黃建生,屈百達
(江南大學 輕工過程先進控制教育部重點實驗室,江蘇 無錫 214122)
土地利用功能分區是根據土地用途管制的要求,在分析區域內不同地區功能定位、發展趨勢、發展現狀和潛力、資源環境承載能力的基礎上,將一定區域劃分為若干個功能區片[1-2]。土地利用功能分區是土地利用總體規劃的重要組成部分,科學的分區關系到土地的合理利用和土地利用結構的優化,也關系到管理的難易等等。
地理信息系統 (GIS)作為處理地理空間數據和所包含的屬性信息的綜合信息技術,它使和地理空間有關的信息獲得更方便,具有較高的效率,提高了數據處理的精度。GIS憑借其強大的地理空間信息處理能力在資源管理、規劃等眾多領域得到了廣泛的運用。作者根據無錫市區土地利用現狀特點、生態條件、區域經濟現狀進行土地利用功能分區,運用GIS技術,應用定性和定量相結合的方法,進行土地利用功能分區,為城市資源管理和規劃提供重要的參考和依據。
研究區域為無錫市區區域,它位于江蘇省東南部,滬寧鐵路中段,長江三角洲江湖間走廊部分,東鄰蘇州,距上海128 km;南瀕太湖,與浙江省交界;西接常州,去南京183 km;北臨長江,與泰州市所轄的靖江市隔江相望。現有6個區和2個市,分別為崇安區、南長區、惠山區、北塘區、錫山區、濱湖區及江陰市、宜興市。全市總面積為4 787.61 km2(市區1 659 km2,2008年建成區面積203 km2),其中山區和丘陵面積782 km2,占總面積的16.8%,水面面積1 502 km2,占總面積的31.4%。總人口461.737 6萬人。近年來,無錫市以產業結構調整為核心,對經濟結構進行了戰略調整,從無錫統計年鑒資料來看,第一、二產業在國內生產總值中所占比重逐步下降,第三產業所占比重逐步上升。
土地利用功能分區的方法有多種,有指標體系法、主成分分析法、主導因素法、綜合分析法、GIS空間疊加分析法和系統聚類法,其中后兩者為常用方法。GIS空間疊加分析法是GIS中常用的一種空間分析技術,是將不同的數據集或圖層進行集合運算,疊加的結果是新生的,不同于原始數據集或新的圖層。疊加分析最明顯的優點是方法簡單,可以充分發揮現在的各種GIS軟件的功能,同時疊加的結果比較直觀,易于觀察。但不足之處是,疊加數據的質量要求高,需要在疊加前進行專門的檢查和處理。系統聚類分析又稱群分析,是研究如何將客觀事物合理分類的一種數學方法。將研究對象分成若干個等價類,根據對某一研究對象進行客觀的定量分類,從而提高分類指導的針對性。系統聚類法易于通過計算機簡化運算,分析結果直接、可靠,且能反映事物之間的內在聯系。這種聚類之前的劃分是未知的,只是通過數理統計方法最后客觀地形成一個分類系統[3]。為此,結合此兩種分析方法對無錫市進行土地利用功能分區研究。研究中采用的土地數據是根據無錫市土地利用總體規劃、2009年《無錫統計年鑒》、無錫市國土資源局2009年土地利用調查數據等資料,通過匯總而來。
1.2.1 土地利用功能分區原則
土地利用功能分區作為土地利用總體規劃的重要組成部分,在操作過程中必須堅持科學發展觀,以人為本,節約每一寸土地,合理利用土地,并遵循[4]:切實保護耕地的原則;保護生態環境的原則;土地集約利用的原則;因地制宜的原則;主導型的原則。
1.2.2 土地利用功能分區指標
土地利用功能分區的指標是指劃分各級單位所采用的定量和定性的標準,是分區目的、原則和依據的體現。根據指標體系設定的原則和研究區域的實際情況,運用特爾菲法,主要考慮的分區因素包括反映該區域土地利用可發展程度、土地集約經營程度、土地利用的綜合效益和生態環境保護 (表1)等特征的4大類指標[5]。

表1 土地利用功能分區的指標體系
1.2.3 原始數據變換
由于所選取的數據具有不同的量綱,為了消除此類影響,需對選取的指標的原始值做標準化變換,其公式為:

式中:Y(i,j)為i單位j類型指標標準化指標值;X(i,j)為 i單位 j類指標原始數據;(j)為研究區各j類指標平均值;S(j)為研究區各j類指標標準差。
1.2.4 研究區距離計算
運用歐式距離法來計算研究區各單元間土地功能利用的相似性系數,且按一定的閥值標準,將2個土地功能利用最為相似的單元歸為一類型區,其相似性計算公式為:

式中:R(i,j)為i區域與j區域土地利用相似系數;X(i,k)為i區域k指標標準化指標值;X(j,k)為j區域k指標標準化指標值;n為研究區分區指標總個數,共47個。
利用 SPSS軟件中的 Hierarchical Clust功能,對無錫市區47個鎮、街道進行土地利用功能劃分,得到系統聚類結果,并結合無錫城市的實際發展狀況,將無錫市土地利用功能分區劃分為5類,分別是優先開發區、控制開發區、適度開發區和適度保護區和絕對保護區。根據分區結果運用GIS技術制作出土地功能利用分區圖 (圖1)。

圖1 無錫市區土地功能利用分區
2.1.1 優先開發區域
該區域主要分布在中心城區、東亭鎮、安鎮、堰橋鎮和高新區等地。開發程度較高、資源環境承載能力開始減弱且建設用地比例較高。該區要以集約發展、提高發展為主,提升建設用地的集約水平,提升產業的發展層次和技術水平,降低資源消耗,提高環境準入標準,大量減少污染物排放,強化區域的服務功能,重點發展商貿物流業、金融保險業、中介服務業、社區服務業等。
2.1.2 適度開發區域
該區主要分布在市區東北、東南、西北和優先開發區的周邊地區,宜錫高速沿線等地區。區域內經濟發展基礎較好,生態環境約束較強、不宜于大量集聚經濟和人口。要實行保護有限、適度開發的方針,實行嚴格的土地用途管制,進一步提高土地集約化利用水平,因地制宜發展資源可承載的特色產業,加強生態環境整治。
2.1.3 控制開發區域
該區域主要分布在太湖沿岸濕地緩沖帶內的鄉鎮。該區生態環境相對脆弱,在很大程度上承載著生態環境涵養、水資源保護等多重功能。因此對該類區域要進行嚴格的土地利用管制,要加強生態環境建設,減少對周邊水源的污染,控制開發規模和強度,進行有節制地開發度假、旅游等綠色產業,對該區域中的城鎮生活和生產污水需集中處理,嚴格禁止不達標排放。
2.1.4 保護區域
適度保護區和絕對保護區可合并成保護區。即基本農田保護區、生態保護區、歷史文化保護區、文化遺產保護區、風景名勝區等實行保護的區域,嚴禁不符合功能定位的開發活動。該區域要依據相關的法規和規定,制定相應的政策措施,進行嚴格的空間管制,加強生態環境建設,禁止開山炸石、取土制磚、修墓、亂砍濫伐、傾倒廢物污水等破壞景觀資源的行為,維護生態系統和功能的完整性。
土地利用規劃是土地管制的重要依據,在現有用途的土地利用功能分區的基礎上,提高土地利用效率,對優先開發區域和適度開發區域實行嚴格的建設用地控制;在建立土地資源長久利用和經濟、社會、環境可持續發展的理念的基礎上,應完善土地產權制度,加強市場在土地資源配置中的作用,同時采取必要的投資政策手段以保護市場機制的作用,完善定價機制,以真實反映土地資源的稀缺價值和真實成本。
根據無錫市的土地利用現狀,運用系統聚類分析法和GIS技術對無錫市區的行政單元進行聚類分析,將無錫市區劃分為優先開發區、控制開發區、適度開發區和保護區4類區域,并提出了各區域管制要求和原則。對無錫市土地合理利用和可持續發展具有一定的指導作用。
[1] 張潔瑕,陳佑啟,姚艷敏.現代土地利用區劃新設想 [J].地理與地理信息科學,2008,24(4):75-79.
[2] 薛翠翠,安萍莉,周定揚.土地利用功能分區與用途分區的差異比較研究以山東省泰安市為例 [J].國土與自然資源研究,2008(3):33-35.
[3] 金相郁.中國區域劃分的層次聚類分析 [J].城市規劃匯刊,2004(2):35-37.
[4] 陳百明.土地資源學 [M].北京:北京師范大學出版社,2008.
[5] 言迎,王應龍,楊延.層次聚類分析法在土地利用分區中的應用以益陽市南縣為例 [J].內蒙古農業科技,2009(5):83-85.