土地利用空間變化的定量分析與管理對策
——以吉林省長春市寬城區為例

王明慧，劉惠清，姜錫東

（1.吉林省征地事務中心，吉林長春130042；2.東北師范大學地理科學學院，吉林長春130024）

土地利用空間變化的定量分析與管理對策
——以吉林省長春市寬城區為例

王明慧1，劉惠清2，姜錫東2

（1.吉林省征地事務中心，吉林長春130042；2.東北師范大學地理科學學院，吉林長春130024）

以吉林省長春市寬城區為例，結合寬城區自然狀況和土地利用現狀，采用均質度變化作為土地利用空間變化的研究方法，運用GIS技術對寬城區土地利用現狀圖進行網格化，建立了均質地域方格網.討論了土地均質度變化和用地類型變化之間的相互影響關系，得出在經濟發展的轉型期，長春市用地均質度的變化呈現先慢后快、先近城區后遠城區逐漸呈變的特點.針對目前存在的不同問題，相應提出了集約的土地開發模式、營造疏密有致的城市空間、有機協調各類功能空間以及留足城市開放空間等管理對策，為指導寬城區未來土地合理利用具有重要意義.

土地利用；空間變化；均質度；管理對策

1 長春市寬城區地理背景及數據處理

1.1自然狀況

長春市位于東北松遼平原腹地，城市面積4 789km2，市區建成區面積312.92km2.市區屬溫帶大陸性半濕潤季風氣候，冬季嚴寒漫長，春季干旱多風，夏季溫暖短促，秋季晴朗溫差大；年平均氣溫4.8℃，最高39.5℃，最低零下39.8℃；年平均日照時數2 866h左右，無霜期140～150d，平均降雨量567mm.

寬城區位于長春市的西南部，耕地主要土壤類型為黑土和草甸土.黑土，主要分布于臺地上，土層較厚，自然肥力較高，有機質含量為1.7%左右；土地質地疏松，結構良好，保水保肥，是肥力高、適應性廣的土類.草甸土，主要分布于河谷中，潛在肥力較高，速效養分含量略低，屬于中肥力土壤，有機質含量為1.4%～1.9%.

1.2土地利用現狀

2007年寬城區土地總面積為29 960.13hm2，其中農用地面積為19 867.8hm2，占土地面積的66.98%；建設用地面積為8 776.07hm2，占土地面積的29.59%；未利用地面積為1 016.26hm2，占土地面積的3.43%.農用地中耕地占88.38%，林地占4.08%，其他農用地占6.99%，園地占0.55%.建設用地中居民工礦用地占86.62%，交通用地占10.19%，水利設施用地占3.19%.總體看，土地利用中農用地是主體，建設用地中居民工礦用地占絕對優勢.

1.3長春市寬城區土地利用的空間變化分析

1.3.1 空間變化的表示方法

土地利用的空間變化常用均質度來表示［1－3］.

均質性是指城市地域在職能分化中表現出來的一種保持等質、排斥異質的特性.在均質性能作用下，城市地域中出現的那些與周圍毗鄰地域存在明顯職能差別的連續地段就是均質地域，如工廠區、住宅區、商業區和文教區等.從城市空間擴展效果看，城市各種職能之間逐步形成分離與混合并存的功能區，通常中心地區或區位優越地段第三產業職能會不斷強化，工業區因各種原因逐漸向外擴展和遷移，居住區則不斷擴大，并向主體方向發展.多數情況下，城市土地利用都因“同質結塊”的特征而有效組合.均質性和均質地域這兩個概念都是動態的、相對的.均質性是在城市地域職能分化過程中表現出來的特性，并非地域本身所固有的職能特征［4］.

1.3.2 土地均質度的計算方法

均質地域的均質性是相對的.為衡量其相對的程度和各均質地域之間在質量上的差異，本文結合信息論觀點引入如下均質度計算公式：

式中：D為均質度；λ為系數；H為信息論中的熵.當某一地域范圍內只有一種職能時，D取最大值1，表示該地域范圍均質程度最高或者混亂程度最低；D值越小表明地域均質程度越低［5］.

熵是信息論中度量隨機事件在某項實驗中的不確定程度的一個指標，其計算公式為：

式中：H［X］表示隨機變量X的熵；Pi為X取Xi時的概率.

確定均質區域和均質性的具體步驟：

（1）對寬城區土地利用現狀圖進行網格化，建立均質地域方格網，網格大小為1 000m×1 000m.網格尺度不宜過小，否則土地利用類型空間分布過于破碎，可能遺漏重要的土地利用類型信息.

（2）將每個方格分為16個小方格，采用面積占優法確定每個小方格的土地利用類型.提取的土地利用類型主要有居住用地、公共設施用地、工業用地、倉儲用地、對外交通用地、市政設施用地、水域和農業用地8大類.

（3）確定每個1 000m×1 000m網格的用地比例（每個小方格的用地概率都是1／16），由上述公式計算出每個方格的熵和均質度.為計算方便，系數λ取1.

（4）將計算出來的均質度按得分高低分為5大類：0～0.4，低；0.4～0.5，較低；0.5～0.6，中等；0.6～0.7，較高；＞0.7，高.畫出其土地均質度信息圖.

采用1998，2009年的土地利用現狀圖，分析均質度的空間變化.

1.3.3 土地利用的空間變化分析

圖1顯示的是均質度變化最小的區域，集中分布于寬城區的南部和北部，目前的均質度＞0.7.寬城區南部以居住用地為主，均質度較高；寬城區北部有小片分布的均質度較高的地區，為農業用地.

圖2 顯示的是均質度變化在0.3～0.5的地區，主要分布于寬城區南北之間的廣大區域.用地性質以農業用地為主、居住用地為輔.比較1998年的空間均質度有兩點變化：一是位于偏南的工業用地轉化為居住用地和商業用地，均質度提高為0.5～0.7；二是偏北的農業用地被開發，變為居住用地、對外交通用地和公共設施管理用地，均質度由原來的＞0.7降為0.5～0.7，表現為農業用地轉換為建設用地的特點.建設用地在空間上表現為北進和向東西兩翼擴展的特點.

圖3顯示的是均質度變化＜0.3、土地均質度＜0.4的地區，在城市的中部和東西兩翼均有分布，在城市化的進程中，屬變化較小、以點狀突破的區域，用地類型以居住、商業、倉儲和工業用地為主.

寬城區由于鐵路線的分割，鐵南、鐵北兩個區域發展極不平衡.

鐵南位于長春市中心區，面積為4.2km2，是長春火車站的站前區域，是以居住和商貿為主的綜合性城區，也是長春市最繁華的地帶之一.城市結構完整，交通發達，歷史資源富集，區內有13處國家、省、市三級保護建筑.由于原來的建設用地相對較集中，因此，從經濟發展低速期到經濟發展高速期，鐵南區土地的均質度變化較小，建設用地的類型沒有轉變.但在建設用地內部，商貿和居住用地的面積在不斷擴大，而工業用地的面積在不斷縮小，顯示出鐵南段用地退二進三的特征明顯.

鐵北區域與鐵南相比，在經濟發展低速期，農業用地占地面積較大，且集中連片分布，區域土地利用的主要職能是城市的農副產品供應基地和第二產業的分布區.隨著經濟的快速發展，城市規模擴大，原來的工業用地、農業用地轉型為倉儲用地、公用設施用地和居住用地.中部的工業用地轉型為倉儲和公共、居住用地；兩翼的農業用地轉為居住用地、工業用地和公共設施用地.

2 均質度分析

大城市中心區內，建筑密集、空間有限、環境惡劣，房租地價不斷攀升，甚至高于郊區幾十倍，土地短缺矛盾日益尖銳.由于大部分位于市區的工廠、商店缺乏進一步擴展的城市用地，迫使產業發展不得不在外部地域空間尋找出路.市中心區房租價格的不斷飆升，是引起城市向外擴展的重要原因［6］.房價低廉、環境優美的郊區特點，導致寬城區成為1996—2007年間建設用地北進、向東西兩翼擴展的理想場所.

均質度的變化表明，在經濟發展的轉型期，長春市用地均質度的變化呈現先慢后快、先近城區后遠城區的特點（均質度南北兩側變化小，中部變化大，兩翼變化居中）.經濟轉型期，寬城區關注南部核心區的建設，建設用地內部原有工業用地雖小，但也發生轉移，體現了以建設用地為主、均質化增大的特點.隨著城市產業結構的調整及城市化進程的加快，寬城區工業必須退二進三，將污染重的企業移出，因此在南部及北部之間的廣大地帶，土地利用類型發生了大的轉型，農業用地轉為居住用地、交通設施、倉儲用地、商業用地、公共設施用地的頻率加快，土地的均質度變化較大；而在東西兩翼和北部，由于距城市核心區相對較遠，且經濟實力有限，目前的用地仍以農業用地為主，均質度變化相對較小，建設用地僅以點狀出現在農業用地中，每一地塊的均質度較小，差異較大.

3 寬城區基于空間變化的土地利用管理對策

3.1核心區建設用地——堅持集約的土地開發模式

低矮物業密度高、土地資源緊張，已成為近年來制約城區發展的首要原因［7］.區劃調整最直接、最明顯的促進作用就是土地的集約利用，可以在更大的范圍上騰挪空間，為城中土地利用合理化改造提供契機.

寬城區工礦用地中的廢棄地和未利用地，多數為磚場和采沙場的廢棄土地.這些廢棄地不僅造成了土地資源的浪費，而且在地表造成了諸多負地形，加大了改變和利用的難度.應提高對其規劃和開發的水平，為將來土地復墾再利用做好準備.城鎮用地的利用結構應與城鎮的產業結構相適應，現階段寬城區的產業結構中第三產業所占比例較大，但用地面積并不大，隨著產業結構的調整，還應相應增加第三產業的用地比例；為滿足人民群眾日益增長的物質文化需求，住宅、市政、休憩和交通等基礎設施的用地面積也將相應提高.第二產業的工業用地在寬城區所占比重過大，而且占據著土地質量較好的地段，有些還嚴重影響城市的生態環境，同時也有不少企業由于經營不景氣，廠房、倉儲用地閑置，因此為了兼顧城市的社會效益、經濟效益和生態效益，對一些工業用地，按不同區位和功能區進行調整和改造是必要的.

寬城區今后迫切需要堅持緊湊集約的土地開發利用模式，提高城市土地的利用效率，走樓宇經濟的發展道路，挖掘土地潛力，進行二度開發.另外，還應該挖掘其地下空間的潛力，在未來加大地下空間的開發力度，建設地下車庫、地下商場等.

3.2均質度變化較大區域——營造疏密有致的城市空間

疏密有致的城市空間有利于建設用地集約化的合理利用、非建設用地切實有效的保護、基礎設施的適度適時投入以及城市總體形態特色的形成，所以要根據不同的城市經濟社會發展水平和城市特點，正確處理城市內部各種物質實體的疏密關系，形成和長期保持城市經濟的合理密度［8］.寬城區應綜合考慮環境和效益問題，在不同的中心采取不同的開發強度，走集約化路線，使保護耕地和推動經濟協調發展.

要不斷完善以土地利用總體規劃為基礎的土地用途管制制度，城鄉建設、土地開發等各項土地利用活動，必須符合土地利用總體規劃確定的土地用途，要正確處理城市擴張用地和可持續發展的關系，新增城市建設用地是必要的，適當占用耕地是不可避免的，農地、耕地是生態安全鏈的重要環節，維持耕地是城市社會經濟可持續發展的重要保障.涉及農用地轉用時，必須立足于保護耕地，必須嚴格依據土地利用總體規劃和年度計劃進行審查，必須取得農用地轉用許可.

同時要加強土地利用變化監測.運用地理信息系統的遙感影像等技術手段，加強和改進土地利用動態監測管理.通過動態監測成果，獲取精確、現勢的土地利用基礎數據，適時開展土地集約利用評價，建立土地利用總體規劃實施反饋與調控機制.利用RS、特別是GPS與GIS相結合，建立日常用地巡查制度，及時發現違法用地，將違法用地消滅在萌芽狀態.

3.3均質度變化較小區域——有機協調各類功能空間

寬城區是長春市的中心城區之一，目前商用、休閑、居住區等與第二產業區域之間缺乏天然的屏障和人為的界限，區域功能分區不明顯.隨著第二產業優化和升級步伐的加快，區域生活居住職能凸顯，成為寬城區最主要的職能之一，因而需要根據居住區空間形態和居住類型分片，逐步置換核心區內的工業用地，在核心區外圍的工業區或其他組團的工業用地內安置搬遷工業.居住區和工業區的合理化布局是寬城區亟待解決的問題.

3.4留足城市開放空間

城市綠地系統規劃是總體規劃階段的專項規劃，是在城市總體規劃的控制約束下權衡綠地的合理布置，旨在改善城市環境、調節微觀氣候、增加城市的宜居性.城市綠地系統規劃是城市系統規劃設計和建設管理的基本依據，是城市總體規劃的重要組成部分，是總體規劃的深入及延續.城市綠地具有吸收粉塵、固土、減噪、防風等重要功能，此外，城市綠地也被稱為城市微觀生態的“調節器”，具有調節局地溫度、濕度及凈化水體的作用，同時具有娛樂休閑及景觀美學價值，并可為維護城市生態平衡的多種動物提供棲息地，也是保持城市生物多樣性的重要屏障.

城市濕地系統是陸地與水體的過渡地帶，兼具陸生和水生動植物資源，因而具有高效的生態效益.此外，還可為工業、農業等提供生產原料以及作為科學研究、教育和旅游的基地等，因而具有重大的經濟效益和社會效益.加之其初級生產力的高效性，使得濕地生態系統在城市建設中發揮了巨大作用.位于寬城區的北湖濕地公園，以“回歸寧靜、親近自然、關愛濕地”作為規劃建設的總體理念，具有強大的生態凈化作用，要給予充分的保護和恢復.

寬城區有一些散布的綠地和公園以及現存的歷史文化保護區和古典園林，但城市公共開放空間和人均綠地的指標還很低.良好的生態環境是資源，是財富，更是競爭力，寬城區應該把生態建設放在與項目建設同等重要的位置.寬城區內的紅旗水庫、伊通河、新月水庫、宋家明溝等都是很好的環境資源，應當做好開發和保護工作，落實寬城區政府提出的建設“一帶一廊六園”的生態工程.

4 結論

考慮到土地利用空間變化的時間和空間特性，本文采取了GIS的研究方法，對吉林省長春市寬城區的土地利用變化進行了均質度分析.這種方法能夠比較直觀地呈現出土地變化的主要類型和變化類型的分布狀況，為寬城區未來土地利用管理提供了數據基礎和理論基礎.

本文的研究結果表明：在經濟發展的轉型期，長春市寬城區用地均質度的變化呈現先慢后快、先近城區后遠城區逐漸呈變的特點.均質度南北兩側變化小，中部變化大，兩翼變化居中.經濟轉型期，寬城區相對關注南部核心區的建設，建設用地內部原有的工業用地雖小，但也發生轉移，體現了以建設用地為主、均質化變高的特點.在寬城區南部及北部之間的廣大地帶，土地利用類型的轉型變化較大，土地的均質度變化也較大；而在東西兩翼和北部，目前的用地以農業用地為主，均質度變化相對較小.

為加強用地管理，規范寬城區未來土地的用地方向，針對均質度變化不同的區域提出了不同的管理建議.針對目前存在的問題，提出了采用集約的土地開發模式、打造疏密有致的城市空間和有機協調各功能性用地的建議，并且要留足城市發展的空間.

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［8］ 鄭澤爽，甄峰.快速城市化地區城市用地空間結構研究——以佛山市禪城區為例［J］.熱帶地理，2009（3）：257－262.

Management strategies of land－use space change—Take Kuancheng District，Changchun City，Jilin Province for instance

WANG Ming－hui1，LIU Hui－qing2，JIANG Xi－dong2

（1.Land Affair Center of Jilin Province，Changchun 130042，China；2.School of Geographical Science，Northeast Normal University，Changchun 130024，China）

The article takes Kuancheng District，Changchun City，Jilin Province for example，talking about the natural conditions and current land－use space change of Kuancheng District，putting homogeneity changes as the research methods of land－use space change，using GIS technology to make gridded map of land－use space change and establish the homogeneous geographical grid network.Explore the relationship between changes in land homogeneous degree and in land use types，and concluded that in the transition of economic development，the change of homogeneity of Changchun rendered high speed after low speed and the range from next to the city to far away from the city.Propose management strategies of land－use space change pointed at the current problems of Kuancheng District.Put forward management countermeasures following：establishing intensive land development pattern，creating the density of city space，coordinating various functional organically and retaining the city’s open space management.It has important guiding significance for rational land use in Kuancheng District.

land use；space change；homogeneity；management strategies

F 293.2 ［學科代碼］ 790·4720 ［

］ A

（責任編輯：方林）

1000－1832（2015）01－0147－05

10.16163／j.cnki.22－1123／n.2015.01.027

2014－06－20

國家自然科學基金資助項目（41171072，31200419，31200407）；吉林省科技發展計劃項目（20130101109JC）；教育部博

士點專項基金資助項目（20120043110014）.

王明慧（1987—），女，碩士，助理工程師，主要從事土地利用規劃研究；通訊作者：姜錫東（1963—），男，教授，主要從事土地資源管理與城市管理研究.