淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)城市土地集約利用時(shí)空分異研究

■ 楊小鳳/陳龍高/杜永琴/王婧遙/周潤(rùn)楠/楊小艷

（江蘇師范大學(xué)地理測(cè)繪與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，徐州 221116）

0 引言

人口快速增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致對(duì)土地資源尤其建設(shè)用地資源的需求不斷增加[1-2]。我國(guó)人口眾多，土地資源相對(duì)短缺，淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)土地供給與需求矛盾突出，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展土地資源利用的壓力不斷增加，也對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?；春＝?jīng)濟(jì)區(qū)是我國(guó)第一個(gè)跨省開(kāi)展橫向聯(lián)合的區(qū)域性經(jīng)濟(jì)合作組織[3]。近年來(lái)，我國(guó)制定的一系列國(guó)家相關(guān)發(fā)展戰(zhàn)略或規(guī)劃中均加大了對(duì)淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展的支持力度[4-6]，使該區(qū)域肩負(fù)著國(guó)家“兩橫三縱”城市化戰(zhàn)略格局重要支點(diǎn)的重任[7]?；春＝?jīng)濟(jì)區(qū)以1.9%的中國(guó)陸地面積承載了全國(guó)9.8%的人口，土地利用與保護(hù)矛盾突出，因此需要提高土地利用效率，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)耕地、維護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

土地集約利用是提高土地利用效率、減少對(duì)耕地資源占用、滿足城市發(fā)展對(duì)土地需求的有效手段[8]。土地集約利用研究則為土地集約利用相關(guān)政策措施制定提供了重要參考，當(dāng)前土地集約利用研究涉及基本理論內(nèi)涵[9]、評(píng)價(jià)指標(biāo)、評(píng)價(jià)方法、區(qū)域應(yīng)用等諸多方面[10-11]，包括綜合評(píng)價(jià)法[10]、主成分分析法[12]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[13]等方法已被廣泛采用；值得注意的是，地理信息系統(tǒng)(Geographical information system,GIS)空間分析技術(shù)在土地集約利用研究中也日益多見(jiàn)[14-15]。在淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)區(qū)域研究中多基于區(qū)域內(nèi)部分城市開(kāi)展[16-19]，而以區(qū)域?yàn)檎w的土地集約利用研究較少，通過(guò)知網(wǎng)檢索僅有一篇關(guān)于淮海城市群土地集約利用與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型關(guān)系的研究[20]，且僅涉及區(qū)域核心8個(gè)城市，對(duì)于該區(qū)域土地集約利用的空間分異與分布格局以及相應(yīng)的影響因素缺乏分析。

基于此，本文以淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)20個(gè)地級(jí)市為研究對(duì)象，應(yīng)用GIS空間分析技術(shù)，采用綜合指數(shù)法、變異系數(shù)法、重心轉(zhuǎn)移分析等方法對(duì)該區(qū)域土地集約利用水平的時(shí)空變化與分異開(kāi)展研究，揭示區(qū)域土地集約利用水平的時(shí)空變化規(guī)律和影響因素，以期為區(qū)域土地集約利用水平提高和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展政策制定提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)位于亞歐大陸橋東部橋頭堡區(qū)域，由蘇魯豫皖4 省接壤地區(qū)的徐州、宿州、濟(jì)寧、商丘等20個(gè)市[21-22]組成。該經(jīng)濟(jì)區(qū)總面積17.8萬(wàn)km2，人口1.36億。2015年，區(qū)域地區(qū)生產(chǎn)總值為2.24萬(wàn)億元，人均生產(chǎn)總值1.65萬(wàn)元?；春＝?jīng)濟(jì)區(qū)的中心城市為江蘇省徐州市。

本文以淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)各地級(jí)城市為評(píng)價(jià)單元，收集了研究區(qū)行政區(qū)域數(shù)據(jù)、2000—2015年土地與社會(huì)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)，其中行政區(qū)域數(shù)據(jù)來(lái)源于全國(guó)地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)的1∶100萬(wàn)全國(guó)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)，土地與社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于區(qū)域城市及蘇魯豫皖四省的統(tǒng)計(jì)年鑒、《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》等。

2 研究方法

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建及權(quán)重確定方法

一般認(rèn)為，土地集約利用包括土地投入、土地使用和土地產(chǎn)出等方面，即較高的勞動(dòng)與資本生產(chǎn)要素投入、較高強(qiáng)度的土地利用模式以及較高的土地產(chǎn)出效益[23]。相應(yīng)地，土地集約利用水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系也多從上述三個(gè)方面構(gòu)建。也有學(xué)者拓展至土地集約利用產(chǎn)生的效果，進(jìn)而增加了區(qū)域可持續(xù)發(fā)展以及土地利用結(jié)構(gòu)方面的指標(biāo)[24-25]。

建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是開(kāi)展后續(xù)研究的基礎(chǔ)，指標(biāo)體系應(yīng)全面反映土地集約利用的內(nèi)涵，但是指標(biāo)體系并非越多越好，因?yàn)楦嗟闹笜?biāo)可能會(huì)掩蓋關(guān)鍵指標(biāo)對(duì)于評(píng)價(jià)結(jié)果的貢獻(xiàn)，也會(huì)增加評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)收集與處理成本。故基于數(shù)據(jù)可獲得性、全面性、科學(xué)性以及適度簡(jiǎn)化[10]原則，在對(duì)相關(guān)研究分析基礎(chǔ)上，筆者通過(guò)征求相關(guān)專家和當(dāng)?shù)毓芾砣藛T的意見(jiàn)與建議，應(yīng)用層次分析法從土地投入、使用及產(chǎn)出三個(gè)方面構(gòu)建了研究區(qū)土地集約利用水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。土地投入強(qiáng)度中因?yàn)槿狈唧w城市勞動(dòng)力數(shù)據(jù)，這里僅采用地均固定資產(chǎn)投資測(cè)度資本投入強(qiáng)度；人均道路面積體現(xiàn)了區(qū)域交通基礎(chǔ)設(shè)施的投入，其值越大一般意味著土地投入強(qiáng)度更大，這里也納入土地投入方面。土地使用強(qiáng)度主要從土地整體和耕地及建設(shè)用地兩種關(guān)鍵土地利用類(lèi)型使用強(qiáng)度兩方面進(jìn)行測(cè)度，由于本研究未能取得歷年各城市建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù)，故以人均建成區(qū)面積指標(biāo)代替人均建設(shè)用地指標(biāo)。基于我國(guó)工業(yè)所占比重較大，因此土地利用產(chǎn)出使用地均GDP和地均工業(yè)總產(chǎn)值指標(biāo)進(jìn)行測(cè)度。

指標(biāo)體系權(quán)重采用變異系數(shù)法測(cè)算確定（表1），變異系數(shù)法公式為：

式（1）中，CVi為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的變異系數(shù)，Vij為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)第j個(gè)具體指標(biāo)值。則第i項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值

變異系數(shù)法基于方差分析進(jìn)行客觀賦權(quán)，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)和突出主要指標(biāo)的目的[26]。

2.2 土地集約利用度測(cè)算方法

本文使用土地集約利用度指標(biāo)衡量土地集約利用水平，具體采用綜合評(píng)價(jià)法測(cè)算。綜合評(píng)價(jià)法綜合考慮了土地投入、使用以及產(chǎn)出集約水平，并具有易于理解、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。其公式為：

式（2）中Lc為土地集約利用度，Ii為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值。對(duì)于正向性指標(biāo)，Ii的值利用公式標(biāo)準(zhǔn)化,負(fù)向性指標(biāo)則利用公式確定。

2.3 土地集約利用時(shí)空變化分析

土地集約利用時(shí)空變化分析主要在GIS空間信息技術(shù)支持下應(yīng)用重心轉(zhuǎn)移分析方法和變異系數(shù)法研究研究區(qū)的土地集約利用時(shí)空變化。重心轉(zhuǎn)移分析方法是一種描述區(qū)域事物分布時(shí)空特性和轉(zhuǎn)移方向的有效方法[27-28]，本文中土地集約利用水平幾何重心坐標(biāo)采用公式（3）：

式（3）中，X、Y為區(qū)域中土地集約利用水平的幾何重心坐標(biāo)，Xi、Yi為第i城市中心坐標(biāo)，Lci為第i城市土地集約利用度。

3 結(jié)果與分析

3.1 淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)各市土地集約利用水平評(píng)價(jià)結(jié)果

基于綜合評(píng)價(jià)法測(cè)算出的淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)各市2000—2015年度土地集約利用水平評(píng)價(jià)結(jié)果及平均增長(zhǎng)速度見(jiàn)表2。由表2可以看出：2000—2015年區(qū)域內(nèi)20個(gè)城市土地集約利用水平均有不同程度的增長(zhǎng)，其中棗莊、泰安、徐州和淮安的年平均增長(zhǎng)速度超過(guò)7%，相對(duì)較快，而阜陽(yáng)、亳州、周口四市平均增速小于3%。

圖1直觀顯示了淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)20市土地集約利用水平的年度變化，可以看出年度平均增長(zhǎng)速度較低的三個(gè)城市集中在淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)的西南部區(qū)域。而增速較快的四市位于區(qū)域東部和北部，隸屬于江蘇和山東兩省。考察參與評(píng)價(jià)的具體指標(biāo)（表3）可以發(fā)現(xiàn)，亳州、阜陽(yáng)、周口以及皖北宿州的地均GDP年均增長(zhǎng)速度在20個(gè)城市中較小，其它參評(píng)指標(biāo)中上述四市并未表現(xiàn)出明顯較低的增幅。但是由于基于變異系數(shù)客觀賦權(quán)確定的地均GDP權(quán)重最大，故土地集約利用水平增長(zhǎng)速度相對(duì)較低。而增速較快的泰安、棗莊、徐州和淮安四市地均GDP年均增長(zhǎng)速度較高。這進(jìn)一步表明土地集約利用水平與該區(qū)域城市近年來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與城市建設(shè)等方面的快速發(fā)展趨勢(shì)相一致。該區(qū)域其他城市因位于四省交界區(qū)域，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)落后，土地集約利用水平也相應(yīng)較低。

圖1 淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)城市2000—2015年土地集約利用水平變化

表2 淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)城市2000—2015年土地集約利用水平評(píng)價(jià)結(jié)果

表3 淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)城市2000—2015年土地集約利用評(píng)價(jià)指標(biāo)年均增長(zhǎng)速度 單位：%

為了進(jìn)一步分析淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)各城市土地集約利用水平的時(shí)空變化過(guò)程，這里選擇了2000、2005、2010、2015四個(gè)年份土地集約利用水平并采用自然斷點(diǎn)法進(jìn)行了渲染顯示（圖2）。由圖2可以看出：2000年研究區(qū)集約水平相對(duì)較低的城市僅有淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)邊緣開(kāi)封、淮安、蚌埠三市，較高的城市則分布于江蘇、山東、安徽下轄城市，集約水平得分最高與最低差值僅為8.90分；至2005年土地集約利用水平分化程度有所加大，最高的城市集中分布于山東，集約水平得分差值增大到17.73分；2010年土地集約利用水平整體均有所提升，集約水平得分差值達(dá)到29.69分；2015年區(qū)域內(nèi)城市土地集約利用水平體現(xiàn)出明顯的空間分異特征，處于區(qū)域中心的棗莊、淮北、徐州以及北部泰安、萊蕪?fù)恋丶s利用水平處于第一層次，集約水平較低的城市集中分布于西部區(qū)域，東部區(qū)域相對(duì)西部較高。需要特別指出的是，2015年度土地集約水平最高的城市并不是淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)中心城市徐州，而是棗莊?？疾炀唧w單項(xiàng)指標(biāo)值可以發(fā)現(xiàn)：盡管地均GDP這一指標(biāo)權(quán)重最大，徐州地均GDP也超過(guò)了棗莊，但是另一指標(biāo)人均道路面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于棗莊，該項(xiàng)指標(biāo)整體上拉低了徐州市土地集約利用水平。近年來(lái)，徐州市不斷加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度，不可避免地增加了對(duì)土地資源的占用。由于基礎(chǔ)設(shè)施投資的改善對(duì)于經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)具有滯后效應(yīng)，因此在土地利用產(chǎn)出方面尚未充分發(fā)揮作用，這也是導(dǎo)致2015年度徐州市土地集約利用水平相對(duì)棗莊較低的一個(gè)因素。

圖2 淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)城市四個(gè)年份土地集約利用水平圖

3.2 土地集約利用水平重心遷移

應(yīng)用重心轉(zhuǎn)移分析方法可以發(fā)現(xiàn)淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)土地集約利用水平的空間轉(zhuǎn)移規(guī)律，圖3為淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)城市15年來(lái)土地集約利用水平重心轉(zhuǎn)移軌跡?？梢园l(fā)現(xiàn)：2000—2015年研究區(qū)城市土地集約利用水平重心一直在徐州與濟(jì)寧兩城市內(nèi)移動(dòng)。除了2007年重心在濟(jì)寧外，其余年份土地集約利用水平重心均在徐州，且研究期內(nèi)總均值重心也在徐州。結(jié)合土地集約利用水平重心的分布特征和各城市土地集約利用水平具體得分可知，徐州土地集約利用水平一直處于淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)重心位置，一般情況下土地集約利用水平與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平呈正相關(guān)關(guān)系，這也進(jìn)一步體現(xiàn)了徐州市在淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)的中心位置。從土地集約利用水平重心運(yùn)動(dòng)方向來(lái)看，2000—2015年研究期內(nèi)集約重心一直在向淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)東北方向移動(dòng)?？紤]到較高的土地集約利用水平通常意味著更高效率的土地產(chǎn)出，表明2000—2015年魯南和蘇北城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平總體上處于相對(duì)領(lǐng)先的地位。從區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略來(lái)看，淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)成立后以2010年核心區(qū)城市市長(zhǎng)會(huì)議為標(biāo)志開(kāi)始了一體化建設(shè)，此后尤其是江蘇和山東制定了一系列政策和戰(zhàn)略規(guī)劃加強(qiáng)區(qū)域城市的建設(shè)，包括2002年江蘇省批準(zhǔn)實(shí)施了《徐州都市圈規(guī)劃（2002—2020）》、山東省先后發(fā)布了《魯南地區(qū)城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃》《魯南經(jīng)濟(jì)帶區(qū)域發(fā)展規(guī)劃》。從交通區(qū)位條件來(lái)看，徐州是我國(guó)重要的綜合性交通樞紐，而山東的泰安、棗莊等城市則位于我國(guó)最繁忙的京滬高鐵以及普通鐵路線上。前述一系列規(guī)劃戰(zhàn)略的實(shí)施和優(yōu)越的區(qū)位條件對(duì)于促進(jìn)區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展起到了重要作用，使得淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)山東、江蘇兩省所轄城市土地集約利用水平提升速度高于位于西部和南部的河南和安徽所轄城市，最終土地集約水平重心不斷向東部與北部遷移。

3.3 土地集約利用水平空間分異動(dòng)態(tài)變化

變異系數(shù)可以刻畫(huà)指標(biāo)的差異程度，這里以年度為時(shí)間單元測(cè)算每一年度研究區(qū)城市土地集約利用水平的變異系數(shù)，據(jù)此分析2000—2015年淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)城市土地集約利用水平空間差異的動(dòng)態(tài)變化特征（圖4）。整體來(lái)看，2000—2015年研究區(qū)城市土地集約利用水平差異呈現(xiàn)出增大的趨勢(shì)?？紤]到地均GDP這一核心指標(biāo)對(duì)于土地集約利用水平的貢獻(xiàn)最大，該趨勢(shì)反映出城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平差異越來(lái)越大，進(jìn)而導(dǎo)致單位土地的投入、產(chǎn)出以及土地利用強(qiáng)度差異越來(lái)越明顯。具體而言：①2007和2011年為兩個(gè)主要突變年份，2000—2007年區(qū)域差異呈現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)，但整體呈增加趨勢(shì)，尤其2001年后加速增加趨勢(shì)比較明顯。2000年—2007年山東諸市借助我國(guó)良好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局和環(huán)境加快了經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，地均GDP增幅明顯高于其他城市水平，而安徽和河南的亳州、阜陽(yáng)、宿州、開(kāi)封、周口等城市地均GDP增幅相對(duì)較慢，包括徐州在內(nèi)的其余城市處于中間發(fā)展水平，最終導(dǎo)致土地集約利用水平差異增大。②2007—2015年呈現(xiàn)出階段性緩慢波動(dòng)上升的趨勢(shì)；在2011—2012年變異系數(shù)突然降低，然后保持相對(duì)穩(wěn)定趨勢(shì)。表明從集約利用水平來(lái)看，淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)自2012年后極化趨勢(shì)并未進(jìn)一步增加，但是城市間的土地集約利用水平依然具有較大的差距。2007年以來(lái)，受全球金融危機(jī)的影響，淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)山東部分城市如萊蕪等經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度相對(duì)較慢，而江蘇徐州、宿遷、連云港和淮安等城市發(fā)展相對(duì)較快，區(qū)域內(nèi)其他城市經(jīng)濟(jì)也有不同程度的提升，從而使得地均GDP指標(biāo)差距不再擴(kuò)大。今后應(yīng)努力促進(jìn)區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施投資均衡化，充分發(fā)揮徐州市作為淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)中心城市的作用，實(shí)現(xiàn)區(qū)域整體協(xié)調(diào)發(fā)展，這也與我國(guó)加強(qiáng)都市圈發(fā)展、促進(jìn)城市化水平提高的戰(zhàn)略目標(biāo)[4,5,29]相一致。

圖3 淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)城市土地集約利用水平重心轉(zhuǎn)移軌跡

圖4 2000—2015年淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)城市土地集約利用度的變異系數(shù)

4 結(jié)論

土地集約利用對(duì)于提高土地利用效率、減少對(duì)耕地資源占用、滿足城市發(fā)展用地需求具有重要意義。本文應(yīng)用GIS空間分析技術(shù)并采用綜合指數(shù)法、變異系數(shù)法、重心轉(zhuǎn)移分析等方法研究了淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)土地集約利用水平的時(shí)空變化與分異，結(jié)果顯示2000—2015年區(qū)域內(nèi)20個(gè)城市土地集約利用水平均有不同程度的增長(zhǎng)，但是表現(xiàn)出明顯的空間分布差異，且2000—2011年城市間土地集約利用水平差異度具有擴(kuò)大的趨勢(shì)，2012年后土地集約利用水平差異盡管保持穩(wěn)定，但差異度依然較大。表明城市間的土地集約利用水平依然具有較大的差距，這也反映出不同城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平差異越來(lái)越大。

土地集約利用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系密切，然而經(jīng)濟(jì)發(fā)展中除了經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出外，經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、產(chǎn)業(yè)聚集與優(yōu)勢(shì)程度、收入水平等均會(huì)對(duì)土地集約利用產(chǎn)生影響。系統(tǒng)研究區(qū)域內(nèi)土地集約利用的影響機(jī)理及與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，對(duì)于進(jìn)一步協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展、提高土地利用效率等具有重要作用。這也是后續(xù)研究的重點(diǎn)。