城市更新片區土地利用變化規律研究
——以重慶市渝中區為例

周 滔，鄔 妮

（1.重慶大學建設管理與房地產學院，重慶 400045；2.重慶大學建設經濟與管理研究中心，重慶 400045）

隨著城市快速發展，城市土地利用變化成為學者關注的熱點[1]。國內外的學者們對土地利用變化的研究主要側重于土地利用變化規律與機制、土地利用變化驅動力、土地利用景觀格局變化以及土地利用變化的環境影響效應等[2-11]，也有學者運用多種模型預測未來土地利用變化情況[12-17]。上述研究主要側重于城市土地外向擴張情境下的城市土地利用變化。而近些年城市土地快速外向擴張的趨勢逐漸趨緩，城市更新作為城市發展的調節機制，以較大的規模和速度展開，其對城市土地利用的改變也十分顯著，因此有必要深入探究城市更新背景下城市土地變化的驅動因素以及在其作用下的土地利用變化規律。重慶市渝中區早在1997年左右就完成了全部的城市用地建設，其區域范圍內土地利用變化從城市建設用地不斷擴張轉變為城市內部用地結構調整和功能優化的城市更新模式。本文以重慶市渝中區為例，基于理論模型，通過分析1995—2015年期間土地利用變化情況，結合對不同時期土地利用變化驅動因素作用過程與結果的分析，研究城市更新片區的土地利用變化規律。

1 理論模型與研究設計

1.1 理論模型

城市更新活動實施的方式與結果主要取決于兩類因素，即更新的主體（含決策主體和實施主體），以及相應主體的利益取向，而后者表現為經濟、社會、政治三個維度[18]的綜合效益情境設置。在不同時期，城市更新主體的作用強度不同，更新行為的效益目標導向不同，造成了城市更新實施的方式、內容與效果不同，進而影響了相應時期的土地利用變化。

城市土地利用的變化是在影響因素的作用強度達到閾值之后才產生的[19]，在城市更新主體與效益關系的設定下，影響某宗土地更新的因素在不同的主體—效益情境下其作用的方式與強度不同。設城市更新片區土地利用變化的第i個影響因素為ai，則在某個主體—效益情境s的作用下，其影響力強度Fi為Fi= sai。該影響力強度可以表述為預期的更新效益。設影響某宗土地更新的因素一共為n個，則影響該宗土地更新的因素的作用強度之和F為：

設能夠實現該宗土地利用狀態實現k類變化的作用力閾值為mk，如果F≥mk，則城市更新實施，土地利用發生變化。然而mk的值被動決定于土地利用變化所產生的綜合效益，因此，mk= f（s，Lk，Lk′），其中，f（·）為土地利用變化所產生的綜合效益函數，其包含主體—效益情境s，初始的土地利用狀態Lk以及更新后的土地利用狀態Lk′三個變量。因此，某宗土地實現城市更新并帶來土地利用變化的條件為：

可以看出，隨著中國城市更新主體—效益關系的變化，即式（2）中s的變化，不同的城市更新影響因素a的作用過程會發生相應的變化，在其作用下，不同的初始土地利用狀態L將會發生不同的土地利用演替過程，最終形成新的土地利用狀態L′。

1.2 基本思路

本文基于上述模型探討兩個問題：在不同的主體—效益情境下城市更新的影響因素及其驅動機制；在影響因素的作用下，土地利用轉變的特點。

對于問題1可以通過Logistic回歸模型對渝中區1995—2015年各個時期內土地利用變化的影響因素進行回歸分析，研究其作用的強度；然后在此基礎之上，借助轉移概率矩陣對渝中區各個時期內土地利用結構內部轉變情況進行定量分析，以此研究在相應影響機制作用下土地利用的變化規律（問題2）。

1.3 研究區域與數據來源

重慶市渝中區地處長江與嘉陵江交匯處，兩江環抱，是重慶市的政治、經濟及文化中心，其面積約為23.7 km2。依照城市建設用地分類標準，渝中區主要土地利用類型有文化設施用地、商業服務業用地、居住用地、公共服務用地、工業用地、綠地等，為滿足研究需要，本文將土地利用類型作簡化處理，設置公共管理與公共服務用地A、商業服務業設施用地B、居住用地R、工業用地M和其他用地E共5類用地類型。

本文使用的數據包括空間數據和非空間數據。空間數據中的渝中區各個時期土地利用矢量地圖來源于重慶市國土局， DEM數據來源于中國科學院資源環境科學數據中心的中國海拔高度DEM（SRTM 30 m）空間分布數據，交通設施（火車站、碼頭、軌道站點、跨江大橋）、商業中心以及公共配套服務（政府、學校、醫院）等距離空間數據通過Arc Map 9.3距離分析工具得到。非空間類的人口來源于中國科學院資源環境科學數據中心的人口空間分布公里網格數據，歷史文化保護區來源于重慶市城市總體規劃。通過Arc Map 9.3將所有數據進行統一投影配準，采用西安1980大地坐標和高斯—克呂格投影系統，并柵格化使空間分辨率均為30 m。

2 城市更新片區土地利用變化的驅動機制研究：基于Logistic回歸分析

2.1 Logistic模型構建

大部分學者認為土地利用變化驅動力包括自然和人為兩方面，其中自然因素是最基本的影響要素，人為方面的作用在短時間內對土地利用變化有顯著影響[20-22]。城市更新片區的土地利用變化的驅動機制也符合上述分析，只是在因素細節上有一定差異。本文根據影響因子獨立性、科學性以及可得性等要求與原則，結合渝中區的具體情況，自然條件因素選取坡度、高程和距江距離3個自然因子，人類活動因素選取8個區位交通因子和3個社會經濟要素，詳見表1。

表1 城市更新區域土地利用變化的影響因子Tab.1 Factors inf l uencing land use change

2.2 分析過程與結果解讀

本文從1995—2015年4個不同時期分析渝中區土地利用變化的驅動機制，使用Arc Map 9.3得到4個時期土地利用變化情況作為因變量，將土地利用發生變化時其值設為1，否則為0。然后將表1所示的影響因子作為自變量，其各自的數據通過convert軟件轉化為具有空間一致性的柵格屬性數據，最后將轉化后的數據導入SPSS 19，通過二元Logistic逐步回歸對渝中區土地利用變化的影響因子進行分析，篩選出對其土地利用變化有顯著影響的因子，分析其驅動機制，其回歸結果如表2。

由于Logistic回歸模型分析的結果是以事件發生的概率得到，因此常用的最小二乘法不太適用于檢驗結果的可靠性。通常采用ROC值來檢驗Logistic回歸模型的擬合優度[23]，表2中所有的ROC值都高于0.7，表明這些模型的擬合優度高，分析結果可靠性高。

從表2可知，每個時期模型的最大似然卡方統計量所對應的顯著性水平都等于0（小于0.05），所以該模型是整體顯著的，且各個變量的系數對應的P值也都小于0.05，表明因變量與解釋變量之間存在顯著的相關性，此外百分比較正率即準確率都在83%以上。

通過Logistic回歸分析，可以看出，驅動不同時期土地利用變化的影響因子各不相同，特定影響因子對土地利用變化的影響在不同時期也表現出差異性：坡度、高程、容積率、離碼頭距離、人口等因子對土地利用變化的影響一直保持特定方向不變化，而離政府距離、離CBD距離等因子對土地利用變化的影響卻是在正向、負向和不顯著之間不斷變化。

（1）對于自然因子而言，坡度、高程對土地利用變化的影響從1995—2015年一直都是正向的，即坡度越大或高程越高，土地利用變化的概率越大，在重慶這個山地城市，“上半城”（即高程較高的區域）一直都是開發建設的重點區域，而高程較低的谷地則發展緩慢，這樣的趨勢在這20年期間沒有發生變化。離江距離對土地利用變化的影響在1995—2015年一直都是負向，離江越近處土地利用變化的概率越大，且此種作用越來越顯著，表明自然景觀（特別是江景資源）對城市更新的影響越來越明顯，越靠近景觀資源處土地利用越容易發生變化。

表2 不同時期渝中區土地利用變化與影響因子Logistic回歸分析Tab.2 Logistic regression for land use change and factors in different stages

（2）對于區位因子而言，不同因子對土地利用變化的影響存在差異。火車站、碼頭等各種交通樞紐對土地利用變化的影響表現出“先負向后正向”的規律。由于早期的城市更新主要體現為對棚戶區和老舊居住區的改造，作為一個老工業基地和沿江城市，重慶市主要的傳統居住區分布于碼頭、火車站周邊，因此這一時期距離上述交通樞紐的距離成為影響城市更新及相應區域土地利用變化的主要因素，然而隨著城市市內交通體系的完善，交通樞紐周邊的社會環境的劣勢超過其區位價值，阻礙了周邊用地的更新。而軌道站點在剛剛建成的時期（2005年之后）表現出對周邊土地利用變化的影響，在后期影響卻不顯著。而跨江大橋對土地利用變化的影響一直不顯著，在2008年之后甚至表現為反向影響，政府、學校、醫院對土地利用變化的影響在大部分時間都不顯著。可以看出，公共服務設施在城市更新過程中的作用較小。CBD對渝中區土地利用變化在1995—2000年期間存在正向影響，在2000—2015年期間則是負向影響，可以看出，早期的城市更新行為帶有行政色彩，而在后期則表現出明顯的市場取向，越靠近都市商業核心區的區域，更新所帶來的經濟價值更高，土地利用變化就更顯著。

（3）對于社會經濟因子而言，人口密度對土地利用變化一直產生正向影響；容積率的影響一直不顯著，只是在2008—2015年區間具有正向的影響。離歷史文化保護區距離對土地利用變化的影響也一直不顯著，而在2008年之后，歷史文化保護區周邊土地存在更大的變化概率，顯示出城市更新越來越偏向對城市歷史文化遺存的挖掘。

綜上所述，影響渝中區土地利用變化的因素在不同時期表現出不同的作用機制。具體而言，早期的城市更新帶有很強的行政色彩，在相應時期的城市更新主要體現為對棚戶區和老舊居住區的改造，在這一時期，老舊居民區較多的片區成為土地利用變化最劇烈的區域。而隨著城市更新模式由政府主導轉為企業主導，更新項目的經濟利益成為推動更新活動的主導因素，于是商業價值、稀缺資源影響了土地利用的變化。而對區域開發價值具有影響的各類公共設施（含交通設施、公共服務設施等）對土地利用變化的作用并不顯著。因此，可以推論出，在市場主導的城市更新模式中，由于更新后所獲經濟收益的多少決定了對更新地塊的選擇[24]，而相對于居住用途，商業用途所能提供的價值增量更多，因此，那些具有良好商業發展條件的區域更容易被更新。

3 土地利用結構內部轉化規律研究：基于轉移概率矩陣

在城市更新從政府主導轉向市場推動過程中，不同土地利用類型的變化情況有較大差別。在Arc Map 9.3中分別將1995—2000年、2000—2005年、2005—2008年、2008—2015年4個不同時期期初和期末渝中區土地利用變化進行疊加分析，得到4個不同時期土地利用轉移矩陣以及各種土地利用轉變情況的轉移概率，各種土地利用轉變情況在1995—2015年不同時期的轉移概率變化詳見圖1及圖2。

從分析結果中可以發現渝中區從1995—2015年各個時期內不同土地利用類型在期初和期末的轉變情況具有差異性。

（1）各類土地在不同時期均能較大概率地維持用途不變，但工業用地維持不變的概率相對較低，且在2000—2008年期間，所有用地類型異類轉化的概率明顯提升（圖1）。作為工業城市的老城區，存在有大量的工廠，在早期的城市更新中，“退二進三”是主要的用地轉換模式，因此，工業用地出現了較大概率的異類轉化情形。而對于其他用地，在2000—2008年期間維持用地類型不變的概率有明顯下降，商業服務業設施用地和公共管理與公共服務用地表現得更為明顯，體現出在這一時期，通過城市更新，城市的商業設施和公共服務設施在空間布局上發生了較大的變化，結合上文的分析，商業價值較高的傳統商圈周邊區域獲得了更多的商業發展機會，而傳統的副中心區域的商業則明顯衰落。在經過上述城市空間布局調整的過程后，各個用地類型又維持了較高的穩定性。

圖1 1995—2015年期初和期末相同土地利用類型轉移概率變化情況Fig.1 The conversion probability of the same land use type at the beginning and end from 1995 to 2015

綜上，由于驅動機制的變化，城市更新經歷了3個階段，即空間內部優化階段（1995—2000年）、空間功能調整階段（2000—2008年）和空間功能穩定階段（2008—2015年），在空間內部優化階段，體現為棚戶區的改造，各類用地能夠基本維持功能不變，而在空間功能調整階段，城市商業空間布局和公共設施空間布局呈現了明顯的變化，傳統商圈進一步強化的自身的極化效應，商圈規模進一步擴大，而傳統的次中心商業價值逐漸弱化。上述區域也是城市更新發生概率最大的區域。而在經過城市內部功能空間的調整之后，地類間的相互轉化明顯減少，城市更新的重心又轉變為提升各功能空間的經濟容量和居住環境等。

（2）不同土地利用類型的異類轉變情況具有顯著差異。①商業服務業設施用地在研究時間段轉換為其他用地類型的概率表現出一定的穩定性，在空間功能調整階段的前期（2000—2005年），其轉換為公共管理與公共服務用地的概率明顯提升，而在該階段的后期（2005—2008年），其轉換為居住用地的概率最高（圖2（b）），顯示出在該階段，由于城市商業格局的變化，衰落的副中心商圈在政府的規劃與引導下，通過城市更新提升了區域公共設施水平，進而形成良好的居住環境，改變了該區域的功能體系。②公共管理與公共服務用地和居住用地的變化規律相似，均在空間功能調整階段的后期（2005—2008年）呈現出明顯的用途轉換情形，而且在這一時期兩者實現了明顯的相互轉化（圖2（a）、圖2（c））。這一現象體現出城市空間功能在此階段發生了明顯的區域置換。而在空間功能穩定階段，公共管理與公共服務用地保持了較低的異類轉化概率，居住用地則有更大概率轉換為商業服務業設施用地。體現出在這一階段，傳統核心商圈周邊的居住社區通過城市更新項目的引入轉變為商業區，商圈的范圍也隨之擴大。③對于工業用地而言，由于其區位條件的制約和普遍實施的“退二進三”政策，其大部分均轉化為居住用地，但是隨著城市更新項目的多元化，“眾創空間”或“創意街區”的開發類型使得在最近幾年其轉化為商業服務業設施用地的概率明顯提升（圖2（d））。

圖2 1995—2015年期初和期末不同土地利用類型轉移概率變化情況Fig.2 The conversion probability of different land use types at the beginning and end from 1995 to 2015

4 渝中區土地利用變化規律總結

作為受政策環境影響較大的城市建設行為，城市更新在不同時期呈現不同的模式，而在相應模式的作用下，城市用地的變化也呈現不同的規律（表3）。基于主體—效益關系的演化，渝中區的城市更新經歷了政府主導的空間內部優化階段（1995—2000年）、政府主導與企業實施的空間功能調整階段（2000—2008年）和企業主導的空間功能穩定階段（2008—2015年）。

5 結論與討論

本文基于重慶市渝中區土地利用的歷史數據以及其他經濟社會數據，結合GIS工具采集的相關空間屬性數據，利用Logistic回歸模型定量分析驅動城市更新區域土地利用變化的影響因素作用的強度，利用轉移概率矩陣分析在城市更新過程中土地利用狀態相互轉化的規律。從結果可以看出，其較好地反映了在渝中區城市更新歷史進程中土地利用變化的規律及其內在驅動機制，同時基于重慶市的實際情況總結的城市更新片區土地利用變化的規律也能反映出中國其他城市的一般規律。

研究表明，按照政策取向—更新目標取向—實施主體—項目建設—用地變化這一邏輯脈絡，不同時期的城市更新主體—效益關系會對相應區域的土地利用產生影響，而一個地塊是否被更新，更新后土地用途是否會改變，主要取決于在特定情境下更新主體對于特定因素的判斷。在以政府為主導的城市更新模式下，土地利用的轉變更多體現為原用地功能的優化更新，而隨著企業在城市更新中扮演的角色越來越重要，城市商業空間布局和公共設施空間布局呈現了明顯的變化。而隨著城市更新的持續推進，拆遷成本的提升使得商業用地成為更新的主要對象，而其周邊的其他用地（主要是居住用地）也隨之更新。受數據和使用方法的限制，本文還存在研究時段分布不均衡、缺乏不同城市的對比等局限性，需要在后續的研究中進一步深化與發展。

表3 城市更新片區土地變化規律總結Tab.3 The land use conversion rule of urban renewal area

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