河北省環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈土地利用綜合分區(qū)研究

郭愛請，尚國琲，秦　嶺

(石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院 土地資源與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，河北 石家莊 050031)

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河北省環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈土地利用綜合分區(qū)研究

郭愛請，尚國琲，秦嶺

(石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院 土地資源與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，河北 石家莊 050031)

河北省環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)的步伐日漸清晰，對環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和土地利用結(jié)構(gòu)的研究尤為重要。論文充分考慮環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈14個(gè)縣市的自然地理?xiàng)l件、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和生態(tài)安全情況，從土地開發(fā)利用程度、土地利用效益水平和土地生態(tài)利用三方面選取相應(yīng)指標(biāo)，構(gòu)建土地利用綜合分區(qū)指標(biāo)體系，運(yùn)用層次聚類分析法，并結(jié)合定性分析對首都經(jīng)濟(jì)圈進(jìn)行綜合分區(qū)，明確各區(qū)土地利用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。研究結(jié)果可以明確首都經(jīng)濟(jì)圈的產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局，為合理配置統(tǒng)籌各類土地利用提供依據(jù)。

環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈；土地利用；綜合分區(qū)

2010年河北省提出環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈發(fā)展戰(zhàn)略，將首都北京周圍的14個(gè)河北省所屬的縣區(qū)劃入首都經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)域。2013年中央提出京津冀一體化發(fā)展戰(zhàn)略，把環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈的發(fā)展作為重要的經(jīng)濟(jì)驅(qū)動力。如何對這14個(gè)縣市的土地進(jìn)行合理安排利用，使得區(qū)域經(jīng)濟(jì)同首都協(xié)調(diào)發(fā)展的同時(shí)又兼顧區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境安全，成為亟待解決的問題。本文在充分考慮環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈14個(gè)縣市的自然地理?xiàng)l件、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和生態(tài)安全情況的基礎(chǔ)上，構(gòu)建土地利用綜合分區(qū)指標(biāo)體系，運(yùn)用層次聚類法進(jìn)行定量分析，并統(tǒng)籌考慮分區(qū)原則進(jìn)行定性分析，對環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈進(jìn)行綜合分區(qū)，明確各區(qū)土地利用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。

一、環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈概況

河北省環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈包括14縣(市)，各縣區(qū)之間地域差異較大。西部地區(qū)包括赤城縣、懷來縣、涿鹿縣、淶水縣，屬于太行山東麓，地形多以山地、丘陵、溝壑為主；南部地區(qū)包括涿州市、固安縣、安次區(qū)、廣陽區(qū)，地勢起伏小；東部地區(qū)包括香河縣、大廠回族自治縣和三河市，地形平坦，發(fā)展條件好；北部壩上地區(qū)包括興隆縣、豐寧滿族自治縣、灤平縣，地理?xiàng)l件差，生態(tài)環(huán)境脆弱，山高谷深，河流眾多，耕地較少，森林覆蓋率較高。

環(huán)首都14縣區(qū)與首都北京的差距逐年擴(kuò)大，形成了明顯的貧富溝壑，據(jù)相關(guān)調(diào)查，2011年，相比北京市67.9% 的城鎮(zhèn)化率，河北省環(huán)京區(qū)域7個(gè)市城鎮(zhèn)化率僅為41.4% ，差距很明顯。河北省統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，14縣區(qū)經(jīng)濟(jì)總量可以分為三個(gè)梯度，總體來看呈“東貧西富”的格局。第一梯度：GDP總量大于200億元——三河市、涿州市；第二梯度：GDP總量位于100億元～200億元之間——廣陽區(qū)、香河縣、灤平縣、懷來縣、安次區(qū)；第三梯度：GDP低于100億元——固安縣、興隆縣、豐寧滿族自治縣、涿鹿縣、大廠回族自治縣、赤城縣、淶水縣。河北省2012年的社會生產(chǎn)總值26 575.01萬元，總?cè)丝? 288萬人，人均GDP為36 466.52元，14縣區(qū)人均平均GDP為32 518.2元，低于河北省平均水平。

二、綜合分區(qū)原則

土地利用區(qū)域特征及形成過程決定了土地資源開發(fā)利用需要進(jìn)行分區(qū)?？茖W(xué)合理的分區(qū)可以為土地利用宏觀調(diào)控、土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)，并促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。土地利用分區(qū)即依據(jù)土地的自然、社會經(jīng)濟(jì)條件的差異性,土地類型與土地利用方向的相對一致性,劃分土地利用類型區(qū)的過程[1]。對環(huán)首都14縣區(qū)進(jìn)行綜合分區(qū)，旨在合理配置其資源、合理安排產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使該區(qū)域既能充分發(fā)展本地特色產(chǎn)業(yè)，又能更好地承接首都經(jīng)濟(jì)的外延發(fā)展，充分合理地接收和利用首都的資金、技術(shù)和人才資源，明確各區(qū)定位，避免造成發(fā)展不明、產(chǎn)業(yè)重疊等浪費(fèi)資源的情況。

(1)一致性原則。綜合統(tǒng)籌區(qū)域土地的自然地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、生態(tài)安全情況,對產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和土地利用結(jié)構(gòu)類似地區(qū)劃為同一區(qū)域。

(2)人地協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展原則。分區(qū)除了要考慮產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還要因地制宜保護(hù)本地的特色與環(huán)境。

(3)以縣級行政區(qū)為單位，遵循地域上相對集中連片的原則。環(huán)首都14縣區(qū)分別隸屬于不同地市，盡量將地域相鄰的縣區(qū)劃分到同一個(gè)區(qū)內(nèi)，以便形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢和資源保護(hù)優(yōu)勢。

三、分區(qū)方法

運(yùn)用層次聚類分析法，根據(jù)各個(gè)地區(qū)的自然地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和生態(tài)安全狀況等特點(diǎn)，建立層析分析指標(biāo)體系，對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分類與歸納，計(jì)算出土地利用分區(qū)相似性系數(shù)，運(yùn)用SPASS統(tǒng)計(jì)分析軟件實(shí)現(xiàn)計(jì)算過程并得出分類結(jié)果。在定量分類結(jié)果的基礎(chǔ)上，加入其它不可量化的主觀影響因素，依照分區(qū)基本原則，綜合分析環(huán)首都14縣區(qū)在自然地理、社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)方面的現(xiàn)狀，對分類結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，得出最終分區(qū)結(jié)果。

(一)建立土地利用分區(qū)指標(biāo)體系

指標(biāo)體系的建立應(yīng)在客觀上綜合考慮環(huán)首都圈的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)因素，并選取具有代表性的指標(biāo)因子作為分類的基礎(chǔ)依據(jù)[2]。本文的指標(biāo)體系構(gòu)建總體分三個(gè)部分，包括土地開發(fā)利用程度指標(biāo)、土地利用效益水平指標(biāo)和土地生態(tài)利用指標(biāo)。

表1土地利用分區(qū)指標(biāo)體系表

指標(biāo)類別指標(biāo)代號指標(biāo)名稱指標(biāo)含義土地開發(fā)利用程度指標(biāo)P1P2P3土地利用率墾殖指數(shù)居民地及工礦用地指數(shù)已利用土地面積/土地總面積×100%耕地面積/土地總面積×100%居民地和工礦用地面積/土地總面積×100%土地利用效益水平指數(shù)P4P5P6人口密度單位面積產(chǎn)值(萬元/km2)單位面積固定資產(chǎn)投資指數(shù)(萬元/km2)總?cè)丝?土地總面積地區(qū)生產(chǎn)總值/總面積地區(qū)固定資產(chǎn)投資額/總面積×100%土地生態(tài)利用指標(biāo)P7P8林地指數(shù)園地指數(shù)林地面積/土地總面積×100%園地面積/土地總面積×100%

(二)聚類因子指標(biāo)值

根據(jù)所建立的聚類指標(biāo)體系中選擇的指標(biāo)，對環(huán)首都14縣區(qū)的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，得到聚類因子指標(biāo)匯總結(jié)果(表2)。

(三)聚類因子標(biāo)準(zhǔn)化

由表2可以看出，不同指標(biāo)的數(shù)據(jù)具有不同量綱和數(shù)值幅度范圍，在進(jìn)行聚類分析的時(shí)候可能會忽略和減弱數(shù)量級較小的因子的作用，因此需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，利用SPSS軟件求出標(biāo)準(zhǔn)化Z分?jǐn)?shù)并對其進(jìn)行線性轉(zhuǎn)換。

Z分?jǐn)?shù)原理：

(1)

但是在將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Z分?jǐn)?shù)時(shí)會出現(xiàn)負(fù)值和小數(shù)位數(shù)過多的情況，需要通過線性方程對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即：

Z′=10Z+50

(2)

通過運(yùn)行(1)、(2)兩步，得到標(biāo)準(zhǔn)化的因子指標(biāo)值，見表3。

(四)分類原理與過程

層次聚類分析方法的基本理論和實(shí)質(zhì)是建立一種分類方法, 它能夠?qū)⒁慌鷺颖緮?shù)據(jù)按照他們在性質(zhì)上的親密程度在沒有先驗(yàn)知識的情況下自動進(jìn)行分類[3]。文中14個(gè)縣區(qū)作為14個(gè)樣本，通過相似性計(jì)算可以得到他們之間的相似性系數(shù)，并以此進(jìn)行分類。層次聚類分析法有兩種形式,其中一種為Q型聚類，它是通過對樣本(個(gè)案) 進(jìn)行分類, 使具有共同特點(diǎn)的樣本聚在一起, 由此可以很容易地對不同類的樣本進(jìn)行分析[4]。

表2各縣聚類因子指標(biāo)值

縣區(qū)土地開發(fā)利用程度指標(biāo)土地利用效益水平指標(biāo)土地生態(tài)利用指標(biāo)P1P2P3P4P5P6P7P8懷來0.6710.1250.041198.223622.479410.1710.2470.170涿鹿0.6600.1090.021125.625254.105270.2910.3420.163赤城0.6910.1120.01756.365122.849104.2400.4850.001興隆0.7960.0310.019105.027263.880310.7330.5420.184灤平0.7480.0760.019107.250409.631367.6820.6020.031豐寧0.8650.1060.01545.86490.030120.1160.6200.002固安0.9900.6350.145645.6241343.3411356.6990.0550.068涿州0.9530.5980.162876.0112796.9352086.7560.0600.028淶水0.3560.1450.052212.907264.625385.5530.1050.006廣陽0.9790.3730.1111309.9044635.7833463.2590.0750.109安次0.9820.5470.126588.2351747.8991119.3280.1260.026三河0.9870.4660.167914.8266705.5964512.8970.0650.020香河0.9580.5920.179722.7072845.4692223.7730.0190.000大廠0.9470.5380.220704.5453941.2844065.9090.0680.004

表3聚類因子指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值

縣區(qū)P1P2P3P4P5P6P7P8懷來41.5841.7943.0343.1943.9943.0450.1566.31涿鹿40.9941.1240.2341.3942.2042.1454.3365.18赤城42.6541.2439.7339.6641.5641.0660.6341.79興隆48.3237.8040.0040.8742.2542.4063.1468.36灤平45.7139.6939.9940.9342.9542.7765.7746.11豐寧52.0140.9839.5039.4041.4041.1666.5641.82固安58.7863.4957.2254.3047.4949.1741.6851.44涿州56.7861.8959.4360.0354.5553.8941.9345.64淶水24.6242.6444.5643.5542.2542.8843.9042.46廣陽58.1552.3252.5170.8163.4862.8042.5657.35安次58.3359.7354.5152.8849.4547.6344.8045.33三河58.6256.2860.1860.9973.5369.5942.1544.49香河57.0261.6761.7956.2254.7954.7840.1141.58大廠56.4459.3567.3255.7760.1166.7042.2842.14

具體步驟如下：

(1)計(jì)算研究地區(qū)某兩個(gè)縣區(qū)之間土地利用的相似性系數(shù)，設(shè)定一閥值作為標(biāo)準(zhǔn)，以相似性最大化為原則進(jìn)行分類，相似性計(jì)算方法:

(3)

Q(ij)是i縣區(qū)和j縣區(qū)土地利用相似性系數(shù)，X(ik)為i區(qū)的第k項(xiàng)土地利用分區(qū)指標(biāo)值，X(jk)為j區(qū)第k項(xiàng)土地利用分區(qū)指標(biāo)值，n為分區(qū)指標(biāo)個(gè)數(shù)。

(2)將土地利用最相似的某兩個(gè)縣區(qū)歸為一類之后，運(yùn)用“類平均法(組間連接法)”計(jì)算出與(1)中其他尚未歸類的地區(qū)的土地利用相似性系數(shù)，用同樣的方法進(jìn)行歸類，原理是將兩類之間的距離由分別屬于這兩類的各樣本間距離的平均值來表示。例如(1)中Qa和Qb縣區(qū)的相似性最大，歸為Qd類型區(qū)，則Qd與其他縣區(qū)Qm的相似性系數(shù)Q(dm)計(jì)算方法如下：

(4)

Q(am)為Qa和Qm類型區(qū)土地利用相似性系數(shù)，Q(bm)為Qb和Qm類型區(qū)土地利用相似性系數(shù)；n1、n2、n3為Qa、Qb、Qm中所含的縣區(qū)個(gè)數(shù)。

(3) 按照(2)中的思路和步驟繼續(xù)進(jìn)行分區(qū)，直到將所有的縣區(qū)最終分為一個(gè)大的區(qū)域。對于(3)和(4)的計(jì)算計(jì)算過程，可以通過SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件實(shí)現(xiàn)，對已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，得到樹形分布圖(圖1)。

圖1聚類結(jié)果樹狀圖

四、分區(qū)結(jié)果與土地利用

由于層次聚類分區(qū)是完全根據(jù)量化的數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行的數(shù)學(xué)運(yùn)算，并沒有考慮分區(qū)時(shí)地域相連和因地制宜發(fā)展等原則，為了使分區(qū)結(jié)果更加合理化，必須綜合各縣區(qū)的自然經(jīng)濟(jì)和生態(tài)特點(diǎn)，進(jìn)行定性分析，對聚類分析結(jié)果作適當(dāng)調(diào)整和改進(jìn)[5]。分區(qū)結(jié)果如下：

Ⅰ類型區(qū)：包括赤城縣、懷來縣、涿鹿縣。本區(qū)屬于太行山東麓，地形復(fù)雜，整體經(jīng)濟(jì)水平靠后。本區(qū)處于北京生態(tài)保護(hù)的重要區(qū)位，不宜發(fā)展工業(yè)產(chǎn)業(yè)，應(yīng)以保持水土為重，建議重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化的農(nóng)業(yè)園區(qū)，以首都作為其農(nóng)副產(chǎn)品的銷售市場，發(fā)展旅游農(nóng)業(yè)，帶動本區(qū)的服務(wù)業(yè)發(fā)展。

Ⅱ類型區(qū)：包括淶水縣、涿州市、固安縣。本區(qū)地形平坦，大部分屬于平原地帶，農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，交通便利，但是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不均衡。建議在保證基本農(nóng)田的基礎(chǔ)上發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)業(yè)，依靠便利的交通，承接北京重要工業(yè)的轉(zhuǎn)移，以工促農(nóng)，工農(nóng)互惠。

Ⅲ類型區(qū)：包括安次區(qū)、廣陽區(qū)、香河縣、大廠回族自治縣、三河市。本區(qū)地形平坦，交通網(wǎng)十分發(fā)達(dá)，作為京津兩地的重要交流通道，應(yīng)以高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)為主，利用兩地的高科技資源發(fā)展高科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)；同時(shí)利用高科技產(chǎn)業(yè)帶動本區(qū)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)。

Ⅳ類型區(qū)：包括豐寧滿族自治縣、灤平縣和興隆縣。本區(qū)屬于地形海拔較高的壩上地區(qū)，山高谷深，生態(tài)脆弱。本區(qū)森林覆蓋率居整個(gè)經(jīng)濟(jì)圈之首，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高，不適宜發(fā)展工業(yè)，應(yīng)以保護(hù)生態(tài)為主。

〔1〕 許月明，岳坤，劉亭.環(huán)京14縣市區(qū)土地利用現(xiàn)狀潛力及效率分析[J].經(jīng)營管理者，2013(16)：39-45.

〔2〕 陳玲玲. 環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈: 環(huán)境保護(hù)問題分析與對策選擇[J].山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(社會科學(xué)版)，2013(S1)：28-31.

〔3〕 吳勝軍，洪松，任憲友，等.湖北省土地利用綜合分區(qū)研究[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007(1)：138-142.

〔4〕 金相郁.中國區(qū)域劃分的層次聚類分析[J].城市規(guī)劃學(xué)刊，2004(2)：23-28.

〔5〕 張雅杰，張俊玲，楊洋，等.層次聚類分析法在連州市土地利用分區(qū)中的應(yīng)用[J].國土資源科技管理，2007(5)：71-76.

(責(zé)任編輯周吉光)

A Research on the Comprehensive Zoning of Land Use in the Economic Circle around Beijing

GUO Ai-qing, SHANG Guo-bei, Qin ling

(Shijiazhuang University of Economics, Shijiazhuang, Hebei, 050031)

With the development of the capital economic circle, the research on the industry development direction and land use structure in the economic circle becomes more and more important. Considering the natural geographical conditions, social and economic development level and ecological security situation of 14 cities, this paper constructed an index system about the comprehensive zoning of land use from three aspects such as land development & utilization degree, land use efficiency level and land ecological use. It integrated partition about the city around Beijing using hierarchical clustering analysis method, combined with qualitative analysis. And it cleared the direction of land use and industrial development. The results of the study can clarify the layout of the industrial development of the capital economic circle, and provide the basis for the rational allocation of various types of land use.

economic circle around Beijing; land use; comprehensive zoning

10.13937/j.cnki.sjzjjxyxb.2016.01.013

2015-12-08

河北省社科基金項(xiàng)目“環(huán)首都經(jīng)濟(jì)圈土地生態(tài)安全與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展研究”(HB15YJ020)；河北省社科基金項(xiàng)目“生態(tài)足跡時(shí)空變化視域下河北省城市用地結(jié)構(gòu)調(diào)整研究”(HB15YJ025)；河北省教育廳項(xiàng)目“京津冀協(xié)同發(fā)展背景下基于BP-ANN的河北土地集約利用研究”(SQ151116)。

郭愛請(1976—)，女，河北饒陽人，理學(xué)碩士，教授，主要從事土地評價(jià)、土地規(guī)劃、土地資源管理等方面工作。

F301.2

A

1007-6875(2016)01-0075-05

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/doi/10.13937/j.cnki.sjzjjxyxb.2016.01.013.html網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2016-02-2015：30