黃培依 彭秋志 段俊豪 陳笛 蘇映珍

摘要：研究目的：提出一種建設(shè)用地爬坡程度分級(jí)方法，為認(rèn)識(shí)和管控坡地建設(shè)活動(dòng)提供參考。研究方法：結(jié)合兩個(gè)臨界坡度與兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)坡度，構(gòu)建建設(shè)用地爬坡程度指數(shù)（CCDI）并劃分綠、黃、橙、紅4個(gè)等級(jí)，以中國南方519個(gè)山區(qū)縣城為例開展實(shí)證應(yīng)用分析。研究結(jié)果：（1）基本統(tǒng)計(jì)特征表明CCDI等級(jí)能夠穩(wěn)健表達(dá)和較好區(qū)分建設(shè)用地爬坡嚴(yán)重程度；（2）2000—2020年CCDI等級(jí)數(shù)量持續(xù)以綠色為主，但黃、橙、紅等級(jí)的數(shù)量不斷增多，主要表現(xiàn)為依次逐級(jí)上升；（3）CCDI等級(jí)上升主要出現(xiàn)于以貴州為中心的西部“9”字形態(tài)區(qū)和以福建為中心的東部“1”字形態(tài)區(qū)；（4）預(yù)測(cè)2020—2025年CCDI等級(jí)變動(dòng)仍將在原有空間格局下延續(xù)上升趨勢(shì)。研究結(jié)論：CCDI可滿足統(tǒng)一衡量建設(shè)用地爬坡程度并劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的需求，建議對(duì)橙色等級(jí)重視預(yù)警提醒，對(duì)紅色等級(jí)加強(qiáng)壓力疏解和風(fēng)險(xiǎn)管控。

關(guān)鍵詞：坡度；建設(shè)用地爬坡；分級(jí)方法；監(jiān)測(cè)預(yù)警

中圖分類號(hào)：F205 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8158（2023）06-0084-12

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“南方山地城鎮(zhèn)建設(shè)用地分布與變化的坡度梯度效應(yīng)研究”（41961039）。

21世紀(jì)以來，中國的快速城鎮(zhèn)化逐漸向廣大山區(qū)推進(jìn)，誘發(fā)山區(qū)城鎮(zhèn)坡地建設(shè)活動(dòng)進(jìn)入活躍期，在地形坡度梯度上形成了顯著的建設(shè)用地爬坡現(xiàn)象，成為山區(qū)國土空間規(guī)劃管理實(shí)踐中值得研究的新課題[1]。適度爬坡有利于緩解山區(qū)城鎮(zhèn)化用地供需矛盾，過度爬坡則可能因觸發(fā)建設(shè)成本、使用效益、防災(zāi)投入等因素越過損益平衡點(diǎn)而得不償失，關(guān)鍵在于能否實(shí)現(xiàn)對(duì)爬坡程度的科學(xué)監(jiān)測(cè)與調(diào)控。若能構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)明適用的城鎮(zhèn)建設(shè)用地爬坡程度分級(jí)體系，將有望為監(jiān)測(cè)調(diào)控帶來便利，進(jìn)而在宏觀層面實(shí)現(xiàn)坡地資源利用的充分高效和區(qū)域協(xié)調(diào)，更好支持山區(qū)的城鎮(zhèn)化建設(shè)和優(yōu)質(zhì)耕地保護(hù)，服務(wù)山區(qū)可持續(xù)發(fā)展。

建設(shè)用地爬坡是一個(gè)世界性現(xiàn)象[2]，諸如地中海沿岸、大西洋西岸、環(huán)太平洋沿岸等區(qū)域均存在不少坡地城市。由于研究視角不同，國內(nèi)外不同學(xué)者針對(duì)該現(xiàn)象的研究各有側(cè)重，如注重工程建設(shè)安全性和地質(zhì)災(zāi)害防治[3]，聚焦復(fù)雜地形條件下的規(guī)劃與景觀設(shè)計(jì)[4-5]，基于高程視角分析建設(shè)用地在垂直方向的變動(dòng)[6]，從坡度視角關(guān)注用地選擇的陡緩[7]，從地形分類/分區(qū)視角開展山地/山區(qū)城鎮(zhèn)用地問題研究[8]等。除“建設(shè)用地爬坡”外，相關(guān)研究中也基于各自視角采用多種不同表述，如低丘緩坡開發(fā)[9]、建設(shè)用地上山[10]、高地?cái)U(kuò)張[11]、山地城市擴(kuò)張[8]、山坡城鎮(zhèn)化[12]、坡地建設(shè)[13]、建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的地形梯度效應(yīng)[14-15]等。國外發(fā)達(dá)國家近來較少有針對(duì)該現(xiàn)象的研究報(bào)道，可能由于其早已經(jīng)歷了建設(shè)用地高速擴(kuò)張階段；國外發(fā)展中國家或區(qū)域偶有涉及此類現(xiàn)象的研究，但較少直接分析建設(shè)用地爬坡本身，而是更多綜合分析土地利用在地形梯度上的變化[16-17]。中國是山區(qū)面積最大的國家[18]，近1/2人口生活在占國土面積約2/3的山區(qū)[19]，建設(shè)用地爬坡現(xiàn)象更為常見，也更易引發(fā)關(guān)注。中國大約從2006年開啟的低丘緩坡開發(fā)利用熱潮已幾乎遍及全國山區(qū)，其影響尤其集中在南方地區(qū)[20]，這也使得中國南方成為了全球最大的城鎮(zhèn)建設(shè)用地爬坡現(xiàn)象集中連片區(qū)之一[11]。學(xué)術(shù)界為此也開展了不少研究。早期主要面向供地需求進(jìn)行建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)研究[21-25]，后來逐漸轉(zhuǎn)向關(guān)注坡地建設(shè)對(duì)耕地[2，24]和生態(tài)的影響[26-31]。中國學(xué)者不僅局限于研究本國情況[32-34]，近年來已積極面向周邊地區(qū)[11]乃至全球范圍開展對(duì)此類現(xiàn)象的宏觀認(rèn)知研究[2]?？偟膩碚f，現(xiàn)有研究整體還處在現(xiàn)象認(rèn)知與解釋階段，而關(guān)于如何干預(yù)調(diào)控建設(shè)用地爬坡進(jìn)程的基礎(chǔ)理論和方法體系研究仍顯薄弱。

隨著坡地建設(shè)進(jìn)程的深入，尤其對(duì)曾經(jīng)歷過大規(guī)模低丘緩坡開發(fā)利用試點(diǎn)，并且其廣大山區(qū)仍處在高速城鎮(zhèn)化階段的中國而言，如何統(tǒng)一度量城鎮(zhèn)建設(shè)用地爬坡程度并適時(shí)加以干預(yù)，已成為了迫切需要回答的問題。目前的研究尚處于探索階段，已有相關(guān)度量方式主要基于3種思路。第一種是基于特定研究單元內(nèi)建設(shè)用地本身的坡度分布，如利用建設(shè)用地坡譜均勻度表達(dá)爬坡嚴(yán)重程度[35]，或以建設(shè)用地面積中大于4.57°部分的占比表達(dá)爬坡現(xiàn)象的多寡[13]，或以建設(shè)用地面積中大于14°部分的占比表達(dá)較嚴(yán)重爬坡現(xiàn)象的出現(xiàn)概率[36]；第二種著眼于特定研究單元內(nèi)建設(shè)用地坡度分布與其背景地面坡度分布之間的關(guān)系，如根據(jù)建設(shè)用地坡譜與地面坡譜間疊置關(guān)系的變化定義爬坡指數(shù)[1]；第三種著重比較某項(xiàng)建設(shè)用地坡度參數(shù)在特定統(tǒng)計(jì)單元和更大統(tǒng)計(jì)范圍之間的相對(duì)位置，如建設(shè)用地坡度份額指數(shù)[37]。以上度量方式均重在輔助認(rèn)識(shí)建設(shè)用地爬坡現(xiàn)象，尚不能直接用于監(jiān)測(cè)調(diào)控目的。一是因?yàn)槠渌⒌姆旨?jí)體系尚無與管理實(shí)踐明確對(duì)應(yīng)的判別依據(jù)，有的甚至并未配套分級(jí)體系；二是因?yàn)檫@些指標(biāo)所針對(duì)的情形相對(duì)單一，未能兼顧爬坡主體和爬坡上限。

本文從管理實(shí)踐需求出發(fā)，首先圍繞建設(shè)用地爬坡的起算坡度和上限坡度確定分級(jí)依據(jù)，借助半數(shù)平衡點(diǎn)坡度和主流上限點(diǎn)坡度實(shí)現(xiàn)對(duì)爬坡主體和爬坡上限的兼顧，從而構(gòu)建出一種復(fù)合型建設(shè)用地爬坡程度指數(shù)及其分級(jí)方案；進(jìn)而選擇建設(shè)用地爬坡現(xiàn)象集中的中國南方山區(qū)縣城開展實(shí)證應(yīng)用研究，分析其爬坡程度等級(jí)在2000—2020年的數(shù)量結(jié)構(gòu)和空間格局變化特征，初步預(yù)測(cè)2020—2025年的爬坡程度等級(jí)變化；最后展示和探討該分級(jí)方法的科學(xué)性和實(shí)用性，以期為宏觀管控低丘緩坡開發(fā)利用活動(dòng)提供借鑒。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究對(duì)象

以519個(gè)南方山區(qū)縣城作為研究對(duì)象（圖1），獲取步驟：（1）獲取全國山區(qū)縣域列表。以《中國縣（市）社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒（2011）》的山區(qū)縣（市）名單[38]（該名單未涉及港澳臺(tái)地區(qū)）為基礎(chǔ)，并根據(jù)區(qū)劃變更資料調(diào)整至與民政部2020年年末的縣以上行政區(qū)劃（http：//www.mca.gov.cn/article/sj/xzqh）相對(duì)應(yīng)，得到山區(qū)縣域。（2）確定南方山區(qū)縣域。以謝高地等[39]確定的南部濕潤(rùn)生態(tài)大區(qū)為南方地區(qū)范圍，將其與山區(qū)縣域疊置取交集，得到529個(gè)南方山區(qū)縣域。（3）確定南方山區(qū)縣城。結(jié)合人工勾繪的建成區(qū)范圍矢量數(shù)據(jù)提取縣城范圍，并將空間相鄰的市轄區(qū)合并為同一分析單元，得到519個(gè)南方山區(qū)縣城，涉及安徽、重慶、福建、甘肅、廣東、廣西、貴州、海南、河南、湖北、湖南、江西、陜西、四川、云南以及浙江共16個(gè)省級(jí)行政區(qū)。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)，采用30 m SRTM1數(shù)據(jù)集（SRTMGL1.003版本），來源于https：//e4ftl01. cr.usgs.gov/，該數(shù)據(jù)能生成較為準(zhǔn)確的局部地形因子（如坡度）[40]，相比ASTER GDEM數(shù)據(jù)更適用于本文。建設(shè)用地解譯數(shù)據(jù)（2000年、2005年、2010年、2015年、2020年共5期），采用30 m Urban China數(shù)據(jù)集（http：// data.ess.tsinghua.edu.cn/），該數(shù)據(jù)整體精度高于90%[41]，滿足研究需求。縣城范圍矢量數(shù)據(jù)，以2020年的米級(jí)分辨率高清衛(wèi)星影像為參照，并以主要城區(qū)外圍城鄉(xiāng)過渡帶作為邊界，通過人工判讀勾繪方式獲得。借助GIS軟件提取基礎(chǔ)分析數(shù)據(jù)，主要內(nèi)容包括：（1）處理DEM得到坡度柵格；（2）以縣城范圍矢量數(shù)據(jù)作為掩膜對(duì)5期建設(shè)用地解譯數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，得到5期縣城建設(shè)用地柵格；（3）以縣城建設(shè)用地柵格為掩膜對(duì)坡度柵格進(jìn)行提取，得到5期縣城建設(shè)用地坡度柵格。

1.3 建設(shè)用地爬坡程度指數(shù)的構(gòu)建與分級(jí)

1.3.1 建設(shè)用地爬坡的兩個(gè)臨界坡度

爬坡起算坡度（5°）。是指某一人為規(guī)定的坡度值，當(dāng)?shù)孛孀匀黄露却笥谠撝禃r(shí)，在其上開展的工程建設(shè)活動(dòng)才能被稱為坡地建設(shè)。對(duì)該起算坡度的界定取決于如何定義“坡地”。學(xué)者們雖然觀點(diǎn)各異，但大多數(shù)認(rèn)可在5°～8°附近，其中從坡地綜合開發(fā)利用視角出發(fā)時(shí)多傾向較大值，僅聚焦工程建設(shè)時(shí)常推薦較小值。中國山地城市學(xué)奠基人黃光宇先生推薦以5°為界劃分平地與坡地；馬經(jīng)緯等[13]基于全國城市統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，推薦依據(jù)《城鄉(xiāng)建設(shè)用地豎向規(guī)劃規(guī)范（CJJ83—2016）》將其界定在4.57°；周亮等[1]基于坡譜統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，近30年來全國建設(shè)用地坡譜與地形坡譜一直穩(wěn)定地在5°附近相交，也即建設(shè)用地的優(yōu)勢(shì)分布坡度通常不大于5°。本文主要面向城鎮(zhèn)建設(shè)，并且基于操作方便考慮，采納5°作為爬坡起算坡度[4]。

爬坡上限坡度（20°）。同樣是一人為規(guī)定的坡度值，作用是將建設(shè)用地布局限制在該坡度值之下，防止因建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本過大而導(dǎo)致得不償失。關(guān)于該坡度的取值，在現(xiàn)有實(shí)踐運(yùn)用中仍存在沖突現(xiàn)象，例如《城鄉(xiāng)建設(shè)用地豎向規(guī)劃規(guī)范 CJJ83—2016》規(guī)定的上限坡度是25%（≈14°），而城鎮(zhèn)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)實(shí)踐中多以25°為上限。彭秋志等[36]在分析典型坡地城市重慶市的建設(shè)用地爬坡特征后發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)歷低丘緩坡開發(fā)利用試點(diǎn)后，建設(shè)用地爬坡突破14°上限的情形已十分常見，而達(dá)到或超過25°的情形仍極為罕見，主張將爬坡上限設(shè)在20°為宜?？紤]到中國未來再次出現(xiàn)大范圍高強(qiáng)度爬坡的可能性極低，若采納25°方案很可能達(dá)不到預(yù)警作用，因此本文采納20°方案[34，36]。

1.3.2 建設(shè)用地面積頻率累加曲線及其兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)坡度

建設(shè)用地面積頻率累加曲線。按坡度從緩至陡的方向累加建設(shè)用地的面積頻率，得到建設(shè)用地面積頻率累加曲線。該曲線的橫坐標(biāo)是坡度，縱坐標(biāo)是建設(shè)用地面積頻率的累加值。該曲線將被用于提取半數(shù)平衡點(diǎn)坡度和主流上限點(diǎn)坡度。

半數(shù)平衡點(diǎn)坡度（F50%）。是指在建設(shè)用地面積頻率累加曲線上，縱坐標(biāo)取值為0.5時(shí)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值，意指剛好有一半的建設(shè)用地分布于該坡度值之下，因此稱半數(shù)平衡點(diǎn)。當(dāng)半數(shù)平衡點(diǎn)坡度超過爬坡起算坡度（F50%>5°）時(shí)，建設(shè)用地爬坡開始成為“值得關(guān)注”的問題。

主流上限點(diǎn)坡度（F95%）。是指在建設(shè)用地面積頻率累加曲線上，縱坐標(biāo)取值為0.95時(shí)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值，表達(dá)建設(shè)用地中的主流部分（95%）分布于該坡度值之下[35]。當(dāng)主流上限點(diǎn)坡度超過爬坡上限坡度（F95%>20°）時(shí)，建設(shè)用地爬坡已經(jīng)成為“應(yīng)高度重視”的嚴(yán)重問題。

1.3.3 建設(shè)用地爬坡程度指數(shù)及其分級(jí)

2 實(shí)證結(jié)果分析

2.1 各CCDI等級(jí)的基本統(tǒng)計(jì)特征

基于519個(gè)縣城的5期數(shù)據(jù)計(jì)算出所有2 595個(gè)CCDI值，按照表2的分級(jí)體系將每個(gè)CCDI值歸入 4個(gè)CCDI等級(jí)組，分組繪制建設(shè)用地面積頻率坡譜統(tǒng)計(jì)箱形圖，并給出各組典型縣城在2020年前后的三維實(shí)景影像（圖2）。隨著CCDI等級(jí)升高，建設(shè)用地面積頻率坡譜曲線從右偏、尖峰形態(tài)逐步趨向均勻分布，建成區(qū)三維實(shí)景也依次呈現(xiàn)平地為主、平丘結(jié)合、小丘緩坡為主、大丘斜坡為主的梯次變化，說明CCDI等級(jí)在坡譜形態(tài)方面表現(xiàn)出了直觀的梯度特征。更細(xì)致地對(duì)建設(shè)用地坡譜主要參數(shù)[36]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)（表3），所有坡譜參數(shù)的平均值均隨CCDI等級(jí)上升而逐級(jí)增大，且從標(biāo)準(zhǔn)差的大小可看出各級(jí)之間有明顯分離性，表明CCDI分級(jí)能夠穩(wěn)健表達(dá)和明確區(qū)分建設(shè)用地爬坡程度。

2.2 2000—2020年CCDI等級(jí)的數(shù)量結(jié)構(gòu)變化

圖3顯示了各年份各CCDI等級(jí)的縣城數(shù)量，并示意了相鄰年份各等級(jí)間的轉(zhuǎn)移規(guī)模。就數(shù)量變化而言，綠色等級(jí)的數(shù)量占比不斷減少，從2000年的78.42%降至2020年的62.62%，共減少15.80%，年均減少0.79%，其余等級(jí)除個(gè)別年份微弱減少外均表現(xiàn)為增加，黃色、橙色和紅色等級(jí)的數(shù)量占比年均分別增加了0.23%、0.34%和0.22%；綠色等級(jí)減少量最小的時(shí)段是2000—2005年（減少3個(gè)），最大的時(shí)段是2010—2015年（減少46個(gè)），兩者差距達(dá)15倍以上。從數(shù)量排序看，在2010年及其之前，各等級(jí)按數(shù)量由多到少排序是綠、黃、紅、橙，橙色最少；經(jīng)過2010—2015年的大幅轉(zhuǎn)變，排序變?yōu)榱酥鸺?jí)減少的綠、黃、橙、紅。

圖4進(jìn)一步詳細(xì)展示了首尾統(tǒng)計(jì)年份間和各相鄰統(tǒng)計(jì)年份間的CCDI等級(jí)轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。2000—2020年保持CCDI等級(jí)不變的縣城數(shù)量占比為71.5%，而CCDI等級(jí)轉(zhuǎn)移以上升1級(jí)（占縣城總數(shù)的21.4%）和上升2級(jí)（占5.2%）為主（圖4（a））。分4個(gè)時(shí)段看，所有時(shí)段的CCDI等級(jí)轉(zhuǎn)移均以上升1級(jí)為主，上升1級(jí)的縣城數(shù)量按時(shí)間順序分別有12個(gè)（圖4（b））、33個(gè)（圖4（c））、85個(gè)（圖4（d））和38個(gè)（圖4（e）），呈現(xiàn)先增大后縮小趨勢(shì)，其中2010—2015年上升1級(jí)的縣城數(shù)量比其他3個(gè)時(shí)段之和還多。

總的來說，2000—2020年CCDI等級(jí)數(shù)量結(jié)構(gòu)變化呈現(xiàn)如下特征：（1）雖然持續(xù)以綠色等級(jí)為主，但黃、橙、紅等級(jí)的縣城數(shù)量不斷增多；（2）各時(shí)段的等級(jí)轉(zhuǎn)換均以上升1級(jí)為主；（3）等級(jí)轉(zhuǎn)換規(guī)模先增后縮，并以2010—2015年最突出。

2.3 2000—2020年CCDI等級(jí)的空間格局變化

2.3.1 2000—2020年研究區(qū)各縣CCDI等級(jí)的空間格局變化

從各年份CCDI等級(jí)空間分布中可發(fā)現(xiàn)（圖5），一個(gè)“91”形態(tài)在綠色基底上逐漸變得清晰，其中，“9”字形態(tài)由中國第二地勢(shì)階梯東南緣山地和四川盆地外圍山地共同構(gòu)成，而“1”字形態(tài)主要由浙閩丘陵構(gòu)成。西部“9”字形態(tài)位于從平原盆地區(qū)向高原山地區(qū)過渡的地帶，這里的縣域普遍存在地形變化劇烈、平地資源匱乏、遠(yuǎn)離省域發(fā)展中心、少數(shù)民族較多、經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后、城鎮(zhèn)化水平較低等共同特征，在就近城鎮(zhèn)化壓力推動(dòng)下，較嚴(yán)重的城鎮(zhèn)爬坡現(xiàn)象自然普遍發(fā)生。東部“1”字形態(tài)從浙江省南部麗水市延伸到了福建省南部龍巖市，這里主要受沿海發(fā)達(dá)平原區(qū)的輻射帶動(dòng)而出現(xiàn)城鎮(zhèn)爬坡，并且紅色等級(jí)縣城直到2010年才出現(xiàn)，其爬坡動(dòng)機(jī)明顯不同于“9”字形態(tài)區(qū)?！?1”形態(tài)可按直觀清晰度劃分為差異明顯的兩段，2000年、2005年和2010年屬于相對(duì)模糊段，而2015年和2020年屬于相對(duì)清晰段，提示在2010—2015年發(fā)生了某種超常規(guī)的大規(guī)模城鎮(zhèn)爬坡事件。

2.3.2 2000—2020年CCDI等級(jí)不變縣的CCDI等級(jí)空間格局變化

在2000—2020年始終未發(fā)生CCDI等級(jí)變化的縣城共有363個(gè)，其中綠、黃、橙、紅等級(jí)分別有319個(gè)、15個(gè)、5個(gè)、24個(gè)。紅色等級(jí)縣城數(shù)雖遠(yuǎn)少于綠色等級(jí)，但超過了黃色與橙色之和，這體現(xiàn)出了綠、紅兩個(gè)等級(jí)間的明顯分離性。從空間分布看，紅色等級(jí)主要出現(xiàn)在前述“9”字形態(tài)區(qū)（圖6（a）），說明此區(qū)域的地形困境在城鎮(zhèn)化早期就已存在，對(duì)當(dāng)?shù)乜h城擴(kuò)張形成極大阻力。從時(shí)間變化看，雖然這些縣城的CCDI等級(jí)在2000—2020年間一直未變，但每一等級(jí)的CCDI均值都經(jīng)歷著近似“S”形的上升過程，且上升最快的時(shí)段均在2010—2015年（圖6（b）—6（e）），這意味著建設(shè)用地爬坡在南方山區(qū)縣城是一種普遍性現(xiàn)象。

2.3.3 2000—2020年CCDI等級(jí)變動(dòng)縣的CCDI等級(jí)變化空間格局

2000—2020年的CCDI等級(jí)變動(dòng)主要發(fā)生在前述“91”形態(tài)區(qū)。其中在“9”字形態(tài)區(qū)范圍，因四川盆地西側(cè)外圍一些縣城出現(xiàn)CCDI等級(jí)下降，以及貴州全省和云南西南出現(xiàn)較多的CCDI等級(jí)上升縣城，使得CCDI等級(jí)上升區(qū)域整體更像一個(gè)朝西北方向開口的“E”字母形態(tài)（圖7（a））。在2000—2005年，發(fā)生CCDI等級(jí)上升的12個(gè)縣城中有9個(gè)出現(xiàn)在中國第二地勢(shì)階梯東南緣山地（圖7（b））。在2005—2010年， CCDI等級(jí)上升縣城數(shù)迅速增至34個(gè)，在西部以貴州為核心且主要沿著省域邊界分布，在東部形成以福建為核心的條狀零星分布（圖7（c））。2010—2015年處于大規(guī)模CCDI等級(jí)轉(zhuǎn)變高潮期（圖7（d）），共有93個(gè)縣城發(fā)生CCDI等級(jí)上升，其對(duì)整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)CCDI等級(jí)上升的貢獻(xiàn)大大超過了其他各時(shí)段；2015—2020年CCDI等級(jí)上升縣城迅速回落到38個(gè)，但仍是圍繞著“91”形態(tài)發(fā)生（圖7（e））。

總的來說，2000—2020年CCDI等級(jí)空間分布變化呈現(xiàn)如下特征：（1）等級(jí)轉(zhuǎn)換主要發(fā)生在西部“9”字形態(tài)區(qū)和東部“1”字形態(tài)區(qū)，并以前者為主；（2）紅色等級(jí)縣城在西部“9”字形態(tài)區(qū)更早出現(xiàn)，且規(guī)模始終遠(yuǎn)大于東部“1”字形態(tài)區(qū)；（3）除2010—2015年出現(xiàn)以貴州和福建為核心的群聚式變動(dòng)外，等級(jí)變動(dòng)在其他時(shí)段均相對(duì)分散。

2.4 2020—2025年CCDI等級(jí)變化的初步預(yù)測(cè)

基于兩種合理假設(shè)，分別預(yù)測(cè)2025年各縣城的 CCDI值。假設(shè)1為自然趨緩情形：注意到CCDI平均值的變化走勢(shì)近似以2010—2015年為中段的“S”形態(tài)，且各相鄰時(shí)段間CCDI均值變化斜率之比均接近3倍或1/3倍（圖8），預(yù)測(cè)2020—2025年大多數(shù)縣城的CCDI值變化斜率將明顯緩于2015—2020年，更可能接近2000—2005年，故使用2015—2020年變化斜率的1/3進(jìn)行外推；假設(shè)2為線性外推情形：考慮到研究區(qū)內(nèi)大多數(shù)縣域仍處在快速城鎮(zhèn)化中期和經(jīng)濟(jì)建設(shè)加快追趕期，預(yù)測(cè)2020—2025年的CCDI值變化斜率應(yīng)當(dāng)基本延續(xù)2015—2020年的走勢(shì)，故直接基于2015—2020年變化斜率進(jìn)行外推。

兩種假設(shè)情形下，2020—2025年的CCDI等級(jí)變動(dòng)都將繼續(xù)以上升1級(jí)為主，但自然趨緩情形下僅有20個(gè)縣城發(fā)生等級(jí)上升，不到線性外推情形下51個(gè)的40%。在自然趨緩情形下將新增4個(gè)紅色等級(jí)縣城，CCDI等級(jí)變動(dòng)區(qū)域整體呈零散分布，僅在貴州東部和云南南部略呈群聚性（圖9（a））；在線性外推情形下將新增15個(gè)紅色等級(jí)縣城，CCDI等級(jí)變動(dòng)區(qū)域?qū)⒗^續(xù)構(gòu)成一個(gè)明顯的“91”形態(tài)（圖9（b）），且該形態(tài)比2015—2020年的（圖7（e））更易辨認(rèn)。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

本文基于兩個(gè)臨界坡度與兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)坡度的對(duì)應(yīng)關(guān)系提出了建設(shè)用地爬坡程度指數(shù)CCDI，并劃分出綠、黃、橙、紅4個(gè)CCDI等級(jí)。實(shí)證部分以中國南方519個(gè)山區(qū)縣城為例探究了2000—2020年的CCDI等級(jí)時(shí)空演變特征，并對(duì)2020—2025年的CCDI等級(jí)變化趨勢(shì)進(jìn)行了初步預(yù)測(cè)。主要結(jié)論如下：

（1）經(jīng)對(duì)比建設(shè)用地坡譜曲線形態(tài)及其特征參數(shù)可發(fā)現(xiàn)，不同CCDI等級(jí)間差異顯著，各等級(jí)的爬坡嚴(yán)重程度符合直觀認(rèn)知，表明該CCDI分級(jí)體系能滿足監(jiān)測(cè)預(yù)警需求。

（2）2000—2020年CCDI等級(jí)數(shù)量以綠色等級(jí)為主，黃、橙、紅等級(jí)的縣城數(shù)量比重不斷上升，近1/3縣城的CCDI等級(jí)發(fā)生變動(dòng)，變動(dòng)形式主要表現(xiàn)為相鄰等級(jí)間的轉(zhuǎn)換，尤其是上升1個(gè)等級(jí)，半數(shù)以上的等級(jí)上升現(xiàn)象發(fā)生在2010—2015年。

（3）2000—2020年CCDI等級(jí)變動(dòng)主要發(fā)生在由中國第二地勢(shì)階梯東南緣山地和四川盆地外圍山地共同構(gòu)成的“9”字形態(tài)區(qū)，以及浙閩丘陵“1”字形態(tài)區(qū)，2010—2015年的大規(guī)模等級(jí)上升強(qiáng)化了“91”形態(tài)分布特點(diǎn)。

（4）預(yù)測(cè)2020—2025年CCDI等級(jí)變動(dòng)仍將在“91”形態(tài)基礎(chǔ)上延續(xù)以上升1級(jí)為主的趨勢(shì)，其中線性外推假設(shè)下發(fā)生等級(jí)上升和新增為紅色等級(jí)的縣城數(shù)量分別是51個(gè)和15個(gè)，而自然趨緩假設(shè)下的對(duì)應(yīng)數(shù)量分別為20個(gè)和4個(gè)。

3.2 討論

從CCDI等級(jí)數(shù)量結(jié)構(gòu)變化、CCDI等級(jí)空間格局變化以及CCDI均值變化3個(gè)視角均能發(fā)現(xiàn)，南方山區(qū)縣城在2010—2015年的城鎮(zhèn)建設(shè)用地爬坡活動(dòng)整體異常活躍，其爬坡程度增量超過了其他各時(shí)段的總和。最能解釋該數(shù)據(jù)結(jié)果的關(guān)鍵資料應(yīng)當(dāng)是2012年原國土資源部發(fā)布的《低丘緩坡荒灘等未利用土地開發(fā)利用試點(diǎn)工作指導(dǎo)意見》，其中有11個(gè)?。▍^(qū)）的部分縣（市）被納入試點(diǎn)，試點(diǎn)期限為2012—2016年。從圖8看，在該指導(dǎo)意見影響下，試點(diǎn)期間的CCDI實(shí)際增速很可能是原本應(yīng)有增速的2～3倍。另外一個(gè)引人關(guān)注的現(xiàn)象是2010—2015年的CCDI等級(jí)上升縣異常密集地出現(xiàn)在貴州省（圖7（d））。這顯然與《國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)貴州經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快發(fā)展的若干意見》中提到的“將貴州確定為全國開發(fā)未利用低丘緩坡實(shí)施工業(yè)和城鎮(zhèn)建設(shè)試點(diǎn)地區(qū)，相關(guān)指標(biāo)單列管理”密切相關(guān)。由此可見，盡管建設(shè)用地爬坡有其自然發(fā)生和演進(jìn)的潛在規(guī)律性，但國家級(jí)土地利用政策無疑能極大影響爬坡的快慢、規(guī)模和空間布局。坡地資源也是重要的自然資源，其在自然資源要素支撐保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展中的作用大小，取決于決策者愿意在多大程度上盤活用好全國豐富的坡地資源。此外，初步預(yù)測(cè)表明2020—2025年CCDI等級(jí)或?qū)⒃凇?1”形態(tài)下繼續(xù)以級(jí)別爬升為主，尤其是西部“9”字形態(tài)區(qū)（圖9）。考慮到西部地區(qū)仍有強(qiáng)勁的城鎮(zhèn)化動(dòng)力，為此應(yīng)特別加強(qiáng)對(duì)“9”字形態(tài)區(qū)建設(shè)用地爬坡的調(diào)查研究和風(fēng)險(xiǎn)管控。

本文提出的CCDI是一個(gè)兼顧建設(shè)用地分布主體和分布上限的簡(jiǎn)單合成通用指標(biāo)，由其劃分的CCDI等級(jí)特別強(qiáng)調(diào)了對(duì)監(jiān)測(cè)預(yù)警需求的適配，一體化解決了統(tǒng)一衡量建設(shè)用地爬坡程度并劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的問題，為宏觀管控城鎮(zhèn)坡地建設(shè)活動(dòng)提供了新的方法工具。中國在2012—2016年的大范圍低丘緩坡開發(fā)利用試點(diǎn)政策有效激發(fā)了地方政府試點(diǎn)積極性，明顯緩解了大量山區(qū)城鎮(zhèn)新增建設(shè)用地需求與優(yōu)質(zhì)耕地保護(hù)要求間的尖銳矛盾。但全國性的宏觀監(jiān)管和統(tǒng)籌工作未能及時(shí)跟進(jìn)到位，以致難免出現(xiàn)激進(jìn)爬坡、低效爬坡、坡地開發(fā)利用指標(biāo)供需錯(cuò)配等亂象，按常理預(yù)期會(huì)推出的試點(diǎn)成果推廣政策或“二期”試點(diǎn)政策至今并未出現(xiàn)[42]。CCDI分級(jí)體系是在坡地資源開發(fā)利用領(lǐng)域?qū)Ψ旨?jí)監(jiān)管理念的落實(shí)，有助于補(bǔ)齊國家或省級(jí)層面在該領(lǐng)域的監(jiān)管缺失，促進(jìn)建設(shè)用地爬坡的區(qū)域協(xié)調(diào)，輔助完善低丘緩坡開發(fā)利用政策制度體系。在實(shí)際應(yīng)用中，國家或重點(diǎn)省份可常態(tài)開展城鎮(zhèn)CCDI年度評(píng)級(jí)，據(jù)此統(tǒng)籌調(diào)配坡地開發(fā)利用指標(biāo)，指導(dǎo)相關(guān)城鎮(zhèn)適度修改用地計(jì)劃，以期達(dá)成全局穩(wěn)妥可控的管理目標(biāo)。此外，可基于“無風(fēng)險(xiǎn)不打擾、低風(fēng)險(xiǎn)預(yù)提醒、中高風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)監(jiān)控”理念，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)橙色和紅色兩個(gè)等級(jí)的監(jiān)測(cè)與管控。其中，橙色代表著既充分利用坡地資源又未突破損益平衡點(diǎn)的相對(duì)理想狀態(tài)，可視為低風(fēng)險(xiǎn)，重在監(jiān)測(cè)預(yù)警；紅色則有較大概率處于得不償失的超載區(qū)間，可視為中高風(fēng)險(xiǎn)，重在疏解爬坡壓力和管控爬坡風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)處于紅色等級(jí)的縣，推薦對(duì)策可包括但不限于：引導(dǎo)農(nóng)村人口外遷定居以緩和城鎮(zhèn)擴(kuò)張壓力，強(qiáng)化建成區(qū)土地利用集約化水平以減少新的坡地占用，強(qiáng)化新增坡地建設(shè)區(qū)與現(xiàn)有城區(qū)的空間融合以提高爬坡收益[36]，嚴(yán)格執(zhí)行坡地建設(shè)安全設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，常態(tài)化排查和處置坡地建設(shè)區(qū)的安全隱患。

在描述建設(shè)用地爬坡程度方面，由于絕大部分城市的建設(shè)用地坡度頻率分布形態(tài)呈現(xiàn)簡(jiǎn)單的右偏、尖峰特征[1]，所以CCDI與平均坡度（μ）[36]、坡譜均勻度（E）[35]、坡地率（PSC）[13]、主流上限坡度（F95%）[35]等現(xiàn)有指標(biāo)高度相關(guān)（研究區(qū)2 595個(gè)樣本下CCDI分別與μ、E、PSC、F95%的線性擬合R2依次為0.988、0.962、0.880、0.908，均通過p<0.000 1顯著性檢驗(yàn)），區(qū)別僅在于各自的觀察視角和刻度體系不同。就觀察視角而言，μ是對(duì)建設(shè)用地坡度分布集中特征的全局刻畫，E側(cè)重對(duì)建設(shè)用地坡譜曲線分布均勻性的刻畫，PSC主要注重建設(shè)用地在不同坡度范圍內(nèi)的分布比例，F(xiàn)95%僅表達(dá)了坡度梯度上的主流分布上限信息，而CCDI直接針對(duì)爬坡程度或爬坡風(fēng)險(xiǎn)的分級(jí)，它們可以互相印證，從而全面刻畫出建設(shè)用地爬坡特征；從刻度體系來說，CCDI與μ、E、PSC、F95%均有各自不同的度量單位，但CCDI的額外優(yōu)勢(shì)是配套有監(jiān)管含義相對(duì)明確的分級(jí)體系，做到了既有刻度線又有警示線。另外，從比較基準(zhǔn)的設(shè)定看，CCDI明顯區(qū)別于平均建設(shè)用地爬坡指數(shù)（ABCI）及上限坡度變化值（ULSC）[1]。ABCI和ULSC的比較基準(zhǔn)是特異且動(dòng)態(tài)變化的，適用于比較研究對(duì)象自身的前后變化；而CCDI與μ、E、PSC、F95%均強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一且保持不變的比較基準(zhǔn)。當(dāng)然也有必要指出，CCDI值并不具有精準(zhǔn)物理含義。其一，CCDI是對(duì)兩個(gè)指標(biāo)的合成，而合成操作會(huì)引入一定模糊性；其二，CCDI計(jì)算過程中以5°作為無量綱化參考，這只是一種基于經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知的簡(jiǎn)化，并無物理機(jī)理支撐；其三，CCDI假設(shè)F50%與F95%之間符合如式（1）的靜態(tài)簡(jiǎn)單對(duì)應(yīng)關(guān)系，但二者的關(guān)系實(shí)際是動(dòng)態(tài)變化且不嚴(yán)格對(duì)應(yīng)的；其四，CCDI值是基于建設(shè)用地面積頻率累加坡譜計(jì)算的，而坡度的取值對(duì)DEM的分辨率和準(zhǔn)確性有依賴，并且建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù)的質(zhì)量也是不確定因素。盡管CCDI值并不嚴(yán)謹(jǐn)和精準(zhǔn)，但鑒于實(shí)際的監(jiān)測(cè)調(diào)控工作往往更強(qiáng)調(diào)管用和方便，所以基于CCDI值劃分的CCDI等級(jí)仍足以發(fā)揮其實(shí)用功能。

并非所有城鎮(zhèn)都能獨(dú)自處理好建設(shè)用地爬坡問題，這需要從大區(qū)域乃至全國視角建立統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)調(diào)控機(jī)制，且有必要將其納入?yún)^(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展和國土空間格局優(yōu)化體系中統(tǒng)籌謀劃。本文僅針對(duì)建設(shè)用地爬坡嚴(yán)重程度的表達(dá)和分級(jí)問題進(jìn)行了初步的技術(shù)性嘗試，未來還有必要在推導(dǎo)過程、閾值參數(shù)等方面繼續(xù)優(yōu)化，此外還可以結(jié)合監(jiān)測(cè)調(diào)控需求，從評(píng)價(jià)、預(yù)警、模擬、調(diào)控等方面開展更多深化研究。

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A Method of Grading Construction Land Climbing Based on Monitoring and Warning Purpose and Its Application

HUANG Peiyi1， PENG Qiuzhi1，2，3， DUAN Junhao1， CHEN Di1， SU Yingzhen1

（1. Faculty of Land Resources Engineering， Kunming University of Science and Technology， Kunming 650093， China； 2. Surveying and Mapping Geo-informatics Technology Research Center on Plateau Mountains of Yunnan Higher Education， Kunming 650093， China； 3. Yunnan Natural Resources and Planning Intelligence Innovation Laboratory， Kunming 650093， China）

Abstract： The purposes of this study are to propose a method for measuring and grading construction land climbing phenomenon， and to help managers understand and control the climbing activities of construction land. The research method is to construct a construction land climbing degree index （CCDI） which organically combines two critical slopes with two key points of slope， and four levels of green， yellow， orange and red are divided， and 519 mountainous counties in southern China are used for empirical application analysis. The results show that： 1） analysis of basic statistical characteristics shows the CCDI levels can clearly express and better distinguish the severity of construction land climbing activities. 2） From 2000 to 2020， the number of CCDI levels are dominated by green， but other levels are continuously increasing， and the changing pattern mainly shows a terrace rise with drastic variation from 2010 to 2015. 3） The rising of CCDI levels is mainly in the western by “9” morphological characteristics centred on Guizhou and the eastern by“1” morphological characteristics centred on Fujian. 4） The changed CCDI levels continue to maintain the above characteristics of original spatial pattern from 2020 to 2025. In conclusion， CCDI can uniformly measure the degree of construction land climbing and classify the risk levels， and it is recommended that early warning should be emphasized for orange level areas， while pressure relief and risk management should be used for red level areas.

Key words： slope； construction land climbing； grading method； monitoring and warning

（本文責(zé)編：陳美景）