基于生態-經濟比較優勢視角的建設用地空間優化配置研究
——以揚州市為例

肖長江, 歐名豪,*, 李 鑫

1 南京農業大學土地管理學院, 南京 210095 2 江蘇師范大學測繪學院, 徐州 221116

基于生態-經濟比較優勢視角的建設用地空間優化配置研究
——以揚州市為例

肖長江1, 歐名豪1,*, 李 鑫2

1 南京農業大學土地管理學院, 南京 210095 2 江蘇師范大學測繪學院, 徐州 221116

隨著生態空間日益萎縮，生態環境不斷惡化，經濟發展與生態保護矛盾日趨加劇。為了協調經濟發展空間與生態保護空間的矛盾問題，促進生態、經濟協調持續發展，綜合運用景觀生態學方法與經濟學原理，從“生態-經濟”比較優勢視角對建設用地指標進行空間優化配置。運用景觀安全格局方法構建區域綜合生態安全格局，據此計算空間單元的生態重要性指數，采用最小累積阻力模型對區域建設用地開發經濟適宜性進行評價，計算空間單元的建設用地開發經濟適宜性指數；其次運用生態重要性指數與經濟適宜性指數計算建設用地開發比較優勢度，以比較優勢約束性滿足程度為目標函數構建建設用地空間優化配置模型，并用蒙特卡洛(Monte Carol)法對之求解。以江蘇省揚州市為例作了實證研究。結果顯示，未來揚州市建設用地向南部經濟發達地區集中，北部地區主要承擔生態保護功能；建設用地配置結果呈現出經濟發展與生態保護的錯位格局，有助于揚州市生態保護與經濟發展。從“生態-經濟”比較優勢視角提出了建設用地空間優化配置方法，為土地利用規劃及生態保護規劃編制提供了科學依據。

建設用地; “生態-經濟”比較優勢; 優化配置; 空間單元; 揚州市

隨著生態空間日益萎縮，生態環境不斷惡化，協調經濟發展與生態保護矛盾成為實現可持續發展戰略的關鍵[1- 5]。由于同一地區土地所發揮的生態效益與潛在經濟效益的大小不同，生態保護與經濟發展二者之間的比較優勢是判斷地區土地進行保護或建設用地開發的重要依據。如何衡量地區土地建設開發的比較優勢，并根據不同地區土地在生態保護與經濟發展中比較優勢的大小，對建設用地進行配置是協調經濟發展對土地的需求與生態保護之間矛盾的重要途徑。

我國主體功能區劃的提出與踐行在宏觀層面上為協調生態保護與經濟發展的建設用地配置提供了方向性指導；十八屆三中全會報告中明確指出要劃定生態保護紅線以解決建設用地擴張與生態保護之間矛盾。在建設用地總量控制約束下，如何通過建設用地空間優化配置來實現生態保護與經濟協調發展具有重要的現實意義[6- 10]。按效率大小進行建設用地配置是資源配置的一般性準則，以往多數研究與實踐中僅從建設用地利用效率角度對建設用地進行配置[11- 12]，對生態效益的忽視可能導致經濟發達地區建設用地開發強度過高，生態環境惡化，影響社會經濟的可持續發展。為了協調經濟發展與生態保護，有學者綜合地理學與經濟學的方法提出基于“生態-經濟”導向的建設用地優化配置思路[13- 15]，然而其在生態重要性與經濟重要性評價過程中忽視了生態與經濟因子在空間上的連續性與非均衡性[16]，評價過程處理較為簡單。本文借鑒其理念基礎上，從“生態-經濟”比較優勢視角提出建設用地空間優化配置的新思路，首先以柵格圖斑為研究最小粒度計算不同空間單元的生態重要性指數與開發適宜度指數；其次用蒙特卡洛(Monte Carol)法求解本文構建的配置模型，以得出不同空間單元的配置數量；最后以揚州市為例進行實證研究，一是檢驗基于“生態-經濟”比較優勢視角的建設用地空間配置方法，二是為揚州市土地利用規劃及生態保護規劃編制提供參考借鑒。

1 研究方法

按照經濟效率高低進行資源配置是實現資源優化配置的一般性標準。然而依據經濟效率高低對建設用地進行配置，并不能反映建設用地開發帶來的自然環境代價；而單純從土地自然生態屬性考慮建設用地適宜性，對建設用地開發的經濟效益重視程度又不夠，不能取得理想的經濟效益。因此，在土地資源的有限性與開發的復雜性條件下，對建設用地空間優化配置必須綜合考慮建設用地開發效率與土地自然生態屬性兩方面因素。為此，本文運用景觀生態學方法與經濟學的研究思路研究土地生態保護重要性與建設用地開發經濟適宜性，分析建設用地開發的生態-經濟比較優勢，按照比較優勢原理進行建設用地配置，具體技術流程見圖1。

1.1 景觀安全格局法

區域生態安全格局是針對區域生態環境問題，在干擾排除的基礎上，能夠保護和修復生物多樣性、維持生態系統結構和過程的完整性、實現對區域生態環境問題有效控制和持續改善的區域性空間格局[17- 19]。它強調生態環境問題的發生與作用機制，強調集中解決生物保護、生態系統恢復以及景觀穩定等問題[20]。景觀安全格局法是通過對生態過程的分析和模擬，來判別維持這些過程的健康與安全具有關鍵意義的景觀單元[21]。本文景觀安全格局構建的目標是緩解區域建設用地開發帶來的生態環境問題，維護區域生態安全。在生態環境問題診斷的基礎上，選擇構建水源涵養安全格局、洪水調蓄安全格局、生物保護安全格局和游憩安全格局，并綜合各安全格局形成整體景觀安全格局(圖2)。具體步驟如下：

(1) 確定“源”

“源”是生態保護的對象，如生物棲息地。具體“源”的確定依據是安全格局構建所針對的生態環境問題，本文中選擇“源”的依據是建設用地開發可能帶來或應避免生態環境問題發生地。

(2)構建阻力面

采用最小累積阻力模型構建阻力面，其實現采用Arcgis中的費用距離功能:

(1)

式中，f是一個未知的正函數，反映了空間中任一點的最小阻力與其到所有“源”的距離和景觀介面特征的正相關關系；Dij是某生態過程從“源”j到空間某一點所穿越的某景觀基面i空間距離；Ri是景觀i對某生態過程的阻力。雖然函數f大多數情況下是未知的，但(Dij×Ri)的累積值可以被當作是某種生態過程從“源”到空間內某一點的某一路徑的相對易達程度的衡量。

(3)根據阻力面劃分景觀安全格局

累積阻力值的大小反映了生態過程發生的難易程度，累積阻力值越大，越不利于生態過程的發生，而阻力值越小，越有助于生態過程的實現。在阻力面分析的基礎上，依據累積阻力值的大小，采用Arcgis中自然斷點分類法，將研究區按照安全性水平劃分為極低、低、中、高4個等級的景觀安全格局，安全水平越低，生態保護重要性約強。

景觀安全格局劃定是以30m×30m網格為空間單元，而本文以鄉鎮為單元進行建設用地空間配置，因此，為考察以鄉鎮為評價單元的生態重要性程度，此處將不同生態重要性等級的柵格數據轉化為多邊形區域，根據各等級多邊形面積占評價單元土地總面積比重，采用專家打分法確定各等級權重，綜合判定各鄉鎮單元生態重要性指數:

(2)

式中,ELGi表示評價單元i的生態重要性指數，ELGij表示評價單元i內第j等級面積，Ai表示評價單元i土地總面積，Nj表示第j等級的權重，各等級權重按照重要性程度，采用專家打分法分別確定為：0.5、0.3、0.15、0.05。

圖2 景觀安全格局研究框架Fig.2 Research Framework of Landscape Security Pattern

1.2 建設用地開發經濟適宜性評價法

建設用地開發經濟適宜性評價主要從兩方面考慮，一方面是土地的自然條件，另一方面是社會經濟條件。土地的自然條件決定了能否開發為建設用地，社會經濟條件決定了土地開發為建設用地的經濟適宜性程度。建設用地擴張可以視為二、三產業經濟活動由內向外擴張的水平運動過程，自然條件是二、三產業空間擴張的基底，對建設用地擴張構成阻力，而社會經濟條件則反映了二、三產業空間擴張過程中克服阻力的能力，基于此種考慮，本文運用最小累積阻力模型來評價地區建設用地開發的經濟適宜性。

具體步驟如下：

(1) 確定建設用地擴張的發起“源”

二、三產業的發源地或空間擴張的起點通常位于交通通達度良好或城鎮吸引力較大的地區，因此，選擇交通通達度良好的點與城鎮建成區作為建設用地擴張的“源”。

(2)構建建設用地擴張的阻力面

在構建建設用地擴張阻力面時，首先需要確定擴張基底的阻力值大小。為此，本文主要考慮地質災害、地形條件與土地利用類型等三方面，采用專家打分法確定擴張區域自然條件下阻力值及各影響因子的權重(表1)。由于不同擴張“源”克服阻力的能力大小存在較大差異，因此，針對不同擴張“源”分別構建阻力面，然后根據不同擴張“源”克服阻力的差異綜合得到最終建設用地擴張的綜合阻力面。

把影響建設用地擴張主要社會經濟因子分為交通區位因子與城鎮吸引力因子兩大類。在交通區位分析中，分別選擇港口、機場、火車站、高速路出口和一般公路作為擴張“源”來分別構建阻力面，并根據各擴張“源”在交通區位因子中影響力的大小進行賦權；在此基礎上，進行疊加分析，對各加權阻力面進行逐個柵格統計，按照每個柵格單元的最小值輸出交通區位分析結果。在城鎮吸引力分析中，選取建成區規模、二、三產業就業人數(總勞動人口數減去農林牧漁人口數)、建設用地地均財政收入以及行政級別來綜合反映城鎮吸引力大小，并根據城鎮吸引力大小將城鎮劃分為4個等級，以不同等級城鎮的建設用地作為“源”來分別構建阻力面，并賦予不同等級阻力面權重以進行疊加分析，對各加權阻力面進行逐個柵格統計，按照每個柵格單元的最小值輸出城鎮吸引力分析結果。在交通區位與城鎮吸引力分析基礎上，分別取交通區位0.45與城鎮吸引力0.55的權重對交通區位阻力面與城鎮吸引力阻力面進行疊加分析得到建設用地擴張的綜合阻力面。

(3) 據阻力面判斷建設用地擴張的經濟適宜性格局

在建設用地擴張的綜合阻力面分析基礎上，根據各柵格累積阻力值的大小，采用Arcgis中自然斷點分類方法，將區域范圍內土地劃分極高、高、中、低適宜四個等級，得到建設用地開發經濟適宜性格局。同樣，以上操作也是以柵格為基本空間單元，為了測算不同鄉鎮建設用地擴張的經濟適宜性指數，論文采用土地生態重要性評價方法中的思路計算不同鄉鎮建設用地擴張的經濟適宜性指數。

表1 建設用地擴張的阻力值設計表Table 1 The design table of resistance value of construction land expansion

1.3 空間優化配置模型

本文研究的建設用地空間優化配置目標是在一定建設用地規模約束下實現生態與經濟綜合效益的最大化，在這種目標導向下，建設用地配置應向經濟發展適宜度高的地區集中，盡量減少在生態重要性高的地區配置。建設用地擴張的“生態-經濟”比較優勢度反映了地區經濟發展適宜性與生態重要性的相對關系，“生態-經濟”比較優勢度越大，地區經濟發展適宜度越高，反之亦然。在此，構建滿足建設用地擴張“生態-經濟”比較優勢度水平的函數，以反映建設用地配置的生態與經濟綜合效益最大化目標。由于生態環境的本地屬性，即難以通過外部輸入方式滿足一個地區本身所必須的生態需求，因此在按照比較優勢進行建設用地配置時，必須保留一定的生態空間。由于綜合生態安全格局中極低安全水平的范圍為各生態過程的生態保護“源”、“源”間聯接、輻射道、與戰略點，對維護區域生態安全具有不可替代的作用，故此處必須保留的生態空間用綜合生態安全格局中極低安全水平的范圍表示。此外，基本農田保護空間也是建設用地擴張的重要約束。由于綜合安全格局中極低安全水平的空間范圍與基本農田保護空間范圍存在交集，因此取二者的并集作為配置空間單元建設用地規模的約束。同時，為使優化方案具有可行性，評價單元的最小開發強度必須大于空間單元現狀建設用地面積所占比重。構建模型如下：

(3)

式中,E表示建設用地配置對比較優勢約束性滿足程度的目標函數；Ki表示地區i建設用地開發強度；Ai表示地區i土地總面積；Di表示地區i建設用地開發比較優勢度；ELGi極低表示地區i綜合安全格局中極低安全水平的范圍；JBNT表示地區i基本農田范圍；area(ELGi極高∪JBNT)表示極低安全水平范圍與基本農田保護范圍的并集；Ri表示地區i現狀建設用地面積，T表示規劃期內建設用地總面積，以2020年土地利用規劃確定的建設用地總規模表示；n表示區域的評價單元總數。其中建設用地開發比較優勢度計算公式為：

(4)

式中,Di表示地區i建設用地開發比較優勢度，Di越大表示該地區越有利于建設用地擴張；ENMi表示地區i建設用地開發經濟適宜性指數，ELGi表示地區i生態保護重要性指數。模型求解采用MonteCarol法，通過隨機抽樣技術產生建設用地配置方案，利用目標函數評價建設用地擴張比較優勢度滿足約束要求大小，通過離散化求解過程，使建設用地配置方案對比較優勢度滿足程度的目標函數值趨于最大化，當達到一定模擬次數時，產生的配置方案則認為是理想方案。

2 實證研究

2.1 研究區域

揚州市地垮長江流域與淮河流域，京杭大運河南北貫通，將揚州市從中部一分為二，其介于東經119°01′—119°54′與北緯31°56′—32°25′之間，位于江蘇省中部，長三角北部，南臨長江，與鎮江隔江相望，北接淮安、鹽城，東與鹽城、泰州毗鄰，西與天長、南京相連。下轄市區和儀征、高郵、江都、寶應4個縣(市)，總面積6634km2。有長江岸線80.5km，沿岸有儀征、邗江、江都等港口；京杭大運河縱貫腹地，全長143.3km，由北向南溝通白馬、寶應、高郵、邵伯4湖，匯入長江。近年來伴隨揚州市工業化、城鎮化的快速發展，建設用地迅速擴張，大量農業用地、生態空間被擠占，協調經濟發展與耕地保護、生態建設之間矛盾的壓力日益加劇。

2.2 數據來源與處理

本研究所采用的圖形圖像數據有2011年1∶5000土地利用現狀圖、基本農田保護規劃圖(2006—2020年)、揚州市交通規劃圖、2011年空間分辨率30m的LandsatTM遙感影像，揚州市DEM數據，空間分辨率為30m。土地利用現狀圖、基本農田保護規劃圖、交通規劃圖來自于揚州市國土資源局，遙感影像與DEM數據來自國際科技數據庫。

社會經濟統計數據有2011年揚州市各鄉鎮建成區規模、二三產業就業人數(總勞動人口數減去農林牧漁人口數)、財政收入，數據來源于揚州市統計年鑒。圖形圖像數據處理主要采用ArcGIS9.3與ENVI4.8軟件，研究中最小柵格單元均為30m×30m。

2.3 土地生態重要性評價

2.3.1 景觀安全格局構建過程

(1)水源涵養安全格局

首先根據地形圖與土地利用現狀圖，選取揚州市重要水源涵養區域，包括揚州市飲用水水源地、大型河流湖泊及其1km緩沖區的范圍；其次利用2011年逐月30m×30m分辨率的LandsatTM遙感影像，采用最大值處理方法[22]，計算得到2011年全年最大植被覆蓋度圖，并利用水源涵養區的范圍提取水源涵養區植被覆蓋度；最后根據水源涵養區內植被覆蓋度的高低按照自然斷點法將涵養劃分四個等級，得到水源涵養安全格局(圖3)。

(2)洪水調蓄安全格局

洪水調蓄安全格局構建的目標是形成一個自然連續的洪水調蓄系統，當洪水發生時保有一定的自然宣泄空間，是實現防洪減災的一種路徑。其構建首先是根據揚州市2011年土地利用現狀圖提取主要行洪河流、大型湖泊水面、水庫水面及灘涂作為防洪源，根據不同風險級別的洪水對緩沖區的要求，對防洪源分別建立0—50m、50—80m、80—150m的緩沖區；其次根據揚州市歷年洪水資料與DEM數據，采用“無源淹沒”的方式對研究區進行分析，建立50年一遇、20年一遇和10年一遇3種風險頻率的洪水淹沒區；最后將緩沖區與淹沒區疊加分析得到高中低三級洪水調蓄安全格局(圖4)。

圖3 水源涵養安全格局Fig.3 Ecological security pattern for headwater conservation

圖4 洪水調蓄安全格局Fig.4 Ecological security pattern for flood control

(3)生物保護安全格局

此處選取指示物種方法構建生物保護安全格局。選取白鷺與灰喜鵲作為候鳥與留鳥的指示物種，在分析其生活習性的基礎上，采用棲息地適宜性評價與阻力面分析兩種方法分別對候鳥與留鳥生境適宜性進行評價，最后綜合二者評價結果得到生物保護安全格局。①候鳥生境適宜性評價，選取土地覆蓋類型、距居民點距離、地形條件作為評價因子，并賦予權重與分值進行評價得到綜合分值，最后根據自然斷點法將其分為四個安全等級(圖5)。②留鳥生境適宜性評價，首先，提取面積大于1hm2的林地作為留鳥的棲息地保護源；其次為不同土地覆蓋類型設置不同阻力值，并進行留鳥在源地之間運動的最小累積阻力分析；由于灰喜鵲的活動范圍在2km以內[23]，因此僅提取距離保護源2km以內最小累積阻力分析結果作為評價的結果；最采用自然斷點法將源地周圍2km以內的累積阻力值劃分為4個等級(圖6)。③生物多樣性保護安全格局，將候鳥生境適宜性評價結果與留鳥生境適宜性評價結果進行比較分析，以“綜合取高”的方法得到最終安全格局(圖7)。

圖5 候鳥生境適宜性評價Fig.5 Evaluation on the suitability of migratory bird habitat

圖6 留鳥生境適宜性評價Fig.6 Evaluation on the suitability of resident bird habitat

圖7 生物多樣性保護安全格局Fig.7 Ecological security pattern for biodiversity protection

(4)游憩安全格局

游憩安全格局是為滿足人們對生活休閑空間的需求而構建的一種景觀格局。游憩活動可以視為人們到游憩地點的一種水平運動過程，游憩地點可以視為活動的“源”，而到達“源”的途徑可以視為“廊道”。游憩空間的保護就是對游憩“源”與“廊道”的保護。游憩安全格局構建采用最小累積阻力模型法。首先，選擇揚州市境內的大面積水域、灘涂、海拔高于20m的丘陵以及部分林地作為游憩“源”；其次，由于游憩活動主要受土地覆蓋類型與地形條件的影響，根據實際調查確定其影響因子及其相對阻力值的大小，構建阻力面，并進行最小累積阻力分析得到游憩安全最小累積阻力分析結果；最后運用自然斷點法將區域劃分由高到低4個等級(圖8)。

(5)綜合生態安全格局

綜合安全格局由各單一生態過程安全格局綜合疊加生成。由于以上4個安全格局反映了生態安全的不同方面，其重要性相互之間不可替代，對研究區生態保護具有同等重要的意義，因此在進行綜合生態安全格局疊加分析時，采用柵格單元最小值統計方法進行計算，即只要任一生態過程在某一柵格為低安全水平，則柵格的最終安全水平為低安全水平[24]。在GIS軟件中實現過程為：對各單一生態安全格局圖層進行逐個柵格統計，按照每個柵格單元的最小值輸出最終結果，綜合生態安全格局分析結果見圖9。

圖8 游憩安全格局Fig.8 Recreation security pattern

圖9 綜合生態安全格局Fig.9 Comprehensive ecological security pattern

圖10 土地生態重要性指數Fig.10 Ecological importance index of land

2.3.2 土地生態重要性評價結果

為衡量各鄉鎮土地生態保護重要性的差異，根據綜合生態安全格局分析結果，采用(公式2)計算揚州市各鄉鎮的生態保護重要性指數，計算結果見圖10。從生態保護重要性指數分析結果看，揚州市總體呈現北高南低的總體格局，北部生態保護重要的區域主要有里下河流域的低洼地地區與大運河以西的白馬湖、寶應湖、高郵湖、邵伯湖四大湖區，南部生態重要性較高的地區主要是西部丘陵地區與中部連接幾大湖區與長江的河流通道區。

2.4 建設用地開發適宜性評價

綜合距港口碼頭、鐵路站點、機場、高速公路站點以及一般公路的費用距離分析結果看(圖11)，南部揚州市區、儀征以及江都的交通區位明顯優于北部高郵與寶應兩地。從城鎮綜合吸引力評價結果(圖12)可知南部地區城鎮吸引力較高，而北部城鎮吸引力較低。綜合交通區位評價與城鎮綜合吸引力評價結果得到全市建設用地開發適宜性評價結果(圖13)，總體呈南高北趨勢，表明在南部進行建設用地開發優于在北部開發。揚州市建設用地開發經濟適宜性評價結果與經濟發展格局相符，南部是揚州市經濟發展水平較高的地區，北部是經濟發展相對落后地區，在南部進行建設用地開發會帶來相對較大的經濟利益。在建設用地開發適宜性評價基礎上，根據建設用地開發適宜性的不同等級面積占各鄉鎮面積的比例，按照公式2可計算得到各鄉鎮建設用地開發經濟適宜性指數(圖14)。

圖11 交通區位評價Fig.11 Evaluation on traffic location

圖12 城鎮綜合吸引力評價Fig.12 Evaluation on comprehensive attractive of cities

2.5 空間優化配置結果

2.5.1 建設用地開發比較優勢度

根據各鄉鎮生態保護重要性指數與建設用地開發經濟適宜性指數，運用公式4計算得到揚州市各鄉鎮建設用地開發“生態-經濟”比較優勢度(圖15)。對比三指數，發現生態重要性指數呈北高南低，建設用地開發經濟適宜性指數南高北低，建設用地開發比較優勢度呈南高北低的趨勢：北部地區具有較大的生態保護重要性，同時北部地區經濟發展水平不高、城鎮吸引力小，建設用地開發的經濟適宜性較差，因此，揚州北部地區相對不宜于建設用地開發，其“生態-經濟”比較優勢較小；南部地區生態保護重要性指數小，相對北部地區其生態敏感性較低，而交通區位及城鎮吸引力較大，建設用地開發可帶來更大的經濟效益，可見南部地區建設用地開發的“生態-經濟”比較優勢大，宜于建設用地擴張。揚州市潛在經濟發展與生態保護整體上呈現錯位的格局，此種格局有利于協調經濟發展與生態保護、實現可持續發展目標。

2.5.2 空間優化配置模擬結果

以揚州市2020年土地利用總體規劃確定的建設用地總規模為建設用地配置的總約束條件，根據綜合生態安全格局中極低安全水平范圍與基本農田保護范圍的并集計算空間單元建設用地可開發的最大規模，作為各空間單元的建設用地規模控制總量，將建設用地開發比較優勢度測算結果代入模型，利用matlab7.0軟件對揚州市各鄉鎮建設用地開發強度的分配進行模擬優化，優選出對建設用地開發比較優勢度約束性滿足程度較高的3個模擬方案。從表2可以看出，3個模擬結果的建設用地開發強度總體上與生態重要性指數呈反向關系，與經濟適宜性指數、比較優勢度指數呈正向關系。但模擬結果2中，開發強度為0—15%、15%—20%的

圖13 建設用地開發適宜性評價Fig.13 Evaluation on the suitability of construction land development of cities

圖14 建設用地開發經濟適宜性指數Fig.14 Economical suitability index of construction land development

圖15 建設用地開發比較優勢度指數 Fig.15 Comparative advantage index of construction land development

行政單元的經濟適宜性平均值、比較優勢度平均值小于模擬結果1與結果3，生態重要性平均值大于模擬結果1和結果3；而開發強度為40%—70%、70%—100%的行政單元經濟適宜性平均值、比較優勢度平均值大于模擬結果1和結果3，生態重要性平均值小于模擬結果1和結果3。相對于模擬結果1與結果3，模擬結果2更有利于發揮開發強度較高空間的經濟潛力，促進建設用地集聚集約利用，保障建設用地有序開發，因此選擇模擬結果2作為建設用地空間配置的優選方案。模擬結果2(圖16)可知，建設用地配置結果與建設用地開發經濟適宜性格局一直，與土地生態重要性格局相反，這種錯位格局有助于發揮區域生態與經濟的比較優勢，實現生態保護與經濟發展二者的協調。

3 結論與討論

3.1 結論

(1)本文提出的基于“生態-經濟”比較優勢視角的建設用地空間優化配置方法有助于協調經濟發展與生態保護二者之間的矛盾。揚州市建設用地優化配置理想方案中，未來建設用地向南部市區、江都、儀征沿江一帶集中，因為該區域區位條件、經濟基礎優于北部地區，在該區域進行建設用地開發可以最大限度的發揮地區經濟潛能；而北部地區土地生態重要性地位明顯，較低的建設用地開發強度有助于確保地區的生態安全。這種按“生態-經濟”比較優勢理念進行的建設用地配置方案有效的協調了揚州市經濟發展與生態保護之間的矛盾。

表2 建設用地空間優化配置模擬結果比較Table 2 Comparisons of the results of the allocation of construction land

建設用地開發強度The average value of land development intensity index;生態重要性平均值The average value of ecological importance index; 經濟適宜性平均值The average value of economic suitability index; 比較優勢度平均值The average value of comparative advantage index

圖16 建設用地開發強度優化配置優選方案 Fig.16 An ideal solution of the construction land distribution based on the Monte Carol model

(2)本文從“生態-經濟”比較優勢視角提出的建設用地空間優化配置方法為國土開發強度大小的合理確定提供了科學根據。全國主體功能區劃提出了國土開發強度概念，土地管理實踐中也在不斷探尋區域建設用地數量上限，以防止建設用地過度擴張超過資源環境承載閾值，本文提出的建設用地空間優化配置方法兼顧了基本農田保護、現狀土地資源稟賦等因素，從“生態-經濟”比較優勢視角測算了各單元規劃期末土地開發強度大小，為國土開發強度大小確定提供了科學方法與理論依據。

(3)以柵格為最小操作單元評價行政單元的土地生態保護重要性與建設用地開發經濟適宜性，能更好的反映自然生態與經濟要素在空間上的連續性與非均衡性，對建設用地規模在空間布局上具有很強的指導意義。由于生態環境的本地性，進行建設用地配置時，各空間單元必須保留一定的生態空間，以保證空間單元對生態環境的基本需求。運用景觀安全格局分析方法對地區土地生態重要性進行評價，明確了區域范圍內連續空間的土地生態保護重要性程度，進而為區域基本生態空間的劃定提供了依據。與此同時，以柵格為最小單元的建設用地開發經濟適宜性評價，明確了在連續空間上的建設用地開發優先順序，為建設用地空間布局提供了依據。

3.2 討論

由于本文的研究將揚州市視為一個封閉的區域，在進行綜合生態安全格局構建與建設用地開發經濟適宜性評價過程中，未考慮研究區外的生態環境因子與經濟因素對研究區生態保護與經濟發展的作用，對區域土地開發的生態適宜性與經濟發展適宜性的評價結果存在一定的影響。將研究區外作用于研究區的生態環境因子與經濟因子納入評價研究中，有待進一步考察。

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Research on spatial optimum allocation of construction land in an eco-economic comparative advantage perspective:a case study of Yangzhou City

XIAO Changjiang1, OU Minghao1,*, LI Xin2

1CollegeofLandManagement,NanjingAgricultureUniversity,Nanjing210095,China2SchoolofGeodesyandGeomatics,JiangsuNormalUniversity,Xuzhou221116,China

With natural space shrinking and the ecological environment deteriorating, the conflict between economic development and environmental protection is increasingly intensified. As urban areas expand, land for construction (treated as a special resource) consumes natural areas, resulting in negative impacts on the environment, while having a positive effect on economic development. The challenge in the allocation of construction land resources is that it must consider both environmental protection and economic development. The traditional strategy of resource allocation based solely on efficiency only satisfies the objectives of economic development, and ignores the significant ecological constraints on socio-economic development, leading ultimately to an unsustainable development of society and the economy. Therefore, in planning for construction-land allocation, environmental protection and economic efficiency must be balanced. To mediate the conflict between economic development space and ecological protection space—achieving sustainable economic development and environmental protection—this paper examines the optimum spatial allocation of construction land using the landscape ecology methodology and economic principles, from an eco-economic comparative advantage perspective. First, a comprehensive regional ecological security pattern was developed using the landscape security pattern method, allowing us to calculate the ecological importance indexes of space units according to the security pattern. Using the minimum cumulative resistance model, the economic suitability index of regional construction land development was evaluated. This was the basis for economic suitability indexes of construction land development for the spatial units. Second, we calculated the comparative advantage index of construction land development based on the ecological importance index and the economic suitability index. We then built a construction land allocation model (solved by the Monte Carlo Method), the objective function of which is to optimize the space constraints of comparative advantage satisfaction. Finally, we applied our empirical research, using Yangzhou City of Jiangsu Province as an example. Research results indicate that in the future the construction land of Yangzhou would concentrate on the developed southern area of the city, while the northern part of the city primarily plays a role in environmental protection. The allocation of construction land reflects the dislocation pattern of economic development and ecological protection, which could benefit both economic development and environmental protection in Yangzhou City. Meanwhile, using the grid as the smallest unit to evaluate both the ecological importance and the economic suitability of construction land, the planners and decision makers can better understand the spatial continuity and the non-equilibrium of natural and economic elements. This understanding will play a strong guiding role on the spatial layout of construction land. Additionally, to estimate land development intensity for each administrative unit, the proposed resource allocation model combines numerous factors of basic farmland protection and land resource endowments. This provides a scientific method and theoretical basis for the determination of land development intensity. This research proposes a method of optimum spatial allocation of construction land from an eco-economic comparative advantage perspective, and provides a scientific basis for both land-use and environmental protection planning.

construction land; eco-economic comparative advantage; optimal allocation; space units; Yangzhou City

國家自然科學基金資助項目(71303119); 國土資源部軟科學研究項目(201240); 教育部哲學社會科學研究重大課題攻關項目(11JZD031)

2014- 03- 04;

日期:2014- 07- 07

10.5846/stxb201403040369

*通訊作者Corresponding author.E-mail: mhou@njau.edu.cn

肖長江, 歐名豪, 李鑫.基于生態-經濟比較優勢視角的建設用地空間優化配置研究——以揚州市為例.生態學報,2015,35(3):696- 708.

Xiao C J, Ou M H, Li X.Research on spatial optimum allocation of construction land in an eco-economic comparative advantage perspective:a case study of Yangzhou City.Acta Ecologica Sinica,2015,35(3):696- 708.