我國城市用地擴張?zhí)卣骷捌溆绊懸蛩胤治?br/>——基于地級及以上城市的實證

■潘　歌 汪明峰/文

我國城市用地擴張?zhí)卣骷捌溆绊懸蛩胤治?br/>——基于地級及以上城市的實證

■潘歌 汪明峰/文

近年來，中國的城市規(guī)模不斷擴大，城市化水平顯著提高，截止到2011年底，中國的城市化率首次超過了50%，雖與發(fā)達經濟體平均77.5%的水平相比還有較大差距，但是已達到世界主要國家平均水平。地級及以上城市的人口比重占全國的29.5%，行政區(qū)域面積為64.3萬平方公里，其中，建成區(qū)面積為37162.1平方公里，比上年增長17.1%。隨著城市化的快速發(fā)展，城市對土地的需求會越來越大，城市用地需求與耕地保護之間的矛盾愈加尖銳，未來城市化進程的快速發(fā)展將受到土地資源不足的限制。對城市用地擴張進程及規(guī)律的研究已成為學術界關注的熱點。為了在城市用地擴張過程中實現(xiàn)對土地資源的合理利用，本文利用位序-規(guī)模法則和土地擴張幅度指數(shù)，對中國地級及以上城市的用地擴張?zhí)卣鬟M行研究，以期為相關區(qū)域發(fā)展規(guī)劃提供參考。

一 研究數(shù)據(jù)與研究方法

（一）研究數(shù)據(jù)

本文研究數(shù)據(jù)來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒》（2001-2011年），所選樣本為2000年行政區(qū)劃確定的262個地級及以上城市（除香港、澳門、臺灣外，地級及以上城市總共有263個，但由于拉薩市缺少數(shù)據(jù)，因此選擇除拉薩市外的262個市），為了便于不同年份比較，2001-2010年各個年份的研究對象依舊是這262個市。本文用市轄區(qū)建成區(qū)面積來表示城市用地規(guī)模。

（二）研究方法

1.位序-規(guī)模法則

位序-規(guī)模法則最早是由德國地理學家奧爾巴哈于1931年提出，后經眾多學者完善和修改，在1949年，Zipf通過研究發(fā)現(xiàn)城市規(guī)模與其規(guī)模在區(qū)域中的排序乘積為一常數(shù)，這一規(guī)律被稱為Zipf法則，位序-規(guī)模法則在發(fā)達國家或者一些城市歷史悠久的國家表現(xiàn)明顯。位序-規(guī)模法則對城市人口規(guī)模分布的刻畫顯著，也有學者經研究證實位序-規(guī)模法則對以城市建成區(qū)面積表征的城市規(guī)模也同樣符合。位序-規(guī)模法則的一般表達式如下：

式中：Si為城市i的規(guī)模，S1為理論上的首位城市建成區(qū)面積，ri為城市i的位序，q為Zipf維數(shù)。位序-規(guī)模法則用帕雷托等式表示如下：

2.用地擴張幅度指數(shù)

城市用地擴張幅度指數(shù)能夠直觀反映在研究時段內城市用地擴張的速度與幅度，公式如下：

式中：UEIi指城市研究基期到末期的城市土地擴張幅度指數(shù)；Ui,0代表研究基期i城市建成區(qū)面積，Ui,t代表研究末期i城市建成區(qū)面積。

圖1　2000年中國城市建成區(qū)規(guī)模-頻率雙對數(shù)圖

圖2　2000-2010年中國地級及以上城市Zipf維數(shù)q的變化圖

表1　中國2000-2010年地級及以上城市的位序-規(guī)模分析表

二、中國城市用地擴張趨勢分析

（一）城市用地規(guī)模分布的總體趨勢

1.城市用地規(guī)模分布總體符合位序-規(guī)模法則，但也存在偏離趨勢

2000-2010年中國城市體系符合位序-規(guī)模分布曲線，2000年中國地級及以上城市建成區(qū)規(guī)模-頻率雙對數(shù)分布用直線擬合得很好，擬合系數(shù)為0.923（見圖1），因此中國2000年地級及以上城市，城市規(guī)模分布符合位序-規(guī)模法則。2000-2010年的城市建成區(qū)規(guī)模分布，利用公式（1）進行回歸分析，各個年份回歸判定系數(shù)R2≥0.919，2009年判定系數(shù)達到最高值0.954（見表1），擬合優(yōu)度較好，說明2000-2010年中國地級及以上城市建成區(qū)規(guī)模總體符合位序-規(guī)模法則。但是，隨著時間的推移，中國首位城市建成區(qū)面積增長快，從2001年的780平方公里（2000年建成區(qū)面積最大的城市為上海，2001-2010年為北京）增加到2010年的1186平方公里，首位城市的理論值增長更快，2003-2010年首位城市理論值與實際值的比值總體增大，這說明中國城市建成區(qū)規(guī)模也存在著偏離位序-規(guī)模曲線的趨勢。

2.城市用地規(guī)模差距拉大，用地規(guī)模趨于集中

q值和D值都是反映城市規(guī)模均衡度的指標，q和D的乘積等于判定系數(shù)，故q值越大（D值越小），各城市規(guī)模差距也就越大；q值越小，各城市規(guī)模差距越小；當q值趨近于零，則所有城市的建成區(qū)面積均相同。q值總體呈上升趨勢（見圖2），并在2004年后維持在較高的水平，總體來說城市用地規(guī)模差距在拉大，城市用地規(guī)模趨于集中。

3.城市建成區(qū)面積持續(xù)增加，不同城市用地擴張速度存在差異

隨著時間的推移，中國地級及以上城市的位序-規(guī)模分布曲線有近似平移向上的特征（見圖3），說明各個城市的用地面積呈不斷增加趨勢，中國城市體系的規(guī)模結構日趨成熟。2000年、2005年與2010年的位序-規(guī)模曲線，不同位序的城市垂直間距不同（見圖3-b，3-c，3-d），說明不同位序城市擴張速度存在差異；同一位序、不同年份的城市垂直間距不同，說明不同年份，城市發(fā)展速度存在差異。例如建成區(qū)面積位于后10位的城市，2005與2000年的位序-規(guī)模曲線間距明顯小于2010年與2005年的位序-規(guī)模曲線間距，說明后10位的城市建成區(qū)擴張速度加快，這與國家近些年來實行的加快中小城市發(fā)展的政策密切相關。

圖3　2000、2005、2010年中國地級及以上城市位序-規(guī)模分布曲線圖

（二）不同規(guī)模城市用地擴張比較

本文參考相關學者的研究，將城市按建成區(qū)面積分為四類，以2010年中國城市建成區(qū)面積為基準：建成區(qū)面積大于200平方公里的為特大城市，處在100平方公里到200平方公里之間的為大城市，處在50平方公里到100平方公里之間的為中等城市，建成區(qū)面積小于50平方公里的為小城市。通過公式（3）計算出中國262個（拉薩市數(shù)據(jù)缺失）地級及以上城市2000-2010年土地擴展幅度指數(shù)，整體擴張幅度指數(shù)呈現(xiàn)出“小城市﹤中等城市﹤大城市﹤特大城市”的規(guī)律（見表2），高于全國平均增長速度的城市個數(shù)呈現(xiàn)出“小城市﹤中等城市﹤大城市﹤特大城市”的態(tài)勢，說明城市的規(guī)模越大，用地擴張的速度越快，城市規(guī)模體系的不平衡趨勢愈亦明顯。

（三）不同區(qū)域城市用地擴張比較

在參考相關學者關于區(qū)域劃分研究的基礎上，將全國劃分為八大區(qū)域，以適應中國當今經濟發(fā)展的實際，同時能夠更深入對各個地區(qū)進行對比分析，這八個地區(qū)分別為東北地區(qū)（包括遼寧、吉林、黑龍江）、北部沿海地區(qū)（包括北京、天津、河北、山東）、東部沿海地區(qū)（包括上海、江蘇、浙江）、南部沿海地區(qū)（包括福建、廣東、海南）、黃河中游地區(qū)（包括陜西、山西、河南、內蒙）、長江中游地區(qū)（包括湖北、湖南、江西、安徽）、西南地區(qū)（包括云南、貴州、四川、重慶、廣西）、大西北地區(qū)（包括甘肅、青海、寧夏、西藏、新疆），這八大區(qū)域整體擴張指數(shù)呈現(xiàn)出西南地區(qū)﹤東北地區(qū)﹤長江中游地區(qū)﹤黃河中游地區(qū)﹤大西北地區(qū)﹤北部沿海地區(qū)﹤東部沿海地區(qū)﹤南部沿海地區(qū)，其中南部沿海地區(qū)、東部沿海地區(qū)、北部沿海地區(qū)以及大西北地區(qū)擴張指數(shù)高于全國平均水平，前三個區(qū)域對外開放早，區(qū)位條件好，再加上改革開放以來政策傾斜效應，經濟增長比較快，用地規(guī)模迅速增大；大西北地區(qū)由于國家西部大開發(fā)政策的進一步推進以及利用東部產業(yè)向中西部轉移的機會，發(fā)展也比較迅速；而黃河中游地區(qū)、長江中游地區(qū)、西南地區(qū)以及東北地區(qū)整體擴張指數(shù)低于全國平均水平，中部地區(qū)的黃河中游與長江中游地理區(qū)位與東部相比，其對外聯(lián)系明顯不如東部沿海地區(qū)，同時國家政策向西部的傾斜，導致土地擴張指數(shù)低于全國平均水平。地區(qū)擴張最高指數(shù)是南部沿海地區(qū)，擴張指數(shù)為134%，最低擴張指數(shù)為西南地區(qū)，擴張指數(shù)為10.8%，由此可以看出中國用地擴張的區(qū)域差異非常明顯。

（四）不同省份城市用地擴張比較

2000-2010年地級及以上城市用地整體擴張幅度指數(shù)超過100%的為以下直轄市及省份：北京市、重慶市、山東省、江蘇省、浙江省、福建省、廣東省、內蒙古自治區(qū)、江西省、云南省、寧夏回族自治區(qū)，在這些省份城市中，城市用地規(guī)模擴張幅度較大的有：濱州市、泉州市、深圳市、佛山市，用地擴張幅度均超過300%。城市用地擴張幅度指數(shù)低于50%的省份有：遼寧省、黑龍江省、貴州省、青海省。中國城市用地擴張幅度的省際差異非常明顯。

表2　中國不同規(guī)模等級城市用地擴張情況統(tǒng)計表

表3　中國不同區(qū)域的城市用地擴張統(tǒng)計表

三、影響城市用地擴張的因素分析

城市用地擴張是多種因素綜合作用的結果，這些因素相互影響、相互制約，這些因素的合力造成了城市用地的擴張。

（一）自然條件

隨著科學技術的發(fā)展，人類活動受自然環(huán)境的影響減弱，但是自然因素仍然是影響城市擴張的一個不可忽視的因素。影響城市用地規(guī)模擴張的自然條件主要是氣候、水文、地形。從地形方面來說，我國可分為三級階梯，第一級階梯為青藏高原區(qū)，平均海拔4500米以上，以高原為主，自然條件相當惡劣，城市發(fā)展緩慢，以青海省西寧市為例，2000-2010年的西寧市擴張幅度指數(shù)僅為10%。第二級階梯為西北內陸區(qū)，平均海拔在2000-3000米，以高原盆地為主，由于山地所占比重較大，城市發(fā)展也較為緩慢，以蘭州市、重慶市為例。蘭州是典型的“兩山夾一河”的地形，對城市用地擴張限制作用大，2000-2010年的蘭州市擴張幅度指數(shù)僅為20%，地形是蘭州市向外擴張的重要限制因素；同樣位于第二級階梯上的重慶市卻不同，重慶市處于四川盆地中，2000-2010年擴張幅度指數(shù)為232%，平坦的地形為重慶市擴張?zhí)峁┝吮憷５谌夒A梯為東部平原丘陵區(qū)，平均海拔在500米以下，以平原丘陵為主，由于地勢低平，為城市擴張?zhí)峁┝擞欣麠l件，2000-2010年間城市用地擴張幅度指數(shù)超過200%的城市，基本都是第三階梯上的地級市，例如山東的濱州市擴張幅度指數(shù)為314%，廣州的惠州市擴張幅度為617%，這與得天獨厚的有利地形密切相關。

（二）行政區(qū)劃變動

城市建成區(qū)面積變動幅度較大的另一個重要因素是行政區(qū)劃的調整，通過將周圍地區(qū)的縣或者村納入市轄區(qū)，致使城市建成區(qū)面積突變。例如北京在2001年將大興縣、懷柔縣、平谷縣納入其管轄范圍，使北京建成區(qū)面積大幅增加，上海、南京等城市由于行政區(qū)劃的變動，建成區(qū)面積變動也很明顯。大城市行政區(qū)劃調整較為頻繁，特別是省會城市以及直轄市，這與城市所擁有的經濟權利有很大的關系。

表4　部分行政區(qū)劃變動較大的城市情況一覽表

（三）人口變動

城市人口增長是影響城市用地擴張的最直接的因素之一。城市人口增長，必然會導致其對城市綠地、住房、交通以及服務設施需求的增加。當前隨著城市化的快速發(fā)展，越來越多的農村人口涌入城市以尋求新的就業(yè)機會以及高收入、高投資收益，這樣必然導致城市用地規(guī)模擴大以滿足新增人口的需要。利用SPSS軟件，選取《中國城市統(tǒng)計年鑒》（2011年）中的262個地級及以上城市（拉薩市數(shù)據(jù)缺失）的市轄區(qū)人口和建成區(qū)面積進行相關性分析，得到Pearson相關系數(shù)為0.859，兩個變量不相關的概率為0，由此可以得出城市人口增長也是城市用地擴張的主要因素之一。

（四）經濟增長

城市經濟發(fā)展本身需要更多的土地支撐。隨著城市化進程的推進，城市內部空間以及資源的有限性導致一部分工業(yè)企業(yè)必須向外擴張，這樣必然會帶來住宅、醫(yī)院、學校等一些基本服務設施的興建，城市規(guī)模得以擴大。同時，居民收入的提高，對生活水平、城市生產、住宅環(huán)境提出了更高的要求，利用SPSS軟件，選取《中國城市統(tǒng)計年鑒》（2011年）中的262個地級及以上城市（拉薩市數(shù)據(jù)缺失）的市轄區(qū)職工平均工資和建成區(qū)面積進行相關性分析，得Pearson相關系數(shù)為0.622，兩個變量不相關的概率為0，由此可以得出居民收入提高也是城市用地擴張的主要因素之一。此外，巨型工程的建設也會對城市用地擴張有重大影響，這些巨型工程包括機場、軌道交通以及快速通道等基礎設施以及大學城、科技園、開發(fā)區(qū)等。例如2010年中國上海世界博覽會的舉辦，中國政府總投資為317.01億人民幣，其中世博會主體的建設支出為119.64億元；虹橋、浦東機場的擴建、國際碼頭的興建等都需要大量的城市用地；會展前期政府資金大量注入，會展中大量游客的食、住、行以及會展后期投資環(huán)境的進一步改善，都會刺激上海產業(yè)結構的進一步調整，城市用地規(guī)模也會進一步擴大。

四、結論

本文選取了中國262個地級及以上城市作為樣本，利用位序-規(guī)模法則分析了2000-2010年中國城市規(guī)模分布的總體趨勢，并利用城市用地擴張幅度指數(shù)，分析城市用地擴張?zhí)卣鳎詈髲淖匀粭l件、行政區(qū)劃變動、人口、經濟四個方面出發(fā)，探討這些因素對城市用地擴張的影響，并得出以下結論：

第一，中國地級及以上城市用地規(guī)模分布總體上符合位序-規(guī)模法則，城市建成區(qū)規(guī)模也存在著偏離位序-規(guī)模曲線的趨勢，總體來說城市用地規(guī)模差距在拉大，城市用地規(guī)模趨于集中。中國城市建成區(qū)面積持續(xù)增加，不同城市用地擴張速度存在差異；城市在不同年份用地擴張速度也存在差異。

第二，中國262個地級及以上城市在2000-2010年整體擴張幅度指數(shù)呈現(xiàn)出“小城市﹤中等城市﹤大城市﹤特大城市”的規(guī)律，高于全國平均增長速度的城市個數(shù)也呈現(xiàn)出“小城市﹤中等城市﹤大城市﹤特大城市”的態(tài)勢，城市規(guī)模體系的不平衡趨勢愈亦明顯。

第三，中國八大區(qū)域整體擴張指數(shù)呈現(xiàn)出西南地區(qū)﹤東北地區(qū)﹤長江中游地區(qū)﹤黃河中游地區(qū)﹤大西北地區(qū)﹤北部沿海地區(qū)﹤東部沿海地區(qū)﹤南部沿海地區(qū)，地區(qū)擴張最高指數(shù)是南部沿海地區(qū)，最低擴張指數(shù)為西南地區(qū)，中國用地擴張的區(qū)域差異非常明顯。

第四，建成區(qū)面積的擴張與自然條件、行政區(qū)劃調整、人口、經濟等因素密切相關，而這些因素又是相互作用、互相制約，共同推進建成區(qū)面積的擴張。

（作者單位：華東師范大學中國現(xiàn)代城市研究中心）

式中：P為門檻人口規(guī)模，N為大于P的城市數(shù)量，D為城市規(guī)模分布的分維值，A為系數(shù)。q和D用來判定城市規(guī)模的均衡度，如果用最小二乘法估計得出的q和D，此時q和D乘積為（R2）。