中国西部河谷型城市土地利用效益与城市化耦合协调发展研究

白硕++杨永春++史坤博++杨欣傲++柳煜

摘 要：土地资源短缺是河谷型城市发展中极为突出的瓶颈问题，如何提高河谷型城市土地利用效益以适应快速城市化进程是目前亟待解决的问题。本文以中国西部7个典型的河谷型城市为例，定量测度了其土地利用效益与城市化水平耦合协调关系。研究表明：1995年～2012年，7个城市土地利用效益和城市化水平评价指数均有大幅上升，二者耦合协调等级均进入协调发展阶段。土地利用效益与城市化水平两个子系统之间相互关联，人口城市化和社会城市化对土地利用效益影响较大，经济效益和生态效益对城市化水平影响最为明显。随着经济发展水平差距的缩小，各城市间协调性差距也逐渐缩小。区域发展的非均衡性导致西部河谷型城市与平原城市的土地利用效益、城市化水平以及二者的耦合协调关系的评价指数的增长速率并无明显差别。

关键词：土地利用效益；城市化；耦合协调；河谷型城市；中国西部

中图分类号：F301.2 文献标识码：A

河谷型城市是城市建成区主体或者核心部分在河谷中形成和发育，并且发育受到河谷地形及周围山地或丘陵较为强烈的直接限制的城市[1]。中国正处于快速工业化和城市化阶段，人口和产业在河谷地区快速集聚，但由于缺乏对河谷型城市规划建设的科学认知，盲目沿用平原城市的建设模式，导致河谷型城市出现了生态环境恶化、可利用土地资源的严重短缺等一系列人居环境问题[2]。如20世纪60年代兰州开展的填河造地，20世纪末重庆江北新区大规模的开山填河等，都是迫于土地资源短缺而做出反自然的发展行为。

土地是人类赖以生存的基础，其利用效益影响着城市化水平的提升，二者协调驱动才能实现城市持续快速发展，所以如何提高城市土地的利用效益也成为诸多学者探索的热点。20世纪初期，韦伯[3-4]率先提出城市工业用地的基本理论，认为城市作为区域经济文化中心，必将导致大量人口、产业集聚，城市土地更为稀缺。当前，国内学者针对土地利用效益和城市化水平协调发展进行了较广泛的探讨，但是，已有研究多关注中国东中部发展较好的城市或区域，如范辉等[5]采用分值计算法，研究了浙江省人口城市化和土地城市化的时空演变格局。叶敏婷等[6]以深圳市为例，利用层次分析法对土地利用效益进行了时间动态与空间分异的探究。周丹等[7]使用变异系数法等，对陕西省2001年～2010年的土地资源利用效益进行了综合评价。国内学者尚未对西部城市，尤其是典型河谷型城市的土地利用效益与城市化水平协调发展问题足够重视，并且二者发展现状、规律与主要矛盾尚不明确。

基于此，本文选取中国西部7个典型的河谷型城市作为研究对象，对其土地利用效益和城市化水平进行定量测度，以期探讨中国河谷型城市的土地利用效益与城市化的耦合规律，为城市发展规划提供一定参考。

1 土地利用效益和城市化水平测度

1.1 研究区选取

中国“西高东低”的地势条件催生了大量河谷型城市在西部地区集聚[2]。本文根据中国西部河谷型城市发展现状，选取兰州、西宁、天水、延安、攀枝花、自贡和宜宾等7个典型的河谷型城市作为研究对象（图1）。以上城市均为地级市，享有较高的行政地位，是该市域的经济中心，并且拥有高原、山地、丘陵、盆地等多种地形，具有较强的代表性。

1.2评价指标体系的建立

土地利用效益是包括社会、经济和生态等的综合效益，城市化水平也是由人口、经济、社会等多要素构成的复合运行系统，因此，进行定量测度与评价时，应结合社会、经济和生态等多方面因素。本研究通过借鉴相关文献[8-16]，结合河谷型城市现状和发展前景，遵循科学性、系统优化、可比性、动态性、代表性等原则，选取相对指标和单位强度指标，构建了土地利用效益和城市化水平指标评价体系（表1），力求较全面、客观地反映土地利用效益及城市化水平。基础数据来源于1996年～2013年各城市统计年鉴。对于极个别缺失数据，以线性回归的方式补充。

1.3 评价方法

1.3.1无量纲化处理

由于指标量纲各不相同，因此本研究选用离差标准化[16-17]的方法对原始数据进行无量纲化处理，以便于直接进行运算和比较。

1.3.2确定指标权重

由于评价指标的权重对评价结果影响显著，为了避免指标权重的主观性，本研究结合马利邦等人的研究方法[18]，采用变异系数法确定权重。因充分考虑了因子的均衡性，本文认为准则层各因子对目标层因子有相同贡献，权重值应相同。因此，城市土地利用效益子系统中准则层各因子的权重均为0.3333，城市化水平子系统中准则层因子的权重均为0.2000。

2 土地利用效益与城市化水平发展研究

2.1 土地利用效益评价

根据7个城市在1995年～2012年间土地利用效益的评价指数（图2）可以得出，7个城市的土地利用效益虽有波动，但总体处于上升趋势，城市总体土地利用效益的评价指数年均增幅为0.57，增幅显著。说明近年来多数河谷型城市在保证城市化进程的同时，对于土地的整体利用水平正在提升。

自贡市和延安市的土地利用效益虽有大幅增长，但波动明显：（1）延安市土地利用效益在1997年出现由0.1739至0.4776的大幅增长，在1998年～1999年间，骤减到0.2347。究其原因是生态效益由0.0472增长到0.8770后降至0.4430的快速變化引起土地利用效益剧烈波动。（2）自贡市1996年～2004年间土地利用效益评价指数缓慢增长，但在2005年突然出现下降。这是由于社会效益由0.5557下降到0.0101。2005年自贡市开始实行《自贡市城市中心区市场总体规划（2004—2020）》，对城市建成区的人口、道路、区划做了大量调整，导致该年内土地利用效益下降，但之后该市土地利用效益因社会效益的大幅提升表现出较快上升趋势。这一波动说明社会效益虽然短时期内将限制土地利用效益的发展，但从长远看，提升社会效益对促进土地利用效益具有巨大促进作用。

2.2 城市化水平评价

对7个河谷型城市的城市化水平子系统准则层因子进行评价（图3），所得结果表明：1995 年～2012年间，各城市的城市化水平评价指数虽有波动，但整体呈明显的增长趋势。除天水市外，其他城市的城市化水平评价指数均达到0.75以上，处于较高的城市化水平。虽然天水市城市化水平评价指数在七个城市中处于较后位置，但也表现出平稳小幅增长趋势。

2.3 土地利用效益与城市化水平耦合协调评价

根据土地利用效益和城市化水平的耦合协调系数（图4），整体来看，各城市耦合协调系数大体呈上升趋势，且增幅巨大。2012年，各城市耦合协调系数均在0.8以上，进入协调发展阶段，其中，兰州市、攀枝花市、延安市、宜宾市和自贡市5个城市耦合协调系数更是达到0.9以上，成为优质协调。而在1995年，除兰州外，其他6个城市均处于失调衰退阶段，表明当时西部河谷型城市并未注意到快速城市化进程中缺少对土地的合理规划、土地使用效率低等问题。该7个城市虽然起步较低，但到2012年，二者的协调度发生了巨大改变，由此可以看出，河谷型城市重视经济建设的同时，也提高了土地整体利用水平，二者协调发展，一定程度上缓解了其土地短缺问题。

另一方面，截至2012年，各城市的耦合协调系数均处于0.89～0.93之间，城市间土地利用效益和城市化水平耦合协调系数差异性降低，呈现出逐渐收敛的趋势。这可能是由于西部河谷型城市的经济市场环境不断完善，区域经济的一体化发展水平逐渐提升，所以使得西部河谷型城市目前处于相对均衡发展、较为健康的发展趋势。

饶映雪等[20]以武汉市为研究对象得出该市2005、2008、2011土地利用效益与城市化水平耦合协调发展系数分别为0.6011、0.7607、0.8582，刘善开等[21]发现厦门市2003、2007、2010年二者耦合协调系数分别为0.55、0.60、0.73，而西部河谷型城市的耦合协调系数在2005年～2012年间大体处于0.5215～0.8666，由此看出，东中部平原城市与本研究得出的西部河谷型城市耦合协调系数增长速率相差不多。

2.4 土地利用效益与城市化水平的相互作用关系

根据灰色关联模型测得结果（表3），7个河谷型城市的城市化水平指标层各因子对土地利用效益的灰色关联度在0.6572～0.9106之间，关联性较大，但各因子与土地利用效益的关联性表现出较大的差异性，各城市土地利用效益的影响因素也不尽相同。具体来看，非农业人口比率对各城市土地利用效益影响最大，关联度在0.7560～0.9106之间，该因子反映了人口城市化水平，表明降低用于第一产业的土地和人员所占比例对提高城市土地利用效益有重要作用，因此，将农业用地转变为建设用地，调整产业结构并进行优化，增加经济效益，对城市土地利用效益增长有着积极作用。万人公共图书馆藏书等五项社会城市化准则层因子对城市化水平影响较大。这是由于社会城市化准则层因子代表了城市社会发展水平，土地的整体规划和利用效益为社会进步奠定了基础。

由表4可知，土地利用效益指标层各因子对城市化水平灰色关联度在0.6283～0.8822之间，具有较大的关联性。其中，地均第一产业产值、地均第二产业产值、地均固定资产投资等代表城市经济效益等因子影响最为明显，而经济是城市化进程的核心动力，在城市化进程中，提高土地经济效益仍是首要任务。另外，生态效益中各因子与城市化水平关联度均在0.7以上，影响较为明显。生态环境条件是制约与支撑城市化的主要因素，河谷型城市由于受自身自然环境条件的制约，进行快速的城市化进程中对生态环境资源条件极为依赖，但随着近年来人类对自然资源开发方式的转变以及科学技术的发展，各城市的生态效益均出现大幅上升，无疑对各河谷型城市城市化水平的提高起到了巨大的推动作用。

3 结论与讨论

城市土地利用效益和城市化水平评价指数在1995年～2012年虽有波动，但整体呈上升趋势且增幅较大。中国西部河谷型城市土地利用效益与城市化水平协调性上升。在1995年～2012年间，七个城市的协调性呈明显上升趋势，并且由于各城市经济发展、生态水平差异缩小，城市间土地利用效益和城市化水平耦合协调系数的差异性也随之减小。城市土地利用效益中经济效益与生态效益对城市化水平影响最为明显，因此优化产业结构、提高城市经济实力、加大企业资金投入、加强城市生态建设等措施可能会使土地利用效益进一步提高。城市化水平中非农业人口比率和社会城市化准则层因子对土地利用效益影响最大，所以，大力发展第二、三产业，提高社会服务能力均会对城市化水平的提高起到促进作用。

理论上，由于河谷型城市较平原城市土地更为短缺，在发展过程中对于土地资源的渴求程度更高，随着用地面积的扩张，耦合协调关系的增长速率应明显快于平原城市。但通过与已有研究相比较，经济发展相对落后的西部河谷型城市与东部平原城市相比，土地利用效益与城市化水平的耦合协调关系的评价指数的增长速率并无明显差别，这主要是区域发展的非均衡性作用的结果。西部河谷型城市，受空间区位、自然环境和国家政策等因素的影响，城市经济发展水平相对落后，对土地的渴求程度也随之被弱化，导致西部河谷型城市与平原城市相比，耦合协调关系的增长速率并无较大差别。另外对于西部河谷型城市来说，为实现更高质量的城市化水平，提升土地利用效益仍是重要前提。

参考文献：

[1] 楊永春. 中国西部河谷型城市的发展和空间结构研究[M]. 兰州：兰州大学出版社，2003.

[2] 杨永春. 河流文明-河谷型城市生长与建设原理[M]. 兰州：兰州大学出版社，2012.

[3] Philip Mccann， Stephen Sheppard. The rise， fall and rise again of industrial location theory[J]. Regional Studies，2003，37（6-7）：649-663.

[4] Klaassen L H. The analysis of industrial relationships in location theory[J]. Papers in Regional

Science，1966，16（1）：123-128.

[5] 范辉，刘卫东，吴泽斌，等. 浙江省人口城市化与土地城市化的耦合協调关系评价[J]. 经济地理，2014，34（12）：21-28.

[6] 叶敏婷，王仰麟，彭建，等. 深圳市土地利用效益变化及其区域分异[J]. 资源科学，2008，30（3）：401-408.

[7] 周丹，张勃，张春玲，等. 陕西省2001-2010年土地资源利用效益评价[J]. 水土保持通报，2014，34（2）：240-244.

[8] 仇娟东，赵景峰，吴建树. 基于耦合关系的中国区域土地利用效益水平测度[J]. 中国人口·资源与环境，2012，22（1）：103-110.

[9] 吴得文，毛汉英，张小雷，等 .中国城市土地利用效率评价[J]. 地理学报，2011，66（8）：1111-1121.

[10] 刘耀彬，李仁东，宋学锋. 中国区域城市化与生态环境耦合的关联分析[J]. 地理学报，2005，60（2）：237-247.

[11] 邱士可，王莉. 城市规模与土地集约利用研究[J]. 地域研究与开发，2010，29（3）：110-113.

[12] 席娟，张毅，杨小强. 陕西省城市土地利用效益与城市化耦合协调发展研究[J]. 华中师范大学学报：自然科学版，2013，47（1）：117-123.

[13] 鲁春阳，高成全，杨庆媛，等. 不同职能城市土地利用结构影响因素分析[J]. 地域研究与开发，2012，31（1）：120-125.

[14] 彭建，蒋依依，李正国，等. 快速城市化地区土地利用效益评价—以南京市江宁区为例[J]. 长江流域资源与环境，2005，14（3）：204-309.

[15] 武京涛，涂建军，阎晓，等. 中国城市土地利用效益与城市化耦合机制研究[J]. 城市发展研究，2011，18（8）：42-45.

[16] 张明斗，莫冬燕. 城市土地利用效益与城市化的耦合协调性分析—以东北三省34个地级市为例[J]. 资源科学，2014，36（1）：8-16.

[17] 王雨竹，徐培玮. 京津冀地区城市土地集约利用与城镇化耦合协调关系研究[J]. 水土保持研究，2016，23（1）：200-204.

[18] 马利邦，牛叔文，李怡欣. 甘肃省城市化与生态环境耦合的量化分析[J]. 城市发展研究， 2010，17（5）：52-58.

[19] 李国柱. 经济增长与环境协调发展的计量分析[M]. 北京：中国经济出版社，2007.

[20] 饶映雪，戴德艺，刘成武. 武汉市城市化与城市土地集约利用的协调性研究[J]. 安徽农业科学，2016，44（6）：238-241，282.

[21] 刘善开，韦素琼，高月华，等. 基于耦合模型的城市土地集约利用与城市化协调发展研究—以福建省9个设区市为例[J]. 福建师范大学学报：自然科学版，2015，31（2）：96-105.

The research on the coupling and coordination development between urban land use benefits and urbanization of valley city in Western China

BAI Shuo1， YANG Yong-chun1，2， SHI Kun-bo1， YANG Xin-ao1， LIU Yu1

（1.College of Earth and Environmental Sciences， Lanzhou University， Lanzhou 730000， China； 2. Key Laboratory of Western Chinas Environmental Systems， Ministry of Education of the Peoples Republic of China， Lanzhou 730000， China）

Abstract： Shortage of land resources is a serious problem to the development of valley-cities. Based on seven typical valley-cities in Western China， the quantitative measures have been made to study the coupling relationship between land use benefits and urbanization. The research has shown that the coupling coordination of land use efficiency and the level of urbanization of those cities have been entered into the phase of coordinated development by 2012. Due to the difference of the economic development between these cities decreases， coordination between urban difference decreases. Hungry on the demand of whole land， it need to be planned again. Thus， according to the layout of the natural resources， making a reasonable guide for the construction of the western industrial chain， balancing urban and rural development， driving the regional industrial transfer and upgrade， the coordinated development of social economy and ecological environment， has become a type of choice for the urban development in Western valley-cities.

Key words： land use efficiency； urbanization； coupling coordination； valley city； Western China