積，加強(qiáng)污染源控制，從而有效提高城市土地的生態(tài)韌性。

（3）重視對城市間差異性的研究，認(rèn)清各城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段和資源稟賦情況，從空間規(guī)劃、資源配置以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面多重手段并舉，補(bǔ)足城市發(fā)展過程中出現(xiàn)的短板問題，提高城市土地利用協(xié)調(diào)性，從而有效促進(jìn)城市土地利用的持續(xù)健康發(fā)展。