城市用地扩张影响因素及其极限规模测算<br/>——以海口市为例

城市用地扩张影响因素及其极限规模测算
——以海口市为例

2018-01-18王湃郑迪黄山

山西农业大学学报（社会科学版） 2018年2期

王湃，郑迪，黄山

(海南大学政治与公共管理学院，海南海口 570228)

近年来，我国经济持续高速发展，同时也带来了城市的不断扩张。2000年我国城镇化率仅为36.2%，到2016年末我国城市化水平提高到了57.35%，年均提高1.32个百分点。但同其他发达国家相比而言，我国城市化水平依旧较低，随着户籍制度的改革，城乡二元壁垒的打破，我国城市化水平将继续不断提高，这必然会带来城市用地的进一步扩张。城市用地扩张是社会经济发展的必然需求，但在其发展过程中也带来了一系列的社会经济问题。首先，部分地方政府盲目追求经济效益，不断地扩大城市用地规模，但缺乏严格的规划管理，造成大量耕地资源浪费，严重影响土地的集约利用水平。其次，当前许多城市不断设立新的开发区，但往往由于其投入资金不足，导致开发区效益低下，也造成了严重的土地浪费。另外，城市的快速扩张将不断占用农用地尤其是耕地资源，在一定程度上会威胁到我国的粮食安全。因此，应在合理推进城市化进程的同时，将城市用地规模控制在合理范围内。本文以海口市为例，研究城市用地扩张影响因素并预测城市用地扩张极限规模，它对于理解城市用地扩张规律，制定相关政策规划具有重要意义。

目前的海口市也正处于快速发展时期，尤其是2009年国际旅游岛建设步入正轨之后，海口市的城市建设步入了一个新阶段。本文利用海口市历年社会经济数据对海口市建成区扩张影响因素进行分析，找出用地扩张的影响因素，并采用两种方法对海口市城市用地极限规模做出预测，为海口市城市未来发展和规划提供理论参考和数据支撑。

一、文献回顾

学术界对城市用地扩张影响因素的研究较为丰富。因土地利用系统的复杂性，城市用地扩张的影响因素也是多重的。在各类因素中，学者们普遍认为经济发展水平对城市用地规模的影响较大。魏晓龙将影响因素分为基础性、推动性和政策性因素三大类,其中基础性因素包括人口规模、经济发展水平等，推动性因素包括城市基础设施、自然资源等，政策因素包括土地管理体制和供应政策、城市规划等[1]。舒帮荣、李永乐等认为城市的职能不同，影响因素也不同，但普遍受人口和经济因素的影响[2]。张耀宇等发现城市的规模不同，其扩张驱动因素也有所不同，小城市用地扩张受第三产业推动较强，中等城市、特大城市则受第二产业驱动较强[3]。屈宏宇、黎云和李郇在其研究中均发现经济发展水平是城市用地规模的重要影响因素[4-5]。柯善咨、何鸣研究了规划和市场两种力量对城市用地规模的影响，发现经济因素随着市场的日趋完善对用地配置产生着越来越显著的影响，积极考虑经济因素对制定有效的用地规划有着重要作用[6]。此外，土地财政对我国城市用地扩张也有着重要影响。赵可、徐唐奇等从时间维度上进行分析，发现城市用地规模与土地财政收入具有相关性，城市规模的扩张必然带来土地财政的增长[7]。王玉波在土地财政和城市用地规模研究中也证明了二者的耦合关系，并且二者耦合协调度呈现与经济水平趋同的地域规律[8]。

城市规模的预测一直是学界的研究热点，有的学者通过预测城市人口再结合人均用地指标来推算出城市用地规模[9-10]，或者通过建立回归模型来进行预测[11]。另外有些学者比如张永康、李世平等运用灰色系统理论建立GM(1,1)模型，预测了建设用地面积[12]；有的学者则是先将城市用地进行分类，运用一定的方法预测各类用地规模，然后再来预测总规模[13]。为了提高预测精度，也有学者使用组合方法预测城市规模，比如余长坤、宋文博等通过建立组合模型预测了焦作市建设用地规模[14]；曹蕾等通过组合的灰色-BP神经网络模型对重庆市建设用地规模进行了预测，并发现其预测精度远高于灰色模型[15]。在城市极限规模研究方面，目前的研究成果相对较少。郑新奇等人通过预测人口及城市化水平，并结合人均建设用地指标建立起预测模型，对中国城市用地增长极限规模进行了测算[16]。另外有部分学者根据经济学原理，认为当边际土地利用率为零时城市用地规模达到极限值[17-19]。

二、研究区概况、指标选取和数据来源

(一)研究区概况

海口市是海南省省会，是海南省的政治、经济、文化中心，海南省最大的交通枢纽，是国家“一带一路”战略支点城市。海口市辖秀英区、龙华区、琼山区、美兰区4个区，全市的陆地面积为2 305 km2，海域面积为830 km2。近年来，海口市社会经济快速发展，城市规模不断扩大，2009年海南国际旅游岛建设上升为国家战略，海口市城市发展迈上一个新的台阶。截至2015年底，海口市建成区面积达152.4 km2，2016年全市常住人口达到224.6万人，GDP总量为1 257.67亿元，财政总收入330.94亿元，城市居民人均可支配收入30 775元。

(二)指标选取

借鉴前人研究并考虑到城市用地规模影响因素的复杂性和数据的可获取性，本研究选取了以下几个指标：

表1 指标选取表

1.GDP。经济发展水平的衡量指标包括GDP、人均收入和人均GDP等，一般情况下经济发展水平越高，城市的用地规模越大。赵可认为人均GDP是最能直接反映城市经济发展水平的指标[7]。屈宏宇在其研究中发现人均GDP对城市建设用地扩张的影响最大[4]。结合学者们的研究，同时考虑后面将引入的人口指标，为避免出现引起共线性的变量，本文选择GDP作为经济发展的衡量指标。

2.全社会固定资产投资。目前我国经济增

长仍主要依靠劳动、土地、资本等要素投入来支撑，固定资产投资是形成资本的一种重要方式，因此本文将全社会固定资产投资纳入城市规模的影响因素，并预期全社会固定资产投资与城市规模呈正向相关关系。

3.二三产业比重。目前我国的经济正处于从第一产业向第二三产业进行调整的阶段，二三产业的发展带来了大量的就业机会，同时也将更多的人口从农村引入城市，对城市用地规模提出了更高的要求，对城市用地扩张起到了一定的促进作用。

4.居民可支配收入水平和全社会商品零售总额。居民可支配收入和全社会商品零售总额均是衡量社会经济发展水平的重要指标，反映一定时期内国家或地区的居民收入和消费水平。随着社会经济的发展，居民的收入和消费水平也在不断提高，高层次的消费需求也将不断增加，城市生活空间的需求也将随之增高，对城市用地规模的扩张起到了一定的促进作用。

表2 1995—2015年海口建成区用地规模影响因素指标值

5.常住人口。参阅诸多文献，普遍观点认为城市人口规模是影响城市用地规模的重要因素且对城市用地扩张起到重要推动作用。常住人口非农业人口等均可作为城市人口规模的测度，但考虑到数据的可获得性，本文选择常住人口作为城市人口规模的衡量指标。

6.城市化水平。城市化水平的提高意味着更多人口从农村向城市迁移，对城市的基础设施、居住空间等提出了更高的要求，同时农业人口向二三产业转移带来二三产业的发展也增加了城市用地的需求，因此城市化水平的提升将会带来城市用地规模的扩张。

7.政策制度。除上述变量外，本文还选取了一个反映土地政策变迁的虚拟变量。2009年12月国务院办公厅发布了《国务院关于推进海南国际旅游岛建设发展的若干意见》，海南国际旅游岛建设上升为国家战略，对海口市城市规模可能有重要影响，因此，将1995—2009年政策变量赋值为0，将2010—2015年政策变量赋值为1。

(三)数据来源

1995—2015年海口建成区社会、经济指标数据来自1996—2016年《海口统计年鉴》，海口市建成区面积数据来源于1996—2016年《中国城市统计年鉴》。其中，城市化水平取当年海口市非农业人口数与总户籍人口数的比值；政策虚拟变量的赋值以2009年为临界点，将1995—2009年政策变量赋值为0，将2010—2015年政策变量赋值为1。

三、海口市城市用地概况

(一)用地扩张的历程

本文将海口市的扩张历程分为三个阶段。1995—2002年，2003—2009年，2010—2015年。1995年—2002年，海口市建成区面积稳定在34 km2，变化较小；2002年，经行政区划调整，琼山并入海口市成立琼山区，建成区面积开始扩大，至2009年，海口市建成区面积达到91 km2；2009年12月，国务院办公厅发布了《国务院关于推进海南国际旅游岛建设发展的若干意见》，海南国际旅游岛建设步入正轨，海口市建成区面积进一步扩大，至2015年海口市建成区面积达到152.4 km2。详见图1。

图1 1995—2015海口市建成区面积变化趋势

(二)用地扩张速度

城市用地扩张系数是衡量城市用地扩张速度的一个重要指标[20]。对于扩张系数，通常认为该值为1.12时，城市扩张速度较为合理。当扩张系数大于1.12时，城市扩张过快，小于1.12时，城市扩张不足。从海口市1995—2014年建成区扩张情况来看，1995—2009年海口市均属于城市用地扩张不足型，究其原因，可能是海南省成立经济特区导致海口市非农业人口增长速度远高于建成区面积增长。2010—2014年海口市属于城市用地扩张过度型，主要原因是2009年国际旅游岛成立带来了海口经济的快速发展，尤其是房地产业的高速发展。

表3 1995—2014海口市建成区扩张情况

注：城市用地扩张系数=城市用地增长率/同期城市人口增长率

四、海口市建成区扩张影响因素分析

(一)关联度分析

运用DPS7.05，对1995—2015年的海口市社会经济数据与建成区用地面积进行灰色关联度分析，结果见表4。

通过关联度排序得:

对于Y:X3>X4>X5>X6>X1>X7>X2>X8

即对于海口市建成区扩张的影响: 二三产业比重>居民人均可支配收入>全社会商品零售总额>常住人口>GDP>城市化水平>全社会固定资产投资>政策制度。

表4 建成区面积与指标间的关联度

(二)逐步回归分析

运用SPSS17.0对海口市1995—2015年的建成区用地进行逐步回归分析，得到海口市建成区用地逐步回归方程:

Y=-859.562+9.21X3+0.00005676X6

通过上述分析可得，影响海口市建成区用地扩张的主要因素有二三产业比重和常住人口，且这两个指标均对海口市建成区用地扩张具有正向作用。表5中参数显示，显著性水平小于0.001，调整后R2大于0.91，表明常住人口和二三产业比重能共同解释海口市建成区扩张的91%以上。

表5 逐步回归参数检验表

通过逐步回归分析，剔除对建成区面积影响不显著的变量，最后得到对海口市建成区面积作用显著的两个变量——常住人口和二三产业比重，在灰色关联度分析中，二三产业比重和常住人口在关联度排序中均处前列。综合以上分析，本研究认为，海口市建成区扩张的主要影响因素包括二三产业比重和常住人口。

五、海口市城市用地扩张极限规模预测

根据影响因素分析的研究结果，海口市建成区扩张的主要影响因素是常住人口和二三产业比重，因此可以应用前文建立的回归方程预测海口市城市用地极限规模，为避免单一模型预测的局限性，本文同时选用逐步回归模型和人均用地面积模型对海口市城市用地极限规模进行预测，以期对各预测结果进行比对分析，相互验证。

(一)逐步回归模型

海口市城市用地极限规模预测的逐步回归模型采用前文建立的逐步回归方程：

Y=-859.562+9.21X3+0.00005676X6

通过对回归方程中的X3(常住人口)和X6(二三产业比重)进行极限值预测，再将两个指标的极限值代入方程，得到海口市城市用地极限规模。

首先对海口市1995—2015年常住人口数据进行分析，运用DPS7.05拟合Logistic曲线，建立起海口市常住人口的预测模型。

图2 Logistic模型预测常住人口拟合曲线

拟合得到的预测模型为：

式中：P(t)为常住人口，t为年期。

模拟结果显示：决定系数R2=0.9805，显著水平p=0.0001，说明该模型的精度高，对于海口市常住人口的预测效果较好。人口预测结果显示，海口市常住人口的极限规模为306.01万人。

其次，预测二三产业比重的极限值。在逐步回归方程中，二三产业比重的系数为9.21，由于2015年海口市二三产业比重已达到95%，因此将其极限值作100%处理对结果影响不大，故本文二三产业极限值采用100%。

将预测得到的常住人口极限值与二三产业极限值代入回归方程，得到海口市城市用地极限规模为235.13 km2。

(二)人均用地面积预测模型

文献梳理发现，目前对城市极限规模预测的研究较少。郑新奇在中国城市增长极限规模测算研究中建立了结合人均建设用地指标来预测城市极限规模的模型[16]，本文参照其研究成果建立起海口市城市用地极限规模预测模型：

S=P(t)·Y·I

式中：S为海口市城市用地规模，P(t)为常住人口，Y为城市化率，I为人均建设用地指标。

通过研究海口市建成区扩张影响因素，得到常住人口是主要的两个影响因素之一，因此人口对于海口市城市用地扩张有较大的解释力度，通过人口并结合相关指标来预测海口市城市用地规模有较大的合理性。

在城市化理论中，通常认为一个地区城市化率达到80%时，进入饱和城市化期[16]。根据城市用地分类与规划建设用地标准，海口市城市人均建设用地指标不得大于150 m2。

将上述指标值及预测得到的常住人口极限值代入人均用地面积预测模型中，得到海口市城市用地扩展极限规模为367.21 km2。

综上，通过逐步回归模型预测得到海口市城市用地极限规模为235.13 km2，人均用地面积预测模型得到的海口市城市用地扩张极限规模为367.21 km2。在海口市城市总体规划(2011—2020)中，规划期内的城市建设用地规模控制值是209 km2，与逐步回归模型的预测结果相近，由此看来，逐步回归模型的预测结果较为合理，日后若考虑较远期的城市用地极限规模预测，则可参照人均用地面积模型的预测方法。

六、对策建议

(一)合理规划常住人口和二三产业比重，控制建成区面积

通过运用灰色关联度法和逐步回归分析两种方法对海口市城市用地扩张影响因素进行研究，发现对海口市建成区面积作用显著的两个变量是常住人口和二三产业比重，且两者均对海口市建成区扩张具有正向作用，与研究的预期影响方向一致。在城市化进程中，常住人口的增加与二三产业比重的提升是城市化水平提升的重要指标，但基于海口城市用地扩张极限规模的研究结果，海口市在城市化进程中必须考虑常住人口、产业比重与区域资源禀赋的适宜性，在建成区面积不能无限扩张的现实约束下，“摊大饼”式的城市无序扩张显然是不可持续的。因此需要结合区域资源禀赋的特异性，合理规划常住人口规模和二三产业比重，从而约束城市用地规模，走可持续的新型城镇化道路。

(二)做好城市发展规划，不得突破城市极限规模

通过逐步回归模型和人均用地面积模型对海口市城市用地扩张极限规模进行预测，并结合海口市城市总体规划(2011—2020)中对规划期内城市建设用地规模的控制值(209 km2)，本文采用逐步回归模型的预测结果235.13 km2作为海口市城市用地扩张极限规模。在严守1.2亿公顷耕地红线、保障国家粮食安全的背景下，控制城市发展边界，约束城市用地规模，不让城市发展过度占用城市周围优质的耕地资源显得尤为重要。根据前文预测的海口市城市用地扩张极限规模，建议海口市未来发展以235.13 km2作为城市极限规模的红线，合理规划城市各项用地指标，将城市用地规模控制在社会经济协调发展的合理范围内。

(三)严控新增建设用地指标，挖掘存量建设用地潜力

急剧的城镇化过程导致建成区土地粗放使用，存量建设用地的利用潜力并未得到完全释放，没有达到土地资源的最有效利用。在城市用地极限规模的限制条件下，严控新增建设用地指标，将日益增长的用地需求分解到存量的建设用地上，以城中村改造、棚户区拆迁安置、危房改建等工程措施挖掘存量建设用地潜力，从而承载经济社会发展的用地需求，抑制建成区盲目扩张的趋势，对于控制海口建成区面积具有重要意义。

(四)提高土地利用效率，促进城市用地集约节约利用

城镇快速扩张带来的用地需求的增长与有限的土地资源供给之间的矛盾日益突出，控制现有用地规模的同时提高城市土地利用效率成为城市用地必然的发展方向。海口应该严格以“多规合一”为引领，统筹安排各类各业用地，科学划定土地利用分区，制定区域差异化的土地利用引导与管理、控制政策措施；积极盘活各区现有建设用地，加大闲置土地处置力度，鼓励工业企业提高建设用地利用效率，促进项目动工建设，形成有效市场供应；同时进一步优化城市土地利用布局，缩小不同区域的城市土地利用效率差距，使土地资源空间配置更加合理，促进不同区域协调发展，合理优化海口市土地资源空间配置，促进社会、经济的可持续发展，提高海口市土地利用效率。

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