鄭林昌,Shikha Thapa Magar

（河北大學(xué) 經(jīng)濟學(xué)院,河北 保定 071002）

一、引 言

高速鐵路以其快速、高效、環(huán)保、安全、舒適等特點,在全球交通運輸領(lǐng)域受到廣泛認(rèn)可。中國高速鐵路發(fā)展起步相對較晚,直到2003年才有了第一條高速鐵路（秦沈客運專線）,2008年有了第一條具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高速鐵路（京津城際高速鐵路）[1]。進(jìn)入21世紀(jì)以來,中國高速鐵路加速建設(shè),截至2018年底,全國高速鐵路運營里程2.9萬公里,居世界第一。在高速鐵路快速發(fā)展的同時,社會各界也開始關(guān)注高速鐵路所帶來的土地占用等問題,對城市土地利用、土地開發(fā)、房地產(chǎn)開發(fā)等的關(guān)注度不斷增加,存在“高鐵是城市擴張、房地產(chǎn)開發(fā)、賣地收入的新戰(zhàn)場”、高鐵新城就是“高鐵地產(chǎn)新城”等觀點,甚至還引發(fā)了高鐵站點的“爭奪戰(zhàn)”。為此,2018年國家發(fā)展和改革委員會專門發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)高鐵站周邊區(qū)域合理開發(fā)建設(shè)的指導(dǎo)意見》,對嚴(yán)格節(jié)約集約用地、促進(jìn)站城一體融合發(fā)展等提出了具體要求。高速鐵路建成運行后,真的如部分媒體傳播的那樣對城市用地產(chǎn)生了較大影響嗎? 這是一個當(dāng)前亟須回答的現(xiàn)實問題。

高速鐵路出現(xiàn)以來就受到了國內(nèi)外學(xué)者的重視,針對高速鐵路影響的研究也經(jīng)歷了由影響機理分析到實證分析,由關(guān)注高速鐵路影響經(jīng)濟發(fā)展到關(guān)注影響區(qū)域創(chuàng)新、人口集聚等[2-4],由關(guān)注高速鐵路對區(qū)域經(jīng)濟、城市經(jīng)濟、城市體系等影響到關(guān)注對區(qū)域空間結(jié)構(gòu)、城市形態(tài)、城市土地開發(fā)利用等影響的轉(zhuǎn)變[5-7]。學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為,高速鐵路建設(shè)對土地利用性質(zhì)、土地開發(fā)強度和城市用地空間形態(tài)影響深遠(yuǎn),能夠促進(jìn)沿線土地的高密度開發(fā)[8-10],這種影響主要是通過影響生產(chǎn)要素配置和土地利用狀態(tài)等實現(xiàn)的[11-12],如Emaunel Andersson等研究發(fā)現(xiàn)高速鐵路能夠通過吸引人口集聚,進(jìn)而使高速站點周邊區(qū)域和沿線房地產(chǎn)價格上升。更多學(xué)者從可達(dá)性角度看待高速鐵路對土地開發(fā)利用的影響,認(rèn)為高速鐵路能夠帶來可達(dá)性變化,進(jìn)而影響城市、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展,然后通過土地開發(fā)與土地利用影響土地價值[13-15]。學(xué)者發(fā)現(xiàn),設(shè)有高鐵車站的城市比沒有設(shè)站城市的地價平均要高,高速鐵路能夠?qū)е略O(shè)站城市住宅用地、商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地以及工業(yè)用地價格的上漲[16]。從空間上看,高速鐵路對沿線城市土地價格、房地產(chǎn)價格的影響會隨著距離高速鐵路的增加而減弱[17-20]。盡管當(dāng)前學(xué)術(shù)界在高速鐵路影響城市土地利用方面做了大量研究工作,不可否認(rèn)的是,高速鐵路對城市土地價格、房地產(chǎn)價格的影響并不足以回答全部問題,高速鐵路沿線城市土地價格、房地產(chǎn)價格在變動的同時,城市土地利用規(guī)模、結(jié)構(gòu)是否也發(fā)生了變化仍沒有得到充分回答。盡管近期也有部分研究開始關(guān)注高速鐵路對城市土地利用變化的影響[21-22],但僅利用城市建設(shè)用地面積的變化解釋高速鐵路對城市土地利用的影響仍缺乏說服力,且中國部分城市建設(shè)用地面積因行政區(qū)劃調(diào)整變化較大。

高速鐵路通過直接占用和間接影響兩種途徑影響城市土地利用。高速鐵路對城市土地的直接占用主要是通過高鐵站點和高鐵線路實現(xiàn)的,尤其那些在地表穿越城市的高速鐵路,它們對城市土地的占用量較大（部分高速鐵路在城市地下穿過）。從高速鐵路建設(shè)形式看,主要有新建和改擴建兩種形式。相比改擴建高速鐵路（線站點路）,新建高鐵站點（線路）對城市用地直接占用相對要大。從城市規(guī)模、高鐵站點等級來看,城市規(guī)模越大、站點等級越高,需要修建的高鐵站點規(guī)模也就越大,對城市土地的占用量也就越大。高速鐵路對城市土地利用的間接影響主要是通過集聚效應(yīng)等實現(xiàn)的,高速鐵路開通后會形成較強的經(jīng)濟社會發(fā)展帶動作用,能夠吸引人口、發(fā)展要素向高鐵站點周邊集聚,進(jìn)一步影響城市空間規(guī)劃、房地產(chǎn)開發(fā)活動等,導(dǎo)致周邊土地用地性質(zhì)和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,這種影響會隨著空間距離的增加而衰減,這是本文所重點考察的內(nèi)容。此外,由于高速鐵路高速運行等特殊技術(shù)指標(biāo)要求,相對普通鐵路其線路兩側(cè)要有更寬的通道要求,同時還會對兩側(cè)住宅建設(shè)、產(chǎn)業(yè)布局等產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響兩側(cè)土地利用性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。為此,本文通過提取和分析已開通高速鐵路站點周邊、線路兩側(cè)土地利用的數(shù)據(jù),來回答高速鐵路對城市用地結(jié)構(gòu)、特征及其變化的影響；通過分析河北省境內(nèi)京廣高速鐵路站點周邊建設(shè)用地重心的變化,重點考察高速鐵路對城市建設(shè)用地的影響。

二、數(shù)據(jù)來源、技術(shù)路線、數(shù)據(jù)提取

(一)數(shù)據(jù)來源

本文土地利用數(shù)據(jù)和2015年中國地市、縣級行政邊界數(shù)據(jù)來源中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所,土地利用數(shù)據(jù)為2000年、2005年、2010年和2015年空間分辨率為30 m 的中國土地利用柵格數(shù)據(jù)。土地利用類型有耕地、林地、草地、水域、城鄉(xiāng)工礦及居民用地和未利用土地6個一級類型和25個二級類型。本文沿用此土地利用類型分類,并將城鄉(xiāng)工礦及居民用地重新命名為建設(shè)用地。高鐵站點坐標(biāo)數(shù)據(jù)來源北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院地理數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺（http://geodata.pku.edu.cn）中“全國高鐵站點分布圖2016”。常住人口數(shù)據(jù)來源2016年各省份年鑒、各城市年鑒及各城市統(tǒng)計公報。

(二)技術(shù)路線

依據(jù)上述高速鐵路對城市土地利用影響的分析,本文通過對比高速鐵路開通后站點周邊和線路兩側(cè)的土地利用變化,以及高速鐵路站點周邊不同范圍城市建設(shè)用地重心的變化,考察高速鐵路對城市土地利用的影響。首先,從各年度土地利用數(shù)據(jù)中提取高鐵站點周邊1 km、1～3 km、3～5 km 范圍內(nèi)土地利用結(jié)構(gòu)變化數(shù)據(jù),統(tǒng)計分析高速鐵路開通前后土地利用結(jié)構(gòu)的變化,驗證高速鐵路對高鐵站點周邊土地利用的影響。然后,從各年度土地利用數(shù)據(jù)中提取高速鐵路途徑城市線路兩側(cè)50 m、50～200 m 范圍內(nèi)土地利用結(jié)構(gòu)變化數(shù)據(jù),統(tǒng)計分析高速鐵路開通前后土地利用結(jié)構(gòu)的變化,驗證高速鐵路對高鐵線路兩側(cè)土地利用的影響。最后,選擇典型高速鐵路局部線路及途徑城市,從各年度土地利用數(shù)據(jù)中提取各年度城市高鐵站點周邊5 km、10 km、20 km 范圍內(nèi)的建設(shè)用地重心,通過建設(shè)用地重心的遷移驗證高速鐵路對城市土地利用的影響。

(三)數(shù)據(jù)提取方法和過程

1.高速鐵路站點周邊土地利用數(shù)據(jù)的提取。選取站點5 km 以內(nèi)作為研究范圍,其中1 km 內(nèi)為站點中心區(qū)域,1～3 km 為拓展區(qū),3～5 km 為影響區(qū)。首先,根據(jù)已有站點數(shù)據(jù)篩選出研究中要用到的站點數(shù)據(jù),并使用Arc GIS軟件對各站點分別建立1 km、3 km、5 km 的緩沖區(qū)。其次,根據(jù)地市行政邊界數(shù)據(jù),剪裁得到各城市全部站點的土地利用數(shù)據(jù),并可得到各站點在不同時期1 km、1～3 km、3～5 km 范圍內(nèi)的土地利用數(shù)據(jù)。最后,按照城市類型、高速鐵路開通時間等對提取的土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2.高速鐵路線路兩側(cè)土地利用數(shù)據(jù)的提取?？紤]高速鐵路技術(shù)特征,選取線路兩側(cè)50 m、50～200 m 兩個通道作為研究范圍。首先,根據(jù)已有高鐵線路數(shù)據(jù),分別在各線路兩側(cè)建立50 m、200 m 的緩沖區(qū)。其次,利用緩沖區(qū)范圍剪裁各線路在2005年、2010年、2015年的土地利用數(shù)據(jù)。然后,利用城市行政邊界數(shù)據(jù)裁剪得到該城市在該條線路上的土地利用數(shù)據(jù),以及各城市在三期50 m、50～200 m 范圍內(nèi)的土地利用數(shù)據(jù)。最后,按照城市類型、高速鐵路開通時間等對提取的土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

3.城市建設(shè)用地重心的提取。通過構(gòu)建城市建設(shè)用地重心模型,測算并分析高速鐵路通過站點對周邊建設(shè)用地的影響。假設(shè)某區(qū)域由i個單元組成,其中第i個單元的中心坐標(biāo)為（Xi,Yi） ,Xi、Yi分別為單元中心的經(jīng)度值和緯度值。Mi為該區(qū)域建設(shè)用地面積,建設(shè)用地的重心坐標(biāo)可以表示為（x,y）,其中x、y分別為建設(shè)用地重心坐標(biāo)的經(jīng)度值和緯度值。建設(shè)用地重心可以看作是單元中心以建設(shè)用地屬性面積作為權(quán)重的一個加權(quán)平均,公式為:

首先,利用ArcGIS軟件從土地利用數(shù)據(jù)和縣級行政邊界數(shù)據(jù)中,裁剪并提取出典型高速鐵路沿線城市2010年和2015年土地利用數(shù)據(jù)?？紤]城市級別不同,取地級市及以上城市轄區(qū)范圍內(nèi)的土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,取縣級市和縣的全市（縣）域范圍的土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。然后,運用ArcGIS軟件計算出各站點周邊5 km、10 km、20 km 范圍內(nèi)每塊建設(shè)用地的幾何中心和面積,依據(jù)式（1）計算出2010年和2015年各站點5 km、10 km、20 km 范圍內(nèi)的建設(shè)用地重心坐標(biāo)。最后,將各站點不同范圍的建設(shè)用地重心坐標(biāo)導(dǎo)入ArcGIS中,分析不同范圍建設(shè)用地重心的偏移情況,并輸出專題地圖。

三、高速鐵路站點對城市土地利用結(jié)構(gòu)的影響

考慮到可獲得的土地利用數(shù)據(jù)為2000—2015年期間數(shù)據(jù),高鐵站點選擇為截至2013年末投入運營的站點(1)2014年和2015年投入運營高鐵站點對2015年土地利用影響時間相對較短。,涉及高鐵站點185個,覆蓋了17個省及直轄市,其中2000—2005年間投入使用的高鐵站點9個,2005—2010年間投入使用高鐵站點65個,2010—2015年間投入使用高鐵站點111個。土地利用數(shù)據(jù)時間間隔為5年,時間跨度為2000—2015年,考慮時間的一致性,選取2000年數(shù)據(jù)作為高鐵站點投入使用前的數(shù)據(jù)。

(一)土地利用結(jié)構(gòu)總體變化

總體看,高鐵站點周邊1 km 范圍內(nèi)的土地利用變化幅度較大,尤其耕地、建設(shè)用地變化幅度更加明顯（圖1）。相比2000年,2015年高鐵站點周圍1 km 范圍內(nèi)的耕地、林地、草地和水域面積占土地利用面積比例的均值分別減少了13.96、1.17、0.10、0.51個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了15.73個百分點,土地利用結(jié)構(gòu)變化比較明顯。高鐵站點1～3 km 范圍內(nèi)的土地利用變化幅度要小,相比2000年,2015年該范圍內(nèi)的耕地、林地、草地和水域占比均值分別減少了10.23、0.80、0.19、0.20個百分點,建設(shè)用地占比均值增加了11.49個百分點,與1 km 緩沖區(qū)相比,雖然緩沖區(qū)范圍擴大,但各土地類型占比變化程度并不是特別大。高鐵站點3～5 km 范圍內(nèi)的土地利用變化幅度也不大,相比2000年,2015年該范圍內(nèi)的耕地、林地、草地和水域占比均值分別減少了9.12、0.72、0.41、0.26個百分點,建設(shè)用地占比均值增加了10.51個百分點。

(二)按照城市規(guī)模類型

以2014年國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于調(diào)整城市規(guī)模劃分的通知》為依據(jù),結(jié)合2016年各市轄區(qū)年末常住人口數(shù)量對地級以上城市進(jìn)行分類,將高鐵設(shè)站城市劃分為Ⅰ型小城市、中等城市、Ⅱ型大城市、Ⅰ型大城市、特大城市、超大城市六類城市(2)篇幅所限,不再提供各城市對應(yīng)的城市類型。。從城市規(guī)模類型看,高速鐵路對周邊地區(qū)土地利用的影響總體特征是:大型城市高鐵站點周邊土地利用變化幅度大于中型城市、中型城市又大于小型城市。這是因為不同規(guī)模城市區(qū)域開發(fā)能力是不一樣的,而多數(shù)高鐵站點是新建高鐵站點,大城市高鐵站點周邊的開發(fā)范圍要大于中小城市。上述變化主要體現(xiàn)在近距離范圍內(nèi),高速鐵路對較遠(yuǎn)范圍內(nèi)土地利用的影響很小（圖1）。

1 km 范圍內(nèi)土地利用的變化。高鐵站點周邊1 km 范圍內(nèi)土地利用變化幅度很大,大型城市土地利用變化幅度大于中型城市,中型城市又大于小型城市,但超大城市除外?？傮w看,2000—2015年,高鐵站點周邊1 km 范圍內(nèi)不同規(guī)模城市的土地利用結(jié)構(gòu)均有“耕地減少、建設(shè)用地增加和林地、草地、水域少量減少”的變化特征。相比2000年,2015年Ⅰ型大城市耕地面積占比均值減少了25.08個百分點,Ⅱ型大城市、特大城市、超大城市、中等城市耕地面積占比均值分別減少了18.42、15.05、14.70、14.56個百分點,縣級市和縣域減少最?。?0.21、8.67個百分點）；Ⅰ型大城市、Ⅱ型大城市和超大城市建設(shè)用地面積占比均值分別增加了26.56、20.98、20.47 個百分點,中等城市和特大城市建設(shè)用地面積占比均值增加了17.08、16.43個百分點,縣和縣級市建設(shè)用地面積占比均值增加了10.99、9.85個百分點。相比而言,除超大城市、Ⅱ型大城市和中等城市林地面積占比均值減少了2.5個百分點,超大城市水域面積占比均值減少了4.2個百分點外,其他各類型城市林地、草地、水域和未利用土地面積占比變化幅度相對較小。

圖1 2000—2015年按城市規(guī)模類型分高鐵站點周邊各類型土地利用面積占比變化

1～3 km 范圍內(nèi)土地利用的變化。高鐵站點1～3 km 范圍內(nèi)土地變化幅度相對要小些,總體也有大城市變化幅度大于中小城市的特點。相比2000 年,2015 年Ⅰ型大城市耕地面積占比均值減少了近20個百分點,Ⅱ型大城市、中等城市和超大城市耕地面積占比均值分別減少了13.50、11.72、11.18個百分點,特大城市、縣級市和縣耕地面積占比均值分別減少了8.72、7.03、6.01個百分點；Ⅰ型大城市建設(shè)用地面積占比均值增加了22.43個百分點,Ⅱ型大城市、超大城市和中等城市建設(shè)用地面積占比均值分別增加了15.52、14.37、14.20個百分點,特大城市、縣級市和縣建設(shè)用地面積占比均值增加了9.53、6.88、6.40 個百分點。相比而言,除超大城市、Ⅰ型大城市和縣級市水域面積占比均值減少了2.68、1.83個百分點和增加了1.28個百分點,中等城市、Ⅱ型大城市林地面積占比均值減少了1.86、1.30個百分點外,其他各類型城市林地、草地、水域和未利用土地面積變化幅度相對較小。

3～5 km 范圍內(nèi)土地利用的變化。高鐵站點3～5 km 范圍內(nèi)的土地利用變化幅度更小。相比2000年,2015年,Ⅰ型大城市耕地面積占比均值減少了17.78個百分點,超大城市、Ⅱ型大城市和中等城市耕地面積占比均值分別減少了12.18、11.66、11.57個百分點,特大城市、縣級市和縣耕地面積占比均值分別減少了8.36、6.23、4.13個百分點。各類型城市建設(shè)用地呈現(xiàn)出與耕地完全相反的變化特征,Ⅰ型大城市建設(shè)用地面積占比均值增加了19.73個百分點,超大城市、Ⅱ型大城市和中等城市建設(shè)用地面積占比均值分別增加了16.50、13.71、13.56個百分點,特大城市、縣級市和縣建設(shè)用地面積占比均值分別增加了8.89、6.61、4.62個百分點。相比而言,除超大城市水域面積占比均值減少了3.11個百分點,超大城市和中等城市林地面積占比均值減少了1.47、1.76個百分點外,其他各類型城市林地、草地、水域和未利用土地面積占比變化幅度相對較小。

(三) 按照高速鐵路開通時間

從高速鐵路開通時間看,不管那個時期開通的高速鐵路,其對較遠(yuǎn)范圍內(nèi)土地利用的影響并不大、甚至沒有影響,但對周邊近距離土地利用有一定影響,尤其稍早開通的高速鐵路,影響相對明顯（圖2）。

圖2 不同時期開通運營高鐵站點周邊1 km、1～3 km、3～5 km 范圍內(nèi)各類型土地利用面積占比變化

1 km 范圍內(nèi)土地利用的變化。不同時期開通運營的高鐵站點,其周邊1 km 范圍內(nèi)的土地利用變化特征不同,稍晚開通運營高鐵站點周邊土地利用變化幅度更大。相比2000 年,2015 年早期開通運營（2000—2005年）(3)高鐵站點數(shù)量并不多,只有秦皇島、山海關(guān)、葫蘆島北、錦州南、遼中、盤錦北、沈陽北、綏中北、臺安9個站點,代表性也不強。的高鐵站點,1 km 范圍內(nèi)耕地和水域面積占比均值分別減少了4.89、0.49個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了5.38個百分點,林地、草地和未利用土地面積占比無變化,雖然開通運營時間相對較長,但它們對城市土地利用的影響并不明顯。稍晚開通運營（2005—2010年）的高鐵站點,1 km 范圍內(nèi)耕地、林地、水域和草地面積占比均值分別減少了13.58、2.10、2.00、0.24個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了17.92 個百分點,高速鐵路對城市土地利用的影響比較明顯；更晚開通運營（2010—2015年）的高鐵站點,1 km 范圍內(nèi)耕地、林地和草地面積占比均值分別減少了14.91、0.71、0.02個百分點,建設(shè)用地和水域面積占比均值分別增加了15.29、0.36個百分點,因高速鐵路開通時間還不長,它們對城市土地利用的影響還沒有充分體現(xiàn)出來。

1～3 km 范圍內(nèi)土地利用的變化。不同時期開通運營的高鐵站點,1～3 km 范圍內(nèi)的土地利用沒有表現(xiàn)出明顯變化。相比2000年,2015年早期開通運營（2000—2005年）的高鐵站點,周邊1～3 km 范圍內(nèi)耕地和水域面積占比均值分別減少了8.81、1.08個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了10.20個百分點,林地、草地和未利用土地面積占比變化較?。簧酝黹_通運營（2005—2010年）的高鐵站點,周邊1～3 km范圍內(nèi)耕地和林地、水域和草地面積占比均值分別減少了9.73、1.33、0.54、0.29個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了12.09個百分點；更晚開通運營（2010—2015年）的高鐵站點,周邊1～3 km 范圍內(nèi)耕地、林地和草地面積占比均值分別減少了10.64、0.57、0.10個百分點,建設(shè)用地和水域面積占比均值分別增加了11.24、0.08個百分點。高速鐵路開通運營時間的長短與周邊1～3 km 范圍內(nèi)土地利用面積變化并沒有明顯關(guān)系,高速鐵路對此范圍內(nèi)城市土地利用的影響并不大。

3～5 km 范圍內(nèi)土地利用的變化。稍晚和更晚開通運營的高鐵站點,3～5 km 范圍內(nèi)的土地利用的變化沒有明顯差異。相比2000年,2015年早期開通運營（2000—2005年）的高鐵站點,3～5 km 范圍內(nèi)耕地和草地面積占比均值分別減少了3.29、3.20個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了7.15個百分點,林地、水域和未利用土地面積占比幾乎沒有變化,這是因為早期開通運營高鐵站點數(shù)量相對較少、代表性較差造成的；稍晚開通運營（2005—2010年）的高鐵站點,3～5 km 范圍內(nèi)耕地和林地面積占比均值分別減少了8.41、1.09個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了10.69個百分點,其他用地類型變化較小；更晚開通運營（2010—2015年）的高鐵站點,3～5 km 范圍內(nèi)耕地、林地面積占比均值分別減少了10.00、0.56個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了10.68個百分點,其他類型土地面積占比變化并不顯著。由此可見,高速鐵路開通運營時間的長短與周邊3～5 km 范圍內(nèi)土地利用變化沒有明顯關(guān)系,高速鐵路對此范圍內(nèi)土地利用的影響不大。

(四)代表性高鐵站點

為進(jìn)一步驗證高速鐵路對城市土地利用的影響,考慮土地利用數(shù)據(jù)最近到2015年,2005年開通高速鐵路較少,2010年之后開通高速鐵路對城市土地影響時間較短,選擇2005—2010年期間開通的高鐵站點進(jìn)行分析,其中2008年、2009年和2010年開通高鐵站點分別有3個、45個和17個,分布在浙江、福建、湖北、湖南、安徽、河南、廣東、上海、陜西和廣東,多數(shù)站點位于中國南方?？傮w看,三個年度開通的高速鐵路,高鐵站點周邊耕地面積占比較高、建設(shè)用地面積占比相對要低,其他類型土地面積占比較小,說明這些高鐵站點多位于市郊、多是新建站點?？臻g上看,站點周邊耕地、建設(shè)用地面積變化隨著空間增加而減少。三個年度,站點周邊1 km 范圍內(nèi)耕地面積占比均值分別減少了2.19、3.06、3.60個百分點,1～3 km 范圍內(nèi)分別減少了2.12、2.88、3.87個百分點,3～5 km 范圍分別減少了0.44、2.18、2.86個百分點；三個年度,站點周邊1km 范圍內(nèi)建設(shè)用地占比均值分別增加了2.19、3.88、3.44個百分點,1～3 km范圍內(nèi)分別增加了1.94、3.72、4.31個百分點,3～5 km 范圍內(nèi)分別增加了0.44、3.29、2.86個百分點。相比而言,林地面積占比總體下降,草地、水域和未利用土地面積占比變化并不大。由此可見,高速鐵路對城市土地利用有一定影響,且這種影響在空間上逐步衰減（表1）。

表1 2008—2010年開通的高速鐵路站點周邊各類型土地利用面積占比變化

四、高速鐵路線路對沿線城市土地利用結(jié)構(gòu)的影響

由于部分高速鐵路與普通鐵路并行,有些城市內(nèi)高速鐵路與普通鐵路交叉,且提取所有已通行高速鐵路兩側(cè)用地工作量龐大,選京廣高速鐵路（北京—武漢2012年通車,武漢—廣州2009年通車）、京滬高速鐵路（2011年通車）、滬昆高速鐵路滬杭段（2010年通車）、鄭西客運專線（2010年通車）、西寶客運專線（2013年通車）、哈大客運專線（2012年通車）為典型高速鐵路。城市市區(qū)高速鐵路安全保護(hù)區(qū)兩側(cè)距離分為10 m,城市郊區(qū)居民居住區(qū)高速鐵路為12 m,有砟軌道和無砟軌道在350 km/h設(shè)計速度下雙線路基面寬度分別為13.8 m、13.6 m,考慮采用數(shù)據(jù)的空間分辨率為30 m,劃定50 m 范圍內(nèi)為鐵路及鐵路安全保護(hù)區(qū)范圍。所選取線路中,京廣高速鐵路武漢—廣州段開通最早（2009年）,考慮數(shù)據(jù)時間間隔為5年,選取2005年數(shù)據(jù)為高速鐵路開通前數(shù)據(jù)。為方便統(tǒng)計,鄭西客運專線包含鄭州市、不包含西安市,西寶客運專線中包括西安市。在京廣高速鐵路的劃分上,武漢—廣州段包括武漢市,北京—武漢段不包括武漢市。

(一)土地利用結(jié)構(gòu)總體變化

高速鐵路穿越城市線路兩側(cè)50 m、50～200 m 范圍內(nèi)的土地類型主要是耕地和建設(shè)用地,其他類型土地面積較少,兩個通道范圍內(nèi)的土地利用結(jié)構(gòu)沒有明顯差別?？傮w看,到2015年,線路兩側(cè)50 m 范圍內(nèi),耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用土地面積占比均值分別為64.52%、8.77%、1.45%、2.59%、22.60%、0.06%；線路兩側(cè)50～200 m 范圍內(nèi)各類型土地利用面積占比均值分別為64.32%、9.52%、1.44%、2.66%、22.01%、0.06%,兩個通道范圍土地利用結(jié)構(gòu)并沒有明顯的差別,這是因為部分高速鐵路主要是在市郊區(qū)穿過的。

第一個五年期限（2005—2010 年）,高速鐵路線路50 m 范圍內(nèi)土地利用變化幅度明顯大于50～200 m 圍內(nèi)的變化（圖3）。相比2005年,2010年高鐵線路兩側(cè)50 m 范圍內(nèi),耕地、林地、草地和水域面積占比均值分別減少了4.18、1.56、0.18、0.11個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了6.03個百分點；線路兩側(cè)50～200 m 范圍內(nèi),耕地、林地和草地面積占比均值分別減少了3.51、0.77、0.02個百分點,水域和建設(shè)用地面積占比均值增加了0.25、4.05個百分點。

圖3 三個期間線路兩側(cè)50 m、50～200 m 范圍內(nèi)各類型土地利用面積占比變化

第二個五年期限（2010—2015年）,兩個范圍內(nèi)的土地利用變化差異相對較?。▓D3）。相比2010年,2015年線路兩側(cè)50 m 范圍內(nèi),耕地、林地和水域面積占比均值分別減少了3.68、0.26、0.09個百分點,草地和建設(shè)用地面積占比均值增加了0.16、3.88個百分點；線路兩側(cè)50～200 m 范圍內(nèi),耕地、林地、草地和水域面積占比均值分別減少了3.19、0.38、0.03、0.48 個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了4.08個百分點。雖然后5年開通高速鐵路相比前5年要多,但該期限內(nèi)兩個范圍內(nèi)土地利用結(jié)構(gòu)變化差異并不大,意味著該期限內(nèi)高速鐵路通過線路對城市土地利用的影響很小。10年期限看,相比2005年,2015年線路兩側(cè)50 m 范圍內(nèi)耕地、林地、草地和水域面積占比均值分別減少了7.86、1.82、0.02、0.20個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了9.91個百分點；線路兩側(cè)50～200 m 范圍內(nèi)耕地、林地、草地和水域面積占比均值分別減少了6.70、1.15、0.05、0.23個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了8.14個百分點。

(二)按照城市規(guī)模類型

Ⅰ型大城市、縣域高速鐵路線路兩側(cè)土地利用結(jié)構(gòu)變化幅度較大（圖4）。相比2005年,2015年I型大城市高鐵線路兩側(cè)50 m、50～200 m 兩個通道范圍內(nèi),耕地面積占比均值分別減少了13.54、12.35個百分點,建設(shè)用地面積占比均值分別增加了15.42、14.12個百分點,其他類型土地變化相對較??；縣域兩個通道范圍內(nèi)耕地面積占比均值分別減少了12.48、7.96個百分點,建設(shè)用地面積占比均值分別增加了17.23、9.89個百分點,其他類型土地變化也不大。相比而言,超大城市、特大城市、Ⅱ型大城市、中等城市和縣級市高鐵線路兩側(cè)兩個通道范圍內(nèi)土地利用變化幅度小,尤其特大城市和縣級市兩個通道范圍內(nèi)土地利用變化更小。

圖4 2005—2015年按城市規(guī)模分線路兩側(cè)50 m、50～200 m 范圍內(nèi)各類型土地利用面積占比變化

從空間范圍看,超大城市、特大城市線路50～200 m 通道范圍內(nèi)土地利用變化幅度大于50 m 通道范圍內(nèi)土地利用的變化。相比2005年,2015年超大城市、特大城市線路50～200 m 通道范圍內(nèi)耕地面積占比均值分別減少了10.93、5.84個百分點、建設(shè)用地面積占比均值分別增加了12.43、6.91個百分點,而50 m 通道范圍內(nèi)耕地面積占比均值分別減少了8.60、5.28個百分點、建設(shè)用地面積占比均值分別增加了8.32、6.51個百分點。I型大城市、II型大城市、中等城市、縣級市和縣域線路兩側(cè)兩個通道范圍內(nèi)土地利用變化則呈相反方向變化特征,即50 m 通道范圍內(nèi)土地利用變化幅度大于50～200 m 通道范圍內(nèi)土地利用的變化幅度。

高速鐵路在中小型城市多數(shù)是穿越城市郊區(qū)通過的,高速鐵路通過設(shè)施建設(shè)、工程建設(shè)等直接占用土地,并改變線路兩側(cè)土地利用結(jié)構(gòu),所以高速鐵路對線路兩側(cè)土地利用的影響相對明顯；相比而言,現(xiàn)實中部分高速鐵路在超大城市、特大城市是在原有鐵路線路、地下通道等通過的,所以它們對線路兩側(cè)土地利用的影響相對較小。

(三) 按照高速鐵路開通時間

稍早開通運營的高速鐵路（2005—2010年）,前期線路兩側(cè)土地利用變化幅度明顯大于后期（表2）。相比2005年,2010年高鐵線路兩側(cè)50 m、50～200 m 通道范圍內(nèi),耕地面積占比均值分別減少了8.56、5.55個百分點,林地面積占比均值分別減少了5.11、2.81個百分點,建設(shè)用地面積占比均值分別增加了14.51、9.01個百分點,其他類型土地面積占比變化相對較小,即50 m 范圍內(nèi)土地利用變化幅度要大于50～200 m 范圍內(nèi)土地利用變化。相比2010年,2015年高鐵線路兩側(cè)兩個通道范圍內(nèi)耕地面積占比均值分別減少了1.51、1.82個百分點,建設(shè)用地面積占比均值僅增加了1.90、2.33個百分點,50 m 范圍內(nèi)土地利用變化幅度要小于50～200 m 范圍內(nèi)土地利用變化,相比上個5年土地利用結(jié)構(gòu)的變化,此期間土地利用變化幅度相對較小。

稍晚開通運營的高速鐵路（2010—2015年）,后期線路兩側(cè)土地利用變化幅度明顯大于前期（表2）。相比2005年,2010年高鐵線路兩側(cè)兩個通道范圍內(nèi)的耕地面積占比均值減少了2.23、2.56個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了2.26、1.80個百分點,其他類型土地變化較小,總體看高速鐵路未開通前土地利用變化幅度較小。相比2010年,到2015年高鐵線路兩側(cè)50 m、50～200 m 通道范圍內(nèi)耕地面積占比均值減少了4.65、3.87個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了4.76、4.92個百分點,其他類型土地變化也較小,總體看高速鐵路開通后土地利用變化幅度大。

綜上可見,高速鐵路在開通運營期間會對線路兩側(cè)土地利用有一定的影響,這種影響多數(shù)是通過設(shè)施建設(shè)、工程建設(shè)而影響的,但隨著時間的推移,后期高速鐵路對線路兩側(cè)土地利用的影響會變小甚至不再有影響。

表2 高速鐵路兩側(cè)50 m、50～200 m 范圍內(nèi)各類型土地利用面積占比變化比較

五、城市高鐵站點周邊建設(shè)用地的變化

為進(jìn)一步考量高速鐵路對城市用地變化的影響,選擇典型城市建設(shè)用地重心的變化來進(jìn)一步驗證高速鐵路對城市土地利用的影響。京廣高速鐵路于2012年12月26日建成運營,南北貫通5個省份,其中河北省境內(nèi)涉及4個地級市、3個縣級市和2個縣的9個高鐵站。途徑河北省內(nèi)的城市類型多樣,地形較為平坦,具有較強的代表性,選擇京廣高速鐵路河北省境內(nèi)高鐵站點作為研究對象。

1.保定市（圖5）。相比2010年,2015年保定市轄區(qū)建設(shè)用地重心整體向南方向移動,保定東站周邊10 km 范圍內(nèi)的建設(shè)用地重心向東北方向（保定東站方向）移動,站點周邊5 km、20 km 范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心分別向南和西南方向移動。涿州東站周邊5 km、10 km 范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心明顯向涿州東站所在方向移動,但周邊20 km 范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心整體向西偏南方向移動。高碑店東站周邊5 km 范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心向西北方向移動,與高碑店東站所在方向并不一致,周邊10 km 范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心移動方向與高碑店東站所在方向基本一致,但周邊20 km 范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心向西南方向偏移。定州東站周邊5 km 范圍建設(shè)用地的重心整體向西移動,周邊10 km、20 km 范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心整體向西北方向移動,與定州東站所在方向并不一致。

2.石家莊市。石家莊站周邊5 km 范圍內(nèi)全部為市轄區(qū),該區(qū)域開發(fā)已相對成熟,周邊20 km 范圍又覆蓋了市轄區(qū)全部區(qū)域,選擇周邊10 km 范圍與市轄區(qū)范圍內(nèi)土地利用變化加以對比分析。相比2010年,2015年石家莊市轄區(qū)建設(shè)用地的重心整體向西南方向偏移,有向石家莊站方向移動的特點,石家莊站周邊10 km 范圍建設(shè)用地的重心也向西南方向偏移。正定機場站周邊5 km、10 km、20 km 范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心全部有向東北方向移動特點,與正定機場站所在方向基本一致。高邑西站周邊20 km范圍遠(yuǎn)超出高邑縣域范圍,故選擇高邑西站周邊5 km、10 km 和全縣范圍內(nèi)建設(shè)用地變化進(jìn)行對比分析。結(jié)果顯示,高邑西站周邊5 km、10 km 范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心向東移動,與高邑西站所在方向并不一致(4)篇幅所限,不提供石家莊市、邢臺市和邯鄲市高鐵站點周邊建設(shè)用地重心移動的圖片。。

圖5 2010—2015年保定市4個高鐵站周邊市轄區(qū)不同范圍內(nèi)建設(shè)用地重心移動示意

3.邢臺市和邯鄲市。邢臺東站周邊5 km 范圍內(nèi)并未涵蓋市轄區(qū),選取邢臺東站周邊10 km、20 km與市轄區(qū)范圍內(nèi)建設(shè)用地變化進(jìn)行對比分析。相比2010年,2015年邢臺東站周邊10 km 范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心整體向東偏南方向移動,周邊20 km 范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心整體向北移動,與邢臺東站所在方向不一致。邯鄲東站周邊5 km 范圍內(nèi)并不涵蓋市轄區(qū),選擇邯鄲東站周邊10 km、20 km 與市轄區(qū)建設(shè)用地變化進(jìn)行對比分析。結(jié)果顯示,相比2010年,2015年邯鄲東站周邊10 km 范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心整體向東偏南方向移動,但周邊20 km 范圍內(nèi)市轄區(qū)的建設(shè)用地重心則向南偏西方向移動,與邯鄲東站所在方向不一致。

由上述對比分析可知,高速鐵路對所選取高鐵站點周邊城市建設(shè)用地影響明顯,但這種影響具有空間遞減性,這種影響又因城市規(guī)模而異,高速鐵路對大中型城市站點周邊附近土地利用影響明顯,但對小城市、縣站點周邊附近建設(shè)用地并沒有影響。

六、結(jié) 論

綜上可以得到以下主要結(jié)論:

1.高速鐵路對高鐵站點周邊土地利用的影響較明顯。相比2000年,2015年已開通高速鐵路站點周圍1 km 范圍內(nèi)的耕地、林地、草地和水域面積占比均值分別減少了13.96、1.17、0.10、0.51個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了15.73個百分點,高鐵站點周邊有耕地面積占比減少、建設(shè)用地面積占比增加的特征。

2.高速鐵路對線路兩側(cè)土地利用的影響要小,且隨著時間推移會減小,甚至消失。相比2005年,雖然2015年已開通高速鐵路線路兩側(cè)50 m 范圍內(nèi)耕地面積占比均值減少了7.86個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了9.91個百分點；線路兩側(cè)50～200 m 范圍內(nèi)耕地面積占比均值減少了6.70個百分點,建設(shè)用地面積占比均值增加了8.14個百分點,但相比高鐵站點1 km 范圍內(nèi)土地利用的變化,其變化相對要小。這是因為高速鐵路建設(shè)和運營之初,高速鐵路能通過直接占用等方式影響線路兩側(cè)土地利用的變化,但開通一段時間后,其對線路兩側(cè)土地利用的影響會減小甚至消失。

3.高速鐵路對城市土地利用的影響因城市規(guī)模類型不同而不同。高速鐵路對站點周圍土地利用的影響總體有:大型城市高鐵站點周邊各類型土地利用變化幅度大于中型城市、中型城市又大于小型城市的特征,這主要是因為大部分中小城市的高鐵站點建在了市區(qū)之外。高速鐵路對線路兩側(cè)土地利用的影響總體有“兩頭小中間大”特征,即超大城市、特大城市、縣、縣級市高速鐵路對線路兩側(cè)土地利用的影響相對較小,對大城市、中型城市的影響相對要大。這是因為超大城市、特大城市多數(shù)高鐵線路是在原有鐵路線路基礎(chǔ)上進(jìn)行改擴建的,其對周邊土地利用影響相對較小,高速鐵路在縣、縣級市通過區(qū)域大部分為非建設(shè)區(qū),除高速鐵路線路直接占地外,其對線路兩側(cè)土地利用影響很小。

4.從空間上看,高速鐵路對城市土地利用的影響有空間遞減性。空間遞減性主要表現(xiàn)在對高鐵站點周邊土地利用的影響上,隨著與高鐵站點距離的增加,周邊區(qū)域耕地、建設(shè)用地面積占比變化程度減弱。此外,高鐵站點近距離空間范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心總體有向高鐵站點方向移動的特點,遠(yuǎn)距離范圍內(nèi)建設(shè)用地的重心移動方向與高鐵站點所在方向并無關(guān)系。這說明雖然高速鐵路對城市土地利用有影響,但這種影響有一定空間范圍。

5.從時間上看,高速鐵路對城市土地利用的影響有滯后性。滯后性主要表現(xiàn)為對高鐵站點周邊土地利用的影響上,并非所有高鐵站點對周邊土地利用結(jié)構(gòu)的影響在站點建設(shè)和運營之初就顯現(xiàn)出來,少數(shù)站點在運營幾年甚至更長時間對周邊土地的影響才顯現(xiàn)出來。這說明高速鐵路對城市土地的影響尤其是間接性影響,需要在高速鐵路與城市發(fā)展共生過程中才能逐步顯示出來,影響不可能一蹴而就,也不可能長時間保持。