基于基尼系數的四川省城鄉建設用地優化配置

淳 陽， 潘洪義， 吳佳俁， 周介銘

(四川師范大學西南土地資源評價與監測教育部重點實驗室/四川師范大學地理與資源科學學院，四川成都 610066)

隨著城鎮化進程的不斷加快，生產生活方式不斷轉變，社會經濟實力日益增強，城市用地規模不斷擴大。在城鎮規模快速擴張的過程中，如何根據社會經濟發展的需要和城市土地利用總體規劃，緩解土地資源的有限性與城鄉建設用地需求量日益增長的矛盾，實現城鎮化的可持續發展，是當前亟待研究解決的熱點問題[1]。城鎮化是一個人口-經濟-社會-空間“四維一體”、協調發展的有機整體，每一個維度的發展都會引起城鄉建設用地面積需求量和供給量的變化。不同區域差異明顯是我國城鎮化水平的顯著特征，而城鄉建設用地總量公平合理的分配是保證區域均衡發展的前提。國土資源部相關文件指出，適當調整城鄉建設用地規模，統籌安排生產、生活、生態用地，優化區域、城鄉用地結構和布局，保障城鎮化所需建設用地。相關學者從經濟社會發展需求、土地利用效率[2]、城鄉建設用地邊際產出[3]、生態-經濟比較優勢視角[4]、相對資源承載力視角[5]等不同層面，采用均方差決策法[6]、信息熵與偏移-份額模型[7]、脫鉤情景[8]等不同方法研究城鄉建設用地優化配置及其擴張機制[9-11]，為城鄉建設用地的優化配置提供豐富的研究方法和理論基礎。

基尼系數是由意大利經濟學家基尼于1992年首次提出的用于定量測定收入差異分配程度，綜合考察居民內部收入分配差異狀況的一項重要指標[12]，在國際上廣泛地應用于指標分配公平性的測度。目前，學者們多將其應用于水污染總量分配[13]、耕地保有量分配[14]、收入差異分配[15]等眾多領域，使分配方案既達到預定目標又兼顧公平性。而從城鎮化內涵出發，以公平的視角探討城鎮化發展過程中城鄉建設用地規模的合理配置鮮有少見。基于此，以四川省為例，在已知土地利用總體規劃城鄉建設用地總量目標的基礎上，從人口城鎮化-經濟城鎮化-社會城鎮化-空間城鎮化等4個維度選取具有代表性的指標，構建基于基尼系數優化配置模型，得到四川省現行土地利用總體規劃目標年(2020年)的優化配置方案，旨在兼顧區域城鎮化發展的效率和公平，從全方位優化城鄉建設用地配置。

1 城鄉建設用地總量分配優化模型

1.1 研究思路

利用基尼系數法評價分配公平性時，從人口城鎮化-經濟城鎮化-社會城鎮化-空間城鎮化等4個維度選取與城鄉建設用地分配相關的典型指標，計算各指標的權重及基尼系數，對21個地市(州)城鄉建設用地現狀布局的公平合理性進行判斷，作為分配方案制定和修改的依據，不公平合理則建立并調整優化配置模型，直到符合參考標準，技術路線見圖1。

1.2 指標體系

由于城鄉建設用地總量分配受到社會經濟、歷史沿革、地理環境等多方面因素的影響，因此，在參考相關文獻、理解城鎮化內涵的基礎上，依據典型性原則，從人口城鎮化-經濟城鎮化-社會城鎮化-空間城鎮化等4個維度，選取人口密度、地均GDP、地均各類社會保險參保人數、城鄉建設用地容量等4個指標構建城鄉建設用地總量優化配置指標體系(表1)。

(1)人口密度。反映區域城鎮化發展過程中人口數量與城鄉建設用地分配的公平程度，為提升人居生活環境，單位城鄉建設用地的人口數量應控制在合理的范圍之類，針對不同的人口密度，合理增減城鄉建設用地的規模。

(2)地均GDP。反映單位城鄉建設用地面積上的經濟產出效益，效益越高，土地利用越趨于集約，反之，土地利用集約水平越低，應適當的縮減城鄉建設用地規模，提升土地集約利用水平。

(3)地均各類社會保險參保人數。地均參保人數與城鄉建設用地面積的基尼系數可表征社會發展水平的公平程度，地均參保人數越多，其社會發展水平越高，可適量增加城鄉建設用地規模保持高水平的發展。

(4)城鄉建設用地容量。反映城鄉建設用地的可擴展空間，可擴展空間越大，表明城鎮化過程中城鄉建設用地的約束性越小，適量增加城鄉建設用地的規模有助于進一步推動城鎮化的發展。

表1 城鄉建設用地總量優化配置指標體系

注：城鄉建設用地容量=土地總面積×0.3-現狀城鄉建設用地面積[16]。

1.3 基尼系數內涵及計算

洛倫茲曲線能清晰地表達基尼系數(圖2)。A表示實際分配曲線和絕對平均分配曲線之間的面積，實際分配曲線右下方的面積為B，則A/(A+B)值即為基尼系數，數值越小，分配越公平，反之則越不公平。根據聯合國相關組織規定：基尼系數低于0.2，表示絕對公平；基尼系數為0.2～0.3，表示比較公平；基尼系數為0.3～0.4，表示相對合理；基尼系數為 0.4～0.5，表示差距較大；基尼系數在0.5以上表示，差距懸殊；將0.4作為收入分配差距的“警戒線”[17]。

幾何計算法、協方差法、擬合曲線法、平均差法等常用于基尼系數的計算，結合文中數據的特征，采用梯形面積法[18]，將圖1中的B視為若干梯形面積之和，其計算公式為：

(1)

式中：j表示指標編號；Gj表示j指標的基尼系數；Xij表示非農人口、人均GDP等指標的累計率；Yij表示城鄉建設用地面積的累計率；i表示分配對象，當i=1時，(Xi-1，Yi-1)為(0，0)。

1.4 指標權重計算

由于各指標對城鄉建設用地分配的影響程度不同，依據各指標的重要性程度采用變異系數法確定指標權重，其計算公式為：

(2)

(3)

(4)

(5)

1.5 優化模型構建

1.5.1 應用線性規劃原理，構建基于基尼系數的四川省城鄉建設用地總量分配優化模型 為使各區域的城鄉建設用地總量分配趨于公平，指標的基尼系數應該最大限度地趨近于0，故目標函數為各指標加權求和的最小值。目標函數為：

(6)

(7)

式中：i為區域編號；j為指標編號；n為區域個數；m為指標個數；G為綜合基尼系數；wj表示第j個指標的權重；Gj為優化后第j指標的基尼系數；G0j為優化前第j指標的基尼系數；pi為優化后各區域城鄉建設用地總量；p0i為區域城鄉建設用地總量下限；p1i為各區域城鄉建設用地總量上限；P為各區域城鄉建設用地總量之和。

1.5.2 約束條件 條件1：優化配置方案應比現行規劃方案公平合理，優化后的基尼系數應小于優化前的基尼系數，即Gj≤G0j。

條件2：將現行規劃基期年(2005年)的城鄉建設用地面積確定為城鄉建設用地容量下限p0i，將現狀城鄉建設用地面積和城鄉建設用地容量之和確定為城鄉建設用地總量上限p1i。

條件3：依據總量控制原則，各區域城鄉建設用地總量之和應該等于土地利用總體規劃的城鄉建設用地面積之和。

1.6 數據來源

研究數據來源于《四川省土地利用總體規劃2006—2020》、四川省21個地市(州)的土地利用總體規劃(2006—2020)、《四川省統計年鑒2016》。需要特別說明的是，由于土地利用總體規劃中沒有地均各類社會保險參保人數，因此采用2015年的統計年鑒數據。

2 實例研究

2.1 現行規劃方案公平性評價

將各指標現狀值、城鄉建設用地面積的目標值按從小到大排序，分別計算其累計率，繪制各指標和城鄉建設用地面積的洛倫茲曲線(圖3)。由式(1)、(5)計算各指標的基尼系數和權重(表2)。

由圖3、表2可知，人口密度-城鄉建設用地的基尼系數是0.161 0，處于絕對平均水平；地均GDP-城鄉建設用地的基尼系數是0.253 0，處于相對合理水平； 地均各類社會保險參保人數-城鄉建設用地的基尼系數是0.412 0，超過了國際0.400的“警戒線”，處于較大差距水平；城鄉建設用地容量-城鄉建設用地的基尼系數為0.316 0，處于相對合理水平。因此，對四川省城鄉建設用地的現行規劃方案進行優化配置顯得非常有必要。

表2 指標權重及基尼系數

2.2 基于基尼系數的優化配置方案

利用LINGGO 11.0軟件，根據式(6)得到優化方案的基尼系數(表3)。對比優化方案和現行規劃方案(表4)可以看出，綜合基尼系數由現行規劃方案的0.311 0下降到 0.295 0，各指標的基尼系數均不同程度地下降，優化后的基尼系數均低于國際“警戒線”值，更趨于公平合理。攀枝花、綿陽、廣元、甘孜州等的城鄉建設用地面積增加幅度較大；自貢、遂寧、內江等城市的城鄉建設用地面積減少幅度較大。根據優化前后城鄉建設用地面積的變動幅度，結合Arcgis 10.1將四川省各市(州)城鄉建設用地面積變動的情況分為4種類型：城鄉建設用地大幅削減區、城鄉建設用地小幅削減區、城鄉建設用地小幅增長區、城鄉建設用地大幅增長區，并對其進行可視化表達(圖4)。

表3 指標權重及基尼系數的變化

城鄉建設用地大幅削減區含德陽、遂寧、內江、自貢共4個城市，占全省城市總數的19.05%，主要分布在四川省的東南部和靠近成都平原地區。由于這些城市前期擁有較好的工業基礎，城鎮化發展水平相對較高，其城鄉建設用地面積已達到一定規模，但城鄉建設用地容量不足，導致總體城鄉建設用地面積降低，其中遂寧市的削減幅度最大，達到8.577%。此類區域的部分城市已經超出了現狀建設用地的規劃目標值，土地粗放利用程度嚴重，節約化利用水平低。在今后城鎮化的建設中，應遵循“嚴控總量，盤活存量”的原則，加大城鄉建設用地的減量化控制力度，以現行規劃方案中城鄉建設用地總量為約束，轉變土地利用方式，加快實施城鄉建設用地存量的內涵式挖潛，提升閑置、廢棄土地的集約利用水平。積極推行“減量化、再利用、再循環”的可持續發展理念，實現地上和地下空間的同步發展。

表4 優化前后城鄉建設用地面積比較

城鄉建設用地小幅削減區含巴中、南充、資陽、樂山、瀘州、涼山州共6個城市，占全省城市總數的28.57%，主要分布在四川省東北、南部及西南地區。這些城市地處丘陵地區，為四川省的糧食主產區，耕地面積大，相對數量的人口仍從事農業生產，非農人口增長相對較緩，城鎮人口密度低，故應保留一定數量的優質耕地確保糧食安全，減少城鄉建設用地的面積。此類區域的城市是確保四川省糧食安全的主要區域，在城鎮化建設過程中，應追求經濟發展與糧食安全的協調。嚴格實施“增減掛鉤”“占優補優”的土地利用政策，堅決制止“以次充好”的亂象。不能突破現有耕地保護紅線，合理確定“永久性基本農田保護區”的范圍。合理控制新增城鄉建設用地的供應量，提高供應門檻，逐步實現城鄉建設用地的減量化控制。

城鄉建設用地小幅增長區含阿壩州、雅安、成都、宜賓、眉山、廣安、達州共7個城市，占全省城市總數的33.33%，主要分布在成都平原城市群周邊及川東北地區，形成以阿壩-宜賓的帶狀分布格局。這些城市以成都市為輻射中心，人口城鎮化、經濟城鎮化、社會城鎮化水平均取得了一定成就，未來還有進一步提升的空間，所以其城鄉建設用地面積須適量增長。此類區域的城市除成都外其他城市的城鎮化水平均處于快速提升的階段，城鄉建設用地尚有一定的擴展空間，但由于自身的區位條件、資源稟賦、人口流動等方面均存在不同程度的差異，在城鎮化的過程中不能追求“攤大餅式”的盲目擴張模式，要注重城市發展的質量、土地利用的效率，根據城市發展的具體需求合理地控制城鄉建設用地的增量，穩步前進。

城鄉建設用地大幅增長區含攀枝花、甘孜州、綿陽市、廣元市共4個城市，占全省城市總數的19.05%，主要分布在四川省的東北、西部地區。其中甘孜州的增幅最大，達到 22.308%，甘孜州地處偏遠的川西少數民族聚居區，人口基數小，農業生產條件落后，但其豐富的旅游資源是其經濟增長的主要來源，應加強基礎設施建設，提高城鄉建設用地的供應量，進一步提升城鎮化水平。攀枝花地處四川盆地的最南端，非農人口較少，依靠豐富的礦產資源，其經濟發展水平僅次于成都，是攀西地區的經濟高地，為進一步發揮帶動作用，適當增加城鄉建設用地面積，有利于其人口、經濟城鎮化的發展。綿陽、廣元等2個城市地處四川省的東北地區，倚靠其交通樞紐的優勢，非農人口和人均GDP增長較快，城鎮化水平快速發展，城鄉建設用地容量大，故城鄉建設用地總量分配大幅度增加。此類區域的城市城鄉建設用地容量較大，良好的資源稟賦、交通條件和工業基礎為城鎮化快速發展的提供了良好的保障。在不突破城鄉建設用地總量管控的約束條件下，增加城鄉建設用地規模，能更好地適應城鎮化發展的需要。同時，要注重提升城鄉建設用地的高效集約利用水平，避免低效蔓延。

3 結論

基于對城鎮化內涵的理解，從人口-經濟-社會-空間等4個維度篩選影響城鄉建設用地分配的主要指標，基于公平的視角將基尼系數和城鄉建設用地優化配置相結合，兼顧了在城鎮化發展過程中城鄉建設用地分配的公平性和效率性。

研究表明，四川省現有的城鄉建設用地分配方案基尼系數為0.311，通過構建優化配置模型，最終使分配方案的基尼系數下降到0.295，在注重城鎮化發展效率的同時確保公平性。結合Arcgis 10.1將各地市(州)的城鄉建設用地增減變化分為城鄉建設用地大幅削減區、城鄉建設用地小幅削減區、城鄉建設用地小幅增長區、城鄉建設用地大幅增長區4類區域，并針對不同區域提出政策建議，具有一定的指導意義。