濱海地區(qū)建設(shè)用地擴張、利用效率及脫鉤關(guān)系
——以江蘇省大豐區(qū)為例

趙曉東,王 靜,郭柏樞,翟天林,劉晶晶

(1.武漢大學 資源與環(huán)境科學學院,武漢 430079;2.湖北大學 資源環(huán)境學院,武漢 430062)

改革開放四十年來，土地資源在中國經(jīng)濟增長和社會進步中承擔起重要作用，支撐了舉世矚目的“中國速度”的城鎮(zhèn)化建設(shè)[1]。然而，以土地為代表的自然資源在人類經(jīng)濟、社會活動和空間惰性的雙重作用下發(fā)生了短期難以扭轉(zhuǎn)或調(diào)整的數(shù)量與結(jié)構(gòu)變化[2]，其中建設(shè)用地低效無序擴張、優(yōu)質(zhì)耕地或生態(tài)用地萎縮退化和土地生態(tài)環(huán)境惡化等問題尤為突出[3-5]，我國東部濱海地區(qū)作為快速城鎮(zhèn)化縱深推進的關(guān)鍵地區(qū)往往承擔著更大的環(huán)境質(zhì)量和資源利用風險。因而，在新時代國家生態(tài)文明戰(zhàn)略實施背景下提升濱海地區(qū)土地利用效率、促進城鎮(zhèn)高質(zhì)量發(fā)展成為沿海城市可持續(xù)發(fā)展和國土空間優(yōu)化的有效途徑和重要內(nèi)容[6]。

隨著學科的不斷發(fā)展，研究內(nèi)容日益豐富和知識體系日趨完善，建設(shè)用地利用研究也逐漸由偏實踐的應(yīng)用研究轉(zhuǎn)向偏理論的機理分析，表現(xiàn)為單一考慮區(qū)域現(xiàn)狀的建設(shè)用地集約利用評價轉(zhuǎn)向體現(xiàn)土地利用的經(jīng)濟效率(生產(chǎn)技術(shù)層面)和經(jīng)濟效益(要素市場層面)內(nèi)涵的綜合系統(tǒng)研究[7]，其中建設(shè)用地效率的測算與評價是近年研究熱點?；诘乩砗凸芾韺W科的固有特征，學界先后開展了全國、省域、流域、城市群等空間尺度和建設(shè)用地、耕地、生態(tài)用地等功能類型的土地利用效率測算[8-11]，并基于此探討土地利用效率的演變規(guī)律和動力機制，而耦合其他地理現(xiàn)象[12]和社會經(jīng)濟現(xiàn)象[13-14]開展的系統(tǒng)定量研究是該研究主題的有益補充。當前，土地利用效率測算方法體系已基本形成以隨機前沿分析(SFA)為代表的參數(shù)方法和以數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)為代表的非參數(shù)方法研究框架，其中前者可準確反映土地利用效益與最優(yōu)產(chǎn)出水平的絕對差異、評價單元效益時空結(jié)構(gòu)演變的有序過程，相較非參數(shù)方法測算的效率數(shù)值更具實踐參考價值[15-17]。然而，現(xiàn)有土地利用效率研究僅將建設(shè)用地效率提升作為研究開展的出發(fā)點和落腳點，缺失資源利用效率與要素消耗的關(guān)系評估，忽視了中國城鎮(zhèn)發(fā)展階段的特點和現(xiàn)實基礎(chǔ)[18-19]。實際上，建設(shè)用地利用效率提升較城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴張對現(xiàn)階段我國生態(tài)文明建設(shè)和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展更為重要，主客觀上忽視存量挖掘的經(jīng)濟增長效用有悖于國家國土空間有效治理的戰(zhàn)略目標。脫鉤來源于物理學領(lǐng)域，資源環(huán)境領(lǐng)域?qū)W者將其拓展用于分析經(jīng)濟社會發(fā)展與環(huán)境壓力、資源消耗之間的關(guān)系，隨后脫鉤關(guān)系計量方法和分類方法得以迅速發(fā)展，已經(jīng)成為兼具定量和定性分析經(jīng)濟、社會、環(huán)境變量之間關(guān)系的普遍方法。在發(fā)展方式要從規(guī)模速度型轉(zhuǎn)向質(zhì)量效率型的社會經(jīng)濟背景下，定量測算分析建設(shè)用地利用效率與城鎮(zhèn)用地擴張之間的脫鉤關(guān)系兼具理論意義與現(xiàn)實意義。

濱海地區(qū)作為陸地與海洋圈層界面的復合地理單元，兼具自然資源豐富、人類活動頻繁、生態(tài)環(huán)境脆弱及地理過程復雜等特征，決定了資源環(huán)境系統(tǒng)和人文經(jīng)濟社會現(xiàn)象相互作用下土地利用變化劇烈、生態(tài)系統(tǒng)反饋強烈的客觀事實[20]。大豐區(qū)地域格局變遷作為濱海地區(qū)人地關(guān)系矛盾沖突的縮影，開展其建設(shè)用地利用效率及與建設(shè)用地擴張的脫鉤關(guān)系研究具備理論現(xiàn)實意義，也是全面闡釋和深入解讀人—地系統(tǒng)相互作用科學問題的有效補充。本文運用Logistic-CA-Markov模型模擬大豐區(qū)2025年土地利用格局，采用地均隨機前沿分析模型測算建設(shè)用地利用效率，引入脫鉤模型刻畫建設(shè)用地利用效率與城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴張的耦合關(guān)系，以期深化土地利用變化與管理的理論研究，為國土空間優(yōu)化制定有效戰(zhàn)略決策提供科學參考。

1 研究區(qū)概況

大豐區(qū)，江蘇省鹽城市市轄區(qū)(圖1)，位于江蘇東部、上海北翼，有112 km海岸線，總面積約3 008 km2。截至2017年末，大豐區(qū)擁有耕地面積比例超過40%，人均占有耕地位列江蘇省之首，建設(shè)用地面積占比約12%，沿海灘涂等濕地資源面積占比近33%。大豐區(qū)作為我國沿海發(fā)展和長三角一體化兩大國家戰(zhàn)略疊加的重要節(jié)點，承擔和享有經(jīng)濟快速發(fā)展、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級的歷史任務(wù)和政策紅利，建設(shè)用地需求量將不斷增加，在“保護沿海濕地”和“保護海洋資源”等國家戰(zhàn)略和需求背景下，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)大豐耕地、濕地保護與經(jīng)濟建設(shè)的形勢十分嚴峻。

圖1 大豐區(qū)位置

2 數(shù)據(jù)和方法

2.1 數(shù)據(jù)來源和處理

本研究使用的數(shù)據(jù)分為土地利用數(shù)據(jù)，自然條件數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)。土地利用數(shù)據(jù)來源于大豐區(qū)土地利用變更調(diào)查，土地類型根據(jù)大豐區(qū)的實際情況和本文的研究需要分為耕地，林地，水域，建設(shè)用地和灘涂。這里采用廣義化的耕地內(nèi)涵，即不僅僅包括水澆地、水田和旱地，還包括草地，田坎，農(nóng)村道路和設(shè)施農(nóng)用地等地類。建設(shè)用地采用《縣級土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫標準》中的定義，包括城鄉(xiāng)建設(shè)用地，交通水利用地和其他建設(shè)用地。數(shù)字高程、道路和人口公里網(wǎng)格數(shù)據(jù)等自然及社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來自國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)和中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心，并經(jīng)過裁剪、投影變換和重采樣等處理。資本、勞動力、地區(qū)生產(chǎn)總值等數(shù)據(jù)來自歷年大豐統(tǒng)計年鑒，大豐統(tǒng)計公報和鹽城市統(tǒng)計年鑒，其中資本和產(chǎn)值等貨幣數(shù)據(jù)采用國家發(fā)布的價格指數(shù)進行平減。在研究時間序列內(nèi)，本文按照現(xiàn)行的行政區(qū)劃辦法歸并由區(qū)劃調(diào)整導致的相關(guān)數(shù)據(jù)變動。

2.2 Logistic-CA-Markov模型

土地利用變化模擬一般分為土地數(shù)量變化預測和土地利用覆蓋的空間布局模擬兩個部分。CA-Markov,CLUE,DLS等集成土地數(shù)量預測和土地空間布局功能模塊的模型方法在一定程度上實現(xiàn)了土地利用模擬的體系化和便利化，但空間布局模塊只由兩期數(shù)據(jù)的疊加運算得到土地類型轉(zhuǎn)移概率矩陣作為核心輸入單元，缺乏土地利用變化外界驅(qū)動因子的介入[21]。因此，本文采用土地利用變化驅(qū)動因子參與的Logistic-CA-Markov組合模型對大豐區(qū)未來的土地利用格局進行預測和模擬，該模型的logistic回歸單元可以廣泛采納學界關(guān)于土地利用變化驅(qū)動力的最新研究成果，進而提高土地利用空間布局的有效性和合理性。Logistic回歸方程的解釋能力一般利用R.G.Pontius提出的ROC曲線(Relative Operating Characteristic Curve)進行檢驗，由曲線得到的面積占比介于0.5～1，一般來說，該值越大，說明該地類的數(shù)學概率分布越符合真實的地類分布;反之，說明所選影響因素對地類分布的解釋缺乏說服力。在正式模擬大豐區(qū)2025年土地利用格局之前，先用2008年和2012年兩期土地利用數(shù)據(jù)預模擬2016年的土地利用格局，將結(jié)果與2016年現(xiàn)狀土地利用數(shù)據(jù)進行疊置分析，并運用一種廣泛使用的方法——Kappa系數(shù)進行一致性檢驗。Kappa系數(shù)的判定標準為:如果兩幅土地利用/覆蓋(Land Use/Land Cover,LULC)圖像完全一樣，則Kappa=1;當Kappa≥0.75時，表明一致性較高，誤差較小;當Kappa≤0.4時，一致性較差，LULC模擬誤差較大[22]。

2.3 隨機前沿分析

1977年，名為隨機前沿分析(SFA)的模型被提出來，成為定量測算效率的有效統(tǒng)計工具[23]。為了擴展模型的應(yīng)用范圍，Battese和Coelli為模型添加了時變系數(shù)，使得針對面板數(shù)據(jù)類型的單元效率測算得以實現(xiàn)[24]。與非參數(shù)方法相比，除了能有效區(qū)分數(shù)據(jù)本身的隨機誤差和數(shù)據(jù)所反映評價對象的技術(shù)無效率，SFA還能對模型的適用性進行假設(shè)檢驗，避免模型盲目套用帶來的不合理性。在投入要素的處理上，本研究將建設(shè)用地以地均勞動力和資本的形式體現(xiàn)，土地利用效率的內(nèi)涵表達更加充分。為研究的方便，本文基于柯布—道格拉斯函數(shù)的對數(shù)形式構(gòu)建SFA實證模型:

ln(yit)=β0t+β1tln(Lit)+β2tln(Kit)+β3tln(Fit)+υit-μit

(1)

式中：yit，λ，Kit，F(xiàn)it分別表示t時期i鎮(zhèn)的單位面積非農(nóng)產(chǎn)值(萬元/km2)，單位面積非農(nóng)勞動人口(人/km2)，單位面積固定資產(chǎn)投資(萬元/km2)，單位面積財政支出(萬元/km2)。β0為常數(shù)項；β1，β2，β3分別是勞動投入，資本投入和財政支出的產(chǎn)出彈性。υit和μit分別是相互獨立的隨機誤差項和技術(shù)無效率項，υit服從均值為0的正態(tài)分布，而μit服從非負的截尾正態(tài)分布。隨機誤差項代表了非人為可控但對生產(chǎn)效率產(chǎn)生重要影響的自然和社會事件，技術(shù)無效率項則反映了評價對象因為生產(chǎn)技術(shù)落后和管理水平欠佳而導致的產(chǎn)出損失。

在公式(1)的基礎(chǔ)上，城鎮(zhèn)建設(shè)用地利用效率為:

CLUEit=exp(-μit)

(2)

式中：CLUE為城鎮(zhèn)建設(shè)用地利用效率，由于μit非負，因此0

進一步，設(shè)定土地利用無效率項μit與時間變化之間的函數(shù)關(guān)系為:

μit=μi·exp{-η·(t-T)}

(3)

式中：μi是i鎮(zhèn)在研究期內(nèi)無效率項的最小值；t表示當期的時序；T表示研究的時間跨度；η是待估計的時變系數(shù)，反映建設(shè)用地利用效率變化率的方向和大小，若η<0,μit將隨著t的增加而遞增，建設(shè)用地利用效率逐期降低;η>0,μit將隨著t的增加而遞減，建設(shè)用地利用效率逐期提升;若η=0，則建設(shè)用地土地利用效率不隨時間變化，該種情況出現(xiàn)的幾率極小。

最后，對模型設(shè)定進行假設(shè)檢驗并對誤差項的結(jié)構(gòu)進行量化表達:

λ=-2[LR(H0)-LR(H1)]

(4)

(5)

式中：λ是檢驗統(tǒng)計量，當不存在技術(shù)無效率時，其服從混合卡方分布。LR(H0)和LR(H1)分別是隨機前沿模型在零假設(shè)(H0:不存在技術(shù)無效率)和備擇假設(shè)(H1:存在技術(shù)無效率)下的對數(shù)似然函數(shù)值；γ用于定量刻畫誤差項的數(shù)量結(jié)構(gòu)，值越接近1表明技術(shù)無效率占實際產(chǎn)出與前沿面的差距的比例越大。

2.4 脫鉤模型

“脫鉤”概念最早提出是用于定量刻畫經(jīng)濟活動的環(huán)境沖擊逐漸減少的過程，這意味著脫鉤需要從時間角度進行考察。研究脫鉤的常用方法有指數(shù)法、計量分析法、差分回歸系數(shù)法等[25]。脫鉤類型劃分包括二分法、三分法、六分法和八分法等方法，當前脫鉤分析使用最多的是八分法的Tapio彈性系數(shù)[26](表1)。本研究將脫鉤概念引入土地利用領(lǐng)域，探討建設(shè)用地利用效率和建設(shè)用地擴張之間的脫鉤關(guān)系，計算公式見式(6)。

表1 脫鉤類型及其彈性值

(6)

式中：CLUE是城鎮(zhèn)土地利用效率；CLA是建設(shè)用地面積。由于建設(shè)用地擴張越快，越有可能導致土地資源低效利用，因此本文將建設(shè)用地變化量取負數(shù)以符合脫鉤模型的內(nèi)涵。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用格局演變與模擬

大豐區(qū)的園林地、灘涂和建設(shè)用地的面積從2000—2016年均呈現(xiàn)單調(diào)增長或減少變化趨勢且在時間上逐漸趨于穩(wěn)定。耕地開發(fā)和經(jīng)濟建設(shè)加速了灘涂至耕地或養(yǎng)殖水面、灘涂至建設(shè)用地的類型轉(zhuǎn)變，成為沿海灘涂濕地面積持續(xù)減少主導因素。大豐區(qū)建設(shè)用地面積持續(xù)快速增長，由121.998 km2增長到370.05 km2;耕地數(shù)量以2008年為拐點年份呈現(xiàn)先快速減少后緩慢增加的“U”形變化;水域面積在研究期內(nèi)相對穩(wěn)定，數(shù)量上表現(xiàn)出以2008年為峰點的倒“U”形變化。

表2是地類分布與空間影響因子的logistic回歸及ROC檢驗結(jié)果?？焖俪擎?zhèn)化地區(qū)土地利用變化主要矛盾在于建設(shè)用地擴張侵占耕地資源，因而選擇耕地和建設(shè)用地兩種代表性地類考察回歸結(jié)果:GDP、人口和距道路的距離對耕地分布具有負面影響，即這些影響因子的值越大，可認為越不適合耕地分布。高程、凈初級生產(chǎn)力和農(nóng)田生產(chǎn)力的值越高則表示越適宜分布以耕地為主的農(nóng)用地;對于建設(shè)用地，高程和人口有明顯的正向影響，而其余6個影響因素則是負向影響。5種地類的ROC曲線檢驗結(jié)果均超過了0.8，其中灘涂達到了0.99，表明本研究所選驅(qū)動因子對大豐區(qū)地類分布具有很強的解釋能力，由此得到的概率矩陣可以較準確地預測地類的空間分布。

表2 各地類Logistic回歸系數(shù)和ROC檢驗結(jié)果

為檢驗模型適用程度，將模擬得到的2016年土地利用格局與2016年土地利用現(xiàn)狀進行疊置分析。結(jié)果顯示，耕地、園林地、水域、建設(shè)用地和灘涂的Kappa系數(shù)分別是0.767,0.846,0.809,0.788,0.837，總體一致性達到了0.863，超過0.75的一致性共識。表明模型和空間影響因子對于大豐區(qū)的適用性很好。接下來，利用2012年和2016年土地數(shù)據(jù)再次進行Markov過程，得到2016—2025年土地利用面積轉(zhuǎn)移矩陣，并結(jié)合logistic回歸產(chǎn)生的地類空間分布概率矩陣，得到2025年大豐區(qū)土地利用預測結(jié)果(圖2)。

圖2 大豐區(qū)2016年土地利用現(xiàn)狀圖和2025年土地利用模擬圖

結(jié)果顯示，2025年大豐區(qū)各主要地類的面積分別是:耕地1 410.84 km2，園林地81.6 km2，水域586.52 km2，建設(shè)用地402.52 km2，灘涂面積527 km2，與2016年進行對比可知，除建設(shè)用地面積保持增長，其余4種用地類型的數(shù)量均出現(xiàn)不同幅度的下降。建設(shè)用地增長了32.47 km2，增長率為8.77%;耕地、園林地、水域和灘涂分別減少了6.75 km2,0.57 km2,17.5 km2,7.49 km2。各地類變化幅度相比于2012年以前更加緩和，接近于2012—2016年這段時期的變化特點;農(nóng)用地、灘涂等地類主要呈現(xiàn)非農(nóng)化轉(zhuǎn)變，建設(shè)用地與農(nóng)用地出現(xiàn)數(shù)量不等的雙向互相轉(zhuǎn)化，灘涂則主要是單向轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，與全國范圍內(nèi)的土地利用/覆被主要變化特征相符合[27]，對于濱海地區(qū)，相關(guān)研究指出，2000年以后長江三角洲濕地侵占的主要驅(qū)動力從農(nóng)業(yè)行為變?yōu)槌擎?zhèn)化運動[28]，而大豐區(qū)的土地利用/覆蓋模擬結(jié)果顯示，大豐區(qū)仍處于快速城鎮(zhèn)化階段，建設(shè)用地需求仍然較大，建設(shè)用地顯著擴張區(qū)主要集中在大豐市中心和大豐港區(qū)域，其余小范圍擴張發(fā)生在各建制鎮(zhèn)中心，沿海灘涂、耕地等生態(tài)和農(nóng)業(yè)用地的保護持續(xù)面臨較大壓力。

3.2 建設(shè)用地利用效率及其演變過程

大豐區(qū)建設(shè)用地利用效率測算的模型參數(shù)估計及檢驗見表3。單邊效應(yīng)檢驗統(tǒng)計量LR服從混合卡方分布，顯著性概率值小于0.01，拒絕了不存在技術(shù)無效率項的假設(shè)。γ值為0.595，表明生產(chǎn)單位生產(chǎn)組合點距前沿面的距離有59.5%是因為技術(shù)無效率的影響。除時變系數(shù)，參數(shù)系數(shù)的t值均大于0.05顯著性水平對應(yīng)的臨界值，表明參數(shù)估計值具有統(tǒng)計學意義上的顯著性。時變系數(shù)η=0.065，說明城鎮(zhèn)建設(shè)用地利用效率隨著時間變化保持上升，但速率不高。投入勞動力、資本、財政支出的模型系數(shù)分別是0.412,0.301,0.193，說明地均勞動力、資本、財政投入每增加1%，地均產(chǎn)出相應(yīng)增加0.41%,0.3%和0.19%。

表3 模型參數(shù)估計結(jié)果

大豐區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地效率時空變化格局見圖3。6個時間節(jié)點的效率值分別是0.592,0.611,0.63,0.648,0.665,0.682，增長趨勢十分明顯，年均增長率0.5%，累計增長率15.2%。按照自然斷點法對效率值進行分級并類推至其他年份。2000年大豐區(qū)一、二、三類效率值的鄉(xiāng)鎮(zhèn)個數(shù)分別是1,6,5，整體效率結(jié)構(gòu)模式類似年輕型的區(qū)域人口結(jié)構(gòu)，說明建設(shè)用地效率具有巨大的提升潛力。隨時間推移，各鎮(zhèn)建設(shè)用地效率持續(xù)增長，達到一類和二類標準的建制鎮(zhèn)個數(shù)也不斷增多。2016年，大豐區(qū)12個建制鎮(zhèn)建設(shè)用地效率全部位列2類及以上，其中一類和二類各6個，到2025年一類增至7個。最嚴格的新增建設(shè)用地審批和最嚴格的節(jié)約集約用地制度，倒逼大豐區(qū)建設(shè)用地利用效率得以不斷提升，在這一制度和管理基礎(chǔ)上，未來時期的效率值仍會呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。

圖3 大豐區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地利用效率時空格局

研究期內(nèi)，雖然各建制鎮(zhèn)城鎮(zhèn)土地利用效率保持增長，但是各建制鎮(zhèn)效率值的序列差異格局并未能得到改變。效率值從高到低的建制鎮(zhèn)依次是，西團，新豐，草廟，白駒，三龍，劉莊，南陽，草堰，大中，小海，大橋，萬盈。效率序列反映出兩個顯著的特點:其一，效率值排序靠后的都是大豐區(qū)優(yōu)質(zhì)耕地集中的農(nóng)業(yè)強鎮(zhèn)，如萬盈，大橋，小海，草堰。這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)的建設(shè)用地多是居住用地和交通運輸用地，生產(chǎn)性建設(shè)用地較少，產(chǎn)值主要來源是第一產(chǎn)業(yè)。其二，效率值排名靠前的主要是企業(yè)集聚，以工業(yè)、服務(wù)業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，建設(shè)用地的單位產(chǎn)值和人力資本水平較高。如緊鄰市中心的新豐鎮(zhèn)和西團鎮(zhèn)。這說明，地區(qū)建設(shè)用地利用效率與其主體功能和產(chǎn)業(yè)特色高度關(guān)聯(lián)，不同的產(chǎn)業(yè)模式和主導功能直接導致不同的用地策略和地均用地效益，而且產(chǎn)業(yè)集聚的規(guī)模效應(yīng)將進一步放大這種差異。值得注意的是，大豐區(qū)產(chǎn)值較高的大中鎮(zhèn)(城區(qū)中心)城鎮(zhèn)土地利用效率低于平均水平，而相關(guān)研究指出高產(chǎn)值區(qū)通常被認為擁有更先進的生產(chǎn)技術(shù)和管理經(jīng)驗，土地、物質(zhì)資本、人力資本等生產(chǎn)要素的綜合利用效率更高，即某種程度上效率值的高低和經(jīng)濟產(chǎn)出的高低會有相互增益的協(xié)同關(guān)系[29]。在這一反?，F(xiàn)象背后是大中鎮(zhèn)長期以來建設(shè)用地的快速擴張，導致單位建設(shè)用地生產(chǎn)要素投入不足，因此大中須走轉(zhuǎn)換經(jīng)濟發(fā)展動能、提高經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量的道路，一方面可以大力推行“舊城改造”、“棚改”等城鎮(zhèn)更新方式增加存量建設(shè)土地以滿足發(fā)展需求，另一方面也要為以侵占沿海濕地為代價的大豐港區(qū)配備優(yōu)質(zhì)人力資本和充足的物質(zhì)資本，從而提高城鎮(zhèn)建設(shè)用地利用效率，匹配其大豐區(qū)中心城鎮(zhèn)的政治、經(jīng)濟中心功能定位。此外，城鎮(zhèn)建設(shè)用地效率增長速率也存在差異:在邊際效益遞減規(guī)律作用下，建設(shè)用地利用效率較小者對效率較大者表現(xiàn)出明顯的追趕效應(yīng)，在此趨勢下，地區(qū)建設(shè)用地利用效率整體差異將進一步縮小，地區(qū)發(fā)展協(xié)調(diào)度將進一步提高。

在空間上，效率高值鎮(zhèn)形成近似“T”字型格局，大致由大豐區(qū)西部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)和中部的西團、南陽、草廟三鎮(zhèn)組成。除開市中心大中鎮(zhèn)，“T”字型格局與大豐區(qū)建設(shè)用地集中區(qū)連成的空間軸線基本重合。如果與大豐區(qū)主要交通干線疊合觀察，這些效率高值區(qū)的分布也基本符合大豐過境的高速公路和省道的空間走向，呈現(xiàn)顯著的空間協(xié)同性，重要的交通干線可通過廊道效應(yīng)促進人員、信息、物質(zhì)、技術(shù)等優(yōu)勢要素以空間外溢的形式在核心城鎮(zhèn)與一般城鎮(zhèn)之間傳遞，進而影響鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用效率空間格局，可見鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)用地利用效率的空間分布規(guī)律也符合起源于大尺度空間下的點軸開發(fā)理論。隨著時間發(fā)展，以此空間格局為基礎(chǔ)，效率高值區(qū)的生產(chǎn)要素、技術(shù)和管理經(jīng)驗逐漸向外圍的效率低值鎮(zhèn)區(qū)擴散、集聚，從而帶動周圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生產(chǎn)率的增長，大豐區(qū)建設(shè)用地利用效率差異不斷減小，區(qū)域建設(shè)用地效率空間協(xié)調(diào)性不斷提高。在此效率空間格局指導下，基于鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展的實際，大豐應(yīng)優(yōu)先利用近郊區(qū)居民點，加大農(nóng)村居民點整理力度，使農(nóng)村宅基地用地有序減少，城鄉(xiāng)建設(shè)用地結(jié)構(gòu)更加合理。促進人口向“城區(qū)、港城”和重點鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，引導產(chǎn)業(yè)集中布局、集聚發(fā)展，提高城鎮(zhèn)建設(shè)用地利用效率。

3.3 建設(shè)用地利用效率與建設(shè)用地擴張脫鉤關(guān)系時空變化

建設(shè)用地的無序和過快擴張通常是制約城鎮(zhèn)土地利用效率提高的主要因素[30-31]。在研究期內(nèi)，大豐區(qū)各鎮(zhèn)城鎮(zhèn)建設(shè)用地效率單調(diào)增長，因此建設(shè)用地利用效率與建設(shè)用地擴張脫鉤關(guān)系彈性系數(shù)正負值變化依賴于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)單元建設(shè)用地面積的增減。在大豐區(qū)效率變化趨勢一定的情況下，共出現(xiàn)4種建設(shè)用地效率脫鉤關(guān)系，分別是強脫鉤、弱脫鉤、擴張性連接和弱負脫鉤。以12個建制鎮(zhèn)的5個時期共計60個脫鉤狀態(tài)來考察，強脫鉤、弱脫鉤、擴張性連接和弱負脫鉤的數(shù)量占比分別是66.7%,15%,1.7%和16.6%;若按廣義的脫鉤狀態(tài)統(tǒng)計，處于脫鉤狀態(tài)的達到81.7%，占據(jù)了絕對的數(shù)量。表明在研究期內(nèi)即使大豐區(qū)的建設(shè)用地面積持續(xù)快速增長，但是建設(shè)用地效率與建設(shè)用地擴張之間整體并沒有呈現(xiàn)此消彼長的權(quán)衡關(guān)系，即建設(shè)用地快速擴張的事實在很大程度上并沒有限制其利用效率的提升。

從時間推進的角度看(表4)，2012—2016年，6個鎮(zhèn)脫鉤關(guān)系轉(zhuǎn)為弱脫鉤或弱負脫鉤。從2016—2025年，脫鉤關(guān)系發(fā)生非合意轉(zhuǎn)變的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量達到9個，6個鎮(zhèn)出現(xiàn)弱負脫鉤關(guān)系。城鎮(zhèn)建設(shè)用地效率與建設(shè)用地擴張之間開始出現(xiàn)耦合關(guān)系，即建設(shè)用地利用效率提升的變化率小于建設(shè)用地面積減少的變化率。出現(xiàn)這一變化的主要原因是，在大豐區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴張減緩甚至部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)建設(shè)用地面積減少的情況下，各建制鎮(zhèn)效率值的增長率卻在持續(xù)下降，從2000—2016年，增長率下降了17.59%，到遠景年2025年下降了22.7%。研究期內(nèi)，大豐區(qū)一定程度上打破了城鎮(zhèn)化進程中土地資源消耗和經(jīng)濟發(fā)展之間的剛性聯(lián)系，控制城鎮(zhèn)建設(shè)用地過快擴張取得了初步成效，但部分城鎮(zhèn)(尤其是大中鎮(zhèn)等濱海城鎮(zhèn)，這些城鎮(zhèn)的建設(shè)用地擴張侵占了沿海濕地)的建設(shè)用地利用效率仍處于較低水平。這說明一方面大豐在提升建設(shè)用地利用效率時必須重視影響因素的區(qū)域差異，分類指導，“因鎮(zhèn)施策”;另一方面堅持底線思維，合理劃定“三區(qū)三線”，嚴控新增建設(shè)用地，將盤活“供而未用”、“用而未盡”的存量建設(shè)用地作為提升建設(shè)用地效率的基本策略，使得經(jīng)濟增長逐漸擺脫對新增建設(shè)用地資源的依賴以及減少對于沿海濕地生態(tài)的威脅和破壞。

表4 大豐區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地效率脫鉤類型演變統(tǒng)計

4 結(jié)論與討論

4.1 討 論

土地作為自然和人文、實體和非實體相互作用的載體，與資源環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展、生產(chǎn)生活、政策制度等眾多因素相互促進、相互制約，成為深刻理解地理復雜系統(tǒng)、破解可持續(xù)發(fā)展難題的重要一環(huán)。本文基于大豐區(qū)土地利用變化和社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，運用CA-Markov模型模擬區(qū)域土地利用變化，構(gòu)建地均投入產(chǎn)出隨機前沿分析模型測算建設(shè)用地利用效率，定量評估了建設(shè)用地利用效率與建設(shè)用地擴張之間的脫鉤關(guān)系。不僅將隨機沖擊和技術(shù)無效率對前沿面影響納入國土空間優(yōu)化研究的基本框架、為建設(shè)用地利用效率研究提供鎮(zhèn)級精度的科學案例，也是兼顧建設(shè)用地擴張和效率提升重大研究課題的綜合方法集成。

本研究選取濱海地區(qū)大豐區(qū)作為研究區(qū)，根據(jù)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)以及預測模擬的未來土地利用格局，蠶食沿海濕地和向沿海擴張是濱海地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展的主要特征，而沿海濕地作為濱海地區(qū)特有的生態(tài)系統(tǒng)，具有極高的生態(tài)服務(wù)價值，因此開展建設(shè)用地效率測算是對這一陸海交錯地帶土地轉(zhuǎn)換效益的重要評價手段和工具。然而，本研究開展的建設(shè)用地利用效率評價仍局限于經(jīng)濟效益層面，未能將社會和生態(tài)效益產(chǎn)出內(nèi)涵納入研究體系，可能導致了建設(shè)用地利用效率的正向偏差。因此全面反映經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益的建設(shè)用地利用效率是生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略背景下科學認識區(qū)域發(fā)展特征的關(guān)鍵，如何制定落實系統(tǒng)評估框架是下階段研究開展的重點;同時，建設(shè)用地利用效率與建設(shè)用地擴張脫鉤關(guān)系的時空演變特征規(guī)律歸納總結(jié)是認識地理過程與地理機制的基礎(chǔ)工作，下階段將深入探索脫鉤關(guān)系轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵驅(qū)動因素、厘清具有區(qū)位與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)差異的地域單元間相互影響與反饋機制，推進最優(yōu)路徑與發(fā)展目標下建設(shè)用地的科學組織，為土地資源配置和國土空間優(yōu)化提供決策參考。

4.2 結(jié) 論

(1) 2000年以來，大豐區(qū)園林地、沿海灘涂面積持續(xù)減少，建設(shè)用地面積劇烈擴張了2倍多。耕地和水域面積變化以2008年為拐點，分別表現(xiàn)為先減少后增加和先增加后減少的時間變化趨勢。大豐區(qū)2025年土地利用模擬結(jié)果表明，建設(shè)用地面積同比2016年將新增32.47 km2，耕地、園林地、水域和灘涂將分別減少6.75 km2,0.57 km2,17.5 km2,7.49 km2。建設(shè)用地擴張集中在大豐市中心和大豐港區(qū)域，在最嚴耕地保護制度和東部沿海地區(qū)發(fā)展外向型經(jīng)濟路徑依賴下，大豐區(qū)“向海要地”的屬性仍然顯著，濱海地區(qū)的沿海濕地保護面臨較大壓力。在未來的發(fā)展中，濱海地區(qū)要嚴控新增用地和嚴格審批手續(xù)以控制新增圍填海造地，加強濱海濕地的生態(tài)整治和修復，建立調(diào)查監(jiān)測和用途管制的長效機制。

(2) 大豐區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地效率測算結(jié)果表明，各建制鎮(zhèn)建設(shè)用地效率在研究期內(nèi)保持持續(xù)增長。2000年和2016年平均效率分別是0.592,0.665，累計增長率12.33%，預計2025年平均效率達到0.682。較低水平的整體建設(shè)用地效率表明其仍有較大的提升潛力。各建制鎮(zhèn)建設(shè)用地效率差異不斷縮小，但序列格局仍保持不變，建設(shè)用地效率與城鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和土地利用主體功能定位密切相關(guān)。從生產(chǎn)投入要素看，勞動力和資本對提高鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度建設(shè)用地利用效率具有積極的作用。大豐港地區(qū)的建設(shè)和發(fā)展是以侵占沿海濕地和危害濕地生態(tài)系統(tǒng)安全為代價，高昂的生態(tài)成本對此區(qū)域人口和資本集聚水平、建設(shè)用地利用效率提出更高的要求，對于既成事實的建設(shè)用地，政府有關(guān)部門要制定相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)政策和提高資本技術(shù)引進門檻，切實提高建設(shè)用地利用效率。

(3) 研究期內(nèi)大豐區(qū)各鎮(zhèn)建設(shè)用地利用效率與城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴張總體處于脫鉤關(guān)系，不同程度打破了城鎮(zhèn)化進程中土地資源消耗和經(jīng)濟發(fā)展之間的剛性聯(lián)系。但2012年以后，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)在建設(shè)用地擴張速度明顯放緩的前提下，其建設(shè)用地利用效率增長速率不增反降，導致脫鉤關(guān)系出現(xiàn)非合意轉(zhuǎn)變。因此大豐應(yīng)堅持“嚴控增量、盤活存量、提升質(zhì)量”作為優(yōu)化建設(shè)用地效率的基本策略，并以高標準建設(shè)沿海綠色港區(qū)，全面強化現(xiàn)有各類沿海自然保護地的管理，修復已經(jīng)破壞的濱海濕地，使得經(jīng)濟增長逐漸擺脫對土地資源的依賴和減少對濕地生態(tài)的破壞。