基于基尼系数的四川省城乡建设用地优化配置

淳 阳， 潘洪义， 吴佳俣， 周介铭

(四川师范大学西南土地资源评价与监测教育部重点实验室/四川师范大学地理与资源科学学院，四川成都 610066)

随着城镇化进程的不断加快，生产生活方式不断转变，社会经济实力日益增强，城市用地规模不断扩大。在城镇规模快速扩张的过程中，如何根据社会经济发展的需要和城市土地利用总体规划，缓解土地资源的有限性与城乡建设用地需求量日益增长的矛盾，实现城镇化的可持续发展，是当前亟待研究解决的热点问题[1]。城镇化是一个人口-经济-社会-空间“四维一体”、协调发展的有机整体，每一个维度的发展都会引起城乡建设用地面积需求量和供给量的变化。不同区域差异明显是我国城镇化水平的显著特征，而城乡建设用地总量公平合理的分配是保证区域均衡发展的前提。国土资源部相关文件指出，适当调整城乡建设用地规模，统筹安排生产、生活、生态用地，优化区域、城乡用地结构和布局，保障城镇化所需建设用地。相关学者从经济社会发展需求、土地利用效率[2]、城乡建设用地边际产出[3]、生态-经济比较优势视角[4]、相对资源承载力视角[5]等不同层面，采用均方差决策法[6]、信息熵与偏移-份额模型[7]、脱钩情景[8]等不同方法研究城乡建设用地优化配置及其扩张机制[9-11]，为城乡建设用地的优化配置提供丰富的研究方法和理论基础。

基尼系数是由意大利经济学家基尼于1992年首次提出的用于定量测定收入差异分配程度，综合考察居民内部收入分配差异状况的一项重要指标[12]，在国际上广泛地应用于指标分配公平性的测度。目前，学者们多将其应用于水污染总量分配[13]、耕地保有量分配[14]、收入差异分配[15]等众多领域，使分配方案既达到预定目标又兼顾公平性。而从城镇化内涵出发，以公平的视角探讨城镇化发展过程中城乡建设用地规模的合理配置鲜有少见。基于此，以四川省为例，在已知土地利用总体规划城乡建设用地总量目标的基础上，从人口城镇化-经济城镇化-社会城镇化-空间城镇化等4个维度选取具有代表性的指标，构建基于基尼系数优化配置模型，得到四川省现行土地利用总体规划目标年(2020年)的优化配置方案，旨在兼顾区域城镇化发展的效率和公平，从全方位优化城乡建设用地配置。

1 城乡建设用地总量分配优化模型

1.1 研究思路

利用基尼系数法评价分配公平性时，从人口城镇化-经济城镇化-社会城镇化-空间城镇化等4个维度选取与城乡建设用地分配相关的典型指标，计算各指标的权重及基尼系数，对21个地市(州)城乡建设用地现状布局的公平合理性进行判断，作为分配方案制定和修改的依据，不公平合理则建立并调整优化配置模型，直到符合参考标准，技术路线见图1。

1.2 指标体系

由于城乡建设用地总量分配受到社会经济、历史沿革、地理环境等多方面因素的影响，因此，在参考相关文献、理解城镇化内涵的基础上，依据典型性原则，从人口城镇化-经济城镇化-社会城镇化-空间城镇化等4个维度，选取人口密度、地均GDP、地均各类社会保险参保人数、城乡建设用地容量等4个指标构建城乡建设用地总量优化配置指标体系(表1)。

(1)人口密度。反映区域城镇化发展过程中人口数量与城乡建设用地分配的公平程度，为提升人居生活环境，单位城乡建设用地的人口数量应控制在合理的范围之类，针对不同的人口密度，合理增减城乡建设用地的规模。

(2)地均GDP。反映单位城乡建设用地面积上的经济产出效益，效益越高，土地利用越趋于集约，反之，土地利用集约水平越低，应适当的缩减城乡建设用地规模，提升土地集约利用水平。

(3)地均各类社会保险参保人数。地均参保人数与城乡建设用地面积的基尼系数可表征社会发展水平的公平程度，地均参保人数越多，其社会发展水平越高，可适量增加城乡建设用地规模保持高水平的发展。

(4)城乡建设用地容量。反映城乡建设用地的可扩展空间，可扩展空间越大，表明城镇化过程中城乡建设用地的约束性越小，适量增加城乡建设用地的规模有助于进一步推动城镇化的发展。

表1 城乡建设用地总量优化配置指标体系

注：城乡建设用地容量=土地总面积×0.3-现状城乡建设用地面积[16]。

1.3 基尼系数内涵及计算

洛伦兹曲线能清晰地表达基尼系数(图2)。A表示实际分配曲线和绝对平均分配曲线之间的面积，实际分配曲线右下方的面积为B，则A/(A+B)值即为基尼系数，数值越小，分配越公平，反之则越不公平。根据联合国相关组织规定：基尼系数低于0.2，表示绝对公平；基尼系数为0.2～0.3，表示比较公平；基尼系数为0.3～0.4，表示相对合理；基尼系数为 0.4～0.5，表示差距较大；基尼系数在0.5以上表示，差距悬殊；将0.4作为收入分配差距的“警戒线”[17]。

几何计算法、协方差法、拟合曲线法、平均差法等常用于基尼系数的计算，结合文中数据的特征，采用梯形面积法[18]，将图1中的B视为若干梯形面积之和，其计算公式为：

(1)

式中：j表示指标编号；Gj表示j指标的基尼系数；Xij表示非农人口、人均GDP等指标的累计率；Yij表示城乡建设用地面积的累计率；i表示分配对象，当i=1时，(Xi-1，Yi-1)为(0，0)。

1.4 指标权重计算

由于各指标对城乡建设用地分配的影响程度不同，依据各指标的重要性程度采用变异系数法确定指标权重，其计算公式为：

(2)

(3)

(4)

(5)

1.5 优化模型构建

1.5.1 应用线性规划原理，构建基于基尼系数的四川省城乡建设用地总量分配优化模型 为使各区域的城乡建设用地总量分配趋于公平，指标的基尼系数应该最大限度地趋近于0，故目标函数为各指标加权求和的最小值。目标函数为：

(6)

(7)

式中：i为区域编号；j为指标编号；n为区域个数；m为指标个数；G为综合基尼系数；wj表示第j个指标的权重；Gj为优化后第j指标的基尼系数；G0j为优化前第j指标的基尼系数；pi为优化后各区域城乡建设用地总量；p0i为区域城乡建设用地总量下限；p1i为各区域城乡建设用地总量上限；P为各区域城乡建设用地总量之和。

1.5.2 约束条件 条件1：优化配置方案应比现行规划方案公平合理，优化后的基尼系数应小于优化前的基尼系数，即Gj≤G0j。

条件2：将现行规划基期年(2005年)的城乡建设用地面积确定为城乡建设用地容量下限p0i，将现状城乡建设用地面积和城乡建设用地容量之和确定为城乡建设用地总量上限p1i。

条件3：依据总量控制原则，各区域城乡建设用地总量之和应该等于土地利用总体规划的城乡建设用地面积之和。

1.6 数据来源

研究数据来源于《四川省土地利用总体规划2006—2020》、四川省21个地市(州)的土地利用总体规划(2006—2020)、《四川省统计年鉴2016》。需要特别说明的是，由于土地利用总体规划中没有地均各类社会保险参保人数，因此采用2015年的统计年鉴数据。

2 实例研究

2.1 现行规划方案公平性评价

将各指标现状值、城乡建设用地面积的目标值按从小到大排序，分别计算其累计率，绘制各指标和城乡建设用地面积的洛伦兹曲线(图3)。由式(1)、(5)计算各指标的基尼系数和权重(表2)。

由图3、表2可知，人口密度-城乡建设用地的基尼系数是0.161 0，处于绝对平均水平；地均GDP-城乡建设用地的基尼系数是0.253 0，处于相对合理水平； 地均各类社会保险参保人数-城乡建设用地的基尼系数是0.412 0，超过了国际0.400的“警戒线”，处于较大差距水平；城乡建设用地容量-城乡建设用地的基尼系数为0.316 0，处于相对合理水平。因此，对四川省城乡建设用地的现行规划方案进行优化配置显得非常有必要。

表2 指标权重及基尼系数

2.2 基于基尼系数的优化配置方案

利用LINGGO 11.0软件，根据式(6)得到优化方案的基尼系数(表3)。对比优化方案和现行规划方案(表4)可以看出，综合基尼系数由现行规划方案的0.311 0下降到 0.295 0，各指标的基尼系数均不同程度地下降，优化后的基尼系数均低于国际“警戒线”值，更趋于公平合理。攀枝花、绵阳、广元、甘孜州等的城乡建设用地面积增加幅度较大；自贡、遂宁、内江等城市的城乡建设用地面积减少幅度较大。根据优化前后城乡建设用地面积的变动幅度，结合Arcgis 10.1将四川省各市(州)城乡建设用地面积变动的情况分为4种类型：城乡建设用地大幅削减区、城乡建设用地小幅削减区、城乡建设用地小幅增长区、城乡建设用地大幅增长区，并对其进行可视化表达(图4)。

表3 指标权重及基尼系数的变化

城乡建设用地大幅削减区含德阳、遂宁、内江、自贡共4个城市，占全省城市总数的19.05%，主要分布在四川省的东南部和靠近成都平原地区。由于这些城市前期拥有较好的工业基础，城镇化发展水平相对较高，其城乡建设用地面积已达到一定规模，但城乡建设用地容量不足，导致总体城乡建设用地面积降低，其中遂宁市的削减幅度最大，达到8.577%。此类区域的部分城市已经超出了现状建设用地的规划目标值，土地粗放利用程度严重，节约化利用水平低。在今后城镇化的建设中，应遵循“严控总量，盘活存量”的原则，加大城乡建设用地的减量化控制力度，以现行规划方案中城乡建设用地总量为约束，转变土地利用方式，加快实施城乡建设用地存量的内涵式挖潜，提升闲置、废弃土地的集约利用水平。积极推行“减量化、再利用、再循环”的可持续发展理念，实现地上和地下空间的同步发展。

表4 优化前后城乡建设用地面积比较

城乡建设用地小幅削减区含巴中、南充、资阳、乐山、泸州、凉山州共6个城市，占全省城市总数的28.57%，主要分布在四川省东北、南部及西南地区。这些城市地处丘陵地区，为四川省的粮食主产区，耕地面积大，相对数量的人口仍从事农业生产，非农人口增长相对较缓，城镇人口密度低，故应保留一定数量的优质耕地确保粮食安全，减少城乡建设用地的面积。此类区域的城市是确保四川省粮食安全的主要区域，在城镇化建设过程中，应追求经济发展与粮食安全的协调。严格实施“增减挂钩”“占优补优”的土地利用政策，坚决制止“以次充好”的乱象。不能突破现有耕地保护红线，合理确定“永久性基本农田保护区”的范围。合理控制新增城乡建设用地的供应量，提高供应门槛，逐步实现城乡建设用地的减量化控制。

城乡建设用地小幅增长区含阿坝州、雅安、成都、宜宾、眉山、广安、达州共7个城市，占全省城市总数的33.33%，主要分布在成都平原城市群周边及川东北地区，形成以阿坝-宜宾的带状分布格局。这些城市以成都市为辐射中心，人口城镇化、经济城镇化、社会城镇化水平均取得了一定成就，未来还有进一步提升的空间，所以其城乡建设用地面积须适量增长。此类区域的城市除成都外其他城市的城镇化水平均处于快速提升的阶段，城乡建设用地尚有一定的扩展空间，但由于自身的区位条件、资源禀赋、人口流动等方面均存在不同程度的差异，在城镇化的过程中不能追求“摊大饼式”的盲目扩张模式，要注重城市发展的质量、土地利用的效率，根据城市发展的具体需求合理地控制城乡建设用地的增量，稳步前进。

城乡建设用地大幅增长区含攀枝花、甘孜州、绵阳市、广元市共4个城市，占全省城市总数的19.05%，主要分布在四川省的东北、西部地区。其中甘孜州的增幅最大，达到 22.308%，甘孜州地处偏远的川西少数民族聚居区，人口基数小，农业生产条件落后，但其丰富的旅游资源是其经济增长的主要来源，应加强基础设施建设，提高城乡建设用地的供应量，进一步提升城镇化水平。攀枝花地处四川盆地的最南端，非农人口较少，依靠丰富的矿产资源，其经济发展水平仅次于成都，是攀西地区的经济高地，为进一步发挥带动作用，适当增加城乡建设用地面积，有利于其人口、经济城镇化的发展。绵阳、广元等2个城市地处四川省的东北地区，倚靠其交通枢纽的优势，非农人口和人均GDP增长较快，城镇化水平快速发展，城乡建设用地容量大，故城乡建设用地总量分配大幅度增加。此类区域的城市城乡建设用地容量较大，良好的资源禀赋、交通条件和工业基础为城镇化快速发展的提供了良好的保障。在不突破城乡建设用地总量管控的约束条件下，增加城乡建设用地规模，能更好地适应城镇化发展的需要。同时，要注重提升城乡建设用地的高效集约利用水平，避免低效蔓延。

3 结论

基于对城镇化内涵的理解，从人口-经济-社会-空间等4个维度筛选影响城乡建设用地分配的主要指标，基于公平的视角将基尼系数和城乡建设用地优化配置相结合，兼顾了在城镇化发展过程中城乡建设用地分配的公平性和效率性。

研究表明，四川省现有的城乡建设用地分配方案基尼系数为0.311，通过构建优化配置模型，最终使分配方案的基尼系数下降到0.295，在注重城镇化发展效率的同时确保公平性。结合Arcgis 10.1将各地市(州)的城乡建设用地增减变化分为城乡建设用地大幅削减区、城乡建设用地小幅削减区、城乡建设用地小幅增长区、城乡建设用地大幅增长区4类区域，并针对不同区域提出政策建议，具有一定的指导意义。