基于建設用地適宜性的城市開發邊界劃定

雷麗麗 鄒自力

摘要：以江西省撫州市東鄉區中心城區為例，借助GIS平臺進行建設用地適宜性評價。通過城市發展邊界、基本農田連片度和耕地國家利用等三方面修正，且根據空間矛盾協調原則作出決策且優化協調城鎮建設用地和農業生產的布局，并對城市開發邊界進行劃定。結果表明，建設開發適宜性值由高到低呈現為主城區及道路的分布空間，綜合質量高的耕地主要分布在西部和東部。將綜合建設用地重心移動分析等研究方法引入耕地國家利用等指標，不可調區布局沖突的空間決策為調整城市開發邊界，優先保障耕地。可調區布局沖突的空間決策為調整耕地保護范圍，優先保障城市發展。

關鍵詞：城鎮發展;耕地質量;土地利用;東鄉區中心城區

中圖分類號：K90? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）22-0049-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.22.014? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： Taking the central urban area of Dongxiang district，Fuzhou city，Jiangxi province as an example，the suitability of construction land was evaluated by means of GIS platform. The boundary of urban development，the continuity of basic farmland and the national utilization of cultivated land were revised，and a decision was made according to the principle of coordination of spatial contradiction and the layout of urban construction land and agricultural production was optimized，and the boundary of urban development was delimited. The results show that the suitable value of construction and development is distributed in the main urban area and road from high to low. The spatial decision of non-adjustable area layout conflict is to adjust the urban development boundary and give priority to protecting farmland. The spatial decision of adjustable area layout conflict is to adjust the cultivated land protection scope and give priority to protecting urban development.

Key words： urban development; cultivated land quality; land use; central district in Dongxiang city

隨著中國城市化的快速推進，城鎮建設規模快速擴大，保護耕地與保障建設的發展之間矛盾日益尖銳[1]。依據資源條件、空間生態條件和環境條件，明確江西省撫州市東鄉區國土開發的限制性，劃定城鎮和農業的空間開發管制界定[2]。城鎮建設的適宜性評價是城市建設用地調整布局的前提，并指導土地利用規劃結構調整，確定江西省撫州市東鄉區土地的最適宜用途，將對城市的整體發展布局以及城市經濟的發展產生重大的作用[3，4]。國內外學者主要采用CLUE-S、MCE-CA、人工神經網絡和反規劃[5]等模型方法從多個角度對城鎮開發邊界確定的劃定進行探索[2]。

保護耕地是農產品滿足社會經濟發展的要求，但在現實中，政府在經濟建設的利益驅動下，使得耕地保護實際操作層面上主觀走向耕地數量而忽視耕地質量的誤區，導致耕地質量總體程度趨于下降，實際上注重耕地質量的改進是耕地可持續性發展的重點[6]。從耕地的自然質量分值、利用條件、空間形態等三方面實現耕地質量保護，科學調整基本農田保護紅線及優化方案，耕地保護和控制城市無限擴張的重要方法是保護部分高質量的耕地[7，8]。

當前研究存在將保護耕地優于城市開發的趨勢誤區，不利于城鎮建設用地與農業布局矛盾的解決[9]，應將耕地保護與城鎮建設發展置于同等地位。本研究將城市開發邊界優化和基本農田保護紅線劃定優化兩者同步進行，這有利于提升城市發展界限劃定的科學性。

1? 研究區概況和數據來源

東鄉區位于江西省的東部，東經116°20′—116°51′，北緯28°2′—28°30′，中心城區所在地位于孝崗鎮、鄧家鄉、紅星企業集團、圩上橋鎮等所轄部分村，以及東鄉銅礦、水利局水庫、農業局農科所等其他國營單位，中心城鎮土地總面積11 798.79 hm2，其中耕地4 775.02 hm2，占總面積40.47%;建設用地? ?2 276.13 hm2，占總面積19.29%，如圖1所示。

本研究所使用的數據來源：①在地理空間數據云中下載地形坡度和海拔（采用GDEM V2 30 m空間分辨率的產品）。②研究區域的2014年土地利用變更數據。③在本省水土流失圖和地質災害圖中主要提取土壤侵蝕、地質災害等數據。④在高德地圖中提取交通路網數據。⑤從東鄉區規劃局查詢了生態保護紅線成果等數據。⑥在Arcgis軟件中通過對圖層空間校準和圖層矢量化并提取相關屬性，再結合各項指標對其裁剪、擦除、疊加分析、融合等處理得出結果。

2? 方法

從基礎資料、空間修正、初步方案生成、矛盾協調原則和最終方案等五個思路出發，且運用GIS，在研究中從自然地理、區位條件、生態限制、利用條件和空間形態等因素來評判城鎮建設用地布局的適宜性和農業生產協調布局[10，11]以確定城市開發邊界。

2.1? 建設用地重心移動模型

重心概念源于物理學，是指城市上存在某一點，在不同的城市用地規模分布情況下該點各個方向上的力量保持相對穩定[12]。城市開發發展表現在各個土地利用類型的聚集與擴張的過程，其中重心移動可以反映城市發展格局的變動痕跡。重心移動模型可作為研究城鎮開發建設的重要工具。重心的位置一般以地圖的經、緯度來表示，其公式[13，14]為：

2.2? 建設用地開發適宜性評價

2.2.1? 指標選取依據? 建設用地適宜性評價至關重要的一個研究環節是選取參評因子的合理性。以往的建設用地評價中，主要采用自然條件因素（坡度、海拔、土地利用等類型）、生態限制因素（土壤侵蝕、地質災害等類型）、區位因素（交通便利、生活休閑等類型）。選取了這3個大方面的11個小指標，建設開發適宜性評價中常運用多因子加權評價法，該方法易掌握，但是會忽視某些重要因子對評價帶來的影響。本研究指標分成剛性指標（特殊因子）和彈性指標（一般因子），但也有些指標是雙重指標。

2.2.2? 指標權重、量化指標及綜合分值計算? 建設用地適宜性評價主要采納專家打分法、層次分析法[15]確定指標權重。為排除人為主觀判斷的影響，本研究采納模糊層次分析法確定各指標權重值（具體計算方法見文獻[16]）。指標體系、權重和類型如表1所示。指標量化規范參照文獻[17，18]，如表2所示。采用加權求和法對每一項評價單元進行建設開發適宜性綜合評價分值計算。其公式如下：

3? 結果與分析

3.1? 建設開發適宜性評價

建設開發適宜性評價結果見圖2，其分值由高到低呈現為中心主城區及道路的分布空間。自然地理評價分值主要分布在中心城區的中、東南和西北方向;區位條件分值高的地塊主要分布在城區中部、南部、火車站、國道、建成區、公園等基礎設施分局較密集地區;生態限制評價分值較高的地塊主要分布在城區中心，地塊的土壤侵蝕程度較低，地質災害少。

適宜性綜合評價分值處于80.5～100.0的圖斑面積為18 105.83 hm2;分值處于75.0～80.5的圖斑面積為19 876.89 hm2;分值處于55.0～75.0的圖斑面積為8 762.84 hm2;分值處于0～55.0的圖斑面積為449.67 hm2。

3.2? 城鎮建設與耕地空間優化布局

3.2.1? 建設用地與耕地連片度和國家利用等相協調? 本研究認為地塊連片度主要指地塊之間在空間上一定閥值范圍內的耕地地塊與相鄰耕地。兩塊地在空間上相隔距離越小，則連片度就越高，當距離小于一定閥值時，則可以認為是連片的，地塊連片度計算主要采用arcgis技術手段實現。研究發現基本農田耕地中的優質連片有利于基本農田維護和管理。通過公式計算后（計算方法參考文獻[19]），結果如圖3a所示，采用自然斷點法將單元分值劃分4個區間。其中20～40分分值區間內評價單元連片面積為775.12 hm2，40～60分分值區間內評價單元連片面積為667.65 hm2，60～80分分值區間內評價單元連片面積為332.92 hm2，80～100分分值區間內評價單元連片面積為397.68 hm2。

東鄉區主城區永久基本農田面積為2 173.05 hm2，平均國家利用等為6.56。耕地國家利用等低于平均國家利用等的耕地歸入不可調區，面積為1 382.08 hm2;反之歸入可調區，面積為790.97 hm2。耕地質量分值高的耕地圖斑主要分布在中心城區東和西南方向，耕地土體養分含量較高，土壤有機質含量高，在建設預留用地劃定時，盡量避開土地自然條件良好及農作物主要分布區，做到最大限度少占良田，如圖3b所示。

3.3? 城市開發邊界布局預測

根據《東鄉區城市總體規劃》（2011—2030年），結合東鄉區2030年人口增長、經濟和產業三者之間的發展，結合東鄉區實際發展情況，在發展構思、城市空間結構等方面提出規劃思路。同時，為了加強主城區與各鄉鎮的一體化發展，籌算以主城區為發展重點，交通干路線為城市發展軸，主鎮為發展點，點軸發展策略。由圖4a可分析出基期年建設用地的分布，且在此之后的新增建設用地的擴展方向變化，在基期年之后其重心主要向東北和西南方向延展。利用凸殼原理對東鄉區的新增建設及擴張的方位與城市邊界發展方向進行預測，將建設用地評價分值大于80.5的圖斑與2016年建設圖斑在ArcGIS10.2中分析，得到2030年的城市建設用地預測方案，總面積為7 131.58 hm2，較2014年新增建設開發用地面積為3 858.34 hm2，并生成都市開發邊界初步方案，如圖4b所示。

4? 小結與討論

以東鄉區主城區為例，以建設開發適宜性綜合評價為根本，引入了城市開發方向預測、基本農田連片度和耕地國家利用等三方面修正，開展了基于城鎮建設適宜性的城市開發邊界劃定研究。建設開發適宜性評價結果顯示，其分值以主城區與道路由低往高趨勢的空間分布。耕地綜合質量評價結果闡釋，分值高的地塊主要分布在城區西南和西部方向。建設開發適宜性和耕地綜合質量的評價是劃定城市開發邊界的根本。運用建設用地重心移動與凸殼原理分析城市的擴張，以及現有基礎設施等在中心城區的部署對其發展產生的推動作用，引入耕地國家利用等，將基本農田方案分成可調區和不可調區。結合城市的發展方向表示主城區的孝崗鎮主城區以框架為基礎向西部、向北和向紅星企業集團方向開發，重點向城鎮北部方向延伸。

研究中構建的城鎮建設與耕地空間相協調的方法，與先前研究的差異之處在于，城市開發邊界與基本農田保護居于同等的地位，若出現矛盾沖突，兩者皆能調整。本研究中引入耕地國家利用等指標，對兩分區作保護耕地與城市發展誰優先考慮的決策，以劃定城市開發邊界。下一步研究中可對可調區和不可調區規范劃分標準，提高耕地保護劃定的科學性。

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