三明市土地集約利用與城鎮化耦合關系研究

黃逸敏，林蕙靈

(福建師范大學 地理科學學院，福建 福州350007)

三明市土地集約利用與城鎮化耦合關系研究

黃逸敏，林蕙靈

(福建師范大學 地理科學學院，福建 福州350007)

以三明市市區及其下轄各縣市為研究區域，建立城市土地集約利用與城鎮化評價指標體系，利用熵值法確定各評價指標的權重值.在此基礎上利用“耦合度”方法分析三明市2010、2012、2015年城市土地集約利用與城鎮化之間耦合關系，并運用ArcGIS10.2繪制出三明市城市土地集約利用與城鎮化耦合協調度空間分布圖.結果表明：(1)三明市城市土地集約利用度與城鎮化率在空間上均有明顯的差異，兩種之間耦合度處于拮抗階段，且協調水平不高.(2)當城市屬于土地集約滯后型時，城市土地集約利用與城鎮化協調水平較高，因此小城鎮可以提高城鎮化率，達到兩者協調.

土地集約利用；城鎮化；熵值法；耦合協調；三明市

0 引 言

我國當前正處于城鎮化高速發展階段，城市土地供需矛盾日益加劇.城市土地作為土地資源重要的組成部分，與城鎮化有著密切的聯系，然而隨著城鎮化進程，城市建設用地不斷向城市外圍擴張，造成大量耕地被占用，加劇了我國耕地資源短缺的形勢；同時城市“攤大餅”式的擴張建設導致城市內部土地粗放利用[1-3].城市土地集約利用是指提高單位面積土地上的投入水平及產出效益，以構建合理的土地利用結構與實現良好的生態環境為前提與必要條件，開發城市內部土地，改善城市土地粗放利用現狀，實現土地利用綜合效益的提高[4-6]，可將土地集約利用視作土地利用投入水平、土地利用程度、土地利用產出效益、土地利用生態環境質量的綜合水平.城市土地集約利用與城鎮化有著密切的聯系，當兩者處于高度耦合協調時，對社會經濟發展具有推動作用.城鎮化是個復雜的過程，不僅包括人口的城鎮化還包括了土地城鎮化.由于社會經濟發展水平的不同，我國城鎮化發展趨勢[7]與國外的發展模式存在較大的差異.為探索新型城鎮化的路徑與模式，提高城鎮化質量，近年來我國不少專家提出了就地城鎮化的概念[8]，即在經濟發展條件較好的地區，農村人口不必向大城市轉移，而是通過加強就地或鄰近地區基礎設施而實現城鎮化有序發展的一種途徑.

當前國內針對土地集約利用的研究主要包括土地集約利用的內涵的界定、土地集約利用評價的尺度、評價指標體系的建立、評價的方法[9-13]以及實現城市土地集約利用的途徑等.隨著研究的深入，學者逐漸開展城市土地集約利用與城市經濟狀況關系的研究[14]，其中以城市土地集約利用與城鎮化關系的研究為代表.從研究內容看，對城市土地集約利用與城鎮化的研究主要包括耦合協調關系[15]、時空演變關系[16]、相互作用關系等；在研究方法上，劉浩等[17]采用耦合協調度模型定量評價環渤海地區城市土地集約利用與城市化耦合協調發展狀況，趙丹丹[18]等通過協整檢驗、脈沖響應和方差分解等計量方法，對其城市化與土地集約利用的動態關系和相互作用強度進行研究；研究尺度方面包括省域、大城市群[19]、城市[20]等.各項研究表明城市土地集約利用與城鎮化之間存在正向促進作用，當兩者關系處于高度耦合協調水平時有利于城市發展.然而從目前的研究成果來看，涉及縣域小城鎮土地集約利用與城鎮化之間的耦合關系的研究還較少.鑒于此，本文以三明市及其下轄各縣市為例，研究山區小城鎮土地集約利用與城鎮化的耦合協調性進行深入定量分析.以期為小城鎮協調發展提供依據.

1 研究區域概況

以三明市市區及其下轄10個縣市(永安市、明溪縣、清流縣、寧化縣、大田縣、尤溪縣、沙縣、將樂縣、泰寧縣、建寧縣)的建成區為研究區域.三明市地處北緯 25°29′-27°07′，東經116°22′-118°39′，東面與福州接壤，南面鄰近泉州，西面連接龍巖，北面與南平毗鄰，西北緊靠贛州.素有“八山一水一分田”之稱，其山地面積占全市總面積的82%，耕地面積占8.3%，水域及其他用地面積占9.7%.2015年全市常住人口達253萬人，其中城鎮人口占56.3%.2015年從各縣市建城區建設用地面積分布來看，市轄區總面積為37.45 km2為最高，而建寧縣建城區面積最低僅為4.07 km2，另一方面城區人均建設用地面積最高的縣城為泰寧縣，為113.41 m2/人，而最低僅為尤溪縣城區54.8 m2/人.2014年三明市地區生產總值為1713.05億元，相比上一年增長8.5%，其中市區最高為349億元，明溪縣最低僅35.58億元.從城鎮社會固定資產投入情況來看，2015年市區最高為4128343萬元，最低為明溪縣為761434萬元.三明市各地區資源及其投入在空間上分布不均，地區之間社會經濟發展也存在一定的差距，同時隨著小城鎮的建設進程中城市土地集約利用與城鎮化水平隨著時間不斷變化，二者的關系也不斷變化，探討兩者的變化及其關系能夠摸清三明市各縣市城區在城市化進程中自然、社會經濟以及生態等方面存在的問題與空間差異.

1.1 數據來源

本文以三明市11個縣級以上城區為對象，時間跨度為2010-2015年，選取2010、2012、2015三個代表時間點開展研究.

數據來源于2011、2013、2016年《三明市統計年鑒》.

2 研究方法

2.1 熵值法

確定評價指標權重的方法有特爾斐法、層次分析法、熵值法等，但前兩種方法確定的權重主要取決于主觀條件，這樣可能會因主觀因素存在偏差而導致評價結果產生誤差.因此采用熵值法確定各縣評價指標的權重值，在熵值法中信息熵反映了樣本數據變化速率，與指標理想值相比較，指標值變化速率越小，信息熵就越大，不確定性越大，其效用價值就越小；反之越大.因此采用信息熵評價城市土地集約利用和城鎮化指標體系中各項指標的效用價值，該方法盡可能地減少了主觀因素對各項指標權重值計算結果的影響，從而使評價結果更貼近實際情況.

2.1.1 指標值的標準化

城市土地集約利用評價與城鎮化綜合水平測度屬于多因素綜合評價，參與評價的各項指標包涵了各個方面，同時獲取數據的途徑廣泛，因此各項評價指標的單位和量綱差異較大.因此，為使各評價指標之間能夠進行比較，首先要先對各指標數據進行標準化處理.

在評價過程中，常常遇到一些特殊值，尤其是當遇到指標值為負數時，無法直接計算其比重，也無法取其對數.因此，應通過標準化法對指標數據進行改進[21]，為確保指標值標準化的比值為正值可采用極差標準化對數據進行轉化：

當指標具有正效應時：

(1)

當指標對具有負效應時：

(2)

其中，dij表示為第i項評價指標下第j個參評樣本的標準化值；Xij為第i項評價指標下第j個參評樣本的實值；Xi，max和Xi，min分別為第i項評價指標的最大值和最小值.經過處理后所得數據在[0，1]之間，于是，計算標準化后第m項評價指標下第n個參評樣本指標值的比值.

(3)

2.1.2 綜合評價中信息熵及權重的確定

用以下公式計算各項評價指標的熵值[22]，

(4)

式中，k>0，ln為自然對數，當Xij=Xi，min(正指標)或當Xi，max=Xij(負指標)時說明第n個參評樣本的第m項評價指標的比值：

(5)

下一步計算第m項評價指標的差異系gj，

gj=1-ej，(j=1，2，3，…，m)

(6)

gj值越大，說明該項評價指標越重要，于是第j項項指標的權重為，

(7)

2.2 耦合度方法

耦合度是描述系統發展過程中參量之間協同作用強弱程度，根據協同論原理，系統走向有序的關鍵在于系統內部各子系統間的協同作用，耦合度正是這種協同作用的量度[23].運用“耦合度”方法，能夠分析城鎮土地集約利用與城鎮化之間耦合的階段特征.

2.2.1 耦合度函數

耦合度決定了系統在達到臨界值時將走向何種結構.系統由無序走向有序的關鍵在于系統內部序參量之間的協同作用，耦合度左右著系統相變的特征與規律[24-25].因此，采用下式測度二者的耦合度C.

C=[(u1·u2)/(u1+u2)2]1/2

(8)

其中，u1為城鎮土地集約利用綜合評價值；u2為城鎮化綜合評價值.根據相關文獻[26]及城市土地集約利用與城鎮化相互作用程度的強弱，將耦合度劃分為四個階段：

0.0

0.3

0.5

0.8

2.2.2 耦合協調模型

單純依靠耦合度進行判別容易產生誤差，從而出現結論偏離實際情況.通過構建城鎮土地集約利用與城鎮化系統耦合協調度函數，可以評判兩系統間交互耦合的協調程度，協調度如下：

D=(C×T)1/2

(9)

式中，D為協調度；C為耦合度；T為城鎮土地集約利用系統與城鎮化系統協調指數.

T=au1+bu2

(10)

式中，a、b為待定系數，通過對比研究認為城鎮土地集約利用系統與城鎮化系統的貢獻相同，取a=0.5，b=0.5，u1、u2分別代表城鎮土地集約利用綜合評價值、城鎮化綜合評價值.c值越大，表明耦合度越高，各子系統之間協同發展的趨勢越明顯，反之亦然.

3 數據處理與結果分析

3.1 構建評價指標體系

評價指標體系的建立應根據研究區域變化和評價尺度的不同而進行區分，本文以縣域城鎮為研究對象，主要側重于研究土地資源開發程度，因此屬于宏觀層次，而宏觀層次的指標主要包括土地利用投入水平、土地利用程度、土地利用產出效益和土地利用生態環境質量等[26].根據研究區自身土地利用特點，遵循主導因素、層次性和可量化等原則[27]，同時考慮到數據的可獲取性以及對國內學者對2000年至2010年在研究城市土地集約利用評價時所選取指標的分析[28]，本文從土地利用投入水平、土地利用程度、土地利用產出效益、土地利用生態環境質量四個方面構建城市土地集約利用評價指標體系(表1).

借鑒已有的指標體系成果[29-30]，從城鎮化概念內涵出發歸納為四點：①人口城鎮化；②經濟城鎮化；③社會城鎮化；④景觀生態城鎮化.構建評價指標體系，同時考慮到研究區域為縣域范圍，因此本文在人口城鎮化二級指標層中考慮就地城鎮化率[8].

利用熵值法根據各項指標值計算出2010、2012、2015年各指標權重值.

表1 城市土地集約利用水平與城鎮化率評價指標體系

3.2 城市土地集約利用與城鎮化耦合度關系

對三明市2010、2012、2015年城市土地集約利用度和城鎮化率分別進行計算，利用各年份評價結果計算出三明市各年份城市土地集約利用與城鎮化耦合協調指數.表中結果表明城市土地集約利用與城鎮化耦合度C均處于拮抗階段[31]，但不同區域、不同時間還存在明顯的區域差異.

表2 三明市地區城市土地集約利用與城鎮化耦合協調指數

地區2012年U1U2水平指數對比耦合度(C)協調度(D)市區0.26800.3061u1u20.49950.1593清流縣0.05970.0351u1>u20.48290.1512寧化縣0.04430.0372u1>u20.49810.1425大田縣0.08070.0613u1>u20.49540.1875尤溪縣0.07040.0531u1>u20.49510.1748沙縣0.12560.1486u1u20.46600.1486

地區2015年U1U2水平指數對比耦合度(C)協調度(D)市區0.23230.3048u1u20.49740.1695清流縣0.07710.0341u1>u20.46120.1601寧化縣0.04450.0541u1u20.49210.1795尤溪縣0.08760.0558u1>u20.48760.1869沙縣0.09820.1413u1u20.49290.1838泰寧縣0.06270.0649u1u20.47000.1649

結合本文實際，按照協調度的大小，利用ArcGIS10.2對協調度(D)結果進行分等繪制出2010、2012、2015年三明市城市土地集約利用與城鎮化耦合協調度空間分布圖，并劃分為四種類型，即：Ⅰ類低水平協調的耦合、Ⅱ類較低水平協調的耦合、Ⅲ類較高水平協調的耦合、Ⅳ類高水平協調的耦合，需要說明的是4種類型只代表三明市11個縣市城區之間城市土地集約利用與城鎮化耦合協調度的相對水平，不具有全國意義.

U1、U2分別為城市土地集約利用度和城鎮化率，當U1U2時，表明該地區屬于城鎮化滯后型，定義為b類.

圖1 2010-2015年三明市地區城市耦合協調度及其類型的空間差異狀況Fig.1 Sanming’s city of coupling coordination degree and the type of the spatial differences in 2010，2012 and 2015

從協調度D總體分布來看，城市土地集約利用與城鎮化協調處于較低水平階段，且兩者發展不同步，各縣市之間存在較大的空間差異，且與經濟發展水平存在響應關系，例如市區、永安市經濟發展條件較好，其在三年內城市土地集約利用與城鎮化協調度也表現為最好.

當U1

當U1>U2時，屬于城鎮化滯后型，定義為b類.表明城鎮化發展滯后于城市土地集約利用發展，城市土地利用未能帶動城市發展.①2010年時屬于該類型的地區有8個，且其城市耦合協調水平均處于較低水平及以下.②2012年該類型的地區有6個，且其城市耦合協調水平均處于較低水平及以下.③2015年時屬于這類的縣城有6個，包括建寧縣、清流縣、明溪縣、尤溪縣、將樂縣.其中除尤溪縣、將樂縣、大田縣外，其他縣城城市協調度均處于較低水平.

4 結論與建議

4.1 結論

城市土地集約利用度與城鎮化之間相互作用，研究兩者關系對促進城市土地集約利用與城鎮化同步發展具有重要意義.本文建立城市土地集約利用度與城鎮化評價指標體系，分別對三明市2015年城市土地集約利用度與城鎮化率進行評價與分析.在此基礎上利用耦合度方法，對三明市2010、2012、2015年城市土地集約利用與城鎮化之間的相互關系進行定量研究，按照協調耦合度指數大小，將各縣市劃分為低水平協調的耦合、較低水平協調的耦合、較高水平協調的耦合、高水平協調的耦合四個大類.根據城市土地集約利用度與城鎮化率大小對比，劃分為城市土地集約利用滯后型和城鎮化滯后型兩大類.研究表明，城市土地集約利用與城鎮化之間耦合度處于拮抗階段，兩者協調水平不高，且具有明顯的區域差異，但隨著時間的變化三明市各縣市城市耦合協調水平總體上在逐漸提高：

(1)從部分來看，三明市各縣市城區土地集約利用度空間上存在明顯的區域差異，東西部地區低于中部地區，且東部地區大于西部地區.三明市各縣市之間城鎮化率區域差異明顯，城區之間差異懸殊，除市區、永安市、沙縣城鎮化率較高，其他縣城城鎮化率普遍較低.城市土地集約利用水平和城鎮化水平均與經濟發展水平存在相關性.

(2)從城市土地集約利用與城鎮化耦合協調水平來看，當城市屬于城市土地集約利用滯后型時，其耦合協調水平相對較高，說明在城市土地集約利用與城鎮化無法同步發展的背景下，當城市土地集約利用度低于城鎮化率時，是兩者協調發展較好的途徑.然而從研究結果表明三明市當前屬于城鎮化滯后的縣城數量較多，說明較多的城市選擇集約利用土地，而這類縣城仍具有可開發性.

4.2 建議

城市土地集約利用與城鎮化在土地利用過程中存在相互矛盾的方面，一方面要避免盲目擴張加強土地集約利用，另一方面向城區外圍擴張，加大土地投入提高城鎮化率.當兩者達到一定平衡時，能夠實現協調發展.與大城市土地資源緊張的現狀不同，小城鎮中仍存在可開發的土地資源，因此對于小城鎮在協調兩者發展關系時有以下建議：

(1)進行科學合理的城市土地利用規劃，限制無秩序地擴張城市面積，轉變粗放的土地利用現狀.同時根據當地資源、經濟條件對外合理開發土地資源.

(2)將土地利用的“量”與“質”相結合，加強環境保護，提高城市土地利用的生態效益，同時調整不合理的土地利用結構.

(3)各縣市應根據自身在土地集約利用中存在的問題，及時調整對土地利用的投入與產出，同時應注意因地制宜地使用土地以提高土地利用的生態效益.

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[責任編輯：徐明忠]

ResearchonSanmingcity’scouplingrelationshipbetweenlandintensiveutilizationandurbanization

HUANG Yimin，LIN Huiling

(School of Geography，Fujian Normal University，Fuzhou 350007，China)

Taking Sanming city and counties and cities which within its jurisdiction as the study area，and constructing the index system of urban land intensive use and urbanization，determine the index by weighting entropy method.Using the method of coupling to research on Sanming city’s coupling relationship between land intensive utilization and urbanization in 2010，2012 and 2015，and using ArcGIS software to draw the spatial distribution picture of Sanming city’s coupling relationship between land intensive utilization and urbanization.The results show that：(1)Sanming city’s land intensive utilization degree and urbanization rate have obvious differences in space，the coupling relationship between them are at the antagonism stage，both the coordination level is not high.(2)When the urban land intensive lag in urbanization，the coordination level of urban land intensive utilization and urbanization is higher，so can improve the rate of small towns’ urbanization，to achieve both coordination.

land intensive use；urbanization；entropy method；the coupling coordination；Sanming

2017-04-20；

2017-05-31

國家自然科學基金資助項目(41171147)；國家基礎科學人才培養基金項目(J1210067)

黃逸敏(1993—)，女，福建三明人，福建師范大學碩士研究生，主要從事城市與區域規劃的研究.

F293.2；F301.2

A

1672-3600(2017)12-0037-07