中國陸地邊境帶建設用地開發強度的時空分異及驅動機制研究

顧觀海，吳 彬，張文主，陸汝成，2，申文金，梁高都，龐彩萍，黃繼鮮

（1.南寧師范大學自然資源與測繪學院，廣西 南寧 530001；2.北部灣環境演變與資源利用教育部重點實驗室，廣西 南寧 530001；3.中國人民大學公共管理學院，北京 100872；4. 中國自然資源經濟研究院，北京 100191）

1 引言

我國有2.2萬km的陸地邊境線、1.8萬km的海岸線，陸域與14個國家接壤，隔海與8個國家相望。陸地邊境線東起遼寧省丹東市，西迤廣西壯族自治區防城港市，途經9個省（自治區）、45個地級市（地區/自治州/盟）。在深入推進國家“一帶一路”建設和區域全面經濟伙伴關系協定（RCEP）簽署的背景下，邊境地區成為了國內國際雙循環的戰略支點和重要節點樞紐，邊境貿易與跨境經濟合作給城市帶來了巨大發展動力，而建設用地作為城市經濟活動與反映新型城鎮化水平的空間載體，隨著社會快速發展，其需求量逐漸增大，同時在人多地少的國情下需要防止“攤餅式”的城市擴張模式。在中共十九大報告中明確提出要加快邊疆發展的背景下，如何在稀缺的土地資源前提下追求區域高質量發展，探尋合理的土地開發強度是社會經濟可持續發展的必然選擇[1]。然而，邊境帶因受自然地理環境和區位條件等影響，邊境城市的經濟水平和城鎮化率相對中部地區較為落后且極不均衡，邊境建設用地開發利用具有明顯的區域性特征，不同地區的自然因素與社會發展條件對其影響作用存在明顯的差異性，以致邊疆土地開發利用強度空間異質性明顯，未能形成“經濟長廊”或“組團式”等發展模式來促進地區要素流動和互聯互通能力提升區域高質量發展[2]。因此，探討中國邊境地區的建設用地開發強度的空間分異及影響機制，對協調沿邊地區土地利用與社會發展、對外合作、生態環境之間的關系，加強建設用地開發強度管控，促進區域可持續發展具有重要意義。

通過對已有的研究進行梳理與分析，發現研究主要集中在建設用地開發強度內涵和概念界定、建設用地開發強度的評價與方法、建設用地開發強度的驅動因素3個方面：（1）建設用地開發強度的概念界定尚未統一，有學者認為開發強度是包含了資源反饋效應、資源變化程度和綜合土地開發活動的多層要素和結構[1]；也有學者認為其與主體功能區劃分中的國土開發強度概念一致，即建設用地面積占國土面積的比重[3-4]；還有從城市空間的視角來定義土地開發強度為城市區域內土地由非建成區轉向建設區的土地使用景觀變化的過程[5-6]。（2）在土地開發強度測度評價方面，多從土地利用效益、條件、程度等方面入手，以土地開發深度、廣度和頻度等角度，從土地開發程度、緊湊度和強度等維度，采用容積率、建筑高度和建筑密度等指標來綜合評價土地開發強度[7-13]。在方法方面，應用“3S”與空間分析技術等手段來創新土地開發強度評價的新方法，結合面板數據提高評價結果的精度[14-16]。（3）建設用地開發強度受到地形地貌、海拔和坡度等自然地理因素和經濟、政策、土地利用等人類社會活動因素的共同影響[17]。也有不少研究建設用地開發強度與其他因素之間的互動關系，如建設用地開發強度與資源環境、生態系統服務功能、生物多樣性、城市擴張等相互關系，基于此進行土地開發強度影響因子及其格局演變驅動機制研究[18-22]。

從既往文獻來看，建設用地開發強度的研究對象主要集中在經濟水平較高地區，如長三角地區、東北地區和沿海城市等，目前對遠離政治文化中心的陸地邊境帶研究較少。此外，缺乏土地開發強度的區域和變量之間關系的空間差異性研究，多未考慮其空間異質性、空間溢出效應等。當前，“十四五”規劃提出加快構建邊境區域協調發展的新格局并將邊境地區作為推進高質量發展的重點區域，而建設用地作為區域發展空間與生產要素的載體，因此明晰邊境建設用地開發強度的區域差異對新時代背景下推動沿邊城市協調發展，提升區域發展質量具有一定的時代意義。鑒于此，本文依據建設用地開發強度的概念和特征，通過總結歸納區域建設用地開發強度的測度模型，利用半變異函數和Kriging插值法分析其空間格局及發展類型，并運用普通最小二乘法模型（OLS）、空間滯后模型（SLM）和空間誤差模型（SEM）對其時空分異和影響機制進行分析，揭示中國陸地帶邊境建設用地開發強度時空格局和驅動機制，以期豐富邊境地區土地利用開發的研究，促進區域土地的可持續利用與健康發展。

2 數據與研究方法

2.1 研究區域與數據來源

基于本文的研究目的，以地理位置為基礎，根據不同邊境地區的自然環境、經濟發展水平、接壤的國家等情況的差異性，結合已有研究[23-24]，將中國陸地邊境帶劃分為5個區域（圖1），即東北邊境地區（東北三省）、北部邊境地區（內蒙古和甘肅）、西北邊境地區（新疆）、西藏邊境地區和西南邊境地區（云南和廣西）。本文5 期（2000年、2005年、2010年、2015年、2020年）土地利用遙感監測數據、坡度與海拔的數據來源于中國科學院資源環境科學數據中心（http://www.resdc.cn）。中國邊境地區經濟社會發展的相關數據來源于《中國城市統計年鑒》、各地區國民經濟和社會發展統計年鑒以及各省市統計局網站等。

圖1 研究區域示意圖Fig.1 Schematic diagram of the study area

2.2 建設用地開發強度測度模型

建設用地開發強度是用于反映一定區域內建設用地開發利用程度以及其對人口、社會經濟要素的承載水平的一個綜合指數，運用單位建設用地面積、人口承載能力和用地產出強度來綜合表征，測度模型為[25]：

式（1）中：CLDI代表建設用地開發強度；CLUA代表單位建設面積，用區域建設面積與區域總面積之比表示；PCC代表人口承載能力，用總人口與建設用地面積之比表示；OIL代表用地產出強度，用二、三產業值與建設用地面積之比來表示；α、β和λ分別表示三者的權重，對CLUA、PCC和OIL進行標準化處理，再運用熵值法求得α、β和λ的值。

2.3 半變異函數模型

半變異函數能考慮變量在空間上的變化的隨機性與自相關性，本文利用其分析邊境地區建設用地開發強度空間變異規律和空間結構，計算公式為[26]：

式（2）中 ：N（h）是距離等于h時的點對數；Z（Xi）是樣點Z在位置Xi的實測值；Z（Xi+h）是與Xi距離為h處樣點的值。

2.4 空間計量模型

（1）普通最小二乘法。普通最小二乘法（OLS）是一種經典的回歸模型，計算時可以不考慮空間權重矩陣，建立該模型的目的是使所有觀測值到回歸直線距離的平方和最小[27]。其回歸方程：

式（3）中：Y為因變量，表示建設用地開發強度；Xn為自變量，表示驅動力指標值；αn為自變量的系數，表示自變量對因變量的影響；ε為誤差項。

（2）空間滯后模型?？臻g滯后模型（SLM）主要探討各個變量在一個地區是否存在空間溢出[27]，其表達式為：

式（4）中：ρ為空間滯后自回歸系數，表示相鄰區域觀測值Y對本區域觀測值Y的影響方向和程度；WY為空間矩陣；β為回歸系數，表示自變量X對因變量Y的影響。

（3）空間誤差模型?？臻g誤差模型（SEM）假設模型的誤差是空間相關的，探討鄰接地區因變量的誤差沖擊對本地區觀察值的影響程度[27]，其表達式為：

式（5）—式（6）中：λ為空間誤差自回歸系數，衡量樣本觀察值的空間依賴作用，即相鄰地區的觀察值Y對本地區觀察值Y的影響方向和程度；Wε為空間擾動項矩陣；μ為正態分布的隨機誤差向量。

3 邊境地區建設用地開發強度時空分異性與發展類型

3.1 建設用地開發強度總體格局

從邊境地區建設用地開發強度的時間變化來看，2000—2020 年建設用地開發強度變化趨勢呈現為先低速下降，后以較高速度增長，平均強度由2000年的0.17降至2010年的0.15，但2010年以后開發強度以較大的幅度增長，在2020年開發強度增至0.33。從2000—2020年中國陸地邊境建設用地開發強度空間分布來看（圖2），研究期間邊境地區開發強度水平整體上呈“東高西低，南高北低”格局，建設用地開發強度重心變化呈現自東向西，由南向北的態勢。開發強度較高的地區集中分布在西南邊境地區和東北邊境地區，較低的城市主要是北部邊境與西藏邊境地區，這與東北振興、西部大開發和邊境經濟合作區、跨境經濟合作區等國家戰略的核心地區發展的空間分布基本一致。隨著我國城鎮化水平的不斷提升，建設用地開發強度持續增強，但邊境地區遠離政治文化經濟中心，受區位、交通、自然條件等因素制約導致城鎮化進程相對較為緩慢，沿邊地區建設用地開發強度長期低于全國平均水平[22]，且在地區間存在空間差異性。

圖2 2000—2020年邊境地區建設用地開發強度格局Fig.2 Development intensity pattern of construction land in border area from 2000 to 2020

3.2 建設用地開發強度空間異質性

為分析邊境地區建設用地開發強度的空間變異規律和空間結構，分別對5期數據計算半變異函數，采用指數模型、球體模型、高斯模型等進行擬合，最終通過最小二乘法選擇最優擬合模型。從半變異函數的參數統計來看（表1），5期數據擬合程度相對較好，但不同年份間采用的模擬存在差異，說明了2000年、2005年、2015年與2010年、2020年表現出不同的結構特征。塊金值和基臺值前4期呈現增長趨勢，最后一期快速下降；塊金系數變化在研究期表現上升的態勢，且決定系數較大，較有力地說明了邊境地區建設用地開發強度空間差異性中結構性因素和隨機成分的作用在不斷減弱，影響范圍在縮小。從邊境建設用地開發強度Kriging插值3D擬合（圖3）來看，2000—2020年的最高峰值逐期上升，峰值數量前三期減少，后兩期增加，主要集中分布在東北部和西南部，西部無峰值出現且結構較為平緩。說明在東北與西北、西南與北部的建設用地開發強度空間差異性較大，這種空間異質性與中國陸地邊境地區建設用地開發強度總體格局差異態勢一致。

表1 2000—2020年邊境地區建設用地開發強度格局半變異函數參數統計Tab.1 Semi-variogram parameter statistics of development intensity pattern of construction land in border area from 2000 to 2020

圖3 2000—2020年邊境建設用地開發強度Kriging插值3D擬合圖Fig.3 3D fitting of Kriging interpolation for development intensity of construction land in border area from 2000 to 2020

3.3 建設用地開發強度發展類型

中國邊境地區建設用地開發強度增長速度普遍較快，大部分地區的開發強度增長在50%以上，但一些地區也出現減小現象。通過計算2000—2020年中國邊境地區開發強度增長速度，根據自然斷點分級法，將其劃分為負增長、低速增長、中速增長、較高速增長、高速增長5類（圖4）。為分析2000—2020年中國邊境地區開發強度發展類型，以2000年的開發強度為基準，將邊境地區的建設用地開發強度低于或高于均值0.26，劃分為中等水平以下（S）或中等水平以上（T）;將2000—2020年開發強度增長速度劃分為負增長（N）、低速或中速增長（M）、較高速或高速增長（H）；結合以上兩個指標對邊境地區的建設用地開發強度劃分為5種類型（圖5），其分布情況及特征如表2所示。

圖4 2000—2020年邊境地區開發強度增長速度Fig.4 Growth rate of development intensity in border area from 2000 to 2020

圖5 中國邊境地區建設用地開發強度類型Fig.5 Development intensity types of construction land in China’s border area

表2 邊境地區建設用地開發強度發展類型分布情況Tab.2 Distribution of development intensity types of construction land in border area

總體來說，2000—2020年東北邊境的建設用地開發強度為中等水平以下，增長速度較為緩和；西北和北部邊境地區的建設用地開發強度為中等水平以下，但整體上增長速度較快；西南邊境地區的建設用地開發強度類型較為多樣，有中等水平以上中速發展，也有中等水平以下負增速發展，和中等水平以下中速增長的類型。

4 中國陸地邊境地區建設用地開發強度驅動機制研究

4.1 理論分析與驅動力指標選取

建設用地開發強度作為新型城鎮化水平在空間上的映射，綜合反映了區域生產、生活和生態關系的有機統一。而沿邊地區的建設用地開發強度具有其獨特性，邊境土地開發能給邊疆開放開發、跨境合作與開放平臺建設帶來發展機遇，推動國際國內雙循環新格局的構建。同時，沿邊地區的建設用地開發強度因受特殊的自然地理要素、地緣經濟環境等共同影響，與已有研究對比既有相似之處，也存在邊境的特殊性。因此從經濟、行政、交通、對外和自然條件5個方面的驅動力來探討沿邊地區建設用地開發強度異質性的作用機理（圖6）。從社會經濟來看，對外貿易合作是作為國內與國際市場樞紐的邊境城市的重要經濟活動。就國家戰略政策而言，“一帶一路”倡議、興邊富民行動和邊境經濟合作區等優惠政策給沿邊城市提供了發展平臺優勢。在交通配置方面，邊境地區涉及對內對外接軌，其交通邊緣性顯著。然而，從自然環境來看，邊境地區制約土地開發利用的因素較大，增加了城市建設擴張的成本，此外沿邊地區作為國家安全的緩沖區和薄弱敏感區[24]，在發展過程中極容易受不穩定的地緣環境影響。

圖6 邊境建設用地開發強度差異性驅動機理分析Fig.6 Driving mechanism analysis of development intensity difference of construction land in border area

綜合考慮已有研究和邊境地區的獨特性，構建我國邊境帶建設用地開發強度的驅動力指標體系（表3），并對其進行Pearson系數檢驗，結果表明各指標對建設用地開發強度的影響相互獨立。

表3 中國陸地邊境帶建設用地開發強度驅動力及其指標解釋Tab.3 Driving forces and index explanation of construction land development intensity in China’s border area

4.2 邊境地區建設用地開發強度驅動力分析

運用OLS、SLM和SEM分析2000—2020年我國邊境地區建設用地開發強度影響驅動機制，通過比較三個模型的參數發現，SEM模型和SLM模型的LIK值比OLS大，AIC和SC值較小，具有更好的擬合效果。SEM和SLM的參數統計值較為接近，但SEM的R2更大，綜合考慮到建設用地開發強度在相鄰地區能夠相互影響的可能性，故采用SEM作為分析模型更為合適。

在2000—2020年中國陸地邊境建設用地開發強度與其驅動力解釋變量的5期空間誤差模型中，R2分別為0.81、0.63、0.63、0.73和0.75，可見模型具有較好的擬合效果；從該模型的結果來看（表4），P值均大于0.5，說明相鄰地區建設用地開發強度的空間效應影響存在于誤差項中，還存在于地區間的相互作用和各種復雜的空間因素中。因此，各地區的建設用地開發強度大小不僅決定于自身，也受周圍地區的影響。

表4 2000—2020年中國邊境地區建設用地開發強度驅動力空間誤差模型估計結果Tab.4 Estimation results of spatial error model for driving forces of construction land development intensity in China’s border area from 2000 to 2020

（1）經濟驅動力作用機理。從模型的估計結果（表4）來看，2000—2020年人均GDP 、二三產業占比和人均社會消費品零售總額均對建設用地開發強度起正向驅動作用，而人均一般公共預算支出在前兩期為正向，后三期為反向作用，人均固定資產投資在前兩期的驅動作用為負向，后三期為正向。研究期間指標的驅動力作用存在異質性，人均GDP逐漸減弱，二三產業值占比呈上升趨勢，人均社會消費品零售總額、人均一般公共預算支出、人均固定資產投資則是先增后降。經濟驅動力作為城市發展的源動力一直是影響建設用地開發的重要因素，經濟的增長會直接促進生產活動和人口在區域內發生集聚，提高用地產出的同時也帶來用地需求增加。理論上人均GDP 和二三產業占比對建設用地開發強度應具有同向影響作用，但實際上影響趨勢卻不同，其主要原因是因為邊境地區遠離政治文化中心和經濟而發展緩慢，農業總產值仍占據一定地位。人均社會消費品零售總額、人均一般公共預算收入和人均固定資產投資反映了地區的經濟景氣情況、經濟事業建設水平和固定資產投資的規模和結構，在受多因素制約發展相對落后的邊疆地區，在社會發展至常規化階段時經濟結構發生轉型升級，由原來依賴生產要素過渡到節約集約型經濟，從資源驅動型轉變結構驅動型，用地需要也隨之減少。

（2）行政驅動力作用機理。行政驅動力主要從國家政策、當地政府和社會行為等層面探討對建設用地開發強度的影響。2000—2020年教育水平和醫療水平對建設用地開發強度均是正向驅動作用，但教育水平的系數遠大于醫療水平的，兩者的影響程度均為先升后降。興邊富民、境外經濟貿易合作區和邊境經濟合作區等優惠政策指數對建設用地開發強度起正向驅動作用，影響程度先增后減。邊疆的教育、醫療條件等社會基礎性設施較中部地區相對落后，但隨著21世紀初期國家為振興邊境、富裕邊民而對沿邊地區加大力度投入與幫扶，沿邊地區的社會經濟迅速發展，社會基礎設施配套也隨之加大對公共管理與公共服務用地的需求，待達到一定水平，用地需求則會減弱。隨著邊境政策的落地實施，給邊疆經濟帶來了發展機遇與刺激作用，促進產業結構優化調整，用地類型向集約節約型發展。

（3）交通驅動力作用機理。交通驅動力是跨境合作與貿易經濟活動互聯互通的基礎保障，交通建設水平直接影響到地區之間的網絡聯系，具有較為顯著的空間溢出效應。研究期間人均公路里程對建設用地開發強度起正向驅動作用，且影響程度逐年增強?？诎逗秃娇战ㄔO水平在研究期間起的驅動作用是負向的，影響程度則先降后增。早期邊境地區的交通條件較其他地區較為落后，隨著“一帶一路”倡議的深入推動了沿邊地區的開放開發進程，跨境經濟合作區、重點開發開放試驗區和邊境經濟合作區等項目建設刺激了邊疆地區跨境聯通、境內相聯等互聯互通基礎設施的完善。公路建設、邊境口岸和現代空港建設期對建設用地需求增大，但同時也給邊境貿易活動與人員流動提供了設施基礎，發揮邊境地區對內對外經濟合作的樞紐作用，增加單位土地空間上的產出，提高建設用地開發強度。

（4）對外驅動力作用機理。對外驅動力中進出口占比、國際旅游外匯和市場機會用來反映邊境地區的對外經濟貿易活動的活躍程度和機會，在研究期間對我國邊境建設用地開發強度并無明顯影響或呈微弱負向驅動作用。這是由于對外貿易活動的增長主要源于產品出口結構的優化，新型消費品、新型資本品和服務貿易和附加值提升，同時也在一定程度上減少了一些產品的本地化生產，降低了本地化產品所需要的土地要素的成本投入。土地需求的減弱對建設用地快速擴張起到了抑制作用，與此同時對外經濟活動給區域發展帶來了活力也在一定程度上提高了建設用地開發強度。

（5）自然驅動力作用機理。自然驅動力選取了地區平均海拔和平均坡度來分析對建設用地開發強度的驅動機制。自然地理環境是建設用地形成和發展的基礎，而邊境地區自然環境具有復雜性與生態脆弱性，基礎設施建設與城市擴張成本高，在某種程度上是邊疆地區發展的制約因素。但從表3來看，平均海拔和平均坡度的系數均大于或等于0，雖無明顯的正向影響，卻未出現負相關性。這一結論有悖于海拔高或坡度大是建設用地擴張的制約因素，主要原因東北振興、東北振興、興邊富民的試點和跨境經濟合作區等發展戰略背景下，加強邊疆地區建設，“興邊富民”和“穩邊固邊”的進程推進，刺激了沿邊地區的發展與建設用地的供應，提高了邊境地區建設用地開發強度。

5 結論與討論

5.1 結論

（1）邊境地區建設用地開發強度格局。中國陸地邊境地區建設用地開發強度水平長期低于全國平均水平，但研究期內增長速度較快，整體上呈“東高西低，南高北低”格局，土地開發強度重心由東向西，自南向北遷移。建設用地開發強度水平較高的城市集中分布在西南邊境和東北邊境；水平較低的分布北部和西藏地區。建設用地開發強度空間分布不均衡，其空間異質性態勢與總體格局基本一致。2000—2020年沿邊地區建設用地開發強度的發展速度呈現先降后升趨勢，其中西藏、西北、北部、東北邊境地區開發強度為平均水平以下，但西藏、西北和北部邊境地區增長速度較快，東北邊境增速較為緩和，而西南邊境地區發展類型較為多樣。

（2）邊境地區建設用地開發強度驅動機制。通過比較OLS、SLM和SEM三個模型的估計結果，最終擇優選擇SEM用于探究驅動機制。邊境地區建設用地開發強度驅動機制存在空間異質性，具體表現為影響因素的作用方向、驅動力大小及誤差沖擊等方面。在經濟發展狀況方面，人均GDP 、二三產業占比、人均社會消費品零售總額和人均固定資產投資等起到了主要的正向的驅動作用。在社會政策行政層面，東北振興、西部大開發、邊境經濟合作區和跨境經濟合作區等政策優惠指數的作用最為顯著。交通驅動力作為區域發展必不可少的因素，促進邊境地區與其他地區發生經濟聯系，人均公路里程對邊境土地開發強度起到了較為明顯的效果。在對外驅動力中，外貿活動會促進產業結構的轉型，提高用地產出強度，也會降低了土地要素的投入，從而對建設用地開發強度并無顯著影響。從自然驅動力來看，邊境地區平均海拔與坡度較其他地區有一定劣勢，但在國家戰略的支持下，邊境地區的發展需求，自然驅動力對建設用地開發強度并未表現出負向驅動作用。

5.2 討論

2000—2020年中國陸地邊境地區建設用地開發強度增幅較大，但建設用地開發強度水平和質量總體不高，存在較為明顯的空間差異。邊境地區的整體水平弱于其他地區，如東北地區[25]、蘭州—西寧城市群[28]和黃河流域[29]等區域，由于邊境地區的地理位置處于我國邊緣地帶，受其自然地理環境、交通條件和地緣政治經濟等環境的影響，人口聚集度低，人口外流大，在發展上具有一定的局限性，土地開發強度水平仍有待提高。然而建設用地開發強度是一個復雜的系統問題，由多尺度、多因素共同影響，因此區域土地開發強度分布格局存在明顯非均衡性，這與其他學者的研究結論基本一致。

建設用地開發強度的相關研究認為驅動力主要包括經濟發展、用地投資、人口規模、區位條件、戰略政策等[23，25，30]。但邊境與其他地區不同，地緣經濟驅動力、交通驅動力與行政驅動力更為顯著，同時也表明邊境地區的建設用地開發強度的驅動力存在典型的“木桶效應”[23]。

在新型城鎮化和市場化的背景下，邊境地區產業結構轉型，貿易活躍，對建設用地需求增大，同時也帶來了占用耕地發展的現象[31-32]，但隨著國家耕地保護政策進一步落實和中共十九大提出的“三區三線”劃定工作，對建設用地開發利用有了更高的要求，沿邊地區亟需優化土地開發格局，提升土地利用效益。為此，各級政府應將新發展理念貫徹落實到國土開發格局優化與土地集約節約提升，挖掘存量土地開發潛力；建立健全建設用地管控與供應機制，根據地區間的建設用地開發強度差異因地制宜采取差別化管理；完善沿邊地區互通互聯功能，促進邊疆對內對外經濟活動，提升區域發展質量；推動邊境地區特色產業發展，充分利用跨境經濟合作區、重點開發開放試驗區等優惠政策，打造諸如“異域風情旅游”等精品旅游業，發展進出口加工業、服務業等第三產業，轉變邊境地區經濟發展方式，以此進一步提升中國陸地邊境地區建設用地開發強度的水平和質量，實現土地利用開發的社會效益、經濟效益與生態效益有機統一。