長江三角洲城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展特征及驅(qū)動力研究

韓玉蓮，趙玉巖

（大連海事大學(xué)航運經(jīng)濟與管理學(xué)院，遼寧·大連 116026）

作為最大的發(fā)展中國家，預(yù)計到2030年我國城市人口將超過10億人[1]。人口向城市的集聚，必然會推動城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積的擴張以滿足人們生存、發(fā)展和享受的需要[2]。長江三角洲地區(qū)是我國傳統(tǒng)的人口密集區(qū)和土地高度集約化利用區(qū)[3]。2015年，長三角的國內(nèi)生產(chǎn)總值為13.99萬億元，約占全國總量的20%。長三角建設(shè)用地占比18%，超出全國平均水平14個百分點。土地供需矛盾日漸突出。研究其城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展的特征及驅(qū)動因素，對于實現(xiàn)區(qū)域土地的可持續(xù)利用和發(fā)展具有積極作用。

遙感及GIS技術(shù)的發(fā)展，為我們大尺度監(jiān)測、分析城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴展提供了有利條件[4]。目前學(xué)者對建設(shè)用地擴展特征的研究，多采用土地利用動態(tài)度等相關(guān)指標(biāo)，分析某區(qū)域城鎮(zhèn)建設(shè)用地時空特征[5-7]，如王永梅等采用GIS技術(shù)并結(jié)合擴展強度指數(shù)對廣佛都市區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴展進行時空變化分析[8]。城鎮(zhèn)建設(shè)用地驅(qū)動力的研究多運用相關(guān)分析、回歸分析、主成分分析及空間計量分析等定量方法探究不同地區(qū)不同時期城鎮(zhèn)建設(shè)用地的驅(qū)動因素[9-11]，如溫陽陽等利用STIRPAT模型對河南省及其 18 個地市建設(shè)用地擴展的社會經(jīng)濟驅(qū)動因素進行定量分析，結(jié)果顯示影響河南省建設(shè)用地擴展的因素中，總?cè)丝?、城?zhèn)化水平、公路里程和農(nóng)村家庭人均純收入是共性的驅(qū)動因素[12]。針對長江三角洲地區(qū)的相關(guān)研究，如高嘯峰利用長三角城市群（15個城市）1990-2010年間5個時期的城鎮(zhèn)建設(shè)用地監(jiān)測數(shù)據(jù)，選取首位度指數(shù)、年均擴展量、土地利用效率等指標(biāo)，對比分析不同城市擴展隨時間變化的過程特征[13]；章波等以長江三角洲地區(qū)（11個城市）為例，分析城鄉(xiāng)土地利用變化的互動影響，并揭示了外部影響的作用機理[14]。這些研究加深了我們對長三角城市擴展規(guī)律的認識，然而針對長江三角洲25個地級市長時間序列的城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴展研究與單個城市相比仍較為缺乏[15]。

本文采用土地利用數(shù)據(jù)，結(jié)合GIS技術(shù)與綜合擴展程度等指數(shù)，從城鎮(zhèn)建設(shè)用地總量擴展速度、時間擴展特征以及空間擴展差異的角度，分析長江三角洲城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展特征，并通過多元線性回歸分析揭示其城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展的驅(qū)動力。

1 長江三角洲地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展的特征

1.1 數(shù)據(jù)來源

以長江三角洲地級市為研究單位，主要包括江蘇省的南京市、無錫市、徐州市、常州市、蘇州市、南通市、連云港市、淮安市、鹽城市、揚州市、鎮(zhèn)江市、泰州市、宿遷市，浙江省的杭州市、寧波市、嘉興市、湖州市、紹興市、舟山市、溫州市、金華市、衢州市、臺州市、麗水市以及上海直轄市共25個城市。選取1990、1995、2000、2005、2010和2015年6期中科院測繪部門的長江三角洲Landsat TM影像解譯土地利用數(shù)據(jù)。對GIS土地利用矢量數(shù)據(jù)進行提取分析[16]，結(jié)合擴展強度指數(shù)，擴展動態(tài)度指數(shù)，擴展貢獻率指數(shù)及綜合擴展程度指數(shù)分析長江三角洲城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展的特征。

1.2 研究方法

（1）擴展強度指數(shù)

擴展強度指數(shù)是將研究期內(nèi)不同城市的建設(shè)用地擴展年均增速進行標(biāo)準化處理[16]，便于不同城市間的比較。數(shù)值越大，表示擴展越快。計算公式為：

式中，Ei為研究區(qū)域i的年均建設(shè)用地擴展強度指數(shù)；CLAi,t和CLAi,t+n分別為i區(qū)域在t和t+n年時的建設(shè)用地面積；CLAi,t為i區(qū)域土地總面積；n為研究時間長度。

（2）擴展動態(tài)度指數(shù)

擴展動態(tài)度指數(shù)是指單位時間不同城市土地利用類型變化面積與該種土地利用類型初期面積的比值，可以用來反映不同研究空間之間建設(shè)用地增長的差異[16]。計算公式為：

式中，Di為研究區(qū)域i的年均建設(shè)用地擴展動態(tài)度指數(shù)；CLAi,t和CLAi,t+n分別為i區(qū)域在t和t+n年時的建設(shè)用地面積；n為研究時間長度。

（3）擴展貢獻率指數(shù)

擴展貢獻率指數(shù)是指單位時間不同研究區(qū)域內(nèi)新增建設(shè)用地面積占研究區(qū)域建設(shè)用地總擴展面積的百分比[16]。計算公式為：

式中，Ci為研究區(qū)域i的年均建設(shè)用地擴展貢獻率指數(shù)；CLAi,t和CLAi,t+n分別為i區(qū)域在t和t+n年時的建設(shè)用地面積；ETCLAt～t+n為研究區(qū)域n年內(nèi)建設(shè)用地擴展的總面積。

（4）綜合擴展程度指數(shù)

以上三個反映建設(shè)用地擴展特征的指標(biāo)各自反映的側(cè)重點有所不同，為了使用一個指標(biāo)全面反映建設(shè)用地擴展的特征，對上述三個指標(biāo)進行簡單處理。計算公式如下：

式中，Ii為綜合擴展程度指數(shù)。

1.3 擴展特征分析

（1）城鎮(zhèn)建設(shè)用地總量的擴展速度較快

圖1給出了1990-2015年全國及長江三角洲城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積增長的變化趨勢。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，全國及長江三角洲地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積呈現(xiàn)增長趨勢。全國城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積從1990年的13 148 km2增長到2015年的51 584 km2，年均增速為5.86%。1990-2015年長江三角洲城鎮(zhèn)建設(shè)用地總計增長11 020.32 km2，年均增速達到7.05%，高出全國1.2個百分點。尤其是2010-2015年，長江三角洲地區(qū)5年年均增速為16.67%，高出全國同期年均增速9.94個百分點。區(qū)內(nèi)除徐州市、連云港市、淮安市、宿遷市、舟山市、麗水市、上海市7個城市外，其余城市25年年均增速均高于全國平均水平。尤其是無錫市，25年城鎮(zhèn)建設(shè)用地總計增加1 314.46 km2，年均增速達到11.13%，位列長江三角洲地區(qū)增速榜首。蘇州市25年年均增速達到9.25%，高出全國平均水平3.39個百分點。由此可見，長江三角洲地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地總量擴展速度較快，尤其是2010年后，總量擴展速度遠遠高于全國平均水平，區(qū)內(nèi)大部分城市的建設(shè)用地總量擴展速度處于較高水平。

圖1 1990-2015年全國及長江三角洲城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積Fig.1 The urban construction land area of national and Yangtze River Delta, 1990-2015

（2）城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展的時間特征

圖2給出了長江三角洲1990-2015年五期城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴展強度和擴展動態(tài)度。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，五期擴展強度和擴展動態(tài)度均呈現(xiàn)“W型”擴展態(tài)勢，即在1990-1995、1995-2000、2000-2005、2005-2010和2010-2015五期中，擴展強度和擴展動態(tài)度分別呈現(xiàn)下降、上升、下降、上升的態(tài)勢。

從擴展強度來看，1990-1995年擴展強度為0.1。1997-1999年我國制定了嚴格規(guī)定來保護農(nóng)用地，限制審批新增建設(shè)用地的土地政策，因而使得長江三角洲地區(qū)1995-2000年擴展強度放緩，僅為0.03。2000-2005年，擴展強度稍有回升，達到0.18。2005年國土資源部正式對外發(fā)布了《2005年工作要點》，強調(diào)大力推進節(jié)約和集約用地，建設(shè)用地預(yù)審、審批和供地時都必須嚴格執(zhí)行建設(shè)用地定額指標(biāo)和土地投資強度指標(biāo)，使得擴展速度再次放緩。2010-2015年擴展強度呈現(xiàn)較大幅度的增加，達到0.55，是上一期擴展強度的6.8倍。五期內(nèi)擴展強度位列第一位的分別是上海市、鎮(zhèn)江市、嘉興市、鎮(zhèn)江市和無錫市。

從擴展動態(tài)度指數(shù)來看，1990-1995年動態(tài)度為8.35%。1995-2000和2005-2010年兩期，動態(tài)度都較前一期有一定程度的下降。2010-2015年，動態(tài)度指數(shù)呈現(xiàn)較大幅度的增加，達到16.94%，說明2010-2015五年內(nèi)，長江三角洲城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積變化速度很快。五期內(nèi)擴展動態(tài)度位列第一位的分別是南京市、蘇州市、金華市、鎮(zhèn)江市和無錫市。

（3）城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展的區(qū)域差異明顯

圖3給出了長江三角洲25市六期城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積從圖中可以發(fā)現(xiàn)，位于長江三角洲區(qū)域中心的城市，如上海市、蘇州市、常州市以及南京市等建設(shè)用地面積總量較大，是長江三角洲建設(shè)用地面積增長的主要城市。長江三角洲邊緣城市，如宿遷市、淮安市、麗水市、衢州市和舟山市等建設(shè)用地面積相對較小。

圖2 長江三角洲城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展強度和擴展動態(tài)度Fig.2 The urban construction land expansion intensity and expansion of dynamic attitude of Yangtze River Delta

從城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴展貢獻率來看，1990-2015年無錫市、蘇州市、南京市和上海市是貢獻率較大的城市，在長江三角洲城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴展中發(fā)揮了巨大的作用。而舟山市、麗水市、衢州市以及湖州市等經(jīng)濟相對落后的邊緣城市，貢獻率則相對較小。1990-2015年五個階段，貢獻率均在5%以上的城市有三個，分別是蘇州市、南京市和無錫市。根據(jù)2014年9月《國務(wù)院關(guān)于依托黃金水道推動長江經(jīng)濟帶發(fā)展的指導(dǎo)意見》中定位的長三角中心城市（上海、南京、杭州、寧波、無錫、常州、南通、蘇州），五期中心城市的擴展貢獻率總和為69.08%、51.99%、48.10%、39.32%、49.51%，可見中心城市的城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展是長江三角洲建設(shè)用地擴展的主力。

圖3 1990-2015年6期25市城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積Fig.3 The urban construction land area of 25 cities in the six stages,1990-2015

圖4將建設(shè)用地綜合擴展程度指數(shù)的不同數(shù)值區(qū)間劃分為高速擴展、快速擴展、中速擴展、低速擴展以及緩慢擴展五個不同的建設(shè)用地擴展等級。

從綜合擴展程度指數(shù)來看，1990-1995年長江三角洲地區(qū)城市主要以緩慢擴展為主，區(qū)內(nèi)25個城市的發(fā)展呈現(xiàn)較大差異。經(jīng)濟發(fā)展程度相對較高的中心城市建設(shè)用地也呈現(xiàn)快速擴展，主要有常州市和上海市兩個城市；處于中速擴展的城市主要有蘇州市、寧波市、無錫市和鎮(zhèn)江市；處于低速擴展的城市為湖州市、紹興市和嘉興市；其余城市均處于緩慢擴展階段。1995-2000年，除蘇州市和鎮(zhèn)江市外，其余城市均呈現(xiàn)緩慢擴展?fàn)顟B(tài)。2000-2005年，長江三角洲地區(qū)城市擴展程度差異較大，嘉興市處于高速擴展階段；寧波市處于快速擴展階段；中速擴展城市包括上海市等8個城市；低速擴展城市主要有麗水市等4個城市；有11個城市處于緩慢擴展階段。2005-2010年，鎮(zhèn)江市依然處于高速擴展階段；上海市和常州市處于中速擴展階段；淮安市等19個城市處于緩慢擴展階段。2010-2015年與前四期相比，城市主要呈現(xiàn)高速擴展態(tài)勢。處于高速擴展的有鎮(zhèn)江市等5個城市；中速擴展階段的城市居多；低速擴展階段的城市有溫州市等；而衢州市和麗水市依然處于緩慢擴展階段。

圖4 1990-2015年各時段建設(shè)用地綜合擴展程度的空間分異圖Fig.4 Spatial variability of the comprehensive expansion of construction land in each period, 1990-2015

2 長江三角洲城鎮(zhèn)建設(shè)用地驅(qū)動力研究

2.1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源于《上海市統(tǒng)計年鑒》、《江蘇省統(tǒng)計年鑒》、《浙江省統(tǒng)計年鑒》及各地級市統(tǒng)計年鑒，時間序列為1990-2015年。首先建立城鎮(zhèn)建設(shè)用地驅(qū)動力指標(biāo)體系。為了更好地表達長江三角洲城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展規(guī)律以及達到更好的擬合效果，利用內(nèi)插法補全25年土地數(shù)據(jù)，選取城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積為因變量，以指標(biāo)體系中的人均GDP、人口密度等為自變量，利用IBM SPSS Statistics 21軟件進行多元線性回歸分析，揭示長江三角洲城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展的驅(qū)動力。

2.2 社會經(jīng)濟指標(biāo)體系的建立

綜合已有研究結(jié)果，城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展是自然、社會經(jīng)濟等因素綜合作用的結(jié)果。其中社會經(jīng)濟因素對城鎮(zhèn)用地的變化具有決定性的影響。由于影響土地利用變化的社會經(jīng)濟因素錯綜復(fù)雜、數(shù)量眾多，各變量彼此間還可能存在相互依存的關(guān)系，所以獲取全部變量的難度較大，在獲取變量時還存在變量重復(fù)選擇的問題[17]。因此，進行土地利用變化的社會經(jīng)濟驅(qū)動因子分析，應(yīng)根據(jù)研究區(qū)的實際情況，結(jié)合資料收集程度，在參考國內(nèi)外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)并建立一套體現(xiàn)地域特色的、合理的社會經(jīng)濟指標(biāo)體系。根據(jù)已有文獻的研究結(jié)論，考慮指標(biāo)的共線性問題以及數(shù)據(jù)的可獲取性，選擇社會經(jīng)濟相關(guān)的8個因素（表1）。

經(jīng)濟因素是影響土地利用方式、利用程度和利用空間的最主要的因素，是土地利用變化的根本驅(qū)動所在。經(jīng)濟總量的相關(guān)指標(biāo)與城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴展應(yīng)該呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的變化也能夠在一定程度上反映經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r，本文引入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化指標(biāo)，表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r，數(shù)值越大表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越高級，越趨向于“三二一”的發(fā)展模式。人口密度在一定程度上能夠反映城市化水平。社會因素主要包括人口以及居民生活。已有研究成果顯示，人口的增加是土地需求增長的根本驅(qū)動因素。居民的生活需求對建設(shè)用地擴展具有重要影響。隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展、居民收入的增加以及社會生活條件的改善，廣大市民對健身、休閑游樂和環(huán)境的要求大大提高，因此對建設(shè)用地的需求將增加。

表1 長三角城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展的社會經(jīng)濟驅(qū)動指標(biāo)體系Table 1 The socio-economic drive index system for the expansion of urban construction land in the Yangtze River Delta

2.3 社會經(jīng)濟驅(qū)動因素的實證分析

運用IBM SPSS Statistics 21軟件，采用 1990-2015 年長江三角洲地區(qū)時間序列數(shù)據(jù)為樣本，為消除數(shù)據(jù)的異方差，將因變量與自變量同時取對數(shù)，回歸結(jié)果見表2。SPSS輸出結(jié)果顯示，各變量之間不存在線性相關(guān)問題。DW值為2.047，表明模型不存在一階自相關(guān)。調(diào)整后的R2系數(shù)為0.995。

表2 回歸結(jié)果Table 2 Regression results

結(jié)果顯示，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化指標(biāo)、總?cè)丝凇⒊鞘芯用袢司芍涫杖?、固定資產(chǎn)投資與城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積顯著正相關(guān)。從影響系數(shù)來看，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化指標(biāo)的影響程度最大。人口密度雖然并未達到統(tǒng)計意義上的顯著水平，但是也具有一定的經(jīng)濟意義，即人口密度每增長1%，城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積增長0.223%。有研究也顯示人口和固定資產(chǎn)投資是城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展的主要驅(qū)動力[14]。

人均GDP、實際外商直接投資額以及社會消費品零售總額與城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積呈顯著負相關(guān)。與其他研究結(jié)果不同的是，人均GDP與城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積呈現(xiàn)負相關(guān)關(guān)系。有研究顯示，經(jīng)濟增長在某一時段會在相當(dāng)程度依賴并且促進建設(shè)用地面積的增加；而當(dāng)經(jīng)濟發(fā)展到一定程度的時候，經(jīng)濟增長對建設(shè)用地需求及促進作用會減弱，建設(shè)用地擴張速度會逐漸放緩，并趨于下降[18]。由于長江三角洲經(jīng)濟發(fā)展程度較高，一定程度上不需要依靠建設(shè)用地的擴張來帶動經(jīng)濟發(fā)展，所以人均GDP與城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積呈現(xiàn)負相關(guān)關(guān)系。

3 結(jié)論與啟示

本文利用ArcGIS空間分析、擴展強度指數(shù)、擴展動態(tài)度指數(shù)、擴展貢獻率指數(shù)、綜合擴展程度指數(shù)及多元線性回歸分析，對1990-2015年長江三角洲地區(qū)及25市城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展的特征及驅(qū)動力進行分析，得到以下主要結(jié)論與啟示：

長江三角洲地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地總量擴展速度較快，25年年均擴展速率達到7.05%，高于全國5.86%的平均水平，尤其是2010年后，總量擴展速度遠遠高于全國平均水平，區(qū)內(nèi)大部分城市的建設(shè)用地總量擴展速度處于較高水平。從擴展的時間特征來看，長江三角洲地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展呈現(xiàn)“W型”態(tài)勢，2010-2015年建設(shè)用地擴展較快。因此，如何合理有效地控制建設(shè)用地增長勢頭應(yīng)引起廣泛關(guān)注，如合理開發(fā)利用城市地下空間資源，改變增量為主的土地利用方式，堅持節(jié)約和集約利用土地。

從擴展的空間特征來看，建設(shè)用地擴展區(qū)域差異明顯。處于長江三角洲區(qū)域中心的城市擴展相對較快，而處于邊緣的城市由于自然因素的限制擴展相對緩慢。政府應(yīng)根據(jù)地區(qū)自身發(fā)展特點實行差別化的土地政策，嚴格控制中心城市的建設(shè)用地規(guī)模，適當(dāng)鼓勵邊緣城市建設(shè)用地的建設(shè)，優(yōu)化土地空間結(jié)構(gòu)，合理布局，達到均衡發(fā)展。

通過回歸分析我們發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化指標(biāo)、總?cè)丝凇⒊鞘芯用袢司芍涫杖?、固定資產(chǎn)投資與城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積顯著正相關(guān)，人均GDP、實際外商直接投資額以及社會消費品零售總額與城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積呈顯著負相關(guān)。根據(jù)顯著相關(guān)解釋變量的預(yù)測力，我們可以判斷，在未來一段時間內(nèi)，城鎮(zhèn)建設(shè)用地還會有一定程度的擴張。因此，政府應(yīng)從調(diào)整驅(qū)動因素的角度控制建設(shè)用地的擴展?？刂瓶?cè)丝诘脑鲩L，減少固定資產(chǎn)的投資等，合理地協(xié)調(diào)社會經(jīng)濟指標(biāo)與城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展之間的關(guān)系，實現(xiàn)土地利用的可持續(xù)發(fā)展。