城市國土資源開發演化機制分析

鄭 崢

（鄭州大學 體育學院，鄭州 450044）

產業結構的不斷變化必然直接帶來城市用地結構的不斷演進，各種城市用地類型之間的相互轉化也正在日益朝著復雜化的趨勢發展。這種趨勢給我國城市國土資源開發與利用工作帶來了更多的挑戰。掌握國土資源開發活動演化的內在機制，在此背景下，對提升城市國土資源開發利用的效率，具有非常突出的意義和價值。

1 國土資源開發的演化機制

城市國土資源開發工作是相關部門對城市內的國土資源進行有目的的開發的過程。國土資源這一概念目前在學術界已經形成了共識，是土地、礦產、海洋和地理測繪信息資源的總和。而城市內的國土資源主要指市區內的土地資源以及城市地理測繪信息資源[1]。對于城市國土資源的開發和利用工作而言，各種用地類型的位置、規模、原有用地的轉化便構成了其主要的內容。這一轉化過程事實上是國土資源開發的動力機制、結構形成機制和政策調整機制相互作用的結果。

1.1 國土資源開發的動力機制

用地需求的變化是推動國土資源開發的主要動力[2]。用地資源稀缺導致的城市土地開發的不可持續問題在本質上是對城市土地開發需求的形成機制缺少認知的體現。城市土地開發和利用的結構和規模是一定時期城市經濟發展的最終結果。產業結構的更替、人均可支配收入的增長、政府財政預算的規模都將直接影響各種建設用地的需求。由于后備用地稀缺導致的城市土地開發的不可持續問題日益顯現。目前國內城市土地的開發和利用速度是相對較高的。大量商品住房、商業建筑、工業建筑和道路交通設施的建設給我國各個區域城市的外貌帶來了較為顯著的改變。

1.2 國土資源開發結構的形成機制

國土資源開發結構的最終形成是各種用地類型的外部性影響的疊加。工業用地開發、交通用地開發給其他用地類型帶來的負外部效應的解決更加需要明確各種用地類型之間的內在演化規律[3]。城市土地需求和后備土地的預留問題，更多的需要考慮土地利用之外的社會經濟因素的影響。但是負外部性問題更多的產生于各種用地類型的相互轉化過程當中，這事實上對城市國土資源開發演化機制研究提出了相應的要求。目前城市土地的開發和利用過程當中，工業用地開發、交通用地開發給其他用地類型帶來的負外部效應也在直接影響著城市可供給土地的結構。經濟學意義上的負外部性是市場供求雙方的交易行為對第三方產生的消極影響。在城市國土資源的開發和利用過程當中，工業用地開發將可能直接形成污染問題，影響周邊土地的開發價值[4]。與此同時，伴隨著近年來鋼鐵、石化等產業搬遷改造工作的不斷推進，特定城市區域將會不斷出現土地利用類型的單一化問題。由此可見，負外部性對城市土地利用和開發的結構將會具有顯著的影響。

1.3 國土資源開發的政策調整機制

目前城市土地開發和利用領域缺少相應的協調機制，不同部門之間對土地資源均具有較為旺盛的需求。在相關的需求難以有效平衡的情況下，城市土地資源的稀缺性就將會表現得更為明顯。一方面這會較為嚴重的提升土地的價格，給各種城市經濟活動帶來嚴重的成本壓力，另一方面這也將對各種經濟互動形成土地要素供給不足的資源約束。為此，應當形成統一的政策協調機制，根據目前城市發展的總體方向，對不同土地利用模式的位置分布、規模和演變趨勢進行協調，從而在滿足不同主體利益的過程中，按照帕累托最優的原則實現城市國土資源開發[5]。

2 模型構建

2.1 多分類Logistic回歸模型的基本框架

多分類Logistic回歸模型是用于分析自變量為連續變量而因變量是多個分類變量的線性方程模型。其基本的數學表達式為：

從該模型的數學表達式中可知，該模型的因變量Yk事實上是一個基于兩種隨機變量出現概率之比而構建出數值。在統計學中將這一概念界定為發生比。在該模型的實際應用的過程當中，一般情況下傾向于將發生概率較大的、演化規律已知的隨機變量的概率值作為yi，從而使得其他希望研究的隨機變量的概率值能夠和一個較為穩定的概率值形成比較關系，從而被有效的觀察和計量。

但是對于部分研究對象而言，單純知道其發生概率相對于其他較為穩定的隨機變量的概率值的比值并不能給出令人滿意的答案。明確這一事件的發生可能性的絕對數值才是研究過程最希望得到的結果。則需要對該模型進行重新構建。多分類Logistic回歸模型對于單個隨機變量的概率的構建過程同樣適用兩分類Logistic回歸模型在求單個事件的概率時所使用的Logit變換，但是考慮到多個需要考慮的自變量的數量較多并且需要刨除作為參考的事件的影響，因而需要對原模型做如下變換：

由此可得：

可得隨機事件Yk的出現概率為：

在該模型當中，雖然線性回歸模型的基本參數結構依然得到了體現，但是任意一個作為因變量的隨機事件Yk的模型參數估計值都具有與線性回歸模型和兩分類Logistic回歸模型截然不同的含義。

2.2 模型構建

目前我國城市國土資源開發領域面臨著后備用地稀缺導致的城市土地開發的不可持續等問題[6]。本文針對后備用地稀缺導致的城市土地開發的不可持續問題、利益協調機制欠缺而帶來的土地稀缺性問題，結合多分類Logistic回歸模型，建立城市國土資源開發演化無序多分類Logistic回歸模型。對于負外部性問題，本文將著重通過配對多分類Logistic回歸模型加以構建。

2.2.1 無序多分類演化模型的構建

已知各種用地主體使用相關土地所關注的核心問題之后，將用地規模的增長作為因變量所象征的隨機事件，從而獲得參數估計值，便能夠形成如下的演化關系機制：

該方程組所代表的影響因素和最終的土地使用變化狀況之間形成的演化關系本身，能夠體現出各種影響因素變量對用地類型變更所產生的系統性影響。但是與此同時，為了失信對未來的土地利用結構的系統性預測，必須通過各種方式和方法對各種影響因素本身的數值進行一定的預測。最終，各種用地類型相對于作為參考系的用地類型的發生概率的變更則應當成為判斷的主要依據。但是為了作為各部門用地需求變化的依據，該模型應當做出另外的調整。判斷出國土資源利用結構發生變化的概率本身并不能夠直接的體現出未來國土資源利用結構的格局變化，更應當體現出前后不同階段的影響因素本身的變化所能夠給國土資源利用結構帶來的變化概率的增減。為適應該種需要，可以對以上的轉化關系機制模型進行如下調整：

已知前后不同階段的國土資源利用結構變化的影響因素分別為：

對兩個向量做差可得：

將該向量代入以上的演化關系式可得：

在前文當中，已經默認作為參考變量的用地類型yi的概率應當是大體穩定的，對此可以通過歷史數據進行趨勢性的檢驗。如果就歷史數據而言，這種變化趨勢是相對穩定的，則可以將以上關系式化簡為：

通過以上關系式可得土地利用類型未來轉化關系的判別式：

與此同時，應當注意到的是，如果作為參考變量的用地類型的概率發生變化，便應當對相關的內容進行調整。已知參考變量的用地類型yTi的概率為：

由此可得前后不同階段的國土資源利用結構變化的演化關系式可進行如下調整：

在此背景下，通過增量預測將呈現出的土地利用變動格局能夠直接給不同部門之間的利益協調、土地的儲備和定向規劃問題的解決形成借鑒。經過計算，可得，作為最終預測結果的向量本身代表著各種用地類型增大的可能性，由此可得應當在城市土地利用過程當中基于更高的用地配置的變量符合如下條件：

符合以上條件的土地利用類型將成為需要優先加以滿足的用地規劃類型。與之相反，不符合該條件的用地類型將作為重要等級較弱的用地類型，在進行城市國土資源規劃的過程中，投入土地的規模和滿足其需求的優先程度都將低于前者。

2.2.2 配對多分類演化模型的構建

為了解決在城市國土資源開發的過程當中所面臨的不同用地類型之間的利益協調和用地需求預計問題，可以針對各種用地類型，建立起無序的分類Logistic回歸模型，并且根據前文已經給出的判別條件提供一定的判斷。但是這種分析機制難以建立起相互交叉的多個用地類型之間的影響聯系，只能重復替換作為參考變量的用地類型，從而實現不同用地類型之間的相互比較和分析。目前我國城市土地的用地類型已經呈現出高度多元化的趨勢，不斷切換作為參考變量的用地類型必然帶來比較過程的繁瑣化。為了解決這一問題，本文將構建配對多分類Logistic回歸模型，探討各種用地類型成組化的相互對應分析的模式和方法。

在配對多分類Logistic回歸模型的框架之下，模型本身將會相對于兩分類、無序多分類Logistic回歸模型出現參數含義和變量形態的變化如下：

該模型當中因變量本身沒有發生改變，還是該種用地類型規模出現增長的情況。由模型可得該種用地類型沒有實現增長的隨機事件的Logistic回歸模型：

如果將該用地類型和其他兩種用地類型進行匹配，將其他兩種用地類型的影響因素相結合便可以構建起用于分析一種用地類型和其他用地類型之間關系的比例比數模型：

與此同時，將Logistic回歸模型代入之后，便可得：

如果此時直接根據OR值計算要分析的用地類型出現變動的概率和，便可以直接通過該數值的計算，將值高于本身影響因素的值的用地類型作為強相關用地類型。而強相關用地類型對該種用地類型所產生的影響是否存在負外部性，則可以直接通過觀測的數據代入進行判斷。

3 模型的運用模式分析

為了分析城市國土資源開發演化機制，作為因變量土地利用類型本身是分類變量并且相互之間并沒有順序的因素，各種經濟數據本身往往并不能提現正態分布的特征，在各種用地類型的相互轉化和協調過程當中，外在因素的影響也必須要被考慮進其中。經過對多分類Logistic回歸模型本身的分析可知，其自變量本身是可以反映社會經濟變化情況的連續型變量，而起因變量是分類變量，并且可以通過概率的形勢給出因變量的參數估計值或因變量相對于參照變量的概率比值的參數估計值。

首先，在目前的國土資源開發過程當中，后備用地稀缺導致的城市土地開發的不可持續問題正在日益凸顯。這種線性的根本原因在于對城市土地開發需求的形成機制缺少認知的體現。通過多分類Logistic回歸模型可以將人均可支配收入的增長、政府財政預算的規模等利用多年的數據所形成的連續變量作為模型的解釋變量直接代放進模型當中，從而分析其對各種用地類型的使用變化的影響。在本質上，這種分析模式更能夠將影響各種土地的利用和相互轉化的要素以及模型本身有效的結合起來，形成一種運行機制的體系，并且根據各種數據的變化重復多次的預測趨勢和觀測數值的變化。

其次，目前城市土地的開發和利用過程當中，工業用地開發、交通用地開發給其他用地類型帶來的負外部效應也能夠通過多分類Logistic回歸模型加以探討。外部性本身是相對較難觀察的一種效應。各種用地類型之間的相互影響往往只有在土地利用類型真正轉化為現實的經濟活動之后，才能夠被觀察。但是不同于其他領域的是，城市國土資源的開發具有長期性，在城市用地方面形成的投資本身也是難以轉變用途的。因此，在以往的經濟理論研究當中，往往強調用事后的稅收和補貼的形勢調節這種外部性效應。但是在多分類Logistic回歸模型的現有框架下，不同用地類型之間的相互影響以及相互影響的形成機制本身是能夠通過不斷的變動參考變量的形勢加以觀察的。

為了研究某一用地類型變更之后產生的外部效應，可以將該用地類型設為Yk，并且構建的模型，該表達式當中的p(y=i|x)部分，便可以選取將要分析外部性影響的用地類型yi的概率。在此背景下，不僅作為因變量的用地類型Yk的概率能夠被有效的加以分析，用地類型Yk和yi之間的相互關系也能夠被加以分析。參數估計值jk本身便能夠反映出各種影響因素對因變量本身的影響。一旦出現參數估計值普遍為負數的情況，則兩種用地類型之間事實上存在著負相關關系，結合用地本身的功能和性質，便可以判定負外部效應的存在。

然后，對各部門之間的用地需要的協調，多分類Logistic回歸模型所能夠發揮的作用主要體現在對各種用地需求的預測方面，事先明確伴隨著各種經濟變量的增長和變動，在各個部門所關注的經濟變量當中所能夠發揮的作用，進而判斷相關用地類類型面積增長的可能性，從而在城市國土資源規劃之初，對相關部門提供一定的土地規劃資源配置的傾斜就成為了極為重要的問題。對此，多分類Logistic回歸模型可以對轉化概率本身的辯護實現判斷。

4 結論

城市國土資源開發工作當中面臨的困難直接構成了城市國土資源開發演化機制研究的重要價值。明確城市國土資源開發演化機制對城市國土資源利用所面臨問題的解決，具有重要價值。在預見到未來經濟增長狀況、產業結構變化狀況和人民收入提高等因素之后，集約化的利用各種土地，提升土地的利用效率才能夠解決目前后備用地不足的問題。城市土地需求和后備土地的預留問題，更多的需要考慮土地利用之外的社會經濟因素的影響。多分類Logistic回歸模型對城市國土資源開發演化機制研究的適用性體現在因變量符合研究對象特征、對自變量的概率分布要求較低、參數估計值包含比較信息等三個方面。

本文針對后備用地稀缺導致的城市土地開發的不可持續問題、利益協調機制欠缺而帶來的土地稀缺性問題，結合多分類Logistic回歸模型，建立城市國土資源開發演化無序多分類Logistic回歸模型。對于負外部性問題，本文著重通過配對多分類Logistic回歸模型完成了構建。并且給出了判斷后續開發過程當中應當加大傾斜力度、優先級別和判斷外部性標準的指標。