基于基尼系數(shù)的四川省城鄉(xiāng)建設(shè)用地優(yōu)化配置

淳 陽(yáng)， 潘洪義， 吳佳俁， 周介銘

(四川師范大學(xué)西南土地資源評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/四川師范大學(xué)地理與資源科學(xué)學(xué)院，四川成都 610066)

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，生產(chǎn)生活方式不斷轉(zhuǎn)變，社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)力日益增強(qiáng)，城市用地規(guī)模不斷擴(kuò)大。在城鎮(zhèn)規(guī)模快速擴(kuò)張的過程中，如何根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和城市土地利用總體規(guī)劃，緩解土地資源的有限性與城鄉(xiāng)建設(shè)用地需求量日益增長(zhǎng)的矛盾，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化的可持續(xù)發(fā)展，是當(dāng)前亟待研究解決的熱點(diǎn)問題[1]。城鎮(zhèn)化是一個(gè)人口-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-空間“四維一體”、協(xié)調(diào)發(fā)展的有機(jī)整體，每一個(gè)維度的發(fā)展都會(huì)引起城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積需求量和供給量的變化。不同區(qū)域差異明顯是我國(guó)城鎮(zhèn)化水平的顯著特征，而城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量公平合理的分配是保證區(qū)域均衡發(fā)展的前提。國(guó)土資源部相關(guān)文件指出，適當(dāng)調(diào)整城鄉(xiāng)建設(shè)用地規(guī)模，統(tǒng)籌安排生產(chǎn)、生活、生態(tài)用地，優(yōu)化區(qū)域、城鄉(xiāng)用地結(jié)構(gòu)和布局，保障城鎮(zhèn)化所需建設(shè)用地。相關(guān)學(xué)者從經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求、土地利用效率[2]、城鄉(xiāng)建設(shè)用地邊際產(chǎn)出[3]、生態(tài)-經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)勢(shì)視角[4]、相對(duì)資源承載力視角[5]等不同層面，采用均方差決策法[6]、信息熵與偏移-份額模型[7]、脫鉤情景[8]等不同方法研究城鄉(xiāng)建設(shè)用地優(yōu)化配置及其擴(kuò)張機(jī)制[9-11]，為城鄉(xiāng)建設(shè)用地的優(yōu)化配置提供豐富的研究方法和理論基礎(chǔ)。

基尼系數(shù)是由意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家基尼于1992年首次提出的用于定量測(cè)定收入差異分配程度，綜合考察居民內(nèi)部收入分配差異狀況的一項(xiàng)重要指標(biāo)[12]，在國(guó)際上廣泛地應(yīng)用于指標(biāo)分配公平性的測(cè)度。目前，學(xué)者們多將其應(yīng)用于水污染總量分配[13]、耕地保有量分配[14]、收入差異分配[15]等眾多領(lǐng)域，使分配方案既達(dá)到預(yù)定目標(biāo)又兼顧公平性。而從城鎮(zhèn)化內(nèi)涵出發(fā)，以公平的視角探討城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中城鄉(xiāng)建設(shè)用地規(guī)模的合理配置鮮有少見?；诖?，以四川省為例，在已知土地利用總體規(guī)劃城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量目標(biāo)的基礎(chǔ)上，從人口城鎮(zhèn)化-經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化-社會(huì)城鎮(zhèn)化-空間城鎮(zhèn)化等4個(gè)維度選取具有代表性的指標(biāo)，構(gòu)建基于基尼系數(shù)優(yōu)化配置模型，得到四川省現(xiàn)行土地利用總體規(guī)劃目標(biāo)年(2020年)的優(yōu)化配置方案，旨在兼顧區(qū)域城鎮(zhèn)化發(fā)展的效率和公平，從全方位優(yōu)化城鄉(xiāng)建設(shè)用地配置。

1 城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量分配優(yōu)化模型

1.1 研究思路

利用基尼系數(shù)法評(píng)價(jià)分配公平性時(shí)，從人口城鎮(zhèn)化-經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化-社會(huì)城鎮(zhèn)化-空間城鎮(zhèn)化等4個(gè)維度選取與城鄉(xiāng)建設(shè)用地分配相關(guān)的典型指標(biāo)，計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重及基尼系數(shù)，對(duì)21個(gè)地市(州)城鄉(xiāng)建設(shè)用地現(xiàn)狀布局的公平合理性進(jìn)行判斷，作為分配方案制定和修改的依據(jù)，不公平合理則建立并調(diào)整優(yōu)化配置模型，直到符合參考標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)路線見圖1。

1.2 指標(biāo)體系

由于城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量分配受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)、歷史沿革、地理環(huán)境等多方面因素的影響，因此，在參考相關(guān)文獻(xiàn)、理解城鎮(zhèn)化內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，依據(jù)典型性原則，從人口城鎮(zhèn)化-經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化-社會(huì)城鎮(zhèn)化-空間城鎮(zhèn)化等4個(gè)維度，選取人口密度、地均GDP、地均各類社會(huì)保險(xiǎn)參保人數(shù)、城鄉(xiāng)建設(shè)用地容量等4個(gè)指標(biāo)構(gòu)建城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量?jī)?yōu)化配置指標(biāo)體系(表1)。

(1)人口密度。反映區(qū)域城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中人口數(shù)量與城鄉(xiāng)建設(shè)用地分配的公平程度，為提升人居生活環(huán)境，單位城鄉(xiāng)建設(shè)用地的人口數(shù)量應(yīng)控制在合理的范圍之類，針對(duì)不同的人口密度，合理增減城鄉(xiāng)建設(shè)用地的規(guī)模。

(2)地均GDP。反映單位城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積上的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效益，效益越高，土地利用越趨于集約，反之，土地利用集約水平越低，應(yīng)適當(dāng)?shù)目s減城鄉(xiāng)建設(shè)用地規(guī)模，提升土地集約利用水平。

(3)地均各類社會(huì)保險(xiǎn)參保人數(shù)。地均參保人數(shù)與城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積的基尼系數(shù)可表征社會(huì)發(fā)展水平的公平程度，地均參保人數(shù)越多，其社會(huì)發(fā)展水平越高，可適量增加城鄉(xiāng)建設(shè)用地規(guī)模保持高水平的發(fā)展。

(4)城鄉(xiāng)建設(shè)用地容量。反映城鄉(xiāng)建設(shè)用地的可擴(kuò)展空間，可擴(kuò)展空間越大，表明城鎮(zhèn)化過程中城鄉(xiāng)建設(shè)用地的約束性越小，適量增加城鄉(xiāng)建設(shè)用地的規(guī)模有助于進(jìn)一步推動(dòng)城鎮(zhèn)化的發(fā)展。

表1 城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量?jī)?yōu)化配置指標(biāo)體系

注：城鄉(xiāng)建設(shè)用地容量=土地總面積×0.3-現(xiàn)狀城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積[16]。

1.3 基尼系數(shù)內(nèi)涵及計(jì)算

洛倫茲曲線能清晰地表達(dá)基尼系數(shù)(圖2)。A表示實(shí)際分配曲線和絕對(duì)平均分配曲線之間的面積，實(shí)際分配曲線右下方的面積為B，則A/(A+B)值即為基尼系數(shù)，數(shù)值越小，分配越公平，反之則越不公平。根據(jù)聯(lián)合國(guó)相關(guān)組織規(guī)定：基尼系數(shù)低于0.2，表示絕對(duì)公平；基尼系數(shù)為0.2～0.3，表示比較公平；基尼系數(shù)為0.3～0.4，表示相對(duì)合理；基尼系數(shù)為 0.4～0.5，表示差距較大；基尼系數(shù)在0.5以上表示，差距懸殊；將0.4作為收入分配差距的“警戒線”[17]。

幾何計(jì)算法、協(xié)方差法、擬合曲線法、平均差法等常用于基尼系數(shù)的計(jì)算，結(jié)合文中數(shù)據(jù)的特征，采用梯形面積法[18]，將圖1中的B視為若干梯形面積之和，其計(jì)算公式為：

(1)

式中：j表示指標(biāo)編號(hào)；Gj表示j指標(biāo)的基尼系數(shù)；Xij表示非農(nóng)人口、人均GDP等指標(biāo)的累計(jì)率；Yij表示城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積的累計(jì)率；i表示分配對(duì)象，當(dāng)i=1時(shí)，(Xi-1，Yi-1)為(0，0)。

1.4 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

由于各指標(biāo)對(duì)城鄉(xiāng)建設(shè)用地分配的影響程度不同，依據(jù)各指標(biāo)的重要性程度采用變異系數(shù)法確定指標(biāo)權(quán)重，其計(jì)算公式為：

(2)

(3)

(4)

(5)

1.5 優(yōu)化模型構(gòu)建

1.5.1 應(yīng)用線性規(guī)劃原理，構(gòu)建基于基尼系數(shù)的四川省城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量分配優(yōu)化模型 為使各區(qū)域的城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量分配趨于公平，指標(biāo)的基尼系數(shù)應(yīng)該最大限度地趨近于0，故目標(biāo)函數(shù)為各指標(biāo)加權(quán)求和的最小值。目標(biāo)函數(shù)為：

(6)

(7)

式中：i為區(qū)域編號(hào)；j為指標(biāo)編號(hào)；n為區(qū)域個(gè)數(shù)；m為指標(biāo)個(gè)數(shù)；G為綜合基尼系數(shù)；wj表示第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；Gj為優(yōu)化后第j指標(biāo)的基尼系數(shù)；G0j為優(yōu)化前第j指標(biāo)的基尼系數(shù)；pi為優(yōu)化后各區(qū)域城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量；p0i為區(qū)域城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量下限；p1i為各區(qū)域城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量上限；P為各區(qū)域城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量之和。

1.5.2 約束條件 條件1：優(yōu)化配置方案應(yīng)比現(xiàn)行規(guī)劃方案公平合理，優(yōu)化后的基尼系數(shù)應(yīng)小于優(yōu)化前的基尼系數(shù)，即Gj≤G0j。

條件2：將現(xiàn)行規(guī)劃基期年(2005年)的城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積確定為城鄉(xiāng)建設(shè)用地容量下限p0i，將現(xiàn)狀城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積和城鄉(xiāng)建設(shè)用地容量之和確定為城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量上限p1i。

條件3：依據(jù)總量控制原則，各區(qū)域城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量之和應(yīng)該等于土地利用總體規(guī)劃的城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積之和。

1.6 數(shù)據(jù)來(lái)源

研究數(shù)據(jù)來(lái)源于《四川省土地利用總體規(guī)劃2006—2020》、四川省21個(gè)地市(州)的土地利用總體規(guī)劃(2006—2020)、《四川省統(tǒng)計(jì)年鑒2016》。需要特別說明的是，由于土地利用總體規(guī)劃中沒有地均各類社會(huì)保險(xiǎn)參保人數(shù)，因此采用2015年的統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)。

2 實(shí)例研究

2.1 現(xiàn)行規(guī)劃方案公平性評(píng)價(jià)

將各指標(biāo)現(xiàn)狀值、城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積的目標(biāo)值按從小到大排序，分別計(jì)算其累計(jì)率，繪制各指標(biāo)和城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積的洛倫茲曲線(圖3)。由式(1)、(5)計(jì)算各指標(biāo)的基尼系數(shù)和權(quán)重(表2)。

由圖3、表2可知，人口密度-城鄉(xiāng)建設(shè)用地的基尼系數(shù)是0.161 0，處于絕對(duì)平均水平；地均GDP-城鄉(xiāng)建設(shè)用地的基尼系數(shù)是0.253 0，處于相對(duì)合理水平； 地均各類社會(huì)保險(xiǎn)參保人數(shù)-城鄉(xiāng)建設(shè)用地的基尼系數(shù)是0.412 0，超過了國(guó)際0.400的“警戒線”，處于較大差距水平；城鄉(xiāng)建設(shè)用地容量-城鄉(xiāng)建設(shè)用地的基尼系數(shù)為0.316 0，處于相對(duì)合理水平。因此，對(duì)四川省城鄉(xiāng)建設(shè)用地的現(xiàn)行規(guī)劃方案進(jìn)行優(yōu)化配置顯得非常有必要。

表2 指標(biāo)權(quán)重及基尼系數(shù)

2.2 基于基尼系數(shù)的優(yōu)化配置方案

利用LINGGO 11.0軟件，根據(jù)式(6)得到優(yōu)化方案的基尼系數(shù)(表3)。對(duì)比優(yōu)化方案和現(xiàn)行規(guī)劃方案(表4)可以看出，綜合基尼系數(shù)由現(xiàn)行規(guī)劃方案的0.311 0下降到 0.295 0，各指標(biāo)的基尼系數(shù)均不同程度地下降，優(yōu)化后的基尼系數(shù)均低于國(guó)際“警戒線”值，更趨于公平合理。攀枝花、綿陽(yáng)、廣元、甘孜州等的城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積增加幅度較大；自貢、遂寧、內(nèi)江等城市的城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積減少幅度較大。根據(jù)優(yōu)化前后城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積的變動(dòng)幅度，結(jié)合Arcgis 10.1將四川省各市(州)城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積變動(dòng)的情況分為4種類型：城鄉(xiāng)建設(shè)用地大幅削減區(qū)、城鄉(xiāng)建設(shè)用地小幅削減區(qū)、城鄉(xiāng)建設(shè)用地小幅增長(zhǎng)區(qū)、城鄉(xiāng)建設(shè)用地大幅增長(zhǎng)區(qū)，并對(duì)其進(jìn)行可視化表達(dá)(圖4)。

表3 指標(biāo)權(quán)重及基尼系數(shù)的變化

城鄉(xiāng)建設(shè)用地大幅削減區(qū)含德陽(yáng)、遂寧、內(nèi)江、自貢共4個(gè)城市，占全省城市總數(shù)的19.05%，主要分布在四川省的東南部和靠近成都平原地區(qū)。由于這些城市前期擁有較好的工業(yè)基礎(chǔ)，城鎮(zhèn)化發(fā)展水平相對(duì)較高，其城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積已達(dá)到一定規(guī)模，但城鄉(xiāng)建設(shè)用地容量不足，導(dǎo)致總體城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積降低，其中遂寧市的削減幅度最大，達(dá)到8.577%。此類區(qū)域的部分城市已經(jīng)超出了現(xiàn)狀建設(shè)用地的規(guī)劃目標(biāo)值，土地粗放利用程度嚴(yán)重，節(jié)約化利用水平低。在今后城鎮(zhèn)化的建設(shè)中，應(yīng)遵循“嚴(yán)控總量，盤活存量”的原則，加大城鄉(xiāng)建設(shè)用地的減量化控制力度，以現(xiàn)行規(guī)劃方案中城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量為約束，轉(zhuǎn)變土地利用方式，加快實(shí)施城鄉(xiāng)建設(shè)用地存量的內(nèi)涵式挖潛，提升閑置、廢棄土地的集約利用水平。積極推行“減量化、再利用、再循環(huán)”的可持續(xù)發(fā)展理念，實(shí)現(xiàn)地上和地下空間的同步發(fā)展。

表4 優(yōu)化前后城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積比較

城鄉(xiāng)建設(shè)用地小幅削減區(qū)含巴中、南充、資陽(yáng)、樂山、瀘州、涼山州共6個(gè)城市，占全省城市總數(shù)的28.57%，主要分布在四川省東北、南部及西南地區(qū)。這些城市地處丘陵地區(qū)，為四川省的糧食主產(chǎn)區(qū)，耕地面積大，相對(duì)數(shù)量的人口仍從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，非農(nóng)人口增長(zhǎng)相對(duì)較緩，城鎮(zhèn)人口密度低，故應(yīng)保留一定數(shù)量的優(yōu)質(zhì)耕地確保糧食安全，減少城鄉(xiāng)建設(shè)用地的面積。此類區(qū)域的城市是確保四川省糧食安全的主要區(qū)域，在城鎮(zhèn)化建設(shè)過程中，應(yīng)追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展與糧食安全的協(xié)調(diào)。嚴(yán)格實(shí)施“增減掛鉤”“占優(yōu)補(bǔ)優(yōu)”的土地利用政策，堅(jiān)決制止“以次充好”的亂象。不能突破現(xiàn)有耕地保護(hù)紅線，合理確定“永久性基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)”的范圍。合理控制新增城鄉(xiāng)建設(shè)用地的供應(yīng)量，提高供應(yīng)門檻，逐步實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)建設(shè)用地的減量化控制。

城鄉(xiāng)建設(shè)用地小幅增長(zhǎng)區(qū)含阿壩州、雅安、成都、宜賓、眉山、廣安、達(dá)州共7個(gè)城市，占全省城市總數(shù)的33.33%，主要分布在成都平原城市群周邊及川東北地區(qū)，形成以阿壩-宜賓的帶狀分布格局。這些城市以成都市為輻射中心，人口城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化、社會(huì)城鎮(zhèn)化水平均取得了一定成就，未來(lái)還有進(jìn)一步提升的空間，所以其城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積須適量增長(zhǎng)。此類區(qū)域的城市除成都外其他城市的城鎮(zhèn)化水平均處于快速提升的階段，城鄉(xiāng)建設(shè)用地尚有一定的擴(kuò)展空間，但由于自身的區(qū)位條件、資源稟賦、人口流動(dòng)等方面均存在不同程度的差異，在城鎮(zhèn)化的過程中不能追求“攤大餅式”的盲目擴(kuò)張模式，要注重城市發(fā)展的質(zhì)量、土地利用的效率，根據(jù)城市發(fā)展的具體需求合理地控制城鄉(xiāng)建設(shè)用地的增量，穩(wěn)步前進(jìn)。

城鄉(xiāng)建設(shè)用地大幅增長(zhǎng)區(qū)含攀枝花、甘孜州、綿陽(yáng)市、廣元市共4個(gè)城市，占全省城市總數(shù)的19.05%，主要分布在四川省的東北、西部地區(qū)。其中甘孜州的增幅最大，達(dá)到 22.308%，甘孜州地處偏遠(yuǎn)的川西少數(shù)民族聚居區(qū)，人口基數(shù)小，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件落后，但其豐富的旅游資源是其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要來(lái)源，應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高城鄉(xiāng)建設(shè)用地的供應(yīng)量，進(jìn)一步提升城鎮(zhèn)化水平。攀枝花地處四川盆地的最南端，非農(nóng)人口較少，依靠豐富的礦產(chǎn)資源，其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平僅次于成都，是攀西地區(qū)的經(jīng)濟(jì)高地，為進(jìn)一步發(fā)揮帶動(dòng)作用，適當(dāng)增加城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積，有利于其人口、經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化的發(fā)展。綿陽(yáng)、廣元等2個(gè)城市地處四川省的東北地區(qū)，倚靠其交通樞紐的優(yōu)勢(shì)，非農(nóng)人口和人均GDP增長(zhǎng)較快，城鎮(zhèn)化水平快速發(fā)展，城鄉(xiāng)建設(shè)用地容量大，故城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量分配大幅度增加。此類區(qū)域的城市城鄉(xiāng)建設(shè)用地容量較大，良好的資源稟賦、交通條件和工業(yè)基礎(chǔ)為城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的提供了良好的保障。在不突破城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量管控的約束條件下，增加城鄉(xiāng)建設(shè)用地規(guī)模，能更好地適應(yīng)城鎮(zhèn)化發(fā)展的需要。同時(shí)，要注重提升城鄉(xiāng)建設(shè)用地的高效集約利用水平，避免低效蔓延。

3 結(jié)論

基于對(duì)城鎮(zhèn)化內(nèi)涵的理解，從人口-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-空間等4個(gè)維度篩選影響城鄉(xiāng)建設(shè)用地分配的主要指標(biāo)，基于公平的視角將基尼系數(shù)和城鄉(xiāng)建設(shè)用地優(yōu)化配置相結(jié)合，兼顧了在城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中城鄉(xiāng)建設(shè)用地分配的公平性和效率性。

研究表明，四川省現(xiàn)有的城鄉(xiāng)建設(shè)用地分配方案基尼系數(shù)為0.311，通過構(gòu)建優(yōu)化配置模型，最終使分配方案的基尼系數(shù)下降到0.295，在注重城鎮(zhèn)化發(fā)展效率的同時(shí)確保公平性。結(jié)合Arcgis 10.1將各地市(州)的城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減變化分為城鄉(xiāng)建設(shè)用地大幅削減區(qū)、城鄉(xiāng)建設(shè)用地小幅削減區(qū)、城鄉(xiāng)建設(shè)用地小幅增長(zhǎng)區(qū)、城鄉(xiāng)建設(shè)用地大幅增長(zhǎng)區(qū)4類區(qū)域，并針對(duì)不同區(qū)域提出政策建議，具有一定的指導(dǎo)意義。