土地利用效益與新型城鎮化協調度分析與評價*
——基于長江中游地區的實證分析

張曉芳

(蘇州科技大學環境科學與工程學院,江蘇蘇州 215009)

·研究報告·

土地利用效益與新型城鎮化協調度分析與評價*
——基于長江中游地區的實證分析

張曉芳

(蘇州科技大學環境科學與工程學院,江蘇蘇州 215009)

[目的]通過構建土地利用效益與新型城鎮化評價指標體系，評價長江中游地區土地利用效益與新型城鎮化協調發展度。[方法]運用由全局主成分分析法、均方差權值法構成的綜合確權法，基于耦合度、協調發展度模型探討2006～2014年長江中游地區土地利用效益與新型城鎮化的協調發展關系，并進行時空上的分析與評價，借助空間自相關模型探討協調發展水平的空間集聚特征。[結果]長江中游地區土地利用效益與新型城鎮化協調發展水平總體較高，協調發展類型由研究基期的低度協調型逐步優化為末期的中高度協調型。武漢都市圈為協調發展度高水平集聚區； 協調發展度高值點主要集中在武漢與長沙，協調發展度低值點由基期的益陽、婁底等城市轉變為末期的宜昌、咸寧、鷹潭等地。2006～2012年Moran′s I值均為負，協調發展度集聚特征由相異屬性集聚向隨機狀態轉變， 2014年Moran′s I值正，協調發展度呈相似屬性集聚狀態。[結論]長江中游地區協調發展度空間集聚特征呈現由相異屬性集聚向相似屬性集聚狀態轉化，協調聚集區空間格局趨于穩定，發展態勢良好。

土地利用效益 新型城鎮化 協調度 時空特征 長江中游地區

0 引言

2014年國務院發布《國家新型城鎮化規劃(2014～2020年)》，土地利用效益與新型城鎮化協調發展水平研究成為土地管理學科的熱點問題。城鎮化發展必然導致土地利用結構改變即建設用地迅速擴張、耕地數量受到威脅，要避免新型城鎮化發展進程中不斷加重的土地供需矛盾問題，必須進行土地集約利用，提高土地利用效益。國內外學者關于土地利用效益與城鎮化關系的研究成果較豐富，學者們從不同角度進行相關研究，成果頗多。研究內容方面，左乃先[1]認為城鎮化對土地集約利用具有顯著正向影響，適度城鎮化也會推進土地利用效益的提升，正確處理土地利用效益與新型城鎮化間的關系，對西部地區城鎮化健康、發展極為迫切； 劉浩[2]以環渤海地區為例，提出土地集約利用與城鎮化耦合發展關系具有動態性及相對性，通過空間聚類分析發現高值集聚地域為京津冀圈，低值集聚地域則為遼東半島圈； 張超[3]以蘭州市為例，認為城鎮化進程中解決土地供需矛盾的關鍵是土地資源的高效配置，提高土地利用效益； 錢宏勝[4]、劉學[5]等分別以河南省、山西省為例，指出土地利用與城鎮化協調發展程度共同決定城鎮化系統的發展狀態，二者存在天然的交互耦合關系。Steven[6]對城鎮化發展與土地集約利用效益的相互關系給予論證，探討了通過土地高效利用減少城鎮無序擴張； 也有學者研究了城鎮化發展與耕地保護[7]、農業生產[8]及生態環境[9-10]的協調發展關系。目前國內學者在土地利用效益評價[11]、新型城鎮化水平[12-13]測度兩方面均展開了深入研究。研究方法模型涉及兩步全局主成分分析法[14]、熵值法[4-5]、均方差權值法[15]、AHP與Delphi[16]、變異系數法[17]、動態計量經濟模型[18]、遙感模型[19]等。長江中游地區作為我國跨區域型特大城市群，對促進中部地區崛起、全方位深化土地利用效益和推進新型城鎮化發展意義重大，在我國區域發展格局中占有重要地位。

基于前人的研究成果，文章以長江中游地區為研究區域，以2014年國務院最新發布的新型城鎮化規劃方案為標桿，構建土地利用效益與新型城鎮化評價指標體系，運用全局主成分分析法與均方差權值法進行綜合確權，基于耦合度、協調發展度及空間自相關模型對2006～2014年長江中游地區土地利用效益與新型城鎮化協調度予以時空的分析與評價，以期為長江中游地區全方位、健康快速發展提供有益借鑒，并為國內外類似相關研究提供科學參考。

1 研究區概況

圖1 長江中游覆蓋地區

該文界定研究區范圍為長江中游地區(圖1)，即長江中游城市群[20]， 2015年4月國務院批復同意《長江中游城市群發展規劃》，這是落實長江經濟帶重大國家戰略的重要舉措。長江中游城市群是以武漢城市圈、環長株潭城市群、環鄱陽湖城市群為主體形成的特大型城市群，面積為世界之最，國土面積約31.7萬km2，人口約1.1億，GDP為4.5萬億元。規劃范圍包括湖北省的武漢、黃石、宜昌、襄陽、鄂州、荊門、孝感、咸寧，湖南省的長沙、株洲、湘潭、衡陽、岳陽、常德、益陽、婁底，江西省的南昌、景德鎮、萍鄉、九江、鷹潭、宜春、上饒共23個城市。

2 研究方法

2.1 數據來源與處理

該文數據源自2006～2014年《湖北省統計年鑒》《湖南省統計年鑒》《江西省統計年鑒》、《2006～2014年中國經濟社會發展統計數據庫》及各省市的國民經濟和社會發展統計公報。文章數據預處理采用極差標準化法進行標準化處理。

正向指標標準化公式：

(1)

負向指標標準化公式：

(2)

Xij、X′ij分別為原始數據、標準化后數據；Xmax、Xmin分別為相應指標數據的最大值、最小值。

2.2 構建指標體系

該文從新型城鎮化水平和土地利用效益兩方面選取指標。為使評價結果科學、可靠，文章借鑒已有研究成果，在以《國家新型城鎮化規劃(2014～2020年)》為重要依據的基礎上，采用頻度統計、理論分析法進行指標統計與篩選[21]。利用CNKI數據庫進行頻度統計： 2006～2014年有關新型城鎮化水平測度文獻有1.062 8萬篇，土地利用效益指標設計的文獻有260篇，從中選取研究者使用頻度較高的指標； 然后進行理論分析，結合長江中游地區各城市發展現狀，對新型城鎮化和土地利用效益兩大體系進行外拓：從人口城鎮化、經濟城鎮化、社會城鎮化及生態城鎮化等3個方面給予新型城鎮化內涵擴充，從土地經濟效益、社會效益及生態效益等3個方面選取土地利用效益評價指標進行指標分解與細化(表1)。

表1 土地集約利用與新型城鎮化評價指標體系

目標層準則層指標層土地利用效益土地經濟效益地均GDP(萬元/km2)地均財政收入(萬元/km2)地均二、三產業增加值(萬元/km2)土地社會效益地均貨物總量(t/km2)地均客運量(萬人次/km2)地均郵電業務總量(萬元/km2)土地生態效益地均二氧化硫排放達標量(t/km2)地均工業廢水排放達標量(t/km2)地均固體顆粒物排放達標量(t/km2)地均三廢利用產品產值(萬元/km2)新型城鎮化水平人口城鎮化城市人口自然增長率(%)城市人口密度(%)經濟城鎮化人均GDP(元/人)城市固定資產投資總額(萬元)城市居民人均可支配收入(元)社會城鎮化每萬人擁有車輛(輛)固定電話用戶(萬戶)國際互聯網用戶(戶)生態城鎮化人均綠地面積(m2/人)城市環境設施投資額(萬元)

2.3 確定指標權重

2.3.1 全局主成分分析法

全局主成分分析法是一種多指標綜合評價分析方法，需建立全局數據表，借助SPSS對標準化后的指標數據進行經典主成分分析，得到因子提取結果及回歸系數，根據回歸系數計算每個樣本各指標權重，最終得出各個指標得分。

(3)

Aim為第i個城市第m個公共因子得分，Wj為第j項指標權重，X′ij為指標標準化后的數值。

(4)

(5)

Ti為土地利用效益得分值，Ti′為新型城鎮化得分值，Mm、Nm分別為土地利用效益及新型城鎮化水平評價體系中第m個公共因子的方差貢獻率。

2.3.2 均方差權值法

均方差權值法是一種客觀賦權法，可減少主觀影響和某些客觀局限。通過加權求和法計算土地利用效益和新型城鎮化水平。

(1)標準化處理

(6)

(7)

樣本i指標j得分Fij=Wj×X′ij

(8)

(9)

Hi為土地利用效益得分值，Hi′為新型城鎮化得分值。

2.3.3 綜合得分值

(10)

Si為土地集約利用綜合得分，Ui為新型城鎮化綜合得分。

3 評價模型的構建

3.1 耦合度模型

耦合度由物理學概念衍化而來，用來描述兩個及兩個以上系統間相互作用而導致彼此影響的現象。土地利用效益與新型城鎮化彼此既相互獨立又相互影響，可以用耦合度模型來量化二者之間的影響程度。

(11)

C為耦合度系數， 0≤C≤1，C值越大表明土地利用效益與新型城鎮化越協調；α、β為待定系數且α+β=1，k為調節系數， 2≤k≤8。該文認為土地利用效益與新型城鎮化發展同等重要，令α=β，k=5。

3.2 協調發展度模型

耦合度模型難以評價多個地域空間的協調發展水平，無法實現不同地域的橫向比較，故引入協調發展度模型D[22]：

(12)

D為耦合發展度系數， 0≤D≤1，D值越大，土地利用效益與新型城鎮化協調發展水平越高。

3.3 空間自相關模型

借助Geo da軟件[23]，將“土地利用效益與新型城鎮化協調發展度”視為系統唯一屬性變量，采用全局Moran′s指數分析二者協調發展度的空間聚類特征。數值位于[-1， 1]，接近1表示相似屬性集聚，研究區內土地利用效益與新型城鎮化水平的協調發展度規模效應明顯，接近-1表示相異屬性集聚，表面研究區內協調發展水平分布很不均衡，接近0則表示無空間聚類效應，屬性在空間上隨機分布。

(13)

4 結果與分析

根據土地利用效益與新型城鎮化水平綜合發展指數及耦合度、協調發展度模型，得到長江中游地區23個城市的土地利用效益與新型城鎮化協調發展度值(表2)。

表2 2006～2014年長江中游地區土地利用效益與新型城鎮化協調發展度評價結果

20062008201020122014武漢0.5520.5750.6370.7030.757黃石0.4310.4900.5120.5730.634宜昌0.4270.4680.5440.5660.619襄樊0.3990.4950.5910.6280.637鄂州0.4450.4940.5620.6470.702荊門0.4620.5530.5350.6300.691孝感0.4330.4970.5220.6020.663咸寧0.4290.4750.5180.5310.641長沙0.4970.5290.6030.7010.755株洲0.4010.5130.5560.6320.684湘潭0.3390.4560.4880.5690.633衡陽0.4310.4760.5500.6110.642岳陽0.4480.4350.4790.5760.656常德0.3480.4500.4980.6390.692益陽0.3360.4510.5660.6500.669婁底0.3040.4020.5070.5830.633南昌0.4630.4980.5270.5960.656景德鎮0.4770.5030.5300.6440.687萍鄉0.4000.4710.5260.6360.660九江0.4020.4470.5580.6290.656鷹潭0.4120.4860.5060.5850.647宜春0.4510.4950.5440.5720.655上饒0.4100.4360.4960.5750.638平均值0.4220.4820.5370.6120.666

4.1 協調發展階段

根據協調發展度計算結果，借鑒已有土地利用效益與新型城鎮化協調發展階段的劃分標準，針對研究區發展現狀，將長江中游地區土地利用效益與新型城鎮化協調發展階段劃分為輕度失調、低度協調、中度協調及高度協調4個階段(表3)。

表3 土地集約利用與新型城鎮化耦合發展階段與類型

協調發展度0

圖2 土地利用效益與新型城鎮化各級協調程度的城市數量

表4 2006～2014年長江中游地區協調 發展類型的Moran′s I指數

20062008201020122014Moran'sIMoran'sIMoran'sIMoran'sIMoran'sI-0.237-0.204-0.126-0.1090.037

4.2 協調發展度評價結果

4.2.1 協調度的時間演變

宏觀上，長江中游地區土地利用效益與新型城鎮化協調發展度數值呈逐步上升趨勢，協調發展水平以中高等強度協調為主，表明長江中游地區土地利用效益與新型城鎮化協調發展水平總體較高。2008年為長江中游地區協調發展水平變化的分水嶺： 2006～2008年僅2006年存在輕度失調型城市，大多數城市土地利用效益與新型城鎮化協調度較低，協調發展水平以低度協調型為主； 自2010年起協調度呈良性發展態勢，協調發展水平優化趨勢較大，逐步向中高度協調期發展， 2012年首次出現高度協調型城市，城市數量持續增長。微觀上，武漢、長沙作為湖北省、湖南省核心城市，其土地利用效益與新型城鎮化協調發展水平在長江中游地區名列前茅，并且帶動周圍副中心城市及小城市協調發展水平的提高，充分發揮中心城市強大的主導能力及輻射能力。南昌作為江西省核心城市，其協調發展水平整體不理想，協調發展水平低于非核心城市景德鎮與萍鄉，整體協調水平較為均衡。總體來看，得益于武漢城市圈在長江中游地區的核心地位及強大的“磁場力”，長江中游地區土地集約利用與新型城鎮化協調發展水平較均衡，邊緣城市根據各自城市定位各司其職，城市進入發展“黃金期”的同時，土地利用效益也大大提高(圖2與表2)。

4.2.2 協調度的空間演變

(1)以長江中游地區協調發展水平分析結果為基礎，借助GeoDA軟件計算長江中游地區協調發展度的全局空間自相關指數，并選取研究末期協調發展度的Moran散點圖深入分析。2006～2012年Global Moran′s I值均為負值，協調發展度呈相異屬性集聚狀態，協調發展水平區域差異性顯著； 2014年為正值，協調發展度呈相似屬性集聚狀態，長江中游地區各城市協調發展度較為均衡。總體來看，長江中游地區土地利用效益與新型城鎮化協調發展水平空間集聚特征呈由相異屬性集聚向相似屬性集聚狀態發展態勢。

圖3 2006～2014年長江中游地區協調發展水平空間差異情況與Moran′s I散點分布

(2)利用ArcGIS反權重距離插值法對長江中游地區2006～2014年協調發展水平空間分布特征進行深入探討。2006～2008年土地利用效益與新型城鎮化協調發展度呈由“東北向西南”逐步遞減態勢， 2010～2014年協調發展水平整體呈現以“武漢、長沙為中心，并逐步向外圍城市遞減”狀態。宏觀上，研究基期土地利用效益與新型城鎮化協調發展高水平區主要集中在“武漢都市圈”與“環鄱陽湖經濟圈”，研究中后期“武漢都市圈”與“環長株潭經濟圈”成為協調發展高水平區。微觀上，研究基期土地利用效益與新型城鎮化協調發展度“高值點”主要集中在武漢、長沙、南昌與景德鎮，“低值點”主要集中在益陽、常德、婁底等城市； 研究中期協調發展度“高值點”主要集中在武漢、長沙、襄樊與荊門，“低值點”主要集中在婁底、岳陽、宜昌、咸寧、上饒與鷹潭； 至研究末期，協調發展度“高值點”仍集聚在武漢與長沙，“低值點”主要分布在宜昌、咸寧、鷹潭、上饒及婁底，其中荊門、常德、鄂州與景德鎮協調發展水平較研究中前期有所提升。

長江中游地區土地利用效益與新型城鎮化協調發展水平空間演變特征呈現一定規律：武漢都市圈協調發展水平在長江中游地區遙遙領先。《長江中游城市群發展規劃》中提到“四個打造”，分別為“打造中西部新型城鎮化先行區”、“打造中國經濟發展新增長極”、“打造內陸開放合作示范區、“打造兩型社會建設引領區”，且長江中游地區未來發展第一重點任務是城鄉統籌發展，這也與長江中游地區“中西部新型城鎮化先行區”的定位相一致，從國務院對該地區整體定位不難看出，未來長江中游地區在探索新型城鎮化道路、促進區域一體化發展方面意義重大。因此，要深入理解長江中游地區的定位，發展具有區域特色的新型城鎮化模式，強化土地集約利用效率，提高土地利用效益，促進新型城鎮化與土地利用效益協同均衡發展。

5 結論與討論

(1)時間上，長江中游地區土地利用效益與新型城鎮化協調度總體較理想，協調發展水平優化趨勢較高。2010年為該地區協調發展水平的分水嶺， 2010年后協調度明顯提高。研究前期處于低度協調型城市所占比例較大，輕度失調與中度協調型城市比例較小，研究末期大多數城市處于中度協調期，高度協調型城市數量逐年增長。中心城市武漢、長沙協調發展水平較高，南昌協調發展水平居于中等。

(2)空間上，長江中游地區協調發展度空間集聚特征由相異屬性集聚向相似屬性集聚狀態轉化，協調發展水平呈正相關關系； 協調發展高水平區主要集中在武漢城市圈，環鄱陽湖經濟圈和環長株潭經濟圈分別在研究基期與末期協調發展水平較高； 協調發展度“高值區”主要以武漢與長沙為典型，南昌、景德鎮、荊門、襄樊在研究的某個時段也存在較高的協調度，耦合發展度“低值區”由研究基期的益陽、常德、婁底等城市變化為末期的宜昌、咸寧、鷹潭、上饒及婁底。

(3)上述研究表明，要促進長江中游地區土地集約利用與新型城鎮化水平進一步有所提升，需采取以下措施：(1)江西省作為長江中游地區欠發達省份，要尋求突破性發展，充分發揮中心城市的引導性，打破協調發展水平停滯不前的僵局； (2)鑒于長江中游地區發展雛形尚未完全形成，武漢城市圈、環長株潭城市群、環鄱陽湖城市群區域間彼此聯系不強，緊密、常態化的交流合作機制尚未建立，導致區域間城鎮化發展情況迥異，新型城鎮化與土地利用效益協調發展水平總體不高且區域差異非常明顯，因此三省定要齊心協力、實現社會經濟合作，增強在全國城市群中的地位，使城市群協調發展水平穩中求進。

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ANALYSIS AND EVALUATION OF COORDITION DEGREE BETWEEN LAND USEEFFICIENCY AND NEW URBANIZATION*——AN EMPIRICAL ANALYSIS BASED ON MIDDLE REACHES OF YANGTZE RIVER

Zhang Xiaofang

(School of environmental science and Engineering , Suzhou University of Science and Technology,Suzhou, Jiangsu, 215009 China)

The coordinated degree between land use efficiency and new urbanization is the core issue of land science.Using Generalization Principal Component Analysis, Mean-Squared Deviation Weight to determine the index weight, based on the coupling degree model and coordination development degree model, this paperdiscussed the relationship between land use efficiency and new urbanization in 2006～2014.The spatial autocorrelation model was used to explore the characteristics of spatial agglomeration of coordinated development level. The results showed thatthe coordinated development level between land use efficiency and new urbanization of the middle reaches of Yangtze River was generally high. The type of coordination development changed from the low to the moderate and high coordination. Wuhan Metropolitan hada high gathering area for coordinated development level. The high value points of coordinated development degree mainly concentrated in Wuhan and Changsha. The low value points concentrated in Yiyang and Loudi. The value of Moran′s I was negative in 2006～2012, and the agglomeration characteristics of coordination development degree transformed from diversity attribute clustering to random distribution. The Moran′s I was positive value in 2014, which indicated that the coordinated development degree was in similar attribute aggregation state. As a whole, the characteristics of spatial agglomeration of coordinated development degree in the middle reaches of Yangtze River transformed from diversity attribute clustering to similar attribute. The spatial pattern of the coordination gathering area tended to be stable and good.

land use efficiency; new urbanization; coordination degree; temporal and spatial characteristics; the middle reaches of Yangtze River

10.7621/cjarrp.1005-9121.20170410

2016-01-19

張曉芳(1971—)，女，山東濰坊人，博士、講師。研究方向：區域規劃、人文地理。Email：zxf201888@163.com

*資助項目：2016年度蘇州市產業技術創新專項(民生科技)項目“蘇州古城區大氣污染精細化來源解析及減排支撐技術研究”(ss201609)；2017年蘇州市科協軟科學研究重點項目“氣候變化影響下蘇州城市脆弱性分析及韌性城市建設策略”(szkxkt2017-B14)；2017年度蘇州市社會科學基金項目“蘇州市傳統村落生態補償機制的實施途徑與政策措施”(2017LX053)

C912.8; F301; TU984

A

1005-9121[2017]04062-07