城镇建设用地潜力的双向挖掘研究——以大连花园口经济区为例

(辽宁师范大学 城市与环境学院,辽宁 大连 116029)

城镇建设用地潜力的双向挖掘研究
——以大连花园口经济区为例

李欣欣,王 利,王 震
(辽宁师范大学 城市与环境学院,辽宁 大连 116029)

以大连花园口经济区为研究对象,对城镇建设用地潜力进行测算。基于城市规划与土地规划标准,将经济区划分为内部区域、毗连区域和外部区域;将“二调”数据修正到2015年,采用潜力评价模型测算三类区域在最大、最可能、最小挖潜条件下的潜力值。采取“增减挂钩”措施,将外部区域潜力置换到毗连拓展区,实现区内耕地置换、外部区域潜力动态平衡,将内部区域和毗连区域的双向挖掘潜力加和得到全区潜力评价结果。综合考虑各因素,推荐全区建设用地潜力为42.43km2。研究得出的潜力评价结果可作为土地利用总体规划、城市总体规划和产业布局规划等的基础依据,为新一轮土地规划调整完善的数据支撑，对沿海地区同类开发区城镇建设用地潜力挖掘提供借鉴。

城镇建设用地;外部潜力;内部潜力;大连花园口经济区

1 前言

土地利用研究起源于英国古典政治经济学家大卫·李嘉图[1]的地租理论,主要涉及农业用地。他认为,通过对固定大小的地块不断增加资金、劳动力和生产技术的投入,将获得高产量和高收入。随着研究的深入,世界各国展开了土地利用调查研究。索尔[2]等率先对美国密歇根州的土地利用开展了综合调查。自20世纪40年以来,土地利用研究进入了一个新阶段,澳大利亚、英国、加拿大、荷兰和一些东欧国家,以及东亚的日本、南亚的印度[3]、北美洲的墨西哥、南美洲的巴西等国家依次进行了土地资源利用研究。在以上土地资源研究中,土地利用数据收集和分析是其基本工作，这些研究为政府的规划决策提供了基础资料。1972年联合国粮农组织(FAO)在荷兰瓦格宁根举行了探讨土地评价的全球专家会议[4],提出了土地适宜性评价系统；随后在1976年发表的《土地评价纲要》成为全球土地评价研究趋向成熟化的重要标志[5],但此时土地评价的对象仍然是农业用地。

近年来,土地利用评价逐步从农用地延伸到城镇建设用地,如城镇、工业区、开发区等均已涉及。同时，关于城镇土地利用的指标也日益丰富,如用地类型、容积率、建筑高度和建筑密度等指标的广泛应用。除了研究对象扩大化外,研究方法和技术手段也日益完善。如运用多准则决策分析法[6]、空间指标和图像纹理映射[7]、专家系统方法[8]等,以及通过ArcMap、ArcGIS[9]、ENVI 4.5[10]软件进行遥感影像识别、土地利用类型分类和城镇土地利用优化等研究。

改革开放以来,我国经济迅速发展促使学者们更加重视城镇土地研究。例如，刘彦随、史培军、刘耀林等在城镇化、土地利用方面的研究成果突出；2002年何芳等分析了我国土地资源现状和存在问题,论述了开展城市土地集约利用的紧迫性[11];刘波对国内外城镇土地利用的发展成果进行了分析,并提出了以后的发展路径[12];胡永光总结了国内外城镇土地利用研究进展，以及土地利用的相关理论[13]。以上研究成果为各级政府认清城镇土地利用问题、坚持挖潜提供了理论支撑。

对城镇土地利用潜力的挖掘,一般学者多从宏观尺度、中观尺度、微观尺度三个方面进行研究。针对不同的尺度空间,构建符合空间特征的评价指标体系。宏观研究注重区域的整体潜力,从外部扩展、产业结构、利用强度、政策管理等角度挖潜;微观研究则侧重具体地块的内部潜力,利用容积率、固定资产投资、税收收入等手段挖潜。徐蕾[14]以省级尺度为挖潜单元,研究了江西省的城镇土地潜力;曹炳汝[15]、王利[16]、宗跃光[17]、丁然[18]等以市域尺度为评价单元,分析了无锡市、大连市、西安市的建设用地利用水平;郑玲[19]以微观地块为挖潜对象,构建评价指标体系分析了大连双D港的城镇土地利用潜力。

综上所述,我国对城镇土地利用潜力的研究应用到各地区实证研究中,已取得了一定的效果。但在研究过程中仍存在一些问题,如评价指标体系仍需改进、研究尺度继续细化,以及土地利用潜力的实证研究大部分集中在省市县区域,缺少沿海工业型经济区的分析。本研究从特色经济区着手,以城镇各类建设用地为评价对象,构建各类建设用地的土地利用集约评价模型,对经济区内各类建设用地的潜力进行了双向挖掘。

2 研究区域概况

大连市花园口经济区位于辽宁黄海沿岸中段、大连市域东北部地区,与省会城市沈阳市和大连市主城区的中心直线距离分别为250km和120km。大连市花园口经济区东部与大连市庄河市接壤,西部同大连市普兰店区毗连。2015年,花园口区辖明阳街道和16个行政村,陆地及沿海滩涂面积共计268km2,户籍人口67000人。

大连市花园口经济区现有土地面积23.99km2,包括耕地、村庄、园地、林地、保护水体、交通用地、城镇用地、沿海滩涂、未利用地九类用地类型。花园口经济区建设用地主要包括城镇用地、村庄、交通用地,共计47.00km2。其中,现状城镇用地面积25.19km2,占建设用地的10.51%;村庄用地面积19.52km2,占建设用地的8.14%;交通用地面积2.29km2,占0.96%。花园口经济区所处位置见图1。

图1 花园口地理位置及行政区划

3 数据源与数据预处理

本文中所有的DEM数据、遥感影像和矢量数据均设置为WGS_84 UTM51-N投影,有关数据源与数据预处理具体见表1。

表1 数据源与数据预处理

(续表1)

数据名称数据特征主要用途Landsat8遥感影像2015年获取的分辨率为30m数据结合花园口经济区总体规划(2013—2030年)与遥感影像划定城镇建成区，得到内部挖潜区域(建成区)边界DEM数据美国NASA制作30m空间分辨率的DEM流域分析提取山脊线，从而得到和毗连拓展区域的边界

4 指标选取与理想值确定

4.1 指标选取

针对评价区域的内外部空间,本文采取分区综合评价与整体区域综合评价相结合的方法,选取投资强度、产出效益度、税收上缴度、就业提供度多个投入—产出指标,考虑经济区所处发展阶段、土地利用结构、产业布局结构等多方面因素,以工矿仓储企业和服务企业投资经营实际调查资料为前提,基于不同开发区、开发区内部差异选取的城镇建设用地潜力挖掘指标,并且经过不同功能区的评价,最终得到城镇建设用地的潜力。

4.2 理想值确定

基于不同行业的理想值确定:据现有的国民经济行业分类与代码(GB/T4754—2011),在此前提下本文结合其他相关标准,提出工业主导型的开发区和工业园区基本产业类别,参照大连保税区、大连长兴岛经济技术开发区、大连出口加工区、旅顺经济技术开发区的各类产业情况和花园口区土地利用总体规划,进一步归纳提出各类别的建设用地投入水平、产值水平、税收上缴率和就业提供率理想值。

基于村镇规划和城市规划的理想值确定:依据《花园口经济区城市总体规划(2013—2030年)》,鉴于现状人均建设用地过大,产业用地需求旺盛的阶段特征,近期到2018年建设用地以满足产业发展需求,控制粗放增长为主,人均建设用地指标控制在180m2以内；远期到2030年随着产业和城市共同发展,建设用地应以注重以效率利用为主,人均建设用地指标控制在130m2以内。

5 城镇建设用地潜力测算

5.1 内部潜力挖掘

根据遥感影像和“十三五”规划的划分,将内部挖潜区分为居住区、商业区和工业区三类功能区。依据三个功能区的情况,以投入、产值、税收、就业四项指标结合建设用地潜力评价模型对建设用地使用效率进行综合评价,建成区各项评价指标见表2。

在扣除生态用地的前提下,按照工业、居住、服务业三类区域,考察投入密度、产出密度、税收密度、就业密度四项指标,按照最大、最可能、最小三个条件测算工业、居住、服务业潜力。采用下式进行潜力测算,测算结果见表(2),计算公式为:

STM=(TAI-TAP)+STE×λ1(λ1∈[0.1,0.2])

(1)

式中,STM表示工业区潜力值;TAI表示工业区现实值;TAP表示工业区理想值;STE表示工业区内的生态用地(包括水体、河道、绿地、公园、生态隔离带等);λ1表示生态区可利用比重。同理,居住区潜力(STR)、服务业区潜力(STS)也适用式(1)。

建设用地使用效率测算公式:

(2)

STA=STM+STR+STS

(3)

式中,STA表示内部区域潜力总值;STM表示工业区潜力;STR表示居住区潜力;STS表示服务业区潜力。

表2 建成区各项评价指标

考虑可行性大小排序:最可能条件gt;最小可能条件gt;最大可能条件,因此建议外部区域潜力值为10.12km2,作为提高土地使用率的主要参照,通过内部区域挖潜,促使各功能区提高建设用地使用效率。内部区域潜力总值见表3。

表3 内部区域潜力总值

表4 外部区域土地利用数据

5.2 外部潜力挖掘

外部潜力区域是指现状和未来均是农业发展及生态保护区域,其主要承载全区的农业人口、第一产业、山林经济和动植物活动等。外部区域土地利用结构见表4。

外部区域挖潜的关键在于在城乡建设用地“增减挂钩”的前提下,可向毗连拓展区域“置换”建设用地数量=区内可补充耕地数量。保障耕地总量、园地总量、基本农田、生态空间、交通用地不变前提下,探讨在最大、最可能、最小三种前提下,按照式(4)进行潜力测算,潜力测算结果见表5。

计算公式为：

STB=(TBI-TBP)+STU×λ2+STO×λ3(λ2=0.3,λ3∈[0.05,0.15])

(4)

式中,STB表示外部区域潜力值;TBI表示地区保留农业人口减少及用地效率提高从村庄用地中可补充耕地数量的实际值;TBP表示地区保留农业人口减少及用地效率提高从村庄用地中可补充耕地数量的理想值;STU表示未利用地开发补充耕地数量;STO表示沿海滩涂利用补充耕地数量;λ2表示未利用地可开发比重;λ3表示沿海滩涂可利用比重。

表5 外部区域潜力总值

按照潜力实现可行性大小排序:最可能条件gt;最小可能条件gt;最大可能条件,因此建议外部区域潜力值为10.12km2。由于外部潜力值可通过置换成为耕地,而拓展区得到建设用地指标,所以外部潜力的挖掘是实现拓展区建设用地的关键。

5.3 外部拓展区域耕地——建设用地的空间置换

毗连拓展区是指当前农业发展和生态保护区域,未来可能转化成城镇建设用地区域。此区域是产业扩大、城市发展的重要承载区,通过毗连拓展区的潜力挖掘,能够充分整合城镇发展空间,便于城市规划明确发展具体方向和用地潜力大小。因此,毗连拓展区是区域建设用地潜力挖掘最复杂的环节,关系到区域整体发展用地和动态平衡。毗连拓展区挖掘要考虑三种情况:政策允许耕地全部置换农村居民点潜力,即“增减挂钩”可以平衡拓展区建设用地指标需求;政策不允许耕地和农村居民点潜力置换,即“增减挂钩”不适用;政策允许部分置换,即“增减挂钩”解决拓展区部分建设用地指标。同时,拓展区的村庄用地需分类研究。一种为村庄的人均居民点达到国家规定的标准时可挖掘的潜力,另一种是村庄的人口全部进城或进行棚户区改造后可挖掘的潜力,最后将耕地可置换数量与村庄可能的潜力进行综合分析。外部拓展区域土地利用结构见表6。

毗连拓展区挖掘的是在保障生态用地(园地、林地、保护水体)、稳定交通用地、零散现状城镇用地的前提下,按照式(4),考虑在人口不变、人均用地调整的情况下,在人口部分进城、人均用地调整的情况下,在人口全部进城、人均用地调整的三种情况下,分别测算农村居民点的潜力值。

表6 拓展区土地利用数据

通过式(6)耕地置换,考虑在政策不允许耕地转换、政策允许部分耕地转换、政策允许全部可转换三种条件下,分别测算耕地置换潜力值。通过式(5)测算,拓展区潜力值结果见表7。

STC=(TBI-TBP)+STU×λ4+STO×λ5+TCP(TCPMax,orTCPPhs,orTCPMin)

(5)

式中,STC表示外部区域潜力数量;TBI表示村庄用地实际值;TBP表示村庄用地理想值;STU表示未利用地理想值;STO表示沿海滩涂数量;TCP表示耕地置换潜力数量;λ4表示未利用地可开发比例;λ5表示沿海滩涂可利用比例。

TCP≥STB(Max,Phs,Min)

(6)

式中,TCP表示耕地置换潜力数量;STB表示外部区域潜力数量;Max表示毗连拓展区耕地全部可以置换;Phs表示毗连拓展区耕地部分可以置换;Min表示毗连拓展区耕地不允许置换。

表7 拓展区潜力总值

表8 城镇建设用地总潜力值

5.4 城镇建设用地潜力总值

运用式(7),将内部区域潜力、毗连拓展区域潜力相加得到花园口经济区全部建设用地的总潜力值。外部区域潜力通过“耕地置换”转换为拓展区潜力的一部分,所以计算时不再叠加。城镇建设用地潜力总值见表8。

ST=STA+STC

(7)

式中,ST表示建设用地总潜力;STA表示内部挖潜区域潜力;STC表示毗连拓展区域潜力。

总潜力值由内部区域潜力值和拓展区潜力值组成见图2。通过外部区域潜力置换到拓展区,解决了耕地指标转换为建设用地指标的难题。因此,外部区域潜力一般应全部放入毗连拓展区进行测算。在政策允许、未利用地适度开发、占用部分生态区的前提下,推荐内部区域挖掘潜力为14.84km2,毗连拓展区挖掘潜力为27.59km2,全部建设用地挖掘总潜力共计达到42.43km2。

6 结论与讨论

6.1 结论

本文借鉴开发区集约评价和工业行业标准确定理想值,在充分收集数据和熟悉区情的前提下,采用创建潜力挖掘基本模型,借助GIS平台进行关键技术分析,结合国家和地方相关标准对大连花园口经济区城镇建设用地的潜力大小、空间分布、挖潜途径进行研究，并总结出花园口建设用地利用现状的以下特点:建设用地潜力大,潜力分区差异明显,内部区域使用效率有待提高,拓展区域拓展潜力巨大,基本能满足区域经济的进一步发展。

图2 花园口经济区总潜力值

6.2 讨论

在本研究中,目前建成区分区的较粗,应以城市控制性详细规划为前提,按照国家产业分类目录进行详细划分;部分城镇拓展区域可能不是“毗连型”,如建材园,针对“飞地型”拓展区域还需要进一步研究。同时,在研究过程中,部分指标存在假定(如最大条件潜力、最小条件潜力、最可能条件潜力),因此需要进一步通过实证研究验证;有关海域利用问题,本文未对海域进行功能区划分,因此应在参照海洋规划的前提下,根据功能区分类进行开发利用,使海洋资源得到最大程度的开发利用。

[1]大卫·李嘉图.政治经济学及赋税原理[M].北京:商务印书馆,1976∶57.

[2]吴传钧,郭焕成.中国土地利用[M].北京：科学出版社,1994.

[3]Wentz E A,Nelson D,Rah man A,etal.Expert System Classification of Urban Land Use/Cover for Delhi,India[J].International Journal of Remote Sensing,2008,29(15)∶4405-4427.

[4]FAO.Guidelines：Land Evaluation for Irrigated.Soils Bulletin 55 Food and Agriculture Organization of the United Nations Rome Italy[R].1985.

[5]FAO.Report on the Ago-ecological Zones Project Word Soil Resources Reports 48(1)-48(4),Rome[R].1978-1980.

[6]Van Diepen C A,Van Keulen H Wolf J,Berkhout J A A.Land Evaluation：From Intuition to Quantification[M].Advances In Soil Science，New York,1991.

[7]Herold M.Spatial Metrics and Image Texture for Mapping Urban Land Use[J].Photogrammetric Engineering amp; Remote Sensing,2003,69(9)∶991-1001.

[8]Diamond J T,Wright J R.Design of an Integrated Spatial Information System for Multi Objective Land-use Planning[J].Environment and Planning B：Planning and Design,1988,15(2)∶205-214.

[9]Barnes T J.Retheorizing Economic Geography：From the Quantitative Revolution to the “Cultural Turn”[J].Annals of the Association of American Geographers,2001,91(3)∶546-565.

[10]Martin R,Sunley P.Paul Krugman′s Geographical Economics and Its Implications for Regional Development Theory：A Critical Assessment[J].Economic Geography,1996,72(3)∶259.

[11]何芳,吴正训.国内外城市土地集约利用研究综述与分析[J].资源与人居环境,2002,(3)∶35-37.

[12]刘波.我国城镇化发展趋势研究及相关政策建议[J].城市发展研究,2008,15(5)∶175-179.

[13]胡永光.城市土地集约利用潜力评价[D].长沙：湖南师范大学硕士学位论文,2007.

[14]徐蕾.江西省城镇土地利用汇总分析[D].九江：江西农业大学硕士学位论文,2015.

[15]曹炳汝,汪逸群,周冲.中国经济发达地区土地利用潜力评价——以无锡市惠山区为例[J].经济地理,2016,36(12)∶140-146.

[16]王利,韩增林,李博.基于VM-MapInfo的区域开发强度测算研究——以大连市为例[J].地理科学,2008,28(6)∶736-741.

[17]宗跃光,王蓉,汪成刚,等.城市建设用地生态适宜性评价的潜力—限制性分析——以大连城市化区为例[J].地理研究,2007,26(6)∶1117-1126,1305.

[18]丁然.西安市城乡建设用地动态变化特征及影响因素分析[D].西安：西北大学硕士学位论文,2014.

[19]郑玲.大连双D港产业用地效率评价研究[D].沈阳：辽宁师范大学硕士学位论文,2013.

StudyonBidirectionalTappingofUrbanConstructionLandPotential——TakingDalianHuayuankouEconomicZoneasanExample

LI Xin-xin,WANG Li,WANG Zhen
(College of Urban and Environment,Liaoning Normal University,Dalian 116029,China)

Taking Dalian Huayuankou Economic Zone as the research object,this paper estimated the potential of urban construction land.Firstly,based on urban planning,land planning standards,the economy was divided into internal area,adjacent to expand the regional and external areas.Based on “China′s second national survey on soils in 2000” for 2015 were available to provide data support for potential estimates.Secondly,the potential evaluation model of urban construction land was used to calculate the potential value of the three types of areas under the maximum potential,the most likely to tapping the potential and the minimum potential.Using the addition and subtraction measures,the external regional potential was replacement to the contiguous extension area,it achieved the replacement of cultivated land in the region and the external regional potential dynamic balance.Again,the two-way internal explored the potential to expand the area and adjoining regions plus and got the results.Considering the government policy,the feasibility of landing and other factors,this paper recommended the construction of the region′s total potential value of 42.43km2of land.The evaluation results of the study could not only serve as the basis for the overall planning of land use,the overall planning of the city and the layout of the industry,but also could support the new round of land planning and adjustment of the data,the coastal area similar development zone urban construction land potential mining to provide reference.

urban construction land;external potential;internal potential;Dalian Huayuankou Economic Zone

10.3969/j.issn.1005-8141.2017.12.011

F293.2

A

1005-8141(2017)12-1468-05

2017-10-21；

2017-11-05

国家科技支撑计划项目(编号:2008BAH31B06);部省共建人文社会科学重点研究基地项目(编号:14JJD790038)。

李欣欣(1992-),女,辽宁省凌源人,硕士研究生,主要从事地理信息系统应用、城市与区域规划研究。

王利(1965-),男,辽宁省建平人,教授,博士生导师,主要从事地理信息系统应用、城市与区域规划研究。