玉溪市中心城區建設用地集約利用空間差異研究

邱 玥，付保紅，梅 狀

(云南大學 資源環境與地球科學學院，云南 昆明 650091)

0 引言

城市建設用地是城市形成和發展的載體，是城市社會、經濟、政治、文化等各類活動的基礎[1]。中國人多地少的基本國情導致耕地資源十分短缺，土地利用粗放的現象越發嚴重，建設用地供需矛盾非常突出[2，3]。在城市土地資源的利用中存在著土地資源過度浪費，城市規模無序擴張，城市建設不依照規劃，城市內部土地利用結構失衡，功能配置不合理等問題。因此為解決土地資源利用不合理的問題，必須要優化土地利用結構，提高土地利用效率，使土地粗放利用轉變為集約利用。

目前，學術界對于建設用地集約利用方面的研究日益關注并逐漸深入。在研究尺度方面，主要分為時間尺度和空間尺度。在時間尺度上，大多數學者以某一年為研究時間節點進行建設用地集約利用評價[4]，少數學者選擇對一段時間內的建設用地集約利用進行研究[5]；在空間尺度上分為宏觀、中觀、微觀3個層次。大多數學者從宏觀尺度進行區域的建設用地集約利用研究[6-8]。在建立評價指標體系方面包括制約土地集約利用的指標，土地集約利用程度指標，土地利用效率指標，土地集約利用趨勢和可持續度指標等[9，10]。在評價方法方面，目前使用較多的有多因素指標評價法[11]、主成份分析法[12]、神經網絡模型[13]等。隨著信息技術的快速發展，GIS因強大的地理信息空間分析功能被廣泛應用于土地利用研究上[14]。在實踐應用方面，也有一些學者是從國家角度和政策管理方面來探討城市土地集約利用[15]。綜合來看，土地集約利用多是從研究尺度、指標選取、評價方法、政策等方面進行研究，對于集約利用的空間分布和相關性研究較少。

根據地理學第一定律可知：地球上存在的任何事物都與周圍的事物具有相關性，其相關性的大小由事物間距離的大小來決定[16]。空間自相關是空間統計學的一種方法，通過空間自相關分析可以檢驗某一地理變量空間分布中相鄰位置間的相關程度，揭示了各現象或屬性值在地域分布上的空間關聯，以此來判斷此現象或屬性值在全域和局部空間的聚集特性[17，18]。目前，該方法被廣泛用于經濟[19]、土壤[20]、人口[21]及各種資源的空間分布特征等領域。幾乎所有的土地利用空間數據都具有空間自相關的特性，空間相關性分析不僅可以研究土地結構數量的變化[22]，也可以探究城市土地集約利用的空間差異，即各地理要素之間的相關關系。因此，本文以玉溪市中心城區作為研究區域，在玉溪市中心城區建設用地集約利用研究的基礎上，分析其空間分布特征，提出促進建設用地節約集約利用對策建議，從而促進城市建設用地利用效率和效益的提高。

1 研究區概況

玉溪市中心城區位于紅塔區北部壩子地區中央，東與江川縣相連，東南與通海縣毗鄰，西與紅塔區大營街街道相連，北與紅塔區北城街道和小石橋鄉相連，土地總面積為8 326.88 hm2，其中建設用地4 661.38 hm2。中心城區行政區劃中主要涉及鳳凰街道、玉興街道、玉帶街道、高倉街道、李棋街道以及春和街道共6個街道辦事處。2016年末，中心城區常住人口約為30萬人，以城鎮人口為主，逐漸向高城鎮化發展。玉溪市中心城區是滇中城市群次中心，其舊城區集聚了公共服務的絕大多數功能。玉溪市有亞洲最大的卷煙生產企業——云南玉溪紅塔集團，是玉溪市中心城區的主要經濟支柱，中心城區的總產值大約80%來自于云南玉溪紅塔集團。

2 數據來源和研究方法

2.1 數據來源

研究涉及的人口、社會經濟資料來源于2016年玉溪市紅塔區統計年鑒及地方政府各相關部門；土地利用現狀數據來源于2016年紅塔區土地利用變更調查數據庫；中心城區范圍線、建筑面積等數據來源于2016年紅塔區城鎮地籍變更調查數據庫；房地產、土地市場地價交易資料等來源于玉溪市土地市場動態監測與監管系統以及實地走訪調查。

在地籍圖的基礎上，遵循城市總體規劃圖斑界線相對完整性、用地功能相對完整性、街道行政界線相對完整性的基本原則，最終劃定6種功能區類型，分別為居住功能區、商業功能區、工業功能區、教育功能區、行政辦公功能區、其他功能區。在功能區劃分的基礎上，根據所建立的指標體系，計算指標權重，用多因素綜合法計算得出玉溪市中心城區建設用地集約利用評價結果，以集約利用評價結果作為研究基礎。

2.2 研究方法

空間自相關的概念由Could于1970年首次提出，包括全局空間自相關和局部空間自相關兩個部分：其中，全局空間自相關是從全局整體角度來看，表明研究對象的空間依賴性。局部空間自相關則是從各個局部空間層面上表明研究對象在量級與方向上與全局總趨勢的擬合和服從程度。

(1)空間全域自相關

在ArcGIS支持下，運用ESDA分析法(探索性空間數據分析)對各功能區的集約利用度進行空間全域自相關分析，得出Global Moran’s I公式：

式中：Cij表示屬性相似矩陣；Wij表示空間相鄰矩陣；Xi和Xj分別表示i和j空間單元上的集約利用指數，Wij=1代表空間單元相鄰，Wij=0則代表不相鄰。

Moran’s I 的值域為[-1～1]，在顯著性水平下，其值越接近于0，則空間相關性越弱；反之，則越強。其中，正值為正相關，負值為負相關。

(2)空間局域自相關

在ArcGIS支持下，運用ESDA分析法(探索性空間數據分析)對各功能區的集約利用度進行空間局域自相關分析，得出Local Moran’s I公式：

式中：Wij表示空間相鄰矩陣；Xi和Xj分別表示i和j空間單元上的集約利用指數，Wij=1代表空間單元相鄰，Wij=0則代表不相鄰，σ為方差。

3 結果分析

3.1 建設用地集約利用的特征

由圖1可知，從集約利用類型來看，玉溪市中心城區土地利用類型由高到低從城區中心向外擴散。過度利用區只有兩個，分別分布在老城區中部和南部的邊緣，這兩個區域緊鄰主干道，交通擁堵，人口密度高。集約利用區主要分布在舊城區和中心城區的西北部，這些區域綜合容積率與理想值相符合，基礎設施完備，人口密度高，土地集約利用度高。中度利用區域在集約利用區以外，這些區域大多為新建城區，基礎設施比較不完善，交通條件欠佳，土地利用程度不高。低度集約利用區域主要分布在中心城區邊緣的城鄉結合部，這些區域有的尚未開發，土地利用較為粗放，集約利用水平低。從功能區類型來看，居住功能區、商業功能區以中度利用類型為主，工業功能區、教育功能區、其他功能區以集約利用類型為主，行政辦公功能區只有一個為集約利用類型，主要是由于中心城區擴大，新建居住區和商業區處于城市邊緣，占地面積過大且基礎設施不完善，人口密度小，而其他功能區相對較為成熟，集約利用程度好。

圖1 玉溪市中心城區建設用地集約利用類型分布圖Fig.1 Distribution pattern of intensive land use for construction in downtown of Yuxi City

3.2 各功能區集約利用空間相關性分析

3.2.1 全局空間自相關分析

由于玉溪市中心城區行政辦公功能區僅有一個，未能達到全局空間自相關樣本量要求，因此，各功能區集約利用度空間相關性分析中未考慮行政辦公功能區。從表1可以看出各個功能區集約度I指數都大于0，存在顯著的空間正相關性，P值均小于0.05，以95%置信區間檢驗閾值1.96為界限，其計算結果都大于1.96，表明土地利用集約度空間分布在整體上具有較強的正相關性，符合地學第一定律，即隨著距離的增大而衰減，有高集約度區域與高集約度區域相鄰接，低集約度區域與低集約度區域相鄰接的趨勢。其中居住功能區的空間正相關性最強，I指數為0.39且Z值最高為13.87，表明在鄰近區域內的居住用地擁有相似性即同為較高值或同為較低值。因為中心城區的用地類型以居住用地為主，主要集中于老城區，具有完善的基礎配套設施，容易形成鄰里集聚；其次為工業功能區，I指數為0.31，工業用地多集中于工業園區、高新技術產業園區等產業聚集區，且與產業園區的發展水平成正比，具有較強的經濟地理相關性；再次為商業功能區，I指數為0.22，商業用地多分布于居住區周圍，商業功能區與居住功能區關系緊密，即在老城區以商業帶動居住，新城區以居住帶動商業，容易形成空間集聚；教育功能區間自相關性再次之，I指數為0.21，這是由于高校用地較為集中，中學用地相對分散；其他功能區最小，I指數為0.11，這是由于其他功能區用地類型不同，分布較散亂。

表1 玉溪市中心城區各功能區 Moran’s I 指數結果Tab.1 Moran’s I index results of each functional area in downtown of Yuxi City

3.2.2 局域空間相關分析

由于行政辦公功能區樣本量太小，不滿足局域空間相關性樣本量的要求，因此選擇居住功能區、商業功能區、工業功能區、教育功能區、其他功能區進行集約利用度局域空間相關分析，得到空間聚類圖，進一部探索各類功能區集約利用指數的局部聚類特征信息。在空間聚類圖中，有“高—高”、“低—低”、“高—低”、和“低—高”這4個類型的集聚區，其中“高—高”集聚類型表示為高值聚類，“低—低”集聚類型表示為低值聚類，這兩者的Z得分為較高的正值，表示正局域相關，是典型的空間集聚；而“高-低”集聚類型表示為高值要素被低值要素包圍，“低—高”集聚類型表示低值要素被高值要素包圍，這兩者的Z得分為較低的負值，表現為負局域空間自相關，即空間離群。

圖2 玉溪市中心城區建設用地集約度空間集聚分布圖Fig.2 Spatial concentration distribution of intensive land for construction in downtown of Yuxi City

由圖2可知，“高—高”和“低—低這兩種集聚類型占據了各功能區集約利用指數分布的空間關聯模式的主要部分，說明各功能區的集約利用指數都表現為正局域相關，空間分布表現出了典型的空間聚集現象。在“高—高”集聚類型和“低—低”集聚類型這兩個主要的空間關聯模式中，“高—高”集聚類型主要集中分布在舊中心城區，舊中心城區大多為開發完善的密集居住區、人流量較大的商業區等，這些區域基礎設施完善，交通便利，人口密度大，說明了舊中心城區集約利用程度較高；“低—低”集聚類型主要分布在玉溪市中心城區的邊緣地帶，這些區域大多為開發規模較大、基礎設施較不完備的待開發區或正在開發的區域，新開發的住宅小區入住率還較低，商業開發也主要是以大面積的汽車銷售、4S店等為主，人口密度較低且經濟活動強度也相對較低，交通也不方便。從各功能區類型來看，居住功能區主要以“高—高”集聚類型和“低—低”集聚類型為主，商業功能區和其他功能區以“高—高”集聚類型為主，工業功能區以“低—低”集聚類型為主。此外，居住功能區、工業功能區、教育功能區以及其他功能區有部分異常值存在，主要分布在中心城區的邊緣地帶，這表明在中心城區范圍內建設用地集約利用指數具有一定的空間聚集性，但是在城市的邊緣區域出現了空間異質性，主要呈現在居住功能區中入住率低的新開發的住宅區(低值區)、工業功能區中屬于新開發的產業園區(低值區)和開發完善的其他功能區(高值區)、中小學用地(高值區)并存的現象。

4 結論與討論

本文在玉溪市中心城區建設用地集約利用評價的基礎上，進行各功能區的空間相關性分析，得出以下結論。

(1)玉溪市中心城區集約利用度呈現出由城市中心逐漸向外遞減的趨勢，符合克里斯塔勒的城市中心論。核心區域為中部的老城區，多為居住用地和商業用地，該區域基礎設施完善，人口密度大，土地利用集約度較高，土地利用類型多為集約利用；邊緣區在核心區外圍，多為新建住宅區和高校，該區域基礎設施相對中心區域有所欠缺，交通條件不夠發達，土地利用類型以中度利用為主；邊緣區域處于城鄉結合部，多為居住用地和工業用地，該區域離城中心較遠，交通條件差，地價較低，土地利用相對粗放，土地利用類型以低度利用為主。玉溪中心城區集約利用類型分布大致屬于“核心—過渡—邊緣”的空間模式結構，集約利用水平區域差異明顯，且土地集約利用水平在一定程度上存在集聚效應。

(2)從全局空間的角度來看，通過對玉溪市中心城區各功能區土地集約度 Global Moran’s I的檢驗得出：集約度隨著距離的增大而衰減，有高集約度區域與高集約度區域相鄰接，低集約度區域與低集約度區域相鄰接的趨勢，即各功能區地土地利用集約度空間分布在整體上具有較好的正相關性。其中居住功能區和商業功能區的空間正相關性最強，居住功能區占主導地位，且居住和商業功能區相互依附，容易形成聚集；其他功能區的正相關性相對較弱。

(3)從局部空間的角度來看，玉溪市中心城區建設用地集約度的分布既存在空間聚集性又存在空間異質性。集聚類型以在“高—高”集聚和“低—低”集聚類型為主，主要分布在城市中心和邊緣地區，也存在部分“高—低”集聚和“低—高”集聚類型，主要分布在城市中心和邊緣之間的過渡地帶，這表明建設用地集約利用度還受到經濟活動差異、政策規劃等諸多因素的影響，也表明部分區域建設存在不合理性。其中，商業功能區以“高—高”集聚類型為主，工業功能區以“低—低”集聚類型為主，居住功能區既有“高—高”集聚類型又有“低—低”集聚類型。

根據玉溪市中心城區建設用地集約利用空間相關性的研究結果，對其建設用地集約利用提出幾點建議：第一，根據中心城區土地利用發展趨勢，對規劃內容進行適當地調整和修改，合理科學地規劃中心城區布局，改善土地利用結構。對今后要開發改造的建設用地，嚴格按照土地利用總體規劃來執行，這樣可以有效控制和平衡建設用地的供需數量，促進城市土地向集約利用的方向發展。第二，玉溪市中心城區老城區主要以集約利用類型為主，但是隨著經濟社會的發展，老城區基礎設施退化，建筑密度大且交通擁擠，已不能滿足新型城市功能的需求。應對老城區進行結構挖潛，積極進行舊城改造，合理規劃用地結構，推進宜居美麗的生態文明城市建設。而對于城市邊緣低度利用的土地，如對入住率低的住宅區應完善其基礎設施建設，對用地率低的工業企業進行適當引導形成工業區等。第三，中心城區存在部分異常值區域，這些區域主要分布在城鄉結合部，應該充分發揮城鄉結合部的區位優勢，多開發高新技術產業帶動經濟的發展，可以結合工業區建設配套的生態住宅區來提高人口密度。