浙江省城市土地利用集約化與生態化協調性評價

林耀奔，葉艷妹，楊建輝

（1.浙江大學土地與國家發展研究院，浙江 杭州310058；2.國土資源部城鄉建設用地節約集約利用實驗室，北京 100812；3.浙江財經大學中國政府管制研究院，浙江 杭州 310018）

1 引言

土地資源是人類賴以生存與發展的基礎資源和物質保障，土地利用則反映了人類與自然界相互影響與交互作用最直接和最密切的關系[1]。土地利用的本質是指人與土地的關系，按功能可以分為土地的經濟性利用和土地的非經濟性利用，前者表現為土地集約利用，后者表現為土地生態利用[2]。

城市土地利用集約化評價包括定性和定量兩個方面的評價，而定量化研究是研究熱點[3]。然而，大部分土地利用集約化的定量評估只關注土地使用的社會經濟結果。越來越多的學者逐漸意識到要在提高城市土地使用效率的同時，做到盡量降低保護生態系統的成本[4]。不同的土地利用模式會對區域中的水、大氣、土壤、生物群落等自然生態環境帶來不同程度的影響[5-7]，不合理的土地利用方式將會對城市土地生態安全造成不同程度的威脅[8]。城市土地利用生態化是一種以城市空間為載體，以人工生態系統為特征，以改善生態環境為目的土地利用方式[9]。國外的城市土地利用中，一直將土地利用生態化作為重點研究的內容[10]。城市土地利用的集約化與生態化關系，實質上體現了土地利用的經濟效益與生態效益之間的關系，隨著社會經濟的發展，土地利用追求的目標逐漸綜合化，而不僅是經濟效益或生態效益的單一需求[10]。當前大部分研究中，城市土地利用集約化或生態化單一方面的研究相對成熟，但二者協調性研究還很少，僅停留在兩個變量之間的關系研究，鮮見二者協調性評價與管理等方面的文獻報道[11]。

由于中國“人多地少”的基本國情，城市土地利用集約化與生態化的矛盾顯得尤為突出。目前中國大部分城市都處于社會經濟水平提高，但生態環境在惡化的狀況[12]。然而良好的生態環境是城市社會經濟水平持續提高的基礎，因此本文以浙江省為研究區，試圖構建城市土地利用集約化與生態化協調性關系的評價體系，闡釋城市土地利用集約化與生態化協調性的內涵及機理，并開展實證研究，以期為城市土地合理利用與可持續發展提供政策建議。

2 研究區與數據來源

2.1 研究區概況

浙江省位于中國東南沿海，由于地處長江三角洲，是中國最發達的地區之一。盡管在34個省級行政單位中，浙江省的總面積僅排在第25位，但它的總GDP在全國排名第四。此外，浙江省也經歷了城市人口的顯著增長，城鎮人口比重從2000年的48.7%持續上升到2016年的67%[13]。隨著經濟的快速發展，浙江省經歷了快節奏的大規模城市化進程。但同時也產生了社會經濟發展與生態環境建設不平衡的現狀，省內11個城市的生態環境質量相差較大[14]。因此，選擇浙江省作為研究區域在中國具有代表性。

2.2 數據來源

本文涉及的數據主要包括浙江省及11個地級市城市土地利用集約化和生態化衡量指標。具體所用的數據主要來自2006—2017年的《中國統計年鑒》、《浙江統計年鑒》、各地級市統計年鑒、各市環境狀況公報、《中國城市建設統計年鑒》以及《浙江自然資源與環境統計年鑒》等。

3 研究方法

3.1 城市土地利用集約化和生態化評價方法

（1）指標體系構建。國內外主要采用多因素評價法、計量模型、3S技術等對土地利用集約化和生態化的程度進行評價，土地利用集約化評價一般著眼于投入產出水平、土地利用強度及其可持續發展方面的時間或空間尺度的分析[3，15-16]，而土地利用生態化評價注重于對區域資源環境的綜合評價[5-6，9]，但這都不足以反映城市土地利用的真實水平，只有將土地利用集約化與生態化這兩套評價體系結合起來進行綜合評價才能對城市土地利用水平進行有效評估。根據土地資源稀缺論、土地邊際報酬遞減論、系統論以及人地關系論等相關基礎理論，考慮城市土地作為自然社會綜合體的復雜性，選取評價指標時要遵循全面性和典型性原則，做到不遺不漏的同時又要照顧到指標間的聯動性及貢獻度。

從城市土地集約利用的內涵出發，判定影響其土地利用集約化水平的主要因素有土地投入水平、土地利用密度、土地利用結構及土地產出效益4個項目層[17-19]：土地投入水平項目層選取地均固定資產投資和地均公共預算支出這兩個指標來表征資本要素的投入[20]；土地利用密度項目層選取地均職工、地均電力以及人口密度來反映城市土地的利用強度[21]；土地利用結構項目層選取人均建設用地面積和道路網密度來評估土地利用的結構狀態[22]；土地產出效益項目層選取地均GDP、地均工業總產值以及地均二三產值等指標來測度城市土地利用效率[23]。

以往對城市土地生態化的研究主要是基于對生態環境的認識，結合城市經濟特性所進行的評價[10-11，24]。本文為與城市土地利用集約化進行對照的同時凸顯城市土地本身的生態特性，選擇污染控制、環境質量和環境保護投資作為城市土地利用生態化的主導因素[9，25]：污染控制項目層包括城市污水處理率、一般工業固體廢物綜合利用率以及生活垃圾處理率三個指標來衡量城市土地利用生態化的污染源控制強度[26]；環境質量項目層選取城市環境空氣質量綜合指數、區域環境噪聲、城市年平均氣溫以及人均水資源等指標來表征區域生態環境水平[27-28]；環境保護投資項目層選取環境污染治理投資總額、建成區綠化覆蓋率以及排水管網密度等指標來表征城市土地利用生態化的投入水平[29]。

本文在綜合考量以往學者研究成果的基礎上，根據指標的系統性、代表性、可操作性、可替代性和數據的可獲得性等原則，分別選取代表城市土地利用集約化和生態化的指標，建立城市土地利用集約化和生態化的初始評價指標體系，詳見表1。

（2）典型相關分析。典型相關分析法是由霍特林提出,用于研究兩組變量之間相關關系的一種計量統計方法，可通過降維提取出表征整體特征的幾對綜合變量來評估兩組變量指標之間的相關性[30]。本次研究運用SPSS 20.0，對浙江省城市土地利用集約化和生態化兩組評價指標進行典型相關分析，發現這兩對典型變量均在0.01水平上檢驗為顯著，說明所選的兩組變量之間存在強相關性。通過對兩組典型相關變量的典型載荷進行分析（表1），可以判斷出對典型變量起主要作用的變量。在第一組典型變量中，代表集約化水平的X3、X4、X5、X6、X8以及代表生態化水平的Y1、Y3、Y5、Y6、Y9這10個變量的典型載荷絕對值較大，為主要影響變量。在第二組典型變量中，代表集約化水平的X1、X2、X4、X5、X8以及代表生態化水平的Y1、Y4、Y8、Y9、Y10這10個變量的典型載荷絕對值較大，為主要影響變量。由此，可以剔除在兩組典型變量中均屬于較小影響作用的X7、X9、X10、Y2、Y7這5個變量，將剩余的15個變量重新組合建立成新的評價指標體系。

（3）綜合指標測算。將每個指標的原始值轉換為標準化數值Xij（0≤Xij≤1），用以表征對城市土地利用集約化或生態化的影響[31]。標準化公式為:

式（1）中：Xij為因子i在區域j的標準化值；xij為因子i在區域j的的原始值；xjmax和xjmin分別為因子i在區域j的的最大值和最小值。具有正效應的指標,其值越大代表城市土地利用集約化或生態化具有越高的水平。反之,具有負效應的指標,其值越大則代表城市土地利用集約化或生態化具有越低的水平。

表1 城市土地利用集約化和生態化評價指標體系及各變量典型載荷Tab.1 Evaluation index system of urban land intensive& ecological use and the Canonical loading of variables

式（2）中：Ri為因子i的權重（各因素的權重參考了該領域學者的文章[9，19，25，31]）。分別用式（2）計算各區域的城市土地利用集約化（Fj）和生態化（Ej）指數。

3.2 城市土地利用集約化和生態化協調性評價方法

協調度是度量系統或要素之間協調狀況好壞程度的定量指標。協調發展度是表征協調度在時間序列中的發展態勢的指標，可以有效評估系統運行的穩定性和可持續性。采用耦合協調度模型，依據離差系數原理構建協調性評價模型，計算公式為:

式（3）—式（4）中：C為協調度；D為協調發展度；K為調整系數（K一般取值2）。協調度C的取值范圍為0～1，C值越大，表明城市土地利用集約化與生態化之間越協調，反之，則越不協調，表明系統處于失調或無序狀態。協調發展度D能反映出城市土地利用集約化與生態化協調發展的整體功能，根據D值的大小，可以進行城市土地利用集約化與生態化協調發展狀況的定量評判[32-33]。

借鑒有關研究成果[34-36]，結合實際情況，對協調發展度進行了等級劃分，如表2所示。

表2 協調發展度等級劃分Tab.2 Classi fi cation of coordinated development degrees

4 結果分析

4.1 全省變化情況分析

圖1 浙江省城市土地利用集約化與生態化協調發展時序變化Fig.1 The temporal changes of the coordinated development of intensive and ecological urban land use in Zhejiang Province

收集2005—2016年相關評價指標數據，根據城市土地利用集約化與生態化水平的計算公式，分別得到浙江省城市土地利用集約化與生態化水平的評價結果（圖1）。2005年以來，浙江省城市土地利用集約化水平呈現上升趨勢，從0.10增加到2016年的0.90，提高顯著。這主要得益于城市化水平的快速提高，地均固定資產投資和地均公共預算支出每年以超過10%的速度在增長，經濟發展帶來的集聚效應促進了城市土地的集約利用，推動了土地利用結構的合理優化。浙江省城市土地利用生態化水平呈現波動上升的趨勢，從0.33增加到0.84。通過分析數據可見，浙江省2016年的環境污染治理投資總額是2005年的7倍，這期間興建各種環保設施，環境治理效果顯著，城市污水處理率提高了60%，生活垃圾處理率提高了20%，有效地提高了城市土地利用生態化水平。

根據協調性評價模型，分別計算了2005—2016年城市土地利用集約化與生態化的協調度和協調發展度。浙江省城市土地利用集約化與生態化的協調度經歷了“輕度失調衰退—瀕臨失調—勉強協調發展—初級協調發展—中級協調發展—良好協調發展”的發展過程。總體而言，浙江省城市土地利用集約化與生態化在11年內由輕度失調轉為良好協調，這反映出政府不斷探索土地集約利用新途徑以突破土地資源對經濟發展造成的瓶頸,并不斷加強生態環境保護建設。值得注意的是2013年以來城市土地生態化水平己經低于城市土地利用集約化水平，這是因為城市空氣質量綜合指數、區域環境噪聲、城市年平均氣溫等代表城市土地利用生態化的負效應指標在2013年后處于加速增長態勢，而建成區綠化覆蓋率、排水管網密度等代表城市土地利用生態化的正效應指標卻處于減速增長態勢，由此造成浙江省土地利用生態化水平在2013年后開始放緩增長速度。

4.2 各地級市變化分析

運用上述測算模型挑選2005年、2010年以及2016年三個時間維度的相關指標數據對浙江省11個地級市進行城市土地利用集約化、生態化水平以及兩者的協調發展度進行計算，測算結果見圖2。

圖2 城市土地利用協調發展情況Fig.2 The coordinated development of urban land use

圖3 各地級市城市土地利用集約化時空演變Fig.3 The spatio-temporal evolution of urban land use intensi fi cation in all prefecture-level cities

圖4 各地級市城市土地利用生態化時空演變Fig.4 The spatio-temporal evolution of urban land use ecology in prefecture-level cities

（1）集約化水平變化趨勢（圖3）。浙江省11個地級市的城市土地利用集約化水平在2005—2016年間呈現波動增長的趨勢，這得益于地均固定資產投資、地均公共預算支出以及地均GDP等指標的增長。但在2010年，超過半數的城市出現城市土地利用集約化水平下降趨勢。這是因為在2005—2010年，浙江省多數城市的建設用地面積快速增長，但城市的人口增長卻并未同步，造成人均建設面積增長過快，其中麗水和衢州的人均建設面積5年間增長超過100%，導致土地利用集約化水平呈現下降趨勢。到2016年，超過80%的地級市城市土地利用集約度呈現增長態勢，主要是由于城市擴張受到抑制以及地均投入產出比增長迅速。紹興市于2013年經國務院批復進行行政區調整，新增了柯橋區和上虞區，導致市區人口密度驟降60%，造成了紹興城市土地利用集約化水平的下降。

（2）生態化水平變化趨勢（圖4）。浙江省各城市通過不斷加強生態文明建設，環境治理效果逐漸顯現，城市土地利用生態化水平總體上得到提高。2005—2016年，全省各市城市污水處理率平均提高81%，建成區綠化覆蓋率平均提高36%，環境污染治理投資也不斷提高，成為提高城市土地利用生態化水平的有力支撐。但其中嘉興和衢州的城市土地利用生態化水平一直處于下降趨勢，分析原因可知，兩個城市在11年間城市年平均氣溫上升6.5%，空氣質量呈現惡化趨勢，使它們的城市生態安全受到嚴重威脅。

圖5 各地級市城市土地利用協調性時空演變Fig.5 The spatio-temporal evolution of urban land use coordination in prefecture-level cities

（3）集約化與生態化協調性變化分析（圖5）。根據對浙江省各地級市的土地利用集約化與生態化水平測算結果，可以得知其城市土地利用協調性存在明顯的時空變化。2005年，處于城市土地利用協調發展狀態的城市占73%，協調發展度最高的城市為寧波，而麗水和衢州屬于失調衰退型城市。2010年，處于城市土地利用協調發展狀態的城市占64%，杭州、嘉興、舟山以及臺州的城市土地利用協調發展度有所提高，但麗水、衢州和溫州等城市由于城市土地利用集約化與生態化發展緩慢且不相匹配，導致土地利用情況持續惡化。2016年，處于城市土地利用協調發展狀態的城市占82%，舟山市的城市土地利用協調發展度全省最高為0.83，屬于良好協調發展型，湖州和溫州城市土地利用協調發展度改善，進入初級協調發展型行列。在城市化的進程中，浙江省各地級市在提高城市土地利用集約化水平的同時，逐漸意識到土地利用生態化的重要性，通過生態保護策略的實施，促進了城市土地利用的合理化，為區域可持續發展夯實基礎。

5 結論與對策

5.1 結論

（1）通過典型相關分析法可知，影響城市土地利用協調發展度的影響因素主要有地均固定資產投資、地均公共預算支出、地均職工、地均電力、城市污水處理率、生活垃圾處理率、建成區綠化覆蓋率等15個指標，由此構建城市土地利用協調性評價指標體系。

（2）從時間序列變化來看，2005年以來，浙江省全省城市土地利用集約化和生態化水平總體呈現上升趨勢，但在2013年后土地利用生態化水平滯后于集約化水平。這主要是由于改善浙江省城市土地利用生態化水平的水利、環境和公共設施投資遠不如提高集約化水平的固定資產投資的增速，導致生態化與集約化水平的協調性呈現波動下降趨勢。

（3）從空間異質性來看，浙江省11個地級市中，城市土地利用集約化水平一直處于領先地位的城市有寧波、杭州、嘉興，城市土地利用生態化水平較高的城市有湖州、舟山、衢州等，城市土地利用協調發展度較高的城市有杭州、寧波、嘉興、舟山等。主要受到城市發展過程中人口、投資、資源保護等諸多因素的影響。可以發現，城市土地利用集約化水平不斷升高的城市，其土地利用協調性也會有所改善。這是因為土地利用集約化是城市化和社會發展的必然結果，較高的土地利用投入產出將會帶來巨大的經濟效益，以用于對環境保護的投資，從而改善土地利用生態化水平。這在城市化快速發展時期（2010—2016年）得到了很好的體現，尤其是溫州、臺州、金華以及舟山等經濟發展態勢較好（人均GDP年增速超10%）的城市。而土地利用集約化水平較低的城市由于缺乏改善環境的資金，也有可能導致城市土地生態化水平的降低。

5.2 啟示

（1）城市土地政策的制定要兼顧土地利用的集約化與生態化特征，即確保土地利用方式不影響區域可持續發展，合理確定表征集約化和生態化的指標，并聯合各相關部門建立指標動態監管制度，實時掌握各指標的動態數據，切實參與城市土地利用的全生命周期管理。

（2）建議浙江省進一步推行生態環境保護戰略，完善國土空間規劃制度，嚴控城市建設用地無序擴張，增加城市綠化面積，加強污染源控制，從而有效提高城市土地的生態韌性。

（3）重視對城市間差異性的研究，認清各城市的經濟發展階段和資源稟賦情況，從空間規劃、資源配置以及生態環境保護等方面多重手段并舉，補足城市發展過程中出現的短板問題，提高城市土地利用協調性，從而有效促進城市土地利用的持續健康發展。