白海江

（日喀則市自然資源局，西藏日喀則857000）

引言

土地開發(fā)強(qiáng)度為區(qū)域土地利用程度及其累積承載密度的綜合反映，開發(fā)條件與技術(shù)、開發(fā)強(qiáng)度、開發(fā)效益、資源反饋效應(yīng)和生態(tài)環(huán)境治理力度是評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容[1]，其能夠影響土地利用綜合效果，即土地利用社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益。對(duì)于城市建設(shè)用地利用而言，城市建設(shè)用地利用綜合效益的提高是多方面作用的結(jié)果，一般認(rèn)為城市建設(shè)用地利用效益高可以間接說明城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度高。因此，研究城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度和利用效益之間的關(guān)系顯得尤為重要。

目前，相關(guān)研究成果不斷豐富。針對(duì)土地開發(fā)強(qiáng)度，衛(wèi)思夷等認(rèn)為是反映一個(gè)地區(qū)國土空間的開發(fā)利用程度[2]，趙亞莉等依據(jù)區(qū)域建設(shè)空間占該區(qū)域總面積的比例表征土地開發(fā)強(qiáng)度，分別對(duì)城市土地開發(fā)強(qiáng)度變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[3]、中國城市土地開發(fā)強(qiáng)度差異[4]、長(zhǎng)三角地區(qū)城市土地開發(fā)強(qiáng)度特征[5]進(jìn)行了研究，也有引入?yún)^(qū)域開發(fā)強(qiáng)度指數(shù)[6，7]，這些研究為構(gòu)建城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度提供了參考依據(jù)。城市土地利用效益反映城市土地利用給整個(gè)城市帶來的綜合效益[8]，其研究視角由經(jīng)濟(jì)效益轉(zhuǎn)向社會(huì)效益和生態(tài)效益、由單項(xiàng)效益評(píng)價(jià)到綜合效益評(píng)價(jià)，包括評(píng)價(jià)指標(biāo)、研究方法、耦合協(xié)調(diào)關(guān)系等方面的研究。劉鳳朝等[9]和趙凱等[10]研究了城市土地利用的經(jīng)濟(jì)—社會(huì)—環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系；梁紅梅等[11]、楊麗霞等[12]研究了城市土地利用社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)環(huán)境效益[12]，張榮天等[13]和解智峰等[14]研究城市土地利用效益時(shí)空變化特征以及與城市化的耦合協(xié)調(diào)性[15，16]，余嬌等研究了鄭州市典型產(chǎn)業(yè)用地效益與碳排放強(qiáng)度的關(guān)系[17]。上述研究分別對(duì)土地開發(fā)強(qiáng)度與土地利用效益進(jìn)行了探討，而吳金華等[18]探討了土地利用程度和效益之間的關(guān)系，陳瑩等[19]分析了土地利用程度與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重心遷移距離，楊清可等[20]對(duì)土地開發(fā)度與利用效益重心移動(dòng)進(jìn)行了分析。然而，城市建設(shè)用地利用效益是如何定量地響應(yīng)城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度的，仍然不清楚。

蘭州市屬西北半干旱區(qū)典型的河谷盆地型城市，主城區(qū)因受周圍山體和黃河的影響，土地開發(fā)空間極其有限，加上人口不斷增長(zhǎng)，建設(shè)用地已近填滿蘭州盆地，認(rèn)清城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度與利用效益的關(guān)系十分必要。本文以蘭州市城市建設(shè)用地為研究對(duì)象，分析2001～2016年城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度和利用效益的時(shí)序變化特征，并嘗試構(gòu)建響應(yīng)度模型來定量研究?jī)烧叩膭?dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系，以期對(duì)蘭州市土地開發(fā)，經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略制定提供依據(jù)和相關(guān)研究提供方法參考。

1 研究區(qū)概況

蘭州市地處黃河上游黃土高原，是黃河流經(jīng)的省會(huì)城市。介于 102°35′58＂～104°34′29＂E，35°35′20＂～37°07′07＂N，地勢(shì)西部和南部高，東北低。轄城關(guān)、七里河、西固、安寧、紅古5個(gè)區(qū)和永登、榆中、皋蘭3個(gè)縣，在國家“一帶一路”戰(zhàn)略中區(qū)位特殊，是重要的交通要道，具有帶狀盆地城市的特征，土地類型復(fù)雜多樣，土地總面積為13192.30km2。根據(jù)2017年甘肅省國土資源統(tǒng)計(jì)公報(bào)，2016年蘭州市耕地面積為2816.00km2，城鎮(zhèn)村及工礦用地面積為741km2，交通運(yùn)輸用地面積為193km2，水域及水利設(shè)施用地面積為122km2，其他土地面積為579km2。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 指標(biāo)體系的構(gòu)建

就城市土地開發(fā)強(qiáng)度而言，2010年《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》中將土地開發(fā)強(qiáng)度定義為一個(gè)區(qū)域建設(shè)空間占該區(qū)域總面積的比例。本文以城市建設(shè)用地為研究對(duì)象，城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度可以認(rèn)為是對(duì)人口與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的承載，為區(qū)域土地利用程度及其人口、經(jīng)濟(jì)承載強(qiáng)度的綜合體現(xiàn)。因此，基于建設(shè)用地規(guī)模、人口承載強(qiáng)度、產(chǎn)出方面三個(gè)維度構(gòu)建城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度評(píng)價(jià)指標(biāo)，選取城市建設(shè)用地比重、人口密度和地均二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值三個(gè)具體指標(biāo)。

城市建設(shè)用地利用效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建通過梳理城市土地利用效益研究成果來構(gòu)建，已經(jīng)比較成熟，較具代表性的思路有：①基于“社會(huì)效益+經(jīng)濟(jì)效益+生態(tài)效益”[8，13]的城市土地利用效益評(píng)價(jià)思路；②基于“土地投入效益+土地利用效益+土地產(chǎn)出效益+土地生態(tài)效益”[14]的城市土地利用綜合效益評(píng)價(jià)框架；③從“土地利用經(jīng)濟(jì)效益+社會(huì)效益+生態(tài)效益+環(huán)境效益”[15]進(jìn)行城市土地利用效益評(píng)價(jià)；④以“生產(chǎn)效益+生活效益+城市生態(tài)效益”[16]思路評(píng)價(jià)城市土地利用效益。本文基于目前普遍采用的“社會(huì)效益+經(jīng)濟(jì)效益+生態(tài)效益”分析框架構(gòu)建指標(biāo)體系，參考相關(guān)研究成果[21]，綜合考慮數(shù)據(jù)資料的可獲取性和評(píng)價(jià)指標(biāo)選取的代表性原則，最終構(gòu)建了城市建設(shè)用地利用效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表1）。

2.2 城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度與利用效益評(píng)價(jià)方法

城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度是衡量區(qū)域范圍內(nèi)土地利用水平以及人口、經(jīng)濟(jì)承載強(qiáng)度的綜合指標(biāo)。城市建設(shè)用地利用效益作為城市建設(shè)用地使用過程中給整個(gè)城市帶來的綜合效益的衡量指標(biāo)。本文采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法進(jìn)行指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理，基于熵值法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重。采用多因素綜合評(píng)價(jià)方法來評(píng)價(jià)，其公式為：

表1 城市建設(shè)用地利用效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

式中：LD為城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度指數(shù)；LDi為i指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；wi為i指標(biāo)的權(quán)重值。LD值越大，代表區(qū)域城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度越大，反之則越低。

式中：LE為城市建設(shè)用地利用效益；LEi為i指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；wi為i指標(biāo)的權(quán)重值。LE值越大，代表城市建設(shè)用地利用效益越高，反之則越低。

2.3 城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度與利用效益的動(dòng)態(tài)關(guān)系

定量分析城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度變化與利用效益的關(guān)系，探究城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度對(duì)利用效益演變的影響特征及影響程度。通過響應(yīng)指數(shù)模型能夠定量測(cè)度并反映城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度變化對(duì)利用效益的影響特征；響應(yīng)度模型可以比較不同時(shí)期城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度變化對(duì)利用效益變化的影響程度。響應(yīng)度模型能夠刻畫出一個(gè)研究時(shí)間段內(nèi)因變量對(duì)自變量響應(yīng)的一種趨勢(shì)。本文以城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度指數(shù)為自變量，城市建設(shè)用地利用效益指數(shù)為因變量來構(gòu)建響應(yīng)度模型。借鑒相關(guān)學(xué)者研究成果[22，23]，公式為：

2.4 數(shù)據(jù)來源

本文以2001～2016年為研究時(shí)期，相關(guān)研究數(shù)據(jù)來源于《甘肅發(fā)展年鑒》（2002～2017）、《蘭州市統(tǒng)計(jì)年鑒 》（2002～2017）、《 中 國 城 市 建 設(shè) 統(tǒng) 計(jì) 年 鑒 》（2001～2016年），部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于蘭州市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)。

3 結(jié)果與分析

3.1 城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度與利用效益時(shí)序特征分析

如圖1所示，2001～2016年城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度指數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢(shì)，從0.0106上升至0.5399，年增長(zhǎng)率為3.31%，其中2001～2006年城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng)，年增長(zhǎng)率為2.45%，2006～2016年城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度年增長(zhǎng)率為3.48%，增長(zhǎng)速度明顯加快。自從“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略實(shí)施以來，其政策效應(yīng)逐步顯現(xiàn)，由于蘭州市城市發(fā)展基礎(chǔ)較薄弱，城市建設(shè)用地密度、人口密度逐漸增大。

如圖1所示，2001～2016年城市建設(shè)用地利用效益指數(shù)總體呈現(xiàn)緩慢上升—波動(dòng)變化—快速上升的趨勢(shì)?；究梢苑譃槿齻€(gè)階段分析：第一階段（2001～2005年）城市建設(shè)用地利用效益緩慢上升，由2001年的0.2148上升為2005年的0.3773，年均增長(zhǎng)3.25%；第二階段（2005～2011年）城市建設(shè)用地利用效益呈現(xiàn)下降—上升趨勢(shì)，該階段利用效益年均增長(zhǎng)1.19%，其中在2007年利用效益最低（0.3370），2010年城市建設(shè)用地利用效益達(dá)到最高（0.5183）；第三階段（2011～2016年）城市建設(shè)用地利用效益快速上升，年均增長(zhǎng)6.94%。說明在城鎮(zhèn)化過程中，城市擴(kuò)張比較快速，經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快，提升了經(jīng)濟(jì)效益，加上重視西北干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境，蘭州市注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與改善，在社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益的協(xié)調(diào)下，最終使得城市建設(shè)用地利用效果明顯。

3.2 城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度與利用效益的動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系分析

3.2.1 城市建設(shè)用地利用效益對(duì)開發(fā)強(qiáng)度變化的響應(yīng)分析。應(yīng)用上文中構(gòu)建的城市建設(shè)用地利用效益對(duì)開發(fā)強(qiáng)度變化的響應(yīng)度模型，首先利用Matlab 2016b的cftool擬合工具箱對(duì)2001～2016年城市建設(shè)用地利用效益指數(shù)與開發(fā)強(qiáng)度指數(shù)進(jìn)行曲線估計(jì)與擬合（圖2），得出兩者的最優(yōu)響應(yīng)函數(shù)方程：

該響應(yīng)函數(shù)為三次曲線方程，且通過顯著性檢驗(yàn)，決定系數(shù)R2=0.966，說明曲線擬合效果較好，結(jié)果見圖3。按照公式（3）的需要進(jìn)一步求導(dǎo)得到：

在此基礎(chǔ)上，將式（4）、（5）代入式（3），計(jì)算2001～2016年城市建設(shè)用地利用效益對(duì)開發(fā)強(qiáng)度變化的響應(yīng)指數(shù)（RI），進(jìn)而得到響應(yīng)度（RV）。

由圖3可見，2001～2016年城市建設(shè)用地利用效益對(duì)開發(fā)強(qiáng)度變化始終表現(xiàn)出“正響應(yīng)”特征，呈現(xiàn)上升—下降—上升的趨勢(shì)，2001年響應(yīng)度最低（0.0964），2001～2003年響應(yīng)度在上升，此后逐漸下降為2007年的0.1677，2010年后快速上升，到2016年增長(zhǎng)為2.4141?；究梢苑譃閮蓚€(gè)階段：2001～2007年城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度增長(zhǎng)促進(jìn)了城市建設(shè)用地利用效益提高且該影響逐漸減弱；2007～2016年城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度增長(zhǎng)促進(jìn)了城市建設(shè)用地利用效益提高且該影響逐漸增強(qiáng)，且城市建設(shè)用地利用效益對(duì)開發(fā)強(qiáng)度的響應(yīng)明顯大于前一階段。

圖1 2001～2016年城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度指數(shù)與利用效益指數(shù)變化趨勢(shì)

圖2 城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度指數(shù)與利用效益指數(shù)擬合方程

圖3 2001～2016年城市建設(shè)用地利用效益對(duì)開發(fā)強(qiáng)度的響應(yīng)度

總體來看，2001～2016年城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度的不斷增長(zhǎng)與其對(duì)城市建設(shè)用地利用效益變化的影響具有一定的對(duì)應(yīng)性，當(dāng)城市建設(shè)用地利用效益在2007年有所下降時(shí)，此時(shí)響應(yīng)度變?yōu)樽钚。?.1677），2011～2016年城市建設(shè)利用效益快速上升，該階段響應(yīng)度也快速增長(zhǎng)，說明前期城市建設(shè)用地開發(fā)并沒有很快的就帶來效益，此時(shí)才發(fā)揮作用，整體上兩者變化趨勢(shì)基本吻合。但是也不能認(rèn)為城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度對(duì)城市建設(shè)用地利用效益的正向影響逐漸增強(qiáng)且具有促進(jìn)作用，未來有可能變?yōu)樨?fù)響應(yīng)。由于土地開發(fā)與利用效益的相互關(guān)系復(fù)雜，一般認(rèn)為城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度的提高能夠帶動(dòng)利用效益增長(zhǎng)，利用效益高能反映城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度的高，可以認(rèn)為兩者的相互促進(jìn)作用是同等重要的。在轉(zhuǎn)型期、新型城鎮(zhèn)化發(fā)展階段蘭州市城市建設(shè)用地開發(fā)面臨著資源環(huán)境的約束。城市建設(shè)用地利用效益的提升更依賴于區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高，因此，對(duì)于未來蘭州市城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度與利用效益變化的趨勢(shì)需要進(jìn)一步了解。

3.2.2 城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度對(duì)利用效益的影響分析。為了進(jìn)一步探究影響城市建設(shè)利用效益的主要因素，將測(cè)度城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度的指標(biāo)城市建設(shè)用地比重、人口密度、地均二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與城市建設(shè)用地利用效益在統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS19.0中進(jìn)行相關(guān)性分析。

表2結(jié)果顯示，城市建設(shè)用地利用效益與各影響因素在0.01水平上呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，說明各影響因素對(duì)城市建設(shè)用地利用效益有促進(jìn)作用，其中地均二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比人口增加的正向促進(jìn)作用更顯著，城市建設(shè)用地比重對(duì)城市建設(shè)用地利用效益提升的作用次之。研究期間，蘭州市二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值由2001年的327.80×108元增長(zhǎng)為2016年的2203.88×108元，增加了1876.08×108元，城市建設(shè)用地比重由2001年的1.01%增加為2016年的2.34%。建設(shè)用地的不斷擴(kuò)張直接反映城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度的增長(zhǎng)，而用地產(chǎn)出強(qiáng)度和人口承載強(qiáng)度間接反映了城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度，這些方面的綜合作用最終使得城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度的不斷變化，過去蘭州市城市建設(shè)用地利用效益的提高過程是離不開建設(shè)用地規(guī)模的擴(kuò)大，以土地資源消耗為代價(jià)的。

4 結(jié)論與討論

4.1 討論

本文應(yīng)用響應(yīng)度模型研究了城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度與利用效益的動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系，能夠反映不同時(shí)期城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度變化對(duì)利用效益的作用程度如何。本研究得出蘭州市城市建設(shè)用地利用效益不斷提升，與張超等[21]的研究結(jié)果相同，而且城市建設(shè)利用效益變化對(duì)城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度表現(xiàn)出“正響應(yīng)”特征，對(duì)提升利用效益具有促進(jìn)作用且程度在不同時(shí)期會(huì)發(fā)生變化，而吳金華等[18]通過對(duì)土地利用程度和效益耦合分析得出延安市土地復(fù)合系統(tǒng)正處在由協(xié)調(diào)發(fā)展向極限發(fā)展的過度時(shí)期，陳瑩等[19]研究得出土地利用程度與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重心遷移距離在不同地區(qū)有差異，楊清可等[20]對(duì)土地開發(fā)度與利用效益重心移動(dòng)進(jìn)行了分析，得出效益重心移動(dòng)速度快，由于各地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不同，導(dǎo)致了不同地區(qū)研究相關(guān)結(jié)果略微有不同。隨著土地利用不斷增強(qiáng)，蘭州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，城市建設(shè)用地利用效益較為顯著，但是作為西北河谷型城市，并不能一味的以追求較高的城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度而帶來效益，應(yīng)有效控制建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度，發(fā)揮土地要素的作用，劃定城市開發(fā)邊界，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步改善城市環(huán)境，吸引多方面要素的投入，從而提高土地利用的效果。

4.2 結(jié)論

4.2.1 2001～2016年蘭州市城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢(shì)，其中2006～2016年城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度增長(zhǎng)速度明顯加快；城市建設(shè)用地利用效益呈現(xiàn)緩慢上升—波動(dòng)變化—快速上升的趨勢(shì)，2011～2016年城市建設(shè)用地利用效益快速上升，在城鎮(zhèn)化過程中，蘭州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高，加上注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與改善，最終使得土地利用效果明顯。

4.2.2 城市建設(shè)用地利用效益對(duì)開發(fā)強(qiáng)度的增長(zhǎng)表現(xiàn)“正響應(yīng)”特征，2001～2007年城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度增長(zhǎng)促進(jìn)了利用效益的提高且該程度逐漸減弱，而2007～2016年城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度增長(zhǎng)促進(jìn)了利用效益提高且該程度逐漸增強(qiáng)，且利用效益對(duì)城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度的響應(yīng)程度明顯大于2001～2007年的，整體上兩者變化趨勢(shì)基本吻合；城市建設(shè)用地利用效益與各影響因素呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，對(duì)城市建設(shè)用地利用效益提升有促進(jìn)作用，其中地均二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比人口密度的正向促進(jìn)作用更顯著，城市建設(shè)用地比重對(duì)城市建設(shè)用地利用效益提升的作用次之。

表2 城市建設(shè)用地利用效益與各影響因素的相關(guān)系數(shù)