城鎮工礦用地與工業化的耦合關系及低碳對策

吳殿鳴+邵大偉

摘要： 以江蘇省65個縣（市）為單元，運用探索性空間數據分析（ESDA）方法，分析1996—2012年江蘇省工業化發展和城鎮工礦用地變化系數的相關關系。結果表明，工業化呈現“蘇南—蘇中—蘇北”梯次推進的格局過程；城鎮工礦用地增長率工業化中期最高，工業化后期次之，工業化初期最小；城鎮工礦用地增長與經濟增長存在較強的相關性，城鎮工礦用地變化對第二、三產業產值的貢獻存在4～6年滯后期，同時由于勞動力和資本存量較大，蘇南地區的南京、蘇州、無錫等地區的城鎮工礦用地與第二、三產業產值變化的相關性相對較低。根據發展階段及土地利用水平的不同，分別針對蘇北、蘇中、蘇南 提出了差異化的低碳土地策略，從而推動土地資源低碳化利用，提升集約化、高效化水平。

關鍵詞： 江蘇省；城鎮工礦用地；工業化；耦合關系；低碳發展

中圖分類號： F323.211 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）22-0349-04

土地是經濟社會活動的載體，現階段土地要素對于中國的經濟增長作出了具有“中國特色”的貢獻[1]。我國經濟增長依賴于土地的寬供應，土地開發利用過程中普遍存在較為嚴重的集聚不足、集約不夠和效益低下問題，現行土地利用制度支撐了我國經濟多年的高速增長和工業化、城鎮化進程的快速發展，但由此也形成了以土地資源為支撐的粗放式發展模式，不協調、不可持續問題較為突出[2]。

不同區域經歷不同的經濟發展階段及相應的經濟結構模式，所以面臨類似的土地利用問題，存在一定的內在規律性[3]，現階段這種規律性偏重于土地利用變化與經濟發展階段的研究[4-5]。城鎮工礦用地是社會經濟活動尤其是二、三產業發展的重要載體，研究其與經濟發展的關系可以深化建設用地與經濟發展的關系[6]。建設用地變化研究具有明顯的空間區位特征，在一定程度上存在空間依賴性[7]。傳統的區域建設用地變化差異度量方法，如簡單的數量比較、變異系數（CV）和泰爾指數（Theil）等用于反映區域建設用地變化差異，相對缺乏空間視角，難以有效揭示區域空間差異，以省域內縣（市）為尺度的研究也較少[4]。

探索性空間數據分析（exploratory spatial data analysis，簡稱ESDA）是集合了一系列空間數據分析和技術的方法，以空間關聯測度為核心，通過對事物或現象空間分布格局的描述與可視化，發現空間集聚和空間異常，揭示研究對象之間的空間相互作用機制[8]。本研究借助ESDA方法，研究工業化發展進程和狀態與城鎮工礦用地變化的關系，揭示在不同工業化階段下，區域城鎮工礦用地的消耗和使用水平，提出低碳土地供應策略，以期提高土地的集約利用水平、利用效率，為建設用地可持續供應提供可能的理論和數據基礎。

1 研究方法與數據來源

1.1 數據來源及預處理

本研究數據來源主要包括土地利用數據和社會經濟數據：（1）土地數據來源于國土部門的歷年變更調查數據。所涉城鎮工礦用地指城市（201）、建制鎮（202）、采礦用地（204）之和，3種地類在歷次土地分類中較為一致，土地分類方法對本研究關注城鎮工礦用地影響較小；（2）歷年GDP來源于1997—2013年的《江蘇省統計年鑒》。

數據研究的時間序列為1996—2012年。為了研究時空變化，將1996—2012年劃分為4個時段，分別為1996—2000年、2001—2004年、2005—2008年、2009—2012年。1996—2012年跨越了17年，為了避免行政區劃導致增長率出現波動，城鎮工礦用地增長率采用該年份前后2年的平均值。

借助ArcGIS 9.3軟件進行相關空間分析。空間分析尺度以2012年行政區劃為基礎，以縣（市）為基本空間單元，市轄區合并為1個單元。因蘇州市吳江市（2012年）、南京市高淳縣和溧水縣（2013年）、徐州市銅山市（2010年）、泰州市姜 堰市（2012年）、南通市通州市（2009年）撤縣（市）設區的時間與本研究的最后時間2012年較為接近，市轄區的作用尚未顯現，相關統計資料仍可獲取，仍視作縣域單元，最終空間分析尺度確定為江蘇省65個縣（市、區），包括13個省轄市區和52個縣（市），分析變量為產業結構和城鎮工礦用地變化率。

1.2 城鎮工礦用地增長系數

城鎮工礦用地增長系數的計算主要采用張文忠等研究成果[9]，表達式為：

UL=（ t[KG-2.5mm][KF（]St/S0[KF）]-1）×100。

式中：UL表示建設用地擴展速度系數，反映研究單元的建設用地增長速率；St表示各研究單元末期城鎮工礦用地面積；S0表示各研究單元基期建設用地面積；t表示研究時段。

2 結果與分析

2.1 工業化進程的空間格局演變分析

當第一產業比重高于20%，第二產業比重較低時，工業化處于初期；當第一產業比重低于10%，第二產業比重超出第三產業時，工業化進入中期；當第一產業比重降低到10%以下， 第二產業比重上升到最高水平，第三產業比重不斷提高，標志著工業化進入了后期階段。1996年，江蘇省的第一、第二、第三產業比例為16.5% ∶ 51.2% ∶ 32.3%，按照工業化階段中的產業結構理論，江蘇省處于工業化中期階段，此后直到2006年，第一產業比重逐漸下降到7.1%，第二產業比重上升到56.6%的歷史最高水平，第三產業比重開始上升（圖1）。因此，總體上江蘇省在2006年開始進入工業化后期階段。

通過比較第一、第二、第三產業比重和變化趨勢，劃分了江蘇省各縣（市）在1996、2000、2004、2008、2012年5個時點工業化水平的空間格局（圖2）。1996年，蘇南的26個縣（市）依靠臨近上海的區位優勢和鄉鎮企業的蓬勃發展，率先進入了工業化中期階段，而蘇中、蘇北大部分區域仍處于工業化初期階段，此時大致以長江為界，縣域所處的工業化早期和中期階段的空間集聚性明顯；1996—2000年工業化進程緩慢，由于經濟發展的梯度推移，泰興市、姜堰市、通州市、溧水縣4個縣（市）由工業化初期進入工業化中期階段；2001—2004年，蘇中和蘇北的市轄區率先進入工業化中期，如淮安市區和鹽城市區。同時梯度推移現象明顯，如皋市、高淳縣、銅山縣，啟東市等鄰近早已進入工業化中期的地區逐步進入工業化中期。同時，昆山依托鄰近上海的區位優勢，率先進入工業化后期階段；2005—2008年期間，工業化進程處于加速階段，以蘇州為代表的蘇南大部分地區進入工業化后期階段，蘇中地區全部進入工業化中期階段，蘇北地區則以市轄區為增長的核心，逐步進入工業化中期階段；至2012年，蘇南地區和長江沿岸縣（市）全部進入工業化后期。除沛縣、泗洪縣、灌云縣、響水縣、漣水縣和射陽縣外，蘇中和蘇北地區進入工業化中期階段。

2.2 城鎮工礦用地變化空間格局演變分析

2.2.1 省級層面的城鎮工礦用地數量變化

由圖3可以看出，1996年江蘇省城鎮工礦用地面積為385 967.68 hm2，分別占土地總面積、城鄉建設用地面積的3.62%、29.76%，至2012年，城鎮工礦用地面積為794 744.37 hm2，分別占土地總面積、城鄉建設用地面積的7.51%、43.28%。16年間城鎮工礦用地面積增長了1.05倍，同時城鎮工礦用地占城鄉建設用地的比重提高，從側面體現了農村建設用地比例的相應減少。從變化速度來看，城鎮建設用地的增加呈現倒“U”形，1996—2002年增長較為緩慢，增長率在3%左右；此后快速增長，至2004年增長率出現極大值，增長率較前1年高12.01%；隨后開始下降，2006—2009年保持5%的穩定增長；2009年以后，城鎮工礦建設用地增長率逐年下降。江蘇省的快速工業化時期在2000—2008年左右，且2004—2008年的工業化速度明顯快于前一階段，而城鎮工礦用地快速增長期為2001—2009年，因而城鎮工礦用地增長與工業化速度較為同步，從波動頻率來看，2004年城鎮工礦用地增長出現極大值后，工業化加速推進，初步可以得出，城鎮工礦用地的增加與工業化速度存在滯后期。

2.2.2 縣域單元的城鎮工礦用地變化

為減輕突變影響因素、綜合消除時間波動的影響和干擾，采用平均增長率表征各縣（市）城鎮工礦用地的變化情況。分別計算各縣（市）1996—2000年、2001—2004年、2005—2008年、2009—2012年4個時間段的平均增長率，同時為了便于在省內對比，采用極值標準化，分析各縣（市）的相對變化程度（圖4），并采用自然斷裂法（natural breaks）分為3級。結果表明，1996—2000年，蘇南、蘇中、蘇北城鎮工礦增長率相當；2001—2004年蘇南地區的城鎮工礦增長率普遍快于蘇中、蘇北；2005—2008年城鎮工礦增長率的格局與前一階段類似，但蘇南地區增長率明顯降低，高值出現在沛縣、響水、阜寧等城鎮工礦用地基數較低的區域；2009—2012年城鎮工礦用地增長高值區域位于宿遷市區、淮安市區、鹽城市區基期周邊區域，蘇北地區的城鎮工礦用地增長速度位于江蘇省前列。

2.3 城鎮工礦用地變化與工業化的耦合分析

2.3.1 不同工業化階段城鎮工礦用地變化

通過第一、第二、第三產業比重及其變化情況，劃分各縣（市）在1996—2012年所經歷的工業化階段，然后分別計算各縣（市）每個工業化階段的城鎮工礦用地平均變化率，分析結果與各縣（市）城鎮工礦變化率趨勢相對應，蘇南地區在研究時段內由工業化中期進入工業化后期，蘇中同時經歷從工業化早期到工業化后期的3個階段，而蘇北正在由工業化早期進入工業化中期。正是由于這種差異性的存在，使通過空間換取時間來統計不同工業化階段的城鎮工礦用地變化率成為可能。

蘇南、蘇中、蘇北三大區域在工業化不同時期的城鎮工礦用地平均增長率見表1，可以看出，江蘇省在工業化的3個階段的城鎮工礦用地增長率分別為3.30%、5.16%、3.91%，且蘇南、蘇中、蘇北在3個階段中的城鎮工礦用地變化均呈現工業化中期階段的城鎮土地增長率最高，工業化后期次之，工業化初期最低的特征。在65個空間分析單元中，符合這種特征的縣（市）達40個，去除8個在1996—2012年仍處某一工業化狀態的縣（市），符合率為70.18%。蘇南在3個階段的城鎮工礦用地增長率都高于同時段的江蘇省平均水平，說明蘇南地區的城鎮工礦用地在3個工業化階段增長較快，但同時劇烈擴展型地區的建設用地效率最高。

2.3.2 城鎮工礦用地變化與工業化進程滯后期估計

二、三

產業GDP是衡量工業化進程的重要指標，同時城鎮工礦用地也是二、三產業GDP產出的主要載體。為了分析城鎮工礦用地變化與工業化進程中滯后期，若以每個縣（市）為分析對象，數據量顯然過大，且部分縣（市）因行政區劃調整等導致城鎮工礦用地增量變化異常值較易出現，以13個大市為單元則可避免出現的異常值，選用1996—2012年城鎮工礦用地增量和二、三產業增量，運用普通最小二乘法（OLS）估計方法分別測算工業化進程中城鎮工礦用地效用滯后2～8期的相關系數，以調整后的R2和F統計量為判斷依據，二者同時最大時為擬合效果最佳。

結果表明，蘇南的南京、無錫、常州、蘇州、鎮江，蘇北的徐州在滯后2～8期均沒有表現較好的擬合程度，而南通、連云港[CM（25]、淮安、鹽城、宿遷均表現出較高的擬合程度，且集中在第

4～6期，如連云港在滯后5期的調整后的R2為0.939 2，F統計量為52.456 1，此后雙雙開始下降，也就是說，城鎮工礦用地對經濟發展的效用滯后4～6年。這就解釋了1996—2012年城鎮工礦用地變化快于工業化進程（可能受到供地周期和建設工程周期影響）。

3 工礦用地與經濟發展的低碳對策

研究結果表明，省級土地管理部門應基于經濟增長與建設用地擴張的內在關系，推行差別化的土地政策，推動土地低碳化利用，提升集約化、高效化水平。（1）蘇南地區和蘇中部分地區處工業化后期階段，建設用地尤其是工礦用地擴張的產出效率較低，而生態環境負面影響大，應避免高碳匯土地類型的流失，嚴格控制蘇南地區新增建設用地；同時，通過城鄉增減掛鉤等途徑盤活農村集體存量建設用地，加快再利用步伐，并將其與耕地、生態用地相結合，控制土地成本，提高生態效益；著重提高技術進步、高附加值產業對經濟增長的貢獻率。（2）蘇中大部分地區處于工業化中期階段，建設用地增長仍對經濟發展有一定的推動效應，應合理安排部分新增建設用地，重點保障城鎮基礎設施用地。重大工程項目用地和民生工程用地，同時應吸取蘇南等發達地區的發展經驗，嚴格限制單位產出的土地代價水平，注重各類產業用地的內涵挖掘，提高土地低碳化利用水平；同時節能降耗，依托技術進步實現經濟跨越發展，降低土地成本。（3）蘇北大部分地區正處于工業化早期階段，應遵循工業發展與區域性糧食保障、區域生態環境保護并重的原則，適宜發展工業的地區應給予建設用地指標傾斜，且應選擇能耗低、環境影響小的產業類型；而對于農業主產區、生態維育保護區，政府績效考核應與經濟增長脫鉤，確保區域糧食、生態安全，實現工業化早期階段的低碳化，避免走先高碳、后治理的老路子。

4 結論

（1）工業化進程的空間集聚性明顯，空間格局演變大致由蘇南—蘇中—蘇北逐步推進，體現了梯度推移規律，同時，跨江通道、高速公路等重大基礎設施建設加速了工業化進程。城鎮工礦用地的變化在不同工業化階段的特征是工業化中期最高，工業化后期次之，工業化初期最小，即工業化初期階段對土地投入成本需求較小，工業化中期階段依賴大量土地的投入推動工業化快速發展，在工業化后期階段，由于資本、勞動力和技術因素對經濟貢獻程度提高，用地需求相對減小。城鎮工礦用地增長與經濟增長存在較強正相關關系，城鎮工礦用地變化對二、三產業產值的貢獻存在4～6年滯后期；同時由于勞動力和資本存量較大，蘇南地區的南京、蘇州、無錫等地區的城鎮工礦用地與二、三產業產值變化的相關性相對較低。（2）根據發展階段的不同，應提供有針對性的低碳化土地供給策略，工業化后期注重低碳技術替代土地供給、建設用地再利用，甚至土地復墾、恢復生態用地；工業化中期嚴格限制單位產出的土地代價水平，提高各類產業用地的低碳化利用水平；工業化早期地區注重發展低能耗、低環境影響經濟

類型，不遺余力地保護糧食生產、保育生態環境。

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