合肥市城市建設(shè)用地擴(kuò)張時空特征與影響因素研究

陳曉華，李爭杰

（1.安徽建筑大學(xué) 建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽 合肥 230601；2.安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展研究中心，安徽 合肥 230601）

改革開放四十多年來，快速城鎮(zhèn)化發(fā)展，中國常住人口城鎮(zhèn)化率從1978 年的17.9%增長至2022 年的65.2%，推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平迅速提高，同時帶動城市建設(shè)用地出現(xiàn)大幅度增長。

城市建設(shè)用地是指在城市規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)用于集中建設(shè)的用地，城市建設(shè)用地擴(kuò)張表明城市規(guī)模和容量不斷增加，是城市化進(jìn)程的直觀體現(xiàn)［1］。城市建設(shè)用地擴(kuò)張是國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點之一，包括城市建設(shè)用地結(jié)構(gòu)演變、空間形態(tài)擴(kuò)張［2］、驅(qū)動機(jī)制以及動態(tài)規(guī)模預(yù)測［3］等方面，并圍繞城市建設(shè)用地擴(kuò)張時空特征、擴(kuò)張模式與規(guī)律、驅(qū)動因素等方面展開研究，同時分析建設(shè)用地擴(kuò)張引起土地利用結(jié)構(gòu)失調(diào)，城市開發(fā)邊界無序蔓延［1，4］、土地利用效率低等一系列問題。研究視角逐漸多樣，例如建設(shè)用地擴(kuò)張與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)聯(lián)程度［2，5］、建設(shè)用地集約利用與碳排放效率的演變［6-7］，以及城市用地擴(kuò)張與人口、經(jīng)濟(jì)、社會化耦合協(xié)調(diào)關(guān)系等多方面［8］。研究方法和手段逐漸多樣，涉及空間分維數(shù)、城市重心轉(zhuǎn)移指數(shù)、地理探測器、主成分分析［9］、Logistic 回歸分析［10］和半對數(shù)回歸方程［3，11］等分析方法，多采用GIS 計量、地圖信息圖譜［12］等分析手段。研究區(qū)域和尺度較為廣泛，從東部城市［13］，延伸到中部城市［14］、西北部內(nèi)陸城市［15］，由沿海［16］、沿江城市［17］擴(kuò)展到西南部邊境城市［18-19］。研究尺度逐漸豐富，從熱點城市群［20］、普通城市［21］和縣城［22］等多種空間尺度展開具實證研究。在驅(qū)動機(jī)制方面，相關(guān)學(xué)者總結(jié)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平［23］、交通設(shè)施［24］、自然環(huán)境、國家政策以及人口數(shù)量等多種因素對城市建設(shè)用地擴(kuò)張和城市空間形態(tài)產(chǎn)生不同程度影響。具體而言，對于大城市而言，經(jīng)濟(jì)因素是推動建設(shè)用地擴(kuò)張的主要因素［25］，對產(chǎn)業(yè)升級和開發(fā)區(qū)建設(shè)產(chǎn)生明顯促進(jìn)作用［26］，其中人類不斷追求高質(zhì)量生活品質(zhì)，人口對城市的擴(kuò)張逐步成為主導(dǎo)因素［27］，同時政府通過發(fā)展主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)、出臺相關(guān)政策推動用地擴(kuò)張［28］，多種因素共同推動建設(shè)用地規(guī)模增加。

既有研究多關(guān)注東部沿海城市，對中部省會城市的關(guān)注度不足。相關(guān)研究大多數(shù)從2000 年之前開始，截至2015 年左右，研究期限大部分為30 年左右，缺乏從改革開放后至2020 年橫跨40 年，能夠完整反映城市建設(shè)用地擴(kuò)張時空特征的研究。此外，研究多從經(jīng)濟(jì)、人口等因素分析城市建設(shè)用地擴(kuò)張影響，對科技創(chuàng)新因素的影響關(guān)注程度不足?；诖?，本文運(yùn)用合肥市Landsat TM/ETM 遙感影像，提取1980 ～ 2020 年城市建設(shè)用地五期數(shù)據(jù)，采用擴(kuò)張速度與強(qiáng)度、緊湊度和分形維數(shù)等方法，研究城市建設(shè)用地擴(kuò)張時空特征，揭示擴(kuò)張規(guī)律，引導(dǎo)用地合理擴(kuò)張；同時采用多元線性回歸法，分析城市建設(shè)用地擴(kuò)張的影響因素。

1 研究設(shè)計

1.1 研究區(qū)域概況

合肥市為安徽省省會，地理位置優(yōu)越，地處江淮平原中部，地形地貌平整，水網(wǎng)密布，市域內(nèi)具有巢湖、南淝河、豐樂河以及其他巢湖支流（圖1）。2020 年合肥市經(jīng)濟(jì)總量超過1 萬億元，常住人口為937 萬人，常住人口城鎮(zhèn)化率為84.04%，人均GDP 超過11 萬元。城市經(jīng)濟(jì)實力的不斷提升，促使合肥市土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，城市建設(shè)用地大規(guī)模擴(kuò)張。自1980 年至2020 年，合肥市城市建設(shè)用地占比由0.97%增至6.38%，建設(shè)用地規(guī)模顯著增加。

圖1 合肥市區(qū)位圖Fig.1 Map of Hefei City

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

合肥市1980 ～ 2020 年Landsat TM/ETM 遙感影像數(shù)據(jù)和高程（DEM）數(shù)據(jù)來源于中科院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心和地理空間數(shù)據(jù)云。運(yùn)用Arc GIS10.2 按照行政邊界進(jìn)行掩膜提取等操作，得到五個時期的Landsat TM/ETM 影像，空間分辨率為30 m × 30 m。隨后進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正等一系列操作，解譯出五期土地利用數(shù)據(jù)，將其分耕地、林地、草地等7 個大類（圖2），重點分析城市建設(shè)用地數(shù)量和空間演變特征、與其他土地類型轉(zhuǎn)移數(shù)量。經(jīng)過檢驗，精度在90%以上，滿足研究的精度要求。另外，城市經(jīng)濟(jì)、社會和人口等數(shù)據(jù)來源于安徽省、合肥市統(tǒng)計部門官網(wǎng)以及相關(guān)規(guī)劃文件和政府工作報告等。

圖2 1980 ～ 2020 年土地利用類型Fig.2 Land use types from 1980 to 2020

2 研究方法

2.1 擴(kuò)張速度和強(qiáng)度

擴(kuò)張速度和強(qiáng)度分別用于分析城市建設(shè)用地擴(kuò)張變化快慢和劇烈程度，反映城市整體擴(kuò)張水平，見式（1）和式（2）。

式中，Ui表示擴(kuò)張速度，Uij表示擴(kuò)張強(qiáng)度，Sj表示城市建設(shè)用地末期面積、Si表示初期面積，S表示研究范圍面積；Tij表示為研究期限。根據(jù)Uij值大小，可以將擴(kuò)張過程劃分為低速擴(kuò)張（<0.05）、中速擴(kuò)張（0.05 ～ 0.25）、高速擴(kuò)張（>0.25）三個階段［29］。

2.2 緊湊度和分形維數(shù)

緊湊度和分形維數(shù)用于反映城市建設(shè)用地在空間上集聚程度和形狀復(fù)雜程度，見式（3）和式（4）。

式中，B為緊湊度，D為分形維數(shù)，A表示用地面積，C表示用地邊界周長。緊湊度越大，則城市建設(shè)用地空間分布的集聚程度越高，破碎化程度越小。分形維數(shù)與城市建設(shè)用地形狀復(fù)雜程度成反比，越小則用地越簡單、規(guī)則和平整［30］。

2.3 等扇形分析法

等扇分析法用于分析城市建設(shè)用地各方向擴(kuò)張差異性。以合肥市1980 年城市建設(shè)用地的重心作為起點，向外延伸長度為96 km 的半徑，將合肥市市域劃分成為角度相等的八個等扇形區(qū)域，計算1980 ～ 2020 年各時期內(nèi)各扇形區(qū)域的擴(kuò)張強(qiáng)度，判斷出各時期的主要擴(kuò)張方向。

2.4 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣用于分析在各時期內(nèi)各類用地之間的相互轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，表明城市建設(shè)用地與其他類型土地的轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出情況，見式（5）。

式中，Sin表示各時期內(nèi)土地利用類型面積，n表示土地利用類型數(shù)量，Sij各類土地利用轉(zhuǎn)移面積［31］。

2.5 擴(kuò)張彈性系數(shù)

擴(kuò)張彈性系數(shù)用于衡量城市建設(shè)用地擴(kuò)張與人口增長之間的平衡性，判斷擴(kuò)張的協(xié)調(diào)性和合理性，見式（6）。

式中，R表示特定時段內(nèi)擴(kuò)張彈性系數(shù)，Aa表示擴(kuò)張面積變化率，Pa表示在城市人口數(shù)量變化率；最合理擴(kuò)張系數(shù)R為1.12［32］，說明此時人口增加和建設(shè)用地擴(kuò)張關(guān)系較為協(xié)調(diào)，人地關(guān)系處于合理狀態(tài)。

2.6 多元線性回歸法

多元線性回歸法用于分析自變量對因變量解釋程度，判斷城市建設(shè)用地擴(kuò)張強(qiáng)度與其他影響因素之間的相關(guān)性，探尋對用地擴(kuò)張產(chǎn)生較為顯著影響的因素［33］，見式（7）。

式中，Yi表示因變量，C1Xi1、C5Xi5為第i個觀察值，Xi1、Xi5表示第i個自變量，C0表示截距值，Ei為隨機(jī)擾動項。

3 結(jié)果與分析

3.1 合肥市城市建設(shè)用地擴(kuò)張時空特征

3.1.1 擴(kuò)張過程呈現(xiàn)明顯階段性

根據(jù)擴(kuò)張速度和強(qiáng)度，1980 ～ 2020 年合肥市建設(shè)用地擴(kuò)張速度和強(qiáng)度均呈現(xiàn)持續(xù)上升態(tài)勢，經(jīng)歷“低速－中速－高速”三個階段［34］（表1）。合肥市在1980 ～ 2000 年間由于城市經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，城市建設(shè)用地擴(kuò)張規(guī)模較小，導(dǎo)致擴(kuò)張速度和強(qiáng)度處于低速擴(kuò)張階段，城市發(fā)展也較為緩慢，擴(kuò)張速度低于5 km2，平均擴(kuò)張強(qiáng)度低于0.05%。

表1 1980 ～ 2020 年合肥城市建設(shè)用地擴(kuò)張速度及強(qiáng)度Tab.1 Expansion speed and intensity of construction land in Hefei from 1980 to 2020

進(jìn)入2000 年之后，合肥市城市建設(shè)擴(kuò)張水平明顯加快，擴(kuò)張速度和強(qiáng)度出現(xiàn)大幅度提升，年擴(kuò)張速度為25.25 km2。一方面，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平迅速增加，合肥市政務(wù)新區(qū)開工、合寧客運(yùn)專線和地鐵一號線等一大批項目快速建設(shè)，引起城市建設(shè)用地劇烈變化。另一方面，合肥市經(jīng)開區(qū)規(guī)格升級為國家級開發(fā)區(qū)，高新區(qū)經(jīng)過近10 年發(fā)展初顯規(guī)模，新區(qū)發(fā)展極大促進(jìn)城市建設(shè)用地擴(kuò)張。2010 ～2020 年間進(jìn)入高速擴(kuò)張階段，擴(kuò)張速度和強(qiáng)度分別為30.67 km2和0.27%，達(dá)到擴(kuò)張水平頂峰，表明階段內(nèi)城市建設(shè)用地變化程度最為劇烈。2010 年合肥市出口加工區(qū)經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)成立，2011 年行政區(qū)劃調(diào)整，巢湖市、廬江縣劃入合肥，市域面積增加，為城市發(fā)展提供充足的空間，推動建設(shè)用地擴(kuò)張水平增加。

3.1.2 擴(kuò)張集聚性呈現(xiàn)先增后減

合肥市城市建設(shè)用地緊湊度呈現(xiàn)“先增后減”，分形維數(shù)持續(xù)下降（表2），表明城市建設(shè)用地空間分布的集聚程度呈現(xiàn)先聚集后分散，形狀趨于簡單化、規(guī)則化。1980 年，城市建設(shè)用地集中分布在老城區(qū)，整體規(guī)模較小。1980 ～ 2000 年城市建設(shè)用地擴(kuò)張緊湊度持續(xù)增加、分形維數(shù)逐漸減小，建設(shè)用地空間集聚程度增加，以合肥市老城區(qū)為起點向外呈輻射狀擴(kuò)張，在用地規(guī)模增加的同時，集聚程度也逐漸增加，城市邊界形狀趨于簡單規(guī)則［35］。2000 年緊湊度達(dá)到頂峰，為0.082，之后出現(xiàn)下降趨勢，擴(kuò)張模式由向外蔓延式轉(zhuǎn)變?yōu)轱w躍式。由于城市邊緣的經(jīng)濟(jì)區(qū)、高新區(qū)規(guī)模逐漸增加以及巢湖西岸啟動濱湖新區(qū)的建設(shè)，導(dǎo)致城市建設(shè)用地緊湊度下降（圖3）。

表2 1980 ～ 2020 年城市建設(shè)用地擴(kuò)張緊湊度及分形維數(shù)Tab.2 Compactness and fractal dimension of urban construction land expansion from 1980 to 2020

圖3 1980 ～ 2020 年城市建設(shè)用地擴(kuò)張區(qū)域Fig.3 Expansion area of urban construction land from 1980 to 2020

3.1.3 擴(kuò)張方向呈現(xiàn)空間分異性

合肥市城市建設(shè)用地擴(kuò)張方向呈現(xiàn)明顯空間分異性，其中向西和西南平均擴(kuò)張強(qiáng)度高于其他方向（表3）。1980 ～ 1990 年各方向擴(kuò)張強(qiáng)度整體較弱，主要擴(kuò)張方向為西和西北，由于老城區(qū)的邊界范圍發(fā)生變化，逐漸向西和西北延伸，最終形成目前城市中心區(qū)。1990 ～ 2000 年主要擴(kuò)張方向為東和西，位于老城區(qū)東部的新火車站開工建設(shè)，推動建設(shè)用地增加。另外，合肥市先后獲批高新區(qū)和經(jīng)開區(qū)，2000 年經(jīng)開區(qū)被國務(wù)院批準(zhǔn)為國家級經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，促進(jìn)用地向西擴(kuò)張，奠定未來城市向西發(fā)展方向。

表3 1980 ～ 2020 年城市建設(shè)用地各方向擴(kuò)張強(qiáng)度Tab.3 Expansion intensity of urban construction land in various directions from 1980 to 2020

2000 ～ 2010 年，各方向擴(kuò)張強(qiáng)度出現(xiàn)大幅度增加。其中，向西、西南和西北擴(kuò)張強(qiáng)度得到顯著提高，遠(yuǎn)高于其他方向的擴(kuò)張強(qiáng)度。由于合肥市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高，推動城市西部的高新區(qū)和經(jīng)開區(qū)體量逐步增大，需求量大大增加，促進(jìn)持續(xù)向西拓展。此外，啟動建設(shè)蜀山區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)和濱湖新區(qū)，直接促進(jìn)用地規(guī)模進(jìn)一步向南擴(kuò)張。2010年后，各方向擴(kuò)張強(qiáng)度進(jìn)一步提升，保持向西、西南和南擴(kuò)張，其中向西擴(kuò)張強(qiáng)度最高為0.84%。合肥市引導(dǎo)大量高新科技企業(yè)入駐開發(fā)區(qū)，同時獲批綜合性國家科學(xué)中心和建設(shè)一批大科學(xué)裝置實驗室，共同引導(dǎo)城市建設(shè)用地向西、南方向擴(kuò)張。

3.1.4 擴(kuò)張來源呈現(xiàn)較強(qiáng)集中性

城市建設(shè)用地擴(kuò)張用地來源具有集中性，耕地和農(nóng)村居民點是轉(zhuǎn)入城市建設(shè)用地的主要來源，草地、林地和水域的轉(zhuǎn)入規(guī)模微弱（表4）。其中，1980 ～ 2020年間耕地轉(zhuǎn)入城市建設(shè)用地面積最大，達(dá)564.52 km2，占用地轉(zhuǎn)入面積的90%以上。表明合肥市城市發(fā)展過程中，對耕地侵占現(xiàn)象比較嚴(yán)重，占用大量耕地來支持城市建設(shè)。其次，緊鄰城市外圍的農(nóng)村居民點被逐步納入城市開發(fā)邊界，導(dǎo)致農(nóng)村居民點轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘薪ㄔO(shè)用地。合肥市城市建設(shè)用地擴(kuò)張對林地、水域等生態(tài)用地侵占始終保持較低水平，反映政府盡量避免侵占生態(tài)用地，換取城市快速發(fā)展。城市建設(shè)用地轉(zhuǎn)出土地類型較為多樣，主要為耕地和草地、水域、農(nóng)村居民點，轉(zhuǎn)出規(guī)模較小。

表4 1980 ～ 2020 年合肥市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（單位：km2）Tab.4 Land use transfer matrix of Hefei City from 1980 to 2020

3.1.5 擴(kuò)張合理性呈現(xiàn)向好趨勢

1980 ～ 2020 年合肥市城市建設(shè)用地擴(kuò)張整體處于較為合理的狀態(tài)，呈現(xiàn)不斷向好的趨勢。表明城市建設(shè)用地擴(kuò)張與人口增長的關(guān)系整體保持在合理范圍之內(nèi)，呈現(xiàn)“先增加后減小”的趨勢（表5），但在部分時間段存在發(fā)展不平衡現(xiàn)象。

表5 1980 ～ 2020 年城市建設(shè)用地擴(kuò)張彈性系數(shù)Tab.5 Elasticity coefficient of urban construction land expansion from 1980 to 2020

1980 ～ 2000 年擴(kuò)張彈性系數(shù)分別為1.18 和1.67，基本接近最合理的彈性系數(shù)，城市建設(shè)用地擴(kuò)張與人口增加基本處于平衡狀態(tài)，人地關(guān)系相對動態(tài)穩(wěn)定。但在2000 ～ 2010 年擴(kuò)張彈性系數(shù)為5.54，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于最合理性系數(shù)，出現(xiàn)用地增加幅度遠(yuǎn)大于人口數(shù)量增加的失衡現(xiàn)象，導(dǎo)致缺乏人口活力。由于合肥市經(jīng)濟(jì)區(qū)、高新區(qū)等開發(fā)區(qū)以優(yōu)質(zhì)服務(wù)和低廉地價，吸引大量企業(yè)入駐園區(qū)，導(dǎo)致出現(xiàn)一部分“圈地”現(xiàn)象，因此造成土地利用效率低下。2010 ～ 2020 年，擴(kuò)張彈性系數(shù)為1.13，最接近最合理的彈性系數(shù)。城市建設(shè)用地擴(kuò)張與人口增加之間失衡問題得到緩解，土地利用效率提升。一方面，政府逐漸重視“圈地”問題，遏制“圈地”現(xiàn)象。另外，城市郊區(qū)配套設(shè)施不斷完善，加上相對低廉生活成本，郊區(qū)人口數(shù)量提升，緩解了人地關(guān)系不協(xié)調(diào)的問題。

3.2 合肥市城市建設(shè)用地擴(kuò)張影響因素

3.2.1 擴(kuò)張影響因素篩選

合肥市城市建設(shè)用地擴(kuò)張時空特征呈現(xiàn)多樣性，用地擴(kuò)張由多種因素共同作用形成?；谙嚓P(guān)文獻(xiàn)梳理和總結(jié)之前學(xué)者研究，構(gòu)建合肥市城市建設(shè)用地擴(kuò)張影響因素指標(biāo)體系，探究影響用地擴(kuò)張變化的主要因素。以擴(kuò)張強(qiáng)度為因變量，從經(jīng)濟(jì)水平、人口數(shù)量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、科教創(chuàng)新、政府行為五個維度，篩選地區(qū)生產(chǎn)總值、城鎮(zhèn)化率、社會固定投資額等13 個指標(biāo)作為影響因素變量（表6）。運(yùn)用多元線性回歸模型測算自變量對因變量的解釋程度、顯著性水平和多元共線性，檢驗，多元回歸模型符合正態(tài)分布假設(shè)。結(jié)果表明社會固定投資額（X3）、常住人口數(shù)量（X4）、第一產(chǎn)產(chǎn)值占比（X6）、高等學(xué)校在校人數(shù)（X8）和高速公路里程數(shù)（X13）總計5 個指標(biāo)具有顯著的影響因素，通過多元線性回歸模型得到方程，見式（8）。

表6 城鄉(xiāng)建設(shè)用地規(guī)模擴(kuò)張影響因素Tab.6 Factors influencing expansion of urban and rural construction land scales

3.2.2 擴(kuò)張影響因素分析

（1）經(jīng)濟(jì)發(fā)展是城市建設(shè)用地擴(kuò)張的決定性因素

社會固定投資額（X3）與擴(kuò)張強(qiáng)度的相關(guān)性系數(shù)為3.253，具有較強(qiáng)相關(guān)性（表7）。社會固定投資額能夠表征社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，經(jīng)濟(jì)發(fā)展決定城市建設(shè)用地擴(kuò)張強(qiáng)度［3］。合肥市固定投資額不斷增加，房地產(chǎn)對合肥市城市經(jīng)濟(jì)增長具有重要貢獻(xiàn)。2020 年房地產(chǎn)固定投資額增長額占比為46.44%，銷售住房用地面積達(dá)到12 000 m2，激發(fā)房地產(chǎn)市場持續(xù)繁榮，極大促進(jìn)城市建設(shè)用地擴(kuò)張。合肥市在2020 年地區(qū)生產(chǎn)總值為10 045.72 億元，帶動新區(qū)建設(shè)需要大量城市建設(shè)用地。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高，推動房地產(chǎn)進(jìn)入繁榮期，加之新區(qū)經(jīng)濟(jì)活力進(jìn)一步提升，共同決定城市建設(shè)用地擴(kuò)張。

表7 多元線性回歸模型分析結(jié)果Tab.7 Analysis results of multiple linear regression model

（2）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是城市建設(shè)用地擴(kuò)張內(nèi)在影響因素

第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比（X6）與擴(kuò)張強(qiáng)度的相關(guān)性系數(shù)為-4.265，呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性。說明第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比不斷減小，引起城市建設(shè)用地不斷擴(kuò)張，表明城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷進(jìn)行優(yōu)化升級，內(nèi)在影響建設(shè)用地變化［6］。一方面合肥市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，第一二三產(chǎn)業(yè)的比例從1980 年的2.9：4.8：2.3 調(diào)整為2020 年的0.3：3.5：6.2，促進(jìn)二三產(chǎn)業(yè)不斷繁榮發(fā)展，帶動城市建設(shè)增加。另一方面，合肥市憑借優(yōu)越的地理區(qū)位，承接沿?？萍夹推髽I(yè)和培育本地企業(yè)。2020 年工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到2 072.32 億元，企業(yè)數(shù)量增加提高對建設(shè)用地的需求。同時大力發(fā)展制造業(yè)，形成以新能源汽車制造、家電制造為主的完整產(chǎn)業(yè)集群，促進(jìn)用地規(guī)模增加。

（3）人口數(shù)量是影響城市建設(shè)用地擴(kuò)張的主要因素

常住人口數(shù)量（X4）與擴(kuò)張強(qiáng)度的相關(guān)性系數(shù)為1.202，表明人口數(shù)量對城市建設(shè)用地擴(kuò)張影響具有主導(dǎo)作用。一方面，合肥市憑借區(qū)位、經(jīng)濟(jì)、教育等優(yōu)勢，吸引省內(nèi)其他區(qū)域大量人口遷入合肥，2020 年遷入人口20.59 萬人，常住人口已經(jīng)突破930 萬人。人口數(shù)量增加對公共服務(wù)設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施的需求激增，推動城市建設(shè)用地擴(kuò)張。其次，合肥市在校大學(xué)生數(shù)量已經(jīng)由1980 年的1.6 萬人增加至2020 年的75 萬人，為城市提供大量人才儲備，增加了公服設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施需求，消耗城市建設(shè)用地。此外，市民對住房質(zhì)量和生活質(zhì)量提出更高要求，需要消耗更多用地來滿足日常所需，引起城市建設(shè)用地快速擴(kuò)張。

（4）科教創(chuàng)新對建設(shè)用地擴(kuò)張具有重要促進(jìn)因素

以高等學(xué)校在校人數(shù)（X8）為代表的科教創(chuàng)新因素，對城市建設(shè)用地擴(kuò)張具有重要促進(jìn)作用?？平虅?chuàng)新資源對城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級具有內(nèi)在驅(qū)動，深層次推動城市建設(shè)用地擴(kuò)張。一方面，合肥市濱湖科技城啟動建設(shè)，一批重大科學(xué)裝置和國家重點實驗室落戶合肥，需要提供大規(guī)模建設(shè)用地支持其發(fā)展。另一方面，合肥市具有深厚的科技創(chuàng)新底蘊(yùn)，科技型企業(yè)數(shù)量不斷增加，規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，需要大量用地來保證企業(yè)發(fā)展。此外，城市集聚多所高等院校和科研院所，目前擁有高等院校超過40 所，省級以上科研院所超過50 所，對用地需求量持續(xù)增加。

（5）政府行為對建設(shè)用地擴(kuò)張具有直接引導(dǎo)作用。政府通過出臺相關(guān)政策法規(guī)、編制城市規(guī)劃等直接影響城市建設(shè)用地擴(kuò)張。在《合肥市城市空間發(fā)展戰(zhàn)略及環(huán)巢湖地區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)與旅游發(fā)展規(guī)劃》中，提出“1331”空間發(fā)展戰(zhàn)略，創(chuàng)新建設(shè)環(huán)巢湖生態(tài)示范區(qū)，打造環(huán)巢湖自然生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，直接引導(dǎo)城市建設(shè)用地向南擴(kuò)張。2011 年，合肥市行政區(qū)劃調(diào)整，巢湖成為城市內(nèi)湖，為大力建設(shè)濱湖新區(qū)提供充足空間，同時省政府搬遷到濱湖新區(qū)，直接帶動南部城市建設(shè)用地迅速擴(kuò)張。此外，合肥市提升綜合交通交通樞紐地位，修建機(jī)場高速公路、合寧、合安等高速公路，構(gòu)建“米”字形高鐵輻射網(wǎng)，推動城市建設(shè)用地規(guī)模增加。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

基于合肥市五期城市建設(shè)用地數(shù)據(jù)，運(yùn)用Arc GIS 技術(shù)分析方法探究1980 ～ 2020 年城市建設(shè)用地擴(kuò)張的時空特征與影響因素，得出以下結(jié)論。

（1）合肥市城市建設(shè)用地擴(kuò)張過程呈現(xiàn)顯著的階段性。1980 ～ 2000 年為低速擴(kuò)張，2000 ～ 2010年為中速擴(kuò)張，2010 ～ 2020 年為高速擴(kuò)張，擴(kuò)張水平顯著高于其他時期，擴(kuò)張速度和強(qiáng)度高于其他階段。

（2）從擴(kuò)張空間特征層面，1980 ～ 2020 年城市建設(shè)用地緊湊度“先增后減”，反映空間集聚程度具有“先聚集后分散”特征，分形維數(shù)持續(xù)下降，用地形狀逐漸趨于規(guī)則。從擴(kuò)張方向性來看，1980 ～2000 年建設(shè)用地各方向擴(kuò)張較為均衡。2000 年之后，不同象限內(nèi)擴(kuò)張水平出現(xiàn)顯著差異，城市主要發(fā)展方向是向西和西南。

（3）合肥市城市建設(shè)用地擴(kuò)張對耕地侵占現(xiàn)象比較突出，其他用地變化程度較低。從用地擴(kuò)張合理來看，擴(kuò)張彈性系數(shù)從1980 ～ 2020 年“先增加后減小”，整體水平接近合理彈性系數(shù)，城市建設(shè)用地擴(kuò)張與人口增加處于較為平衡。其中，在2000 ～2010 年出現(xiàn)用地失衡現(xiàn)象，但是2010 ～ 2020 年用地擴(kuò)張合理性得到大幅度改善。

（4）合肥市建設(shè)用地擴(kuò)張受到多種因素綜合影響，其中經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平直接決定城市建設(shè)用地擴(kuò)張強(qiáng)度，直接促進(jìn)城市建設(shè)用地擴(kuò)張。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷升級優(yōu)化，制造業(yè)占比不斷加大，內(nèi)在促進(jìn)城市建設(shè)用地擴(kuò)張。常住人口數(shù)量增加、一系列政府行為以及城市科教創(chuàng)新的優(yōu)勢共同促進(jìn)城市建設(shè)用地擴(kuò)張。

4.2 建議

基于合肥市城市建設(shè)用地擴(kuò)張?zhí)卣?，分析用地擴(kuò)張過程中所出現(xiàn)的問題，提出相關(guān)針對性建議，保持城市可持續(xù)和高質(zhì)量發(fā)展。

（1）控制城市外圍新增建設(shè)用地，鼓勵發(fā)掘存量用地。合肥市城市建設(shè)用地空間集聚程度下降，土地利用效率下降。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制城市外圍建設(shè)用地零散開發(fā)，避免出現(xiàn)圍而不建的“圈地”現(xiàn)象，造成建設(shè)用地破碎化。發(fā)掘老舊城區(qū)的土地潛力，通過土地價格差異化鼓勵盤活低效用地，提高土地利用效率。

（2）完善城市公共服務(wù)和生活配套設(shè)施，避免城市過于單一方向擴(kuò)張。合肥市在部分時期內(nèi)出現(xiàn)城市建設(shè)用地擴(kuò)張和人口增加出現(xiàn)失衡現(xiàn)象，發(fā)展方向過于集中。應(yīng)完善新建開發(fā)區(qū)的生活、教育、娛樂等相關(guān)設(shè)施，增加人口數(shù)量，提升區(qū)域人口活力，提升用地擴(kuò)張與人口增加平衡性。

（3）嚴(yán)格遵循城市規(guī)劃的用地安排，加大耕地保護(hù)力度。合肥市應(yīng)嚴(yán)格禁止因項目開發(fā)、建設(shè)隨意侵占耕地。劃定耕地保護(hù)紅線，實行耕地占補(bǔ)平衡，對隨意侵占耕地的行為嚴(yán)格處罰，確保耕地總量不減少，嚴(yán)格執(zhí)行經(jīng)過審批的土地規(guī)劃。

（4）發(fā)揮科技創(chuàng)新城市優(yōu)勢，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。科技、教育因素對城市建設(shè)用地增長具有重要作用，應(yīng)發(fā)揮科教創(chuàng)新優(yōu)勢，帶動城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，發(fā)展人工智能、新能源汽車等高新數(shù)字和新能源企業(yè)，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。同時激發(fā)省會城市人口數(shù)量優(yōu)勢，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，提升土地的經(jīng)濟(jì)效益。