小城鎮建設用地擴展的時空分異研究*
——以佛山順德區為例

廖 琪 ， 陳 玲 ， 周藝霖 ， 蔣雪冰

（1.廣東省土地調查規劃院，廣東 廣州 510075；2.自然資源部陸表系統與人地關系重點實驗室，廣東 廣州 510075；3.廣東省嶺南院勘察設計有限公司，廣東 廣州 510075）

建設用地擴展作為城鎮化在空間上最具表征意義的特征之一[1-3]，也是土地利用/土地覆被變化（Land use/land cover change, LUCC）研究的核心領域[4-6]。LUCC研究是全球化研究的熱點問題之一，而今逐漸有針對性地轉向多地域、多尺度上的研究[7-9]，它不僅豐富了土地利用變化研究的內容與方法，也推動了土地科學的發展[10-15]。近年來，我國城鎮化進程中已經開始出現了冒進態勢和城市空間蔓延式發展的趨勢[16]。“外延式”和“速度型”的城鎮化發展方式致使大城市超常規發展，人口急速膨脹、交通擁堵、土地污染、水污染、空氣污染、房價高漲和資源緊張以及越來越多的霧霾天氣等“大城市病”凸顯[17-18]。中小城鎮是優化城市體系的戰略關鍵，而發展中小城鎮正是化解上述城鎮化問題和困局的核心戰略路徑[17,19]。能否協調好中小城鎮發展與土地利用之間的關系，特別是與建設用地擴展之間的關系，是新型城鎮化能否成功轉型的關鍵之一。探討珠三角地區小城鎮建設用地發展情況，以期為研究經濟高速發展和快速城鎮化地區的土地變化提供借鑒和參考。

1 研究區域、數據與方法

1.1 研究區概況

順德區隸屬佛山市，身處珠江三角洲腹地，東連番禺，西鄰新會，北接南海，南界中山，是粵港澳大灣區經濟圈、廣州—佛山都市圈的重要組成部分。地理坐標介于北緯 22°40′~23°2′，東經113°1′~113°23′。土地總面積806.55 km2，全區現轄4街道（大良、容桂、倫教和勒流）、6鎮（杏壇、龍江、北滘、均安、樂從和陳村），共含村委會108個、居委會97個。改革開放以來，順德區突出的城鄉建設特點為城鎮數量多、規模大、分布密集，城鎮密度大大高于國內同級單位，城鎮常住人口比重從1978年的23.5%增加到2020年的98.58%。2020年底全區戶籍總人口為155.49萬人，人口密度為1 904人/km2，人均耕地面積為0.065畝，國內生產總值（GDP）突破3 500億元，達到了3 593.620 5億元。社會經濟快速發展的同時，也加速了建設用地的擴展。研究區位置示意圖如圖1所示。

1.2 數據來源及預處理

1.2.1數據來源

本研究數據包含從美國地質勘探局以及地理空間數據云（https://www.gscloud.cn）獲取的順德區1991年、1994年、1997年、2000年、2003年、2006年、2009年和2012年Landsat 5與Landsat 7衛星影像，共8個時相，空間分辨率為30 m×30 m，影像含云量均小于1%，圖像質量較好；從順德區發展規劃和統計局獲取的1997—2011年的順德區統計年鑒，2007年土地利用現狀圖（矢量格式），2009—2020年順德總體規劃圖（1∶10 000），2010年的航拍圖（空間分辨率為1 m），2010年1∶2 000的全順德區村鎮圖（矢量格式）。

1.2.2數據預處理

遙感影像數據采用遙感圖像處理軟件ENVⅠ 5.0對順德區地形圖進行幾何糾正，利用糾正后的地形圖對遙感影像圖和航拍圖進行幾何精糾正，均方差誤差控制在1個像元內，再進行圖像增強處理。參照《土地利用現狀調查技術規程》，并根據實地考察結合2007年土地利用現狀圖、2010年航拍圖，利用ArcGIS 10.0軟件進行目視解譯。首先獲得2006年土地利用圖，解譯精度達85%，采用面向對象分類方法提取出建設用地、農村居民地、水域、林地和耕地五種地類。在此基礎上，采用多時相連續對比法[20]，獲取其他年份的相關數據。本研究中的城鎮建設用地主要包括工業用地、水工建筑用地、采礦用地以及建制鎮等。

1.3 研究方法

擴展程度指標以擴展動態度指數、擴展強度指數和擴展貢獻率指數這3個指數構建綜合擴展程度指數模型，可以綜合反映建設用地擴展劇烈程度[15]。

綜合擴展程度指數模型在擴展動態度指數、擴展強度指數和擴展貢獻率指數的基礎上，利用修正的內梅羅（N. L. Nemerow）公式對各指數進行綜合算術平均[21]，兼顧三者的綜合效應，以期更全面、更準確地反映建設用地擴展在時間上的差異，有一定的科學合理性。其公式為：

式中，Ii（i=1,2,3,…,n）為第i個時間段內的綜合擴展程度指數；C為擴展貢獻率指數；D為擴展動態度指數；E為擴展強度指數。

1）擴展貢獻率。擴展貢獻率指數指單位時間、各單元內新增某種土地利用類型用地面積占研究區其土地利用類型擴展總面積的百分比[21]。其公式為：

式中，Ci（i=1,2,3,…,n）為第i個時間段內的擴展貢獻率；Ua、Ub分別為研究時段初與研究時段末某種土地利用類型的面積；ΔU為研究時段內建設用地擴展的總面積。

貢獻率指數可以直觀地表示各單元內增加的某種土地利用類型對整體的重要程度，可看作其絕對變化率，但該指數忽略了各空間單元面積的差異，不能確切地反映其空間差異。

2）擴展動態度。動態度指數也稱變化率指數[22]，指某研究區在一定時間范圍內某種土地利用類型面積變化與該種土地利用類型初期面積的比值，可反映該土地利用類型變化的幅度與速度[22-23]。其公式為：

式中，Di（i=1,2,3,…,n）為第i個時間段內的擴展動態度；T為研究時段。

動態度指數（變化率指數）以土地利用類型的面積為基礎，而不同單元區域的相同用地類型的面積基數不同，指數高只能反映其變化快[22]，并不能全面反映其變化程度。雖然，上述動態度指數（變化率指數）公式對時間變量的處理偏于簡單，但對預測未來土地利用變化趨勢有積極的作用[22-23]。

3）擴展強度。擴展強度指數是指某研究區在研究時段內的某種土地利用類型擴展面積占研究區土地總面積的百分比[24-25]，反映研究單元新增土地面積占自身土地面積的比例，用以比較不同研究時期某種土地利用類型擴展的強弱或快慢[15,24,26]。其公式為：

式中，Ei（i=1,2,3,…,n）為第i個時間段內的擴展強度；U0為研究區土地總面積。

2 結果與分析

2.1 順德區城鎮建設用地擴展總體特征

在1991—2012年間，順德區建設用地面積從78.95 km2增至226.85 km2，年均擴展了7.04 km2，增長了187.33%，年均增長率為8.92%。主要原因是順德區經歷了快速城鎮化和工業化，建設用地總體擴展速度較快。順德區1991—2012年不同時段建設用地擴展情況如表1所示，順德區1991—2012年不同時段擴展指數折線圖如圖2所示。結合表1、圖2，各時段的建設用地擴展趨勢可分為：1991—2003年為低速擴展階段、2003—2009年為快速擴展階段、2009—2012年為中速擴展階段。

圖2 順德區1991—2012年不同時段擴展指數折線圖

1）低速擴展階段：1991—2003年為順德區城鎮建設用地擴展的初期摸索階段，其中城鎮中心功能區不突出、各街道（鎮）發展比較均衡。在1991—2003年間，城鎮建設用地面積從78.95 km2增至123.34 km2，年均擴展了3.7 km2。改革開放后，縣城、建制鎮街區和農村圩市規模不斷擴大，公路網絡逐漸完善，公共建筑增多，城鎮用地相應增多。1992年順德區撤縣改市后，中心城鎮地位不突出，城鎮建設用地呈現無序擴展情況。

2）快速擴展階段：2003—2009年為順德區規劃調整發展階段，也是多級組團聯合發展、資源共享協同合作、集約開發可持續發展階段。這期間，城鎮建設用地面積從123.34 km2增至196.29 km2，年均擴展了12.16 km2。政策的調整變化是這階段城鎮建設用地擴展的主要原因，針對前期城鄉一體化發展中的問題，提出了從城鄉一體化向城市化戰略轉變的指導思想。2002年底，國務院批準調整設立佛山市順德區。評審通過《順德市市區總體規劃（2002—2020）》，建立了多級組團式發展的空間結構，促進建設用地的成片發展以及集約節約發展，公共設施與基礎設施共建共享，土地合作開發；加強了交通設施間的聯系，加快了城鎮建設用地的擴展，同時對工業用地集約連片開發，集中建設市、鎮兩級的集約工業區。合理的土地利用規劃與制度有利于城市化的持續發展與建設用地向精明擴展發展。

3）中速擴展階段：2009—2012年為順德區中速優化發展階段，這期間積極推進“城中村”改造、加強與周邊城市的聯系。2009年根據《佛山市順德區總體規劃修編（2009—2020年）》，按照“合并自然村，建設中心村，重點發展小城鎮”，積極推進村的合并以及“城中村”的改造。經過合并和調整，全區村的數量從原來的191個減至109個。城鎮建設用地面積從196.29 km2增至226.85 km2，年均擴展了10.19 km2。引導工業用地集中成片發展，工業企業向工業園區集中。同時，加強房地產市場宏觀調控，推進城際軌道、高速公路及周邊對外連接道路建設，加強與周邊地區的交通聯系，形成了與珠三角主要城市相連接的一小時經濟圈，實現了土地資源的集約利用，提高了土地利用率，逐漸實現建設用地精明擴展。

2.2 順德區城鎮建設用地擴展的時空分異特征

1991—2012年順德區不同區域各時段建設用地綜合擴展程度指數表，如表2所示。根據表2，分析順德區城鎮建設用地擴展的時空分異特征，發現同一時段不同街道（鎮）有不同的擴展發展態勢，各街道（鎮）的擴展速度呈現不同程度的分異現象。

表2 1991—2012年各時段各街道（鎮）建設用地綜合擴展程度指數表

1991—2003年，位于西部的龍江鎮的綜合擴展程度指數遠高于其他街道（鎮），表明這期間相較于其他街道（鎮），該鎮為全區城鎮建設用地擴展的集中區，因為其以家具制造業為主，城鎮建設用地所占比重較大。杏壇鎮、容桂街道、大良街道、樂從鎮、倫教街道的綜合擴展程度指數小，城鎮建設用地增速緩慢，容桂街道與大良街道為順德區的中心發展區，建設用地規模基本形成，所需建設用地比重較小。其他街道（鎮）建設用地增速較平緩，從同一時段同一維度上來看，均處在增速平穩擴展期。

2003—2009年，由于政府政策影響，順德區建設用地擴展的速度明顯增長，各街道（鎮）組團發展效果較明顯，工業、制造業發展較快，各街道（鎮）建設用地擴展的速度也較為均衡。其中，勒流街道的建設用地綜合擴展程度指數（0.08）最小，這是因為該街道主要產業集中在電力、供水以及小五金家電企業，所需建設用地比重較小。龍江鎮、陳村鎮、杏壇鎮、倫教街道、大良街道和樂從鎮的建設用地綜合擴展程度指數都在0.2~0.3之間，建設用地擴展較均衡，而綜合擴展程度指數最大的是均安鎮（0.31），其余兩街道（鎮）的建設用地綜合擴展程度指數分別是北滘鎮的0.16和容桂街道的0.13。總體上各街道（鎮）建設用地的擴展處于增速均衡擴展期。

2009—2012年，建設用地擴展的優勢逐步減小，工業區集中轉移成片發展以及“城中村”改造成為建設用地擴展的主導。期間，工業快速發展導致建設用地擴展，主要為勒流街道，其次為樂從鎮、杏壇鎮，這3個街道（鎮）的建設用地綜合擴展程度指數分別為0.70、0.52、0.31，說明其均處于快速擴展期。陳村鎮、均安鎮、大良街道與容桂街道的擴展緩慢，綜合擴展程度指數均小于0.1。其他街道（鎮）的建設用地綜合擴展程度指數處于0.1~0.2之間，均處于增速減緩擴展期。

3 結論

1）1991—2012年，隨著城鎮化進程的加快，順德區建設用地持續增長，其建設用地面積共增加了147.9 km2，占研究區總面積的18.3%。其中，2003—2006年建設用地擴展速度最快，擴展面積、擴展貢獻率和擴展強度均最大。2003—2006年、2006—2009年以及2009—2012年的建設用地擴展面積均超過了30 km2，其各項擴展指標均大于其他4個時間段。

2）研究區各時段建設用地均呈增長趨勢，但政府政策導向、經濟發展水平和自然區位條件等因素致使各街道（鎮）建設用地擴展在不同時段存在差異：低速擴展階段（1991—2003年），研究區行政中心所在街道的建設用地擴展程度綜合指數低于其他街道（鎮）；快速擴展階段（2003—2009年），由于政策導向、組團發展等原因，各街道（鎮）建設用地擴展綜合程度指數相對均衡；中速擴展階段（2009—2012年），工業園區轉移成片集中發展的街道（鎮）的建設用地綜合擴展程度指數大于其他街道（鎮），有大量“城中村”改造的街道（鎮）的建設用地綜合擴展程度指數小于其他街道（鎮）。建設用地的集約節約利用可提高土地利用率，實現區域土地利用的可持續發展。