城市吸引力對建設用地規(guī)模擴張的影響以武漢城市圈為例

黃海艷，蔡銀鶯

（華中農業(yè)大學公共管理學院，湖北·武漢 430070）

中國正處于城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展階段，建設用地需求旺盛，城市發(fā)展、蔓延過程中暴露出建設用地擴張速度過快、效率低下等問題[1]。實現城市精明增長，促進城市建設用地有序擴張是解決我國當前快速城鎮(zhèn)化進程中土地利用效率的重要問題[2]。20世紀60年代以來，國內外學者開始對建設用地擴張進行系統(tǒng)研究，對城市建設用地擴張?zhí)卣骷膀寗恿σ验_展諸多研究，并取得了許多可供借鑒的成果。但現有研究大多局限于單個城市的建設用地擴張分析，很少從城市間相互聯(lián)系及相互作用的角度研究建設用地擴張規(guī)律[3]。隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，城市圈已經成為我國城市化發(fā)展的主要形式，中國正在編制和實施一系列以城市群為主體形態(tài)的城市化空間戰(zhàn)略規(guī)劃。城市圈內部的建設用地增長已經不是城市化初期單個城市孤立的發(fā)展，而是城市吸引力影響下的協(xié)同發(fā)展[4]。相關研究表明，城市圈城市吸引力是以人力、財力、物力等要素流的形式產生的，而城市經濟的發(fā)展、居民生活水平的提高、產業(yè)結構的調整以及固定資產投資等是影響城市擴張的主要驅動力，因此城市建設用地的擴張必然會受到城市吸引力的影響[5-15]。但較少有研究關注城市圈建設用地擴張與城市吸引力之間的內在關系，城市圈城市吸引力對建設用地擴張是否有影響、影響路徑及差異性如何，尚未得到清晰的揭示。故探索城市圈城市吸引力對城市建設用地擴張的影響，對全面科學認識地城市圈建設用地擴張具有重要意義。

武漢城市圈是國務院首批“資源節(jié)約型與環(huán)境友好型”社會建設試驗區(qū)，是全國“兩型”社會建設綜合配套改革示范區(qū)、重要的先進制造業(yè)基地、高技術產業(yè)基地、現代服務業(yè)中心、重要的現代物流基地和綜合交通樞紐，也是中部地區(qū)崛起的重要戰(zhàn)略支點的重要支撐。其城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、信息化進程不斷加快，建設用地擴張活躍，城市圈內部各城市經濟發(fā)展、資源稟賦和交通區(qū)位存在較大的區(qū)域差異，城市吸引力和建設用地擴張活動區(qū)域差異較大。本文以武漢城市圈為研究區(qū)域，研究1996—2013年武漢城市圈內部城市吸引力對建設用地規(guī)模擴張的影響，以期為城市建設用地擴張機理研究進行補充和完善，為科學認識城市圈建設用地擴張機理提供參考。

1 研究區(qū)域與數據準備

1.1 研究區(qū)域概況

武漢城市圈是湖北經濟發(fā)展的核心區(qū)域，也是中部崛起計劃戰(zhàn)略的重要支點，是以武漢市為中心、以黃石市為副中心城市、仙桃市為西翼中心城市，覆蓋武漢、黃石、鄂州、孝感、黃岡、咸寧、仙桃、天門、潛江9個城市的經濟聯(lián)合體，占湖北省31.2%的土地面積，集中全省53.0%的常住人口及59.9%的經濟總量。隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、信息化進程的加快，城市圈內部各城市之間的社會經濟聯(lián)系日趨緊密，建設用地擴張迅速。1996—2013年，武漢城市圈建設用地增加22.86萬公頃，年均增長率為2.68%。其中，城鎮(zhèn)用地和交通運輸用地年均增長率較大，分別為15.00%和5.66%；農村居民點用地年均增長率為1.91%；工礦用地和水利設施用地有所減少，年均減少率分別為2.35%和0.07%。

1.2 數據來源

建設用地包括城鎮(zhèn)村及工礦用地、交通運輸用地和水利設施用地三大類。本文建設用地數據來源于國土資源部的土地利用變更數據；社會經濟數據來源于《湖北統(tǒng)計年鑒》及中國資訊行；城市間距離數據是利用ArcGIS對城市兩點之間在地球表面的空間距離進行測量。

2 研究方法

2.1 城市質量評價指標體系構建

遵從科學性、客觀性、可操作性和可行性等原則，總結關于城市質量的綜合評價的研究成果[16-21]，在綜合考慮數據的可獲取性的前提下，將人口、生產總值、國有經濟單位技術改造投資、國有經濟單位基本建設投資、財政收入、全社會固定資產投資、社會消費品零售額、工業(yè)增加值、郵電業(yè)務量、第三產業(yè)產值等指標納入城市質量的評價體系。

2.2 基于引力模型計算城市吸引力

城市吸引力模型是在Haynes和Fotheringha對雷利法則完善成果的基礎上進行改進的[21-22]。城市是由人口、物資、信息、資金、技術等組成的巨大磁場，城市質量不僅取決于人口和GDP，應當采用盡可能多的因素綜合反映城市質量。本文中城市質量的計算采用多因素加權求和的方法，計算公式如下：

式中：Pm是影響城市質量的第m種因素的權重，Wm是影響城市質量第m種因素的作用分值。

基于引力模型的城市吸引力模型公式為：

式中：Fi為城市i和城市j之間的吸引力，Qi和Qj為城市i和城市j的城市質量，Dij為城市i與城市j之間的距離。

城市質量的計算按照以下步驟進行：數據的標準化（Yij），首先將影響城市質量的指標數據標準化，采用線性函數歸一化標準方法，消除不同指標量綱影響；確定各因素權重（Wm），城市質量影響因素權重的確定采用熵權法，通過度量差異信息的離散程度賦權；計算城市質量的作用值（Pj），見式（3）；計算城市質量（Qi），見式（4）。

城市吸引力（Ii）表示城市I與武漢城市圈中除自身外其他城市的全部吸引力總和，它是度量城市圈城市與外界聯(lián)系的代表性指標。城市吸引力表示在城市圈中該城市受到的其他城市相互吸引的總作用，其計算公式為式（5）。

2.3 建設用地擴張與城市吸引力相關分析

為消除原始數據異方差，先對建設用地面積和城市吸引力取自然對數，然后在此數據的基礎上進行相關分析。通過觀察兩者之間的散點圖，進行多次擬合嘗試，結果發(fā)現線性擬合結果最好，最終確定城市吸引力和建設用地基本呈線性關系。確定兩者呈明顯線性相關關系之后，運用SPSS17.0軟件進行線性回歸分析。

3 結果與分析

3.1 1996—2013年武漢城市圈建設用地規(guī)模擴張?zhí)卣?/h3>

1996—2013 年武漢城市圈建設用地年均擴張速度加快，城市圈內部各城市擴張?zhí)卣鞔嬖诓町悾ū?）。1996年武漢城市圈建設用地面積為503 150.86公頃，2013年增加到730 919.29公頃，建設用地總量增加了227 768.43公頃，年均增長率達2.68%。其中，2007—2013年建設用地總量增加了128 735.85公頃，占1996—2013年建設用地增量的56.52%，年均增長率達3.56%，是2002—2007年武漢城市圈建設用地年均增速的2.77倍。武漢城市圈建設用地擴張類型中，城鎮(zhèn)村及工礦用地在研究期間直接增加了204 074.41公頃，占城市圈建設用地增量的89.60%，年均增長率為3.15%；交通運輸用地增加了25 641.08公頃，年均增速為5.66%；水利設施用地減少19 081.61公頃，年均減少率為0.07%。2007—2013年間，城鎮(zhèn)村及工礦用地和水利設施用地的年均增長率迅速增大，遠遠超過前兩個時間段的增速。由此可見，武漢城市圈自2007年規(guī)劃設置后，受人口流動、產業(yè)集聚、政策扶持等影響，城鎮(zhèn)村及工礦用地擴張規(guī)模速度明顯加快。

武漢、鄂州、黃石和咸寧等城市的建設用地年均增長率大于城市圈平均增速。其中，黃石市和咸寧市由于在1996—2002年期間存在行政區(qū)劃的調整，其建設用地變化較大，年均增速較大，分別為8.65%和44.17%，遠遠超過城市圈平均水平；武漢市和鄂州市建設用地年均增速略大于城市圈平均水平，武漢市在2002—2007年間建設用地增速較大，而鄂州市在2007—2013年間建設用地迅速增加。黃岡、仙桃、潛江和天門市建設用地年均增長率遠小于城市圈平均水平，孝感市建設用地年均增長率為-0.05%，但黃岡、仙桃、潛江、天門和孝感等城市在2007—2013年間建設用地增長率迅速增大。由此可見，隨著武漢城市圈的不斷發(fā)展，孝感、黃岡、仙桃潛江和天門等城市的發(fā)展水平加快，其建設用地擴張的規(guī)模和速度明顯加快。

表1 1996-2013年武漢城市圈建設用地擴張狀況Table 1 Urban land expansion in Wuhan Metropolitan Area from 1996-2013

3.2 武漢城市圈城市經濟聯(lián)系的吸引力

基于城市吸引力模型測算的武漢城市圈吸引力狀況見圖1。1996—2013年武漢城市圈內部城市吸引力存在區(qū)域差異性，但吸引力大小位序基本保持不變。武漢市城市吸引力值最大，遠遠超過其他城市，且變化幅度較小，其在城市圈內的核心力強勁、穩(wěn)定。2003年起，鄂州市城市吸引力超越孝感市，位于城市圈第二位。孝感、鄂州、黃石和黃岡等四個城市的吸引力變化相對較大，近幾年黃石市吸引力值呈逐漸下降的趨勢，其他三個城市的吸引力基本呈逐漸上升的趨勢。咸寧、仙桃、天門和潛江等四個城市的城市吸引力較小，變化幅度相對也較小。武漢城市圈各城市吸引力值位序在1996—2013年期間基本保持不變，說明各城市在城市圈經濟聯(lián)系基本保持穩(wěn)定，有利于城市圈的穩(wěn)定發(fā)展；武漢市的城市吸引力遠遠大于其他城市，且其城市吸引力值是其他城市吸引力的9—40倍，說明武漢市是城市圈的“龍頭”城市，帶動其他城市的發(fā)展；武漢城市圈經濟聯(lián)系不均衡，黃石、鄂州、孝感和黃岡引力值較大，咸寧、仙桃、潛江和天門的吸引力值較小。黃石和仙桃是武漢城市圈發(fā)展的兩個重要的“節(jié)點城市”，從吸引力值可以看出黃石市和仙桃市吸引力大于周邊城市，促進武漢城市圈向多核經濟聯(lián)系轉變，但是仙桃市的吸引力值相對較小，其對潛江、天門等城市的帶動作用可能較小。

3.3 武漢城市圈城市吸引力與建設用地規(guī)模的時間趨勢特征

武漢城市圈各類建設用地面積與城市吸引力進行相關分析具有顯著性的地類見表2。從二級地類可見，武漢城市圈的城鎮(zhèn)村及工礦用地和交通運輸用地的規(guī)模與城市吸引力呈現出顯著的正相關關系，說明隨武漢城市圈城市吸引力的增強，資本、技術、勞動力等生產要素向城市吸引力強的地區(qū)集聚，進而帶動其城鎮(zhèn)用地及交通基礎設施用地需求的加大。

圖1 武漢城市圈1996-2013年城市吸引力指數Fig.1 The city attraction in Wuhan Metropolitan Area from 1996-2013

1997—2013 年，城鎮(zhèn)村及工礦用地中的城市用地和工礦用地規(guī)模與城市吸引力的相關關系在在5%的顯著性水平下呈正相關關系，整體而言城市吸引力越強的城市其城市用地和工礦用地的規(guī)模擴張越快。然而，自武漢城市圈設置以來（2007—2013年），城市、工礦用地與城市吸引力的相關性逐漸呈現減弱的特征，城市及工礦用地逐漸脫離以規(guī)模供給換效率的粗放利用狀態(tài)，集約利用程度在逐漸提升；建制鎮(zhèn)、鐵路和公路三種類型的建設用地規(guī)模與城市吸引力大小逐漸呈顯著正相關關系，表明武漢城市圈城市吸引力的增強在一定程度上促進建制鎮(zhèn)用地、鐵路用地和公路用地的擴張。武漢城市圈建設用地規(guī)模與城市吸引力的相關關系表明，以產業(yè)集聚、人口流動及資本投入為表征的城市吸引力增強在一定程度上促進了當地城市、城鎮(zhèn)、工礦用地和交通運輸用地規(guī)模的迅速擴張。同時，因農村居民點用地利用粗放、規(guī)模過大，城市圈建設過程強調非農產業(yè)開發(fā)、忽略農業(yè)發(fā)展，為此農村居民點用地與水利設施用地規(guī)模與城市吸引力的相關關系不顯著。

表2 武漢城市圈1997-2013年建設用地與城市吸引力的相關分析Label 2 Analysis on the relationship between contraction land and city attraction in Wuhan Metropolitan Area from 1997-2013

3.4 武漢城市圈城市吸引力對建設用地規(guī)模影響的空間分異特征

武漢城市圈內部各類建設用地與城市吸引力的相關分析（圖2—圖4）表明，城市圈內部各城市的吸引力對建設用地規(guī)?？偭烤哂酗@著影響，呈現區(qū)域差異。1996-2006年，城市吸引力對建設用地規(guī)模影響顯著的區(qū)域主要集中在仙桃市、潛江市、天門市、黃石市和鄂州市。其中，仙桃市的城市吸引力與其城市用地、建制鎮(zhèn)用地、工礦用地及公路用地呈負向關系，與農村居民點用地呈顯著正相關關系；潛江市的城市吸引力與其城鎮(zhèn)村及工礦用地呈顯著負向關系；天門市的城市吸引力與其城市用地、鐵路用地、公路用地、水庫水面用地呈顯著負向關系，與農村居民點用地以及水工建筑用地呈顯著正向關系；黃石市的城市吸引力與其城鎮(zhèn)村及工礦用地、交通運輸用地、水利設施用地均呈顯著正相關關系；鄂州市的城市吸引力與其城市用地呈顯著正向關系，與農村居民點用地、鐵路用地、水工建筑用地呈顯著負向關系。2007-2013年間城市吸引力對建設用地規(guī)模影響顯著的區(qū)域主要集中在武漢、孝感、黃岡和咸寧等城市。其中，武漢、孝感、黃岡、鄂州和咸寧等城市的吸引力對其城鎮(zhèn)村及工礦用地規(guī)模具有顯著的正向影響；與其水利設施用地呈顯著負向影響；武漢市和咸寧市與交通運輸用地總量呈顯著負向關系，但與鐵路用地和公路用地呈顯著正向影響，黃岡市的吸引力與其鐵路用地呈顯著負向影響。

圖2 武漢城市圈1996-2006及2007-2013年間城鎮(zhèn)村及工礦用地與城市吸引力相關關系Fig.2 The relationship between urban village and industrial land and city attraction between 1996-2006 and 2007-2013 in Wuhan Metropolitan Area

整體而言，武漢城市圈城市吸引力的增強有利于促進城鎮(zhèn)、城市、工礦用地等城鎮(zhèn)用地規(guī)模的增加；武漢城市圈城市吸引力增大，圈內各市縣經濟聯(lián)系增強、通勤距離距離縮短，緣于鐵路和公路為主的交通運輸基礎設施用地的增加；武漢城市圈城市吸引力增強，對農村居民點和水利設施用地的擴張具有一定的緩沖作用，通過城鄉(xiāng)建設用地增減掛政策實施促進農村居民點用地節(jié)約集約利用。

圖3 武漢城市圈1996-2006及2007-2013年間交通運輸用地與城市吸引力相關關系Fig.3 The relationship between transportation land and city attraction between 1996-2006 and 2007-2013 in Wuhan Metropolitan Area

圖4 武漢城市圈1996-2006及2007-2013年間水利設施用地與城市吸引力相關關系Fig.4 The relationship between water conservancy facility land and urban attraction between 1996-2006 and 2007-2013 in Wuhan metropolitan area

4 結論與討論

利用城市吸引力模型和相關分析方法，探討武漢城市圈1996—2013年城市吸引力對建設用地規(guī)模擴張的影響，為把握及認識武漢城市圈建設用地擴張?zhí)卣魈峁﹨⒖?。研究表明：?）1996—2013年，武漢城市圈建設用地擴張活動劇烈，擴張速度較快，且擴張?zhí)卣鞔嬖谳^大的空間差異。武漢城市圈建設用地總量增加227 768.43公頃，年均增長率達2.68%。建設用地擴張類型中，交通運輸用地年均增長率最大，城鎮(zhèn)村及工礦用地次之，水利設施用地減少。武漢、鄂州、黃石和咸寧等城市的建設用地年均增長率大于武漢城市圈平均增速；黃岡、仙桃、潛江和天門等城市的建設用地年均增長率遠小于城市圈平均增速；孝感市的建設用地年均增長率為負。（2）武漢城市圈經濟聯(lián)系基本保持穩(wěn)定。各城市吸引力值位序在1996—2013年間基本保持不變；但經濟圈之間的經濟聯(lián)系不均衡，吸引力值區(qū)域間的差異較大。武漢市是城市圈的“龍頭”城市，其吸引力遠遠高于其他城市，帶動其他城市的發(fā)展；黃石市和仙桃市是城市圈發(fā)展的兩個重要的節(jié)點城市，有利于武漢城市圈向多核經濟聯(lián)系發(fā)展。（3）武漢城市圈城市吸引力對城鎮(zhèn)用地、工礦用地和交通運輸用地的擴張呈顯著正影響，對農村居民點用地和水利設施用地影響不顯著。1996—2013年間城市吸引力對城市用地和工礦用地的擴張呈顯著正影響，自2007年武漢城市圈規(guī)劃設置后，城市吸引力開始對建制鎮(zhèn)、鐵路和公路用地的擴張呈顯著正影響。（4）武漢城市圈內部各城市的吸引力對建設用地總量擴張具有顯著影響。城市吸引力對建設用地擴張的影響十分復雜，在城市圈的不同發(fā)展階段，城市吸引力對不同城市、不同類型的建設用地的作用不同。1996—2006年間，城市吸引力對建設用地擴張影響顯著的區(qū)域主要集中在仙桃、潛江、天門、黃石和鄂州等城市；2007—2013年間，影響顯著的區(qū)域主要集中在武漢、孝感、黃岡和咸寧等城市。隨著武漢城市圈的不斷發(fā)展，城市吸引力將對城鎮(zhèn)村、鐵路和公路用地呈顯著正影響；對工礦用地和水利設施用地的擴張呈顯著負影響。

文章通過檢驗武漢城市圈城市吸引力與城市建設用地規(guī)?？偭康南嚓P關系，證實了城市吸引力在建設用地規(guī)模擴張中起到了重要的刺激作用。且在城市圈的不同發(fā)展階段，其作用力存在明顯的區(qū)域特征。但當前僅從分析了武漢城市圈城市吸引力對建設用地總量擴張的影響，尚未考慮城市吸引力增強對建設用地利用效率、擴張路徑及方向所帶來的影響，有待在后續(xù)的研究中加以探索。