山西省河津市城區(qū)與農(nóng)村建設(shè)用地時空擴展研究

連宸琰，吳振林，王兆清，郭青霞

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，山西 太谷 030801)

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山西省河津市城區(qū)與農(nóng)村建設(shè)用地時空擴展研究

連宸琰，吳振林，王兆清，郭青霞*

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，山西 太谷 030801)

摘要：選擇山西省河津市為研究區(qū)，采用該區(qū)2005、2009、2010、2011、2012這5年的土地利用現(xiàn)狀圖，通過GIS處理，引入建設(shè)用地密度、擴展強度指數(shù)、分形維數(shù)，對河津市城區(qū)和農(nóng)村空間分異、時空特征以及變化形態(tài)進行分析。結(jié)果表明，(1)研究期間內(nèi)，河津市城區(qū)和農(nóng)村建設(shè)用地處于高密度的區(qū)域不斷擴大，低密度區(qū)明顯減少。(2)總體來看農(nóng)村建設(shè)用地擴展面積和平均擴展速度均高于城區(qū)，中心城區(qū)建設(shè)用地發(fā)展飽和，農(nóng)村地區(qū)受到中心城區(qū)輻射帶動，建設(shè)用地擴展迅速。(3)城區(qū)和農(nóng)村的建設(shè)用地擴展空間分異明顯，分鄉(xiāng)鎮(zhèn)統(tǒng)計擴展速度來看，高速擴展區(qū)主要集中在城區(qū)，2011年后有向農(nóng)村發(fā)展的趨勢。(4)城區(qū)和農(nóng)村的分形維數(shù)均小于1.5，走勢穩(wěn)定。經(jīng)濟發(fā)展、人口增長、自然環(huán)境、交通、政策導(dǎo)向和城市規(guī)劃是河津市建設(shè)用地擴展的主要驅(qū)動力。

關(guān)鍵詞：河津市；建設(shè)用地密度；擴展強度指數(shù)；擴展速度；分形維數(shù)；驅(qū)動力

在城鎮(zhèn)化進程中，城市和鄉(xiāng)村的建設(shè)用地的動態(tài)變化已經(jīng)成為土地利用變化研究的焦點之一[1，2]。我國城鎮(zhèn)化建設(shè)經(jīng)過快速發(fā)展時期，目前正處于健康轉(zhuǎn)型時期。盡管如此，建設(shè)用地還是存在不同程度的擴張。建設(shè)用地擴張不僅是土地利用變化的驅(qū)動力之一[3]，也是耕地減少的原因之一[4，5]。建設(shè)用地快速擴張過程中，建設(shè)用地是否合理規(guī)劃，是否集約高效利用，都會直接影響土地資源利用的有效分配及空間格局的合理配置，規(guī)劃不當(dāng)就有可能引發(fā)嚴(yán)峻的環(huán)境問題，從而關(guān)系到區(qū)域的社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。通過分析區(qū)域內(nèi)建設(shè)用地時空擴展的規(guī)律，將建設(shè)用地密度與速度分級處理，對加深城鎮(zhèn)化理解、提高土地利用效率、合理規(guī)劃研究區(qū)土地利用、制定科學(xué)的調(diào)控政策、促進研究區(qū)域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有一定的現(xiàn)實意義[6]。

建設(shè)用地時空擴展研究是國內(nèi)外研究的熱點之一[1，2]。國外側(cè)重于研究城市土地利用變化與經(jīng)濟發(fā)展、人口變化、政策等因素的關(guān)系[7]；國內(nèi)主要集中于研究城鎮(zhèn)化建設(shè)[8～10]、城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤[11，12]、居民點變化[13]等方面；研究區(qū)域主要分布在北京[14]、上海[15]、南京[16]、珠江三角洲等經(jīng)濟繁榮的大城市或城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的地區(qū)，且主要側(cè)重于研究城市發(fā)展的中心城區(qū)，對落后的農(nóng)村地區(qū)研究的較少[17]。統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展，協(xié)調(diào)好城市與農(nóng)村的同步發(fā)展，是當(dāng)今我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)下的政策導(dǎo)向，而統(tǒng)籌地看待和發(fā)展城鄉(xiāng)建設(shè)用地是城鄉(xiāng)統(tǒng)籌的重要內(nèi)容，所以研究農(nóng)村的建設(shè)用地擴張，探索城市與農(nóng)村建設(shè)用地擴張時空變化和空間分異的特征，對推動城鎮(zhèn)化的健康發(fā)展有重要作用[18，19]。

本文的研究對象是山西省河津市，這樣的小城鎮(zhèn)作為連接城市發(fā)展和帶動農(nóng)村進步的中間環(huán)節(jié)[20]，具有研究意義。河津市建設(shè)用地比重大，遠高于山西省平均水平，該市第二產(chǎn)業(yè)為經(jīng)濟發(fā)展的主要推動力，經(jīng)過多年發(fā)展全市已形成以煤電鋁、焦鐵鑄、煤焦化三大產(chǎn)業(yè)為龍頭的工業(yè)經(jīng)濟新格局，晉西南重要的能源重化工基地、國家最大的鋁工業(yè)基地和晉西南新興工業(yè)城市，但是仍存在土地利用不充分，節(jié)約集約程度有待提高。建設(shè)用地內(nèi)部仍存在空閑，閑置、利用低效土地，這直接影響建設(shè)用地利用率及利用效益。對河津市城區(qū)和農(nóng)村建設(shè)用地空間分異特征進行分析，有效促進土地利用規(guī)劃方案有效實施，進一步推動河津市城鄉(xiāng)土地合理布局，提高城鄉(xiāng)建設(shè)用地利用效率。

1研究區(qū)概況及研究方法

1.1研究區(qū)概況

河津市位于山西省西南部，運城市西北隅，呂梁山南麓，汾河與黃河交匯的三角地帶，是運城市1區(qū)2市10縣之一?？偯娣e593 km2，位于110°32′～110°50′E和35°8′～35°17′N之間(圖1)。2012年，全市總?cè)丝跒?0.04萬人，其中農(nóng)業(yè)人口20.71萬人，城鎮(zhèn)化率為48.28 %。2012年全市生產(chǎn)總值184.7億元，第一、二、三產(chǎn)業(yè)的比重為4∶66∶30。境內(nèi)擁有209和108兩條國道，京昆和河運兩條高速公路，交通便捷。境內(nèi)海拔在367 m至1 107 m之間，自北向南依次分為山區(qū)、平原和丘陵地形，北部山區(qū)是呂梁山脈延綿部分，呈東西長條狀分布，煤、鋁礦產(chǎn)資源豐富。中部因汾河橫穿形成平坦而肥沃的河谷平原，是河津市主要耕地分布區(qū)域。南部為丘陵區(qū)域。境內(nèi)氣候?qū)儆谂瘻貛Т箨懶渣S土高原氣候，年平均降水量544 mm。 至2014年，河津市轄2個街道、2個鎮(zhèn)、5個鄉(xiāng):城區(qū)街道、清澗街道、柴家鄉(xiāng)、僧樓鎮(zhèn)、下化鄉(xiāng)、小梁鄉(xiāng)、趙家莊鄉(xiāng)、樊村鎮(zhèn)、陽村鄉(xiāng)。

圖1　河津市位置圖Fig.1　Location map of hejin city

1.2數(shù)據(jù)來源與處理

本文研究數(shù)據(jù)包括河津市2005、2009、2010、2011、2012共5年的土地利用現(xiàn)狀圖，河津市行政區(qū)劃圖及2005-2013年山西省統(tǒng)計年鑒。

1.3研究方法

為了全面地反映河津市城區(qū)和農(nóng)村建設(shè)用地的動態(tài)變化特征，本文采用格網(wǎng)分割法，將河津市不同時期的建設(shè)用地采用9×9網(wǎng)格窗體(20 m×20 m)網(wǎng)格化分割，采用建設(shè)用地密度分級、速度分級、建設(shè)用地擴展強度等方法對河津市城市和農(nóng)村建設(shè)用地進行定量分析。分別采用GIS技術(shù)對河津市城區(qū)和農(nóng)村進行全面的分析，總結(jié)歸納2005-2012年期間河津市城鄉(xiāng)建設(shè)用地時空動態(tài)演變的規(guī)律。本文所研究河津市的中心城區(qū)包括城區(qū)街道、清澗街道。農(nóng)村包括陽村鄉(xiāng)、趙家莊鄉(xiāng)、僧樓鎮(zhèn)、小梁鄉(xiāng)、柴家鄉(xiāng)、樊村鎮(zhèn)、下化鄉(xiāng)7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

1.3.1建設(shè)用地密度

建設(shè)用地密度可以表示為以某一個像元作為中心，統(tǒng)計研究區(qū)域網(wǎng)格中建設(shè)用地的像元數(shù)占總像元數(shù)的比例[21]。通過對建設(shè)用地密度分級可以反映建設(shè)用地的聚集度，建設(shè)用地高效集約利用反映在高密度建設(shè)用地所占像元數(shù)大，低密度的建設(shè)用地所占像元個數(shù)多說明建設(shè)用地粗放低效的擴展現(xiàn)狀。該指標(biāo)在城市和農(nóng)村上空間的差異可以反映城市和農(nóng)村不同地域的發(fā)展程度，以及城市和農(nóng)村發(fā)展的差距。首先，借助GIS軟件，利用其空間分析功能，將河津市建設(shè)用地的矢量空間數(shù)據(jù)進行柵格轉(zhuǎn)換，其柵格大小為20 m*20 m，并對其進行賦值，是建設(shè)用地即為1，非建設(shè)用地為0 。其次，采用9×9網(wǎng)格窗體，將每一個柵格的建設(shè)用地密度值計算出來。然后比較所有柵格的密度水平，將所有柵格的密度值進行從小到大排列后劃分為5個區(qū)間：Ⅰ級(低密度區(qū)：0～0.2)、Ⅱ級(較低密度區(qū)：0.2～0.4)、Ⅲ級(中密度區(qū):0.4～0.6)、Ⅳ級(較高密度區(qū)：0.6～0.8)和Ⅴ級(高密度區(qū)：0.8～1)[22]。高密度區(qū)域表明該區(qū)域的建設(shè)用地高度聚集和緊湊，中密度區(qū)域表明該區(qū)域的建設(shè)用地較為聚集和緊湊，低密度區(qū)表示建設(shè)用地分布呈松散稀疏狀態(tài)。其表達式為：

式中：Ti表示第i個柵格建設(shè)用地的密度；Mi表示網(wǎng)格內(nèi)建設(shè)用地所占的像元個數(shù)；Ni表示網(wǎng)格內(nèi)所有像元的個數(shù)。

1.3.2建設(shè)用地擴展強度

擴展強度指數(shù)是指單位時間內(nèi)非建設(shè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地的面積占研究區(qū)總面積的比例。擴展強度指數(shù)可以很好的反映建設(shè)用地的時空差異性。建設(shè)用地擴張強度公式表示如下：

式中：Ui代表建設(shè)用地擴張強度，ΔU表示在某時間段內(nèi)新增建設(shè)用地面積(單位：hm2)；Δt表示變化的時間。A為研究區(qū)的總面積。

本文以2005年河津市行政區(qū)劃為研究單元，對不同時段不同空間地域的建設(shè)用地擴展強度，運用Jenks最佳自然斷裂法進行聚類分析，劃分為5個等級。分別為緩慢擴展、低速擴展、中速擴展、快速擴展和高速擴展，最后得到河津市各個時段內(nèi)建設(shè)用地擴展的空間分異圖。

1.3.3分形維數(shù)

為研究建設(shè)用地在城鎮(zhèn)進程中空間格局的變化情況，選用建設(shè)用地的形態(tài)變化為指標(biāo)。分形維數(shù)適用于描述建設(shè)用地的發(fā)展過程和形態(tài)變化。

本文利用 FRAGSTATS軟件計算分形維數(shù)。分形維數(shù)(F)范圍在1～2之間，其理論值越大表示形狀越復(fù)雜。F為1.0時表示建設(shè)用地為形狀最簡單的正方形斑塊；當(dāng)F的值小于1.5時，說明建設(shè)用地形狀比較簡單；當(dāng)F等于1.5時，表示建設(shè)用地分布狀態(tài)類似于布朗隨機運動，越接近該值，穩(wěn)定性越差；當(dāng)F的值大于1.5時，表示建設(shè)用地形狀更復(fù)雜。當(dāng)F等于2.0時，表示在等面積情況下建設(shè)用地形狀為邊界最復(fù)雜的斑塊。

2結(jié)果與分析

2.1河津市城區(qū)和農(nóng)村建設(shè)用地擴展的空間特征

2005-2012年間河津市城區(qū)Ⅰ級密度區(qū)逐年減少，共減少543.08 hm2；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、 Ⅴ級密度區(qū)面積都增加了，變化幅度最大的是Ⅴ級密度區(qū)，面積增加了403.6 hm2。通過近幾年的土地利用現(xiàn)狀和城市規(guī)劃指導(dǎo)，了解到Ⅴ級密度區(qū)在2005年以前都主要分布在離中心城區(qū)較遠的地段，隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展，交通設(shè)施不斷完善，帶動偏遠地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，建設(shè)用地不斷擴張，聚集度增大，導(dǎo)致高密度區(qū)面積不斷增加(表1)。高密度區(qū)面積不斷增加說明了河津市城區(qū)的建設(shè)用地規(guī)模向集聚高效的方向發(fā)展。2005-2012年農(nóng)村Ⅰ級密度區(qū)大幅度減少，共計1 129.48 hm2；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、 Ⅴ級密度區(qū)都有明顯的增加，增加浮動100～400 hm2左右，增加最多的是Ⅱ級密度區(qū)，共計380.68 hm2。農(nóng)村建設(shè)用地變化情況說明，Ⅰ級密度區(qū)大幅度減少表示建設(shè)用地粗放利用的情況有很大改善，中高級密度區(qū)有所增加，幅度雖然不大，但這也從一定程度上反映了農(nóng)村地區(qū)建設(shè)用地利用規(guī)模有向集聚規(guī)模方向發(fā)展的趨勢。

從圖2中可以看出，中高級密度區(qū)主要分布在中心城區(qū)(城區(qū)街道和清澗街道)附近以及交通設(shè)施較完善的地區(qū)。而低密度區(qū)主要集中在離中心城區(qū)較遠、交通條件較差的外圍地區(qū)。研究區(qū)建設(shè)用地擴展表示，不管城市還是農(nóng)村地區(qū)，建設(shè)用地密度呈現(xiàn)由低向高變化趨勢。其中中心城區(qū)所在的兩個街道(城區(qū)街道和清澗街道)從2005年開始已經(jīng)處于高級密度區(qū)，2005年以后中心城區(qū)一直在不斷完善并且向四周擴展，此中心城區(qū)已經(jīng)帶動周圍經(jīng)濟發(fā)展，呈現(xiàn)以中心城區(qū)為中心向四周連片式的建設(shè)用地擴展模式。2005-2009年，Ⅰ級密度區(qū)在城市和農(nóng)村分別減少451.4 hm2和874.08 hm2，建設(shè)用地面積變幅最大的是清澗街道和樊村鎮(zhèn)。2010年這一年中，Ⅰ級密度區(qū)在城市和農(nóng)村分別減少26.64 hm2和13.56 hm2；2011年Ⅰ級密度區(qū)在城市和農(nóng)村分別減少65.04 hm2和77.24 hm2；2012年Ⅰ級密度區(qū)在城市和農(nóng)村分別減少73.44 hm2和164.6 hm2。2010年和2011年建設(shè)用地變幅最大都是清澗街道和下化鄉(xiāng)，2012年建設(shè)用地變幅最大的是城區(qū)街道和僧樓鎮(zhèn)。數(shù)據(jù)顯示，隨著社會進步，經(jīng)濟發(fā)展，低密度區(qū)在不斷減少，減少幅度逐年增加，這說明低密度區(qū)在不斷地向高一級密度區(qū)推進。建設(shè)用地變幅最大的集中于城區(qū)街道或是清澗街道，這說明在城鎮(zhèn)化進程中，中心城區(qū)的建設(shè)用地利用情況不斷完善。

表1　河津市市區(qū)和農(nóng)村各級建設(shè)用地密度區(qū)面積統(tǒng)計

圖2　2005(A)、2009(B)、2010(C)、2011(D)、2012(E)河津市建設(shè)用地密度分布Fig.2　Distribution of density of built-up area in Hejin City in 2005(A)、2009(B)、2010(C)、2011(D)、2012(E)

2.2河津市城區(qū)和農(nóng)村建設(shè)用地擴展速度和強度

2.2.1河津市城區(qū)建設(shè)用地擴展速度和強度

河津市城區(qū)2005-2012年建設(shè)用地面積增加了502.6 hm2，年均擴展速度為71.8 hm2·a-1，擴展強度指數(shù)為1.62；2005-2009年城區(qū)建設(shè)用地增加394.36 hm2，年均增長了98.59 hm2，擴張強度為2.23；2009-2010年，建設(shè)用地增幅較小為17.84 hm2(表2)。2010年后建設(shè)用地面積擴展速度加快，但是明顯低于2005-2009年均增長速度。2005-2009年河津市開展鐵路、公路項目、工礦建設(shè)用地項目等，加快建設(shè)用地擴展速度。隨后進入建設(shè)用地利用完善階段，擴展速度趨于平穩(wěn)。

2.2.2河津市農(nóng)村建設(shè)用地擴展速度和強度

河津市農(nóng)村2005-2012年建設(shè)用地面積增加了626.68 hm2，年均擴張速度為89.53 hm2·a-1，擴展強度指數(shù)為1.07；2005-2009年農(nóng)村建設(shè)用地面積增加473.88 hm2，年均增長了118.47 hm2，擴展強度為1.42；2009-2010年，建設(shè)用地增幅較小為13.8 hm2，2010年后建設(shè)用地面積擴展速度加快，仍低于2005-2009年均增長速度(表2)。農(nóng)村建設(shè)用地擴展情況與城區(qū)變化類似，原因是城區(qū)發(fā)展帶動和影響農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，呈現(xiàn)由中心城區(qū)向外圍輻射式發(fā)展態(tài)勢。農(nóng)村建設(shè)用地擴展速度要快于城區(qū)，這主要是因為河津市城區(qū)占地面積較小，建設(shè)用地已得到集聚高效利用，而遠離中心城區(qū)的農(nóng)村地區(qū)，受到中心城區(qū)的輻射作用，建設(shè)用地擴展明顯加快，這說明農(nóng)村地區(qū)發(fā)展的挖掘潛力很大。

表2　河津市城區(qū)和農(nóng)村建設(shè)用地擴展情況

2.3河津市建設(shè)用地擴展的空間分異特征

河津市建設(shè)用地擴展強度在不同地域呈現(xiàn)明顯的空間分異，農(nóng)村建設(shè)用地發(fā)展情況大體上落后于城區(qū)，中心城區(qū)發(fā)展較好，有較好的向心性和集聚性，良好地帶動了周邊地區(qū)的發(fā)展。如圖3所示，2005-2009年期間，中心城區(qū)(城區(qū)街道和清澗街道)和樊村鎮(zhèn)是研究區(qū)內(nèi)建設(shè)用地擴展速度最快的地區(qū)(33.8～56.7 hm2·a-1)，其他地區(qū)相對比較緩慢；2009-2010年，建設(shè)用地擴展速度最快的區(qū)域只有清澗街道；2010-2011年，建設(shè)用地高速擴展區(qū)域仍在中心城區(qū)，包括城區(qū)街道和清澗街道；2011-2012年間，建設(shè)用地高速擴展區(qū)域只有僧樓鎮(zhèn)。從建設(shè)用地擴展速度分鄉(xiāng)鎮(zhèn)分級情況來看，高速擴展區(qū)域主要集中于中心城區(qū)，但是不同年份也有變動；2011-2012年建設(shè)用地擴展最快的區(qū)域在農(nóng)村，這說明隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，中心城區(qū)建設(shè)用地發(fā)展已達到飽和狀態(tài)，國家政府開始重視農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，從而引起建設(shè)用地迅速擴展。

圖3　河津市建設(shè)用地擴展的空間分異Fig.3　Spatial differences of built-up area expansion in Hejin City　　注：Ⅰ：緩慢擴展Ⅱ：低速擴展Ⅲ：中速擴展Ⅳ：快速擴展 Ⅴ：高速擴展。Note:Ⅰ,Very slow expansion; Ⅱ, Slow expansion; Ⅲ, Medium speed expansion; Ⅳ, Fast expansion; Ⅴ, Rapid expansion.

2.4河津市建設(shè)用地擴展空間形態(tài)演變特征

分形維數(shù)反映建設(shè)用地分布形狀的復(fù)雜情況，理論值在1～2之間，值越大形狀越復(fù)雜。由表3可以看出，2005-2012年河津市城區(qū)和農(nóng)村的分形維數(shù)都小于1.5；其中城區(qū)分形維數(shù)在1.35左右浮動，農(nóng)村分形維數(shù)變動范圍是1.320～1.333,整個河津市市域分形維數(shù)在1.301～1.311變動；數(shù)據(jù)說明河津市建設(shè)用地總體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，城區(qū)、農(nóng)村和市域分形維數(shù)走勢穩(wěn)定，由于研究時間段跨度較小，所以變化浮動不大。通過表3可以看出分形維數(shù)城區(qū)高于農(nóng)村，農(nóng)村高于市域；從全市建設(shè)用地形狀分布來看市域由于建設(shè)用地連片式統(tǒng)計，分形維數(shù)最??；農(nóng)村地區(qū)地廣人稀，建設(shè)用地呈簡單形狀分布。2005-2009年期間，城區(qū)分形維數(shù)由1.358 3下降到1.353 0，這表明建設(shè)用地分布形態(tài)趨向于穩(wěn)定和規(guī)則，這與此期間城市規(guī)劃指導(dǎo)中建設(shè)用地以填充式擴展模式發(fā)展直接相關(guān)。而農(nóng)村地區(qū)分形維數(shù)由1.322 2上升至1.331 2，這說明在此時間段，農(nóng)村地區(qū)受政府扶持和鼓勵，大力發(fā)展鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，導(dǎo)致建設(shè)用地擴展迅速，但是隨意性較大；在2009年后分形維數(shù)又趨于穩(wěn)定態(tài)勢，說明建設(shè)用地擴展受到鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用總體規(guī)劃和耕地保護制度影響，限制建設(shè)用地對耕地的任意占用。從整個河津市域來看，分形維數(shù)7年來比較穩(wěn)定，建設(shè)用地利用相對規(guī)則。

表3河津市建設(shè)用地分形維數(shù)

Table 3Fractal dimension of built-up area in Hejin City

地區(qū)Area年份Year20052009201020112012城區(qū)1.35831.35301.35341.35231.3526農(nóng)村1.32221.33121.33061.32961.3329市域1.31031.31081.31071.30561.3089

3河津市城區(qū)與農(nóng)村建設(shè)用地擴展驅(qū)動力分析

3.1自然地理環(huán)境

自然地理條件是各類地形形成和發(fā)展的基礎(chǔ)。地形地貌制約著建設(shè)用地的分布和發(fā)展，而且這種限制可能會形成城市特殊的發(fā)展格局。河津市由于特殊地形特征，形成東部及南部以農(nóng)業(yè)用地為主，西部北部以工業(yè)產(chǎn)業(yè)和城市經(jīng)濟發(fā)展為主的特征。河津市城區(qū)所處地形為平川微丘型，為城區(qū)建設(shè)用地發(fā)展提供優(yōu)良的地形環(huán)境。

3.2人口因素

城市發(fā)展與用地規(guī)模與城市經(jīng)濟發(fā)展和人口水平相適應(yīng)。人口的增長對城市擴張和建設(shè)用地擴展有直接刺激作用。隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展，農(nóng)村人口不斷流向城市，推動城市工業(yè)、交通運輸業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)、服務(wù)業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，進而影響建設(shè)用地的擴展。由圖4可見，2005-2012年河津市常住人口逐年遞增，河津市建設(shè)用地擴展趨勢和人口增長變化趨勢基本一致。伴隨城鎮(zhèn)化進程，河津市積極穩(wěn)妥推進農(nóng)村建設(shè)用地整理，注重內(nèi)涵挖潛、節(jié)約和集約用地，推進產(chǎn)業(yè)集聚、人口向城鎮(zhèn)和中心村集中、住宅向社區(qū)集中，提高基礎(chǔ)設(shè)施運行能力和建設(shè)用地利用效益，并統(tǒng)籌城鄉(xiāng)用地。

圖4　河津市建設(shè)用地面積與人口的變化Fig.4　Changes of built-up area and population in Hejin City(2005-2012)

3.3社會經(jīng)濟因素

經(jīng)濟發(fā)展是建設(shè)用地擴展的主要動力之一。河津市以第二產(chǎn)業(yè)為經(jīng)濟發(fā)展的主要推動力，經(jīng)過多年發(fā)展全市已形成以煤電鋁、焦鐵鑄、煤焦化三大產(chǎn)業(yè)為龍頭的工業(yè)經(jīng)濟新格局。河津市特殊的地理優(yōu)勢和資源優(yōu)勢，工業(yè)發(fā)展迅速，需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施和配套的服務(wù)設(shè)施，所以經(jīng)濟發(fā)展尤其是第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是河津市建設(shè)用地擴展的主要動力。

3.4政策和城市規(guī)劃

城市的規(guī)劃和土地利用布局對城市發(fā)展起著控制和引導(dǎo)的作用，是政府干預(yù)城市建設(shè)的主要手段。河津市為推動城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展，主要從以下幾方面統(tǒng)籌布局城鄉(xiāng)用地。

(1)優(yōu)化配置城鎮(zhèn)用地。遵循“突出重點，促進集聚”的總體指導(dǎo)思想，統(tǒng)籌推進城鎮(zhèn)建設(shè)。河津市市域城鎮(zhèn)體系發(fā)展采用點軸開發(fā)戰(zhàn)略，空間布局形態(tài)為緊湊型的枝狀布局形態(tài)，即由較集中的城鎮(zhèn)群、發(fā)展軸(交通聯(lián)系帶和經(jīng)濟增長帶)為框架構(gòu)成的城鎮(zhèn)體系空間網(wǎng)絡(luò)。市中心城區(qū)堅持按照“一城兩區(qū)，兩位一體” 雙心并重的城市空間布局結(jié)構(gòu)發(fā)展，將城市內(nèi)涵發(fā)展與外延擴張相結(jié)合，提升中心城區(qū)的輻射帶動作用。

(2)合理調(diào)整農(nóng)村居民點用地。根據(jù)政府制定遷村并點、集中居住的激勵政策，加大零星農(nóng)村居民點的撤并力度，統(tǒng)籌安排新農(nóng)村建設(shè)用地，引導(dǎo)農(nóng)村居民適度集聚，適時優(yōu)化空間布局。以集鎮(zhèn)和中心村為核心，堅持集中緊湊的發(fā)展方式，加大農(nóng)村新建住房農(nóng)村學(xué)校、衛(wèi)生所、醫(yī)院改擴建工程、農(nóng)村集貿(mào)市場、農(nóng)業(yè)資料、客運中心、供暖、郵政、電力、通訊、自來水、廢水及垃圾處理等農(nóng)村公共基礎(chǔ)設(shè)施用地投入力度，實現(xiàn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展。

(3)工礦用地布局。圍繞河津市功能定位，結(jié)合自然、經(jīng)濟、社會資源優(yōu)勢，繼續(xù)發(fā)展建設(shè)以“煤電鋁”、“焦鐵鑄”、“煤焦化”為主的新型、現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。在宏觀上構(gòu)建一個各產(chǎn)業(yè)集聚相互促進協(xié)調(diào)的工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展區(qū)，達到保障產(chǎn)業(yè)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)向園區(qū)集中，以產(chǎn)業(yè)集聚促進生態(tài)環(huán)境改善和建設(shè)，提高基礎(chǔ)設(shè)施運行能力和效率，節(jié)約用地的目標(biāo)。

3.5交通基礎(chǔ)設(shè)施

城市的發(fā)展需要靠便利交通與外界進行物資的聯(lián)系和交換。中心城市的輻射作用與交通便利度直接相關(guān)，距中心城區(qū)最近的農(nóng)村受輻射帶動越大，發(fā)展迅速；離中心城區(qū)遠且交通閉塞區(qū)域發(fā)展緩慢。構(gòu)建現(xiàn)代交通體系需要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，帶動建設(shè)用地擴展，同時沿交通干線區(qū)域，城市發(fā)展迅速，推動建設(shè)用地擴展。河津市交通運輸網(wǎng)，主要功能是過境通道，對外交流，本市內(nèi)部經(jīng)濟輻射及經(jīng)濟交流。交通運輸網(wǎng)發(fā)展以鐵路、公路為主。重點服務(wù)“龍門三跳”第三跳戰(zhàn)略——建設(shè)現(xiàn)代化新興工業(yè)城市的需要為出發(fā)點，建設(shè)完善交通項目，優(yōu)化交通運輸網(wǎng)用地布局。這對提升城鄉(xiāng)交通通行能力，帶動農(nóng)村建設(shè)發(fā)展起到重要作用。

4結(jié)論與討論

2005-2012年，河津市城區(qū)和農(nóng)村建設(shè)用地低密度區(qū)逐年減少，中高密度區(qū)不斷擴大，增幅顯著。城區(qū)和農(nóng)村建設(shè)用地分布集聚度和緊湊度日益加大，高密度區(qū)逐漸增多。城區(qū)發(fā)展體現(xiàn)了以中心城區(qū)為主的高密度區(qū)，向四周輻射式擴展模式。農(nóng)村地區(qū)Ⅰ級密度區(qū)大幅度減少，減幅明顯高于城區(qū)，表明農(nóng)村地區(qū)建設(shè)用地粗放式發(fā)展模式有所改善，有向集聚規(guī)?？拷内厔荨Ｔ谘芯科陂g，城區(qū)和農(nóng)村建設(shè)用地分別增加502.6 hm2和626.68 hm2，擴展速度城區(qū)普遍低于農(nóng)村，這說明河津市近幾年來，中心城區(qū)建設(shè)用地發(fā)展飽和，農(nóng)村地區(qū)受到中心城區(qū)輻射帶動，建設(shè)用地擴展迅速，在此期間政府大力支持農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，加大對鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展的投資力度。

利用不同區(qū)位上建設(shè)用地擴展強度的差異性來衡量建設(shè)用地空間分異是可行的。2005-2011年，河津市建設(shè)用地高速擴展區(qū)域主要集中在中心城區(qū)(城區(qū)街道和清澗街道)，2012年高速擴展區(qū)域在僧樓鎮(zhèn)，這說明建設(shè)用地擴展有從城區(qū)向農(nóng)村發(fā)展的趨勢。

本文選用分形維數(shù)來衡量建設(shè)用地分布形態(tài)的復(fù)雜情況。在2005-2012年，整個河津市市域、城區(qū)和農(nóng)村建設(shè)用地結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，分形維數(shù)都在1.5以內(nèi)，變動幅度不大。2005-2009年，城區(qū)分形維數(shù)有下降走勢，而農(nóng)村呈現(xiàn)上升走勢。這表明城區(qū)建設(shè)用地發(fā)展趨于規(guī)則和穩(wěn)定，而農(nóng)村建設(shè)用地擴展隨意性較大。雖然在研究時段內(nèi)，農(nóng)村地區(qū)建設(shè)用地擴展面積和擴展速度都高于城區(qū)，但綜合來看，城區(qū)建設(shè)用地擴展更加科學(xué)合理，集聚度和緊湊度較高。今后河津市農(nóng)村建設(shè)用地的發(fā)展，不能只注重速度和面積的擴張，更應(yīng)該關(guān)注建設(shè)用地分布的合理性、集聚性，避免隨意性擴張。

經(jīng)濟發(fā)展、人口增長、自然環(huán)境、交通、政策導(dǎo)向及城市規(guī)劃是河津市發(fā)展的主要驅(qū)動力，建設(shè)用地擴展是幾方面合力共同作用的結(jié)果。由于自然地理環(huán)境和得天獨厚的資源優(yōu)勢，河津市形成以煤電鋁、焦鐵鑄、煤焦化三大產(chǎn)業(yè)為龍頭的工業(yè)經(jīng)濟新格局，經(jīng)濟基礎(chǔ)決定城鄉(xiāng)建設(shè)用地的總體格局和發(fā)展趨勢；伴隨城鎮(zhèn)化進程推進，人口增長和經(jīng)濟發(fā)展，共同推進了河津市房地產(chǎn)、交通基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)、服務(wù)業(yè)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，大大推動了建設(shè)用地擴展速度。交通條件對建設(shè)用地擴展具有推動和引導(dǎo)作用，城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展工程“龍門三跳”第三跳戰(zhàn)略重點部署建設(shè)交通運輸網(wǎng)，加強農(nóng)村和城市的聯(lián)系與交流，有效推動了城鄉(xiāng)建設(shè)用地發(fā)展，推動城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展。政府導(dǎo)向與城市規(guī)劃，對建設(shè)用地擴展的方向和規(guī)模起到宏觀調(diào)控的作用。根據(jù)研究結(jié)果顯示，河津市土地利用總體規(guī)劃(2006-2020)指導(dǎo)思想已有效指導(dǎo)河津市城鄉(xiāng)建設(shè)用地合理布局，城區(qū)建設(shè)用地內(nèi)部閑置、利用低效等問題已有改善，中心城區(qū)建設(shè)用地處于高密度區(qū)，集聚度穩(wěn)中向好趨勢，且對周圍農(nóng)村起到較好地輻射帶動作用。河津市農(nóng)村建設(shè)用地低密度區(qū)逐年減少，高密度區(qū)不斷增多。但土地利用效率較低，節(jié)約集約有待進一步提高。2005-2009年建設(shè)用地擴展高速區(qū)集中在城區(qū)街道和清澗街道，且高密度區(qū)不斷增多，這說明城區(qū)內(nèi)部建設(shè)用地閑置情況有所改善，集聚度較好。2011年后建設(shè)用地擴展高速區(qū)進入農(nóng)村(僧樓鎮(zhèn))，這得益于當(dāng)?shù)刭Y源豐富和政府政策大力扶持，僧樓鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展迅速，推動當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)用地迅速擴展。但其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展速度較為緩慢，利用效率不高。在今后城鄉(xiāng)土地用地布局和土地利用規(guī)劃中，著重發(fā)展距中心城區(qū)較遠的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以完善交通干線網(wǎng)絡(luò)，來帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。農(nóng)村地區(qū)雖個別鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)用地發(fā)展迅速，但是閑置低效土地利用情況普遍存在，積極發(fā)揮中心城區(qū)輻射帶動作用，嚴(yán)格執(zhí)行土地利用總體規(guī)劃指導(dǎo)，有效推進農(nóng)村建設(shè)用地高效集約發(fā)展，做好城鄉(xiāng)用地合理布局，促進當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展。

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(編輯：趙紅)

Research of spatio-temporal expansion of urban and rural built-up areas in Hejin city of Shanxi province

Lian Chenyan, Wu Zhenlin, Wang Zhaoqing, Guo Qingxia*

(CollegeofResourcesandEnvironment,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

Abstract:Hejin City in Shanxi Province was selected as the study area, choosing 2005, 2009, 2010, 2011, 2012 maps of land use present situation and GIS technology, three indexes including built-up area density, expansion intensity index and fractal dimension were chosen to analyze the spatio-temporal characteristics,spacial differentiation and morphological changes of urban and rural built-up area in Hejin City, with the main driving factors discussed. In the study period, the high-density area of urban and rural areas increased year by year, the low density area decreased obviously. The increased area and expansion speed of built-up area were evidently greater in rural area than in urban area. The construction land expansion had an obvious spatial differentiation characteristic. High speed expansion had mainly concentrated in urban area, and it was developing towards to rural area after 2011. The fractal dimension in urban and rural area was less than 1.5, and the trend was stable. Economic development, population growth, transportation, natural environment, policy-guiding, and urban planing were main driving forces of the expansion of built-up area in Hejin City.

Key words:Hejin City; Built-up area density; Expansion intensity index; Expansion speed; Fractal dimension

中圖分類號：F301

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-8151(2016)03-0201-08

作者簡介：連宸琰(1990-)，女(漢)，山西晉城人，碩士研究生，研究方向：土地利用與規(guī)劃*通訊作者：郭青霞，教授，碩士生導(dǎo)師，Tel:13835487451; E-mail:gqx696@163.com

收稿日期：2015-11-12修回日期：2015-12-18