中國西部河谷型城市土地利用效益與城市化耦合協(xié)調(diào)發(fā)展研究

白碩++楊永春++史坤博++楊欣傲++柳煜

摘 要：土地資源短缺是河谷型城市發(fā)展中極為突出的瓶頸問題，如何提高河谷型城市土地利用效益以適應(yīng)快速城市化進(jìn)程是目前亟待解決的問題。本文以中國西部7個(gè)典型的河谷型城市為例，定量測(cè)度了其土地利用效益與城市化水平耦合協(xié)調(diào)關(guān)系。研究表明：1995年～2012年，7個(gè)城市土地利用效益和城市化水平評(píng)價(jià)指數(shù)均有大幅上升，二者耦合協(xié)調(diào)等級(jí)均進(jìn)入?yún)f(xié)調(diào)發(fā)展階段。土地利用效益與城市化水平兩個(gè)子系統(tǒng)之間相互關(guān)聯(lián)，人口城市化和社會(huì)城市化對(duì)土地利用效益影響較大，經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益對(duì)城市化水平影響最為明顯。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距的縮小，各城市間協(xié)調(diào)性差距也逐漸縮小。區(qū)域發(fā)展的非均衡性導(dǎo)致西部河谷型城市與平原城市的土地利用效益、城市化水平以及二者的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系的評(píng)價(jià)指數(shù)的增長速率并無明顯差別。

關(guān)鍵詞：土地利用效益；城市化；耦合協(xié)調(diào)；河谷型城市；中國西部

中圖分類號(hào)：F301.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

河谷型城市是城市建成區(qū)主體或者核心部分在河谷中形成和發(fā)育，并且發(fā)育受到河谷地形及周圍山地或丘陵較為強(qiáng)烈的直接限制的城市[1]。中國正處于快速工業(yè)化和城市化階段，人口和產(chǎn)業(yè)在河谷地區(qū)快速集聚，但由于缺乏對(duì)河谷型城市規(guī)劃建設(shè)的科學(xué)認(rèn)知，盲目沿用平原城市的建設(shè)模式，導(dǎo)致河谷型城市出現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境惡化、可利用土地資源的嚴(yán)重短缺等一系列人居環(huán)境問題[2]。如20世紀(jì)60年代蘭州開展的填河造地，20世紀(jì)末重慶江北新區(qū)大規(guī)模的開山填河等，都是迫于土地資源短缺而做出反自然的發(fā)展行為。

土地是人類賴以生存的基礎(chǔ)，其利用效益影響著城市化水平的提升，二者協(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)城市持續(xù)快速發(fā)展，所以如何提高城市土地的利用效益也成為諸多學(xué)者探索的熱點(diǎn)。20世紀(jì)初期，韋伯[3-4]率先提出城市工業(yè)用地的基本理論，認(rèn)為城市作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)文化中心，必將導(dǎo)致大量人口、產(chǎn)業(yè)集聚，城市土地更為稀缺。當(dāng)前，國內(nèi)學(xué)者針對(duì)土地利用效益和城市化水平協(xié)調(diào)發(fā)展進(jìn)行了較廣泛的探討，但是，已有研究多關(guān)注中國東中部發(fā)展較好的城市或區(qū)域，如范輝等[5]采用分值計(jì)算法，研究了浙江省人口城市化和土地城市化的時(shí)空演變格局。葉敏婷等[6]以深圳市為例，利用層次分析法對(duì)土地利用效益進(jìn)行了時(shí)間動(dòng)態(tài)與空間分異的探究。周丹等[7]使用變異系數(shù)法等，對(duì)陜西省2001年～2010年的土地資源利用效益進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。國內(nèi)學(xué)者尚未對(duì)西部城市，尤其是典型河谷型城市的土地利用效益與城市化水平協(xié)調(diào)發(fā)展問題足夠重視，并且二者發(fā)展現(xiàn)狀、規(guī)律與主要矛盾尚不明確。

基于此，本文選取中國西部7個(gè)典型的河谷型城市作為研究對(duì)象，對(duì)其土地利用效益和城市化水平進(jìn)行定量測(cè)度，以期探討中國河谷型城市的土地利用效益與城市化的耦合規(guī)律，為城市發(fā)展規(guī)劃提供一定參考。

1 土地利用效益和城市化水平測(cè)度

1.1 研究區(qū)選取

中國“西高東低”的地勢(shì)條件催生了大量河谷型城市在西部地區(qū)集聚[2]。本文根據(jù)中國西部河谷型城市發(fā)展現(xiàn)狀，選取蘭州、西寧、天水、延安、攀枝花、自貢和宜賓等7個(gè)典型的河谷型城市作為研究對(duì)象（圖1）。以上城市均為地級(jí)市，享有較高的行政地位，是該市域的經(jīng)濟(jì)中心，并且擁有高原、山地、丘陵、盆地等多種地形，具有較強(qiáng)的代表性。

1.2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

土地利用效益是包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)等的綜合效益，城市化水平也是由人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多要素構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)行系統(tǒng)，因此，進(jìn)行定量測(cè)度與評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)結(jié)合社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)等多方面因素。本研究通過借鑒相關(guān)文獻(xiàn)[8-16]，結(jié)合河谷型城市現(xiàn)狀和發(fā)展前景，遵循科學(xué)性、系統(tǒng)優(yōu)化、可比性、動(dòng)態(tài)性、代表性等原則，選取相對(duì)指標(biāo)和單位強(qiáng)度指標(biāo)，構(gòu)建了土地利用效益和城市化水平指標(biāo)評(píng)價(jià)體系（表1），力求較全面、客觀地反映土地利用效益及城市化水平?；A(chǔ)數(shù)據(jù)來源于1996年～2013年各城市統(tǒng)計(jì)年鑒。對(duì)于極個(gè)別缺失數(shù)據(jù)，以線性回歸的方式補(bǔ)充。

1.3 評(píng)價(jià)方法

1.3.1無量綱化處理

由于指標(biāo)量綱各不相同，因此本研究選用離差標(biāo)準(zhǔn)化[16-17]的方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，以便于直接進(jìn)行運(yùn)算和比較。

1.3.2確定指標(biāo)權(quán)重

由于評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果影響顯著，為了避免指標(biāo)權(quán)重的主觀性，本研究結(jié)合馬利邦等人的研究方法[18]，采用變異系數(shù)法確定權(quán)重。因充分考慮了因子的均衡性，本文認(rèn)為準(zhǔn)則層各因子對(duì)目標(biāo)層因子有相同貢獻(xiàn)，權(quán)重值應(yīng)相同。因此，城市土地利用效益子系統(tǒng)中準(zhǔn)則層各因子的權(quán)重均為0.3333，城市化水平子系統(tǒng)中準(zhǔn)則層因子的權(quán)重均為0.2000。

2 土地利用效益與城市化水平發(fā)展研究

2.1 土地利用效益評(píng)價(jià)

根據(jù)7個(gè)城市在1995年～2012年間土地利用效益的評(píng)價(jià)指數(shù)（圖2）可以得出，7個(gè)城市的土地利用效益雖有波動(dòng)，但總體處于上升趨勢(shì)，城市總體土地利用效益的評(píng)價(jià)指數(shù)年均增幅為0.57，增幅顯著。說明近年來多數(shù)河谷型城市在保證城市化進(jìn)程的同時(shí)，對(duì)于土地的整體利用水平正在提升。

自貢市和延安市的土地利用效益雖有大幅增長，但波動(dòng)明顯：（1）延安市土地利用效益在1997年出現(xiàn)由0.1739至0.4776的大幅增長，在1998年～1999年間，驟減到0.2347。究其原因是生態(tài)效益由0.0472增長到0.8770后降至0.4430的快速變化引起土地利用效益劇烈波動(dòng)。（2）自貢市1996年～2004年間土地利用效益評(píng)價(jià)指數(shù)緩慢增長，但在2005年突然出現(xiàn)下降。這是由于社會(huì)效益由0.5557下降到0.0101。2005年自貢市開始實(shí)行《自貢市城市中心區(qū)市場(chǎng)總體規(guī)劃（2004—2020）》，對(duì)城市建成區(qū)的人口、道路、區(qū)劃做了大量調(diào)整，導(dǎo)致該年內(nèi)土地利用效益下降，但之后該市土地利用效益因社會(huì)效益的大幅提升表現(xiàn)出較快上升趨勢(shì)。這一波動(dòng)說明社會(huì)效益雖然短時(shí)期內(nèi)將限制土地利用效益的發(fā)展，但從長遠(yuǎn)看，提升社會(huì)效益對(duì)促進(jìn)土地利用效益具有巨大促進(jìn)作用。

2.2 城市化水平評(píng)價(jià)

對(duì)7個(gè)河谷型城市的城市化水平子系統(tǒng)準(zhǔn)則層因子進(jìn)行評(píng)價(jià)（圖3），所得結(jié)果表明：1995 年～2012年間，各城市的城市化水平評(píng)價(jià)指數(shù)雖有波動(dòng)，但整體呈明顯的增長趨勢(shì)。除天水市外，其他城市的城市化水平評(píng)價(jià)指數(shù)均達(dá)到0.75以上，處于較高的城市化水平。雖然天水市城市化水平評(píng)價(jià)指數(shù)在七個(gè)城市中處于較后位置，但也表現(xiàn)出平穩(wěn)小幅增長趨勢(shì)。

2.3 土地利用效益與城市化水平耦合協(xié)調(diào)評(píng)價(jià)

根據(jù)土地利用效益和城市化水平的耦合協(xié)調(diào)系數(shù)（圖4），整體來看，各城市耦合協(xié)調(diào)系數(shù)大體呈上升趨勢(shì)，且增幅巨大。2012年，各城市耦合協(xié)調(diào)系數(shù)均在0.8以上，進(jìn)入?yún)f(xié)調(diào)發(fā)展階段，其中，蘭州市、攀枝花市、延安市、宜賓市和自貢市5個(gè)城市耦合協(xié)調(diào)系數(shù)更是達(dá)到0.9以上，成為優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)。而在1995年，除蘭州外，其他6個(gè)城市均處于失調(diào)衰退階段，表明當(dāng)時(shí)西部河谷型城市并未注意到快速城市化進(jìn)程中缺少對(duì)土地的合理規(guī)劃、土地使用效率低等問題。該7個(gè)城市雖然起步較低，但到2012年，二者的協(xié)調(diào)度發(fā)生了巨大改變，由此可以看出，河谷型城市重視經(jīng)濟(jì)建設(shè)的同時(shí)，也提高了土地整體利用水平，二者協(xié)調(diào)發(fā)展，一定程度上緩解了其土地短缺問題。

另一方面，截至2012年，各城市的耦合協(xié)調(diào)系數(shù)均處于0.89～0.93之間，城市間土地利用效益和城市化水平耦合協(xié)調(diào)系數(shù)差異性降低，呈現(xiàn)出逐漸收斂的趨勢(shì)。這可能是由于西部河谷型城市的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)環(huán)境不斷完善，區(qū)域經(jīng)濟(jì)的一體化發(fā)展水平逐漸提升，所以使得西部河谷型城市目前處于相對(duì)均衡發(fā)展、較為健康的發(fā)展趨勢(shì)。

饒映雪等[20]以武漢市為研究對(duì)象得出該市2005、2008、2011土地利用效益與城市化水平耦合協(xié)調(diào)發(fā)展系數(shù)分別為0.6011、0.7607、0.8582，劉善開等[21]發(fā)現(xiàn)廈門市2003、2007、2010年二者耦合協(xié)調(diào)系數(shù)分別為0.55、0.60、0.73，而西部河谷型城市的耦合協(xié)調(diào)系數(shù)在2005年～2012年間大體處于0.5215～0.8666，由此看出，東中部平原城市與本研究得出的西部河谷型城市耦合協(xié)調(diào)系數(shù)增長速率相差不多。

2.4 土地利用效益與城市化水平的相互作用關(guān)系

根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)模型測(cè)得結(jié)果（表3），7個(gè)河谷型城市的城市化水平指標(biāo)層各因子對(duì)土地利用效益的灰色關(guān)聯(lián)度在0.6572～0.9106之間，關(guān)聯(lián)性較大，但各因子與土地利用效益的關(guān)聯(lián)性表現(xiàn)出較大的差異性，各城市土地利用效益的影響因素也不盡相同。具體來看，非農(nóng)業(yè)人口比率對(duì)各城市土地利用效益影響最大，關(guān)聯(lián)度在0.7560～0.9106之間，該因子反映了人口城市化水平，表明降低用于第一產(chǎn)業(yè)的土地和人員所占比例對(duì)提高城市土地利用效益有重要作用，因此，將農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)并進(jìn)行優(yōu)化，增加經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)城市土地利用效益增長有著積極作用。萬人公共圖書館藏書等五項(xiàng)社會(huì)城市化準(zhǔn)則層因子對(duì)城市化水平影響較大。這是由于社會(huì)城市化準(zhǔn)則層因子代表了城市社會(huì)發(fā)展水平，土地的整體規(guī)劃和利用效益為社會(huì)進(jìn)步奠定了基礎(chǔ)。

由表4可知，土地利用效益指標(biāo)層各因子對(duì)城市化水平灰色關(guān)聯(lián)度在0.6283～0.8822之間，具有較大的關(guān)聯(lián)性。其中，地均第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、地均第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、地均固定資產(chǎn)投資等代表城市經(jīng)濟(jì)效益等因子影響最為明顯，而經(jīng)濟(jì)是城市化進(jìn)程的核心動(dòng)力，在城市化進(jìn)程中，提高土地經(jīng)濟(jì)效益仍是首要任務(wù)。另外，生態(tài)效益中各因子與城市化水平關(guān)聯(lián)度均在0.7以上，影響較為明顯。生態(tài)環(huán)境條件是制約與支撐城市化的主要因素，河谷型城市由于受自身自然環(huán)境條件的制約，進(jìn)行快速的城市化進(jìn)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境資源條件極為依賴，但隨著近年來人類對(duì)自然資源開發(fā)方式的轉(zhuǎn)變以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各城市的生態(tài)效益均出現(xiàn)大幅上升，無疑對(duì)各河谷型城市城市化水平的提高起到了巨大的推動(dòng)作用。

3 結(jié)論與討論

城市土地利用效益和城市化水平評(píng)價(jià)指數(shù)在1995年～2012年雖有波動(dòng)，但整體呈上升趨勢(shì)且增幅較大。中國西部河谷型城市土地利用效益與城市化水平協(xié)調(diào)性上升。在1995年～2012年間，七個(gè)城市的協(xié)調(diào)性呈明顯上升趨勢(shì)，并且由于各城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)水平差異縮小，城市間土地利用效益和城市化水平耦合協(xié)調(diào)系數(shù)的差異性也隨之減小。城市土地利用效益中經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益對(duì)城市化水平影響最為明顯，因此優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力、加大企業(yè)資金投入、加強(qiáng)城市生態(tài)建設(shè)等措施可能會(huì)使土地利用效益進(jìn)一步提高。城市化水平中非農(nóng)業(yè)人口比率和社會(huì)城市化準(zhǔn)則層因子對(duì)土地利用效益影響最大，所以，大力發(fā)展第二、三產(chǎn)業(yè)，提高社會(huì)服務(wù)能力均會(huì)對(duì)城市化水平的提高起到促進(jìn)作用。

理論上，由于河谷型城市較平原城市土地更為短缺，在發(fā)展過程中對(duì)于土地資源的渴求程度更高，隨著用地面積的擴(kuò)張，耦合協(xié)調(diào)關(guān)系的增長速率應(yīng)明顯快于平原城市。但通過與已有研究相比較，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后的西部河谷型城市與東部平原城市相比，土地利用效益與城市化水平的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系的評(píng)價(jià)指數(shù)的增長速率并無明顯差別，這主要是區(qū)域發(fā)展的非均衡性作用的結(jié)果。西部河谷型城市，受空間區(qū)位、自然環(huán)境和國家政策等因素的影響，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)落后，對(duì)土地的渴求程度也隨之被弱化，導(dǎo)致西部河谷型城市與平原城市相比，耦合協(xié)調(diào)關(guān)系的增長速率并無較大差別。另外對(duì)于西部河谷型城市來說，為實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的城市化水平，提升土地利用效益仍是重要前提。

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The research on the coupling and coordination development between urban land use benefits and urbanization of valley city in Western China

BAI Shuo1， YANG Yong-chun1，2， SHI Kun-bo1， YANG Xin-ao1， LIU Yu1

（1.College of Earth and Environmental Sciences， Lanzhou University， Lanzhou 730000， China； 2. Key Laboratory of Western Chinas Environmental Systems， Ministry of Education of the Peoples Republic of China， Lanzhou 730000， China）

Abstract： Shortage of land resources is a serious problem to the development of valley-cities. Based on seven typical valley-cities in Western China， the quantitative measures have been made to study the coupling relationship between land use benefits and urbanization. The research has shown that the coupling coordination of land use efficiency and the level of urbanization of those cities have been entered into the phase of coordinated development by 2012. Due to the difference of the economic development between these cities decreases， coordination between urban difference decreases. Hungry on the demand of whole land， it need to be planned again. Thus， according to the layout of the natural resources， making a reasonable guide for the construction of the western industrial chain， balancing urban and rural development， driving the regional industrial transfer and upgrade， the coordinated development of social economy and ecological environment， has become a type of choice for the urban development in Western valley-cities.

Key words： land use efficiency； urbanization； coupling coordination； valley city； Western China