半城市化地区土地适宜性评价方法及应用——以厦门市集美区为例

石龙宇，黄云凤，崔胜辉，刘 江

（1.中国科学院城市环境研究所，福建 厦门 361021；2.集美大学生物工程学院，福建 厦门 361021）

1 引言

半城市化地区（peri-urban area）是与传统的城乡二元景观截然不同、城乡职能与景观混杂交错的新型地域［1］。它并不是一个具体的区域，而是一个只能用特征和现象描述的扩散型地域类型，往往是在大城市内部活动的驱动下产生的［2］。中国半城市化地区的特征是在经济结构中非农产业产值占总GDP比重较高，但城市化率水平（非农人口占总人口比重）较低［3］。

国内半城市化地区的研究尚处于起步阶段，对半城市化地区的特征［3］、动力机制［4］及其判别指标体系［5］总结较多，然而关于半城化地区土地适宜性评价、土地资源可持续利用方面的研究较少。随着城市的扩张，半城市化地区的农田和林地不可避免地将被占用，同时会带来一系列的社会环境问题［6］。合理评价和规划半城市化地区的土地资源，解决不同土地利用类型间的矛盾冲突，对实现城市可持续发展具有深远意义。因此，本文以厦门市集美区为例，针对当地土地利用现状，构建土地适宜性评价指标体系，采用遥感、地理信息系统、层次分析法、专家评分法等手段对特定类型的土地适宜性进行评价，以期为半城化地区的土地资源规划和管理提供科学参考。

2 研究区域概况

集美区属厦门市辖区，经由厦门大桥、集美大桥和杏林大桥与厦门岛连成一体，是进出厦门经济特区的重要门户，深受厦门岛的社会经济辐射影响。该行政区包含4个街道和2个镇，即杏滨街道、杏林街道、集美街道、侨英街道、灌口镇和后溪镇。国土面积251.3km2，2008年末户籍人口21.1万人，其中非农人口为13.5万人，城市化率达64.0％。地貌以丘陵、山地为主，气候终年温和湿润。土地利用类型以农用地为主。农产品生产以经济作物为主，如蔬菜、稻谷和油料作物，粮食生产比例不高。由于城乡土地所有制不同、土地规划管理意识薄弱，导致集美区各村镇的工业、农业、服务业和住宅等各种用地交错分布，区域景观格局凌乱无序。

2003年以来，厦门市优化调整城市功能分区，集美区作为城市向岛外拓展最为便利的地区，其经济一直保持较高的增长率。2008年，集美区国内生产总值（GDP）为210.9亿元，其中非农产业（第二、三产业）产值为206.6亿元［7］，占GDP总量的98.0％，呈现出典型的半城市化地区特点。

3 评价方法和步骤

3.1 构建评价指标体系

将集美区划分为农用地、建设用地和生态用地三种土地利用类型，根据每种土地利用类型的特点选择评价指标，建立土地适宜性评价指标体系（表1）。其中，农用地是指用于种植业的用地类型，土地适宜性主要考虑地形坡度、土壤质地和土地承载力3个因素的影响；建设用地是指用于居住、工业、商业、服务业等的用地类型，其适宜性主要受道路交通状况、地基承载力（地质构造）和人口密度等社会环境的影响；生态用地是指农用地和建设用地以外，用于水源涵养、绿地保护、防灾减灾功能的土地，所处区域的生态环境较脆弱，具体包括淡水湖泊、林地、草地、滩涂等用地类型。

3.2 单项指标评价

首先，通过遥感图像解译、文献调研和实地调查等方法获得每一项评价指标的空间数据和属性数据，生成评价指标的栅格专题图；然后，以集美区土地利用现状图为基础，利用ArcGIS软件的空间叠置功能由地貌图及土壤图进行叠置，得出最小图斑作为土地适宜性的评价单元；接下来，参照FAO《土地评价纲要》和《县级土地利用总体规划编制规程》的规定，并结合专家咨询法制定单项指标的分级评价标准，逐一确定每一评价单元的土地适宜性并打分。评价等级从低到高依次赋予1—10之间的分值，表示某项评价指标对某种土地利用类型的适宜性程度。具体每项评价指标的内涵和分级评价标准如下：

（1）坡度。集美山区坡陡谷深，且都处于河流的发源地，坡地开垦容易造成水土流失［8］。本文定义15°—25°和小于15°区域为基本适宜和适宜的农用地区域。

表1 集美区土地适宜性评价指标体系Tab.1 Indicator system for land suitability assessment in Jimei District

（2）土壤质地。是土壤的一种十分稳定的自然属性，对土壤肥力有很大影响。文中定义砂壤和黏土为基本适宜，壤土为适宜区域。

（3）土地承载力。本文引入等谷量［9］概念，将不同量纲的农产品转化为同一量纲的等谷量，转化系数见表2。参考美国膳食结构标准中涉及的素食型营养水平［10］，即维持生存所需的最低营养水平，作为本研究的生活水平需求，经等谷量转换计算约为60万等谷量/人·a。据此，可根据集美区不同街道（县）的农产品产量计算出当地的土地人口承载力，具体计算公式如下：

式1中，C为某一区域的土地人口承载力；Qi为第i种农产品的产量，文中的农产品包括稻谷、甘薯、玉米、高粱、大豆、油料作物、糖料作物、蔬菜、水果、奶类、禽蛋、肉类等；Gi为等谷量转换系数（表2）；S为某种生活水平下的等谷量需求。定义土地人口承载力小于1万人的区域不适宜发展农业，1万—10万人之间的区域较适宜发展农业，大于10万人的区域为发展农业的适宜区域，等级评分依次对应1、5、10分。

表2 等谷量转换系数Tab.2 Conversion factors of equivalent paddy

（4）道路交通。本文定义在交通干道距离小于4km的区域内为适宜建设区域；4—8km内为较适宜区域；距离交通干道距离＞8km为不适宜发展建设用地区域。

（5）地基承载力。通常地层构造形成的年代越久，其地基承载力越大。按照地层构造形成由远到近进行排列，集美区的地层构造类型有燕山第二亚构造层和喜马拉雅第二亚构造层。主要的岩石类型有白垩纪侵入岩和晚侏罗纪侵入岩。根据地层的稳定性，本文定义燕山第二亚构造层白垩纪和晚侏罗纪侵入岩区域的土地适宜性分别为适宜和较适宜，而喜马拉雅第二亚构造层区域定义为不适宜。

（6）人口密度。定义人口密度大于2000人/km2、1000—2000人/km2、小于1000人/km2的区域分别为适宜、较适宜和不适宜区域。

（7）水源保护。集美区三面江环水绕，区内河网纵横，潮汐明显。生物物种结构简单，食物链易受干扰。在水源保护地，例如坂头—石兜水库周边地区适宜作为生态用地保护起来。

（8）土壤侵蚀。在土壤侵蚀多发地区，不应当开发建设和发展种植业，应该种植林木或者草本植物，作为生态用地使用，以保持水土，维持集美区的生态平衡。

（9）风暴灾害。影响洪涝灾害的因素主要包括地势高程、植被类型等。集美区地势较低，沿海地区易受风灾，特别是南部万顷沙一带。在风暴灾害高发地区不适宜高密度开发建设，而应当作为生态用地加以保护。

3.3 指标叠加分析

利用ArcGIS软件的叠加分析功能，将特定土地利用类型的单项指标适宜性评价结果进行加和，得到特定土地利用类型的适宜性评价图，计算公式如下：

式2中，V为特定土地利用类型的适宜性评价值；Bi为第i项评价指标的评价值；Wi为第i项评价指标的权重，通过层次分析法确定；n为评价指标体系中评价指标的数量。

根据每种土地利用类型的总体得分，将土地适宜性分为3个等级：适宜（10分及以上），指用地的自然环境条件比较优越，能适应特定土地利用类型发展的需要，土地质量评价的各项因子均处于最优或较优状态，一般不需要或只需稍采用一定的工程措施即可用于开发的用地；较适宜（5—7分），指对所定用途具有轻微的限制性，需要采取一定的工程措施，改善条件后才能用于开发的用地；不适宜（4分及以下），指对所定用途具有明显的限制性，不能利用或不能持续利用的土地，利用不当容易引起土地退化。

4 评价结果

由式2计算得到集美区农业用地、建设用地和生态用地的土地适宜性评价结果如图1和表3所示。

图1 集美区土地适宜性评价结果Fig.1 Results of land suitability assessment in JimeiDistrict

表3 集美区土地适宜性评价结果Tab.3 Results of land suitability assessment in JimeiDistrict

由表3可以看出，集美区农用地适宜性总面积为29.5km2，占全区总面积的11.7％，主要分布在中部和南部平原地区；全区建设用地适宜性总面积38.60km2，占全区总面积的15.4％，主要分布在集美片区和杏林片区中部地区；全区生态用地适宜性总面积4.0km2，占全区总面积的1.6％，主要分布在杏林片区沿海及中部的坑塘水库地区。与实际的土地利用现状图比较发现，适宜发展建设用地的地区已经全部被建设用地覆盖。从各种土地利用类型的较适宜区，即后备资源分布来看，农用地资源主要分布在灌口镇和杏林镇，占全区总面积的41.5％，但由于其中大部分已被建设用地占用，导致集美区的后备农用地资源严重匮乏；较适宜建设用地主要分布在杏林片区及以北高速公路沿线，占全区总面积的32.6％；后备生态用地主要包括杏林湾、马銮湾以及石兜、坂头水库周边的水源保护地，占全区总面积的31.3％。

5 结语

半城市化地区是一种性质特殊的人文地理区域，一方面由于城市中心信息、技术等的辐射和扩散，乡村非农产业发展迅速；另一方面由于城乡二元户籍管理和行政管理等体制的制约，导致人口城市化程度较低，呈现出“似城非城”的独特区域。笔者在借鉴前人经验的基础上，以RS、GIS技术为支撑，选取厦门市集美区这一典型半城市化地区为研究区域，针对当地土地适宜性进行分析，对区域内农用地、建设用地和生态用地三种土地利用类型，构建了各自的评价指标体系，得到土地适宜性评价结果图。评价结果表明：集美区土地资源以农用地为主，生境良好，类型多样。适宜作为农用地、建设用地和生态用地的土地面积分别占总面积的11.7％、15.4％和1.6％，与当地土地利用实际比较吻合。建设用地占用耕地，破坏生态用地是集美区土地资源可持续利用亟待解决的问题。本文的评价结果对未来土地利用规划和土地资源管理具有参考意义。构建的土地适宜性评价指标体系具有简单易行、操作方便、数据可获得性强的特点，其评价方法和步骤可用于其他半城市化地区。

（References）：

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